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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第5章 有源矩阵液晶显示器的结构,主讲人：王丽娟,长春工业大学,2013年02月10日,平板显示技术基础，2013年，北京大学出版社,本章主要内容,5.1 有源矩阵液晶显示器的结构,5.2 CCFL背光源,5.3 LED背光源,5.4 玻璃基板,5.5 彩膜,5.6 阵列的单元像素,5.7 液晶显示器的驱动原理,保护膜,彩膜,偏振片,黑矩阵,玻璃基板,存储电容,液晶,取向层,共用电极,像素电极,偏振片,背光源,边框胶,隔垫物,扩散板,导光板,反射板,分光板,TFT,驱动IC,PCB,TCP,ACF,连接处,驱动LSI,5.1 有源矩阵液晶显示器的结构,液晶屏,TCP,背光源,模块,TFT阵列,彩 膜,玻璃基板,玻璃基板,5.2 CCFL背光源,棱镜组,扩散板,反射板,灯管反射罩,棱镜组,导光板,入射光源,扩散板,可见光,反射器,CCFL,光导,二层反射器,反射器,漫射板,直下式背光源,侧置式背光源,5.3 LED背光源,概念的区分,LED电视,：常见的LED电视是一种采用了LED背光源的液晶电视。,LED显示,：是一种将数个小LED点阵拼接排列组合起来的显示系统。,真LED电视,：每个像素都由RGB三种颜色的LED自发光体组成的LED点阵式电视。,索尼55英寸的600万个LED发光颗粒的点阵式,真LED电视,5.3 LED背光源,LED背光源结构,液晶屏,驱动器,LED光源,橡胶连接器,PCB,LED PCB,镶边,扩散板,导光板,灯架,光学膜片,RGB-LED结构,LCD屏是高阻器件，如有离子性污染，很容易产生TFT LCD等的性能的下降。不同种类的LCD使用不同种类的玻璃。玻璃的种类有：碱玻璃、低碱玻璃、无碱玻璃。,碱玻璃,低碱玻璃,无碱玻璃,化学成分（碱含量）,13.5,7.0,0,软化点（）,510,535,593667,热膨胀率（10,-7,/k）,2.49,2.36,2.492.78,生产方法,浮法,浮法、拉伸法,熔融法、对辊压延法、拉伸法、浮法,用途,无源矩阵（主要是TN）,无源矩阵（主要是STN）,有源矩阵（主要是TFT）,5.4 玻璃基板,混色的方法,5.5 彩膜,加法混色 减法混色,LCD彩色显示原理,5.5 彩膜,彩膜阵列,液晶,TFT,阵列,背光源,紅,藍,綠,黃,白,紫,青,DATA DRIVER IC,SCAN DRIVER IC,TFT,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,R,G,B,LCD彩色显示原理,5.5 彩膜,LCD彩色显示原理,5.5 彩膜,条型 三角型 马赛克型,ITO,保护层,彩色层,玻璃基板,黑色矩阵,彩膜的基本结构,5.5 彩膜,彩膜的工艺流程,5.5 彩膜,Cr 溅射,黑矩阵,R sub-pixel,G sub-pixel,B sub-pixel,Passivation,and then ITO,形成共用电极ITO,彩膜的工艺流程,5.5 彩膜,5.6 阵列单元像素,玻璃基底,绝缘层,A,-,Si:H,TFT,垂直电极,数据线,漏电极,玻璃基板,绝缘层,a-Si:H TFT,引线电极,信号线,漏极,背光源,栅极及扫描线,导光板,偏振片,像素电极,源极,共用电极,彩膜,偏振片,5.6 阵列单元像素,n,+,a-Si,源极,绝缘层,栅线,栅极,信号线,a-Si:H,漏极,TFT,像素,电极,绝缘层,邻栅线,存储电容,C,lc,C,s,彩膜基板,TFT阵列基板,液晶层,液晶层,电容,Gate line,Source,line,Pixel,Active,drain,source,gate,TFT in 3D,5.6 阵列单元像素,5.7 液晶显示器的驱动原理,段码式,七段式下电极 和共用电极,1 0 1 1 0 1 