2液晶顯示器基本結(jié)構(gòu)及顯示原理

1、第二章第二章 液晶顯示器基本結(jié)構(gòu)及顯示原理液晶顯示器基本結(jié)構(gòu)及顯示原理第一節(jié)第一節(jié) 液晶顯示器件的基本結(jié)構(gòu)液晶顯示器件的基本結(jié)構(gòu)第第二二節(jié)節(jié) 液晶顯示器的分類液晶顯示器的分類第第三三節(jié)節(jié) 液晶顯示器的顯示原理液晶顯示器的顯示原理第第四四節(jié)節(jié) 液晶顯示的驅(qū)動(dòng)原理液晶顯示的驅(qū)動(dòng)原理第一節(jié)第一節(jié) 液晶顯示器件的基本結(jié)構(gòu)液晶顯示器件的基本結(jié)構(gòu)1.偏振片偏振片 2.玻璃基板玻璃基板 3.公共電極公共電極 4.取向?qū)尤∠驅(qū)?5.封框膠封框膠 6.液晶液晶 7.隔墊物隔墊物 8.保護(hù)層保護(hù)層 9.ITO像素電極像素電極 10.柵絕緣層?xùn)沤^緣層 11.存貯電容底電極存貯電容底電極 12.TFT漏電極漏電極 1

2、3.TFT柵電極柵電極 14.有機(jī)半導(dǎo)體有源層有機(jī)半導(dǎo)體有源層 15.TFT源電極及引線源電極及引線 16.各向異性導(dǎo)電膠（各向異性導(dǎo)電膠（ACF）17.TCP 18.驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)IC 19.印刷電路板（印刷電路板（PCB）20.控制控制IC 21.黑矩陣（黑矩陣（BM）22. 彩膜（彩膜（CF）12345648913102121811719120141516172122液晶屏剖面圖液晶屏剖面圖驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖TFT-LCD陣列基板的整體基本布局陣列基板的整體基本布局a ab bb bc cd dd de ee ef fg gc chhhh ia 像素顯示區(qū)像素顯示區(qū) b 掃描電極外引線（柵線

3、外引線）掃描電極外引線（柵線外引線） c 信號(hào)電極外引線信號(hào)電極外引線d 短路環(huán)短路環(huán) e 轉(zhuǎn)印電極和對盒標(biāo)記轉(zhuǎn)印電極和對盒標(biāo)記 f 對版標(biāo)記（套刻標(biāo)記）對版標(biāo)記（套刻標(biāo)記）g 切割標(biāo)記切割標(biāo)記 h 封盒膠框位置封盒膠框位置 i 液晶注入口液晶注入口 第二節(jié)第二節(jié) 液晶顯示器的分類液晶顯示器的分類液液晶晶顯顯示示器器直視型直視型投影型投影型三屏方式三屏方式單屏方式單屏方式前投影型前投影型背投影型背投影型單屏方式單屏方式三屏方式三屏方式反射型（無背光源）反射型（無背光源）透射型（有背光源）透射型（有背光源）液晶顯示器液晶顯示器有源方式有源方式無源方式無源方式三端子器件三端子器件二端子器件二端子器

4、件MOSFETTFTa-Sip-SiTeCdSeMSIDRBTBMIMpinSTNECB鐵電液晶鐵電液晶TN相變模式相變模式第三節(jié)第三節(jié) 液晶顯示器的顯示原理液晶顯示器的顯示原理1、Panel內(nèi)液晶的旋光性2、偏光片特性3、 常白模式幀反轉(zhuǎn)幀反轉(zhuǎn)液晶顯示液晶顯示有源方式有源方式無源方式無源方式點(diǎn)反轉(zhuǎn)點(diǎn)反轉(zhuǎn)靜態(tài)驅(qū)動(dòng)法靜態(tài)驅(qū)動(dòng)法動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法法多路驅(qū)動(dòng)多路驅(qū)動(dòng)法法行反轉(zhuǎn)行反轉(zhuǎn) 筆段筆段、棒形顯示棒形顯示 數(shù)字、文字等數(shù)字、文字等 矩陣顯示矩陣顯示 任意圖形任意圖形 高分辨率彩色視頻顯示高分辨率彩色視頻顯示 液晶顯示主要采用交流驅(qū)動(dòng)液晶顯示主要采用交流驅(qū)動(dòng)1、驅(qū)動(dòng)方式比較無源驅(qū)動(dòng)無源驅(qū)動(dòng) Pas

