液晶屏成像原理

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  液晶屏组件由背光源、光学部件和液晶基板组成。
  
  液晶基板由两片玻璃板作基板,根据屏幕大小制造平板玻璃大小,后将两片玻璃基板做成一个扁平盒子,盒子里面注满了TN型液晶。液晶电视利用向列性液晶分子在电场、磁场作用下排列方向有序改变,采用严格的时序控制技术对屏上液晶分子进行控制来实现对背光通量调制,从而在屏幕上呈现亮与暗或透过与不透过,再经彩色膜形成RGB像素点,再利用人眼的惰性、混色原理来显示成像。液晶屏上的每个成像点都独立被电场控制,不同的像素按照驱动信号“指挥”在显示屏幕上显示字符、数字或图形,发出这指挥控制指令的TCON板,控制液晶分子排列方向动作的电路在前后玻璃基板上。此电路的制作与屏的分辨率一致。屏的物理分辨率是1024x768的屏,那意味着整个屏从上至下被分成了768行,每行有1024组像素,每组像素由RGB子像素组成,故一行共有3072个子像素,因此一行要做3072个薄膜TFT管,每行子像素按RGBRGB--顺序定义和控制排列。一个1024x768的屏,在后玻璃基板上要做1024x768x3个TFT管。制造的理念是:在后玻璃基板上先做衬底,再按子像素分布规律做水平、垂直方向相互绝缘的透明电极,在水平、垂直线相交处再做TFT晶体管,并使每个TFT管的G极与TCON板输出的扫描信号电极相连、S极与TCON输出的代表1图像工作的RGB寻址子像素控制信号电极连接,D极接在衬底上。在前玻璃基板上也按后玻璃基板子像素分布做许多透明电极构成的小方格,但这些电极所加电压相同为VCOM,作共极使用。并在前玻璃基板正面贴上按RGB子像素排列的滤色膜。当某个TFT的G、S两路信号相遇时,对应TFT管工作,S极电压加在D极上,并与对应前玻璃基板共极电压形成电压差,所对应液晶分子上建立电场而旋转,白色的光透过光学部件和此处液晶层,再经彩色膜形成一个个红或绿或蓝的发光小点,由于768个水平脉冲移动速度很快以及3072个电极工作频率太高,加之RGB发光点体积小,人眼分辨力有限产生混色效应,便在人脑中形成了一幅彩色画面。提供栅极G和源极S驱动信号的电路分别叫做栅、源驱动电路。栅、源驱动电路是将驱动IC压焊到一个软薄膜传输带上,再采用网版印刷将其印制到屏基板ITO引线处(也将这个软膜传输带叫作COF连接器)。通常源驱动电路由多个COF组成,像1024x768的屏,如果一个源驱动COF可以输出384个电极驱动信号,则需要8块COF驱动电路。
  

液晶屏成像原理

  下图示意了一幅液晶成像原理。
  
  分辨率为1024x768的屏,屏幕显示的这幅画面,TCON板究竟做了什么?
  
  我们一眼看到的这幅画面,所用时间约Is,在这么短时间内TCON板驱动屏幕形成的这幅图像至少重复了60次(指帧频为60Hz),而六十分之一时间内却形成了这一帧画面,所用时间为16.67ms,在此时间内栅驱动电路顺序送出了768个扫描脉冲去TFT管的G电极,每一行所用时间为16.67ms/768 =21.7μs(即行频为46kHz)。与此同时,在送出一行脉冲所有21.7μs时间内,TCON也输出一行3072列RGB显示信号经源驱动电路给TFT管S电极。RGB驱动信号由电视画面经逻辑板分解还原成驱动屏上TFT管工作的S极驱动信号。源驱动器给一整行的子像素充电到各自所需的电压,以显示不同的灰阶。当这一行充电完毕,扫描驱动器启动输出下一行扫描驱动信号,同样S电极不断输出RGB信号,点亮第二行子像素,这样持续下去直到最后一行点亮。由此可见,液晶成像是由于TFT管通断,使背光透过液晶层再经滤波膜在屏上形成众多RGB小光点来形成画面。液晶在这里起光通过开关的作用。
  
  通过上面液晶成像的简述,显然液晶手机、显示屏、电视屏幕、计算器等,它们成像原理是相似的。液晶屏成像需要两大电路的支持,一是提供背光源,二是TCON板和屏栅、源驱动电路工作。TCON板提供栅、源驱动电路工作所需的扫描信号和数据信号及各种控制栅、源,驱动电路工作所需的控制信号。

液晶屏成像原理

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