原创 1.8寸TFT彩屏显示原理

1，概述

TFT-LCD是指薄膜晶体液晶显示器，利用薄膜晶体管（TFT）产生电压控制液晶分子转向的显示器，其结构是上下两层玻璃之间夹着液晶，形成平行板电容器，称之为Clc，实际应用中这个电容并无法将电压保持到下一次刷新画面数据的时候，那么所显示的灰阶就会不正确，因此，会再加一个电容Cs，以便让充好电的电压保持到下一次画面更新的时候。TFT只是一个使用晶体管制作的开关，主要决定Source Driver电路上的电压是否要充到电容上来，至于充电多少，有显示数据所决定。

如果要显示全彩的影像，需要光的三原色RGB排在一起进行组合。把邻近的三个RGB显示的点当做显示的基本单元，也就是像素。例如一个分辨率为1024*768的显示画面，只要让显示器的组成有1024*768个像素就可以正确显示。由于光点很小并且紧密排列，视觉上就会把这三种颜色混合在一起形成所要的颜色。

                                        像素单元结构与等效电路

右边的等效电路称之为CS on common结构，是指存储电容通过common走线来完成的。另外还有一种结构

                                            CS on gate等效结构图

2，驱动方式

TFT-LCD属于有源矩阵驱动方式，显示面板上的每一个子像素都有开关元件和信号存储电容以实施驱动的方式；有源矩阵驱动方式中有三端型和双端型，三端型使用的是场效应晶体管，双端型使用的是二极管。TFT属于三端型，其连接方式如下图。TFT的栅极与扫描线（Scan line）相连接，漏极与子像素的上极板相连接，源极与信号线相连，利用一次一行方式扫描一次扫描栅极，将一个栅极上的所有TFT一次性处于导通状态，从取样保持电路，通过源极，总线将信号提供给各信号存储电容。

                                     TFT-LCD面板示意图

由上图，TFT作为每一个像素的选择开关连接在每一个子像素的上极板上，每行像素TFT的栅极连接在扫描线上（G1..Gm）由Gate Driver控制，其源极连接在信号线上（S1..Sm）由Source Driver控制。当Gate Driver输出波形为高电平时，这一行的TFT全被打开，同时Source Driver将准备好的灰度电压通过TFT加载到液晶的电极上，对各像素点的等效电容和存储电容进行充电到相对应的灰度电压，并由存储电容存储该电压一直到下一次TFT管再次打开的时候才改变，当这一行全部充好电时，Gate Driver将电压关闭，让后对下一行扫描将电压打开，再由相同的一排Source Driver对下一行的显示点进行充放电。随着Gate Driver逐行进行扫描，Source Driver上的电压不断加载到液晶电极上，整个液晶显示屏上的像素点被驱动，从而显示出整个画面。

3，TFT-LCD具有如下主要性能指标：

l         分辨率：132RGB(SEG)*176(COM)

l         Color=26万（2^6*2^6*2^6=262144），8色（2*2*2）可编程控制

l         内置RAM：132*162*18bit

l         8/9/16/18bit 6800系列/8080系列的并行接口，4/3Line的串行接口

l         输入电压：2.6V~3.3V

4，功能模块：

l         图形显示存储器：GRAM用来存储CPU送来的图片显示数据，其容量为132*162*18bits。

在进行写操作时，每次写入一帧数据。在进行读操作时每次读出一行数据。

l         行驱动电路（Gate Driver）：用来控制行驱动打开，当波形输出高电平时，一整行TFT被打开，Source Driver电路就可以对这一行的液晶进行充电。

l         列驱动电路：Source Driver是一个A/D电路。其主要功能是进行D/A转换。即将每一个表示子像素的6位颜色数据变换成相应灰度级电压，输出到液晶显示屏上。此屏共有132*3(RGB)=369条Source Driver LINE组成。