TFT LCD 基础知识介绍

TFT-LCD Introduction T hin F ilm T ransistor：薄膜晶体管L iquid C rystal D isplay：液晶显示器CRT ：Cathode Ray TubePDP ：Plasma Display Panel紅藍綠黃白紫青OLED：Organic Light-Emitting DiodeLCD ：Liquid Crystal DisplayDisplays 分类1个像素Displays 色度域红、绿、蓝的各x、y坐标连成的三角形的面积。

它和NTSC色度（下图中红色三角形）的面积比记作“NTSC比**%”。

TFT-LCD generation G10 288x313cmG8.5 220x250cmG7.5 195x225cmG6 150x185cmG5 110x130cmG4 68x88cm元件功能偏光片管制光线通过方向，仅允许与穿透轴平行之光线通过CF 实现色彩显示LC cell 调节光偏振方向TFT 调节液晶电压光源提供光源TFT-LCD 结构Printed circuit boardPrism sheet偏光板TFTODF sealantTABDriver LSI反射板Spacer分光片扩散板Back lights偏光板像素电极储存电容液晶配向膜共通电极Overcoat Color filterBlack matrix玻璃基板穿透式TFT-LCD 侧视图LC (Liquid crystal )晶体相液体相气相液晶相液晶分子的双折射特性液晶分子在不同的轴向折射系数不同，造成不同偏振方向直接的相位差，进而改变光的偏振态。

液晶对偏振光的改变效果•平行长轴方向前进，光的偏振态不变•平行短轴方向前进，光的偏振态被改变？LC (Liquid crystal )液晶的各向介电异性特性液晶在不同方向的介电系数不同，可以通过外加电场来改变液晶分子排列角度，从而达到控制液晶分子的双折射作用。

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。

tft lcd原理
TFT LCD（薄膜晶体管液晶显示器）是一种广泛用于平板电脑、智能手机、电视和计算机显示器等设备的平面显示技术。

下面是TFT LCD的基本原理：
1. 液晶材料：TFT LCD的基础是液晶材料。

液晶是一种介于液体和固体之间的有机分子，它在电场的作用下能够改变光的透过性。

液晶被封装在两块平板玻璃之间，这两块平板上有透明的电极。

2. 薄膜晶体管（TFT）：TFT是薄膜晶体管的缩写，它是一种用于控制液晶像素的半导体器件。

每个像素都配备了一个TFT，用于控制电流的流动，从而精确地调节液晶分子的方向和透过性。

3. 像素结构：TFT LCD的屏幕由许多微小的像素组成。

每个像素由三个亮度可调的基本颜色（红、绿、蓝）的亮度调光器组成。

这三个颜色的不同亮度组合可呈现出各种颜色。

4. 背光源：TFT LCD需要一种背光源，以照亮屏幕上的像素。

常见的背光源包括冷阴极荧光灯（CCFL）和LED。

现代的LCD大多采用LED作为背光源，因为LED背光具有更低的功耗和更长的寿命。

5. 控制电路：TFT LCD屏幕上还有一套复杂的控制电路，用于接收来自计算机或其他设备的信号，并将其转化为适合液晶显示的信号。

6. 工作原理：当电流通过TFT时，TFT会控制液晶分子的排列，调节其透明度。

通过调整每个像素中红、绿、蓝三个亮度调光器的亮度，屏幕可以呈现出几百万种不同的颜色，形成图像。

总体来说，TFT LCD的原理是通过电流控制液晶分子的排列，从而调节光的透过性，最终呈现出清晰的图像。

TFT LCD显示原理详解<什么是液晶>我们一般认为物体有三态：固态、液态、气态，其实这只是针对水而言，有一些有机化和物还有介于固态和液态中间的状态就是液晶态，如下图（一）:图（一）<TFT LCD显示原理>a:背景两块偏光的栅栏角度相互垂直时光线就完全无法通过，图（六）是用偏光太阳镜做的测试。

