關(guān)鍵詞：android LCD
TFT 液晶 偏光片 彩色濾光片  背光

平臺信息:
內(nèi)核：linux2.6/linux3.0
系統(tǒng)：android/android4.0 
平臺：samsung exynos 4210、exynos 4412 、exynos 5250

作者：xubin341719(歡迎轉(zhuǎn)載，請注明作者)

歡迎指正錯誤，共同學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步！！
下載鏈接：LCD規(guī)格書（404份），之前工作用用到的 、 LCD規(guī)格書00  、 LCD規(guī)格書01   、 
 LCD測試圖片，彩條灰階等  

Android LCD(一)：LCD基本原理篇
Android LCD(二)：LCD常用接口原理篇
Android LCD(三)：Samsung LCD接口篇
Android LCD(四)：LCD驅(qū)動調(diào)試篇
第一份工作、第一家公司，是做電視方案的，那段時間整天和LCD屏打交道，從7”到42”的都有調(diào)試過。那時沒畢業(yè)，學(xué)校學(xué)習(xí)的東西跟工作差別比較大，不是太懂。不過那個公司的同事都很好，感謝他們細(xì)心的指導(dǎo)，也感謝第一家公司的工作機(jī)會和優(yōu)厚的待遇（對學(xué)生來說很多）、很好的工作機(jī)會。
之后轉(zhuǎn)行做平板，離開第一家公司，如果有機(jī)會、或者有足夠的能力，一定會回報那些幫助過我的熱心人，“滴水之恩，涌泉相報”。扯些閑話，認(rèn)真工作、認(rèn)真記錄總結(jié)每一里程。
下面我們說一下TFT-LCD的構(gòu)造和顯示原理，和以前寫的博客一樣，我會寫一下器件的組成、和簡單工作原理，這些跟程序、android的關(guān)系并不是太大，不過要去調(diào)試一個模塊，對它的構(gòu)造有一個系統(tǒng)的了解，對模塊的認(rèn)識和工作的思路還是有比較大的幫助的（僅代表個人觀點）。
LCD的種類分類標(biāo)準(zhǔn)比多，按驅(qū)動方式可以分為：被動矩陣式、主動矩陣式兩種
被動矩陣式：被動矩陣式LCD又可分為TN-LCD(TwistedNematic-LCD，扭曲向列LCD)、STN—LCD(SuperTN-LCD，超扭曲向列LCD)和DSTN-LCD(Doublelayer
STN-LCD，雙層超扭曲向列LCD)。這部分內(nèi)容就不詳細(xì)解釋， 我們重點講TFT-LCD。
主動矩陣式:目前應(yīng)用比較廣泛的主動矩陣式LCD，也稱TFT-LCD。TFT-LCD 即是Thin-FilmTransistor
Liquid-Crystal
Display的縮寫(薄膜電晶體液晶顯示器)TFT-LCD如何點亮?TFT-LCD現(xiàn)在比較廣泛的應(yīng)用，我們從TFT-LCD說起。
TFT-Thin
Film Transistor  薄膜電晶體
LCD-Liquid Crystal
Display液晶顯示器
TFT-LCD Transistor
Liquid-CrystalDisplay的縮寫(薄膜電晶體液晶顯示器)
由于TFT-LCD具有體積小，重量輕，低輻射，低耗電量，全彩化等優(yōu)點，因此在各類顯示器材上得到了廣泛的應(yīng)用。
一、TFT-lCD 的結(jié)構(gòu)
1、TFT-LCD
的結(jié)構(gòu)如下圖所示

 TFT-LCD各結(jié)構(gòu)的功能
（1）、背光板模組:提供光的來源;
（2）、上下偏光板，TFT
Glass Substrate，液晶：形成偏振光，控制光線的通過與否;
（3）、彩色濾光片：提供TFT
LCD紅、綠、藍(lán)(光的三原色)的來源;
（4）、ITO透明導(dǎo)電層：提供透明的導(dǎo)電通路;
（5）、Photo
Spacer：提供一固定高度給彩色濾光片和TFT Glass Substrate。作為灌入液晶時的空間.及作為上下兩層Glass的支撐。
2、TFT-LCD 結(jié)構(gòu)側(cè)視圖   

一、TFT-LCD顯示原理
1、
液晶的背光
背光也就是顯示器的光源，LCD的背光常用有兩種：CCFL背光、LED背光
（1）、CCFL Cold Cathode
Fluorescent Lamp簡稱CCFL，中文譯名為冷陰極光燈管，具有高功率、高亮度、低能耗等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于顯示器、照明等領(lǐng)域。

（2）、LED背光
相對于CCFL,LED有功耗低、光源均勻、壽命長、體積小的優(yōu)勢，價格方面會貴點，不過現(xiàn)在平板上用的TFT-lCD好像都是LED背光的，上次搞破了一片順便拆開看了下。

