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TFT AM LCD屏的结构分析 [复制链接]

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2011-06-10
楼主    manfeishi 发表于: 2011-08-29 11:24:13 
TFT AM LCD液晶屏是液晶显示器进入了高分辨、高像质、真彩色显示的新阶段,所有的高档液晶显示器中都毫无例外地采用了TFT有源矩阵。

和普通的液晶显示器件一样,TFT有源矩阵液晶显示屏(即液晶盒)也是在两块玻璃之间封人液晶材料构成的,而且TFT AM LCD液晶屏中采用的是普通的扭曲向列(TN)型液晶。如下图所示,两块玻璃分别是下基板制备有TFT阵列的玻璃草板和上基板制备有彩色滤色膜和遮光层(黑矩阵)的玻璃基板。在下基板上制备有作为像素开关的TFT器件、显示用的透明像素电极、存储电容、控制TFT姗极的栅线(行、扫描线)、控制TFT源端的信号线(列)等。在上基板上制备RGB 3色的彩色滤色膜和遮光用的黑矩阵,并在其上制备透明的公共电极。在两片玻璃基板的内侧制备取向层,使液晶分子定向排列,以达到显示要求。两片玻璃之间灌注液晶材料,并通过封框胶黏接,同时起到密封的作用。显示屏上下两片玻璃间的间隙决定了液晶的厚度,一般为几微米。为了保证间隙的均匀性,需要在基板上均匀散布一些衬垫(spacer) 。另外,为了将上基板的公共电极引到下基板以便和外围的集成电路相连,还需要在上、下两片玻璃之间采用银点胶制备连接点(contact )。在上下两片玻璃基板的外侧分别贴有偏振片。通常偏振片是一些高分子聚合物材料,其特殊的材料性质决定了只允许沿某一特定方向振动的光波通过,而其他方向振动的光将被全部或部分地阻挡,这样自然光通过偏振片以后,便形成了偏振光。同样,当偏振光透过偏振片时,如果偏振光的振动方向与偏振片的透射方向平行时,就可以几乎不受阻挡地通过,这时偏振片是透明的;但是如果偏振光的振动方向与偏振片的透射方向相垂直,则光受到阻挡,几乎完全不能通过,偏振片就成了不透明的了。这样,配合上液晶材料的旋光性,便可实现显示。




此外,非晶硅TFT的栅线和信号线需要与外部的驱动集成电路和PCB电路板相连,为此上下两块玻璃基板贴合在一起时不能完全重合,如上图a所示,TFT阵列幕板略大,并
如下图所示为TFT阵列驱动的AM LCD的等效电路。当与TFT姗极相连的行线Xi加高电平脉冲时,连接在Xi。上的TFT全部被选通,图像信号经缓冲器同步加在与TFT源极相连的引线Y1~Ym上,经选通的TFT将信号电荷加在液晶像素上。Xi每帧被选通一次,Y1~Ym每行都要被选通。通常液晶像素可以等效为一电容。其一端与TFT的漏极相连,另一端与制备有彩色滤色膜的上基板上的公共电极相连。当TFT栅极被扫描选通时,栅极上加一正高压脉冲UG, TFT导通,若此时源极有信号以ULD愉人,则导通的TFT提供开态电流Ion,对液晶像素充电。液晶像素即加上了信号电压ULD,该电压的大小对应于所显示的内容。同时为了增加信号的存储时间,还对液晶像素并联上一个存储电容。正高压脉冲UG过后Xi上为0或低电平,包括液晶像素电容和存储电容在内的等效电容CLD上的电荷将保持一帧的时间,直至下一帧再次被选通后新的ULD到来,CLD上的电荷才改变。由此,逐行选通TFT,使Xi依次加正的高电平脉冲,这样逐行重复便可显示出一帧图像。由于扫描信号互不交叠,在任一时刻,有且只有一行的TFT被扫描选通而开启,其他行的TFT都处于关态,所显示的图像信号只会影响该行的显示内容,不会影响其他行,从而消除了串扰。



TFT有源矩阵液晶显示要求每个像素上的开关器件薄膜晶体管在开态要有足够大开态电流,确保在行扫描时间内完成对液晶像素电容和存储电容的充电;而在关态时,要求TFT的关态漏电流应足够小,使存储在液晶像家电容上的图像信号能够维持一帧的时间而失真很小。