LCD驱动方法对于TN及STN.doc

LCD驱动方法对于TN及STN-LCD一般采用静态驱动或多路驱动方式。这两种方式相比较各有优缺点。静态驱动响应速度快、耗电少、驱动电压低，但驱动电极度数必须与显示笔段数相同，因而用途不如多路驱动广。 1. 静态驱动基本思想在相对应的一对电极间连续外加电场或不外加电场。如图1所示：其驱动电路原理如图2： 图 1.LCD静态驱动示意图图 2.驱动电路原理图驱动波形根据此电信号，笔段波形不是与公用波形同相就是反相。同相时液晶上无电场，LCD处于非选通状态。反相时，液晶上施加了一矩形波。当矩形波的电压比液晶阈值高很多时，LCD处于选通状态。图 3.静态波形2. 多路驱动基本思想电极沿X、Y方向排列成矩阵(如图4)，按顺序给X电极施加选通波形，给Y电极施加与X电极同步的选通或非选通波形，如此周而复始。通过此操作，X、Y电极交点的相素可以是独立的选态或非选态。 驱动X电极从第一行到最后一行所需时间为帧周期Tf(频率为帧频)，驱动每一行所用时间Tr与帧周期的比值为占空比：Duty=Tr/Tf=1/N。图 4.电极阵列电压平均化从多路驱动的基本思想可以看出，不仅选通相素上施加有电压，非选通相素上也施加了电压。非选通时波形电压与选通时波形电压之比为偏压比Bias=1/a。为了使选通相素之间及非选通相素之间显示状态一致，必须要求选点电压Von一致，非选点电压Voff一致。为了使相素在选通电压作用下被选通；而在非选通电压作用下不选通，必须要求LCD的光电性能有阈值特性，且越陡越好。但由于材料和模式的限制，LCD电光曲线陡度总是有限的。因而反过来要求Von、Voff拉得越开越好，即Von/Voff越大越好。经理论计算，当Duty、Bias满足以下关系时，Von/Voff取极大值。满足下式的a，即为驱动路数为N的最佳偏压值。 六级电平驱动在半导体集成电路中，实现最佳偏压一般采用如图5所示的六级电平方式。 图 5.六级电平图 6.六级电平的电路原理图实现六级电平的电路一般采用如图6的Bias电路。 六级电平驱动时，给于COM电极和SEG电极的电平如下表： 正极性帧（+） 负极性帧（-）扫描电极COM 选通 V1 V6非选通 V5 V2信号电极SEG 选通 V6 V1非选通 V4 V3上叙6级电平，当a5时，会发生简并。如： a=4时，V3=V4 a=3时，V2=V4，V3=V5 a=2时，V1=V4，V2=V5，V3=V6 简并后，上表中的电平分配关系依然成立。小尺寸TFT-LCD驱动电路的设计作者：张志伟,荆海,黄金英,邝俊峰,蔡克,朱长春时间：2007-02-06来源: 摘要: 根据TFT-LCD的工作原理和显示驱动电路的结构, 应用硬件设计出小尺寸TFT-LCD的驱动电路, 实现图像的清晰显示。介绍了硬件电路设计的实现方法。关键词: TFT-LCD; IR3Y31M; UPS015; HX8604; HX8201; LTC3450; 栅驱动; 源驱动随着液晶技术的日益成熟, 液晶显示器件在信息显示技术中得到了越来越广泛的应用。由于液晶显示屏的低功耗, 低电压和体积小等特点, 使其应用于便携式计算机、彩色液晶电视、数码像机及其各种仪器仪表等电子设备之中。本文根据国家科技部“ 863 ”课题的需要, 采用IR3Y31M、UPS015、HX8604、HX8201、LTC3450等芯片设计驱动220 280 TFT - LCD, 实现图像的清晰显示。 TFT - LCD工作原理TFT - LCD结构如图1所示, 背光源发光, 也就是荧光灯管投射出光线, 这些光线会先经过一个偏光板然后再经过液晶分子, 分子的排列方式改变穿透液晶的光线角度, 然后这些光线接下来还必须经过前方彩色的滤光板与另一块偏光滤色玻璃导出。位于底层的薄膜晶体管可改变液晶的电压值,控制最后出现的光线强度与色彩, 并进而能在液晶面板上组合出不同深浅的颜色。 电源电路我们采用小尺寸TFT - LCD驱动专用电源芯片LTC3450, 输入电压1.5V至4.6V之间工作, 能够采用多节碱性或镍氢电池以及单节锂离子电池供电。生成TFT - LCD 需要的所有电压: AVDD (5.1V) 、VGL ( - 5.0 V 或- 10.0V 或- 15.0V) 、VGH (10.0V 或15.0V ) 。