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第三章 TFT-LCD设计

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TFT-LCD原理与设计

TFT-LCD原理与设计

TFT-LCD原理与设计
TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）是一种广泛使用于平板
电视、电脑显示器、手机等设备中的液晶显示技术。

其工作原理是利用薄膜晶体管和液晶分子的特性实现图像显示。

TFT-LCD的结构由多个层次组成，包括色彩滤光片、透明电极、薄膜晶体管和液晶层等。

色彩滤光片用于调节液晶层的颜色显示，透明电极用于施加电场，而薄膜晶体管则负责控制电流的流动。

这些层次协同工作，使得液晶分子在电场作用下产生偏转，并改变光的透过率，从而形成显示图像。

TFT-LCD的工作原理基于液晶的光电效应。

液晶分子具有两
种状态：向列方向对齐的“ON”态和与列方向垂直的“OFF”态。

当施加电场时，液晶分子会发生扭曲，产生向与列方向垂直的“ON”态。

通过调节电场的强弱和方向，可以控制液晶分子的
偏转程度，进而控制透过液晶层的光的亮度和颜色。

TFT-LCD还需要使用后端的驱动电路来控制薄膜晶体管的导
通和断开，以及控制液晶分子的偏转。

这些驱动电路通常由晶体管和电容器组成，能够实现高速刷新和精确的图像显示。

在TFT-LCD的设计中，需要考虑多个因素，包括像素密度、
色彩还原、亮度和对比度等。

为了提高图像质量，设计者需要选择合适的材料、优化电流和电场的控制参数，并采用高精度的光学和电子元件。

总之，TFT-LCD利用薄膜晶体管和液晶分子的特性，通过控
制电场来实现图像显示。

其设计需要考虑多个因素，以实现高质量的图像效果。

TFT-LCD像素设计

TFT-LCD像素设计

TFT-LCD像素设计TFT-LCD（薄膜电晕液晶显示器）是一种高级液晶显示器技术，广泛应用于平板电视、计算机显示器和移动设备等领域。

TFT-LCD的核心是像素设计，它决定了显示器的分辨率、色彩表现和画质等重要参数。

本文将介绍TFT-LCD像素设计的相关内容。

第一部分：TFT-LCD基础知识1.TFT-LCD原理：介绍TFT-LCD的基本工作原理，包括液晶分子的操控和光的透过过程，以及不同类型的液晶显示器结构。

第二部分：像素设计要素1.像素结构：介绍TFT-LCD像素的结构，包括玻璃基板、透明导电层、液晶层、TFT驱动电路和色彩滤光片等组成部分。

2.驱动方式：详细介绍TFT-LCD的驱动方式，包括被动矩阵驱动（PM）和主动矩阵驱动（AM），以及它们的优缺点和适用场景。

3.透明导电层设计：介绍透明导电层的材料和结构设计，以及影响透明导电层性能的因素，如导电性、透光性和机械性能等。

4.TFT驱动电路设计：详细介绍TFT驱动电路的工作原理和设计要点，包括源极驱动、栅极驱动和存储电容等技术。

5.色彩滤光片设计：介绍色彩滤光片的材料和结构设计，以及它们对色彩重现和亮度的影响。

第三部分：像素设计参数1.分辨率：详细介绍TFT-LCD的分辨率计算方法和影响因素，包括像素尺寸、子像素排列和驱动电路的限制等。

2.像素尺寸：介绍像素尺寸的定义和影响因素，包括物理尺寸、像素填充因子和像素开口率等。

3.色彩表现：详细介绍TFT-LCD的色彩表现指标，包括色域、色调和亮度等参数，以及相关的测量和校准技术。

