液晶显示器基本构造
TFT液晶显示屏的结构
TFT液晶显示屏的结构TFT液晶显示屏（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）是一种采用薄膜晶体管（Thin Film Transistor）作为驱动元件的液晶显示技术。
它是一种在电子设备中广泛使用的平面显示技术，包括计算机显示器、电视机、平板电脑等。
TFT液晶显示屏由多种不同的结构组成，下面将详细介绍TFT液晶显示屏的结构。
1. 底座（Substrate）：底座是TFT液晶显示屏的基础，通常由玻璃或塑料材料制成。
底座提供了显示面板的支撑和保护，同时也是信号和电力传输的通道。
2. 前导板（Front Plate）：前导板位于底座的上方，也是由玻璃或塑料材料制成。
前导板上有多个导线，用于传输信号和电力。
3. 导电层（Conductive Layer）：导电层是前导板上的一层薄膜，通常由透明的导电材料如氧化铟锡（ITO）制成。
导电层负责传输信号和电力，使得每个像素单元能够独立控制。
4. 偏光片（Polarizer）：偏光片位于导电层的顶部和底部，它可以控制光的传播方向。
常见的偏光片包括逆偏光片和正偏光片，逆偏光片允许垂直方向的光通过，而正偏光片则允许水平方向的光通过。
5. 液晶层（Liquid Crystal Layer）：液晶层位于导电层的上方，是TFT液晶显示屏的关键部分。
液晶分子在电场的作用下可以改变其排列方式，从而控制光的透过程度。
液晶层通常由两片平行的玻璃基板组成，中间夹着液晶。
6.液晶晶体管（TFT）：液晶晶体管位于两片玻璃基板之间的液晶层上。
每个像素单元都有一个独立的TFT晶体管，它可以根据输入信号的大小和频率控制液晶分子的排列。
7. 色彩滤光片（Color Filter）：色彩滤光片位于液晶晶体管的顶部，用于调节每个像素单元透过的光的颜色。
常见的色彩滤光片包括红色、绿色和蓝色。
8. 后导板（Back Plate）：后导板位于色彩滤光片的顶部，通常由玻璃或塑料材料制成。
lcd组成结构
lcd组成结构LCD组成结构LCD，全称为液晶显示器（Liquid Crystal Display），是一种广泛应用于各种电子设备中的平面显示技术。
它以其薄、轻、省电的特点，成为了现代电子产品的主要显示屏幕。
那么，LCD是如何构成的呢？下面将从组成结构的角度来介绍LCD的构造。
一、液晶分子层LCD的基本原理是利用液晶分子的光学特性来实现图像显示。
液晶分子层是LCD的核心部分，它由两层平行排列的玻璃基板构成。
这两层基板之间填充有液晶分子，液晶分子可以根据外界电场的作用而改变排列状态，从而控制光的透过程度。
液晶分子层的构成使得LCD能够实现在不同电压下的光的透射与阻挡，从而显示出不同的图像。
二、偏振片液晶分子层之上和之下分别安装有两片偏振片。
偏振片是由聚合物材料制成的，它只允许特定方向的光通过，而将其他方向的光阻挡。
在液晶显示器中，顶部的偏振片的方向与底部的偏振片的方向垂直，这样的设计可以使得透过液晶分子层后的光能够通过底部的偏振片。
三、背光源液晶分子层和偏振片之间还需要一个背光源来提供光源，使得液晶分子层中的图像能够被照亮。
背光源通常是一种冷阴极荧光灯（CCFL）或者是LED灯。
背光源的光线通过液晶分子层后，会受到液晶分子的控制，从而形成图像。
四、驱动电路液晶分子层中液晶分子的排列状态是通过电场来控制的，所以需要一套驱动电路来给液晶分子层施加电场。
驱动电路可以根据输入信号的变化，改变电场的强度和方向，从而控制液晶分子的排列状态，进而显示出不同的图像。
