笔记本电脑TFT液晶显示器件工作原理

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笔记本电脑TFT液晶显示器件工作原理

    TFT液晶显示器件是在液晶屏的上玻璃和下璃璃之间罐入有机液晶原料,将液晶灌入两个列有细槽的平面之间才能正常工作。在下基板上光刻出行扫描线和寻址线,构成一个矩阵,在其交点上制作出TFT有源器件和像素电极,其工作原理如图11所示。同一行中与各像素串联的场效应管(FET)的栅极是连在一起的,故行电极x也称栅极母线。而信号电极Y将同一列中各FET的漏极连在一起,故列电极也称漏极母线。而FET的源极则与液晶的像素电极相连。

  为了增加液晶像素的驰豫时间,还对液晶像素并联上一个合适电容。当扫描到某一行时,扫描脉冲使该行上的全部FET导通。同时各列将信号电压施加到液晶像素上,并对并联的电容器充电。该液晶单元格就显示一个点。这一行扫描过后,各FET处于开路状态,不管以后列上信号如何变化,对未扫描行上的像素都无影响,即在选址脉冲行脉冲消失后,C1维持液晶单元继续显示一帧时间,使占空比达到百分之百。这样移动多列的液晶平面矩阵就可以显示字符与图形。

  对于笔记本电脑或者桌面型的LCD显示器需要采用的更加复杂的彩色显示器而言,还要具备专门处理彩色显示的色彩过滤层。通常,在彩色LCD面板中,每一个像素都是由三个液晶单元格构成,其中每一个单元格前面都分别有:红色、绿色和蓝色的过滤器。这样,通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。

  LCD克服了CRT体积庞大、耗电和闪烁的缺点,但也同时带来了造价过高、视角不广以及彩色显示不理想等问题。CRT显示可选择一系列分辨率,而且能按屏幕要求加以调整,但LCD屏只含有固定数量的液晶单元,只能在全屏幕使用一种分辨率显示(每个单元就是一个像素)。

  CRT通常有三个电子枪,射出的电子流必须精确聚集,否则就得不到清晰的图像显示。但LCD不存在聚集问题,因为每个液晶单元都是单独开关的。这正是同样一幅图在LCD屏幕中为什么如此清晰的原因。LCD也不必关心刷新频率和闪烁,液晶单元要么开,要么关,所以在40~60Hz这样的低刷新频率下显示的图像不会比74Hz下显示的图像更闪烁。不过,LCD屏的液晶单元会很容易出现暇疵。对1024×768的屏幕来说,每个像素都由三个单元构成,分别负责红、绿和蓝色的显示,所以总共约需240万个单元(1024×768×3=2359296)。很难保证所有这些单元都完好无损。最有可能的是:其中一部分已经短路(出现“亮点”),或者断路(出现“黑点”)。所以说,并不是如此高昂的显示产品并不会出现瑕疵。

  LCD显示屏包含了在CRT技术中未曾用到的一些东西。为屏幕提供光源的是盘绕在其背后的荧光管。

  有些时候,会发现屏幕的某,部分出现异常亮的线条。

  也可能出现一些不雅的条纹,一幅特殊的浅色或深色图像会对相邻的显示区域造成影响。此外,一些相当精密的图案(比如经抖动处理的图像)可能在液晶显示屏上出现难看的波纹或者干扰纹。

  现在,几乎所有的应用于笔记本或桌面系统的LCD都使用薄膜晶体管(TFT)激活液晶层中的单元格。

  TFT LCD技术能够显示更加清晰、明亮的图像。早期在快速显示图像时往往会产生阴影,影响视频的显示效果,因此,如今只被应用于需要黑白显示的掌上电脑,呼机或手机中。

  六、LCD介绍1.LCD液晶显示屏自1968年问世以来,随着技术的不断完善和成熟,其应用日趋广泛。而自1985年世界第一台笔记本电脑诞生以来,LcD液晶显示屏就一直是笔记本电脑的标准显示设备。LCD通常有DSTN、TFT、HPA三种。这三种LCD各有优势,在笔记本电脑的发展历程中发挥过不同的作用。

  2.DSTN是由超扭曲向列型显示器(STN)发展而来,由于DSTN采用双扫描技术,因而显示效果较sTN有大幅度提高。笔记本电脑刚出现时主要是STN,其后是DSTN.STN和DSTN的反应时间较慢,一般为300 ms左右。用户能感觉到拖尾(余辉),一般俗称为“伪彩”.

