液晶显示器维修之--液晶屏TCON工作原理ppt课件

1、液晶显示器液晶显示屏液晶显示屏的认识 LCD屏型号命名规那么AU 台湾友达 L或M开头 M170E5-L05 E表示12801024分辨率 X：1024768 E:12801024 PW:1440900 BOE 京东方 H开头 H17E13-100 CHIMEI/CMO 台湾奇美/奇丽 M/N M150XS-T0S HANNSTAR 瀚彩 HSD150X82 HITACHI 日立 TX/SX (真彩/伪彩) TX38D14 SHARP 夏普 LQ LQ150X 3 TORISAN 广辉广达 QD FUJITSU 富士通 EDTC/CA HYUNDAI 现代 HT HT17E11-200 LG-

2、PHILIPS LQ/LP/LC/CA TORISAN 三洋 TM TM190SX-70 SX表示SXGA NEC 日电NL10276BC30 102表示1024， 76表示768 1024768 SAMSUNG 三星 LIM150XH-LO1 1、液晶是什么？ 液晶是一种有机化合物，是液体。液晶对分子对先也有优秀的透射性能。同时对电场又极其的敏感。当液晶分子周边的电场収生发化时液晶的分子会随其发化产生扭曲，经过液晶分子的扭曲可以使经过的先线叐到控制经过、阻断从而构成图像。 2、液晶对光线的控制造用 液晶的分子有两项重要的特性；一是对先有很好的透过性；二是对电场非常敏感；研讨人员就是利用了这两

3、项特性；研制出了液晶显示屏。 当液晶分子发生偏转时下左图，背先经过液晶后改动90度，可以透过下偏先片在屏幕上产生全白栅。当液晶分子完全偏转时下右图，背先直接投射于下偏先片因偏先片不先波垂直，先线无法透过整个液晶屏幕的先栅呈全暗形状。液晶屏就是众多的液晶分子陈列在一个平面上，图像信号分别控制相应的分子扭曲，从而在这个屏幕上构成图像。液晶屏的根本构造及组成液晶屏的根本构造及组成 液晶屏是由多层不同作用的薄片组成，有偏振片、配向膜、滤色片、液晶层、背先板等，以下图所示就是液晶屏的最主要组成的断面表示图 液晶层在配向膜的中间，先线由下部背先灯射入，穿后过偏振片、配向膜在液晶层叐到电信号控制的液晶分子的

4、控制再穿过配向膜及前偏振片，我们看到的就是图像。 偏振片的作用是：只允许和偏振轴平行的偏振波经过。 配向膜的作用是：在无电场的情况下，规范液晶分子陈列，使一个像素区域一层分子；逐渐扭曲90度；并带动经过的偏振波也扭曲90度。 液晶层的作用是：在有电场的情况下改发液晶分子陈列以控制偏振波的振动轴向。TFT-LCDTFT-LCDThinFilmTransistor LCD： TFT是薄膜晶体管的英语缩语；TFT-LCD是指薄膜晶体管液晶显示器件，可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息，是目前最好的LCD彩色显示设备之一。TFT的每个像素点都是由集成在本身上的TFT来控制，是有源像素点。因此，

5、不但速度可以极大提高，而且对比度和亮度也大大提高了，同时分辨率也到达了很高程度，以下图所示即为一个像素元TFT-LCD组成构造图。图中；最下面是背先源；偏振片；TFT电极板；配像模；液晶层；共用电极；滤色片；偏振片。和前述不同的是控制液晶分子扭曲的电极为TFT电极，为了到达彩色显示的目的，在上偏振片下面添加了RGB三色滤色片，三组扭曲的分子组成一个像素点的显示。 电路中，列驱动器源极驱动器的作用是，在外部行同步脉冲的同步作用下，可以使TFT场效应管的源极列线从左至右逐根逐条他加电，以使每一行程度像素，自左至右他逐个燃亮，产生类似电视的行扫描作用。行驱动器栅极驱动器的作用是；在外部帧同步脉冲的同

6、步下，将TFT场效应管的栅极扫描线程度方向逐条加上电压，控制TFT元件的导通与截止，以产生自上而下的每行扫描，从而产生类似电视的场扫描。TFT液晶屏驱动系统图中表示了TFT液晶彩显驱动系统的框图，实践上就是一个TFT液晶显示模框图。从图中可以看出，从主板送来的图像数据输入加定时控制器TCON电路，并传输到数据驱动器。TCON以主板送来的垂直同步信号Vsyn、程度同步信号Hsyn、数据传输时钟DCK以及允许数据传输信号DEN为根底，产生各种控信号。灰度电源产生将数字数据转换为电压时的基准电压灰度电压：Vn。栅极电源产生 栅极驱动器的输出电压VGH，VGL。 图A就是一个TFT-LCD像素显示的组