图（六）b:TFT LCD显示原理液晶显示器就是利用偏光板这个特性来完成的，利用上下两片栅栏之间互垂直的偏光板之间充满了液晶，在利用电场控制液晶分支的旋转，来改变光的行进方向，如此一来，不同的电场大小，就会形成不同颜色度了，如图（七）。

图（七）b-1:当在不加上电极的时候，当入射的光线经过下面的偏光板(起偏器)时, 会剩下单方向的光波,通过液晶分子时, 由于液晶分子总共旋转了90度, 所以当光波到达上层偏光板时, 光波的极化方向恰好转了90度。

下层的偏光板与上层偏光板, 角度也是恰好差异90度。

所以光线便可以顺利的通过，如果光打在红色的滤光片上就显示为红色。

效果如图（七）中前两个图所示。

b-2:当在加上电极后(最大电极)，液晶分子在受到电场的影响下，都站立着，光路没有改变，光就无法通过上偏光板，也就无法显示，如图（七）蓝色滤光片下面的液晶。

c:TFT-LCD驱动电路。

为了显示任意图形，TFT-LCD用m×n点排列的逐行扫描矩阵显示。

在设计驱动电路时，首先要考虑液晶电解会使液晶材料变质，为确保寿命一般都采用交流驱动方式。

已经形成的驱动方式有：电压选择方式、斜坡方式、DAC方式和模拟方式等。

由于TFT-LCD主要用于笔记本计算机，所以驱动电路大致分成：信号控制电路、电源电路、灰度电压电路、公用电极驱动电路、数据线驱动电路和寻址线驱动电路（栅极驱动IC）。

上述驱动电路的主要功能是：信号控制电路将数字信号、控制信号以及时钟信号供给数字IC，并把控制信号和时钟信号供给栅极驱动IC；电源电路将需要的电源电压供给数字IC和栅极驱动IC；灰度电压电路将数字驱动电路产生的10个灰度电压各自供给数据驱动；公用电极驱动电路将公用电压供给相对于象素电极的共享电极；数据线驱动电路将信号控制电路送来的RGB信号的各6个比特显示数据以及时钟信号，定时顺序锁存并续进内部，然后此显示数据以6比特DA变换器转换成模拟信号，再由输出电路变换成阻抗，供给液晶屏的资料线；栅极驱动电路将信号控制电路送来的时钟信号，通过移位寄存器转换动作，将输出电路切换成ON／OFF电压，并顺次加到液晶屏上。