LTC3450 可以为AVDD提供高达10mA 电流, 以及为VGL 和VGH 提供500uA电流。可控制的加电顺序为AVDDVGL VGH。断电时, 所有输出都切断并主动放电, 从而使电池寿命能够最大化, 同时避免出现短路。我们根据液晶的阈值电压和栅、源驱动芯片的电压要求, 设计LTC3450的三组输出电压分别为AVDD =5.1V、VGL = - 10V、VGH = 15V, 原理图如图2所示。与用DC /DC变换电路相比, 此电路中没有变压器等大体积元件, 所需外围器件少, 具有结构紧凑, 调试方便等特点, 输出电压精度能够很好地满足我们设计的需要。具体设计方案设计的小尺寸TFT - LCD驱动电路是从复合视频信号处理到LCD显示部分。具体方案如图3所示。复合视频信号既有图像信号又有时序控制信号, 而图像信号由亮度信号和色度信号构成。通常情况下, 时序控制信号幅度大, 而图像信号幅度小, 根据这种特性, 模拟视频处理电路用幅度分离电路将它们分离, 分离后的图像信号送入处理电路产生RGB信号。剩下的时序控制信号送入栅、源时序分离电路。时序控制电路也由两部分构成, 包括TFT的源时序控制信号和栅时序控制信号。源时序控制信号频率高, 栅时序控制信号频率低, 根据这一特性, 用时序分离电路将栅、源时序信号分离。分离后的栅、源时序控制信号分别送入栅、源驱动芯片, 再和RGB 信号一起组成TFT - LCD显示所需的时序控制和图像信号。模拟视频处理芯片IR3Y31M具有多功能视频信号处理能力, 它有下列性能: (1) 支持NTSC和PAL两种制式的视频信号; ( 2) 内置TRAP和HPF; (3) 内置AGC、GAMMA校正、极性翻转、逆程消隐等电路; 内部还有亮度、色度接口电路和信号分离电路, 可将PAL和NTSC制式的复合视频信号分离出图像信号和时序控制信号。图像信号通过内部的TRAP (滤波器) 使色度信号和亮度信号分离, 亮度通道的任务是将亮度信号Y从图像信号中分离出来, 经过放大和处理后, 与色度通道解出的色差信号RY 、BY一起送给解码矩阵电路, 以求出三基色信号R、G、B, RGB 信号要经过内部的GAMMA校正电路, 这是为实现线性关系所必要的调整, 最后到极性翻转电路进行电平变换, 实现交流驱动, 正好满足TFT - LCD特性。经IR3Y31M分离出时序控制信号包含栅、源驱动信号, 由于源驱动信号频率高, 栅驱动信号频率低, 根据这一特点, 用特定的分离电路将栅、源时序分开。我们采用小尺寸TFT - LCD专用时序控制芯片UPS015, 它提供栅、源所需的时序控制信号, 有下列特点: ( 1) 支持5种分辨率模式, 最高分辨率可达234 1152; (2) 系统时钟频率最高可达到26MHZ; (3) 工作电压低, + 5V; (4) 为源驱动器提供三相时钟信号; (5) 支持行/列翻转显示模式; (6) 支持NTSC制式的视频信号。信号处理流程如图4所示, 这样从时序控制芯片分离出栅、源驱动控制信号, 分别送给栅、源驱动控制模块。NPC、RSC1 - 3是UPS015的控制脚, 分别用来控制视频信号的制式和分辨率, 为了满足我们设计的220 280 TFT - LCD视频输入信号制式和分辨率的要求, 电路中采用NPC接+ 5V, RSC1 接地, RSC2 - 3接+ 5V (即采用NTSC视频输入信号制式, 分辨率为220 280) 。从UPS015送出的栅驱动控制信号包括时钟信号、采样移位脉冲、上/下移位控制信号(U /D)和输出使能信号, 这些控制信号输入到栅极驱动器芯片HX8604内部还要有一些必要的电路进行处理, 即电平变换电路、双向移位寄存器和缓冲器,以满足输出电压的要求。HX8604用于驱动TFT液晶显示屏的栅极, 也就是产生行扫描信号。在外部时钟的触发下, 向第一行提供的选通信号一级一级地向后移位, 从而实现行扫描。HX8604作为TFT液晶显示屏栅驱动芯片, 结构框图如图5所示, 主要有以下几个特点:(1) 240个输出通道; ( 2) 输出电压的最大摆幅可达到40V; (3) 具有双向数据移位能力; (4)最大工作频率可达到200KHz。