5、sive Matrix型顯示方式是使用把電極順序驅(qū)動(dòng)的多路驅(qū)動(dòng)型顯示方式是使用把電極順序驅(qū)動(dòng)的多路驅(qū)動(dòng)方法，選擇像素和非選擇像素之間的電壓差小，明暗比低下方法，選擇像素和非選擇像素之間的電壓差小，明暗比低下,很難顯示廣視角圖像。很難顯示廣視角圖像。 有源矩陣液晶顯示器（有源矩陣液晶顯示器（AM-LCD）是在每個(gè)像素上分別設(shè)置）是在每個(gè)像素上分別設(shè)置一個(gè)開關(guān)元件，進(jìn)行選擇性的驅(qū)動(dòng)矩陣中的各個(gè)像素，可以一個(gè)開關(guān)元件，進(jìn)行選擇性的驅(qū)動(dòng)矩陣中的各個(gè)像素，可以實(shí)現(xiàn)顯示畫面的高分辨率化和高畫質(zhì)化實(shí)現(xiàn)顯示畫面的高分辨率化和高畫質(zhì)化.有源驅(qū)動(dòng)有源驅(qū)動(dòng)(a)(b)圖圖(a)表示了溝道電流表示了溝道電流Ids與柵

6、極電壓與柵極電壓Vgs的關(guān)系的關(guān)系,圖圖(b)表示了溝表示了溝道電流道電流Ids與漏極電壓與漏極電壓Vds的關(guān)系的關(guān)系.當(dāng)當(dāng)VgsVth時(shí)為斷開區(qū)時(shí)為斷開區(qū);當(dāng)當(dāng)VgsVth時(shí)為導(dǎo)通區(qū)時(shí)為導(dǎo)通區(qū).2、TFT的特性及功能信號(hào)線信號(hào)線掃描線掃描線GlassGateSiONxa-Si:HSiNxS/DITOPVXn+a-Si存儲(chǔ)電容存儲(chǔ)電容象素電極象素電極a-Si TFT3、TFT象素的基本結(jié)構(gòu)象素的基本結(jié)構(gòu) CgdClcRlcCsCgsCdsCspVsVgVcomVpSummary柵電極引線信號(hào)引線TFT器件ITO像素電極存貯電容VpVcomVsig.cVgVpVpVsigVoffset饋入特性保

7、持特性 0第n幀第n+1幀4、TFT的等效電路 a-Si TFT在在TFT-LCD中的作用中的作用功能：1) 確認(rèn)認(rèn)柵柵引線線上是否有電壓電壓2) TFT打開開3) 確認(rèn)數(shù)認(rèn)數(shù)據(jù)引線線上是否有數(shù)數(shù)據(jù)信號(hào)電壓號(hào)電壓4) 液晶分子偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)5) 屏屏幕顯顯示內(nèi)內(nèi)容改變變5、模塊驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖：幀反轉(zhuǎn)幀反轉(zhuǎn)行反轉(zhuǎn)行反轉(zhuǎn)列反轉(zhuǎn)列反轉(zhuǎn)點(diǎn)反轉(zhuǎn)點(diǎn)反轉(zhuǎn) TFTLCD基本驅(qū)動(dòng)方法 灰度驅(qū)動(dòng)方法電壓振幅調(diào)制灰度法（電壓灰度法） 白灰黑（a）屏上外加電壓與屏透過率的特性（b）信號(hào)源電壓波形像素電極液晶分子公共電極DC/DC converter Timing ControllerSource driver ICGate dr

8、iverIC Interface connectordataTTL / LVDSTTL / RSDS/ Mini-LVDSVddGammaLCCsVcomdataVcomstv,cpv sth,cph,load,mpol模塊驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成圖 接口接口 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)接口和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)接口和LVDS （Low Voltage Differential Signaling）接口。）接口。 直流變換（直流變換（DC/DC）電路）電路 直流變換直流變換(DC/DC)電路將接口輸入的電源電壓電路將接口輸入的電源電壓VDD （+5v/+3.3v）或背光源的逆變器電壓變換成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)）

9、或背光源的逆變器電壓變換成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)IC和和 柵極驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)IC所需要的各種直流電壓。所需要的各種直流電壓。 信號(hào)控制電路信號(hào)控制電路 信號(hào)控制電路由信號(hào)控制電路由G/A組成組成,它將外部供給的數(shù)據(jù)信號(hào)、控制它將外部供給的數(shù)據(jù)信號(hào)、控制 信號(hào)以及時(shí)鐘信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成適合于數(shù)據(jù)和柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及時(shí)鐘信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成適合于數(shù)據(jù)和柵極驅(qū)動(dòng)IC的的 數(shù)據(jù)信號(hào)、控制信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)。它的功能是色度控制和數(shù)據(jù)信號(hào)、控制信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)。它的功能是色度控制和 時(shí)序控制，內(nèi)含時(shí)序控制，內(nèi)含RAM。具有數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)，像素極性反轉(zhuǎn)功。具有數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)，像素極性反轉(zhuǎn)功 能，并具有自動(dòng)刷新模式和老化用的圖形。能，并具有自動(dòng)刷新模式和

