薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD-中显液晶
TFT-LCD 基础知识
TFT-LCD Introduction T hin F ilm T ransistor：薄膜晶体管L iquid C rystal D isplay：液晶显示器CRT ：Cathode Ray TubePDP ：Plasma Display Panel紅藍綠黃白紫青OLED：Organic Light-Emitting DiodeLCD ：Liquid Crystal DisplayDisplays 分类1个像素Displays 色度域红、绿、蓝的各x、y坐标连成的三角形的面积。
它和NTSC色度（下图中红色三角形）的面积比记作“NTSC比**%”。
TFT-LCD generation G10 288x313cmG8.5 220x250cmG7.5 195x225cmG6 150x185cmG5 110x130cmG4 68x88cm元件功能偏光片管制光线通过方向，仅允许与穿透轴平行之光线通过CF 实现色彩显示LC cell 调节光偏振方向TFT 调节液晶电压光源提供光源TFT-LCD 结构Printed circuit boardPrism sheet偏光板TFTODF sealantTABDriver LSI反射板Spacer分光片扩散板Back lights偏光板像素电极储存电容液晶配向膜共通电极Overcoat Color filterBlack matrix玻璃基板穿透式TFT-LCD 侧视图LC (Liquid crystal )晶体相液体相气相液晶相液晶分子的双折射特性液晶分子在不同的轴向折射系数不同，造成不同偏振方向直接的相位差，进而改变光的偏振态。
液晶对偏振光的改变效果•平行长轴方向前进，光的偏振态不变•平行短轴方向前进，光的偏振态被改变？LC (Liquid crystal )液晶的各向介电异性特性液晶在不同方向的介电系数不同，可以通过外加电场来改变液晶分子排列角度，从而达到控制液晶分子的双折射作用。
薄膜晶体管
薄膜晶体管的定义：Thin Film Transistor (薄膜场效应晶体管)，是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。
从而可以做到高速度高亮度高对比度显示屏幕信息。
TFT属于有源矩阵液晶显示器。
补充：TFT（ThinFilmTransistor）是指薄膜晶体管，意即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动，从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息，是目前最好的LCD彩色显示设备之一，其效果接近CRT显示器，是现在笔记本电脑和台式机上的主流显示设备。
TFT的每个像素点都是由集成在自身上的TFT来控制，是有源像素点。
因此，不但速度可以极大提高，而且对比度和亮度也大大提高了，同时分辨率也达到了很高水平。
TFT ( Thin film Transistor，薄膜晶体管）屏幕，它也是目前中高端彩屏手机中普遍采用的屏幕，分65536 色及26 万色，1600万色三种，其显示效果非常出色。
平板显示器种类：经过二十多年的研究、竞争、发展，平板显示器已进入角色，成为新世纪显示器的主流产品，目前竞争最激烈的平板显示器有四个品种：1、场致发射平板显示器（FED）；2、等离子体平板显示器（PDP）；3、有机薄膜电致发光器（OEL）；4、薄膜晶体管液晶平板显示器（TFT-LCD）。
场发射平板显示器原理类似于CRT，CRT只有一支到三支电子枪，最多六支，而场发射显示器是采用电子枪阵列（电子发射微尖阵列，如金刚石膜尖锥），分辨率为VGA（640×480×3）的显示器需要92.16万个性能均匀一致的电子发射微尖，材料工艺都需要突破。
