TFT-LCD原理與設(shè)計(jì)ThinFilmTransistor–LiquidCrystalDisplay1.1.1TFT-LCD發(fā)展簡史電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方式，分為無源矩陣（PassiveMatrix,PM）驅(qū)動(dòng)方式；和有源矩陣（ActiveMatrix,AM）驅(qū)動(dòng)方式；景點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式PM型LCD

DS（DynamicScattering）型LCD，電流效應(yīng)的電光特性。缺點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)電壓高、電流大、對(duì)比度低、電流大、響應(yīng)速度慢、液晶易分解、壽命短；（無偏光板）

TN（TwistedNematic）型LCD，扭曲向列型LCD，電壓效應(yīng)的電光特性，并使用偏光板；扭曲90度

STN（SuperTwistedNematic）型LCD，超扭曲向列型LCD，扭曲180-270度；相比TN，STN電光特性曲線變陡。

PM型LCD缺點(diǎn)：交叉效應(yīng)，單個(gè)像素會(huì)被周圍像素影響AM型LCDAM型LCD，每個(gè)像素上設(shè)計(jì)一個(gè)非線性的有源器件，使得每個(gè)像素可以被獨(dú)立控制，避免了“交叉效應(yīng)”。1.1.1TFT-LCD發(fā)展簡史AM型LCD

有源器件：二端子方式（MIM二極管為主,Metal-Insulator-Metal）

三端子方式（TFT為主）TFT器件和材料

常用的非晶硅（a-Si，AmorphousSilicon）和多晶硅（p-Si,PolySilicon）TN顯示模式：視角不夠大IPS（In-PlaneSwitching）面內(nèi)開關(guān)顯示模式：廣視野VA（VerticalAlignment）垂直配向顯示模式：廣視野延伸的MVA,CPA,PVA,FFS,OCB模式等。1.1.2TFT-LCD競(jìng)爭(zhēng)與發(fā)展優(yōu)勢(shì)LCD：液晶顯示器，非主動(dòng)發(fā)光型顯示信息量：分辨率、大型化畫質(zhì)：高精細(xì)化；亮度；灰階數(shù)；對(duì)比度

視野角輕便性：體積，重量，功耗TFT-LCD的優(yōu)勢(shì)：

低壓低功耗；平板型結(jié)構(gòu)；被動(dòng)顯示；顯示信息量大；易于色彩化；無電磁輻射；使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)AMOLED顯示器

發(fā)光型材料代替液晶材料

依然采用TFT作為開關(guān)控制每個(gè)發(fā)光點(diǎn)

AMOLED單個(gè)像素可以做得相當(dāng)小，易獲得極高的分辨率

1.2TFT-LCD的基本概念顯示尺寸(DisplaySize)：實(shí)際可視對(duì)角線長度（1英寸=2.54cm）長寬比（AspectRatio）:可視區(qū)域的縱橫比或屏幕比例

4：3或者16:9，長度（Horizontal）和寬度（Vertical）有效顯示區(qū)域（ActiveDisplayArea）：通過勾股定理計(jì)算，16:10比5:4的有效顯示區(qū)域更高；分辨率（NumberofPixels）:乘法形式表現(xiàn)

例如：1024*7681024有效顯示區(qū)域水平方向顯示的像素總數(shù)768垂直方向顯示的像素總數(shù)

有效顯示區(qū)域的像素總素越高，分辨率越高，畫面的解析度的清晰度就越高;像素節(jié)距（PixelPitch）:相鄰兩個(gè)相同像素間的距離，即像素重復(fù)單元的最小長度。

