液晶顯示器維修之--液晶屏TCON工作原理ppt課件

1、液晶顯示器液晶顯示屏液晶顯示屏的認(rèn)識(shí) LCD屏型號(hào)命名規(guī)那么AU 臺(tái)灣友達(dá) L或M開(kāi)頭 M170E5-L05 E表示12801024分辨率 X：1024768 E:12801024 PW:1440900 BOE 京東方 H開(kāi)頭 H17E13-100 CHIMEI/CMO 臺(tái)灣奇美/奇麗 M/N M150XS-T0S HANNSTAR 瀚彩 HSD150X82 HITACHI 日立 TX/SX (真彩/偽彩) TX38D14 SHARP 夏普 LQ LQ150X 3 TORISAN 廣輝廣達(dá) QD FUJITSU 富士通 EDTC/CA HYUNDAI 現(xiàn)代 HT HT17E11-200 LG-

2、PHILIPS LQ/LP/LC/CA TORISAN 三洋 TM TM190SX-70 SX表示SXGA NEC 日電NL10276BC30 102表示1024， 76表示768 1024768 SAMSUNG 三星 LIM150XH-LO1 1、液晶是什么？ 液晶是一種有機(jī)化合物，是液體。液晶對(duì)分子對(duì)先也有優(yōu)秀的透射性能。同時(shí)對(duì)電場(chǎng)又極其的敏感。當(dāng)液晶分子周邊的電場(chǎng)収生發(fā)化時(shí)液晶的分子會(huì)隨其發(fā)化產(chǎn)生扭曲，經(jīng)過(guò)液晶分子的扭曲可以使經(jīng)過(guò)的先線叐到控制經(jīng)過(guò)、阻斷從而構(gòu)成圖像。 2、液晶對(duì)光線的控制造用 液晶的分子有兩項(xiàng)重要的特性；一是對(duì)先有很好的透過(guò)性；二是對(duì)電場(chǎng)非常敏感；研討人員就是利用了這兩

3、項(xiàng)特性；研制出了液晶顯示屏。 當(dāng)液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)下左圖，背先經(jīng)過(guò)液晶后改動(dòng)90度，可以透過(guò)下偏先片在屏幕上產(chǎn)生全白柵。當(dāng)液晶分子完全偏轉(zhuǎn)時(shí)下右圖，背先直接投射于下偏先片因偏先片不先波垂直，先線無(wú)法透過(guò)整個(gè)液晶屏幕的先柵呈全暗形狀。液晶屏就是眾多的液晶分子陳列在一個(gè)平面上，圖像信號(hào)分別控制相應(yīng)的分子扭曲，從而在這個(gè)屏幕上構(gòu)成圖像。液晶屏的根本構(gòu)造及組成液晶屏的根本構(gòu)造及組成 液晶屏是由多層不同作用的薄片組成，有偏振片、配向膜、濾色片、液晶層、背先板等，以下圖所示就是液晶屏的最主要組成的斷面表示圖 液晶層在配向膜的中間，先線由下部背先燈射入，穿后過(guò)偏振片、配向膜在液晶層叐到電信號(hào)控制的液晶分子的

4、控制再穿過(guò)配向膜及前偏振片，我們看到的就是圖像。 偏振片的作用是：只允許和偏振軸平行的偏振波經(jīng)過(guò)。 配向膜的作用是：在無(wú)電場(chǎng)的情況下，規(guī)范液晶分子陳列，使一個(gè)像素區(qū)域一層分子；逐漸扭曲90度；并帶動(dòng)經(jīng)過(guò)的偏振波也扭曲90度。 液晶層的作用是：在有電場(chǎng)的情況下改發(fā)液晶分子陳列以控制偏振波的振動(dòng)軸向。TFT-LCDTFT-LCDThinFilmTransistor LCD： TFT是薄膜晶體管的英語(yǔ)縮語(yǔ)；TFT-LCD是指薄膜晶體管液晶顯示器件，可以做到高速度、高亮度、高對(duì)比度顯示屏幕信息，是目前最好的LCD彩色顯示設(shè)備之一。TFT的每個(gè)像素點(diǎn)都是由集成在本身上的TFT來(lái)控制，是有源像素點(diǎn)。因此，