目前美国和法国有小批量的小尺寸的显示屏生产，用于国防军工，离工业化、商业化还很远。
等离子体发光显示是通过微小的真空放电腔内的等离子放电激发腔内的发光材料形成的，发光效应低和功耗大是它的缺点（仅1.2lm/W，而灯用发光效率达80lm/ W以上，6瓦/每平方英寸显示面积），但在102～152cm对角线的大屏幕显示领域有很强的竞争优势。
低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示技术（LTPSTFT
低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示技术（LTPS TFT北方彩晶集团谷至华2005年1月由于多晶硅电学性能上的优势，可以实现玻璃基板上的驱动集成（CHIP ON GLASS 简写COG）,系统集成（SYSTEM ON GLASS 简写SOG），可以现实更高分辨率，更快的响应速度，稳定性，可靠性更高的显示器件，低温多晶硅是TFT-LCD产业发展的方向。
该领域涉及主要产品及技术主要产品:手机、数码相机、便携视听产品，车载移动终端，高级计算机显示器等。
技术：低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器（Lp-Si TFT－LCD）技术涉及集成电路设计、信号转换、薄膜技术、液晶显示技术、激光技术、界面处理技术等，低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器是目前世界上最新的技术，代表了一个国家的平板显示产业的技术水平。
1.技术及产品发展现状LTPS TFT物理电学特性较a-Si TFT性能更加优异，具有更高的集成度，可以实现驱动电路的集成，甚至计算机系统的集成，外接元件大量减少，器件的性能得到大幅度提升，更加稳定，更加可靠，而器件的成本会更加低。
是平板显示技术的发展方向。
但是由于技术难度比较大，特别是大面积激光退火技术具有非常大的工艺挑战性。
目前只有日本东芝和松下在新加坡投资的4.5五代线可以生产17英寸的多晶硅液晶显示器，其他公司基本上只能处理手机和移动终端的小尺寸的多晶硅。
多晶硅TFT-LCD还是投影显示领域的核心技术之一。
是数字化电影院建设的关键部件，在教育、办公和大屏幕投影家庭影院领域也有巨大的市场。
随着LTPS技术的逐渐成熟，在未来的10年中，LTPS将成为平板显示领域的核心技术，有机电致发光，厚膜无机电致发光都需要LTPS技术，大尺寸液晶电视也期待着LTPS的应用。
LTPS作为平板显示器产业的重大潜在核心技术受到国际上科研和产业界的高度重视。
通过对早期TFT-LCDa-Si TFT生产线改造，投入少，可以使产业迅速升级。
目前国际上3代一下的非晶硅TFT-LCD生产线基本上都已经改造成为多晶硅生产线。
lcd流程
lcd流程LCD流程是指液晶显示器的制造过程，主要分为玻璃基板制作、薄膜晶体管(TFT)制作、液晶模组制作和测试四个主要步骤。
首先，玻璃基板制作是LCD流程的第一步，也是整个过程的基础。
通过玻璃修边、清洗、上涂和退火，可以制作出平整、清洁的玻璃基板。
然后，将导电层和绝缘层通过蒸发、溅射等方式沉积在玻璃基板上，形成玻璃基板上的电极和绝缘层。
接下来，是TFT制作过程。
首先，在玻璃基板上形成多个引线，这些引线可以连接到晶体管，形成电路。
然后，将一层薄膜沉积在引线上，形成晶体管的栅极。
接着，通过光刻技术将这层薄膜进行蚀刻，形成晶体管的栅极和沟道。
最后，在晶体管的栅极和沟道上沉积一层薄膜，形成源极和漏极。
第三步是液晶模组制作。
首先，将两块TFT基板通过玻璃间隔层粘合在一起，形成液晶显示区域。
然后，在液晶显示区域的上下两面涂敷一层涂层，形成一层固定的液晶层。
接着，在TFT基板的背面上涂敷一层背光模块，以提供显示的光源。
最后，通过FPC连接器将TFT基板和背光模块连接起来。
最后，是测试过程。
液晶显示器在制作过程中，需要进行各种测试来确保质量。