1,开态,共用电极,段码电极,T,0,+V,0,段码电极,共用电极,液晶像素段,+V,+V,-V,0,开态 关态,静态驱动的典型波形,要实现n段显示，就需要有n+1个引线电极,5.7 液晶显示器的驱动原理,无源矩阵,Y,1,Y,2,Y,3,Y,4,Y,5,Y,6,X,1,X,2,X,3,X,4,X,5,X,6,X,7,一个基板的电极光刻成N行，另一基板的电极光刻成M列；,形成了NM的矩阵点阵,开态,T/N,（N-1）T/N,C,1,C,2,R,1,R,2,R,3,关态,像素点阵,驱动电压,当行电极的扫描信号和列电极的数据信号在某一时刻同相时，行列交叉的像素为关态，显示白色；反相时，像素为开态，显示黑色。,5.7 液晶显示器的驱动原理,无源矩阵,无源矩阵液晶显示器的等效电路,扫描电极,信号电极,X,1,X,i,X,n,Y,1, Y,j, Y,m,5.7 液晶显示器的驱动原理,交叉串扰,5.7 液晶显示器的驱动原理,交叉串扰,不完全关态,不完全开态,实际驱动电压,理想驱动电压,（a） （b）,时间延迟引起的交叉串扰,（a）理想的显示状态（b）实际的显示状态,5.7 液晶显示器的驱动原理,有源矩阵液晶显示器的驱动,X,1,X,i,X,n,扫描电极,信号电极,C,lc,C,s,Y,1, Y,j, Y,m,行电极逐行选通,列电极同时施加时序信号,信号电压对液晶像素电容和存储电容充电,存储电容放电维持画面显示,完成一帧后，重复上述过程。,5.7 液晶显示器的驱动原理,驱动波形,V,offset,V,sig.c,V,p,V,p,V,com,V,g,Vp,V,sig,写入特性,保持特性,0,第n帧,第n+1帧,写入特性,保持特性,馈入特性,5.7 液晶显示器的驱动原理, 有源矩阵驱动就是采用薄膜晶体管,T,hin-,F,ilm-,T,ransistor 驱动的液晶显示器。, 显示的每一个像素可以用薄膜晶体管单独控制，避免了交叉串扰。,薄膜晶体管驱动的特点,TFT：开关器件，当栅极加电，源漏加电，沟道之间有电流流过。,5.7 液晶显示器的驱动原理,等效电路,TFT,C,lc,C,s,彩膜基板,TFT 阵列基板,液晶层,液晶层,电容,液晶层,C,lc,TFT,C,s,电开关和光开关,5.7 液晶显示器的驱动原理,电开关：,TFT,光开关：液晶,LC,像素电极ITO,a-Si:H TFT,漏极,源极,栅极,绝缘层,栅线,栅线,共用电极,+,-,+,电开关和光开关,5.7 液晶显示器的驱动原理,有了薄膜晶体管的电开关，可以很好地避免交叉串绕，可以实现高对比度、高分辨率的显示。,栅线,信号线,drain,电流流通,像素,背光源,透光,LC,+,-,+,5.7 液晶显示器的驱动原理,高对比度和快速开关响应,该行选通,信号,5.7 液晶显示器的驱动原理, 低功耗, 高对比度, 高分辨率,有源矩阵驱动,5.7 液晶显示器的驱动原理,无源驱动法,有源驱动法,Scan Driver,Data Driver,Clc,Cs,Cs,Cs,Clc,Clc,Clc,Cs,Cs,Cs,Clc,Clc,Clc,Cs,Cs,Cs,Clc,Clc,像素,像素,像素,像素,像素,像素,像素,像素,像素,C,1,C,2,C,M,R,1,R,2,R,N,本章小结,有源矩阵液晶显示器的结构:,由阵列基板、彩膜基板、液晶屏部分、驱动IC和周边组件部分，以及背光源组成。,背光源：,主要有CCFL背光源 和LED背光源 。,玻璃基板,：碱玻璃、低碱玻璃、无碱玻璃。,阵列基板：,最常用的是非晶硅薄膜晶体管阵列，每一个像素都由栅极、绝缘层、a-Si:H有源层、n+a-Si欧姆接触层、源极、漏极、像素电极、扫描线、信号线、引线电极、存储电容组成。,彩膜基板：,由玻璃基板、彩色层、黑矩阵、保护层、及ITO共用电极组成。利用红、绿、蓝三色彩膜层的加法混色法获得到需要的各种色彩。,液晶显示器的驱动原理：,无源矩阵和有源矩阵,
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