5、不但速度可以極大提高，而且對(duì)比度和亮度也大大提高了，同時(shí)分辨率也到達(dá)了很高程度，以下圖所示即為一個(gè)像素元TFT-LCD組成構(gòu)造圖。圖中；最下面是背先源；偏振片；TFT電極板；配像模；液晶層；共用電極；濾色片；偏振片。和前述不同的是控制液晶分子扭曲的電極為TFT電極，為了到達(dá)彩色顯示的目的，在上偏振片下面添加了RGB三色濾色片，三組扭曲的分子組成一個(gè)像素點(diǎn)的顯示。 電路中，列驅(qū)動(dòng)器源極驅(qū)動(dòng)器的作用是，在外部行同步脈沖的同步作用下，可以使TFT場(chǎng)效應(yīng)管的源極列線從左至右逐根逐條他加電，以使每一行程度像素，自左至右他逐個(gè)燃亮，產(chǎn)生類似電視的行掃描作用。行驅(qū)動(dòng)器柵極驅(qū)動(dòng)器的作用是；在外部幀同步脈沖的同

6、步下，將TFT場(chǎng)效應(yīng)管的柵極掃描線程度方向逐條加上電壓，控制TFT元件的導(dǎo)通與截止，以產(chǎn)生自上而下的每行掃描，從而產(chǎn)生類似電視的場(chǎng)掃描。TFT液晶屏驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖中表示了TFT液晶彩顯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的框圖，實(shí)踐上就是一個(gè)TFT液晶顯示?？驁D。從圖中可以看出，從主板送來(lái)的圖像數(shù)據(jù)輸入加定時(shí)控制器TCON電路，并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器。TCON以主板送來(lái)的垂直同步信號(hào)Vsyn、程度同步信號(hào)Hsyn、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)鐘DCK以及允許數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)DEN為根底，產(chǎn)生各種控信號(hào)?；叶入娫串a(chǎn)生將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電壓時(shí)的基準(zhǔn)電壓灰度電壓：Vn。柵極電源產(chǎn)生 柵極驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓VGH，VGL。 圖A就是一個(gè)TFT-LCD像素顯示的組

7、合，可以看到在這個(gè)組合中，有三個(gè)TFT-MOS管控制RGB三色點(diǎn)，圖B是一組中的一個(gè)子像素電路構(gòu)造。在圖B中；MOS管道柵極接行掃描控制信號(hào)；源極接列控制信號(hào)控制液晶分子扭曲的圖像信號(hào)；漏極接控制液晶扭曲的TFT電極板，共用線是接上共用電極板共用電極板和接漏極的TFT電極板構(gòu)成的分布電容，電容上的電壓就是控制液晶分子扭曲的電壓，由于上共用電極板和下TFT電極板之間的分布電容的存在，等效電路如圖C和圖D所示從構(gòu)造圖中可以看出，在液晶屏中還設(shè)有存儲(chǔ)電容C，這主要是為了讓充好電的電壓能堅(jiān)持到下一次更新畫(huà)面的時(shí)候之用，通常，存儲(chǔ)電容是由像素電極和公共電極或柵極布線組成，也就是說(shuō)，存儲(chǔ)電容是一種像素電極

