(1129) TFTLCD液晶显示器显示原理

1、TFT LCD液晶顯示器顯示原理Shih-hao Ou / 歐士豪開發三部開發二課#56869TFT-LCD Panel的構造TFT-LCD 顯示器產品特性與規格TFT-LCD 驅動原理簡介OutlineTFT-LCD Panel的構造TFT-LCD結構示意圖Scan Line掃描線Data Line訊號線電腦圖像顯示TFT-LCD Panel的構造PCB燈管TFTPolarizer 偏光板 CFPolarizer 偏光板 Scan Line掃描線Data Line訊號線液晶TFT-LCD Panel的構造LightCCFLLamp reflectorProtector(diffuser)Pr

2、ism IPrism IIDiffuserLight Guide PlateReflection PlateTFT-LCD Panel的構造Backlight Optical Configuration：TN Module穿透率：PCBCCFL (cold cathode fluorescent tube)TFTPolarizer 偏光板 CFPolarizerTFT-LCD Panel的構造TFT-LCD 顯示器產品特性與規格在同一尺寸下，解析度越高，畫質就越細膩TFT-LCD 顯示器產品特性與規格產品特性：RedGreenBlueWhiteGray Scale081624324048566

3、3For color depth 6 bits, There are 26 x 26 x 26 = 262,144 colorsFor color depth 8 bitsThere are 28 x 28 x 28 = 16,777,216 colorsTFT-LCD 顯示器產品特性與規格顏色深度：BacklightColor FilterB filteredG filteredR filtered610nm545nm435nm490nmTFT-LCD 顯示器產品特性與規格Color：Contrast Ratio (CR/對比):CR = L255 / L0L255 : Luminance

4、of gray level 255 (最大亮度/nits)L0 : Luminance of gray level 0 (最小亮度/nits)Photometer(TOPCON BM-5A)Field of View = 2500 mmLCD ModuleLCD PanelCenter of the ScreenLight Shield Room TFT-LCD 顯示器產品特性與規格對比與亮度：Tr0TrTf0TfsignalLuminancetimetime100%90%10%0%risefallFor Normally WhiteResponse Time (TR, TF): TR+TFT

5、FT-LCD 顯示器產品特性與規格反應時間：Polarizer穿透軸2046810TFT-LCD 顯示器產品特性與規格Viewing angle problem in single-domain VA：WideView Film：由 FujiFilm 獨家開發分子排列結構與TN-LCD暗態時相同負的雙折射效應 (nx=nynz) 可與液晶的正的雙折射效應 (nx=nynz) 互相抵消資料來源：FujiFilms WebsiteTFT-LCD 顯示器產品特性與規格廣視角技術TN+film：。VA：不加電壓時垂直排列。Multi-Domain的目的：產生視覺上平均的效果資料來源：FUJITSU S

6、ci. Tech. J.,35, 2 (Dec. 1999)TFT-LCD 顯示器產品特性與規格廣視角技術MVA：利用突起物暗示液晶倒向利用ITO Slit改變電場分佈TFT-LCD 顯示器產品特性與規格MVA產生domain的方法：TFT-LCD 驅動原理簡介液晶分子可改變光的極化狀態TFT-LCD 驅動原理簡介光的偏極化：Take the 90o TN as the exampleData from：SHARPs websiteTFT-LCD 驅動原理簡介The Operation Principles of LCD ：以90度TN為例資料來源：SHARPs website不管是顯示電極的

7、電壓高，或是Common電極的電壓高，所表現出來的灰階是一樣的，不過液晶分子的轉向卻是完全相反的。TFT-LCD 驅動原理簡介VoltageTransmittance(%)小大電壓越高，穿透的光越少電壓越低，穿透的光越多施加在液晶上電壓的高低可以控制穿透光的多寡，進而控制紅綠藍三種顏色的亮暗程度。TFT-LCD 驅動原理簡介Driving signal: 30Hz, square wave5v3vTFT-LCD 驅動原理簡介V-T Curve：XDark state (Off ): LC perpendicular to substrate.Bright state (On): LC lies

8、 down and parallel to substrate.2046810TFT-LCD 驅動原理簡介V-T Curve：The engineers in PD could only determine the voltage of gray scale 0, 16, 32, 48, 63 for 6 bits and 0, 32, 64, , 255, etc. for 8 bits. The others are determined by the data driver IC.TFT-LCD 驅動原理簡介Gamma voltage：odd frameeven frame16.67ms

