非主动发光显示技术
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3.1.1 LCD模组的基本结构

一个能正常显示的LCD模组主要由显示屏、驱动电路、背光源和前框组成。显示屏和驱动电路是定义液晶彩色显示的基础,背光源是给显示屏提供均匀的面光源,前框用于固定显示屏。图3-1给出了LCD模组的基本结构。

图3-1 LCD模组的基本结构

1.显示屏

显示屏由上偏光片、CF基板、液晶、TFT基板、下偏光片等组成。下偏光片把来自背光源的自然光转换为直线偏光,而上偏光片把经液晶调制的偏振光进一步过滤。TFT基板由纵横排列的数据线和扫描线分割而成的数百万个像素组成,每个像素至少包括一个TFT开关用于连接扫描线、数据线和像素电极。CF基板将RGB三原色的有机光阻材料制作在每一个像素之内,用于对每个像素的光进行着色。液晶在LCD模组中的使用量微乎其微,如32英寸LCD模组的液晶使用量只有2mg左右,而且液晶在所有LCD模组的材料成本中所占的比例也只有3%左右。但LCD模组大部分构件都围绕液晶工作。背光源给液晶提供自然光源,下偏光片给液晶提供可调制的线偏振光,驱动电路在一定的时序下给液晶提供指定高低的电压,上偏光片对经液晶调制的不同偏振方向的光进行过滤,CF基板对过滤出来的光进行着色。

2.驱动电路

驱动电路包括覆晶薄膜(Chip On Flex/Film,COF)与印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)。因为实际使用的PCB上焊接有电阻、电容、芯片等元器件,所以又称为印制电路板组装(Printed Circuit Board Assembly,PCBA)。PCBA将从整机输入的影像信号转换为LCD模组的显示信号,向显示屏输入所需的电压至像素电极,以控制液晶分子的转动程度。PCBA上主要的芯片包括电源芯片(Power IC)、时序控制芯片(TCON)、伽马电路等。PCBA除了把这些芯片电路连接起来以外,还需要一些电容、电阻、电感等分离元器件及接口电路。COF分为连接数据线的数据驱动芯片(Source IC)及连接扫描线的扫描驱动芯片(Gate IC)。

3.背光源

背光源由发光体[冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)或发光二极管(Light Emitting Diode,LED)]、棱镜片、扩散片、胶框、背板及背光源点灯器等部件组成,其中侧光式背光源还需要导光板,直下式背光源还需要扩散板。在背光源中,扩散片的作用是将发光体射出的光扩散,并使其亮度均匀化。扩散板和扩散片的功能类似,将正下方的CCFL线光源或LED点光源均匀扩散成面光源。胶框主要用来固定整个背光模组,防止碰撞、脏污等对背光模组功能的损害及影响。背板是将背光源、显示屏、驱动电路等固定在外框结构架上的设备,用于LCD模组的最终组装。背光源点灯器将直流电压转换为脉冲交流电高频高压并持续点亮背光源中的CCFL,或者将输入的12~24V直流电压升压为50~60V的LED灯条驱动电压。

4.前框

前框用来保护显示屏的边缘并防止静电放电冲击和加固LCD模组结构。在LCD模组与整机的一体化设计时,LCD模组的前框往往用整机的外壳直接替代。