（1）液晶面板a.偏光片：分为上偏光片和下偏光片，上下两偏光片相互垂直。

其作用就像是栅栏一般，会阻隔掉与栅栏垂直的光波分量，只准许与栅栏平行的光波分量通过。

b.玻璃基板：分上玻璃基板和下玻璃基板，主要用于夹住液晶。

对于TFT-LCD ，下层玻璃长有薄膜晶体管(Thin film transistor ，TFT)，上层玻璃则贴有彩色滤光膜。

c.彩色滤色膜：产生红、绿、蓝三种基色光。

d.电极：分为公共电极和像素电极。

信号电压就加在像素电极与公共电极之间。

e.液晶材料：小分子有机化合物。

f.定向层：又称取向膜，其作用是让液晶分子能够整齐排列。

屏分辨率术语详解1．亮度亮度表示电视机的发光强度。

用每单位面积的亮度cd/m²（每平方米坎德拉）表示。

观看电视时平均亮度：约是50～70cd/m²，电影院银幕平均亮度：约为30～45cd/m，室外看电视平均亮度：达到300cd/m²。

亮度太大，浪费能源，降低电视机的寿命，加快电视机的老化速度。

对平板显示屏来说，亮度够用就可以了。

2．对比度对比度是用最大亮度和最小亮度之比来表示，即：对比度越高，重显图像的层次可以越多，图像质量越高。

环境光在屏幕中的亮度越大，图像对比度越小。

3.灰度（灰阶）灰度：显示像素点的亮暗差别。

灰度级越多，图像层次越清楚逼真。

如：16位图像的像素灰度：有2的16次方即65536种灰度等级。

位数越高，图像明暗之间的过渡就越丰富，细节表现就更好。

3.4.3 响应速度响应速度：各像素点对激励电压反应的速度，即像素由暗转亮或由亮转暗所需要的时间。

对于液晶电视机来说，响应速度就是在液晶分子内施加电压，使液晶分子扭转或回复的时间，常说的25ms、16ms就是指的这个响应时间。

反应时间越短，则使用者在看动态画面时越不会有拖尾的感觉。

CRT电视机：1～3ms 液晶电视机：25ms～12msSMD电阻电容:用标记“R/C”表示电阻：一般用三位数字法表示：例：102表示10X102 欧电容：一般用三位数字法表示且标上耐压值：例：106 16v表示10X106 PF=10uf耐压值为16V。

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TFT-LCD基础必学知识点1. TFT-LCD是什么？TFT-LCD是一种使用薄膜晶体管（TFT）作为控制元件的液晶显示技术。

液晶TFT-LCD使用各个像素点的液晶颗粒来控制光的透过与阻挡，从而实现显示功能。

2. TFT-LCD的工作原理是什么？TFT-LCD的工作原理是通过控制各个像素的液晶颗粒的存储和释放电荷来控制光的透过与阻挡。

当没有电荷通过液晶颗粒时，液晶就会阻挡光线的透过，显示为黑色；当有电荷通过液晶颗粒时，液晶就会允许光线透过，显示为亮色。

3. TFT-LCD的组成结构是什么？TFT-LCD主要由以下几个组件组成：玻璃基板、液晶层、色彩滤光器、透明导电薄膜、液晶晶体管、背光源等。

其中，玻璃基板是整个显示结构的主体，液晶层用于控制光的透过与阻挡，色彩滤光器用于产生各种颜色，透明导电薄膜用于传输电荷，液晶晶体管用于控制电荷的存储和释放，背光源用于提供光源。

4. TFT-LCD的分辨率是什么？TFT-LCD的分辨率是指显示器能够显示的像素数量。

分辨率通常以水平像素数和垂直像素数来表示，例如1920×1080表示水平有1920个像素，垂直有1080个像素。

5. TFT-LCD的色彩深度是什么？TFT-LCD的色彩深度是指每个像素能够显示的不同颜色的数量。

常见的色彩深度有16位、24位和32位，分别表示能够显示2^16、2^24和2^32种颜色。

6. TFT-LCD的刷新率是什么？TFT-LCD的刷新率是指显示器每秒更新显示内容的次数。

刷新率越高，显示的画面就越流畅。

常见的刷新率有60Hz、120Hz和240Hz等。

7. TFT-LCD的视角是什么？TFT-LCD的视角是指显示器在不同角度下能够保持观看画面的质量和亮度。

通常以水平视角和垂直视角来表示，视角越大表示观看画面的范围越广。

8. TFT-LCD的响应时间是什么？TFT-LCD的响应时间是指液晶颗粒从接收到电荷到改变状态所需的时间。

TFT基础知识Shantou Goworld DisplayTFT－LCD基础知识技术研发部黎明 2009.7Shantou Goworld Display主要内容一、TFT－LCD结构与原理二、TFT－LCD制造流程Shantou Goworld DisplayTFT—Thin Film Transistor 薄膜晶体管LCD—Liquid Crystal Display 液晶显示器Shantou Goworld DisplayTFT-LCD名词解释分辨率（Display Resolution ）：显示器上水平方向和垂直方向上相素（Pixel）的数目。

