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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的goa电路工作原理-回复tftlcd是目前应用广泛的液晶显示屏类型之一，而GOA（Gate on Array）电路则是tftlcd屏幕的一种常用驱动模式。
本文将详细介绍tftlcd的GOA 电路工作原理，一步一步回答。
第一步：了解TFTLCD为了更好地理解GOA电路的工作原理，首先需要对tftlcd有一定的了解。
TFT（Thin Film Transistor）液晶显示屏是一种采用薄膜晶体管驱动方式的液晶显示技术。
相较于传统的LCD屏幕，TFTLCD具有更高的像素密度和响应速度，以及更好的色彩鲜艳度和视角。
第二步：认识GOA电路GOA电路是一种常用的tftlcd屏幕驱动方式，它将驱动晶体管集成到显示像素的底层数组中，从而减少了所需的元件和线路，提高了屏幕的性能和可靠性。
GOA电路主要包括多种逻辑电路、信号传输和驱动电路等组成。
第三步：GOA电路工作原理GOA电路的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 水平信号（HS）的传输在GOA电路中，水平信号（HS）会根据显示像素的位置，通过水平信号线传输到相应的驱动晶体管上。
这样，每个驱动晶体管就能根据HS信号的变化对相应的像素进行精确控制。
2. 垂直信号（VS）的传输与HS信号类似，垂直信号（VS）也会根据显示像素的位置，经过垂直信号线传输到对应的驱动晶体管上。
与此同时，位于水平信号线和垂直信号线交汇处的驱动晶体管将接收对应的HS和VS信号。
3. 数据信号（DS）的传输除了HS和VS信号外，数据信号（DS）也是GOA电路的重要组成部分。
DS信号通过数据线传输到每个像素的驱动晶体管上，从而控制像素的亮度和颜色等属性。
每个像素都对应着一个驱动晶体管，因此DS信号会被相应地处理以调整像素的状态。
4. 驱动晶体管的工作驱动晶体管接收到HS、VS和DS信号后，根据信号的变化控制像素的状态。
它通过改变像素的亮度和颜色来实现显示效果。
驱动晶体管的作用类似于一个开关，通过打开或关闭像素的液晶分子，来控制光的透过和阻挡，从而实现图像的显示。
最详细的TFTLCD液晶显示器结构及原理TFT-LCD（Tin Film Transistor Liquid Crystal Display）是一种常见的液晶显示技术，广泛应用于电子设备中，包括智能手机、电视、电子游戏等。
本文将详细介绍TFT-LCD液晶显示器的结构和工作原理。
TFT-LCD液晶显示器的结构主要由下面几个部分组成：背光装置、液晶模组、控制电路和驱动芯片。
首先是背光装置，它通常由冷阴极荧光灯（CCFL）或LED背光源组成。
背光装置产生光线，并通过背面照亮整个显示面板。
接下来是液晶模组，它包含两片玻璃基板和液晶材料。
其中液晶材料由液晶分子组成，这些分子具有光学特性，可以通过外部电场的作用来调节光的透过程度。
液晶材料位于两片玻璃基板之间，其中的每个像素点由一个液晶分子和一个电极组成。
然后是控制电路，它负责接收从电源和信号源传来的信号，并将这些信号转换为控制信号来控制液晶分子。
控制电路通常由硅晶圆制成，包括存储器、时钟、逻辑电路等。
最后是驱动芯片，它与控制电路紧密结合，用于控制每个像素点的液晶分子的状态。
驱动芯片通常包括行驱动器和列驱动器，分别用于控制液晶分子的行扫描和列选择。
TFT-LCD液晶显示器的工作原理如下：1.电压施加：控制电路将电压信号发送到驱动芯片，然后驱动芯片发送适当的电压信号到液晶模组中的每个像素点。
2.电场影响：液晶分子在电场的作用下发生变化。
当电场施加到一个像素点时，液晶分子会重新排列，导致光的透过程度发生变化。
3.光的透过：背光照射在液晶模组后，根据液晶分子的排列方式，光线可以透过模组的一些区域，被观察者看到。
4.彩色显示：在一些液晶显示器中，为了显示彩色，每个像素点通常由红、绿、蓝三个亚像素组成，其中每个亚像素有一个滤光片来控制光的通道。
通过调整不同颜色亚像素的透光度，可以实现彩色显示。
总结起来，TFT-LCD液晶显示器的结构和原理主要涉及背光装置、液晶模组、控制电路和驱动芯片。