10、老化用的圖形。 灰度級(jí)電壓產(chǎn)生電路灰度級(jí)電壓產(chǎn)生電路 公共電極驅(qū)動(dòng)電路（公共電極驅(qū)動(dòng)電路（Vcom回路）回路） 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路（數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路（XDRIVE） 數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路由多個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路由多個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)IC串聯(lián)而組成。要求其輸串聯(lián)而組成。要求其輸 出電壓盡可能均勻，輸出電壓偏差應(yīng)在出電壓盡可能均勻，輸出電壓偏差應(yīng)在20mV左右。其功能為左右。其功能為完成數(shù)據(jù)信號(hào)由串行并行的轉(zhuǎn)換和提供適當(dāng)?shù)哪M電壓給數(shù)完成數(shù)據(jù)信號(hào)由串行并行的轉(zhuǎn)換和提供適當(dāng)?shù)哪M電壓給數(shù)據(jù)線，并要求提供給液晶盒的電壓值必須在時(shí)間平均上接近零據(jù)線，并要求提供給液晶盒的電壓值必須在時(shí)間平均上接近零,盡量減少直流成分，以防液

11、晶老化變壞。盡量減少直流成分，以防液晶老化變壞。 灰度級(jí)電壓產(chǎn)生電路將用于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)輸出電壓，產(chǎn)生的灰度級(jí)電壓產(chǎn)生電路將用于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)輸出電壓，產(chǎn)生的10 個(gè)左右灰度級(jí)電壓各自供給數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)個(gè)左右灰度級(jí)電壓各自供給數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)IC。為顯示白色和黑色以。為顯示白色和黑色以外的中間灰度的某些圖像，以及用紅（外的中間灰度的某些圖像，以及用紅（R）綠（）綠（G） 藍(lán)（藍(lán)（B）的）的三基色顯示各種顏色，叫做中間灰度顯示三基色顯示各種顏色，叫做中間灰度顯示 灰度級(jí)主要有灰度級(jí)主要有8灰度、灰度、16灰度、灰度、64灰度和灰度和256灰度等?；叶鹊?。 掃描驅(qū)動(dòng)電路（掃描驅(qū)動(dòng)電路（Y-DRIVE） 掃描驅(qū)動(dòng)電路通常也是

12、由多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)掃描驅(qū)動(dòng)電路通常也是由多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)IC串聯(lián)而組成。它串聯(lián)而組成。它的功能是產(chǎn)生掃描信號(hào)的功能是產(chǎn)生掃描信號(hào),使每一掃描行依次導(dǎo)通。它主要由移使每一掃描行依次導(dǎo)通。它主要由移位寄存器位寄存器控制電路和輸出電路組成的，根據(jù)不同的顯示要求控制電路和輸出電路組成的，根據(jù)不同的顯示要求，它的輸出波形不同，它的輸出波形不同。 INVERTER電路電路 GAMMA校正電壓電路校正電壓電路 多灰度化多灰度化 發(fā)展過程：發(fā)展過程：8灰度（灰度（512色）色） 16灰度（灰度（4096色）色） 64灰度（灰度（26萬色）萬色） 目前主流目前主流 256灰度（灰度（1670萬色）萬色） 發(fā)展方向發(fā)展方

13、向 人眼對顯示灰度的識(shí)別能力的極限為人眼對顯示灰度的識(shí)別能力的極限為8比特，因此比特，因此256灰灰 度為顯示的最終目標(biāo)度為顯示的最終目標(biāo) 多路輸出化多路輸出化 VGA用驅(qū)動(dòng)用驅(qū)動(dòng)IC：384路（數(shù)據(jù)），路（數(shù)據(jù)），256路（柵）路（柵） 優(yōu)點(diǎn)：降低驅(qū)動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：降低驅(qū)動(dòng)LSI成本，簡化連接工藝，縮短工時(shí)，成本，簡化連接工藝，縮短工時(shí)， 降低模塊成本降低模塊成本驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)展 6、EMI（Electro Magnetic Interference）考慮 CISPR（國際無線電公害特別委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)（國際無線電公害特別委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn) A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：產(chǎn)業(yè)設(shè)備，比級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：產(chǎn)業(yè)設(shè)備，比B級(jí)低級(jí)低5db B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：情報(bào)設(shè)備，要求嚴(yán)格級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：情報(bào)設(shè)備，要求嚴(yán)格 測定方法：測定方法：3M測定法，測定法，5M測定法測定法 解決方案：解決方案： PCB板布線：加強(qiáng)地線，改變PCB板上元件的位置和引線的走向。 電源由5V降為3V 降低工作頻率 減小數(shù)據(jù)變換（TDDI）技術(shù) 增加EMI濾波器如果兩個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)字如果兩