例如，需要测试液晶模组的电压-亮度曲线，以确保显示的亮度和色彩准确。
还需要测试不同温度下的工作性能，以确保显示器在各种环境下正常工作。
最后，还需要执行耐久性测试，以确定液晶显示器的使用寿命。
总之，LCD流程是一个复杂而精密的制造过程，需要经过多个步骤和测试来确保质量和性能。
通过玻璃基板制作、TFT制作、液晶模组制作和测试，可以制造出高质量的液晶显示器。
这些液晶显示器广泛应用于手机、电视、电脑等各种电子设备中，为我们提供高质量的视觉体验。
tftlcd工作原理
tftlcd工作原理
TFTLCD是一种液晶显示技术，其全称为薄膜晶体管液晶显示器。
TFTLCD的工作原理基于液晶分子的定向和控制，以及薄膜晶体管的电子控制。
TFTLCD由两块平行的玻璃基板组成，中间填充着液晶材料。
每个像素点都由三个互补色彩的亚像素点（红、绿、蓝）组成。
在玻璃基板上有一层透明导电层，称为ITO（铟锡氧化物）层，用于控制每个像素点的亮度和颜色。
当电压施加到ITO层时，会在液晶材料中形成一个电场。
这个电场会使得液晶分子发生定向变化，从而改变光线的传播方向和偏振状态。
通过控制每个像素点ITO层上施加的电压大小和极性，可以实现对每个像素点颜色和亮度的精确控制。
为了实现对每个像素点电压大小和极性的精确控制，需要使用薄膜晶体管（TFT）。
TFT是一种半导体器件，能够在微小电压下控制电流的流动。
TFTLCD中，每个像素点都与一个TFT晶体管相连，控制器通过对TFT晶体管的控制来改变ITO层上的电压。
总之，TFTLCD的工作原理是基于液晶分子定向和控制、ITO层和TFT
晶体管的电子控制。
通过对每个像素点施加精确的电压和极性，可以实现高分辨率、高亮度、高对比度和真实色彩的显示效果。
TFT、LCD、OLED、LPTS区别是什么？
薄膜晶体管TFT是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。
从而可以做到高速度高亮度高对比度显示屏幕信息。
TFT属于有源矩阵液晶显示器。
补充：TFT是指薄膜晶体管，意即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动，从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息，是目前最好的LCD彩色显示设备之一，其效果接近CRT 显示器，是现在笔记本电脑和台式机上的主流显示设备。
TFT的每个像素点都是由集成在自身上的TFT来控制，是有源像素点。
因此，不但速度可以极大提高，而且对比度和亮度也大大提高了，同时分辨率也达到了很高水平。
TFT屏幕，它也是目前中高端彩屏手机中普遍采用的屏幕，分65536色及26万色，1600万色三种，其显示效果非常出色LCD概述LCD液晶显示器是Liquid Crystal Display的简称，LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。
比CRT要好的多，但是价钱较其贵。
LCD液晶投影机是液晶显示技术和投影技术相结合的产物，它利用了液晶的电光效应，通过电路控制液晶单元的透射率及反射率，从而产生不同灰度层次及多达1670百万种色彩的靓丽图像。
LCD投影机的主要成像器件是液晶板。
LCD投影机的体积取决于液晶板的大小，液晶板越小，投影机的体积也就越小。
根据电光效应，液晶材料可分为活性液晶和非活性液晶两类，其中活性液晶具有较高的透光性和可控制性。
液晶板使用的是活性液晶，人们可通过相关控制系统来控制液晶板的亮度和颜色。
与液晶显示器相同，LCD 投影机采用的是扭曲向列型液晶。
LCD投影机的光源是专用大功率灯泡，发光能量远远高于利用荧光发光的CRT投影机，所以LCD投影机的亮度和色彩饱和度都高于CRT投影机。
LCD投影机的像元是液晶板上的液晶单元，液晶板一旦选定，分辨率就基本确定了，所以LCD投影机调节分辨率的功能要比CRT投影机差。
