LED模组与TCON

GateIC背光板螺丝SourceIC铁框液晶面板SourcePWB下玻璃基板上玻璃基板上偏光板间隔剂液晶分子下偏光板框胶配向膜ITO电极彩色滤光片液晶层我们一般都认为物质像水一样都有三态,分别是固态液态跟气态.其实物质的三态是针对水而言,对于不同的物质,可能有其它不同的状态存在.以我们要谈到的液晶态而言,它是介于固体跟液体之间的一种状态,其实这种状态仅是材料的一种相变化的过程,只要材料具有上述的过程,即在固态及液态间有此一状态存在,物理学家便称之为液态晶体.•介电系数ε(dielectricpermittivity)•折射系数(refractiveindex)•弹性常数(elasticconstant:κ11,κ22,κ33)•黏性系数(viscositycoefficients,η)液晶特性中,最重要的就是液晶的介电系数与折射系数.介电系数是液晶受电场的影响决定液晶分子转向的特性,而折射系数则是光线穿透液晶时影响光线行进路线的重要参数.而液晶显示器就是利用液晶本身的这些特性,适当的利用电压,来控制液晶分子的转动,进而影响光线的行进方向,来形成不同的灰阶,作为显示影像的工具.如果你有机会,拿着放大镜,靠近液晶显示器的话.你会发现彩色滤光片的样子.我们知道红色,蓝色以及绿色,是所谓的三原色.也就是说利用这三种颜色,便可以混合出各种不同的颜色.很多平面显示器就是利用这个原理来显示出色彩.我们把RGB三种颜色,分成独立的三个点,各自拥有不同的灰阶变化,然后把邻近的三个RGB显示的点,当作一个显示的基本单位,也就是pixel.那这一个pixel,就可以拥有不同的色彩变化了.然后对于一个需要分辨率为1024*768的显示画面,我们只要让这个平面显示器的组成有1024*768个pixel,便可以正确的显示这一个画面.在图中,每一个RGB的点之间的黑色部分,就叫做Blackmatrix.我们可以发现,blackmatrix主要是用来遮住不打算透光的部分.比如像是一些ITO的走线,或是Cr/Al的走线,或者是TFT的部分.这也就是为什么每一个RGB的亮点看起来,并不是矩形,在其左上角也有一块被blackmatrix遮住的部分,这一块黑色缺角的部份就是TFT的所在位置.C/FIntroduceandProcess彩色滤光片基本结构是由玻璃基板（GlassSubstrate），黑色矩阵（BlackMatrix），彩色层（ColorLayer），保护层（OverCoat），ITO导电膜组成。一般穿透式TFT用彩色光片结构如下图。GLASSSUBSTRATEBlackMatrixColorLayerOverCoatITOC/F的结构C/FPixelArray马赛克式直条式三角形式四画素马赛克式:：显示AV动态画面直条式：较常显示文字画面,(NoteBook)。在一般的CRT屏幕,是利用高速的电子枪发射出电子,打击在银光幕上的荧光粉,藉以产生亮光,来显示出画面.然而液晶显示器本身,仅能控制光线通过的亮度,本身并无发光的功能.因此,液晶显示器就必须加上一个背光板,来提供一个高亮度,而且亮度分布均匀的光源.组成背光板的主要零件有灯管(冷阴极管orled),反射板,导光板,prismsheet,扩散板等等.灯管是主要的发光零件,藉由导光板,将光线分布到各处.而反射板则将光线限制住都只往TFTLCD的方向前进.最后藉由prismsheet及扩散板的帮忙,将光线均匀的分布到各个区域去,提供给TFTLCD一个明亮的光源.而TFTLCD则藉由电压控制液晶的转动,控制通过光线的亮度,藉以形成不同的灰阶.背光源的分类与构造BacklightSideLightDirectLight楔形板(WEDGEPLATE)平板(FLATPLATE)NBMT,TVTV,MT背光源的分类与构造背光源的构造—侧入光式背光源的分类与构造背光源的构造—直下式反射片(Reflector)功能：反射CCFL之光线,使其进入导光板或扩散片灯管反射膜的种类金属反射金属的导电系数愈高，穿透深度愈浅，反射率(Reflectivity)愈高。