TFT-LCD工作原理

由于计算技术的发展和对图像清晰度、保真度的要求越来越高，液晶显示器作为一种比较时尚的产品备受人们的青睐。

TFT-LCD是集大规模半导体集成电路技术、驱动IC技术和平板光源技术于一体的高新技术产业。随着人们对图像清晰度、保真度的要求越来越高，TFT－LCD的应用范围越来越广。

十年后，液晶平面显示器将无所不在，成为人类生活中最重要，也是最常用的生活必需品。液晶平面显示器将改变整个人类的生活方式，开创人类文明新纪元。

本文主要介绍TFT-LCD的工作原理，同时也结合工作中的实际经验对笔记本LCD可能出现的故障及其原因进行了整理。

关键字： 液晶、TFT 、LCM、PANEL 、INVERTOR

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目录

一、 LCD显示架构 …………………………………………………3 二、 PANEL部分介绍 ………………………………………………4 1． 什么是液晶……………………………………………………4 2． 液晶显示原理…………………………………………………4 3． 液晶显示器件的采光技术……………………………………6 4． 液晶显示器件的驱动原理……………………………………7

5． 液晶显示驱动系统和液晶显示模块的构成…………………9

三、 主板部分介绍…………………………………………………10 四、 Inverter部分介绍……………………………………………11 五、 Adapter部分介绍……………………………………………13 六、 笔记本常见故障分析……………………………………………

TFT-LCD工作原理

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一、 LCD显示器架构

LCD主要由以下几个部分构成：

1、主板：用于外部RGB信号的输入处理，并控制PANEL工作。 2、 Adapter电源适配器：用于将90～240V的交流电压转变为12V的直流电源供给显示器工作。 3、 Inverter逆变器：用于将主板或Adapter输出的12V的直流电压转变为PANEL需要的高频的1500～1800V的高压交流电，用于点亮PANEL的背光灯。 4、PANEL部分：该部分为液晶显示用模块，它是液晶显示器的核心部件，

其包含液晶板和驱动电路。

LCD显示器的整体模块图如图1-1

图1-1 LCD整机框图

二、 PANEL部分工作原理

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Panel部分即是液晶显示模块LCM，它是整个液晶显示器的核心部分。它是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB线路板、背光源、结构件配在一起的一体化组件。本章将对液晶显示的基本原理，液晶的驱动以及液晶模块的构成进行简要的介绍。

1. 什么是液晶

液晶显示器是以液晶为基本材料的组件，由于液晶是介于固态和液态之间，不但具有固态晶体光学特性，又具有液态流动特性，所以液晶可以说是处于一个中间相的物质。

液晶分子中的电子结构，都具备着很强的电子共轭运动能力，所以，当液晶分子受到外加电场的作用，便很容易的被极化产生感应偶极性（induced dipolar），这也是液晶分子之间互相作用力量的来源。而一般电子产品中所用的液晶显示器，就是利用液晶的光电效应，藉由外部的电压控制，再通过液晶分子的光折射特性，以及对光线的偏转能力来获得亮暗差别（或者称为可视光学的对比），进而达到显像的目的。

2. 液晶的显示原理 2．1 液晶的物理特性

当通电施加上电场时，液晶排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透，从技术上说，液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃薄板，中间夹着一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会一排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。但将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面，液晶分子长轴会顺着槽排列。所以，假如那些槽非常平行，则各分子也是完全平行的。

2．2液晶显示的主要工作模式

由液晶显示的四种基本原理而派生出多种工作模式。主要有：TN模式、STN模式、FLC模和液晶-聚合物模式等。由于液晶显示的众多不同分支，本文只介绍目前应用得最为广泛的TFT-LCD中使用的TN模式。

TN模式是在1971年由Schadt等人发表的，它是在液晶显示中最早获得广泛应用的一种模式。由于它具有电压低，功耗小，寿命长以及易于实现多灰度、全彩色显示等特点，使它始终成为液晶显示的主流工作模式。它是利用液晶材料的旋光性，采用电压调光的工作原理。

TN模式液晶显示器件的基本构成：在涂有透明电极的两块玻璃之间夹有介电各向异性为正的向列相液晶，液晶厚度约为几微米，电极表面做平行取向处理。为使液晶分子成90°扭曲排列，上下基板的取向方向为正交设置。

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