4.像素响应时间：介绍像素响应时间的定义和测量方法，以及影响像素响应时间的因素，如RT域、液晶排列方式和驱动电路速度等。

第四部分：像素设计优化1.立体观影效果：详细介绍TFT-LCD的立体观影效果和相关技术，包括3D显示和自动立体纠错等。

2.反射光抑制：介绍反射光抑制技术，包括抗反射涂层、光学膜和偏振光等，以提高室外可视性。

第三章TFT-LCD屏设计

第三章TFT-LCD屏设计

（2）亮度 TFT-LCD模组成品的亮度，是光源强度和光效率
的乘积，以表中产品为例，亮度要求为 300cd / m2 假设 既有的产品设计，是使用亮度为 4000cd / m的2 CCFL背 光源，而液晶单元的光效为7.35％，画素的开口率为 85％，则得到的亮度会是
4000cd / m2 7.35% 85% 250cd / m2
为了要达成产品要求，可以使用亮度提高到 4800cd / m2
背光源，但是会增加消耗功率，灯管的寿命也会减少， 也可以设法增加液晶单元本身的光效率到8.82％，也 可以设法增加画素的开口率。此时可以协调成：采用
的 4200cd / m2 背光源，使液晶单元的光效率增加为8.1 ％，画素的开口率为88％，使得到的亮度成为
2、各专业领域的整合（其它专业规格） TFT是一种整合多元知识的技术，是“光、电、机”
的一个综合体，牵涉了很多原理，所以一个TFT-LCD 也是由各个专业领域的设计者一同努力所设计出来的， 除了所着重的TFT面板本身以外，以下几个领域的设 计也是非常重要的。 （1）液晶光学、色度学设计
这个领域需要熟知液晶的物理材料特性和光学知
3、产品规格的协调制定 对于TFT-LCD，包含很多的专业领域的知识，自然
也就涉及很多的专业规格，这些专业规格彼此并不是 孤立的，设计时也并不是所有规格的一个简单的加和， 而是要互相协调，明确设计目标及定位，才能保证产 品的最终设计成功。
专业规格协调举例
（1）厚度 产品的厚度，它是很多零组件厚度的总和，包括
A Size B Resolution(Pixel)
17寸 SXGA(1280×1024)
C Aspect Ratio D Active Area(mm)

TFT-LCD设计简明教材

TFT-LCD设计简明教材

TFT 设 计 教 材目 录第一章 概论第二章 设计工作流程第一节工作流程第二节 仕样书第三章 TEG第四章 MASK设计1.外形设计2.像素设计3.屏设计4.MASK配置第一章 概论工作流程：•仕样决定•设计•Mask Order•部材•试生产•量产在量产之前的所有步骤都属于TFT设计工作的范围。

本教材第二章将对工作流程各步骤和仕样书进行详述。

第三章讲述对设计工作至关重要的TEG（Test Graphics）。

第四章为具体的设计内容。

下面简单介绍一下具体设计中需要着重考虑的项目：a-Si TFT-LCD的设计主要包括a-Si TFT器件设计、TFT阵列单元像素设计、TFT阵列设计以及阵列基板的布局和配线等几个方面。

a-Si TFT是TFT-LCD显示屏阵列电路中最重要的部分，其器件性能的优劣将直接影响到a-Si TFT-LCD图象质量。

因此，a-Si TFT器件结构参数的合理设计以及材料参数的优化选择是a-Si TFT-LCD优化设计的基础。

a-Si TFT-LCD要求作为有源开关的TFT器件具有较高的开关比，即较高的开态电流和相对低的关态电流。

从对a-Si TFT器件模拟的结果可知，选择合适的TFT器件宽长比W/L，适当减小绝缘层的厚度，优化制备工艺条件以改善a-Si材料性能及a-Si/SiN x界面特性，有利于提高开态电流。