TFT-LCD厂商
TFT-LCD厂商
一、简介
TFT-LCD（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display），又称
为薄膜晶体管液晶显示器，是一种被广泛使用的显示器。
它与传统的液晶
显示器不同，采用薄膜晶体管（TFT）作为关联元件，在一块玻璃作为基
板上，将所有的晶体管及其驱动电路完全集成化。
TFT-LCD有良好的可视
角度和良好的亮度，它的分辨率高，功耗低，深受消费者和工业设备的青睐。
1.三星显示器（Samsung Display）：三星显示器是一家位于韩国的TFT-LCD厂商，主要以显示面板生产和销售为主，产品覆盖汽车、工业、
平板电脑、手机等各种应用领域。
2.LG Display：LG Display是一家位于韩国的TFT-LCD厂商，主要
生产各种尺寸、分辨率等参数的面板，产品涵盖液晶电视、汽车显示器、
智能手机等多个领域。
3.华为液晶（BOE）：华为液晶是一家位于中国的大型TFT-LCD厂商，主要生产电视、显示器、平板电脑、投影仪等多种应用场景的面板，是中
国TFT-LCD领域的佼佼者。
精通LCD中α-Si、LTPS、IGZO显示区别及制造工艺
1精通LCD中α-Si、LTPS、IGZO显示区别及制造工艺2CONTENTSα-Si IGZOA C LTPSB显示技术工艺-TFT LCDTFT概念TFT（Thin Film Transistor）是指薄膜晶体管，意即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动。
薄膜晶体管是一种绝缘栅场效应晶体管。
T(Transistor)是指晶体管。
晶体管，本名是半导体三极管，是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件，具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。
晶体管作为一种可变电流开关，能够基于输入电压控制输出电流。
在TFT中的晶体管均为场效应晶体管，简称“场效应管”。
LCD：液晶显示。
液晶面板由背光板、偏光片、玻璃基板、TFT、彩色滤光片等组成。
由电压控制液晶分子的扭转角度来控制液晶显示。
Video Data Timing ControlPower Supply CircuitBack-LightLCD Timing Controller PC InterfaceBack-Light Power SupplyTFT-LCD ArrayData DriverScan DriverLTPS TFT-LCD Panel I/O InterfaceI/O InterfaceX1X2X3072Y1Y2Y768Scan DriverData Driver Block 1Block 2Block 3Block 4Glass SubstrateBuffer Level Shifter Shift RegisterSpacerLCAlignment Layer TFT-Array SubstrateColor Filter SubstrateBlack MatrixColor Filter -Green PixelPolarizerPolarizerPixel ElectrodeTFT显示技术工艺-TFT LCD我们来看看这个电路图，这里我们不讨论显示器的各种驱动控制方式，什么静态驱动、动态驱动，什么行扫描、列寻址，统统不管。
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薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）具有重量轻、平板化、低功耗、无辐射、
显示品质优良等特点，其应用领域正在逐步扩大，已经从音像制品、笔记本电脑
等显示器发展到台式计算机、工程工作站（EWS）用监视器。对液晶显示器要求