我们设计的TFT -LCD是220行输出, 而HX8604是240行输出, 多余的20行(即OUT221 - OUT240) 输出不接, 采用悬空的方式。为了满足被扫描的一行TFT完全打开, 而其它各行的TFT完全截至, 根据TFT的宽长比, 我们设计的TFT开启电压为+ 15V (即VGH = 15V ) , 关闭电压为- 10V (即VGL = -10V) , 以满足TFT - LCD的要求。输出管脚(OUT1OUT220) 提供给液晶显示屏的电压是VGH还是VGL, 这由移位寄存器中存储的数据决定。若移位寄存器的输出为 H ,OUT1OUT220 的输出值就为VGH, 若移位寄存器的输出为 L , 其输出值就为VGL。正常工作时, VGH电压在与CPV同步的情况下从OUT1到OUT220依次输出, 控制每行的TFT依次打开。OE是控制输出的使能脚, 当OE为 H 时,不论CPV 为何值, 输出(OUT1 OUT220) 都被强制到 L , 当OE变为 L 时, 输出又回到正常状态。此芯片有五个外加电源VGH、VGL、VDD、VSS、VEE, 它们必须满足如下关系: VGH - VGL= 40V (max) 、VGL - VEE = 06V、VGH - VSS =1030V, 本设计采用VGH = 15V, VGL = - 10V,VDD = 5.1V, VSS = 0V, VEE = - 10V。所有电压由LTC3450三组输出电压提供。从UPS015送出的源驱动控制信号包括时钟信号、采样移位脉冲、左/右移位控制信号(L /R) 、电平信号, 此外还有IR3Y31M送出的RGB 信号。这些控制信号输入到源驱动器芯片HX8201内部还要有一些必要的电路进行处理, 即解码器、双向移位寄存器、采样- 保持电路、输出缓冲放大器电路, 以满足输出电压幅度和RGB 采样顺序与TFT彩膜类型相对应的要求。HX8201是用于驱动彩色TFT LCD 的源驱动器, 和栅驱动器HX8604相配套使用, 结构框图如图6所示, 主要有以下几个特点: (1) 240 (RGB80) 或288 ( RGB 96) 输出通道; ( 2) 双采样、保持电路; ( 3 ) 输出电压偏差为20mV;(4) 双向移位能力。输入接口是模拟的R, G, B视频信号, 主要由四部分组成: 移位寄存器、解码器、采样保持电路和输出缓冲器。移位寄存器(电路) 由三个相同的移位寄存器(链) 组成。每个寄存器(链) 负责对一路视频信号(VA 或VB或VC) 的采样保持电路提供(采样) 工作脉冲。起始脉冲由芯片引脚STH1 (右移) 或STH2 (左移)输入, 分别进入三路移位寄存器的输入端, 由每路移位寄存器的一端逐级向另一端移动。移位脉冲每经过移位寄存器的一级, 该级寄存器输出工作脉冲到采样保持电路, 使得该采样保持电路对解码器输出的视频信号(VA、VB、VC) 进行采样保持。当所有的采样保持电路都保持着对视频信号的采样后, 这时由OE引脚输入一个上升沿信号, 所有的采样保持电路同时输出视频信号。经过输出缓冲器, 从QA1QA96、QB1QB96、QC1QC96共288个引脚把视频图像信号输送到液晶屏进行图像显示。为了实现更好的显示质量, 输出电压提供几乎满量程的输出电压范围。我们设计的TFT - LCD 是280 列输出, 而HX8201是288列输出, 多余的输出采用悬空的方式。VA、VB、VC 是RGB 信号输入脚, Q1H、Q2H 是解码器控制脚, 用来控制模拟信号VA、VB、VC输出顺序, R /L 设定启始采样脉冲在移位寄存器的移动方向, MOD、CHNSL 分别为时钟链数和列输出控制脚。为了与我们设计的TFT彩膜(GBR) 类型、移位方向、时钟链数和列输出相对应, 电路中采用Q1H、MOD 接高电平, R /L 、CHNSL接低电平, Q2H悬空。此芯片有二个外加电源Vcc (35.5V)、AVDD(2.55.5V) , 本设计采用Vcc = AVDD = 5.1V,此电压由LTC3450的Vout输出电压提供。结束语(1) 基于LTC3450 的电路设计, 通过电路调试输出电压满足栅、源驱动芯片的要求。(2) 通过硬件设计, 用DVD视频信号作为参考信号, 在液晶屏看到了显示图像。图像的清晰度和反应速度都很好, 达到小尺寸TFT - LCD驱动的要求。