另外，减小有源层的厚度，制备具有较低暗态电导率的a-Si材料是降低关态电流的有效手段。

在a-Si TFT器件设计过程中，栅与源、漏电极交叠大小也是影响a-Si TFT-LCD图象显示品质的一个重要参数。

寄生电容C gd会引起加在液晶象素上的信号电压变化，从而造成显示图象的闪烁现象及显示灰度级的错乱。

另外，a-Si TFT器件各层薄膜厚度的设计是影响a-Si TFT-LCD 阵列成品率的关键因素，过厚或过薄的膜厚都将引起电极之间的短路或断路缺陷。

a-Si TFT-LCD单元象素主要包括a-Si TFT器件、象素电极、存储电容和栅电极及源电极的引线等几个部分。

TFT-LCD设计及制作—TFT原理

TFT-LCD设计及制作—TFT原理
TFT-LCD设计及制作（2）
■ TFT工作原理 ■ TFT基本结构 ■ 各种TFT技术
■ TFT工作原理
■ TFT基本结构 ■ 各种TFT技术
TFT-LCD设计及制作
2
MOSFET
绝缘栅型场效应管（Insulated Gate Field Effect Transistor，缩写为IGFET）
38
独立存储电容的TFT
TFT-LCD设计及制作
39
独立存储电容的剖面示意图
TFT-LCD设计及制作
40
共栅极存储电容
TFT-LCD设计及制作
41
■ TFT工作原理 ■ TFT基本结构
■ 各种TFT技术
TFT-LCD设计及制作
18
TFT与开口率
影响像素元开口率的主要因素： TFT电极; 栅极信号bus-line; 数据bus-line; 存储电容电极，黑矩阵材料。 这些部分的面积总和决定了一个像素的开口率。
TFT做得越小，布线越细，开口率越高。
TFT-LCD设计及制作
19
TFT-LCD设计及制作
TFT-LCD设计及制作
7
在实际LCD生产中，主要利用a-Si：H TFT的 开态（大于开启电压）对像素电容快速充电， 利用关态来保持像素电容的电压，从而实现快 速响应和良好存储的统一。
TFT-LCD设计及制作
8
TFT 与MOSFET 的结构非常的相似。 TFT与MOSFET 相似也为一三端子元件, 在
TFT-LCD能不良，例如TFT设计不合理，或者工 艺条件不合适，造成开态电流太小，导致信号 写入畸变，或者由于存储电容电压保持特性不 合适，都会引起画面闪烁(flicker)
TFT-LCD设计及制作

TFT-LCD显示驱动电路设计

TFT-LCD显示驱动电路设计

目录1 选题背景 (2)1.1 TFT-LCD的发展现状 (2)1.2 课设基本内容及要求 (2)1.2.1 硬件电路设计 (2)1.2.2 驱动设计 (3)1.2.3 基本要求 (3)2 方案论证 (3)2.1 总体设计 (3)2.2 显示原理 (4)2.2.1 LCD器件结构 (4)2.2.2 液晶显示原理 (4)2.2.3 TFT元件的工作原理 (5)3 过程论述 (7)3.1 控制电路设计 (7)3.1.1 时钟电路设计 (8)3.1.2 复位电路设计 (8)3.1.3 液晶模块驱动 (9)3.2 软件部分设计 (10)3.2.1 主程序 (10)3.2.2 初始子化程序 (11)3.2.3 显示子程序 (11)4 系统调试 (13)4.1 硬件调试 (13)4.2 软件调试 (13)5 总结 (14)参考文献 (15)附录1 原理图 (17)附录2 源程序 (18)1 选题背景1.1 TFT-LCD的发展现状网络和无线通信技术的发展及其产品的迅速普及，全球数字化技术的迅速推进，促进了信息技术与信息产业的蓬勃兴起。

显示器集电子、通信和信息处理技术于一体，被认为是电子工业在微电子、计算机之后的又一重大发展机会，具有广阔的市场好良好的机遇。

各种平板显示技术成为研究开发的热点，其中薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT的显示器件。

它的性能优良、大规模生产特性好，自动化程度高，原料成本低廉，发展空间广阔，已迅速成为新世纪的主流产品，是21世纪全球经济增长的一个亮点。

本文围绕设计以单片机作为LCD液晶显示系统控制器为主线，基于单片机AT89C51，采用的液晶显示控制器的芯片是SED1520，主要实现由按键控制的中文显示、图片显示、滚屏以及左右移动功能。

同时也对部分芯片和外围电路进行了介绍和设计，并附以系统结构框图加以说明，着重介绍了本系统应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程，并详细阐述了程序的各个模块。

第三章 平板显示面板设计(一)