（3）、LED與LED背光
市面上所謂LED顯示器，其實是“LED背光液晶顯示器”；現(xiàn)在流行的液晶顯示器，屬于“CCFL背光液晶顯示器”。所以此二者仍是液晶顯示器，只是背光源不一樣而已。不要看到LED顯示器就誤以為是下一代技術(shù)顯示器，其實技術(shù)最新的是叫OLED。所以在買電視的時候不要被忽悠了。
2、液晶簡介
（1）、液晶晶體的形狀
TFT-LCD使用的液晶為TN（Twist
Nematic）型液晶，液晶分子呈橢圓狀。

（2）、液晶的特性
TN型液晶一般是順著長軸方向串接，長軸間彼此平行方式排列。當(dāng)接觸到槽裝表面時，液晶分子就會順著槽的方向排列于槽中。

（3）、液晶垂直分布
當(dāng)液晶被包含在兩個槽狀表面中間，且槽的方向互相垂直，則液晶分子的排列為：
上表面分子：沿著a方向；
下表面分子：沿著b方向；
介于上下表面中間的分子：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的效應(yīng)。因此液晶分子在兩槽狀表面間產(chǎn)生90度的旋轉(zhuǎn)。

（4）光與液晶分子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)效果

（5）、液晶在電壓做用下均勻分布
當(dāng)在上下表面之間加電壓時，液晶分子會順著電場方向排列，形成直立排列的現(xiàn)象。此時入射光線不受液晶分子影響，直線射出下表面。

3、偏光板的特性
作用：將非偏極光（一般光線）過濾成偏極光。當(dāng)非偏極光通過a方向的偏光片時，光線被過濾成與a方向平行的線性偏極光。
上圖：線性偏極光繼續(xù)前進(jìn)，通過第二片偏光片時，光線通過。
下圖：通過第二片時，光線被完全阻擋。

偏光板、槽狀表面、液晶組合后產(chǎn)生的光學(xué)效果，如下圖所示

（1）、當(dāng)上下偏光片相互垂直時，若未施加電壓，光線可通過

（2）、當(dāng)施加電壓時，光線被完全阻擋

當(dāng)電流通過電晶體產(chǎn)生電場變化，造成液晶分子偏轉(zhuǎn)，借以改變光線的偏極性，再利用偏光片決定畫素(Pixel)的明暗狀態(tài)。這樣就可以實現(xiàn)對光線亮暗的控制，如果要顯示彩色，我們后面在講彩色濾光片。

4、彩色濾光片原理 color
fliters
（1）、C/F 的結(jié)構(gòu)
像之前像素低的顯示器仔細(xì)都能看得到這些方格。比較簡單的方法，在顯示器上放一個水滴，你就可以看到紅、綠、藍(lán)、三色的點。

（2）、C/F Pixel Array的常見排列方式
如下圖所示分別是馬賽克、直條式、三角形式、四畫素。

（3）、不同顏色的顯示
我們再看下我們要顯示相應(yīng)顏色時，控制相應(yīng)的pixel
electrode就可以。如下圖所示：

C/F彩色單元，對應(yīng)到TFT的控制單元，就可以完成我們像素點顏色的控制。TFT
Array 等效電路如下圖所示：

三、TFT-LCD顯像原理
我們前面解釋了液晶透光原理、偏光片透光原理、彩色濾光片工作原理，這些把他理解成一個像素控制單元，然后我們來整理下TFT-LCD整體的顯示原理。
（1）、SCAN
IC傳輸信號；
完成圖像信號輸入；
（2）、DRIVER
IC傳輸顯像控制信號；
完成TFT單元控制；
（3）、當(dāng)某一Sub-Pixel導(dǎo)通時，該Sub-Pixel因無法透光呈現(xiàn)黑色；
這部分完成像素點是亮還是暗。
（4）、若該Sub-Pixel未導(dǎo)通，則因光通過CF而顯示顏色。經(jīng)過光的合成效果，顯示器即可產(chǎn)生彩色效果。如下圖所示：

現(xiàn)在回頭看我們開始那張結(jié)構(gòu)圖是不是清晰一點了：光源部分先把自然光通過偏光片轉(zhuǎn)成偏極光-->TFT
subpixels單元控制液晶單元是否導(dǎo)光、色彩-->通過前置偏光片把色彩圖像顯示。其實圖像也就是不同色彩的光，我們看到的光其實也是偏極光。

