薄膜晶体管液晶显示器基础知识
薄膜晶体管的工作条件
薄膜晶体管的工作条件
薄膜晶体管（TFT）是一种用于控制液晶显示器中每个像素的电
子元件。
它的工作条件包括以下几个方面：
1. 电压条件，薄膜晶体管需要在一定的电压范围内工作。
通常，TFT需要在特定的门极电压和源极电压下才能正常工作。
这些电压
通常由显示器控制电路提供。
2. 温度条件，TFT的工作温度范围也是非常重要的。
过高或过
低的温度都可能影响其性能和稳定性。
因此，TFT通常需要在一定
的温度范围内工作，以确保其正常运行。
3. 光照条件，对于某些特定的应用，TFT的工作条件可能还会
受到光照强度和光照条件的影响。
例如，在户外使用的显示器，TFT
需要能够在强光下正常工作。
4. 电流条件，TFT需要在一定的电流条件下工作，以确保其稳
定的工作状态和响应速度。
这通常涉及到TFT的驱动电路设计和优化。
总的来说，薄膜晶体管的工作条件涉及电压、温度、光照和电流等多个方面，这些条件需要在设计和应用中得到合理的考虑和控制，以确保TFT能够正常、稳定地工作。
TFT液晶显示原理
TFT液晶显示原理1.薄膜晶体管技术：薄膜晶体管（Thin-Film Transistor，TFT）是一种采用薄膜材料制作的电子器件，具有微小尺寸和快速响应速度的特点。
在TFT液晶显示器中，每个像素点都需要一个晶体管来控制其亮度和颜色。
晶体管负责将电信号转化为液晶层中对应像素点的光学信号。
TFT液晶显示器的晶体管通常采用硅薄膜晶体管（Usually amorphous silicon，a-Si）制作。
制作方法可以简单地概括为：在玻璃基板上依次沉积绝缘层、硅薄膜、导电层，并完成晶体管的元件结构。
这样，每个像素点都被一个晶体管控制，可以独立地改变像素点的亮度和颜色。
2.液晶显示技术：液晶（Liquid Crystal，LC）是一种介于固体和液体之间的物质状态，具有一定的流动性和透明性。
TFT液晶显示器中常用的液晶材料是向列型液晶（Nematic Liquid Crystal，NLC）。
液晶显示的原理是：利用电场的作用，改变液晶分子的排列状态，从而改变透过液晶层的偏振光的方向，进而控制像素点的亮度和颜色。
液晶分子在无电场作用下呈现螺旋排列结构，电场的作用可以使其产生旋转或倾斜移动，从而使得透过液晶层的偏振光发生改变。
这种光学特性使得液晶分子可以根据电压的大小和方向改变透过偏振片的光的方向，实现显示图像。
TFT液晶显示器中，每个像素点由红、绿、蓝三种基色的液晶分子组成，液晶分子在电场的作用下分别改变透过红、绿、蓝三种基色滤光片的偏振光的方向，从而合成出所需的颜色。
利用液晶分子的电光特性，可以通过适当控制液晶分子的排列方向和电场的大小实现不同亮度和颜色的显示。
总结起来，TFT液晶显示原理是利用薄膜晶体管技术控制液晶层中每个像素点的亮度和颜色，通过改变液晶分子的排列结构和透过偏振光的方向实现显示图像。
TFT液晶显示器因其高分辨率、色彩饱和度和快速响应等特点，在各个领域得到了广泛的应用。
tft lcd原理
tft lcd原理
TFT LCD（薄膜晶体管液晶显示器）是一种广泛用于平板电脑、智能手机、电视和计算机显示器等设备的平面显示技术。
下面是TFT LCD的基本原理：
1. 液晶材料：TFT LCD的基础是液晶材料。
液晶是一种介于液体和固体之间的有机分子，它在电场的作用下能够改变光的透过性。
液晶被封装在两块平板玻璃之间，这两块平板上有透明的电极。
2. 薄膜晶体管（TFT）：TFT是薄膜晶体管的缩写，它是一种用于控制液晶像素的半导体器件。
每个像素都配备了一个TFT，用于控制电流的流动，从而精确地调节液晶分子的方向和透过性。
3. 像素结构：TFT LCD的屏幕由许多微小的像素组成。
每个像素由三个亮度可调的基本颜色（红、绿、蓝）的亮度调光器组成。
这三个颜色的不同亮度组合可呈现出各种颜色。
4. 背光源：TFT LCD需要一种背光源，以照亮屏幕上的像素。
常见的背光源包括冷阴极荧光灯（CCFL）和LED。
现代的LCD大多采用LED作为背光源，因为LED背光具有更低的功耗和更长的寿命。
5. 控制电路：TFT LCD屏幕上还有一套复杂的控制电路，用于接收来自计算机或其他设备的信号，并将其转化为适合液晶显示的信号。
6. 工作原理：当电流通过TFT时，TFT会控制液晶分子的排列，调节其透明度。
通过调整每个像素中红、绿、蓝三个亮度调光器的亮度，屏幕可以呈现出几百万种不同的颜色，形成图像。