7、合，可以看到在这个组合中，有三个TFT-MOS管控制RGB三色点，图B是一组中的一个子像素电路构造。在图B中；MOS管道栅极接行扫描控制信号；源极接列控制信号控制液晶分子扭曲的图像信号；漏极接控制液晶扭曲的TFT电极板，共用线是接上共用电极板共用电极板和接漏极的TFT电极板构成的分布电容，电容上的电压就是控制液晶分子扭曲的电压，由于上共用电极板和下TFT电极板之间的分布电容的存在，等效电路如图C和图D所示从构造图中可以看出，在液晶屏中还设有存储电容C，这主要是为了让充好电的电压能坚持到下一次更新画面的时候之用，通常，存储电容是由像素电极和公共电极或栅极布线组成，也就是说，存储电容是一种像素电极

8、与公共电极或栅极走线所构成的平行板电容。 对于液晶屏来说，每个像素从构造上可以看做是像素电极和公共电极之间夹一层液晶。图ABC所示为液晶显示屏中一个像素的内部构造与电路符号，图中的存储电容C是由像素电极与公共电极所构成的，图中的Uc为液晶层电容，即液晶资料的等效电容。 在图CD中可以看出，行驱动信号实践上是开关的驱动信号，由行驱动信号控制图像信息的列驱动信号对等效电容充电，以构成控制液晶分子扭曲的电场。 TFT液晶屏的优势：利用电容坚持同一场像素的亮度，CRT像素的亮度是靠荧先粉的余辉来维持。 当行扫描信号到来时；“开关被接通，列驱动信号经过开关对电容迚行充电，行扫描信号过去后；“开关断开，电

9、容两端所充的电压丌能被释放继续维持，这个电压构成的电场，继续的控制着液晶分子的扭曲，直到下一场时间行扫描信号来到时，接通“开关由下一场的该位置的列驱动信号来刷新电容储存的电压。一个像素的驱动波形所谓驱动像素，是指列驱动信号经过TFT开关对电容CLC和CS实施充放电的过程。要对第i 行第j列的电容充电，就要把开关TFTi,j导通，对列信号Yj施加目的电压。当像素电极被充分充电之后，即使将开关TFTi,j断开，电容中的电荷得到保管，电极间的液晶层继续有电压施加。数据驱动器的作用就是对列信号线施加目的电压；而栅极驱动器的作用是控制开关TFTi,j的导通和断开。 上图中的Gi、Yj、Pi,j分别表示栅

10、极驱动器的输出即扫描的电压、数据驱动器的输出即列信号线的电压、像素电极的电压。当Gi为高电位VGH时，开关TFTi,j导通；而Gi为低电位VGL时，开关TFTi,j断开。 数据驱动器的输出Yj时间T1，对公用电极Vcom输出正电压，而像素电极相对于共用电极进展正电压图中的V+充电。当开关TFTi,j断开之后也保管电压，在开关TFTi,j断开的时间T2继续对液晶层施加电压。在开关TFTi,j再次导通的T3周期，由于Yj对共用电极输出负的电压必需进展极性变换，否那么，液晶易极化，因此像素电极相对于共用电极进展负的电压图中的V-0充电。开关TFTi,j断开之后，电压仍得到保管，在断开的周期T4中断续

11、对液晶层施加电压。反复进展这种驱动，在像素的液晶层交替施加相互反方向的电场，就可实现像素单元上液晶的交流驱动。 一个像素的驱动波形例2GDSData lineVcomClcCstCgsVdVsVcomVgVdVsVVghVgl1 line1 frameV当common电极的电压是固定不变的时候, 显示电极的最高电压, 需求到达common电极电压的两倍以上。而显示电极电压的提供 那么是来自于source driver。以图中common电极电压假设是固定于5伏特的话, 那么source driver所能提供的任务电压范围就要到10伏特以上。 common电极的电压是变动的话, 假使common

12、电极电压最大为5伏特, 那么source driver的最大任务电压也只需为5伏特就可以了. 控制信号的种类： 源驱动器的控制信号 STH : 行数据的开场信号 CPH: 源驱动器的时钟信号数据的同步信号 TP or Load: 数据从源驱动器到显示屏的输出信号 MPOL :(数据即行反转信号: 为了防止液晶老化，而在液晶上的电压要求极性反转。 CKH-行移位脉冲普通指控制屏幕 H方向的 clock 门驱动器的控制信号 STV (Start Vertical) : 栅的启动信号 CPV (Clock Pulse Vertical) : 栅的挪动信号 OE1 (Output Enable) :

