一文读懂TFT-LCD：结构与显像原理全解析

一文读懂TFT-LCD：结构与显像原理全解析

液晶显示器（LCD）是现代显示技术的重要组成部分，广泛应用于电脑、手机、电视等设备中。本文将深入浅出地介绍LCD的基本原理，包括液晶的光特性、TFT-LCD的结构以及显像原理，帮助读者理解这一神奇的技术是如何将电能转化为绚丽的图像的。

液晶的基本特性

液晶显示的原理基于液晶在不同电压作用下呈现不同的光特性。液晶显示器主要分为两类：

• 无源（Passive）：这类液晶本身不发光，需要外部提供光源。
• 有源（Active）：主要是TFT（Thin Film Transistor），每个液晶实际上是一个可以发光的晶体管。

在单色液晶显示屏中，一个液晶就是一个像素；而在彩色液晶显示屏中，每个像素由红、绿、蓝三个液晶共同构成。每个液晶背后都有一个8位的寄存器，寄存器的值决定着三个液晶单元各自的亮度。不过，为每个像素都配备一个物理寄存器是不现实的，实际上只配备一行寄存器，这些寄存器轮流连接到每一行像素并装入该行内容。

TFT-LCD的结构

TFT-LCD（薄膜电晶体液晶显示器）的结构可以分为四个主要部分：

1. 背光部分：作用是使光分布更均匀，包括LED背光光源、反光板和散光板。

• Reflector（放光板）
• CCF lamps（冷光灯管）
• Light pipe（导光片）
• Extraction pattern
• Diffuser（散光板）

2. 偏光片部分：作用是把自然光变成偏振光。

• Rear polarizer（后部偏光片）
• Front polarizer（前端偏光片）

3. LCD核心部分：选择光源的导通、阻断，以及彩色控制。

• Selected subpixels（子像素TFT单元控制液晶单元是否导光）
• TFT
• Liquid crystal（液晶）
• Color filters（彩色滤光片）

4. 保护部分：

• Back glass（背部玻璃基板）
• Front glass（前部玻璃基板）

当在上下表面之间加电压时，液晶分子会顺着电场方向排列，形成直立排列的现象。此时入射光线不受液晶分子影响，直线射出下表面。

TFT-LCD显像原理

TFT-LCD的显像原理可以分为以下几个步骤：

1. SCAN IC传输信号：完成图像信号输入。
2. DRIVER IC传输显像控制信号：完成TFT单元控制。
3. Sub-Pixel导通控制：当某一Sub-Pixel导通时，该Sub-Pixel因无法透光呈现黑色；若该Sub-Pixel未导通，则因光通过CF而显示颜色。
4. 光的合成效果：经过光的合成效果，显示器即可产生彩色效果。

通过上述过程，TFT-LCD能够实现高分辨率、高对比度的彩色显示效果，成为现代显示技术的主流选择之一。