TFT LCD液晶显示器的驱动原理(doc 11页)_NewTFT LCD液晶显示器的驱动原理(doc 11页)如果图不清楚，请看/album/43/69/51466943/431163.jpg圖1就是這兩種儲存電容架構，圖中可以很明顯地知道，Cs on gate由於不必像Cs on common需要增加一條額外的common走線，所以其開口率(Aperture ratio)比較大。
而開口率的大小是影響面板的亮度與設計的重要因素，所以現今面板的設計大多使用Cs on gate的方式。
但是由於Cs on gate 方式的儲存電容是由下一條的gate走線與顯示電極之間形成的(請見圖2中Cs on gate與Cs on common的等效電路)，<center><imgsrc="/album/43/69/51466943/431250.jpg" border=0></center>而gate走線就是接到每一個TFT的gate端的走線，主要是作為gate driver 送出信號來打開TFT，好讓TFT對顯示電極作充放電的動作。
所以當下一條gate走線送出電壓要打開下一個TFT時，便會影響到儲存電容上儲存電壓的大小。
不過由於下一條gate走線打開到關閉的時間很短(以1024 x 768解析度，60Hz更新頻率的面板來說。
一條gate走線打開的時間約為20μs，而顯示畫面更新的時間約為16ms，所以相較下影響有限)，所以當下一條gate 走線關閉，回復到原先的電壓，則Cs儲存電容的電壓，也會隨之恢復到正常。
這也是為什麼大多數的儲存電容設計都是採用Cs on gate的方式的原因。
至於common走線，在這邊也需要順便介紹一下。
從圖2中可以發現，不管採用怎樣的儲存電容架構，Clc的兩端都是分別接到顯示電極與common。
既然液晶是充滿在上下兩片玻璃之間，而顯示電極與TFT都是位在同一片玻璃上，則common電極很明顯的就是位在另一片玻璃之上。
tft-lcd显示原理TFT-LCD是一种广泛应用于液晶显示技术的一种显示原理，它的全称是薄膜晶体管液晶显示（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）。
TFT-LCD是基于液晶材料的特性和薄膜晶体管技术，通过将液晶材料充满在两块平行的玻璃基板之间，并在其中的每个亮点放置一个薄膜晶体管来控制液晶分子的取向，从而实现图像的显示。
液晶是一种具有特殊物理性质的有机化合物，具有介于固体和液体之间的特性。
它的分子具有长而细长的形状，有两个平行且密集分布的氢键。
液晶分子通过在外加电场作用下，可以在一定程度上改变其方向，从而通过光的调制来实现显示。
TFT-LCD是将液晶材料充满在两块平行的玻璃基板之间，形成一个液晶层。
TFT-LCD显示屏的显示原理主要包括液晶分子的取向控制、液晶分子的旋转以及调光滤光等过程。
首先，液晶分子的取向控制是整个显示原理的基础。
液晶分子分布在两个平行的玻璃基板之间的液晶层中，这两个玻璃基板上分别涂有导电层和薄膜晶体管。
当外加电压作用于导电层时，薄膜晶体管对应的像素点会通电，导电层上的电场会影响液晶分子的取向。
液晶分子在电场作用下，会倾向于与电场平行排列，这种排列形式被称为平行型。
其次，液晶分子的取向控制成为不均匀的情况下，就会导致图像质量下降，出现图像残留或者明暗不均的情况。
为了解决这个问题，要对液晶分子进行旋转。
将液晶分子分布在两个玻璃基板之间的液晶层中，其中一个玻璃基板上的导电层为透明电极，另一个玻璃基板上的导电层为铝箔电极。
当外界电压作用于透明电极与铝箔电极时，透明电极处的液晶分子将会被电场拉扯，从而旋转一个特定角度，使得入射的光通过液晶后可以达到最佳状态。
液晶分子旋转后，液晶层中的分子会改变光的传递特性。
液晶分子在电场作用下的旋转角度决定了通过液晶层的光的振动方向，从而控制光通过液晶层的旋转角度。
这通常通过具有光偏振功能的调光滤光片来实现，调光滤光片可以改变光的波长和振动方向，从而实现图像的显示。
TFTLCD液晶显示的驱动原理(提高篇)
2014年4月13日星期日i
