TFT液晶顯示屏

TFT液晶顯示屏的寫法

TFT液晶顯示屏介紹

TFT（ThinFilmTransistor）即薄膜場效應(yīng)晶體管。所謂薄膜晶體管，是指液晶顯示器上的每一液晶象素點都是由集成在其后的薄膜晶體管來驅(qū)動。從而可以做到高速度、高亮度、高對比度顯示屏幕信息。TFT屬于有源矩陣液晶顯示器。

TFT-LCD液晶顯示屏是薄膜晶體管型液晶顯示屏，也就是“真彩”（TFT）。TFT液晶為每個像素都設(shè)有一個半導(dǎo)體開關(guān)，每個像素都可以通過點脈沖直接控制，因而每個節(jié)點都相對獨立，并可以連續(xù)控制，不僅提高了顯示屏的反應(yīng)速度，同時可以精確控制顯示色階，所以TFT液晶的色彩更真。

原理

1、TFT工作原理

（1）TFT是如何工作的TFT就是“ThinFilmTransistor”的簡稱，一般代指薄膜液晶顯示器，而實際上指的是薄膜晶體管（矩陣）——可以“主動的”對屏幕上的各個獨立的象素進(jìn)行控制，這也就是所謂的主動矩陣TFT（activematrixTFT）的來歷。那么圖象究竟是怎么產(chǎn)生的呢？基本原理很簡單：顯示屏由許多可以發(fā)出任意顏色的光線的象素組成，只要控制各個象素顯示相應(yīng)的顏色就能達(dá)到目的了。在TFTLCD中一般采用背光技術(shù)，為了能精確地控制每一個象素的顏色和亮度就需要在每一個象素之后安裝一個類似百葉窗的開關(guān)，當(dāng)“百葉窗”打開時光線可以透過來，而“百葉窗”關(guān)上后光線就無法透過來。當(dāng)然，在技術(shù)上實際上實現(xiàn)起來就不像剛才說的那么簡單。LCD（LiquidCrystalDisplay）就是利用了液晶的特性（當(dāng)加熱時為液態(tài)，冷卻時就結(jié)晶為固態(tài)），一般液晶有三種形態(tài)：

類似粘土的層列（Smectic）液晶

類似細(xì)火柴棒的絲狀（Nematic）液晶

類似膽固醇狀的（Cholestic）液晶

液晶顯示器使用的是絲狀，當(dāng)外界環(huán)境變化它的分子結(jié)構(gòu)也會變化，從而具有不同的物理特性——就能夠達(dá)到讓光線通過或者阻擋光線的目的——也就是剛才比方的百葉窗。

大家知道三原色，所以構(gòu)成顯示屏上的每個象素需上面介紹的三個類似的基本組件來構(gòu)成，分別控制紅、綠、藍(lán)三種顏色。

目前使用的最普遍的是扭曲向列TFT液晶顯示器（TwistedNematicTFTLCD），下圖就是解釋的此類TFT顯示器的工作原理。現(xiàn)存的技術(shù)差別很大，我們將會在本文的第二部分中詳細(xì)介紹。

在上、下兩層上都有溝槽，其中上層的溝槽是縱向排列，而下層是橫向排列的。而下層是橫向排列的。當(dāng)不加電壓液晶處于自然狀態(tài)，從發(fā)光圖2a扭曲向列TFT顯示器工作原理圖示意圖層發(fā)散過來的光線通過夾層之后，會發(fā)生90度的扭曲，從而能在下層順利透過。

當(dāng)兩層之間加上電壓之后，就會生成一個電場，這時液晶都會垂直排列，所以光線不會發(fā)生扭轉(zhuǎn)——結(jié)果就是光線無法通過下層。

（2）TF

T象素架構(gòu)如圖4示，彩色濾光鏡依據(jù)顏色分為紅、綠、藍(lán)三種，依次排列在玻璃基板上組成一組（dotpitch）對應(yīng)一個象素每一個單色濾光鏡稱之為子象素（sub-pixel）。也就是說，如果一個TFT顯示器支持1280×1024分辨率的話，那么至少需要1280×3×1024個子象素和晶體管。對于一個15英寸的TFT顯示器（1024×768）那么一個象素大約是0.0188英寸（相當(dāng)于0.30mm），對于18.1英寸的TFT顯示器而言（1280×1024），就是0.011英寸（相當(dāng)于0.28mm）

大家知道，象素對于顯示器是有決定意義的，每個象素越小顯示器可能達(dá)到的分辨率就會越大。不過由于晶體管物理特性的限制，目前TFT每個象素的大小基本就是0.0117英寸（0.297mm），所以對于15英寸的顯示器來說，分辨率只有1280×1024。

特點

TFT液晶顯示屏的特點是亮度好、對比度高、層次感強(qiáng)、顏色鮮艷，但也存在著比較耗電和成本過高的不足。TFT液晶技術(shù)加快了手機(jī)彩屏的發(fā)展。新一代的彩屏手機(jī)中很多都支持65536色顯示，有的甚至支持16萬色顯示，這時TFT的高對比度，色彩豐富的優(yōu)勢就非常重要了。

優(yōu)點

隨著九十年代初TFT技術(shù)的成熟，彩色液晶平板顯示器迅速發(fā)展，不到10年的時間，TFT-LCD迅速成長為主流顯示器，這與它具有的優(yōu)點是分不開的。主要特點是：

