在薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)中,TFT的功能就是一個開關(guān)管。常用的TFT是三端器件。在玻璃基板上制作半導(dǎo)體層,在兩端有與之相連接的源極和漏極。并通過柵極絕緣膜,與半導(dǎo)體相對置,利用施加于柵極的電壓來控制源、漏電極間的電流。
對于顯示屏來說,每個像素從結(jié)構(gòu)上可以看作為像素電極和共同電極之間夾一層液晶。更重要的是從電的角度可以把它看作電容。其等效電路為圖1所示。要對j行i列的像素P(i,j)充電,就要把開關(guān)T(i,j)導(dǎo)通,對信號線D(i)施加目標(biāo)電壓。當(dāng)像素電極被充分充電后,即使開關(guān)斷開,電容中的電荷也得到保存,電極間的液晶分子繼續(xù)有電場作用。數(shù)據(jù)(列)驅(qū)動器的作用是對信號線施加目標(biāo)電壓,而柵極(行)驅(qū)動器的作用是起開關(guān)的導(dǎo)通和斷開。由于加在液晶層上的電壓可存儲使液晶層能穩(wěn)定地工作。這個顯示電壓通過TFT也可在短時間內(nèi)重新寫入,因此,即使對高清晰度LCD,也能滿足圖像品質(zhì)要求。
顯示圖像的關(guān)鍵還在于液晶在電場作用下的分子取向。一般通過對基板內(nèi)側(cè)的取向處理,使液晶分子的排列產(chǎn)生希望的形變來實(shí)現(xiàn)不同的顯示模式。在電場作用下,液晶分子產(chǎn)生取向變化,并通過與偏振片的配合,使入射光在通過液晶層后強(qiáng)度發(fā)生變化。從而實(shí)現(xiàn)圖像顯示。
薄膜晶體管液晶顯示器與無源TN-LCD、STN-LCD的簡單矩陣不同,它在液晶顯示屏的每一個象素上都有一個薄膜晶體管(TFT),可有效地克服非選通時的串?dāng)_,使之顯示液晶屏的靜態(tài)特性與掃描線數(shù)無關(guān),因此大大提高了圖像質(zhì)量。而開關(guān)單元(即TFT)的特性,則要滿足通態(tài)電阻低,閉態(tài)電阻非常大這一要求。
薄膜晶體管液晶顯示器彩色化則一般是通過加一層彩色濾光片,在顯示器的前面板上實(shí)現(xiàn)。它要求在每個像素上制作紅、綠、藍(lán)三色和遮光用黑矩陣。