B SA
:光通量
：单位立体角 SA：某方向的投影面积
3、灰阶（灰度等级）
• 定义
– 亮暗间不同的明亮程度叫灰阶
• 灰阶的分级方法
– 以亚像素分级灰阶-空间灰度调制
– 以像素发光时间比例分级灰阶-时间灰度调制
– 以像素发光强度分级灰阶
灰度等级： 一般6－8级 显示屏 256级
1．空间灰度调制 将一个像素划分为若干个单独可控的“子像素”，控制子像
2、亮度与对比度
• 定义 – 亮度：指光源在某个方向的单 位投影面积，单位立体角中辐 射的光通量。
– 对比度：最亮情况下的亮度与 最暗情况下的亮度之比
K Bmax (无环境光时） Bm in
K Bmax B0 (有环境光时） B min B0
当Bmin B0时，忽略环境光的影响
分辨率 176×144 320×200 352×288 640×480 800×600 1024×768 1365×768 1280×1024 1400×1050 1600×1200 1920×1080 1920×1200 2048×1536 2560×2048 3200×2400
长宽比 11:9 4:3 11:9 4:3 4:3 4:3 16:9 5:4 4:3 4:3 16:9 16:10 4:3 4:3 4:3
（1） 帧灰度调制
以数帧为一时间单元，控制显示像素选通的帧数，即可实现 灰度调制。例如取4帧为一时间单位，从全部选通到全部不选通 可以实现5个灰度级别。
缺点:会引起灰度级别的闪烁，由于液晶响应时间速度慢， 不可能用增加帧频来解决，所以必然导致活动图象显示变慢。
（2） 脉冲灰度调制
调制数据脉冲的宽度，即可实现一个个像素上的灰度调 制。由于液晶对过窄脉冲不能响应，所以一般限于以4位移 位寄存器调制16级灰度，即列信号的宽度有16种组合。

第三章 TFT-LCD设计


（2）模组机构设计 该领域要熟知各机械零件和力学知识, 负责设计产 品的外观, 选用各零件的材料与制程, 以符合产品规格 中尺寸, 重量等需求, 并使模组组装生产过程流畅易行, 另外, 背光模组和光学膜的选用, 涉及产品厚度, 重量 和功率消耗, 也需要与其他方面的设计一起考虑。
（3）电子系统设计 该领域熟知各电子零件和电学知识, 以及各种显示 界面的定义, 以负责设计产品的驱动系统, 符合产品规
1taSM4riNo185364WSx30406i.0n0.490ncnm5mmc•m•c2mc/m(V • s)
（c）材料工艺参数 相应于本次设计, 采用top ITO制程对应的材料与工131.8m.7 cm
续表
3 驱动相关参数
帧频60Hz 帧扫描时间16.7ms 扫描线时间21.7μs 最小视频电压容许误差: 8mV
2.各专业领域的整合（其它专业规格） TFT是一种整合多元知识的技术，是“光、电、机”
的一个综合体，牵涉了很多原理，所以一个TFT-LCD 也是由各个专业领域的设计者一同努力所设计出来的， 除了所着重的TFT面板本身以外，以下几个领域的设 计也是非常重要的。 （1）液晶光学、色度学设计
这个领域需要熟知液晶的物理材料特性和光学知 识，负责设计产品的液晶模式，包括其材料，间隙， 配向角度，偏光片角度，光学补偿膜等等，以符合产 品规格中的视角，亮度，对比和反应时间等要求，也 要设计彩色滤光片的三原色之色坐标，以符合产品规 格中色彩饱和度的要求，还有如液晶的操作电压，抗 反射膜的选用等等，也是该领域要考虑的。
N Interface
2ch LVDS
O Supply Voltage(V)
5
P Backlight
4 CCFL

tft-lcd原理与设计

tft-lcd原理与设计
TFT-LCD（Thin-Film Transistor Liquid Crystal Display）是一种液晶显示技术，它使用了薄膜晶体管（Thin-Film Transistor）作为电流控制开关来激活液晶分子，从而实现图像显示。