目录第1章TFTLCD液晶显示的驱动原理(上)···············································11.1Cs(StorageCapacitor)储存电容的架构····················································11.2整块面板的电路架构·········································································21.3面板的各种极性变换方式··································································31.4Common电极的驱动方式···································································41.5面板极性变换与common电极驱动方式的选用·······································61.6各种面板极性变换的比较··································································6第2章TFTLCD液晶显示的驱动原理(中)···············································82.1SVGA分辨率的二阶驱动波形····························································82.2Csoncommon架构且common电压固定不动的feedthrough电压···············92.3Csoncommon架构且common电压变动的feedthrough电压····················112.4Csongate架构且common电压固定不动的feedthrough电压···················122.5Csongate架构且common电压变动的feedthrough电压·························13第3章TFTLCD液晶显示的驱动原理(下)··············································153.1三阶驱动的原理(Threeleveladdressingmethod)······································153.2四阶驱动的原理(Fourleveladdressingmethod)·······································17TFTLCD液晶显示的驱动原理(电子版)Sobin.Huang
-1-第1章TFTLCD液晶显示的驱动原理(上)本次我们将针对TFT-LCD的整体系统面来做介绍，也就是对其驱动原理来做介绍，而其驱动原理仍然因为一些架构上差异的关系而有所不同。首先我们来介绍由于Cs(StorageCapacitor)储存电容架构不同，所形成不同驱动系统架构的原理。
1.1Cs(StorageCapacitor)储存电容的架构一般最常见的储存电容架构有两种，分别是Csongate和Csoncommon这两种。顾名思义，这两者的主要差别就在于储存电容是利用gate走线还是common走线来完成的。储存电容主要是为了让充好电的电压，能保持到下一次更新画面的时候之用。所以我们就必须像在CMOS的制程之中，利用不同层的走线，来形成平行板电容。而在TFT-LCD的制程之中，则是利用显示电极与gate走线或是common走线，所形成的平行板电容，来制作出储存电容Cs。
图1就是这两种储存电容架构，从图中我们可知，Csongate由于不必像Csoncommon一样，需要增加一条额外的common走线，所以它的开口率(ApertureRatio)相对较大。而开口率的大小，是影响面板的亮度与设计的重要因素。所以现今面板的设计大多采用Csongate的方式。但是由于Csongate方式，它的储存电容是由下一条的gate走线与显示电极之间形成的(请见图2的Csongate与Csoncommon的等效电路)。而gate走线，顾名思义就是接到每一个TFT的gate端的走线，主要就是作为gatedriver送出信号，来打开TFT，好让TFT对显示电极作充放电的动作。所以当下一条gate走线，送出电压要打开下一个TFT时，便会影响到储存电容上储存电压的大小。不过由于下一条gate走线打开到关闭的时间很短，例如1024*768分辨率，60Hz更新频率的面板来说，一条gate走线打开的时间约为20us，而显示画面更新的时间约为16.67ms，所以相对而言，影响有限。所以当下一条gate走线关闭，回复到原先的电压，则Cs储存电容的电压，也会随之恢复到正常。这也是为什么大多数的储存电容设计都是采用Csongate的方式。TFTLCD液晶显示的驱动原理(电子版)Sobin.Huang-2-至于common走线，我们在这里也需要顺便介绍一下。从图2中我们可以发现，不管采用怎样的储存电容架构，CLC的两端都是分别接到显示电极与common。既然液晶是充满在上下两