总体来说，TFT LCD的原理是通过电流控制液晶分子的排列，从而调节光的透过性，最终呈现出清晰的图像。
TFT-LCD通用术语Rev
电视
TFT-LCD技术也广泛应用于电视领域。随着消费者对高清画质和节能环保的需求 增加，TFT-LCD电视逐渐成为市场主流。
TFT-LCD电视具有高清晰度、高对比度、宽视角等优点，能够提供出色的观看体 验。此外，TFT-LCD电视的制造成本不断降低，使得更多消费者能够享受到高质 量的电视观看效果。
详细描述
LED背光源位于整个TFT-LCD结构的底部，为显示屏提供照明。与传统背光技术相比， LED背光源具有更高的亮度和更长的寿命。它通过将电能转换为光能，为液晶显示屏提 供均匀的光线分布，确保图像清晰、颜色鲜艳。LED背光源还具有节能和环保的优点，
符合现代电子产品的发展趋势。
04
CATALOGUE
平板电脑
平板电脑是TFT-LCD技术的另一应用 领域。平板电脑通常采用与手机类似 的TFT-LCD显示屏，以其轻便、触控 功能和长续航能力等特点，成为移动 办公和娱乐的理想选择。
不同尺寸和规格的TFT-LCD平板电脑 满足了不同用户的需求，从便携式小 尺寸平板电脑到较大尺寸的平板电脑 ，都可见到TFT-LCD技术的身影。
TFT-LCD通用术语
目 录
• TFT-LCD基础知识 • TFT-LCD显示技术 • TFT-LCD材料与组件 • TFT-LCD制造工艺 • TFT-LCD应用领域 • TFT-LCD发展趋势与挑战
01
CATALOGUE
TFT-LCD基础知识
定义与特点
定义
TFT-LCD（Thin-Film Transistor Liquid Crystal Display）是一种采用薄膜晶 体管技术制造的液晶显示器件，具有高分辨率、低功耗、轻薄、高清晰度等特 点。
tft薄膜晶体管的工作原理
tft薄膜晶体管的工作原理
TFT（薄膜晶体管）是一种用于控制液晶显示屏中像素点的晶
体管。
它通过操作薄膜晶体管中的电流来控制液晶分子的取向，从而实现液晶屏的显示功能。
TFT薄膜晶体管的工作原理如下：
1. 薄膜晶体管的结构：TFT薄膜晶体管通常由一个绝缘层和数个金属层组成。
绝缘层上有一个控制门电极（Gate）、一个介质层和一个源/漏端电极。
液晶分子被封装在介质层中。
2. 控制电路：通过控制电路，向控制门电极施加一个特定的电压，从而形成一个电场。
3. 电场作用：当控制门电极上施加电压时，形成的电场会影响介质层中的液晶分子。
液晶分子的取向会受到电场的影响，改变液晶分子的取向将改变光的传播方式。
4. 信号传输：当控制电路中的信号经过控制电门电极时，会改变电场的特性。
这样，电场中的液晶分子的取向将发生变化，进而改变光的透射或反射性质。
5. 显示效果：当液晶分子的取向发生变化时，液晶屏的显示效果也会发生相应的变化，从而实现显示功能。
通过不同的电流和电压信号，可以控制每个像素点的液晶分子取向，从而在液晶屏上实现不同的显示效果。
薄膜晶体管液晶显示概述
薄膜晶体管液晶显示（TFT-LCD）概述源矩阵液晶显示(Activc Matrix LCD, AM LCD)是在每个液晶像素上配置一个二端或三端的有源器件，这样每个像索的控制都是相互独立的，从而去除了像素间的交叉效应，实现了高质量图像显示。
有源矩阵液晶显示器根据其中采用的有源器件的不同可以分为三端的晶体管驱动和二端的非线性元件驱动两大类，详细的分类如下图所示。
通常在显示矩阵中使用的晶体管均为电压控制型的场效应晶体管( Field Effect Transistor, FET)，这类器件中的电流是由外加电压引起的电场控制的。
利用晶体管的三端有源驱动方式主要包括使用单晶硅金属一氧化物——半导体场效应晶体管Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET)和薄膜场效应.晶体管(Thin Film Transistor,TFT)两种。
半导体材料是一类导电特性介于金属和绝缘体之间的固体材料，在半导体中参与导电的粒子包括带正电的空穴和带负电的电子，它们统称为载流子。
通常在半导体中掺入杂质能够改变半导体的电导率等特性。
当在硅(Si)等半导体中掺人P等V族杂质，半导体将以电子导电为主，称为N型半导体;当在硅(Si)等半导体中掺人B等III族杂质，半导体将以空穴导电为主，称为P型半导体。