TFT-LCD 的设计和原理如下：
1. 像素（Pixel）：TFT-LCD显示屏是由许多微小的像素组成的。

每个像素由红、绿、蓝三个子像素组成，可以通过控制这三个子像素的亮度来显示不同颜色。

2. 色彩混合：每个子像素可以通过改变透过的光的颜色和强度来显示不同的颜色。

通过控制红、绿、蓝三个子像素的亮度，可以实现各种色彩的混合。

3. 薄膜晶体管阵列（TFT Array）：每个像素都有一个对应的薄膜晶体管，它位于液晶分子和电流源之间。

当电流经过薄膜晶体管时，它会改变液晶分子的排列方式，从而改变光的透过性。

4. 透明导电层：液晶屏的上下两侧分别涂有透明导电层，上层导电层是固定的，下层导电层可以通过控制电压的方式改变，用于控制液晶分子的排列。

5. 液晶分子：液晶分子是一种特殊的有机化合物，具有两种排列方式：平行排列和垂直排列。

液晶分子在没有电场作用下是有序排列的，当电场作用于液晶分
子时，它们会改变排列方式从而改变光的透过性。

6. 控制信号：通过控制薄膜晶体管和透明导电层之间的电流，可以产生控制信号来控制液晶分子的排列方式，从而控制光的透过性。

这些控制信号由显示控制器产生并发送给液晶显示屏。

总的来说，TFT-LCD显示屏通过控制薄膜晶体管和透明导电层之间的电流来改变液晶分子的排列方式和透过性，从而实现图像的显示。

TFT—LCD显示及驱动电路的设计

TFT—LCD显示及驱动电路的设计TFT-LCD显示及驱动电路的设计是一项关键的技术，它在各种电子设备中得到广泛的应用，包括手机、平板电脑、电视等。

本文将简要介绍TFT-LCD显示及驱动电路的设计原理和关键技术。

TFT-LCD显示屏是由许多像素组成的矩阵，每个像素由红、绿、蓝三个基本颜色的像素点组成，显示出各种颜色和图像。

TFT-LCD显示屏的设计需要考虑到图像的清晰度、亮度、饱和度和对比度等因素。

TFT-LCD显示屏的设计包括以下几个方面：像素结构设计、矩阵驱动电路设计、行驱动电路设计、列驱动电路设计和背光源驱动电路设计。

首先是像素结构设计。

像素是显示屏的基本单元，它由透明导电层、液晶层和像素电路组成。

透明导电层起到控制像素点亮度的作用，液晶层负责调节像素的透明度，像素电路则负责控制液晶的偏振状态。

像素结构设计需要考虑像素点的大小、形状和排布等因素，并保证像素之间的间距足够小，以避免显示图像失真。

其次是矩阵驱动电路设计。

矩阵驱动电路是控制像素点亮度和颜色的关键。

它采用行列扫描的方式，通过逐行、逐列地刷新像素，将电信号转换为液晶的偏振状态。

矩阵驱动电路主要由行驱动电路和列驱动电路组成，它们分别控制液晶的行和列，使其呈现出不同的亮度和颜色。

行驱动电路设计需要考虑驱动电压和扫描速度等因素，以确保像素能够按时刷新。

列驱动电路则负责将外部信号转换为适合液晶的信号，以控制像素的亮度和颜色。

背光源驱动电路设计是TFT-LCD显示屏设计中的另一个重要部分。

背光源驱动电路主要负责控制显示屏的亮度和对比度。

常见的背光源驱动电路有LED背光源驱动电路和CCFL背光源驱动电路。

LED背光源驱动电路可以提供更高的亮度和更长的寿命，但成本较高。

CCFL背光源驱动电路成本较低，但亮度和寿命相对较低。

最后，TFT-LCD显示屏的设计还需要考虑显示控制器和数据接口的设计。

显示控制器负责接收和处理外部信号，并将其转换为适合显示屏的信号。

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本章主要内容
1、认识产品规格 2、设计思想与步骤 3、Array基板设计 4、CF设计 5、Cell设计
第一节 认识TFT-LCD的产品规格
1、基本规格 显示器的规格，很难有一个完全的定义，因为 产品被消费者所接受，有很多是主观的感觉，不 同厂商提供的显示器规格，也会有些许不同，但 是对设计者而言，需要客观量化的数据作为设计 的目标，下表中给出了一些显示器件的最基本的 规格参数。
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R
Size Resolution(Pixel) Aspect Ratio Active Area(mm) Pixel Pitch(mm) Mode Number of Colors Color Saturation(%) View Angle(H/V) Brightness(cd/m2) Contrast Ratio Response Time(ms)(at 25℃) Power Consumption(W) Interface Supply Voltage(V) Backlight Outline Dimensions(mm) Weight(g)