神奇的液晶玻璃 日期:2005-5-9 2:45:18 来源:原创 查看:大 中 小 作者：不详 热度： 3768 液晶玻璃简介液晶玻璃是一种中间夹有液晶膜、经过特殊的工艺方法制成之安全玻璃，充分利用液晶的特性，可使玻璃在透明与不透明之间转换。通过电控系统，整个效果变得轻松、美妙、随心所欲，将广泛用于高档办公室、商业、住宅、汽车以及航天等领域。液晶玻璃之安全性液晶玻璃是将液晶膜夹在中间的多层安全玻璃。液晶玻璃本身可抵冲击，当液晶玻璃破裂后，仍保持整体的完整性。 液晶特性之应用液晶玻璃能在透明与不透明间转换，是液晶膜的作用。液晶分子通电前杂乱地排列，可使平行光线散开，即不透明状态；而通电以后液晶分子排列呈一个方向，从而可让平行光线通过，即透明状态。液晶玻璃的应用1.液晶玻璃在商业上的应用液晶玻璃在商业上的应用显示出特有的魅力,通过感应器控制开关,进行如下操作:使液晶玻璃随着音乐的变化在透明与不透明之间变化;使液晶玻璃变成屏幕,放投影录相;在非营业时将液晶玻璃变成不透明.各种不同应用均能吸引顾客的效果.闪烁的霓红灯配合液晶玻璃在透明与不透明之间的转换,吸引客人注意力.2.液晶玻璃在办公室的应用现代办公室空间设计，不仅要考虑功能和效率，还要考虑舒适和方便。合理选配液晶玻璃，可最大限度兼顾各个方面展厅的分隔用液晶玻璃将展厅分隔成会议室，其独特的设计受到越来越多客户的好评与青睐。确保会议的保密进入会议室后，只需将液晶玻璃转成不透明状态，可保证商业谈判的保密性。保持洽谈室气氛的轻松客户进入洽谈室后，将液晶玻璃转换成透明状态，可以在轻松的气氛中讨论各种问题。3.液晶玻璃在住宅中的应用住宅里的窗越来越被液晶玻璃取代，用液晶玻璃不但为人们提供了保密性，而且也提供了独特的光照效果。外窗液晶玻璃的不透明性为人们提供了保密性同时又为房间提供了一定的亮度房间分隔用液晶玻璃对房间进行分隔，可改变房间的布局，同时还可以作放映家庭电影的屏幕。卫生间窗户用液晶玻璃制作卫生间窗户，欣赏窗外景色及享受个人天伦，随心所欲。4.液晶玻璃在户外中的应用在户外选用液晶玻璃，可使人倍感清新与惬意。 5.液晶玻璃在航空方面的应用在头等舱选用液晶玻璃，可使人倍感尊贵与舒适 6.液晶玻璃在铁路方面的应用当车进入闹市，液晶玻璃自动变为不透明，可保持视野的清静。7.液晶玻璃在医疗机构中的应用液晶玻璃具有清洁,易操作,静音的特点,在医院里可用于取代窗帘,手术屏蔽隔断,为患者、医生、护士,提供更多的方便. 全息投影屏全息屏幕是采用了全息技术的一种背投影屏幕，具有全息图像的特点，只显示来自背投射某一特定角度的图像，而忽略其他角度的光线。全息屏幕具有非常明亮、清晰的显示效果，即使是在环境光线很亮的地方，同时还具有透明的特点，使观者可以透视到屏幕后面的物体，适合商店的橱窗演示、销售点宣传、以及机场和其他公众场所使用。全息屏幕自推出以来，逐渐以其独到之处，受到市场的欢迎。 全息屏幕介绍 全息屏幕采用了全息技术的新一代创新背投屏幕。适用于商店,橱窗展示,机场,银行和其它人流密集地段的销售点产品宣传展示。 全息屏幕的特点在于一层先进全息技术的薄膜,它可显示从35背投的图像。所有其它光线被忽略。其结果是图像特别明亮清晰甚至在明亮的环境中。半透明的显示允许观看者可以观看屏幕上的图像,还可看穿屏幕。这一点对于商店是非常有用的,因为屏幕成为商店内部整体装饰的一部分。优点和应用 半透明的全息屏幕 可有效抵抗周围的亮光 屏幕尺寸可达到60 显示视频,DVD,TV,计算机e 与所有35投影角度的单透镜投影机兼容销售点的运用全息屏幕是销售点展示的理想之选:在光亮的环境下显示出清晰明快的图象只占用最少的宝贵的零售空间。外观上看,全息屏幕是悬挂在半空中,给予观众几乎三维效果的印象。独特的投影概念意味着;在如橱窗、前台上方、商店内走廊、电梯和自助餐厅等大量人群容易接受信息的地方。全息屏幕可悬挂在其中的最佳位置。光学原理全息屏幕是将一层全息薄膜压在半透明的亚克力的薄板上。这全息薄膜只对从35背投的光线有作用。其它光线如太阳光和其它周围光线被忽略。 全息屏幕在35水平投影角度的增益为3。2。全息屏幕对它所接受的光线的方向非常挑剔。屏幕十分适用于外部光线较强的环境,比如橱窗展示。全息薄膜使屏幕没有图像的地方仍保持半透明,可以让用户创造性地构造屏幕显示的内