五、控制器和接口液晶显示器的控制器和接口是用来接收外部信号并将其转换成驱动电路的输入信号的。
控制器和接口可以根据输入信号的不同来控制液晶分子的状态，从而显示出不同的图像。
六、辅助材料除了上述的核心组成部分外，LCD还包括一些辅助材料，如保护层、滤光片等。
这些辅助材料可以保护LCD的核心部件不受外界环境的影响，同时还可以改善显示效果，提高图像的质量。
LCD的组成结构包括液晶分子层、偏振片、背光源、驱动电路、控制器和接口，以及辅助材料等。
液晶显示器原理与构造
液晶显示器原理与构造概论液晶显示器的构造液晶显示器的构造，以TFT-LCD来讲，关键零组件包括玻璃基板、彩色滤光片、偏光片、驱动IC、液晶材料、配向膜、背光模块、ITO导电薄膜，还有其它Cell制程要用到的材料及化学用品等。
而在主要构造的用途方面，接下来以主动矩阵驱动方式的液晶显示器来说明，首先由背光源的光线照在偏光板上，光线在穿过偏光板后，会被偏极化（也就是偏极化后每一个光线的分子，在能量、相位、频率和方向上的特性都会相同。
），偏极化的光线会穿过液晶，因为液晶分子的排列方式被电极产生的电压影响，因此液晶可以改变偏极化光线的偏光角度，不同的偏光角度造成出来的光线强度会不同，不同强度的光线再经由彩色滤光片的红、蓝、绿三个画素，就会显示出各种不同的亮度和不同颜色的画素，最后再经由各个画素就可以组成肉眼看得到的各种影像和图形。
主动矩阵型液晶显示器构造图TN型LCD显示模式液晶显示器的优点和缺点和传统的阴极射线管显示器相比，液晶显示器具有许多优点，首先在重量和体积方面，液晶显示器不管是在重量、体积和厚度上，都比阴极射线管显示器来得短小轻薄，因此在携带性和使用便利性上，液晶显示器都较传统阴极射线管显示器优良许多。
接下来是在耗电方面，由于阴极射线管显示器是利用电子束打在涂满磷化物(phosphor) 的弧形玻璃上，后端使用阴极线圈放出负电压，驱动电子枪将电子放射在弧形玻璃上发出光亮形成影像，所以比较起来液晶显示器较为省电。
至于在屏幕本体的比较，液晶显示器和阴极射线管显示器的优劣参半，液晶显示器在屏幕弧度和屏幕闪烁度方面都比阴极射线管显示器来得好，但是在广视角技术和尺寸大小方面，反而是阴极射线管显示器比液晶显示器好，因为在制作液晶显示器时，超过30吋以上会因为玻璃基板材质的问题，造成玻璃重量使面板变形，因此目前无法做超过30吋以上的屏幕。
除此之外，液晶显示器也有其它缺点，如价格比阴极射线管显示器高出许多，耐用度较阴极射线管显示器差，以及使用温度限于0至50度区间（超出此温度区间会使液晶结构受到破坏）等。
液晶显示器生产工艺
液晶显示器生产工艺1.液晶显示器的结构一般地TFT-LCD由上基板组件、下基板组件、液晶、驱动电路单元、背光灯模组和其他附件组成其中下基板组件主要包括下玻璃基板和TFT阵列而上基板组件由上玻璃基板、偏振板及覆于上玻璃基板的膜结构液晶填充于上、下基板形成的空隙内。
图1.1显示了彩色TFT-LCD的典型结构图1.2图进一步显示了背光灯模组与驱动电路单元的结构。
在下玻璃基板的内侧面上布满了一系列与显示器像素点对应的导电玻璃微板、TFT半导体开关器件以及连接半导体开关器件的纵横线它们均由光刻、刻蚀等微电子制造工艺形成其中每一像素的TFT半导体器件的剖面结构如图1.3所示。
在上玻璃基板的内侧面上敷有一层透明的导电玻璃板一般为氧化铟锡Indium Tin Oxide 简称ITO材料制成它作为公共电极与下基板上的众多导电微板形成一系列电场。
如图1.4所示。