因此金属反射膜材料大都使用高导电度的金(Gold,Au)、银(Silver,Ag)、铝(Aluminum,Al)与铜(Copper,Cu)等白色塑料材料反射一般为PET+TiO2(折射率2.71)导光板（LGP）功能：将CCFL所发出的线光源转化成面光源原理：利用全反射的原理将光源光线传导到导光板的远端，再导光板的底面印刷图案破坏全反射(形成漫反射)，将光线引至导光板正面。全反射:光线由光密介质入射到光疏介质，对导光板折射率有一定要求,如n(PMMA)=1.49,当入射角大于42.2º就会发生全反射)。Pattern网点的材质是由UV胶、二氧化钛、硫化钡混合黏稠液所构成利用导光板低面Pattern（网点设计）控制光量分布，使导光板均匀发光。42.2º47.8º印刷网点面积与出射光强度成正比关﹐故可调制网点面积和分布调节亮度分布。一般网点排列方式（一端CCFL)：呈由疏而密﹐由小到大排列。扩散板(Diffuser)•扩散片功能：–将光线均勻化（会使光辐射面积增大，但是降低了单位面积的光强度）–掩饰导光板的不良与Pattern–保护作用分类:上扩散片与下扩散片上扩:以保护为主要功能,穿透度高,Haze值比下扩低。下扩:Haze值高(光源扩散性),主要功能是将LGP出射光线均勻化。原理：扩散片平行光扩散透过率(%)(以Haze测定器测定）平行透过滤率(%)全光透过率(%)=平行透过率+扩散透过率Haze(%)＝扩散透过率/全光透过率Haze选择：高Haze：要求视野角大,亮度要求不高时，可选用Haze较高之扩散片,以提升亮度均匀性。低Haze：要求视野角窄，亮度要求高时,用Haze较低之扩散片。小的透明PMMA顆粒棱镜片(BEFSheet)•BEF(BrightnessEnhancementFilm)，将光线往中央视角集中达到增光作用•主要为3M的专利,其系列有BEFII,BEFIII,R-BEF,N-BEF,DBEF等等偏光板的作用就像是栅栏一般，会阻隔掉与栅栏垂直的分量，只准许与栅栏平行的分量通过。所以如果我们拿起一片偏光板对着光源看，会感觉像是戴了太阳眼睛一般，光线变的较暗，如果把两片偏光板迭在一起，那就不一样了，当你旋转两片平行的偏光板的相对角度，会发现随着相对角度的不同，光线的亮度就会越来越暗，当两片偏光板的栅栏角度互相垂直时，光线就完全无法通过了。而液晶电视就是利用这个特性完成的。利用上下两片栅栏互相垂直的偏光板之间，充满液晶，再利用电场控制液晶的转动，来改变光的行进方向，这样就形成了不同的灰阶亮度。将不具偏极性的自然光产生偏极化，使进入液晶显示器的光为偏极光(PolarizedLight)偏光板(一)偏光板(二)液晶光行进方向XYZ暗*施加电场，液晶Tilt光线直进不偏转光行进方向XYZ亮液晶*不施加电场，液晶Twist偏光板(一)偏光板(二)光线沿液晶光轴偏转开口率(Apertureratio)液晶显示器中有一个很重要的规格就是亮度,而决定亮度最重要的因素就是开口率.开口率是什么呢?简单的来说就是光线能透过的有效区域比例.我们来看看图17,图17的左边是一个液晶显示器从正上方或是正下方看过去的结构图.当光线经由背光板发射出来时,并不是所有的光线都能穿过面板,像是给LCDsource驱动芯片及gate驱动芯片用的信号走线,以及TFT本身,还有储存电压用的储存电容等等.这些地方除了不完全透光外,也由于经过这些地方的光线并不受到电压的控制,而无法显示正确的灰阶,所以都需利用blackmatrix加以遮蔽,以免干扰到其它透光区域的正确亮度.所以有效的透光区域,就只剩下如同图17右边所显示的区域而已.这一块有效的透光区域,与全部面积的比例就称之为开口率.当光线从背光板发射出来,会依序穿过偏光板,玻璃,液晶,彩色滤光片等等.