LCD原理介绍 from Truly 20110420

1、液晶显示器原理介绍2011-04l液晶作为显示材料用时的显示原理：旋光性、双折射性、吸收二色性和光散射性；LCD的分类1.根据原理分有：TN(扭曲向列型)HTN(高扭曲向列型)STN（超扭曲向列型) TFT（薄膜晶体管型）。2. 根据驱动类型分有：PASSIVE MATRIX（被动型）ACTIVE MATRIX（主动型）3. 根据色彩分有：黑白型灰阶型彩色型TFT LCD的结构的结构(玻璃基板)(黑色油墨)(彩色滤光膜)(公共电极)(偏光片)(存储电容)(银浆导通)(衬垫)(薄膜晶体管)TFT的结构的结构(信号总线)(象素电极)(门总线)(存储电容)LCD中光通/断示意图LCD驱动简介 1、静

2、态驱动在相对应的一对电极间连续外加电场或不外加电场。 多点时把公共电极连起来。显示效果好，但驱动麻烦，硬件开销大。当点较多时几乎不可能控制。 2、动态驱动电极沿X、Y方向排列成矩阵(如左图)，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。 在动态驱动方式下，液晶显示器件上其一位置上像素的显示机理，是由行选择电压与列显示数据电压合成实现的,既要使某一位置如(i

3、,j)点显示，就需要在第i列和第i行施加选择电压，以使该点变电场强度达到最大。但是此时除(i，j)点外第j列和第i行的其余各点也都承受了一定的电压，把这些点称为半选择点，若半选择点上的有效电压接近或大于阀值电压时，在屏上将出现不应有的显示，使对比度下降，这种现象叫“交叉效应”。 在动态驱动方法中解决“交义效应”的方法是平均电压法，即把半选择点和非选择点的电压平均化，适度提高非选择点电压来抵消半选择点上的一部分电压，使得半选择点上电压相对下降，提高显示的对比度。 如图选择点为(SEG1，COM2）以下简写为下标值(I，2)位置。现在在第2行上施加V1电压。其余各行电压均为0V,在第1列施加-V2

4、电压，其众各行均为非选译电压(1/a)v2，试分析各点的电位差值(行电压减去列电压)选择点： (1，2)；Vl十V2半选择点： (1，1)，(1，3), (1, 4):V2 (2，2)， (3，2), (4, 2)： V1 非选择点： 为了保证选择点的显示效果，使得v1+v2保持在显示所需的 电压值 Vlcd，同 为了提高显示的对比度，令V2的绝对位等于非选择点电压 的绝对值，于是有解得：令 a+1=a 得：于是个个点的电压为：选择点： (2, 1): Vlcd半选择点：( 1 , 1 ), (1 ,3 ) , (1 , 4): Vlcd ( 2 ,2 ), ( 3 ,2 ) , (4 , 2

5、): Vlcd非选择点： - Vlcd 可见，列半选择点和非选译点上的电压均为显示电压VIcd的1a倍，我们把1a称为偏压系数，此方法称为1a偏压的平均电压法，简称为1a偏压法。 下表中取几个a值，使大家在偏压法的效果上有些直观的了解。的 值选 择 点 的 电 压半 选 择 点 的 电 压非 选 择 点 的 电 压， ，/ 5注 ： 单 位 为从上图可以看出，a=3时显示的效果最好，可以证明 a= +1, N=1/Duty 动态驱动法中加入了偏压法使其更加完善，它不仅广泛用于点阵型液晶显示器件的驱动，也适应多行电极排布的笔段型液晶显示器件的驱动，此时也被称为多路寻址驱动法。当扫描行救N1时，动

6、态驱动法就等于静态驱动法，换句话说，静态驱动法是动态驱动法的行数为1时的特例。由于静态驱动法没有交叉效应，所以也就没有偏压法的应用。 动态驱动法的交流波形是通过周期性改变电压极性实现的。常见的有两种基本形式。A型是在每帧结束时完成一次电压极性的转换。B型是在一帧中若干行扫描约束时完成电压极性实转换。在半导体集成电路中，实现最佳偏压一般采用如下图所示的六级电平方式。 六级电平驱动时，给于COM电极和SEG电极的电平如下表： 选 通非 选 通选 通非 选 通正 脉 冲负 脉 冲上叙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，V

7、2=V5，V3=V6 注：R2/R1+4=aTFT点阵和驱动方式点阵和驱动方式(行连续选址)AM和和PM LCD的对比的对比(驱动方法)(被动点阵)(行和列电极)(液晶响应依赖有效电压)(主动点阵)(象素开关)(TN盒特性)(存储电容)(晶体管)常见模块接口类型1.1.SYSTEM INTERFACE: 8080 Parallel SYSTEM INTERFACE: 8080 Parallel 2.2.SYSTEM INTERFACE: 6800 Parallel SYSTEM INTERFACE: 6800 Parallel SYSTEM INTERFACE: SERIAL INTERFAC

8、ESYSTEM INTERFACE: SERIAL INTERFACESYSTEM INTERFACE: I2C INTERFACE SYSTEM INTERFACE: I2C INTERFACE EXTERNAL DISPLAY INTERFACE: VSYNC INTERFACEEXTERNAL DISPLAY INTERFACE: VSYNC INTERFACEEXTERNAL DISPLAY INTERFACE: RGB INTERFACE EXTERNAL DISPLAY INTERFACE: RGB INTERFACE VSYNC modeVSYNC modeEXTERNAL DISPLAY INTERFACE: RGB INTERFACE DE EXTERNAL DISPLAY