若LCD为彩色则在公共导电板与玻璃基板之间布满了三基色红、绿、蓝滤光单元和黑点其中黑点的作用是阻止光线从像素点之间的缝隙泄露它由不透光材料制成由于呈矩阵状分布故称黑点矩阵Black matrix。
2 液晶显示器的制造工艺流程彩色TFT-LCD制造工艺流程主要包含4个子流程TFT加工工艺TFT process、彩色滤光器加工工艺Color filter process、单元装配工艺Cell process和模块装配工艺Module process12。
各工艺子流程之间的关系如图2.1所示。
图2.1 彩色TFT-LCD加工工艺流程2.1TFT加工工艺TFT process TFT加工工艺的作用是在下玻璃基板上形成TFT和电极阵列。
针对图1.3所示TFT和电极层状结构通常采用五掩膜工艺即利用5块掩膜通过5道相同的图形转移工艺完成如图1.3TFT层状结构的加工2各道图形转移工艺的加工结果如图2.2所示。
a 第1道图形转移工艺b 第2道图形转移工艺c 第3道图形转移工艺d 第4道图形转移工艺 e 第5道图形转移工艺图2.2 各道图形转移工艺的加工结果图形转移积工艺由淀积、光刻、刻蚀、清洗、检测等工序构成其具体流程如下1 开始玻璃基板检验薄膜淀积清洗覆光刻胶曝光显影刻蚀去除光刻胶检验结束其中刻蚀方法有干刻蚀法和湿刻蚀法两种。
液晶显示屏的结构
1.液晶显示器的结构一般地，TFT-LCD由上基板组件、下基板组件、液晶、驱动电路单元、背光灯模组和其他附件组成，其中：下基板组件主要包括下玻璃基板和TFT阵列，而上基板组件由上玻璃基板、偏振板及覆于上玻璃基板的膜结构，液晶填充于上、下基板形成的空隙内。
图1.1显示了彩色TFT-LCD的典型结构，图1.2图进一步显示了背光灯模组与驱动电路单元的结构。
在下玻璃基板的内侧面上，布满了一系列与显示器像素点对应的导电玻璃微板、TFT半导体开关器件以及连接半导体开关器件的纵横线，它们均由光刻、刻蚀等微电子制造工艺形成，其中每一像素的TFT半导体器件的剖面结构如图1.3所示。
在上玻璃基板的内侧面上，敷有一层透明的导电玻璃板，一般为氧化铟锡（Indium Tin Oxide, 简称ITO）材料制成，它作为公共电极与下基板上的众多导电微板形成一系列电场。
如图1.4所示。
若LCD为彩色，则在公共导电板与玻璃基板之间布满了三基色（红、绿、蓝）滤光单元和黑点，其中黑点的作用是阻止光线从像素点之间的缝隙泄露，它由不透光材料制成，由于呈矩阵状分布，故称黑点矩阵（Black matrix）。
2 液晶显示器的制造工艺流程彩色TFT-LCD制造工艺流程主要包含4个子流程：TFT加工工艺（TFT process）、彩色滤光器加工工艺（Color filter process）、单元装配工艺（Cell process）和模块装配工艺（Module process）[1][2]。
各工艺子流程之间的关系如图2.1所示。
图2.1 彩色TFT-LCD加工工艺流程2.1TFT加工工艺（TFT process）TFT加工工艺的作用是在下玻璃基板上形成TFT和电极阵列。
针对图1.3所示TFT和电极层状结构，通常采用五掩膜工艺，即利用5块掩膜，通过5道相同的图形转移工艺，完成如图1.3TFT层状结构的加工[2]，各道图形转移工艺的加工结果如图2.2所示。
液晶屏的结构及原理
液晶屏的结构及原理液晶屏是现代电子产品的重要组成部分，是用于显示图像和视频的一种技术。
液晶屏使用液晶材料作为显示元素，利用光学调制来控制光的透过度。
液晶屏的结构和工作原理如下。
液晶屏主要由以下几个组件构成：背光源、液晶层、电极、基板、色彩滤光片、触摸层等。
背光源是液晶屏的显示光源，它主要负责向液晶层提供背光。