這張圖好像跟清晰的描述：

四、LCD常用到的知識點
1、殘影
殘影是指畫面切換之后前一個畫面不會立刻消失而是慢慢不見的現(xiàn)象，殘影與反應(yīng)時間不算同一件事，殘影可能要兩三秒后才會完全消失，而液晶的反應(yīng)時間是十幾到幾十毫秒。一個設(shè)計得好的液晶顯示器，就算反應(yīng)時間是
15+35ms，也不可能讓使用者看到殘影。
殘影發(fā)生機(jī)制有些復(fù)雜，通常是同一畫面顯示太久的情況下液晶內(nèi)的帶電離子吸附在上下玻璃兩端形成內(nèi)建電場，畫面切換之后這些離子沒有立刻釋放出來，使得液晶分子沒有立刻轉(zhuǎn)到應(yīng)轉(zhuǎn)的角度所造成。另外一種可能情況則是因為畫素電極設(shè)計不良，使得液晶分子在狀態(tài)切換時排列錯亂，這種情況之下也有可能看到殘影。

2、壞點(dot
defect)
所謂壞點,
是指液晶顯示器上無法控制的恒亮或恒暗的點，壞點的造成是液晶面板生產(chǎn)時因各種因素造成的瑕疵可能是顆粒物落在面板里面，可能是靜電傷害破壞面板，可能是制程控制不良等等等。壞點分為兩種:亮點與暗點。一般來說，亮點會比暗點更令人無法接受，所以很多廠商會保證無亮點，但好象比較少保證無暗點的，有些面板廠商會在出貨前把亮點修成暗點。
面板廠商會把有壞點的面板降價賣出，通常是無壞點算A
grade，三點以內(nèi)算B grade，六點以內(nèi)算C
grade。
市場上現(xiàn)在好多公司做平板，用IPAD2、IPAD3、MINIPAD的屏，然后在宣傳產(chǎn)品時拿蘋果說事，跟蘋果比較，國內(nèi)這些公司真實搞笑。其實他們用的屏就是生產(chǎn)過程中蘋果檢驗通不過的屏，比如蘋果只用A+的屏，A-包括A-以下等級的屏，都流入市場，國內(nèi)的平板都是垃圾，雖然我也一直做這些東西，環(huán)境不好。

3、mura
mura本來是一個日本字，意思不均勻，有斑點，隨著日本的液晶顯示器在世界各地發(fā)揚(yáng)光大。mura是指顯示器亮度不均勻造成各種痕跡的現(xiàn)象，最簡單的判斷方法就是在暗室中切換到黑色畫面以及其它低灰階畫面，然后從各種不同的角度用力去看，有問題的顯示器比較容易看出。

4、色飽和度 (color gamut)
色飽和度是指顯示器色彩鮮艷的程度，顯示器是由紅色綠色藍(lán)色三種顏色光來組合成任意顏色光，如果RGB三原色越鮮艷,
則該顯示器可以表示的顏色范圍就更廣。

5、亮度
亮度是指顯示器在白色畫面之下明亮的程度，單位是cd/m^2,
或是nit。亮度是直接影響畫面品質(zhì)的重要因素。在實驗室里面我們常講一句話:“一亮遮三丑”。一個明亮的顯示器即使色飽和度比較差或顏色偏黃等其它不利因素，還是有可能看起來畫面會比較漂亮。
亮度跟燈光有關(guān)了，燈管有壽命的，尤其是比較早的CCFL背光的，時間久了會發(fā)黃，這個如果家里有比較老的顯示器就能明顯的感受到。

6、視角
液晶顯示器由于天生的物理特性,
使得使用者從不同角度去看時畫面品質(zhì)會 有所變化. 與正看時相比, 斜看的時候, 轉(zhuǎn)到當(dāng)畫面品質(zhì)已經(jīng)變化到無法接受的臨界角度時, 稱之為該顯示器之視角.

7、色溫(color temperature):
色溫是用來形容顯示器的白色的顏色，不限于LCD,
所有的顯示器都通用，當(dāng)顯示器的顏色與黑體的溫度高到某一絕對溫度時所發(fā)出來的光一樣時，稱為該顯示器的色溫等于該溫度。比如說，當(dāng)顯示器的白色設(shè)計成接近，黑體在溫度6500K的時候所發(fā)出來的光顏色(接近晴天時上午的太陽光)，稱為該顯示器的色溫為6500K。
色溫越低顏色會越偏黃色，色溫越高顏色會越偏藍(lán)色，一個色溫偏高的顯示器在秀圖片的時候整個畫面看起來色調(diào)就會偏藍(lán)。

8、Gamma
Curve:
Gamma
curve是指不同灰階與亮度的關(guān)系曲線。把零到二五五灰階當(dāng)x軸, 亮度當(dāng)y軸, 畫出來的曲線就叫做gamma curve. Gamma
curve通常不會是一條直線,因為人眼對不同亮度有不同辨識的效果,
比如說低亮度的辨識能力較高(一點點亮度變化就有感覺)。
五、LCD調(diào)試過程常用到的圖片下載
下載鏈接：LCD常用測試圖片，這里面有色階、彩條之類的圖片。調(diào)試效果時用到的。