TFT液晶显示屏的结构.docx

TFT液晶显示屏是一种薄形的显示器件，它有两片偏光板、两片玻璃，中间加上TN液晶。（wwWbB.nET）下图所示是TFT液晶显示屏的立体结构和横截面结构示意图。从图中可以看出，TFT液晶显示屏主要由后板模块、液晶层和前板模块三部分组成。(1)后板模块部分后板模块是指液晶层后面的部分，主要由后偏光板、后玻璃板、像素单元（像素电极、TFT管）、后定向膜等组成。在后玻璃板衬底上分布着许多横竖排列并互相绝缘的格状透明金属膜导线，将后玻璃衬底分隔成许多微小的格子，称为像素单元（或称子像素）；每个格子（像素单元）中又有一片与周围导线绝缘的透明金属膜电极，称为像素电极（显示电极）。像素电极的一角，通过一只用印制法制作在玻璃衬底上的TFT薄膜场效应管，分别与两根纵横导线连接，形成矩阵结构，如下左图所示。TFT场效应管的栅极与横线相接，横线称为栅极扫描线或X电极，因起到TFT选通作用，又称为选通线；而TFT管的源极与竖线连接，竖线称为源极列线或Y电极；TFT的漏极即与透明像素电极连为一体。TFT管的功能就是一个开关管，利用施加于TFT开关管的栅极电压，可控制TFT开关管的导通与截止。前、后两片玻璃板接触液晶的那一面并不是光滑的，而是有锯齿状的沟槽，如下右图所示。这个沟槽的主要目的是希望长棒状的液晶分子沿着沟槽排列，这样才会整齐。因为如果是光滑的平面，液晶分子的排列便会不整齐．造成光线的散射，形成漏光的现象。在实际制造过程中，并无法将玻璃板做成如此的沟槽状，一般会先在玻璃板表面涂布一层PI（聚酰亚胺），再用布做摩擦的动作，以使PI的表面分子不再杂散分布，而是依照固定均一的方向排列。而这一层PI就叫做定向膜（也称配向膜），它的作用就像玻璃的凹槽一样，提供液晶分子呈均匀排列的接口条件，让液晶依照预定的顺序排列。(2)液晶层部分液晶显示屏的后玻璃板上有像素电极和薄膜晶体管(TFT)，前玻璃板则贴有彩色滤光片，前、后两层玻璃中间夹持的就是液晶层。对于TFT液晶显示屏来说，每个像素单元从结构上可以看作是像素电极和公共电极之间夹一层TN液晶，液晶层可等效为一个液晶电容CLc，它的大小约为0.lpF；在实际应用中，这个电容无法将电压保持到下一次再更新画面数据的时刻，也就是说，当TFT管对这个电容充好电时，它无法将电压保持住，直到下一次TFT管再对此点充电的时刻（以一般60Hz的画面更新频率，需要保持约16ms）。这样一来，电压有了变化，所显示的灰阶就会不正确，因此，一般在设计面板时，会再加一个储存电容Cs（一般由像素电极与公共电极走线所形成），其值约为0.5pF，以便让充好电的电压能保持到下一次更新画面的时刻。下图所示为一个像素单元（子像素）结构示意图及其等效电路。从驱动方式上看，TFT液晶屏将所有的行电极作为扫描行连接到栅极驱动器上，将所有列电极作为列信号端连接到源极驱动器上，从而形成驱动阵列，如下图a)所示，驱动阵列的等效电路如下图(b)所示。(3)前板模块部分在前玻璃板衬底上，也同样划分为许多小格子，每个格子均与后玻璃衬底的一个像素电极对应，但其差别是，它没有独立的电极，而只是覆盖着一小片R（红）、G（蓝）、B（绿）三基色的透明薄膜滤光片，称为彩色滤光片（或称RGB滤色膜），用以还原出正常的彩色。如果用放大镜观察TFT液晶屏，能看到下图中所显示的样子（图中的R、G、B是笔者为了说明彩色的颜色而加的标注）。红色、蓝色以及绿色是所谓的三基色，也就是说，利用这三种颜色，可以混合出各种不同的颜色，CRT彩电和显示器就是利用这个原理来显示出色彩。把RGB三种颜色，分成独立的三个单元，各自拥有不同的灰阶变化，然后把邻近的三个RGB显示单元当作一个显示的基本单位——像素点(pixel)，这个像素点就可以拥有不同的色彩变化。在图中，每一个RGB点之间的黑色部分，叫做blackmatrix（矩阵块），主要是用来遮住不打算透光的部分，如像素电极走线、TFT管等。下图所示是常见彩色滤光片的排列方式。条状排列最常使用于OA的产品，也就是常见的笔记本电脑或桌上型液晶显示器等。因为当前的软件，多半都是窗口化的接口，也就是说，所看到的屏幕内容，是一大堆大小不等的方框所组成的，而条状排列，恰好可以使这些方框的边缘看起来更笔直，而不会有毛边或锯齿状的感觉。但是，如果应用在液晶彩电上就不同了，因为电视信号多半是人物，而人物的线条不是笔直的，其轮廓大部分是不规则的曲线。因此，一开始，使用于液晶彩电上的彩色滤光片都是使用马赛克排列（或称为对角形排列）。不过，最近的液晶彩电产品多已改进到使用三角形排列。正方形排列与前面几种排列的区别在于，它并不是以三个单元作为一个pixel（像素点），而是以四个单元作为一个像素点，这四个单元组合起来刚好形成一个正方形。