什么是TFT彩色液晶屏,LCD工業(yè)彩色液晶屏是怎么實現(xiàn)的

發(fā)布日期：2025-09-12 14:37? 瀏覽量：

“TFT彩色液晶屏（TFT color LCD）”是液晶顯示技術（LCD）中，用薄膜晶體管（ThinFilm Transistor, TFT）作為像素開關，并采用彩色濾光片 (RGB) 實現(xiàn)全彩顯示的一種類型的顯示屏。它通常是“有源矩陣（Active Matrix）”類型的液晶屏。

TFT：薄膜晶體管。每個像素（或至少每個子像素）背后有一個晶體管開關 + 電容，來控制該像素是否導電，從而控制液晶的排列狀態(tài)。這樣可以快速、精確地控制每個像素。

RGB 彩色濾光片：屏幕色彩由紅、綠、藍三個基本色組成。液晶本身并不發(fā)色光，而是通過背光 + RGB 濾光片 + 液晶的光調(diào)制來生成彩色圖像。

有源矩陣結(jié)構(gòu)：與無源矩陣 (passive matrix) 不同，有源矩陣 TFT 每個像素有獨立的開關元件，能維持像素狀態(tài)，更快、對比更好。

1、彩色工業(yè)液晶屏結(jié)構(gòu)是什么樣？

下面是 TFT彩色液晶屏的主要結(jié)構(gòu)和其工作機制：

組成部分	功能與作用
上玻璃 + 彩色濾光片	提供色彩，每個子像素對應一個顏色（R/G/B）濾鏡。
下玻璃 + TFT 陣列 +像素電極 +電容器	TFT 控制電壓開關，電容維持電壓使液晶分子維持狀態(tài)。
液晶層	在兩個玻璃之間液晶分子排列，通過電壓改變其排列方向，影響光透過性。
偏光片	在液晶上下兩側(cè)有偏光片，配合液晶分子對光偏振方向的控制，實現(xiàn)光的透過或阻斷。
背光源	提供光源（通常白色 LED 或以前的熒光燈 / CCFL）。彩色液晶屏不自發(fā)光，需要背光照明。

2、彩色工業(yè)液晶屏工作流程：

1.背光開啟，發(fā)出白光

2.白光通過第一個偏光片偏振

3.液晶分子在沒有電壓的情況下或在有電壓下排列不同，導致光被旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)

4.光通過色濾片（RGB）變?yōu)榧t、綠或藍子像素

5.再通過第二個偏光片出射或被阻擋，從而顯示亮度／顏色

6.驅(qū)動電路（TFT驅(qū)動 + 行／列掃描）控制哪一行哪一列的 TFT導通，以送數(shù)據(jù)電壓給每個子像素
TFT彩色液晶屏

3、TFT彩色液晶屏的優(yōu)點與局限

優(yōu)點	局限 /挑戰(zhàn)
響應速度快、刷新頻率較高，適合動態(tài)畫面（視頻、動畫）顯示。	黑色表現(xiàn)一般不如 OLED；對比度在高端面板下仍有提升空間。
支持較高分辨率，像素密度高。可顯示細節(jié)豐富的畫面。	電源、背光需求高；長時間工作時功耗、溫度控制、背光壽命是挑戰(zhàn)。
色彩鮮艷、生動；可以做全彩色顯示和復雜圖形。	在極端視角下可能出現(xiàn)偏色或可讀性差；有些面板視角不夠?qū)挕?/td>
制造技術成熟、成本相對較低；廣泛應用于手機、工業(yè)、車載、醫(yī)療等場景。	跟被動矩陣或老式液晶相比成本高；在非常強光環(huán)境下可視性可能受限，需要高亮／防反射設計。

4、彩色液晶屏有那些分類與變種

“TFT彩色液晶屏”下面有不少細分／變種，根據(jù)應用或性能需求不同，主要有以下幾類／技術：

1、面板類型：TN（Twisted Nematic）、IPS（InPlane Switching）、VA、FFS、AFFS 等，視角／色彩／響應速度都有差異。

2、背光形式：LED 背光是主流；還有邊緣 LED、直下式 LED、甚至特殊背光如 RGB LED 或背光調(diào)節(jié)方式。

3、顏色深度／顯示色數(shù)：6bit / 8bit /抖動 (FRC) 等方式；色域覆蓋（sRGB, NTSC, AdobeRGB 等）。

4、活動矩陣 vs 被動矩陣：TFT就是有源矩陣（Active Matrix），相比被動矩陣（Passive Matrix）更快響應、更高分辨率、更好對比度。

5、關于 TFT 彩色液晶屏的優(yōu)缺點與應用權衡

項目	優(yōu)點	缺點	適用場景
視角與色彩穩(wěn)定性	IPS / VA 面板在大角度視角下顏色偏差小；	色彩還原好。TN 面板視角有限，偏色嚴重；IPS 等面板成本與功耗略高。	醫(yī)療診斷設備、圖像處理界面、大型顯示 /監(jiān)視器 /公共顯示屏
響應速度 /動態(tài)顯示	TN 面板響應時間快（低延遲）適合動畫／視頻／快速切換畫面。	IPS / VA 面板對于灰階切換或極高速動畫可能略有拖影；藍相比新技術設計中在這方面有提升空間。	游戲、車載儀表、動態(tài)界面、視頻監(jiān)控等
對比度 /黑色表現(xiàn)	VA 面板對比度高，黑色深；IPS 黑色稍遜；背光漏光/透光率／偏光片質(zhì)量影響。	在高亮或強光環(huán)境下，背光溢出／漏光問題更明顯；高亮度＋對比度要求增加成本與散熱難度。	戶外顯示、半戶外 /車載環(huán)境、儀器顯示要求對比強的界面
功耗與效率	白光 LED 背光 + 色濾 +效率好的光學膜組合，可以在一定程度控制功耗；薄型設計易于散熱設計。	液晶自身并不發(fā)光，因此背光一直耗電；調(diào)光、 PWM 控制或使用光感應器可優(yōu)化；高亮＋大屏耗電顯著。	手持設備 /便攜儀器 /車載設備 /電源受限環(huán)境
制造成本 &壽命	TFT LCD 技術成熟，量產(chǎn)規(guī)模大，成本隨之降低；制造流程穩(wěn)定；背光壽命（目前 LED 類型）可到數(shù)萬小時。	復雜結(jié)構(gòu)（多層膜、濾光片、黑矩陣、保護玻璃等）會提升成本；在極端溫度／高濕度下壽命或性能會受影響；材料老化／背光衰減是問題。	工控 /醫(yī)療 /消費電子中要求長期穩(wěn)定運行的設備

應用場景舉例

1、手機／平板／筆記本電腦屏幕

2、工業(yè)控制面板／車載顯示／儀表盤

3、醫(yī)療設備顯示（監(jiān)控、圖像診斷界面等）

4、消費電子（電視、顯示器、便攜設備）

5、戶外／廣告屏／標牌等（如果做高亮／防反射處理）

杭州立煌科技有限公司作為一家專注于工業(yè)領域的液晶顯示驅(qū)動方案提供商，與京東方（BOE）、天馬（TIANMA）、龍騰（IVO）、友達（AUO）、群創(chuàng)（Innolux）、京瓷（Kyocera）等多家全球領先液晶面板制造商建立深度合作關系，專業(yè)供應多品牌、全系列的工業(yè)級液晶顯示屏與定制化解決方案。

Research progress of color photoresists for TFT-LCD——SCI

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