一文读懂TFTLCDLTPS和OLE

今天我们来详细讲解一下TFT-LCD、LTPS和OLED技术。

一：显示原理模型

ps：显示单元由控制开关和显示光源组成。

二：LCD显示技术

三：液晶显示单元结构

四：偏光片原理

偏光片有个固定的偏光轴。偏光片的作用就是只允许振动方向与偏光轴方向一致的光通过，而振动方向与偏光轴垂直的光被吸收。偏光片就像“百叶窗”，可以控制光线的通过。

液晶显示原理

1、控制液晶器件上的电压，可以控制液晶分子的扭曲程度，

2、光线传输方向随液晶分子一起扭转，

故可以通过控制电压，从而控制液晶器件的光透过率。

彩色滤光片原理

彩色滤光膜的R、G、B三基色按一定图案排列，并与TFT基板上的TFT子像素一一对应（注意：一个象素由三个子象素组成）。

背光源发出的白光，经滤光膜后变成相应的R、G、B色光。通过TFT阵列可以调节加在各个子像素上的电压值，从而改变各色光的透射强度。不同强度的RGB色光混合在一起，就实现了彩色显示。

彩色滤光片制造方法的分类

LCD显示器结构

液晶面板由背光板，偏光片、玻璃基板、TFT、彩色滤光片、溅射板、反射板等组成。

LCD内部结构

LCD显示器结构

OLED显示技术

OLED概念：

OLED(OrganicLight-EmittingDiode),即有机发光二极管。

OLED是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子

注入和复合导致发光的现象。

OLED发展史

OLED的阳极为薄而透明的铟锡氧化物(ITO)，阴极为金属组合物，而将有机材料层(包括电洞传输层、发光层、电子传输层等)包夹在其中。接通电流，阳极的电洞与阴极的电荷就会在发光层结合，发出光亮。根据包夹在其中的有机材料的不同，会发出不同颜色的光。

OLED按发光材料分子大小分为小分子OLED和高分子OLED。

LCD和OLED结构对比

TFT和OLED显示效果对比

OLED和LCD性能对比

TFT概念

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。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”。

晶体管及TFT结构

硅Si(Silicon)

硅（台湾、香港称矽xī）是一种化学元素，它的化学符号是Si。

原子序数14，相对原子质量28.。

在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半导体；掺入微量的第VA族元素，形成n型硅半导体。硅是制作半导体元件的重要材料。

硅的分类

1、硅分为有晶体硅和非晶硅两种同素异形体。

2、晶体硅分为单晶硅和多晶硅。

3、多晶硅按照制程温度分为低温多晶硅和高温多晶硅。

非晶硅和多晶硅晶向图

非晶硅TFT、氧化物和低温多晶硅TFT对比表

TFT面板制作流程

OLED面板制作流程

矩阵驱动方式

无源矩阵驱动结构

有源矩阵驱动结构

无源矩阵驱动方式

PMOLED在阴极和阳极线交叉处是OLED发光的像素区。在ITO阳极加上正电压，金属阴极上加负电压，交叉点像素就会有电流通过发光。

缺点：非选通像素上的等效电容和电极间的漏电，会引起脉冲信号在电极间的串扰，导致交叉串扰现象，显示图像失真。

有源矩阵驱动方式

AMOLED是采用薄膜晶体管驱动的有机发光显示器，优点是：1）同一画面的各个像素是同时发光，发光亮度高、寿命长；2）各个像素独立控制，驱动电压也降低，耗电少，适合大面积显示；3）避免交叉串扰。

OLED驱动方式

被动式驱动(无源驱动PMOLED)

分为静态驱动电路和动态驱动电路，静态容易出现交叉效应而动态则有占空比的问题，且驱动电压高，不适合用在大尺寸与高分辨率面板上

主动式驱动(有源驱动AMOLED)

有源驱动属于静态驱动方式，可独立控制每个像素的发光，易于实现高亮度和高分辨率。

阵列单元像素结构

阵列单元像素结构

等效电路

有源矩阵液晶显示器的驱动

显示颜色的形成

颜色显示模式-RGB模式

人眼对空间的分辨距离约为0.1mm，而像素三原色间距小于0.1mm,故可以看到三原色的混色。

动态画面的形成

人之所以可以看到连续动态的画面是利用了人的“视觉暂留”原理。人的视觉暂留时间是0.1-0.4秒，极限为0.秒。而显示器的扫描周期周期低于0.1秒，故可以可以看到连续的画面。(电影每秒24帧，每帧1/24秒；电视每秒60帧以上，每帧1/60秒。)

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。

OLED:有机发光二极管，显示器的另一种显示方式。由二极管发光进行显示。

TFT：薄膜晶体管。作为像素显示的开关，组成像素控制电路。

α-S和LTPS：非晶硅和低温多晶硅，均为硅按照部分分类方法得到的子类。

为TFT像素开关源极和漏极之间的半导体材料。低温多晶硅的电子迁移率显著高于非晶硅。

液晶显示器的驱动原理：无源矩阵和有源矩阵。

阵列基板：最常用的是非晶硅薄膜晶体管阵列，每一个像素都由栅极、绝缘层、a-Si:H有源层、n+a-Si欧姆接触层、源极、漏极、像素电极、扫描线、信号线、引线电极、存储电容组成。

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