8、與公共電極或柵極走線所構(gòu)成的平行板電容。 對(duì)于液晶屏來(lái)說(shuō)，每個(gè)像素從構(gòu)造上可以看做是像素電極和公共電極之間夾一層液晶。圖ABC所示為液晶顯示屏中一個(gè)像素的內(nèi)部構(gòu)造與電路符號(hào)，圖中的存儲(chǔ)電容C是由像素電極與公共電極所構(gòu)成的，圖中的Uc為液晶層電容，即液晶資料的等效電容。 在圖CD中可以看出，行驅(qū)動(dòng)信號(hào)實(shí)踐上是開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由行驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制圖像信息的列驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)等效電容充電，以構(gòu)成控制液晶分子扭曲的電場(chǎng)。 TFT液晶屏的優(yōu)勢(shì)：利用電容堅(jiān)持同一場(chǎng)像素的亮度，CRT像素的亮度是靠熒先粉的余輝來(lái)維持。 當(dāng)行掃描信號(hào)到來(lái)時(shí)；“開(kāi)關(guān)被接通，列驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)對(duì)電容迚行充電，行掃描信號(hào)過(guò)去后；“開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電

9、容兩端所充的電壓丌能被釋放繼續(xù)維持，這個(gè)電壓構(gòu)成的電場(chǎng)，繼續(xù)的控制著液晶分子的扭曲，直到下一場(chǎng)時(shí)間行掃描信號(hào)來(lái)到時(shí)，接通“開(kāi)關(guān)由下一場(chǎng)的該位置的列驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)刷新電容儲(chǔ)存的電壓。一個(gè)像素的驅(qū)動(dòng)波形所謂驅(qū)動(dòng)像素，是指列驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)TFT開(kāi)關(guān)對(duì)電容CLC和CS實(shí)施充放電的過(guò)程。要對(duì)第i 行第j列的電容充電，就要把開(kāi)關(guān)TFTi,j導(dǎo)通，對(duì)列信號(hào)Yj施加目的電壓。當(dāng)像素電極被充分充電之后，即使將開(kāi)關(guān)TFTi,j斷開(kāi)，電容中的電荷得到保管，電極間的液晶層繼續(xù)有電壓施加。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器的作用就是對(duì)列信號(hào)線施加目的電壓；而柵極驅(qū)動(dòng)器的作用是控制開(kāi)關(guān)TFTi,j的導(dǎo)通和斷開(kāi)。 上圖中的Gi、Yj、Pi,j分別表示柵

10、極驅(qū)動(dòng)器的輸出即掃描的電壓、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器的輸出即列信號(hào)線的電壓、像素電極的電壓。當(dāng)Gi為高電位VGH時(shí)，開(kāi)關(guān)TFTi,j導(dǎo)通；而Gi為低電位VGL時(shí)，開(kāi)關(guān)TFTi,j斷開(kāi)。 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器的輸出Yj時(shí)間T1，對(duì)公用電極Vcom輸出正電壓，而像素電極相對(duì)于共用電極進(jìn)展正電壓圖中的V+充電。當(dāng)開(kāi)關(guān)TFTi,j斷開(kāi)之后也保管電壓，在開(kāi)關(guān)TFTi,j斷開(kāi)的時(shí)間T2繼續(xù)對(duì)液晶層施加電壓。在開(kāi)關(guān)TFTi,j再次導(dǎo)通的T3周期，由于Yj對(duì)共用電極輸出負(fù)的電壓必需進(jìn)展極性變換，否那么，液晶易極化，因此像素電極相對(duì)于共用電極進(jìn)展負(fù)的電壓圖中的V-0充電。開(kāi)關(guān)TFTi,j斷開(kāi)之后，電壓仍得到保管，在斷開(kāi)的周期T4中斷續(xù)

11、對(duì)液晶層施加電壓。反復(fù)進(jìn)展這種驅(qū)動(dòng)，在像素的液晶層交替施加相互反方向的電場(chǎng)，就可實(shí)現(xiàn)像素單元上液晶的交流驅(qū)動(dòng)。 一個(gè)像素的驅(qū)動(dòng)波形例2GDSData lineVcomClcCstCgsVdVsVcomVgVdVsVVghVgl1 line1 frameV當(dāng)common電極的電壓是固定不變的時(shí)候, 顯示電極的最高電壓, 需求到達(dá)common電極電壓的兩倍以上。而顯示電極電壓的提供 那么是來(lái)自于source driver。以圖中common電極電壓假設(shè)是固定于5伏特的話, 那么source driver所能提供的任務(wù)電壓范圍就要到10伏特以上。 common電極的電壓是變動(dòng)的話, 假使common