片玻璃之间，而显示电极与TFT都是位在同一片玻璃上，那么common电极很明显的就是位在另一片玻璃之上。如此一来，由液晶所形成的平行板电容CLC，便是由上下两片玻璃的显示电
极与common电极所形成。而位于Cs储存电容上的common电极，则是另外利用位于与显示电极同一片玻璃上的走线，这跟CLC上的common电极是不一样的，只不过它们最后都是接到
相同的电压。
1.2整块面板的电路架构从图3我们可以看到整片面板的等效电路，其中每一个TFT与CLC跟Cs所并联的电容，
代表一个显示的点。而一个基本显示单元Pixel,则需要三个这样显示的点,分别来代表RGB三原色。以一个1024*768分辨率的TFT-LCD为例，共需要1024*768*3个这样的点组合而成。整片面板的大致结构就是这样，然后再由如图3中gatedriver所送出的波形，依序将每一行的TFT打开，好让整排的sourcedriver同时将一整行的显示点，充电到各自所需的电压，显示不同的灰阶。当这一行充好电时，gatedriver便将电压关闭，然后下一行的gatedriver便将电压打开，再由相同的一排sourcedriver对下一行的显示点进行充放电。如此依序下去，当充好了最后一行的显示点，便又回过来从头第一行再开始充电。以一个1024*768SVGA分辨率的液晶显示器来说，总共有768行的gate走线，而source走线则共需要1024*3=3072条。以一般的液晶显示器多为60Hz的更新频率来说，每一个画面的显示时间约为1/60s=16.67ms。由于画面的组成为768行的gate走线，所以分配给每一条gate走线的开关时间约为16.67ms/768=21.7us。所以在图3gatedriver送出的波形中，我们就可以看到，这些波形为一个接着一个宽度为21.7us的脉波，依序打开每一行的TFT。而sourcedriver则在这21.7us的时间内，经由source走线，将显示电极充放电到所需的电压，显示相对应的灰阶。TFTLCD液晶显示的驱动原理(电子版)Sobin.Huang-3-1.3面板的各种极性变换方式
由于液晶分子还有一种特性,就是不能一直固定在某一个电压不变，不然时间久了，即使将电压取掉，液晶分子会因为特性被破坏，而无法再响应电场的变化来转动，以形成不同的灰阶。所以每隔一段时间，就必须将电压恢复原状，以避免液晶分子的特性遭到破坏。但是如果画面一直不动，也就是说画面一直显示同一个灰阶的时候怎么办？所以液晶显示器内的显示电压就分成了两种极性，一个是正极性，另一个是负极性。当显示电极的电压高于common电极电压时，就称之为正极性。而当显示电极的电压低于common电极的电压时，就称之为负极性。不管是正极性还是负极性，都会有一组相同亮度的灰阶。所以当上下两层玻璃的压差绝对值是固定时，不管是显示电极的电压高，还是common电极的电压高，所表现出来的灰阶是一样的。不过在这两种情况下，液晶分子的转向却是完全相反，也就可以避免上面所描述的当液晶分子转向一直固定在一个方向时，所造成的特性破坏。也就是说，当显示画面一直不动时，我们仍然可以通过正负极性不停地交替，达到显示画面不动，同时液晶分子也不会被破坏掉的效果。所以当你所看到的液晶显示器画面虽然静止不动，其实里面的电压正在不停地交替变化，而其中的液晶分子也正不停地一次往这边转，另一次往反方向转。图4就是面板各种不同极性的变换方式，虽然有这么多种的变换方式，但它们有一个共通点，都是在下一次更换画面数据的时候来改变极性。以60Hz的更新频率来说，也就是每16.67ms，更改一次画面的极性。也就是说，对于同一点而言，它的极性是不停地变换的。而相邻的点是否拥有相同的极性，那可就依照不同的极性转换方式来决定了。首先是frameinversion，它整个画面所有相邻的点，都是拥有相同的极性。而rowinversion与columninversion则各自在相邻的行与列上拥有相同的极性。另外在dotinversion上，则是每个点与自己相邻的上下左右四个点都是不一样的极性。最后是deltainversion，由于它的排列比较特殊，所以它是以RGB三个点所形成的pixel作为一个基本单位，当以pixel为单位时，它就与dotinversion很相似了，也就是每个pixel与自己上下左右相邻的pixel是采用不同的极性来显示的。
