TFT LCD如何工作

薄膜晶體管或TFT液晶顯示器（LCD）是一種使用薄膜晶體管改善屏幕的視覺質(zhì)量。

使用TFT電容像素驅(qū)動(dòng)電路可以提高LCD的視覺質(zhì)量。像素或圖像元素由有機(jī)發(fā)光二極管或OLED組件組成。 OLED的視覺質(zhì)量?jī)?yōu)于傳統(tǒng)LCD。 OLED的操作類似于通用（GP）硅（Si）二極管或普通LED的操作。

GP Si二極管或傳統(tǒng)LED使用n型和p型摻雜半導(dǎo)體材料。摻雜有雜質(zhì)，有助于GP Si二極管和電路中的LED導(dǎo)電能力。雖然這種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在基本視覺指示器和顯示器中工作良好，但是當(dāng)在陣列中使用時(shí)，圖像分辨率的質(zhì)量不那么明顯。

OLED使用有機(jī)分子來生產(chǎn)n型和p型半導(dǎo)體層。圖1顯示了典型OLED的結(jié)構(gòu)。

圖1。典型OLED的構(gòu)造

典型的OLED由六種不同的n型和p型半導(dǎo)體層組成。這些多層提高了顯示器或屏幕的圖像分辨率質(zhì)量。為了打開和關(guān)閉基于OLED的像素，使用TFT電容驅(qū)動(dòng)電路。

要打開或關(guān)閉OLED，需要電子驅(qū)動(dòng)電路。電子OLED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，由兩個(gè)主要部件組成：TFT和電容器。 TFT LCD由一系列電子OLED驅(qū)動(dòng)電路組成，可由微控制器選擇。

電子OLED驅(qū)動(dòng)電路有兩個(gè)輸入控制：數(shù)據(jù)和開關(guān)選擇。開關(guān)選擇通過偏置TFT來啟用電子OLED驅(qū)動(dòng)電路。偏置是提供適當(dāng)?shù)?a target="_blank">DC工作電壓以確保TFT正確接通的電路功能。數(shù)據(jù)輸入控制將TFT打開或關(guān)閉。當(dāng)TFT開關(guān)被偏置并導(dǎo)通時(shí)，控制信號(hào)使第二個(gè)TFT從電源（VDD）提供電流。

來自電源的源電流使OLED偏置，從而轉(zhuǎn)動(dòng)光電元件ON。光電子學(xué)是電子學(xué)與光學(xué)元件的結(jié)合。 OLED的光學(xué)組件是發(fā)光有機(jī)（聚合物）材料。

為確保TFT充分導(dǎo)通，使用簡(jiǎn)單的電荷泵電路。 TFT主要是場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）變體，其具有內(nèi)部柵極電容。為了克服這種內(nèi)部柵極電容，使用外部電容器正確地偏置FET。在該偏置方案中，與TFT的內(nèi)部柵極電容相比，外部柵極電容器將具有更高的充電電壓。

圖2中示出了簡(jiǎn)單的TFT電容器OLED（像素）驅(qū)動(dòng)器電路。各個(gè)電子像素驅(qū)動(dòng)器電路被布置成制造TFT陣列。此陣列允許選擇多個(gè)像素，從而在TFT LCD屏幕上創(chuàng)建高分辨率圖像。

圖2. 典型的TFT電容像素驅(qū)動(dòng)電路

TFT LCD觸摸屏的結(jié)構(gòu)包括將多個(gè)光電元件分層在一起。分層光電子器件由背光，TFT陣列，液晶，濾色器陣列和玻璃組成。為了將圖像顯示為彩色，使用濾色器陣列。背光允許LCD在TFT LCD屏幕上正確顯示圖像。圖3顯示了TFT LCD屏幕的結(jié)構(gòu)。

圖3. 典型的TFT LCD屏幕

現(xiàn)在您已了解TFT LCD觸摸屏的工作原理，您已準(zhǔn)備好構(gòu)建項(xiàng)目。

將TFT觸摸屏添加到Pi Zero W

您已準(zhǔn)備好將TFT LCD觸摸屏添加到Pi Zero W.TFT LCD觸摸屏的方向非常重要。不正確地安裝觸摸屏可能會(huì)損壞光電器件以及Pi Zero W.