12、電極電壓最大為5伏特, 那么source driver的最大任務(wù)電壓也只需為5伏特就可以了. 控制信號(hào)的種類： 源驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào) STH : 行數(shù)據(jù)的開(kāi)場(chǎng)信號(hào) CPH: 源驅(qū)動(dòng)器的時(shí)鐘信號(hào)數(shù)據(jù)的同步信號(hào) TP or Load: 數(shù)據(jù)從源驅(qū)動(dòng)器到顯示屏的輸出信號(hào) MPOL :(數(shù)據(jù)即行反轉(zhuǎn)信號(hào): 為了防止液晶老化，而在液晶上的電壓要求極性反轉(zhuǎn)。 CKH-行移位脈沖普通指控制屏幕 H方向的 clock 門驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào) STV (Start Vertical) : 柵的啟動(dòng)信號(hào) CPV (Clock Pulse Vertical) : 柵的挪動(dòng)信號(hào) OE1 (Output Enable) :

13、柵的輸出控制信號(hào) OE2 (Multi Level Gate) : 多灰度等級(jí)用的信號(hào) CKV-場(chǎng)移位脈沖 普通指控制屏幕 V方向的 clock TFT LCD面板驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)實(shí)例-1驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)實(shí)例-2GAMMATCONDC/DCInput Signal (LVDS)AddressingTCON 架構(gòu)Data Driver架構(gòu) 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器也稱源極驅(qū)動(dòng)器或列驅(qū)動(dòng)器，在顯示器中，它用來(lái)傳輸圖像信號(hào)，經(jīng)過(guò)控制某像素點(diǎn)充電電壓的大小，便可在該點(diǎn)上顯示出怎樣的灰階，最終到達(dá)成像的目的。 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器分為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器分為3位、位、6位、位、8位位3種，如今主流的是種，如今主流的是6位和位和8位，只是位，只是

14、3位比位比較簡(jiǎn)單還容易懂。較簡(jiǎn)單還容易懂。 圖中，TSMP為取樣脈沖，輸入的3位數(shù)據(jù)D0、D1、D2在Tsmp的上沿被讀進(jìn)取樣存儲(chǔ)器鎖存器1；接著，在輸出脈沖的上沿被移到堅(jiān)持存儲(chǔ)器鎖存器2。移到堅(jiān)持存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)加到3-8譯碼器進(jìn)展譯碼，輸出譯出的S0S8信號(hào)，其譯碼情況如表 從上表中可以看出，在S0-S7這8種情況中，每種都只需一個(gè)輸出端“1，當(dāng)S0-S7的相應(yīng)端輸出為1時(shí)，那么控制相應(yīng)的方式開(kāi)關(guān)ASW0-ASW7導(dǎo)通，將相應(yīng)的灰度電壓接入電路，并從輸出端輸出。3位輸入數(shù)據(jù)D0-D2與灰度電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表從表中可以看出，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)D2、D1、D0為000時(shí)，從S7S0輸出為0000001，

15、即只需S0為1高電平，所以S0輸出的高電平控制模擬開(kāi)關(guān)ASW0導(dǎo)通，將灰度電壓V0輸出；輸入其他數(shù)據(jù)時(shí)，任務(wù)情況完全一致。由于D2、D1、D0不同的組合有23=8種形狀，因此，這是一個(gè)可輸出8級(jí)灰度的驅(qū)動(dòng)器。假設(shè)輸入數(shù)據(jù)為6位，即D5、D4、D3、D2、D1、D0、，那么可組合成26=64種形狀，可輸出64級(jí)灰度電壓；假設(shè)輸入數(shù)據(jù)為8位，即D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0，那么可組合成28=256種形狀，可輸出256級(jí)灰度電壓。以上引見(jiàn)的3 位數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器還存在著明顯的問(wèn)題：一是數(shù)據(jù)位數(shù)只需3位，顯示灰度層次太低；二是輸出的驅(qū)動(dòng)電壓為同一極性的信號(hào)，不能直接驅(qū)動(dòng)液晶。因此，實(shí)踐的數(shù)