9、time避免DC殘留，造成image sticking液晶須以AC訊號驅動TFT-LCD 驅動原理簡介AC Driving：time16.67msWrong VcomApplied voltage shifts所謂的Flicker現象，就是當看液晶顯示器畫面上時，畫面會有閃爍的感覺。這是因為顯示的畫面灰階在每次更新畫面時，會有些微的變動，讓人眼感受到畫面在閃爍。最容易發生在使用Frame Inversion的極性變換方式。TFT-LCD 驅動原理簡介Flicker：TFT-LCD 驅動原理簡介 TFT-LCD信號寫入原理：Data lineGate lineITOTFTCst on gateD

10、ata lineGate lineITOTFTCst on commonTo improve the retention characteristics of the signal chargeTFT-LCD 驅動原理簡介 Storage Capacitor ：TFT-LCD 驅動原理簡介CstITO電極區 能夠控制液晶分子排列的區域BM遮進來的區域金屬不透光區A.R.(Aperture Rate) = 61 %( for 100m* 300m pixel) Cst on common ：Voltage(Feed Through) =(Vg2-Vg1)*Cgd/Cgd+Clc+CsTFT-LC

11、D 驅動原理簡介 Cs on common：Common電壓固定不動，造成Feed Through電壓影響顯示電極的主因只有Gate Driver經由Cgd寄生電容所引起的電壓變化。先開啟第一列，其餘關閉。充電第一列至之前設定之所需電壓。 TFT玻璃電極Data LineScan LineONOFFOFFOFFOFFTFT-LCD 驅動原理簡介接著關閉第一列，電壓已經固定，所以顯示顏色也已固定。開啟第二列，其餘仍保持關閉。充電第二列至預設電壓。依此類推，可完成整個畫面之顯像。ONOFFOFFOFFOFFTFT-LCD 驅動原理簡介PixelDot orSub-pixelData lineSca

12、n linettTFT-LCD 驅動原理簡介 TFT LC Display：+Frame inversion- Lower power- Sensitive to flicker due to lack of spatial averagingSensitive to horizontal and vertical cross-talkV(common)電極可連接在一起.TFT-LCD 驅動原理簡介 LC polarity control(1/5)：+-+-Row inversion-+-+ Higher power Reduced flicker Lower vertical cross-t

13、alk Sensitive to horizontal corss talkV(common)電極可連接在一起.TFT-LCD 驅動原理簡介 LC polarity control(2/5)：+-+-+-+-+-+-+-+-Column inversion-+-+-+-+-+-+-+-+ Lower power Reduced flicker Lower horizontal cross-talkTFT-LCD 驅動原理簡介 LC polarity control(3/5)：+-+-+-+-+-+-+Dot inversion-+-+-+-+-+-+- Higher power Minimum

14、 flicker Highest image quality以60Hz(1024*768)更新頻率來說，亦即每16.67ms更改一次Frame的極性.TFT-LCD 驅動原理簡介 LC polarity control(4/5)：+-+-+-+-+-+-+-+2 line inversion-+-+-+-+-+-+-+- Higher power Minimum flicker High image quality只能使用固定的V(common)電極電壓.TFT-LCD 驅動原理簡介 LC polarity control(5/5)：學習歷程已學習： 1. TFTLCD液晶顯示器顯示原理 2.

15、 Gate Driver & Source Driver Spec.學習過程中產生的疑問？ 1. 產線組裝流程 2. Panel製作流程液晶顯示原理介紹(11.29 30)Driver IC 簡介(11.30) Timing Chart(12.6) AD board線路動作原理介紹(1 weeks)X board DC/DC電路(3 days)EE Report量測(2 weeks)MISC.ESDEMIOrcadPowerPCBNotes & BOM架構&焊接技術學習進度Thanks for your attention谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH内容总结TFT LCD液晶顯示器顯示原理。Backlight Optical Configuration：。在同一尺寸下，解析度越高，畫質就越細膩。Contrast Ratio (CR/對比):。Response Time (TR, TF): TR+TF。WideView Film：由 FujiFilm 獨家開發。M