在半导体中通过杂质的扩散与注入等加工工艺技术能够实现非均匀掺杂。
载流子在半导体中的运动形式有漂移、扩散、产生和复合等多种形式。
载流子在电场的作用下定向漂移运动是形成电流的一种主要的运动形式;此外还可以通过另一种运动形式扩散形成电流，扩散是一种和载流子的不均匀分布相联系的运动形式，载流子通过扩散由高浓度区向低浓度区运动。
载流子的迁移率是反映半导体中载流子导电能力的重要参数，其定义为单位电场作用下载流子的平均漂移速度，其常用单位为：厘米2/（伏·秒）（cm2/（V ·s））。
tft基础知识介绍
tft基础知识介绍TFT-LCD液晶显示屏是薄膜晶体管型液晶显示屏，也就是真彩（TFT）。
TFT 液晶为每个像素都设有一个半导体开关，每个像素都可以通过点脉冲直接控制，因而每个节点都相对独立，并可以连续控制，不仅提高了显示屏的反应速度，同时可以精确控制显示色阶，所以TFT液晶的色彩更真。
TFT液晶显示屏的特点是亮度好、对比度高、层次感强、颜色鲜艳，但也存在着比较耗电和成本较高的不足。
TFT液晶技术加快了手机彩屏的发展。
彩屏手机中基本上都支持65536色，还有26万.130万显示，有的甚至支持1600万色显示，这时TFT的高对比度，色彩丰富的优势就非常重要了。
TFT模组液晶屏液晶显示器由液晶面板和背光板两大部分组成：液晶面板（液晶盒）包括偏振片、玻璃基板、彩色滤色膜、电极、液晶及定向层。
背光模组由冷阴极荧光灯（CCFL）、导光板（光波导）、扩散板和棱镜片组成，其作用是件光源均匀地传送到液晶面板。
（1）液晶面板a.偏光片：分为上偏光片和下偏光片，上下两偏光片相互垂直。
其作用就像是栅栏一般，会阻隔掉与栅栏垂直的光波分量，只准许与栅栏平行的光波分量通过。
b.玻璃基板：分上玻璃基板和下玻璃基板，主要用于夹住液晶。
对于TFT-LCD，下层玻璃长有薄膜晶体管（Thin film transistor，TFT），上层玻璃则贴有彩色滤光膜。
c.彩色滤色膜：产生红、绿、蓝三种基色光。
d.电极：分为公共电极和像素电极。
信号电压就加在像素电极与公共电极之间。
e.液晶材料：小分子有机化合物。
f.定向层：又称取向膜，其作用是让液晶分子能够整齐排列。
屏分辨率术语详解。
--薄膜晶体管液晶显示器技术简介
薄膜晶体管液晶显示器技术简介15英吋的TFT-LCD薄膜晶体管液晶显示器英文名是Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD 是英文字头的缩写。
薄膜晶体管液晶显示器技术是一种微电子技术与液晶显示器技术巧妙结合的技术。
把单晶上进行微电子精细加工的技术，移植到在大面积玻璃上进行薄膜晶体管（TFT）阵列的加工，再将该阵列基板与另一片带彩色滤色膜的基板，利用与业已成熟的液晶显示器（LCD）技术，形成一个液晶盒，再经过后工序如偏光片贴覆等过程，最后形成液晶显示器件。
TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器, Thin film transistor liquid crystal display）是多数液晶显示器的一种，它使用薄膜晶体管技术改善影象品质。
虽然TFT-LCD被统称为LCD，不过它是种主动式矩阵LCD。
它被应用在电视、平面显示器及投影机上。
简单说，TFT-LCD皮肤可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶，上层的玻璃基板是与彩色滤光片（Color Filter）、而下层的玻璃则有晶体管镶嵌于上。
当电流通过晶体管产生电场变化，造成液晶分子偏转，藉以改变光线的偏极性，再利用偏光片决定像素（Pixel）的明暗状态。
此外，上层玻璃因与彩色滤光片贴合，形成每个像素（Pi xel）各包含红蓝绿三颜色，这些发出红蓝绿色彩的像素便构成了皮肤上的图像画面。
TFT-LCD结构。
薄膜晶体管液晶显示器由显示屏、背光源及驱动电路三大核心部件组成。
TFT-LCD显示屏，包括阵列玻璃基板、彩色滤光膜以及液晶材料。
阵列玻璃基板制备工艺是：用三个光刻掩膜板，首先在玻璃基板上连续淀积ITO膜（厚20～50n m）和Cr膜（厚50～100nm），并光刻图形，然后连续淀积绝缘栅膜SiN：（厚约400n m），再本征a-Si（厚50～100n m）和n＋a-Si层，并光刻图形（干法）淀积Al 膜，光刻漏源电极，最后以漏源电极作掩膜，自对准刻蚀象素电极上的Cr膜和TFT源漏之间n＋a-Si膜。