注：一个相素有R、G、B三个子相素（Sub-Pixel）。

对比度（Contrast Ratio）：显示器最大亮度值（全白）与最小亮度值（全黑）之比值。

一般TFT-LCD的对比值为200:1至400:1。

视角（Viewing Angle）：在大角度观看的情况下，显示器亮暗对比变差会使画面失真，而在可接受的观测角度范围就称为视角。

响应时间（Response Time）：从输入信号到输出影像所经历的时间，一般液晶显示器响应时间为20~30毫秒。

（标准电影格式每画面为40毫秒）Shantou Goworld Display按基板加工的尺寸，可以分为代，即一代线、二代线等Shantou Goworld Display关于中小尺寸生产线手机超便携移动PC 汽车仪表电子相框娱乐显示（MP3/MP4、游戏机等）Shantou Goworld Display大尺寸产品需求量预测200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Notebook LCD MNTLCD TV Others 2003 38.6 53.7 5 2.5 2004 47.1 74.6 12.1 4.6 2005 63.5 118.2 28.5 8.4 2006 76.6 134.7 50.4 10.7 2007 93.2 153.1 72.5 13.5 2008 105.9 168.4 92.2 16.3 2009 121.3 179.5 110.2 18.7 2010 138.1 194.2 123 21.6单位:百万片来源:Display SearchShantou Goworld Display中国TFT-LCD面板制造生产线现状Maker Locatio n Shang hai Beijing Kunsh an Shang hai Line Gen Status Input Operati on Date Q3'04 Substr ate Size 1100 x 1300 1100 x 1300 1100 x 1300 730 x 920SVANEC BOE OT IVOS15Runnin g Runnin g Runnin g Runnin g90KB1580KQ1'05F1530KQ4'06TianmaF14.530KQ3'07Shantou Goworld Display厂商三星电子面板生产线7代线（1870mm×2200mm）8代线第二条8代线产能计划共两条，计划扩充产能达13万片/月。

一．TFT-LCD的基础知识培训1．显示器的发展概述1．1CRT：阴极射线管特点：电子枪结构，通过偏转线圈控制屏幕扫描位置，通过栅极控制电子加速。

优势：工艺成熟、性能稳定、像素可达0。

28mm以下，亮度高、RGB色彩缺点：体积大、辐射大、易老化1．2LED：发光二极管特点：采用半导体PN结的结构，形成点光源形式优势：寿命长，可靠性高，显示亮度高，可模块化拼装缺点：不能全彩色化1．3EL：电致发光显示特点：薄膜结构，有机薄膜电致发光真正的又轻又薄，优势：低功耗广视角，高响应速度，大规模工业生产的成本很低缺点：使用寿命目前只有几千小时。

1．4FED：场致发光显示特点：场发射平板显示器原理类似于CRT，CRT只有一支到三支电子枪，最多六支，而场发射显示器是采用电子枪阵列（电子发射微尖阵列，如金刚石膜尖锥），分辨率为VGA（640×480×3）的显示器需要92.16万个性能均匀一致的电子发射微尖，材料工艺都需要突破。

优势：同CRT缺点：工艺复杂1．5PDP：等离子显示特点：等离子体发光显示是通过微小的真空放电腔内的等离子放电激发腔内的发光材料形成的，发光效应低和功耗大是它的缺点（仅1.2lm/W，而灯用发光效率达80lm/W 以上，6瓦/每平方英寸显示面积），优势：在102～152cm对角线的大屏幕显示领域有很强的竞争优势。

缺点：驱动电压高1．6LCD：液晶显示特点：利用液晶在电场作用下，旋转的的特性优势：平板形，功耗低是目前唯一在亮度、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，原材料成本低廉，发展空间广阔，将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。