（2）最坏情况设计 为了使得设计出来的显示器在各种情况下都能够 满足驱动原理的要求，采用的设计观念是“最坏情 况设计”，即在设计时考虑在极限情况下能够使用， 那么其他情形就没有问题，比如画面的帧频在60～ 75Hz，则以75Hz考虑充电时间，而以60Hz考虑电荷 保持时间，这样在两个极限条件下如果能够满足， 其它频率下肯定能够满足。
A、四条限制线：如何确定存储电容C s 和沟道宽度W 如何编写计算方程式 （1）TFT开电流的限制线 按照第二章中讨论的对充电的要求，有:
I ch arg e dt ch arg e > C ch arg e dVch arg e
下面就每一项取值作详细讨论。 公式第一项：充电电流
ch arg e
I ch arg e
（3）最小视讯电压容许误差 依据产品规格中的View Angle, Contrast Ratio , Response Time, 以及Supply Voltage等等，根据电压 穿透度关系以及上面的规格，可以定出最小视讯电 压容许误差，至于液晶的电压－电容关系，会作为 设计时考量充电，电荷保持，电容耦合以及信号延 迟的计算基础。
制程确定后，还需了解该制程的能力限制，即制程 设计准则。这些规则由制程的能力与经验所确定， 其中规范了相关的能力限制以及制程中所采用的金 属和绝缘体材料的厚度和特性，在设计时，必须符 合这些规则，才能在工艺上实现，典型的TFT设计 准则可参考下表。共四个表，分别是材料和厚度， 线宽限制，对准误差和TFT的工艺参数。
第二节 设计思想与步骤
1、设计思想 （1）画素完全相同 我们知道，阵列中每个画素的大小和形状是一 样的，但是每个画素的细部设计，并不一定要完全 一样，利用画素设计的细部改变，可以解决一些问 题。比如通过精密计算沿着扫描线改变TFT的寄生 电容的大小，可以补偿电容耦合效应和信号延迟效 应，但是这样设计会使得整个布局非常复杂，又会 产生其他的问题，因此目前在绝大多数的TFT设计 中，都是采用完全相同的画素设计。
3、产品规格的协调制定 设计的明确目标，即是设计出符合规格要求的产品， 由以上的讨论我们知道，设计不仅仅是将各个领域简 单加合，而是涉及多个领域的专业规格，并且相互协 调，才能保证产品是很多零组件厚度的总和，包括 两块玻璃基板，两个偏光片，光学补偿膜，光学增 亮膜，背光模组，框架等，如果要减少设计的厚度 以符合产品要求，可以采用薄型偏光片而增加成本， 也可以选择减少光学补偿膜而牺牲视角，也可以选 择光学增亮膜而牺牲亮度，也可采用薄型框架而增 加破损的风险，至于要采取哪一种方法，就要视产 品的定位和其他规格的竞争力而定，并没有一定的 答案。
第三节 Array基板设计
1、TFT制程选择及制程设计准则 设计一个TFT面板，必须基于一个确定的TFT制 程以及制程设计准则。和IC的制程相似，制作TFT 和各电极所需的形状，是先将这些形状制作在掩模 版上，通过光刻的方式转写到玻璃基板，因此，在 设计之前，必须了解TFT的制程，知道Array基板上 各种膜层之间的层次关系及用途。若采用的制程不 同，设计原理虽然相同，但考虑的重点则有所变化。 此处将以top ITO型的五道掩膜（见图）为例进行说 明。
（2）模组机构设计 该领域要熟知各机械零件和力学知识，负责设计 产品的外观，选用各零件的材料与制程，以符合产品 规格中尺寸，重量等需求，并使模组组装生产过程流 畅易行，另外，背光模组和光学膜的选用，涉及产品 厚度，重量和功率消耗，也需要与其他方面的设计一 起考虑。 （3）电子系统设计 该领域熟知各电子零件和电学知识，以及各种显 示界面的定义，以负责设计产品的驱动系统，符合产 品规格中系统界面，功率消耗，操作电压等要求。
第三章 TFT-LCD屏设计
在前面两章，学习了许多TFT-LCD的工作原 理，如何运用这些原理，真正的去设计一个TFT 面板，这就是本章所要讲授的内容。首先要说明 的是，TFT-LCD面板产品种类是非常多的，而不 同产品诉求也不同，设计时考虑的重点也会不一 样，因此，设计过程很难定出一个标准规范，所 以本章仅就一般设计时所做的考虑做一说明，希 望通过这样的方式，让大家更加熟悉TFT-LCD的 工作原理，并加以运用，另一方面，也为大家以 后做设计时提供一个基本的设计思路。