常见的背光源有荧光灯和LED。
液晶层是液晶屏的核心组件，它包含液晶分子和电极。
液晶分子的排列状态可以受到电场的控制，从而实现对光的调制。
电极是液晶层中的两层导电薄膜，其中一层是透明导电膜，另一层是引线电极。
它们负责在液晶层中建立电场，并控制液晶分子的排列状态。
基板是液晶屏的基础支撑结构，同时也是电极和触摸层的支撑结构。
常见的基板材料有玻璃和塑料。
色彩滤光片是液晶屏上的一个组件，它负责筛选出特定颜色的光线，以显示出彩色图像。
触摸层是液晶屏上的一个组件，它可以感应和反馈用户的触摸操作。
常见的触摸层技术有电容式触摸和电阻式触摸。
液晶屏的工作原理是通过对液晶分子的排列状态进行调控，来实现对光的透过度的控制。
液晶分子可以呈现两种常见的排列状态：平行排列和垂直排列。
当液晶分子处于平行排列状态时，光线可以透过液晶层，并根据液晶分子的性质发生旋光，从而改变光的偏振方向。
当液晶分子处于垂直排列状态时，光线无法透过液晶层，因为液晶分子的排列会阻挡光线的传播。
液晶屏是通过施加电场来控制液晶分子的排列状态的。
当电极施加电压时，液晶分子会受到电场的影响，从而改变其排列状态，进而调节光的透过度。
液晶屏的背光源负责向液晶层提供背光，使得光线能够通过液晶层。
常见的背光源有荧光灯和LED。
LED背光由于其高效节能的特点，在现代液晶屏中越来越常见。
液晶屏的色彩滤光片负责筛选出特定颜色的光线，以显示出彩色图像。
常见的色彩滤光片有红色、绿色和蓝色。
液晶屏的触摸层可以感应用户的触摸操作，实现交互功能。
常见的触摸层技术有电容式触摸和电阻式触摸。
液晶显示器模组(LCM)简介分析
K ii
• 即阈值电压 Vth ( K ii / )
1 2
（2）液晶的双折射
• 以P型为例，长轴为光轴 n// n • 向列液晶有 ，所以Δn>0，即向列 液晶一般都呈现正单轴晶体的光学性质。 • 胆甾型液晶具有负单轴晶体的光学性质， 1 这是因为： 1 2
nO (n // n ) 2
• 近晶相液晶（Smectic）又称层 状液晶
隧道显微镜下的近晶相 层状液晶
• 近晶相液晶按层状排列，由棒状或条状分 子呈二维有序排列组成。层内分子长轴相 互平行，其方向可以垂直于层面或与层面 成倾斜排列。层与层之间的作用较弱，容 易滑动，因此具有二维的流动特性。近晶 相液晶的粘度与表面张力都较大，用手摸 有似肥皂的滑涩感，对外界的电、磁、温 度变化都不敏感。这种液晶光学上显示正 的双折射性。
图3.6 STN-LCD中中间层分子的倾斜角与约化电压的关系
• 1985年～1990年,LCD销售额年均增长率 达32%。此阶段发展最快的是STN-LCD,它 从发明到批量生产仅用了五年时间。 • 由于STN-LCD具有扫描线多、视角较宽、 对比度好等特点 ,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ快在大信息容量显示的 膝上型、笔记本型、掌上型微机及中英文 打字机、图形处理机、电子翻译机及其它 办公和通信设备（手机）中获得广泛应用, 并成为该时代的主流产品。 • 1990年销售额15亿美元,占整个LCD市场的 83%。
• 当入射光通过偏振片后成为线偏振光，在外电场 作用时，由线偏光经过扭曲向列液晶的旋光特性 决定，在出射处，检偏片与起偏片相互垂直，旋 转了90°的偏振光可以通过。因此呈透光态。 • 在有电场作用时，当电场大于阈值场强后，液晶 盒内液晶分子长轴都将沿电场方向排列，即与表 面呈垂直排列，此时入射的线偏振光不能得到旋 转，因而在出射处不能通过检偏片，呈暗态。
液晶显示器的组成结构