通過將設(shè)備放在HDMI電纜端口連接器上來安裝TFT LCD觸摸屏。然后將TFT LCD觸摸屏的雙母連接器與安裝在Pi Zero W上的公引腳對(duì)齊。在TFT LCD觸摸屏頂部施加輕微壓力，直到雙母連接器插入Pi Zero W公引腳頂部。

圖4顯示了TFT LCD觸摸屏最終安裝到Pi Zero W SBC上。

圖4。將TFT LCD觸摸屏（Adafruit PiTFT）正確安裝到Pi Zero W上

恭喜，您已成功將TFT觸摸屏連接到PI Zero W SBC。在本教程的下一步中，您將把TFT觸摸屏軟件安裝到Pi Zero W上。

安裝Adafruit PiTFT軟件

教程項(xiàng)目的下一步是將Adafruit PiTFT軟件安裝到Pi Zero W上。

您的Pi Zero W應(yīng)連接到安全的無線網(wǎng)絡(luò)，以獲取Adafruit PiTFT文件互聯(lián)網(wǎng)。使用Raspbian-Debian linux發(fā)行版附帶的LXTerminal來獲取PiTFT文件。

您還可以使用Putty或TeraTerm等通信終端將shell（SSH）安全保護(hù)到Pi Zero W.SSH允許您在沒有連接HDMI監(jiān)視器的情況下操作Pi Zero W.桌面PC VGA顯示器或筆記本電腦的屏幕將用于與Pi Zero W進(jìn)行交互。

顯示的照片顯示使用SSH方法安裝的Adafruit PiTFT軟件。同樣，Linux命令將使用LXTerminal工作。在提示符的屏幕上鍵入以下Linux命令。

輸入 chmod + x adafruit-pitft.sh 后命令跟隨，按ENTER鍵?，F(xiàn)在，您將把PiTFT軟件安裝到Pi Zero W上。在提示符后輸入 sudo 。/adafruit-piTFT.sh 命令，如圖6所示。

圖6. 將PiTFT軟件安裝到Pi Zero W

屏幕上將顯示以下PiTFT配置菜單。

圖7. PiTFT配置菜單

使用以下圖像將屏幕旋轉(zhuǎn)180°以獲得縱向。

圖8. 輸入1選擇屏幕尺寸。

輸入屏幕尺寸后，將顯示旋轉(zhuǎn)選項(xiàng)菜單。

圖9 。旋轉(zhuǎn)TFT LCD觸摸屏的四個(gè)選項(xiàng)

您將輸入第二個(gè)用于縱向。

圖10. 輸入2作為180°屏幕旋轉(zhuǎn)的縱向方向

為縱向輸入數(shù)字2后，PiTFT安裝文件將安裝在Pi Zero W SBC上。

圖11. 從Adafruit服務(wù)器獲取的PiTFT文件

然后輸入“n”表示TFT LCD觸摸屏上沒有控制臺(tái)模式顯示。

圖12. 提示詢問您是否希望PiTFT到在控制臺(tái)模式下顯示

下一個(gè)要顯示的提示詢問您是否需要HDMI圖像用TFT LCD觸摸屏鏡像。這是一個(gè)可選功能。此功能對(duì)于代碼或遠(yuǎn)程和本地位置顯示應(yīng)用程序的調(diào)試非常有用。圖13顯示了鏡像顯示的概念。

圖13. 鏡像圖像概念。 HDMI顯示器和TFT LCD觸摸屏將在兩個(gè)顯示設(shè)備上顯示相同的圖像。

為鏡像功能輸入“y”后，將開始TFT文件的最終安裝和配置。

圖14。 PiTFT軟件的最終安裝和文件配置。

最后一步是重新啟動(dòng)Pi Zero W以接受縱向方向更改。

圖15。 Pi Zero W將重新啟動(dòng)以接受縱向TFT LCD觸摸屏方向的更改

Pi Zero W將進(jìn)入重啟模式。完成操作后，TFT LCD觸摸屏將以縱向顯示圖像。

圖16. 以縱向顯示的TFT LCD觸摸屏

您已成功將TFT LCD觸摸屏的方向旋轉(zhuǎn)為縱向顯示。您可以通過再次重復(fù)此過程來更改為原始橫向方向。

OLED應(yīng)用程序：Metaverse體驗(yàn)！

您可以通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）繼續(xù)探索OLED應(yīng)用和TFT LCD觸摸屏。

OLED應(yīng)用