也正在向高分辨率、高彩色化发展。
由于CRT显示器和液晶屏具有不同显示特性，两者显示信号参数也不同，因
此在计算机（或MCU）和液晶屏之间设计液晶显示器驱动电路是必需，其主要功
能是通过调制输出到LCD电极上电位信号、峰值、频率等参数来建立交流驱动电
场。
本文实现了将VGA接口信号转换到模拟液晶屏上显示驱动电路，采用ADI
公司高性能DSP芯片ADSP-21160来实现驱动电路主要功能。
硬件电路设计
AD9883A是高性能三通道视频ADC可以同时实现对RGB三色信号实时采样。
系统采用32位浮点芯片ADSP-21160来处理数据，能实时完成伽玛校正、时基校
正、图像优化等处理，且满足了系统各项性能需求。ADSP-21160有6个独立高速8
位并行链路口，分别连接ADSP-21160前端模数转换芯片AD9883A和后端数模转
换芯片ADV7125。ADSP-21160具有超级哈佛结构，支持单指令多操作数（SIMD）
模式，采用高效汇编语言编程能实现对视频信号实时处理，不会因为处理数据时
间长而出现延迟。
系统硬件原理框图如图1所示。系统采用不同链路口完成输入和输出，可以
避免采用总线可能产生通道冲突。模拟视频信号由AD9883A完成模数转换。
AD9883A是个三通道ADC，因此系统可以完成单色视频信号处理，也可以完成彩
色视频信号处理。采样所得视频数字信号经链路口输入到ADSP-21160，完成处
理后由不同链路口输出到ADV7125，完成数模转换。ADV7125是三通道DAC，同样
也可以用于处理彩色信号。输出视频信号到灰度电压产生电路，得到驱动液晶屏
所需要驱动电压。ADSP-21160还有通用可编程I/O标志脚，可用于接受外部控制
信号，给系统及其模块发送控制信息，以使整个系统稳定有序地工作。例如，
ADSP-21160为灰度电压产生电路和液晶屏提供必要控制信号。另外，系统还设置
了一些LED灯，用于直观指示系统硬件及DSP内部程序各模块工作状态。
图1 系统硬件原理框图
本设计采用从闪存引导方式加载DSP程序文件，闪存具有很高性价比，体积
小，功耗低。由于本系统中闪存既要存储DSP程序，又要保存对应于不同伽玛值
查找表数据以及部分预设显示数据，故选择ST公司容量较大M29W641DL，既能
保存程序代码，又能保存必要数据信息。
图2为DSP与闪存接口电路。因为采用8位闪存引导方式，所以ADSP-21160
地址线应使用A20～A0，数据线为D39～32，读、写和片选信号分别接到闪存相
应引脚上。
图2 DSP和Flash接口电路
系统功能及实现
本设计采用ADSP-21160完成伽玛校正、时基校正、时钟发生器、图像优化
和控制信号产生等功能。
伽玛校正原理
在LCD中，驱动IC/LSIDAC图像数据信号线性变化，而液晶电光特性是非线
性，所以要调节对液晶所加外加电压，使其满足液晶显示亮度线性，即伽玛（γ）
校正。γ校正是一个实现图像能够尽可能真实地反映原物体或原图像视觉信息重
要过程。利用查找表来补偿液晶电光特性γ校正方法能使液晶显示系统具有理想
传输函数。未校正时液晶显示系统输入输出曲线呈S形。伽玛表作用就是通过对
ADC进来信号进行反S形非线性变换，最终使液晶显示系统输入输出曲线满足实
际要求。
LCDγ校正图形如图3所示，左图是LCD电光特性曲线图，右图是LCD亮度特
性曲线和电压模数转换图。
图3 LCDγ校正示意图
伽玛校正实现
本文采用较科学γ校正处理技术，对数字三基色视频信号分别进行数字γ校
正（也可以对模拟三基色视频信号分别进行γ校正）。在完成γ校正同时，并不
损失灰度层次，使全彩色显示屏图像更鲜艳，更逼真，更清晰。
某单色光γ调整过程如图4所示，其他二色与此相同。以单色光γ调整为例：
ADSP-21160 首先根据外部提供一组控制信号，进行第一次查表，得到γ调整系
数（γ值）。然后根据该γ值和输入显示数据进行第二次查表，得到经校正后显
示数据。第一次查表γ值是通过外部控制信号输入到控制模块进行第一次查表得