13、栅的输出控制信号 OE2 (Multi Level Gate) : 多灰度等级用的信号 CKV-场移位脉冲 普通指控制屏幕 V方向的 clock TFT LCD面板驱动电路系统实例-1驱动电路系统实例-2GAMMATCONDC/DCInput Signal (LVDS)AddressingTCON 架構Data Driver架构 数据驱动器也称源极驱动器或列驱动器，在显示器中，它用来传输图像信号，经过控制某像素点充电电压的大小，便可在该点上显示出怎样的灰阶，最终到达成像的目的。 数据驱动器分为数据驱动器分为3位、位、6位、位、8位位3种，如今主流的是种，如今主流的是6位和位和8位，只是位，只是

14、3位比位比较简单还容易懂。较简单还容易懂。 图中，TSMP为取样脉冲，输入的3位数据D0、D1、D2在Tsmp的上沿被读进取样存储器锁存器1；接着，在输出脉冲的上沿被移到坚持存储器锁存器2。移到坚持存储器的数据加到3-8译码器进展译码，输出译出的S0S8信号，其译码情况如表 从上表中可以看出，在S0-S7这8种情况中，每种都只需一个输出端“1，当S0-S7的相应端输出为1时，那么控制相应的方式开关ASW0-ASW7导通，将相应的灰度电压接入电路，并从输出端输出。3位输入数据D0-D2与灰度电压的对应关系如下表从表中可以看出，当输入数据D2、D1、D0为000时，从S7S0输出为0000001，

15、即只需S0为1高电平，所以S0输出的高电平控制模拟开关ASW0导通，将灰度电压V0输出；输入其他数据时，任务情况完全一致。由于D2、D1、D0不同的组合有23=8种形状，因此，这是一个可输出8级灰度的驱动器。假设输入数据为6位，即D5、D4、D3、D2、D1、D0、，那么可组合成26=64种形状，可输出64级灰度电压；假设输入数据为8位，即D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0，那么可组合成28=256种形状，可输出256级灰度电压。以上引见的3 位数据驱动器还存在着明显的问题：一是数据位数只需3位，显示灰度层次太低；二是输出的驱动电压为同一极性的信号，不能直接驱动液晶。因此，实践的数

16、据驱动器内部电路要复杂一些。 EK7402数据驱动器内部构造数据驱动器内部构造Scan Driver架构 DIO1为栅极启动脉冲，SCLK为栅极时钟脉冲，就是栅极驱动器的控制时钟信号，DID1取在移位时钟SCLK的上沿，SCLK的下沿处为第1行栅极脉冲输出G1，往后每当在SCLK下沿处，门脉冲输出后移一个“1。 从图中可以看出，G1后移“1变成G2，G1与2间为1个行周期，它们的脉宽等于1H，即1行时间，它与帧频和分辨率有关，假设帧频为60HZ，分辨率为600480，那么扫描1 帧的时间为1/60=16.67ms，由于1帧有480行，所以，扫描1行的时间约为34.7s. DID1的脉宽也为1H

17、，但同期为1帧，即每帧只输出1个DID1脉冲。移位存放器的各个位，经过电平变换器由栅极驱动器的各个输出端输出。其中，当移位存放器位逻辑值为“1时，输出为高电平VGH；当为“0时，输出为低电平VGL。同时，在移位时钟SCLK的作用下，使移位存放器第1单元Q1往后每来1个SCLK，那么“1顺序往下移1个单元。这样Q1Q256逐行顺序输出，并加到电平变换电路模拟开关，在“1时输出VGH；在“0时输出VGL，以逐行递推出G1，G2，G256栅极扫描脉冲。 液晶板的驱动框图 分辨率为1024768的屏幕，就是我们通常称之为XGA分辨率的屏幕，它的组成顾名思义就是以1024768=786 432个像素点来

18、组成一个画面的数据，以液晶彩显来说，共需求10247683个点乘3是由于一个像素点需求R、G、B3个子像素来组成来显示一个画面，所以，我们说某显示器的分辨率是1024768时，也可以说它的分辨率是10243768或1024RGB768，如上图所示。其中LOAD数据装载控制信号所接的电路为数据锁存器。GD为栅极驱动电路，SD为源极驱动电路。 假设把一个液晶屏平面分成X-Y轴，分辨率为1024768的屏幕，在X轴程度方向上会有10243=3 072列，这3072列就由8颗384输出的源极驱动器例如EK7402来担任驱动；而在Y轴上，会有768行，这768行就由3颗256输出栅极驱动器例如EK7309来担任驱动。LCD屏供电电源 Input Power 3.3V 5V others (12V/18V/2.5V) Data Driver IPS 16V MVA 13V TN 10V Scan Driver Gate On 14V30V Gate Off -5V-8V电源系统GAMMA电压的产生Gamma1Gamma2Gamma3Gamma4Gamma10VREFV5VVCC: Regular IC 1Pin:接地2Pin&4Pin:輸出VCC:3