彩色液晶显示模块概述与实例

液晶屏（Liquid Crystal Display，简称LCD）是由两块平行的薄玻璃板构成，两玻璃板之间的距离非常小，填充的是被分割成很小单元的液晶体。液晶板本身不发光，它通过液晶屏的背光源使液晶屏亮起来。液晶屏的优势在于体积小、重量轻、显示面积大、画面稳定、无辐射、低能耗和环保等特点。与CRT显示器相比，液晶显示器的耗电量只有CRT的1/3，厚度只有其1/8，重量不到其1/3，可节省空间60%以上。

1.彩色液晶显示模块基本原理

TFT液晶屏（Thin-Film Transistor）是薄膜晶体管的英文缩写，主要的构成包括荧光灯管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等。TFT属于有源矩阵类型液晶屏，背部设有特殊灯管。荧光灯管投射出光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶，通过液晶分子不同的排列方式进而改变穿透液晶光线的角度，然后这些光线接下来还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。只要改变刺激液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩，进而能在液晶面板上变化出不同的颜色组合。

目前在市场上常见的彩色液晶屏有OLED、STN、DSTN、UFB、TFD、TFT几种，影响彩色屏显示效果和质量的参数主要有色阶数、解析度、亮度、对比度、可视角度、耗电量等。

（1）色阶数

彩色显示能够显示的颜色叫色阶或发色数，常见的彩色屏能够显示256、4096、65536和26万等不同种颜色，理论上显示的颜色数越大越好。65536种以上的彩色虽然还不能表达自然界中所有的颜色，但已经接近人眼对彩色数的分辨极限，所以常把65536种以上的彩色叫真彩色。

（2）解析度

解析度关系着显示图像的细腻程度。彩色液晶显示屏是由一个个像素点组成的，通过像素点发出不同的光线可以显示出不同的色彩。在相同的显示区，像素点越大，显示出的图像越粗糙，反之像素点越小，图像显示越细腻。如120×146像素分辨率彩色液晶屏显示出来的图片，在细腻程度方面就要比相同尺寸的80×120像素分辨率的彩色液晶屏效果好。

（3）亮度、对比度和可视角度(www.xing528.com)

亮度是反映屏幕发光程度的重要指标，亮度值越高，屏幕对周围环境抗干扰能力越强，画面更为亮丽，而亮度过低就感觉屏幕较暗。与色阶不同，并不是亮度越高就越好，而是要和对比度搭配得恰到好处，才能显示美观画面。

对比度是指在规定的照明和观察条件下，液晶彩屏亮区与暗区的亮度之比。对比度越高，色彩越鲜艳饱和，还会呈现立体感。

可视角度指当背光源的入射光通过偏振片、液晶及所谓的取向膜后，输出光便具备了特定的方向特性，大多数从屏幕射出的光具备了垂直方向。假如从一个非常斜的角度观看一个画面，我们看不到屏幕的画面或是色彩严重失真。一般来讲，TFT的可视角度最大，STN的最小。要使画面显示得细腻、逼真，除了亮度、对比度外，彩色液晶屏本身的解析度更是关键。

2.彩色液晶显示模块组成

彩色LCD由上基板组件、下基板组件、液晶、驱动电路单元、背光灯模组和其他附件组成。其中，下基板组件主要包括下玻璃基板和TFT阵列，而上基板组件包括上玻璃基板、偏振片及覆于上玻璃基片的膜结构，液晶填充于上、下基板形成的空隙内。

在下玻璃基板的内侧面上，布满了一系列与像素点对应的导电玻璃微板、TFT半导体开关器件以及连接半导体开关器件的纵横线，它们均由光刻、刻蚀等微电子制造工艺形成。

在上玻璃基板的内侧面上，敷有一层透明的导电玻璃板，一般为氧化铟锡（Indium Tin Oxide，简称ITO）材料制成，它作为公共电极与下基板上的众多导电微板形成一系列电场。若LCD为彩色，则在公共导电板与玻璃基板之间布满了三基色（红、绿、蓝）滤光单元和黑点，其中黑点的作用是阻止光线从像素点之间的缝隙泄露，它由不透光材料制成，由于呈矩阵状分布，故称黑点矩阵（Black Matrix）。