到。8位显示数据信号可查表数字0～255种灰度级显示数据（γ校正后）。
图4 单色光γ调整过程
图像优化
为了提高图像质量，ADSP-21160内部还设计了图像效果优化及特技模块，许
多在模拟处理中无法进行工作可以在数字处理中进行，例如，二维数字滤波、轮
廓校正、细节补偿频率微调、准确彩色矩阵（线性矩阵电路）、黑斑校正、g校
正、孔阑校正、增益调整、黑电平控制及杂散光补偿、对比度调节等，这些处理
都提高了图像质量。
数字特技是对视频信号本身进行尺寸、位置变化和亮、色信号变化数字化处
理，它能使图像变成各种形状，在屏幕上任意放缩、旋转等，这些是模拟特技无
法实现。还可以设计滤波器来滤除一些干扰信号和噪声信号等，使图像清晰度更
高，更好地再现原始图像。所有信号和数据都是存储在DSP内部，由它内部产生
时钟模块和控制模块实现。
时基校正及系统控制
由于ADSP-21160内部各个模块功能和处理时间不同，各模块之间存在一定
延时，故需要进行数字时基校正，使存储器最终输出数据能严格对齐，而不会出
现信息重叠或不连续。数字时基校正主要用于校正视频信号中行、场同步信号时
基误差。首先，将被校正信号以它时基信号为基准写入存储器，然后，以TFT-LCD
时基信号为基准读出，即可得到时基误差较小视频信号。同时它还附加了其他功
能，可以对视频信号色度、亮度、饱和度进行调节，同时对行、场相位、负载波
相位进行调节，并具有时钟台标功能。
控制模块主要负责控制时序驱动逻辑电路以管理和操作各功能模块，如显示
数据存储器管理和操作，负责将显示数据和指令参数传输到位，负责将参数寄存
器内容转换成相应显示功能逻辑。内部信号发生器产生控制信号及地址，根据水
平和垂直显示及消隐计数器值产生控制信号。此外，它还可以接收外部控制信号，
以实现人机交互，从而使该电路功能更加强大，更加灵活。
此外，ADSP21160内部还设计了I2C总线控制模块，模拟I2C总线工作，为
外部具有I2C接口器件提供SCLK（串行时钟信号）和SDA（双向串行数据信号）。
模拟I2C工作状态如图5和图6所示。
图5 串行端口读/写时序
图6串行接口-典型字节传送
系统软件实现
在软件设计如图7所示，采用Matlab软件计算出校正值，并以查找表文件形
式存储，供时序调用。系统上电开始，首先要完成ADSP-21160一系列寄存器设
置，以使DSP能正确有效地工作。当ADSP-21160接收到有效视频信号以后，根
据外部控制信息确定γ值。为适应不同TFT-LCD屏对视频信号显示，系统可以通
过调整γ值，以调节显示效果到最佳。再如图4所示，对先前预存文件进行查表，
得到所需矫正后值，然后暂存等待下一步处理。系统还可以根据视频信号特点和
用户需要完成一些图像优化和特技，如二维数字滤波、轮廓校正、增益调整、对
比度调节等。这些操作可由用户需求选择性使用。利用ADSP-21160还可以实现
图像翻转、停滞等特技。最后进行数字时基校正，主要用于校正视频信号中行、
场同步信号时基误差，使存储器最终输出数据能严格对齐，而不会出现信息重叠
或不连续。除了以上所述主要功能以外，ADSP-21160还根据时序控制信号，为灰
度电压产生电路和TFT-LCD屏提供必要控制信号。另外，ADSP-21160还能设置驱
动通用I/O脚配置LED灯，显示系统工作状态。
图7 软件流程图
结束语
本文介绍了基于ADSP-21160液晶驱动电路设计。该驱动电路能完成伽马校
正、图像优化及时基校正等功能，并能提供具有足够驱动能力时序和逻辑控制信
号，能驱动大部分TFT-LCD。用ADSP-21160设计驱动电路实时性好、通用性强、
速度快且高效；而且还能在ADSP-21160中嵌入其他功能模块控制，增强系统功
能。这样不仅充分利用了ADSP-21160资源，又节省了外部资源，简化了硬件电
路设计。作者将SONYLCX029CPT显示屏应用在本文所设计驱动电路上，显示出质
量很高图像，因此该设计满足驱动液晶显示器要求。