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TFT液晶显示屏的工作原理

日期:2022-06-16 / 人气:4

TFT屏幕是什么意思

TFT(Thin Film Transistor) 即薄膜场效应晶体管,它可以“非常主动地”对显示屏幕上的每一个单独的像素进行控制,这样就可以高效的提高反应时间。一般 TFT 的反应时间比较快,约 80 毫秒,而且可视角度大,一般可达到 130 度左右,主要运用在高端产品。从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。 TFT 属于有源矩阵液晶显示器,在技术上采用了“主动式矩阵”的方式来驱动,方法是利用薄膜技术所作成的电晶体电极,利用扫描的方法“主动拉”控制任意一个显示点的开与关,光源照射时先通过下偏光板向上透出,借助液晶分子传导光线,通过遮光和透光来达到显示的目的。

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新一代的彩屏手机中很多都支持 65536 色显示,有的甚至支持 16 万色显示,这时 TFT 的高对比度,色彩丰富的优势就非常重要了。

TFT 型的 液晶显示器 主要的构成包括:萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等。

TFT 屏幕怎么样

TFT 还改善了 STN 会闪烁 ( 水波纹 ) 模糊的现象,有效地提高了播放动态画面的能力。与 STN 相比 TFT 有出色的色彩饱和度、还原能力和更高的对比度,但是缺点就是比较耗电,而且成本也比较高。

TFT 液晶为每个像素都设有一个半导体开关,每个像素都可以通过点脉冲直接控制,因而每个节点都相对独立,并可以连续控制,不仅提高了显示屏的反应速度,同时可以精确控制显示色阶,所以 TFT 液晶的色彩更真。 TFT 液晶显示屏的特点是亮度好、对比度高、层次感强、颜色鲜艳,但也存在着比较耗电和成本较高的不足。 TFT 液晶技术加快了手机彩屏的发展。新一代的彩屏手机中很多都支持 65536 色显示,有的甚至支持 16 万色显示,这时 TFT 的高对比度,色彩丰富的优势就非常重要了。

TFT液晶显示屏的工作原理

( 1 ) TFT 是如何工作的 TFT 就是“ Thin Film Transistor ”的简称,一般代指薄膜液晶显示器,而实际上指的是薄膜晶体管(矩阵)—— 可以“主动的”对屏幕上的各个独立的象素进行控制,这也就是所谓的主动矩阵 TFT ( active matrix TFT )的来历。那么图象究竟是怎么产生的呢?基本原理很简单:显示屏由许多可以发出任意颜色的光线的象素组成,只要控制各个象素显示相应的颜色就能达到目的了。在 TFT LCD 中一般采用背光技术,为了能精确地控制每一个象素的颜色和亮度就需要在每一个象素之后安装一个类似百叶窗的开关,当“百叶窗”打开时光线可以透过来,而“百叶窗”关上后光线就无法透过来。当然,在技术上实际上实现起来就不像刚才说的那么简单。 LCD ( Liquid Crystal Display )就是利用了液晶的特性(当加热时为液态,冷却时就结晶为固态),一般液晶有三种形态:

类似粘土的层列( Smectic )液晶

类似细火柴棒的丝状( Nematic )液晶

类似胆固醇状的( Cholestic )液晶

液晶显示器使用的是丝状,当外界环境变化它的分子结构也会变化,从而具有不同的物理特性 ——就能够达到让光线通过或者阻挡光线的目的——也就是刚才比方的百叶窗。

大家知道三原色,所以构成显示屏上的每个象素需上面介绍的三个类似的基本组件来构成,分别控制红、绿、蓝三种颜色。

目前使用的最普遍的是扭曲向列 TFT 液晶显示器( Twisted Nematic TFT LCD ),下图就是解释的此类 TFT 显示器的工作原理。现存的技术差别很大,我们将会在本文的第二部分中详细介绍。

在上、下两层上都有沟槽,其中上层的沟槽是纵向排列,而下层是横向排列的。当不加电压液晶处于自然状态,从发光图 2a 扭曲向列 TFT 显示器工作原理图示意图层发散过来的光线通过夹层之后,会发生 90 度的扭曲,从而能在下层顺利透过。

当两层之间加上电压之后,就会生成一个电场,这时液晶都会垂直排列,所以光线不会发生扭转 ——结果就是光线无法通过下层。

( 2 ) TFT 象素架构:彩色滤光镜依据颜色分为红、绿、蓝三种,依次排列在玻璃基板上组成一组( dot pitch )对应一个象素每一个单色滤光镜称之为子象素( sub-pixel )。也就是说,如果一个 TFT 显示器最大支持 1280 × 1024 分辨率的话,那么至少需要 1280 × 3 × 1024 个子象素和晶体管。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 )。

想必各位清楚,显示器的像素对于显示器来说是有这决定性意义的,每个象素越小 显示器 可能达到的最大分辨率就会越大。不过由于晶体管物理特性的限制,现阶段 TFT 每个象素的大小基本就是 0.0117 英寸( 0.297mm ),所以对于 15 英寸的显示器来说,分辨率最大只有 1280 × 1024 。



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