  3.HPA一般称为高性能定址或快速DSTN,是DSTN的改良型,能提供比DsTN更快的反应时间、更高的对比度和更大的视角,由于它具有与DSTN相近的成本,因此在低端笔记本电脑市场具有一定的优势。

  4.TFT薄膜场效应晶体管,是指液晶显示器上的第一液晶像素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。

  由于彩色显示器中所需要的像素点数目是黑白显示器的4倍,在彩色显示器中像素大量增加,若仍然采用双扫描形式,屏幕不能正常工作,必须采用有源驱动方式代替无源扫描方式来激活像素。这样就出现了将薄膜晶体管(TFT)、或薄膜二极管、或金属一绝缘体一金属(MM)等非线性有源元件集成到显示组件中的有源技术,用来驱动每个像素点,使每个像素都能保持一定电压,达到100%的占空比,但这无疑是将增加设备的功耗。

  TFT属于有源矩阵液晶显示器(AM-LCD)中的一种,TFT-LCD的每个像素点都是由集成在自身上的TFT来控制,是有源像素点。因此,不但反应时间可以极大地提高,起码可达到80ms左右,而且对比度和亮度也大大提高了,同时分辨率也达到了空前程度。因其具有比其他两种显示器更高的对比度和更丰富的色彩,荧屏更新频率也更快,俗称“真彩”.

  三种类型的对比:

  与DSTN-LCD和HPA相比,TFT的主要特点是:在每个像素配置一个半导体开关器件,其加工工艺类似于大规模集成电路。由于每个像素都可通过点脉冲直接控制,因而每个节点相对独立,并可连续控制,这样不仅提高了反应时间,同时在灰度控制上可以做到非常精确,这就是TFT色彩较DSTN更为逼真的原因。

  TFT-LCD是日前最好的LCD彩色显示设备之一,TFT-LCD具有屏幕反应速度快、对比度和亮度都较高、屏幕可视角度大、色彩丰富、分辨率高等特点,克服了两者原有的许多缺点,是目前桌面型LCD显示器和笔记本电脑LCD显示屏的主流显示设备。在色彩显示性能方面与CRT显示器相当。凡CRT显示器所能显示的各种信息都能同样显示,其效果已经接近CRT显示器。

  在有源矩阵LCD中,除了TFT-LCD外,还有一种黑矩阵LCD,是当前的高品质显示技术产品。它的原理是将有源矩阵技术与特殊镀膜技术相结合,既可以充分利用LcD的有源显示特点,又可以利用特殊镀膜技术,在减少背景光泄漏、增加屏幕黑度、提高对比度的同时,可减小在日常明亮工作环境下的眩光现象。

  5.从液晶显示器的结构来看,LCD由两块玻璃板构成,厚约1mm,其间由包含有液晶(LC)材料的5μm均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光,所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管,而在液晶显示屏背面有一块背光板(或称匀光板)和反光膜,其作用主要是提供均匀的背景光源。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极,电极分为行和列,在行与列的交叉点上,通过改变电压而改变液晶的旋光状态,液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。

  (1)从液晶显示原理来看,STN的原理是用电场改变原为180度以上扭曲的液晶分子的排列从而改变旋光状态,外加电场通过逐行扫描的方式改变电场,在电场反复改变电压的过程中,每一点的恢复过程较慢,因而产生余辉。DSTN采用双扫描方式,提高了占空率,改善了显示效果。由丁DSTN分上下两屏同时扫描,所以一般在使用中会发现显示屏中央有一条亮线。

  (2)相对DSTN而言,TFT的主要特点是在每个像素配置一个半导体开关器件,其加工工艺类似于大规模集成电路。由于每个像素都可通过点脉冲直接控制,因而每个节点相对独立,并可连续控制,这样不仅提高了反应时间,同时在灰度控制上可以做到非常精确,这就是TFT色彩较DSTN更为逼真的原因。

  (3)在TFT生产的早期,由于在加工过程中成品率较低,会有极少量薄膜晶体管损坏,而不影响其他晶体管使用,因而一般不把整块TFT作为次品,但极少量坏薄膜晶体管使用时会表现为TFT上的坏点(目视为亮点),一般不影响使用。

  (4)LCD屏损坏后会产生花屏。因为LCD屏是一个非常精密的东西,它的一个彩色像素点是由红、绿、蓝三个液晶单元格组成,点的大小是固定的。当这三个TFT晶体管坏了任意一个时,就会在LcD屏上出现一个亮点。特别是在背景是黑屏时,亮点比较明显。出现一定数量的亮点是正常的,无须为此担心,因为它不影响显示效果,一般的行业标准是亮点少于8~15个,而有些厂商的产品还远远低于这个数字。

  纵观未来液晶显示器的发展,大尺寸将是趋势之一,同时,提高反应速率、增加对比度,从而提高主观显示效果,降低成本也都是各个厂家努力的方向。目前市场上性价比最高的LCD的尺寸是31cm(12.1英寸)、33cm(13.3英寸)和36cm(14.1英寸)。

  (5)现在,低温多晶硅技术、反射式液晶材料的研究已经进入应用阶段,也会使LCD的发展进入一个崭新的时代。而另外两种显示器:场致发光阵列显示器(FED)和大型彩色等离子体显示板(PDP)的技术将在未来掀起平板显示器的新浪潮。

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