液晶显示器的组成结构如下：
背光源（或背光模组）。
由于液晶分子自身无法发光，因此需要专门的发光源提供光线，然后经过液晶分子的偏转产生不同的颜色，而背光源起到的作用就是提供光能。
上下层两个偏光片。
其作用是让光线从单方向通过。
上层和下层两块玻璃基板。
玻璃基板内侧具有沟槽结构，并附着配向膜，可以让液晶分子沿着沟槽整齐的排列。
在上、下两层玻璃两侧会贴有TFT薄膜晶体管和彩色滤光片。
ITO透明导电层。
其作用是提供导电通路，分为像素电极（P级）和公共电极（M级）。
薄膜晶体管。
其作用类似于开关，TFT能够控制IC控制电路上的信号电压，并将其输送到液晶分子中，决定液晶分子偏转的角度大小。
液晶分子层。
其是改变光线偏光状态最重要的元素，通过电力和弹性力共同决定其排列和偏光状态。
彩色滤光片。
通过液晶分子偏转的光线只能显示不同的灰阶，但是不能提供红、绿、蓝（RGB）三原色，而彩色滤光片则由RGB三种过滤片组成，通过三者混合调节各个颜色与亮度。
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液晶显示器基本构造
液晶显示器基本构造1．产品分类
液晶显示器无源方
有源方
反射型
半透型
透射型
TN ( 扭曲向列
HTN （高扭曲向
标准及订制
STN （超扭曲向
FTN （格式化超
D – TFD （数字
正性 / 负性
REC
TNR
彩色偏光片
彩色印刷
特别产
TFT （薄膜晶体
2．客户订制液晶屏
为满足客户不同的应用要求，清显公司为客户提供从图案设计到成品制造的技术支持。
1．确定玻璃尺寸2．选择连接方式3．选择显示方式
4．选择视角5．选择偏光片类型6．驱动与特性7．彩色液晶显示技术8．开始设计根据产品的实际应
金属
脚
TN
HT
6点
反
射
驱动
彩色
印刷
第一步：确定玻璃尺寸
1．确定玻璃尺寸
经济玻璃
LCD是从
大玻璃上切割而得的，而大玻璃的尺寸
1．1 0.7 0.55 0.4
用于
传呼
用于
手表，
传呼
多用于手
一般用
途。
如电
子记事
薄，视听
产品，家
注：玻璃厚度不同，价格也不同。
一般来讲，玻璃越薄，价格越贵。
第二步：选择连接方式：
可以用几种方法将LCD与PCB（印刷线路板）连接。
用户应当结合产品的应用场合，性能要求，加工条件等，选择合适的连接方式
第三步：选择显示方式
3
选 择 显 示 方 式 TN （扭曲FTN （格式
STN （超扭
HTN （高扭
正性与负
在TN 型的LCD 中，向列型液晶分子被夹在两块透明玻璃之间。
在上下两片玻璃上液晶分子的取
向偏转90°。
在上下玻璃的外侧贴偏光片。
此种类型LCD 的显示特点是对比度高。
动态驱动性能佳。
功耗低，驱动电压低。
因而是一种通常采用的LCD
由于显示能力所限，TN 型的LCD 在大容量显示时无法得到较好的对比度。
于是，液晶分子的扭曲角度从90°被改为110°.我们把这种类型的LCD 叫做HTN （高级扭曲向列型）。
HTN 型的LCD 比TN 的LCD 动态驱动性能优良，可用于DUTY 为1/8 ∽ 1/16驱动性能优良。
由于显示能力所限，TN 型的LCD 在大容量显示时无法得到较好的对比度。
于是，液晶分子的扭
曲角度从90°被改为210°~ 255°.我们把这种类型的LCD 叫做STN （超级扭曲向列型）。
STN 型的LCD 比TN 的LCD 动态驱动性能优良，可用于大型显示。
如640 X 480象素（点）等等
在STN 用于大型显示时，会出现色彩问题。
FTN 型LCD 则可以实现黑白显示，并具有更好的对比度
在STN 用于大型显示时，会出现色彩问题。