性能稳定、成本低、全彩色、安全，适应强，寿命长，重量轻是未来的发展性能综合评价：可视角、色调、亮度与对比度、响应与余辉、功耗与驱动电压1．7显示器基本常识配色：基色：R：红G：绿B：蓝配色：W: 白Y:黄C:青M:紫W=R+G+B Y=R+G C=G+B M=B+R三基色的深浅度、6500/7500/9300色温16位色+4位灰度32位真彩色，实现人眼可分辨的全部彩色64种彩色称为伪彩色帧：扫描行电极各施加一次扫描电压的时间帧频：单位时间扫描多少帧的频率占空比：扫描行电极选通时间与帧周期之比，等于扫描电极数N的倒数非存储型显示：施加电场时呈现显示状态存储型显示：脉冲驱动显示，撤掉外加电压，显示内容不变静态驱动显示：每个像素均有单独的电极动态驱动显示：像素电极呈矩阵方式显示分辨率Resolution # of Dot # of Pixel Aspect Ratio Remark320 x 240 76,800 230,400 4:3 Quarter VGA640 x 400 256,000 768,000 16:10 EGA640 x 480 307,200 921,600 4:3 VGA800 x 480 384,000 1,152,000 15:9 Wide VGA800 x 600 480,000 1,440,000 4:3 SVGA1024 x 600 614,400 1,843,200 17:10 Wide SVGA1024 x 768 786,432 2,359,296 4:3 XGA1280 x 1024 1,310,720 3,923,160 5:4 SXGA1400 x 1050 1,470,000 4,410,000 4:3 SXGA+1600 x 1200 1,920,000 5,760,000 4:3 UXGA1920 x 1200 2,304,000 6,912,000 16:10 Wide UXGA2048 x 1536 3,145,728 9,437,184 4:3 QXGA2560 x 2048 5,242,880 15,728,640 4:3 QSXGA3200 x 2400 7,680,000 23,040,000 4:3 GUXGAdpi：或ppi：每平方英寸的图素数DOT=3PIXEL对于一个15英寸的TFT显示器（1024×768）那么一个象素大约是0.0188英寸（相当于0.30mm），对于18.1英寸的TFT显示器而言（1280×1024），就是0.011英寸（相当于0.28mm）因此第一个特性即是亮度或明度，常以(cd / m2)为单位。

最详细的TFTLCD液晶显示器结构及原理TFTLCD（薄膜晶体管液晶显示器）是一种广泛应用于消费电子产品中的显示技术。

它的结构相对复杂，涉及多个层次和部件。

下面将详细介绍TFTLCD液晶显示器的结构和工作原理。

1.基础液晶显示原理TFTLCD使用液晶物质的光电效应来显示图像。

液晶分为有机液晶和无机液晶两种类型。

当施加电场时，液晶分子会排列成特定的方式，光线通过液晶时会发生偏振现象。

通过控制电场的强度和方向，可以对光线进行精确控制，实现显示图像。

2.TFT液晶结构一个TFT液晶显示器主要包括以下几个部分：2.1前端玻璃基板前端玻璃基板是TFT液晶显示器的基础结构，其承载液晶层、电极、TFT芯片等关键组件。

2.2后端玻璃基板后端玻璃基板是用于封装液晶层和前端电极，同时也提供支持和保护的作用。

2.3液晶层液晶层是TFT液晶显示器的重要组成部分，其由液晶分子组成。

液晶分子分为垂直向上和垂直向下两种排列方式。

液晶层的液晶分子在正常情况下是扭曲排列的，通过施加电场，可以改变液晶分子的排列方式。

2.4像素结构TFT液晶显示器中的每个像素都由一对透明电极组成，它们位于液晶层的两侧。

其中一种电极是像素电极，用来控制液晶的取向，另一种是透光电极，用来调节光的透过程度。

当电场施加到液晶层时，液晶分子排列的方式会发生改变，从而控制光的透过程度，实现图像的显示。

2.5色彩滤光片色彩滤光片位于液晶层和玻璃基板之间，用于改变透过液晶后的光线的色彩。

每个像素点都有红、绿、蓝三个滤色片，通过控制光线通过滤色片的程度，可以实现不同颜色的显示。

2.6驱动电路TFT液晶显示器需要复杂的驱动电路来控制每个像素点的显示，以及刷新频率等参数。

驱动电路通常由TFT芯片和一系列的逻辑电路组成。

3.TFT液晶显示器的工作原理当TFT液晶显示器工作时，控制电压将被应用到像素电极上。

这会引起液晶层中液晶分子的重新排列。

具体来说，液晶分子会扭曲，改变光的透过程度，进而控制像素的颜色和亮度。