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分辨率 128 x 128 160 x 128 220 x 176 320 x 240 352 x 288 480 x 320 960 x 640 640 x 360 640 x 480 800 x 480 854 x 480 800 x 600 1024 x 600 1024 x 768 1336 x 768 1280 x 800
HDTV 15”, 17”, 19” Wide Work Station Laptop
15” Old Work Station Laptop
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LCD 相关性能指标
* 开口率 = 可透光面积 / 整体面积 * 亮度：液晶显示屏单位面积上画面的明亮程 度的标志 * 对比度：白色画面(最亮时)下的亮度除以黑 色画面(最暗时)下的亮度
LCD 发展趋势
* TSP On/In Cell
* Automatic Brightness Control
Photo Sensor
Feature: Reduce Thickness Reduce surface reflectance and increase transmittance
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缺点
1、工作范围窄：－20-60摄氏度 2、视角狭窄 3、响应速度慢，毫秒量级
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LCD 的基本显示原理
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LCD 基本结构
TFT & Pt © BOECD All Rights Reserved
LCD 相关性能指标
Slim & Compact
Light & Robust
Low Power Consumption
Portability
Vivid Picture
Narrow Bezel
Large Screen
Value Added
Input Function Multi-View 3D-Display
High Brightness High Color Gamut
High Contrast Fast Response Time Wide Viewing Angle
512 Colors 4,096 Colors 65,536 Colors 262,144 Colors 16,777,216 Colors
Analog IC = Continuous Gray-Scale = Full Color
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备注 1.5”, 1.6” 1.77”, 1.79” 2.0”, 2.2” 2.0”, 2.2”, 2.4”, 2.6”, 2.8”, 3.0” TV Scan Resolution 3.1”, 3.2”, 3.5” 3.5” iPhone4, Meizu M9 Nokia S60 5th, Symbian3 Old PC Display, ~3” Old High End Cell Phone 3.2”, 3.7”, 4.0”, 4.3” Cell Phone with Touch Panel 3.2”, 3.7”, 4.0”, 4.3” Moto, Sony Ericsson Old PC Display Net Book, X-Pad 12”, 14”, 15” Normal Laptop 13.3”, 14”, 15” Normal Laptop 12”, 14”, 15” Normal Wide Laptop 12.1” 13.3” 14.1” High End Business Wide Laptop; 19” Wide LCD Business PC DIsplay 14”, 15” High End Laptop 20”, 22” Display 19”, 20” Workstation
94.2% 96.4% 46.4% 27.5%
Typ. 4.87%