（1）使用特性好：低壓應(yīng)用，低驅(qū)動電壓，固體化使用安全性和可靠性提高；平板化，又輕薄，節(jié)省了大量原材料和使用空間；低功耗，它的功耗約為CRT顯示器的十分之一，反射式TFT-LCD甚至只有CRT的百分之一左右，節(jié)省了大量的能源；TFT-LCD產(chǎn)品還有規(guī)格型號、尺寸系列化，品種多樣，使用方便靈活、維修、更新、升級容易，使用壽命長等許多特點。顯示范圍覆蓋了從1英寸至40英寸范圍內(nèi)的所有顯示器的應(yīng)用范圍以及投影大平面，是全尺寸顯示終端；顯示質(zhì)量從最簡單的單色字符圖形到高分辨率，高彩色保真度，高亮度，高對比度，高響應(yīng)速度的各種規(guī)格型號的視頻顯示器；顯示方式有直視型，投影型，透視式，也有反射式。

（2）環(huán)保特性好：無輻射、無閃爍，對使用者的健康無損害。特別是TFT-LCD電子書刊的出現(xiàn)，將把人類帶入無紙辦公、無紙印刷時代，引發(fā)人類學(xué)習(xí)、傳播和記栽文明方式的革命。

（3）適用范圍寬，從-20℃到+50℃的溫度范圍內(nèi)都可以正常使用，經(jīng)過溫度加固處理的TFT-LCD低溫工作溫度可達(dá)到零下80℃。既可作為移動終端顯示，臺式終端顯示，又可以作大屏幕投影電視，是性能優(yōu)良的全尺寸視頻顯示終端。

（4）制造技術(shù)的自動化程度高，大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)特性好。TFT-LCD產(chǎn)業(yè)技術(shù)成熟，大規(guī)模生產(chǎn)的成品率達(dá)到90[%]以上。

（5）TFT-LCD易于集成化和更新?lián)Q代，是大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路技術(shù)和光源技術(shù)的完美結(jié)合，繼續(xù)發(fā)展?jié)摿艽蟆Ｄ壳坝蟹蔷?、多晶和單晶硅TFT-LCD，將來會有其它材料的TFT，既有玻璃基板的又有塑料基板。

極性變換方式

液晶分子的驅(qū)動電壓不能固定在某一個值不變，否則，時間久了，液晶分子會發(fā)生極化現(xiàn)象，從而逐漸失去旋光特性。因此，為了避免液晶分子的特性遭到破壞，液晶分子的驅(qū)動電壓必須進(jìn)行極性變換，這就需要將液晶顯示屏內(nèi)的顯示電壓分成兩種極性，一個是正極性，另一個是負(fù)極性。當(dāng)顯示電極的電壓高于common（公共電極）電極電壓時，就稱為正極性；當(dāng)顯示電極的電壓低于common電極電壓時，就稱為負(fù)極性。不管是正極性或負(fù)極性，都會有一組相同亮度的灰階，所以當(dāng)上下兩層玻璃的壓差值是固定時，所表現(xiàn)出來的灰階是一模一樣的。不過這兩種情況下，液晶分子的轉(zhuǎn)向卻完全相反，也就可以避免上述當(dāng)液晶分子轉(zhuǎn)向一直固定在一個方向時所造成的特性破壞。常見的極性變換方式有四種，即逐幀倒相方式、逐行倒相方式、逐列倒相方式和逐點倒相方式，如圖1所示。

從圖1中可以看出，對于逐幀倒相方式，在同一幀中，整個畫面所有相鄰的點都擁有相同的極性，而相鄰的幀極性則不同；對于逐行倒相方式，在同一行上擁有相同的極性，而相臨的行極性不同；對于逐列倒相方式，在同一列上擁有相同的極性，而相鄰的列極性不同；對于逐點倒相方式，則是每個點與自己相鄰的上、下、左、右四個點，極性都是不一樣。

目前常見的個人計算機(jī)液晶顯示屏，所使用的面板極性變換方式，大部分都是逐點變換方式，為什么呢？原因是逐點倒相的顯示品質(zhì)相對于其他的變換方式要好得多。表列出了逐幀倒相、逐行倒相、逐列倒相和逐點倒相四種極性變換方式的性能比較。

所謂Flicker現(xiàn)象，就是畫面會有閃爍的感覺，但并不是特意做出的視覺效果，而是因為顯示的畫面灰階在每次更新畫面時會有些微小的變動，讓人眼感受到畫面在閃爍。使用逐幀倒相的極性變換方式最容易發(fā)生這種情況。因為逐幀倒相的整個畫面都是同一極性，當(dāng)這次畫面是正極性時，下次就都變成了負(fù)極性，假若common電壓有一點誤差，這時正、負(fù)極性的同一灰階電壓便會有差別，當(dāng)然灰階的感覺也就不一樣，如圖2所示。在不停切換畫面的情況下，由于正、負(fù)極性畫面交替出現(xiàn)，就會出現(xiàn)Flicker現(xiàn)象。而其他面板的極性變換方式，雖然也會有此Flicker的現(xiàn)象，但由于不像逐幀倒相是同時整個畫面一起變換極性，只有一行或一列，甚至于是一個點變化極性而已，以人眼的感覺來說，就會覺得不明顯。

所謂Crosstalk現(xiàn)象，指的是相鄰的點之間，要顯示的資料會影響到對方，以至于顯示的畫面會有不正確的狀況。雖然Ctosstalk現(xiàn)象的成因有很多種，只要相鄰點的極性不一樣，便可以減少此現(xiàn)象的發(fā)生。