2液晶显示器基本结构及显示原理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二章 液晶显示器基本结构及显示原理,第一节,液晶显示器件的基本结构,第,二,节,液晶显示器的分类,第,三,节,液晶显示器的显示原理,第,四,节,液晶显示的驱动原理,1,第一节 液晶显示器件的基本结构,1.,偏振片,2.,玻璃基板,3.,公共电极,4.,取向层,5.,封框胶,6.,液晶,7.,隔垫物,8.,保护层,9.ITO,像素电极,10.,栅绝缘层,11.,存贮电容底电极,12.TFT,漏电极,13.TFT,柵电极,14.,有机半导体有源层,15.TFT,源电极及引线,16.,各向异性导电胶（,ACF,）,17.TCP,18.,驱动,IC 19.,印刷电路板（,PCB,）,20.,控制,IC 21.,黑矩阵（,BM,）,22.,彩膜（,CF,）,1,2,3,4,5,6,4,8,9,13,10,2,12,18,11,7,19,1,20,14,15,16,17,21,22,2,液晶屏剖面图,3,驱动结构图,4,TFT-LCD,阵列基板的整体基本布局,a,b,b,c,d,d,e,e,f,g,c,h,h,h,h,i,a,像素显示区,b,扫描电极外引线（栅线外引线）,c,信号电极外引线,d,短路环,e,转印电极和对盒标记,f,对版标记（套刻标记）,g,切割标记,h,封盒胶框位置,i,液晶注入口,5,第二节 液晶显示器的分类,液晶显示器,直视型,投影型,三屏方式,单屏方式,前投影型,背投影型,单屏方式,三屏方式,反射型（无背光源）,透射型（有背光源）,6,液晶显示器,有源方式,无源方式,三端子器件,二端子器件,MOSFET,TFT,a-Si,p-Si,Te,CdSe,MSI,DR,BTB,MIM,pin,STN,ECB,铁电液晶,TN,相变模式,7,第三节 液晶显示器的显示原理,8,1,、,Panel,内液晶的旋光性,9,2,、偏光片特性,10,3,、 常白模式,11,12,帧反转,液晶显示,有源方式,无源方式,点反转,静态驱动法,动态驱动法,多路驱动法,行反转,笔段,、,棒形显示,数字、文字等,矩阵显示,任意图形,高分辨率彩色视频显示,液晶显示主要采用交流驱动,1,、驱动方式比较,第四节 液晶显示,驱动原理,13,无源驱动,Passive Matrix,型显示方式是使用把电极顺序驱动的多路驱动方法，选择像素和非选择像素之间的电压差小，明暗比低下,很难显示广视角图像。,14,有源矩阵液晶显示器（,AM-LCD,）是在每个像素上分别设置一个开关元件，进行选择性的驱动矩阵中的各个像素，可以实现显示画面的高分辨率化和高画质化,.,有源驱动,15,(a),(b),图,(a),表示了沟道电流,I,ds,与栅极电压,V,gs,的关系,图,(b),表示了沟道电流,Ids,与漏极电压,V,ds,的关系,.,当,V,gs,V,th,时为断开区,;,当,V,gs,V,th,时为导通区,.,2,、,TFT,的特性及功能,16,信号线,扫描线,Glass,Gate,Si,O,Nx,a-Si:H,SiNx,S/D,ITO,PVX,n+a-Si,存储电容,象素电极,a-Si,TFT,3,、,TFT,象素的基本结构,17,C,gd,C,lc,R,lc,C,s,C,gs,C,ds,Csp,V,s,Vg,V,com,Vp,Summary,柵电极引线,信号引线,TFT,器件,ITO,像素电极,存贮电容,V,p,V,com,V,sig.c,V,g,V,p,Vp,V,sig,V,offset,馈入特性,保持特性,0,第,n,帧,第,n+1,帧,4,、,TFT,的等效电路,18,a-Si