* 响应速度 (LCD: 20～40ms, CRT: 10μs)
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LCD 相关性能指标
* 可视角度
Normal TN Product
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Wide View Product
FFS LCD Demo
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LCD 相关性能指标
* 色数 (chromatic number)
3 bit = 4 bit = 5 bit = 6 bit = 8 bit =
8-Gray / RGB = 16-Gray / RGB = 32-Gray / RGB = 64-Gray / RGB = 256-Gray / RGB =
TN LCD Demo
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LCD 的基本结构
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20 17
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1 11
1.偏振片 2.玻璃基板 3.公共电极 4.取向层 5.封框胶 6.液晶 7.隔垫物 8.保护层 9.ITO像素电极 10.栅绝缘层 11.存贮电容底电极 12.TFT漏电极 13.TFT柵电极 14.有机半导体有源层 15.TFT源电极及引线 16.各向异性导电胶（ACF）17.TCP 18.驱动IC 19.印刷电路板（PCB）20.控制IC 21.黑矩阵（BM）22. 彩膜（CF）
长宽比 1:1 5:4 5:4 4:3 11:9 3:2 3:2 16:9 4:3 15:9 16:9 4:3
17:10 4:3 16:9
16:10
简称 SQQVGA QQVGA
QCIF QVGA VHS HVGA DVGA nHD VGA WVGA WFVGA SVGA WSVGA XGA WXGA WXGA
Feature: Optimum View ability Power saving
LCD 发展趋势
* Dynamic Backlight Control
* Slim and narrow border
* Sunlight Readability
* Flexible Display
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LCD 相关性能指标
* 透过率η： ＝T P CF ITO LC
ITEM
2.41” Ass’y margin 5㎛
Array Glass LC Layer
Aperture Ratio CF (Gamut 72%)
Panel Transmittance
Reliability
High Readability
High Resolution Outdoor Readability
Wide Operation Temperature
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LCD 相关性能指标
* 分辨率
m列
n行
* Video Graphics Array * eXtended Graphics Array
薄膜晶体管液晶显示器基础知识
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显示方式分类
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LCD 的特点
优点：
1、体积小及轻量化，适于便携式应用 2、低功耗低电压，与大规模集成电路相匹配 3、可实现大面积化 4、无辐射
1440 x 900 16:10 WXGA+
1280 x 1024 1400 x 1050 1600 x 1050 1600 x 1200 1920 x 1080 1920 x 1200 2048 x 1536
5:4 4:3 8:5 4:3 16:9 16:10 4:3
SXGA SXGA+ WSXGA+ UXGA HDTV WUXGA QXGA