像素節(jié)距越小，畫面越細(xì)膩

像素節(jié)距越小，文字就越小

畫面細(xì)膩度指標(biāo)：PPI(PixelPerInch)值或者DPI（DotsPerInch）,即單位尺寸內(nèi)的像素?cái)?shù)目

像素節(jié)距越小，PPI值或者DPI值越大。功耗（PowerConsumption）:背光源功耗（90%）和驅(qū)動(dòng)電路功耗壽命（LifeTime）:單位小時(shí)（Hrs）視聽距離：1.2TFT-LCD的基本概念1.1.2光學(xué)相關(guān)概念亮度（LuminanceofWhite）:畫面明亮程度，單位：cd/m2,坎德拉每平米對(duì)比度（ContrastRatio,CR）:全白亮度與全黑亮度的比值。對(duì)比度越高，畫面層次感越鮮明視野角(ViewingAngle):相應(yīng)時(shí)間（ResponseTime）：響應(yīng)時(shí)間越小，畫面切換時(shí)的相應(yīng)速度越快，畫面切換更流暢。tRS單位：毫秒。指的是：從斷電關(guān)閉到通電開啟狀態(tài)過程中，亮度從0%上升到90%（長黑模式）的時(shí)間間隔或者亮度從100%下降到10%（長白模式）的時(shí)間間隔色度域（ColorGamut）:TFT-LCD所能表現(xiàn)的顏色范圍。用RGB三點(diǎn)連線的三角形區(qū)域來表示，三角形的面積越大，表示設(shè)備的色度域范圍越大。顏色深度（ColorDepth）:色深。像素所能使用的顏色數(shù)量，用bit二進(jìn)制數(shù)表示。亮度等級(jí)8bits，表示有256（28）個(gè)亮度等級(jí)，每個(gè)亮度等級(jí)對(duì)應(yīng)一個(gè)灰階（GrayScale）。色深（位數(shù)）越大，明暗度的層次越多，灰階越多，彩色顯示的色素越多，畫面效果越細(xì)膩。1.3TFT-LCD的結(jié)構(gòu)和功能OpenCell結(jié)構(gòu):顯示屏（Panel）與驅(qū)動(dòng)電路的組合體。相連：印刷電路板（PCB，PrintedCircuitBoard）,驅(qū)動(dòng)芯片（IC，IntegratedCircuit），柔性印刷電路板（FPC，F(xiàn)lexiblePrintedCircuit）,連續(xù)基板，作用是通電后向顯示屏提供各種顯示畫面的信息。背光源：發(fā)光源，光學(xué)膜片，膠框組成，作用提供光源。FPC與驅(qū)動(dòng)IC封裝處理，整體結(jié)構(gòu)稱為TAB(TapeAutomaticBonding)Panel顯示屏的結(jié)構(gòu)：從上到下，偏光板、彩膜（ColorFilter,CF）基板、液晶、TFT基板和偏光板。偏光板作用：控制背光源的光只讓特定方向的光線通過，過濾掉其他方向的光線液晶扭轉(zhuǎn)，控制顯示屏的光線亮度控制液晶扭轉(zhuǎn)的是加載于液晶上的像素電壓液晶可以對(duì)RGB光亮進(jìn)行調(diào)節(jié)，得到所需的彩色顯示1.3TFT-LCD的結(jié)構(gòu)和功能TFT基板上，每個(gè)子像素都包含一根掃描線、一根數(shù)據(jù)線和一個(gè)像素電極，三者由TFT開關(guān)進(jìn)行連接背光源的作用：給TFT-LCD提供亮度均勻分布的光源。根據(jù)光源的位置，分為測(cè)光式和直下式兩種結(jié)構(gòu)。背光源結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)擴(kuò)散片、棱鏡片、擴(kuò)散片的三明治結(jié)構(gòu)。下擴(kuò)散片作用：將下方射出來的光線進(jìn)行均勻化處理棱鏡片作用：利用全反射和折射定律，將分散的光集中在一定角度范圍內(nèi)射出，從而提高這個(gè)角度范圍內(nèi)的亮度。上擴(kuò)散片的作用：保護(hù)背光源不被Panel等外界物弄臟或者刮傷。2.1.5TFT-LCD的彩色顯示能被人眼感知的可見光區(qū)域很小，波長范圍在380nm-780nm。一種波長只對(duì)應(yīng)一種純的單色光。三原色RGB：R（700nm）,G(546.1nm)，B(435.8nm)RG紅綠兩色混合形成黃色YRB紅藍(lán)兩色混合形成紫紅色MGB綠藍(lán)兩色混合形成青綠色CRGB三色混合形成白色W以上就是加法混色“幀/秒”表示1秒內(nèi)出現(xiàn)的圖片數(shù)量。60幀/秒是人眼視覺流暢的最低標(biāo)準(zhǔn)，單位時(shí)間內(nèi)幀數(shù)越大，畫面看起來越流暢。2.2.1TFT器件原理TFT器件功能：一個(gè)連接數(shù)據(jù)線和像素的開關(guān)，開和關(guān)的時(shí)間由掃描線控制。a-Si材料的特性決定了TFT器件開關(guān)速度的量極。MIS（metalInsulatorSemiconductor）構(gòu)造：由金屬柵極、G-SiNx、I-a-Si組成，是TFT器件成為開關(guān)使用的關(guān)鍵因素；MS（MetalSemiconductor）歐姆接觸構(gòu)造：由n+a-Si和源漏極組成，是TFT器件和外接信號(hào)線的過渡區(qū)。源極和漏極之間的I-a-Si可以形成導(dǎo)電溝道，把源極和漏極的間距稱為溝道長L提升a-Si：H的電導(dǎo)率，a-Si要進(jìn)行氫化處理，H能夠補(bǔ)償a-Si中大量存在的懸掛鍵，降低a-Si的缺陷態(tài)密度a-Si：H的遷移率隙就是導(dǎo)帶和價(jià)帶各自遷移率邊之間的能量差，單位為電子伏特（eV）2.2.2TFT開關(guān)特性的要求TFT功能：一個(gè)三端開關(guān)管。一端是柵極-掃描線；一端是漏極-數(shù)據(jù)線；一端是源極-像素電極。在柵極控制下，漏極的數(shù)據(jù)線通過TFT向源極的像素實(shí)施充放電。柵極的功能：控制TFT的導(dǎo)電程度。TFT--大電流的開態(tài)--需要對(duì)像素充放電TFT--小電流的關(guān)態(tài)--不需要對(duì)像素充放電開態(tài)電流也稱為工作電流，越大越好，充放電越充分。關(guān)態(tài)電流也稱為漏電流，越小越好。電導(dǎo)：表示溝道的導(dǎo)電能力。溝道電阻越小，溝道的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，電流越大，TFT的開態(tài)工作。溝道電阻越大，溝道的導(dǎo)電能力越弱，電流越小，TFT的關(guān)態(tài)工作。TFT開關(guān)特性要求可以用溝道電阻來表示：TFT開關(guān)等效為一個(gè)可調(diào)電阻。TFT