TFT,在,TFT-LCD,中的作用,功,能,：,1),确,认,栅,引线,上,是否有电压,2),TFT,打,开,3),确,认数据引线,上,是否有数据信号电压,4),液,晶,分子偏转,5),屏,幕显示内容改变,19,5,、,模块驱动结构图,20,：,帧反转,行反转,列反转,点反转,TFT,LCD,基本驱动方法,21,灰度驱动方法,电压振幅调制灰度法（电压灰度法）,白,灰,黑,（,a,）屏上外加电压与屏透过率的特性,（,b,）信号源电压波形,像素电极,液晶分子,公共电极,22,DC/DC converter,Timing Controller,Source driver IC,Gate,driver,IC,Interface connector,data,TTL / LVDS,TTL / RSDS,/ Mini-LVDS,Vdd,Gamma,LC,Cs,Vcom,data,Vcom,stv,cpv,sth,cph,load,mpol,模块驱动电路构成图,23,接口,标准数字信号、标准模拟信号接口和,LVDS,（,Low Voltage Differential Signaling,）接口。,直流变换（,DC/DC,）电路,直流变换,(DC/DC),电路将接口输入的电源电压,VDD,（,+5v/+3.3v,）或背光源的逆变器电压变换成数据驱动,IC,和,栅极驱动,IC,所需要的各种直流电压。,信号控制电路,信号控制电路由,G/A,组成,它将外部供给的数据信号、控制,信号以及时钟信号分别转换成适合于数据和栅极驱动,IC,的,数据信号、控制信号、时钟信号。它的功能是色度控制和,时序控制，内含,RAM,。具有数据反转，像素极性反转功,能，并具有自动刷新模式和老化用的图形。,24,灰度级电压产生电路,公共电极驱动电路（,Vcom,回路）,数据驱动电路（,X,DRIVE,）,数据线驱动电路由多个数据驱动,IC,串联而组成。要求其输,出电压尽可能均匀，输出电压偏差应在,20mV,左右。其功能为,完成数据信号由串行并行的转换和提供适当的模拟电压给数,据线，并要求提供给液晶盒的电压值必须在时间平均上接近零,尽量减少直流成分，以防液晶老化变坏。,灰度级电压产生电路将用于数据驱动输出电压，产生的,10,个左右灰度级电压各自供给数据驱动,IC,。为显示白色和黑色以,外的中间灰度的某些图像，以及用红（,R,）绿（,G,） 蓝（,B,）的,三基色显示各种颜色，叫做中间灰度显示,灰度级主要有,8,灰度、,16,灰度、,64,灰度和,256,灰度等。,25,扫描驱动电路（,Y-DRIVE,）,扫描驱动电路通常也是由多个栅极驱动,IC,串联而组成。它,的功能是产生扫描信号,使每一扫描行依次导通。它主要由移,位寄存器,控制电路和输出电路组成的，根据不同的显示要求,，它的输出波形不同,。, INVERTER,电路, GAMMA,校正电压电路,26,多灰度化,发展过程：,8,灰度（,512,色）,16,灰度（,4096,色）,64,灰度（,26,万色）,目前主流,256,灰度（,1670,万色）,发展方向,人眼对显示灰度的识别能力的极限为,8,比特，因此,256,灰,度为显示的最终目标,多路输出化,VGA,用驱动,IC,：,384,路（数据），,256,路（栅）,优点：降低驱动,LSI,成本，简化连接工艺，缩短工时，,降低模块成本,驱动电路的发展,27,6,、,EMI,（,Electro Magnetic Interference,）考虑,CISPR,（国际无线电公害特别委员会）标准,A,级标准：产业设备，比,B,级低,5db,B,级标准：情报设备，要求严格,测定方法：,3M,测定法，,5M,测定法,28,解决方案：,PCB,板布线：加强地线，改变,PCB,板上元件的位置和引线的走向。,电源由,5V,降为,3V,降低工作频率, 减小数据变换（,TDDI,）技术, 增加,EMI,滤波器,如果两个连续的数据字,它的比特数变化,(01,或,10),超过,3,个数据线,(RGB)bit,数总数（,63,）的,1/2,那么,DTR,线使数据线反向，从而使数据线变换数最小。因为,EMI,和功耗都是时钟和数据频率的函数，所以减少数据线上的变换数就会减少,EMI,和功耗。,TDDI,技术说明：,29,