假设各个零件的穿透率如以下所示:偏光板:50%(因为其只准许单方向的极化光波通过)玻璃:95%(需要计算上下两片)液晶:95%开口率:50%(有效透光区域只有一半)彩色滤光片:27%(假设材质本身的穿透率为80%,但由于滤光片本身涂有色彩,只能容许该色彩的光波通过.以RGB三原色来说,只能容许三种其中一种通过.所以仅剩下三分之一的亮度.所以总共只能通过80%*33%=27%.)以上述的穿透率来计算,从背光板出发的光线只会剩下6%,实在是少的可怜.这也是为什么在TFTLCD的设计中,要尽量提高开口率的原因.只要提高开口率,便可以增加亮度,而同时背光板的亮度也不用那么高,可以节省耗电及花费.TFTLCD(Thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay)TFTLCD的中文翻译名称就叫做薄膜晶体管液晶显示器,我们从一开始就提到液晶显示器需要电压控制来产生灰阶.而利用薄膜晶体管来产生电压,以控制液晶转向的显示器,就叫做TFTLCD.在上下两层玻璃间,夹着液晶,便会形成平行板电容器,我们称之为CLC(capacitorofliquidcrystal).它的大小约为0.1pF,但是实际应用上,这个电容并无法将电压保持到下一次再更新画面数据的时候.也就是说当TFT对这个电容充好电时,它并无法将电压保持住,直到下一次TFT再对此点充电的时候.(以一般60Hz的画面更新频率,需要保持约16ms的时间.)这样一来,电压有了变化,所显示的灰阶就会不正确.因此一般在面板的设计上,会再加一个储存电容CS(storagecapacitor大约为0.5pF),以便让充好电的电压能保持到下一次更新画面的时候.不过正确的来说,长在玻璃上的TFT本身,只是一个使用晶体管制作的开关.它主要的工作是决定LCDsourcedriver上的电压是不是要充到这个点来.至于这个点要充到多高的电压,以便显示出怎样的灰阶.都是由外面的LCDsourcedriver来决定的.从TFT面板的正上方看下去，我們可以看到数百万个排列整齐的小元件（TFTdevice）以及控制液晶的ITO区域，其TFTdevice排列简图如下：TFTArrayGatelineSignallineTFTdeviceITOArrayMatrixITO透明导电层的作用ITO透明导电层：提供透明的导电通路GateDriverSourceDriver1.因TFT元件的动作类似一个开关(Switch)，液晶元件的作用类似一个电容，藉Switch的ON/OFF对电容储存的电压值进行更新/保持。2.SWON时信号写入(加入、记录)在液晶电容上，在以外时间SWOFF，可防止信号从液晶电容泄漏。3.保持电容与液晶电容并联，以改善其保持特性。保持电容TFT元件加入电压液晶1.上图为TFT一个画素的等效电路图，扫描线连接同一列所有TFT闸极电极，而信号线连接同一行所有TFT源极电极。2.当ON时信号线的资料写入液晶电容，此時，TFT元件成低阻抗(RON)，当OFF时TFT元件成高阻抗(ROFF)，可防止信号线资料的泄漏。3.一般RON与ROFF电阻比至少约为105以上。扫描线信号线RONROFF液晶保持电容GDSGDSDSG1.TFT为一三端子元件。2.在LCD的应用上可将其视为一个开关。DSG面板信號流程簡介TFT-LCD面板與驅動電路結構TCON作用：将外部输入的电源或者信号转换为IC所需要的工作电压，信号及时序。(1)形成Power：DVDD、VGL、VGH、AVDD、VCOMDVDD：SOURCE，GATEIC数字部分工作电压VGL：液晶的关闭电压，提供G-IC电源VGH：液晶的开启电压，提供G-IC电源Vcom：液晶的基准电压，提供S-IC。AVDDA：供Sourcedriveranalog部分工作电压(2)通过Tconic将输入的LVDS信号转换为Minilvds信号，并且根据输入的时钟信号生成IC所需要的各种时序控制信号。(3)形成Gamma电压极性反转