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    先看凡诺电子LCM 显示屏拆解视频,视频非常直观,里面每一个配件清晰可见,后续再分析工作原理就非常容易

    近一个月学习TFT-LCD屏和串口屏芯片知识,芯片对我来说轻车熟路,对于屏幕非常陌生,公众号“凡诺电子”知乎“巴依老爷”两个人文章有帮助我理解TFT-LCD产品,下面是我的理解和整理,首先感谢两位大佬!

    经常碰见让人不理解英文名缩写,英文一翻译就知道什么意思,比较液晶技术起源于国外,用英文名非常合理!

模组名称解释:

LCD panel‌: Liquid Crystal Display panel显示玻璃

‌COG‌: Chip on Glass panel+驱动IC  

FOG‌: FPC on Glass ‌COG+FPC排线

‌LCM‌: Liquid Crystal Module  ‌FOG+背光

TPTouchpanel 触摸面板,常说电容触摸和电阻触摸两种

   

     TFT-LCD屏幕本身不产生光只是过滤光,所以需要背光模组,OLED屏幕它能够自发光,不用配置背光模组,模组功耗能够更低,对比度,色彩鲜艳度能够更高。

    TFT-LCD屏幕本质就是光线之旅,LED光通过导光板把平行光转向成垂直光,通过第一片偏光片将光转向平行方向光,接着进入投射到TFT控制液晶上,TFT通过电场控制液晶规律旋转排列,液晶旋转角度决定了光线通过第二片偏光片,所以产生了透光度差别。液晶本身没有颜色,因此要用彩色滤光片产生各种颜色,一个像素点由3个RBG基本色构成,以此便可构成所需色彩图像。


    LED光源发出的自然光有多个振动方向,通过偏光片之后变成了一个振动方向的光。


    光波垂直于偏光片方向,那么就会被完全拦截下来,光线最弱,几乎见不到光,如果平行则可以通过光线最强。

当然既不垂直也不平行,则通过光的强度取决于光的振动方向和偏光片方向夹角,夹角越小通过的光强度越大。

    液晶作用在于,通过TFT阵列加点之后改变光的防线,使光能够通过第二块偏光片,让眼睛在屏幕闪能够看到各种强度光,显示不同颜色通过相应彩色滤光片合成各自颜色就可以。

TFT-LCD屏幕拆解分析原理

    LCD前后两块偏光片,一片水平方向,一块垂直方向,理论上所有光线都被遮挡住,显示图像就是大黑块。

   LCD能够精确显示,靠夹在两片偏光片中的液晶,它让光转了个方向。

   左图四断电状态,液晶没有发生偏转,从垂直偏光片进来经过液晶折射,恰好通过水平偏光片,屏幕亮起来了。

    右图恰恰相反,通电后液晶发生偏转,变成垂直状态,光折射到液晶上不会被折射,光波的偏振方向没有改变,刚好被上面水平偏光片把垂直方向光遮挡住了,显示为黑色。

    TFT 叫做薄膜晶体管,对屏幕上的各个独立的像素进行控制驱动,相当于一个开关,也就是通电与断电来驱动液晶旋转。

    TFT 叫做薄膜晶体管,对屏幕上的各个独立的像素进行控制驱动,相当于一个开关,也就是通电与断电来驱动液晶旋转。

    如果要问TFT-LCD 显示屏哪部分最难做,毫无疑问就是 TFT,重新开一款屏幕就是重新排列TFT开关,往往需要几百万费用。

    TFT 作为控制电路,蚀刻在玻璃基板上面,那就需要把电路制作好,用作导电的线路是ITOIndium Tin Oxide,透明导电金属),ITO 是透明的,这样才不会阻挡背光。

    例如:MX4 的屏幕5.36 英寸分辨率为 1920X1152,换算成像素就是有 2211840 个像素点,一个像素点包括三个(RGB)子像素, 那就是 2211840 X 3 =6635520,每一个子像素都需要单独的 TFT 来控制,制作这样一块屏幕也就需要 660 多万 TFT, 如果是2K 屏或者4K屏,单位面积下需要排列更多TFT电路。

    从左边开始,一开始有三束光从左边打入,第一片滤光片把垂直方向的偏振光过滤掉,只剩下水平方向,光穿过玻璃基板,到达液晶层,由TFT 开关加电驱动液晶旋转,最底下那道光因为液晶没有旋转,光线没有被折射沿原来方向前进,穿过彩色滤光片,到达第二片偏正片前被完全阻挡,所以前面板对应的子像素显示黑色;中间那道则经过偏转产生了一定的折射角度,但是因为角度没有跟第二片偏正片完全平行,光线能够透出一些,但是比较弱,显示效果也较暗;最上面那道光经由液晶偏转完全形成了跟偏正片完全平行的光线,全部通过后前面板显示最亮的红色。

    这就是由TFT 电压强弱控制液晶旋转角度,导致光线穿过的明暗强度,最终显示出不同灰阶的色彩,构成了屏幕显示内容。

    TFT-LCD显示原理就是就是如此,后面再出一篇驱动芯片,驱动IC主要和Panel Die Bonding(邦定),这里涉及Panel分辨率和Die位置,还有对外接口 例如SPI、LVDS、eDap、MiPi、MCU等等。


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