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【科普知识_016】TFT-LCD基本结构及作用介绍
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2023.02.13 广东

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导读

在手机生产及使用过程中,经常会出现LCD的问题,前面已经讲了一些LCD问题的原因和对策,但很多人对产生问题的根本原理还不了解,之所以会出现问题,都是因为LCM内部结构出现了问题,所以我觉得有必要跟大家简单介绍下LCM的内部结构,便于了解和分析;

1 TFT_LCD面板的组成

找个LCD拆解下就会发现,TFT_LCD面板主要可以拆解成3个部份:

1. LCD面板

2. TFT面板

3. 背光板模组

至于其他一些Driver IC或是用以固定此3部份的铁框结构则不另叙述;具体分解图如下;

2 各部分的作用

1.背光源(或背光模组)

背光层其实便是背光光源与导光板的结构,其实就是能发白光的灯管or发光二极管,背光光源现在大多是LED光源。(所以电视商家所说的LED其实指的只是LED背光的LCD,并非真正的LED)。由于液晶分子自身是无法发光的,因此若想出现画面,液晶显示屏需要专门的发光源来提供光线,然后经过液晶分子的偏转来产生不同的颜色。而背光源起到的就是提供光能的作用。灯管(或LED)发光后藉由导光板将光线分布到各处,通过背面的反射板将所有的光线的方向集中朝向液晶分子。最后光线通过prism sheet以及扩散板将光线均匀的散发出去,避免出现中央亮度过高、四周亮度过低的情况。

如上图是导光板,导光板的作用很简单,就是让背光变得均匀。仔细观察可以看到背光板的表面有密密麻麻的点,这些点都是起到导光作用,得专业光学分析制作,控制每个位置网点的密度就可以控制导光板在这个位置射出光线的多少。精密设计的导光板网点可以让两侧入射的光线均匀的铺散在整个平面上;如果背光层的灯管铺设或者导光板有问题,极易导致阴阳屏的出现;

导光板下方还有一层光亮的反射纸,作用也很简单,就是把上方的光线再反射回去。以前的手机都比较厚,整个背光模组都是被铁框包围保护的,现在很多项目为了做薄都省掉了铁框,这样就会导致一个问题,一旦这个最下面的反射纸受力发生变形,它反射的光线就是局部集中,表现在屏的表面就形成了水波纹;

2.扩散片

在背光源结构中主要起到修正扩散角度的作用,会使光辐射面积增大,但是降低了单位面积的光强度,即减低辉度.发光光源经扩散材料扩散之後,能变成面积更大,均匀度较好;

3.增光片

也叫棱镜膜,通常有上下两层,主要就是起到增亮的作用,棱镜膜放置在背光源的扩散片和液晶面板之间,它可以将从扩散片射出的均匀地向各个角度发散的光汇聚到轴向角度上,也就是正视角度上,在不增加出射总光通量的情况下提高轴向亮度;如果扩散片或棱镜膜局部受损,导出的光线都会有问题,从而在屏上反应出来白点等问题;

4.上下层两个偏光片

偏光片的作用是让光线从单方向通过,偏光层是由PVA薄膜经染色拉伸后制成,这是偏光片的主要部分,也称偏光原膜。它决定了偏光片的偏光性能、透过率,同时也影响偏光片色调和光学耐久性。

5.上层和下层两块玻璃基板   

玻璃基板不仅仅是两块玻璃那么简单,其内侧具有沟槽结构,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。两层玻璃中间夹着的就是液晶层;

6.薄膜晶体管(就是我们经常所说的TFT) 

我们经常说TFT-LCD,其实际上指的就是这个薄膜晶体管,它的作用类似于开关,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,因此其是非常重要的一个部件。

7.液晶分子层   

液晶分子层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。

8.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,通过三者混和调节各个颜色与亮度。液晶面板中每一个像素由红、绿、蓝3个点构成,每种颜色的点各自拥有不同的灰阶变化。滤光片是塑料或玻璃片再加入特种染料做成的,红色滤光片只能让红光通过,如此类推。玻璃片的透射率原本与空气差不多,所有有色光都可以通过,所以是透明的,但是染了染料后,分子结构变化,折射率也发生变化,对某些色光的通过就有变化了。比如一束白光通过蓝色滤光片,射出的是一束蓝光,而绿光、红光极少,大多数被滤光片吸收了;

了解了LCD的组成和各部分的作用,在出现问题的时候就能大致把原因定位,重点分析出问题的部件及造成问题的原因了;

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