2、各专业领域的整合（专业规格） TFT是一种整合多元知识的技术，牵涉了很多原理， 所以一个TFT-LCD也是由各个专业领域的设计者一同 努力所设计出来的，除了所着重的TFT面板本身以外， 以下几个领域的设计也是非常重要的。 （1）液晶光学设计 这个领域需要熟知液晶的物理材料特性和光学知 识，负责设计产品的液晶模式，包括其材料，间隙， 配向角度，偏光片角度，光学补偿膜等等，以符合产 品规格中的视角，亮度，对比和反应时间等要求，也 要设计彩色滤光片的三原色之色坐标，以符合产品规 格中色彩饱和度的要求，还有如液晶的操作电压，抗 反射膜的选用等等，也是该领域要考虑的。
为了要达成产品要求，可以使用亮度提高到 背光源，但是会增加消耗功率，灯管的寿命也会减少， 也可以设法增加液晶单元本身的光效率到8.82％，也 可以设法增加画素的开口率。此时可以协调成：采用 的背光源，使液晶单元的光效率增加为8.1％，画素的 4200cd / m 2 开口率为88％，使得到的亮度成为
2、各类专业规格参数设计 （1）面板规格参数
A B C D E F G H I G 尺寸 分辨率 子像素数目 高宽比 可视区面积 像素大小 亚像素大小 模式 灰阶 开口率 13英寸 1024×768（XGA） 1024×RGB×768 4:3 264.2mm×195.8mm 258μm×258μm 258μm×86μm TN 16 70％
17寸 SXGA(1280×1024) 5:4 337.9×270.3 0.264 TN 16.2M 72 140/130 300 500:1 8 25.8 2ch LVDS 5 4 CCFL 396.0×224.0×17.5 1900
有效显示区域的对角尺寸 解析度 画面比率 画面有效显示区域 画素大小 液晶模式 显示器所能表现出的颜色数目 色彩饱和度 水平和垂直方向的视角 显示器所能表现出的最大亮度 所能表现出的最大对比度 25℃下的液晶反应时间 面板功率消耗 面板与系统的界面格式 面板与系统的界面电压 面板的背光源以4支冷阴极荧光灯 管组成 面板的外观尺寸 面板的重量
（2）亮度 TFT-LCD模组成品的亮度，是光源强度和光效率 的乘积，以表中产品为例，亮度要求为 300cd / m 2 假设 既有的产品设计，是使用亮度为 4000cd / m 2 的CCFL背 光源，而液晶单元的光效为7.35％，画素的开口率为 85％，则得到的亮度会是
4000cd / m 2 × 7.35% × 85% = 250cd / m 2
4、和面板设计相关的专业规格 在经过产品规格的协调制定后，就可将其中的一 些规格，转换成各领域的专业规格，与TFT面板设计 相关的专业规格有： （1）次画素大小和画素阵列数目 根据产品规各中的Size, Resolution, Aspect Ratio Active Area,可以得知次画素的大小和画素阵列数目，这些规 格是不需要进行协调的。 （2）开口率 依据产品规格中的Brightness和Color Saturation，在充 分协调之后，设定开口率的设计目标。
为了简化计算，忽略 V gs的改变而假设其保持在 固定值V gs.on ，将充电电流 I 设定为 I ds 的大约 平均值，约为
ch arg e
I ds = (1 / 6) µ eff (ε ins ε 0 / t ins )(
W )(V gs .on − Vth )Vds L
其中1/6是一个经验值，可根据实际情况设定其他 ε t ins 参数。在该式里面 µ ，ins ， ，L以及 V gs.on − Vth 需要 提前设置的。
eff
公式第二项：充电时间 充电时间在前面章节已经计算过，应该是画面 扫描周期除以水平扫描线数。假设屏的画面更新频 率为60Hz，除去数据传输时在一帧和一帧之间会空 出一段时间（用Sync表示），以及扫描线提前关闭 的时间（用Delay表示），所以
Ω = 0.4V
（4）图形设计参数的获得 在前面讲过，图形设计涉及很多参数，需要先 定出最主要的参数。结合前面的讨论，根据作者的 经验，与所有设计关系最密切的两项设计值分别是 存储电容 C S 的大小和TFT的通道宽度W，其他设计 并非不重要，而是轻易不会改变，比如TFT的通道 长度，通常会设定在制作能力的最小极限，以得到 最大的开电流和最小的栅极负载电容，又如栅极绝 缘层或金属导电层的材料和厚度等，在制程确定后， 一般不会去做更动。所以，以上面两个最重要的参 数，结合第二章的四大考量，编写关于这两个参数 的初始设计方程式，先把存储电容和通道宽度数值 定下来，再进行其它的考虑。