FTN 型LCD 则可以实现黑
白显示，并具有更好的对比度
正性 负性
注：TN：Twisted Nematic HTN: High Twisted Nematic STN: Super Twisted Nematic FTN: Formated Super Twisted Nematic
第四步：选择视角
若从某一特定角度观察LCD，LCD会获得最佳对比度。
该角度是在生产中确定的。
这就叫做LCD的视角（VIEW ANGLE）。
类似于从钟表的不同时间朝钟表中心观察，因此定义了两种视角。
4 选择视角6点钟（TN 12点钟（TN STN LCD的
FTH LCD
注：对占空比（DUTY）为1/8或更高的TN LCD，视角小
第五步：选择偏光片
根据所用的反射片的不同，LCD可以是反射型、半透型或透射型。
反射型的LCD只可反射从前面进入的光线。
透射型的LCD 不反射光线，但允许从后面来的光线通过。
半透型的LCD反射从
前面进入的光线并允许从后面来的光线通过。
显示类型正性/负性点亮/非点亮部分的颜色是否需要背光特点
反射型正性黑/ 白不需要不需要背光。
不过，在黑暗处不可见半透型正性负性黑/ 白，白/ 黑需要（在必要时点亮）在明亮处使用时，可关掉背光
透射型正性负性黑/ 白，白/ 黑需要（总是点亮）使用时背光常点亮
第六步：驱动与特性
6．1 LCD 的驱动
将驱动电压加在LCD的段电极与公共电极之间。
为了延长液晶的寿命，采用交流电压（AC），而不使用直流
电压（DC）。
LCD可以是静态或动态驱动。
静态驱动的特点是对比度高，显示均匀，响应速度快，易于控制。
但是，由于
每一段都是单独驱动，所以电极数目较多。
因此，通常均
采用动态驱动。
LCD驱动波形可以从三个方面描述；
（1）LCD的驱动电压（V LCD）
LCD的驱动电压为加在点亮部分的段电压与公共电压之差（峰- 峰值）。
（2）占空比（Duty）
为减少LCD上的电极数目，采用多路驱动，LCD 的电压是交流波形，LCD的占空比Duty即为高出
点亮的阀值电压的部分在一个周期中所占的比率。
（3）偏压比（Bias）
LCD的驱动波形由几级电平
组成，为防止对比
度不均匀，在不点亮象素对应的电极上仍加有一定电
压，这对降低点亮象素产生的交叉干扰和防止对比度
不均匀很重要。
LCD中非点亮象素（非选点）的电压
有效值与点亮象素（选择点）电压有效值之比（1/n）
称为偏压比。
在订制液晶显示屏时，选择的驱动电压、占空比与偏压比应当与驱动器配合。
6．2 LCD的特性
根据客户产品的应用场合及性能要求的不同，应选择
合适的可靠性等级，有三种类型的可靠性等级。
分
别为标
准可靠性等级（STD）、高可靠性等级（HQ）和超
高可靠
性等级（SHQ），一般来讲，可靠性等级越高，显
示性能
越好。
第七步：彩色液晶显示技术
可以用多种方法实现彩色显示，应根据产品的实
际应用
选择适宜的彩色显示方法。
下面介绍了四种彩色显示类型。
彩色彩色
彩色
TNR
REC
外部
内部
彩色印刷
外部印刷
[原理]：直接在玻璃上用彩色颜料印刷
[特点]：·可以利用外部印刷强调特别图案或某部分字符
·可以在TN、HTN 、STN和FTN LCD上实现
·实施方法简单易行、经济，是通常采用实现彩色的方法
·通常在下玻璃外侧做外部印刷
内部印刷
[原理]：在液晶盒内部采用“照相平板印刷法”印刷彩色颜料
[特点]：·印刷精度高（±0.05mm）
·适用于TN LCD
·有四种颜色供选择：红、绿、蓝、黑
·可以实现不同灰度
·应用于音响、视频、图象设备、汽车仪表、高档玩具等。