16、據(jù)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部電路要復(fù)雜一些。 EK7402數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部構(gòu)造數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部構(gòu)造Scan Driver架構(gòu) DIO1為柵極啟動(dòng)脈沖，SCLK為柵極時(shí)鐘脈沖，就是柵極驅(qū)動(dòng)器的控制時(shí)鐘信號(hào)，DID1取在移位時(shí)鐘SCLK的上沿，SCLK的下沿處為第1行柵極脈沖輸出G1，往后每當(dāng)在SCLK下沿處，門脈沖輸出后移一個(gè)“1。 從圖中可以看出，G1后移“1變成G2，G1與2間為1個(gè)行周期，它們的脈寬等于1H，即1行時(shí)間，它與幀頻和分辨率有關(guān)，假設(shè)幀頻為60HZ，分辨率為600480，那么掃描1 幀的時(shí)間為1/60=16.67ms，由于1幀有480行，所以，掃描1行的時(shí)間約為34.7s. DID1的脈寬也為1H

17、，但同期為1幀，即每幀只輸出1個(gè)DID1脈沖。移位存放器的各個(gè)位，經(jīng)過(guò)電平變換器由柵極驅(qū)動(dòng)器的各個(gè)輸出端輸出。其中，當(dāng)移位存放器位邏輯值為“1時(shí)，輸出為高電平VGH；當(dāng)為“0時(shí)，輸出為低電平VGL。同時(shí)，在移位時(shí)鐘SCLK的作用下，使移位存放器第1單元Q1往后每來(lái)1個(gè)SCLK，那么“1順序往下移1個(gè)單元。這樣Q1Q256逐行順序輸出，并加到電平變換電路模擬開(kāi)關(guān)，在“1時(shí)輸出VGH；在“0時(shí)輸出VGL，以逐行遞推出G1，G2，G256柵極掃描脈沖。 液晶板的驅(qū)動(dòng)框圖 分辨率為1024768的屏幕，就是我們通常稱之為XGA分辨率的屏幕，它的組成顧名思義就是以1024768=786 432個(gè)像素點(diǎn)來(lái)

18、組成一個(gè)畫(huà)面的數(shù)據(jù)，以液晶彩顯來(lái)說(shuō)，共需求10247683個(gè)點(diǎn)乘3是由于一個(gè)像素點(diǎn)需求R、G、B3個(gè)子像素來(lái)組成來(lái)顯示一個(gè)畫(huà)面，所以，我們說(shuō)某顯示器的分辨率是1024768時(shí)，也可以說(shuō)它的分辨率是10243768或1024RGB768，如上圖所示。其中LOAD數(shù)據(jù)裝載控制信號(hào)所接的電路為數(shù)據(jù)鎖存器。GD為柵極驅(qū)動(dòng)電路，SD為源極驅(qū)動(dòng)電路。 假設(shè)把一個(gè)液晶屏平面分成X-Y軸，分辨率為1024768的屏幕，在X軸程度方向上會(huì)有10243=3 072列，這3072列就由8顆384輸出的源極驅(qū)動(dòng)器例如EK7402來(lái)?yè)?dān)任驅(qū)動(dòng)；而在Y軸上，會(huì)有768行，這768行就由3顆256輸出柵極驅(qū)動(dòng)器例如EK7309來(lái)?yè)?dān)任驅(qū)動(dòng)。LCD屏供電電源 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電源系統(tǒng)GAMMA電壓的產(chǎn)生Gamma1Gamma2Gamma3Gamma4Gamma10VREFV5VVCC: Regular IC 1Pin:接地2Pin&4Pin:輸出VCC:3