LCDLCM液晶顯示原理介紹

1、第二事業(yè)部硬件部 弋高飛LCM Basic 簡(jiǎn)介目錄（Contents） 色彩學(xué) 液晶的基礎(chǔ)知識(shí) LCM顯示原理 TFT-LCD Process LCM結(jié)構(gòu) TFT-LCD驅(qū)動(dòng)原理色彩學(xué)色彩可以分為兩大類(lèi)無(wú)彩色系和有彩色系。無(wú)彩色系是指白色、黑色和由白色黑色調(diào)合形成的各種深淺不同的灰色。無(wú)彩色按照一定的變化規(guī)律，可以排成一個(gè)系列，由白色漸變到淺灰、中灰、深灰到黑色，色度學(xué)上稱此為黑白系列。無(wú)彩色系的顏色只有一種基本性質(zhì)明度。色彩的明度可用黑白度來(lái)表示，愈接近白色，明度愈高；愈接近黑色，明度愈低。有彩色系（簡(jiǎn)稱彩色系）彩色是指紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等顏色。不同明度和純度的紅橙黃綠青藍(lán)紫色調(diào)都

2、屬于有彩色系。有彩色是由光的波長(zhǎng)和振幅決定的，波長(zhǎng)決定色相，振幅決定色調(diào)。有彩色系的顏色具有三個(gè)基本特性：色相、純度（也稱彩度、飽和度）、明度。色彩混合色彩混合色彩學(xué)色彩混合分為加光混合、減光混合與中性混合三種類(lèi)型。加光混合：將光源體輻射的光合照一處，可以產(chǎn)生出新的色光。投射光混合之后變亮。減光混合：不能發(fā)光，卻能將照來(lái)的光吸掉一部分，將剩下的光反射出去的色料的混合，明度降低，純度降低。中性混合：指混成的色彩既沒(méi)有提高，也沒(méi)有降低的色彩混合。主要有色盤(pán)旋轉(zhuǎn)混合和空間視覺(jué)混合。紅、綠、藍(lán)為原色光，同原色光雙雙混合，又可以混合出黃、青、紫紅三種間色光。紅+綠=黃，紅+藍(lán)=紫紅，綠+藍(lán)=青，紅+綠+

3、藍(lán)=白LCD中用到減光混合和中性混合兩種。白色背光透過(guò)偏光片、液晶到達(dá)彩色濾光膜，變成R、G、B三基色，這是減光混合。通過(guò)R、G、B三個(gè)次畫(huà)素（sub pixel）混合為不同色彩，這是空間視覺(jué)混合，即中性混合。液晶的基本知識(shí)液晶：具有一定有序性的流體稱為液晶 Smectic LC 層狀液晶Nematic LC 線狀液晶Cholesteric LC膽固醇狀液晶液晶的基本知識(shí)液晶在電場(chǎng)中的特性液晶在電場(chǎng)中的特性液晶分子在電場(chǎng)中會(huì)向電場(chǎng)方向偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)電壓愈大，偏轉(zhuǎn)愈大 E1 E1E2EE2LCM顯示原理LCD CELL結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖LCM顯示原理偏光片的介紹偏光片的介紹偏振光: 自然光是各種特性在

4、各個(gè)方向都完全相同的均勻的光, 如果光波的電振動(dòng)只限於某個(gè)確定的方向上,就成為偏振光.偏光片 ： 偏光片具有方向性,其有一個(gè)特別的方向指向,稱之為透過(guò)軸:與這個(gè)方向垂直的電振動(dòng)被阻擋,與這個(gè)方向一致的電振動(dòng)則可以自由通過(guò). 自然光通過(guò)偏光板就成為偏振光.LCM顯示原理Normally White LCD結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)LCM顯示原理Normally Black LCD結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)TFT-LCD ProcessCell段（大張玻璃，如段（大張玻璃，如4.5代代線線730*920）一切（切成中片）二切（切成Panel尺寸）VT1外觀檢貼片VT2消泡外觀檢送往后段備注：可能不同的面板廠家的制作流程是不同的，但大

5、都類(lèi)似，本頁(yè)及下頁(yè)流程僅供參考了解。TFT-LCD Process后段制程流程后段制程流程COG100%鏡檢100%鏡檢ET1點(diǎn)導(dǎo)電銀膠封膠及固化組裝背光OTP泡棉貼附ACFFOG噴碼LCM結(jié)構(gòu)-一般產(chǎn)品TFT-LCD驅(qū)動(dòng)原理TFT-LCD的畫(huà)素的畫(huà)素 單色顯示器的黑白或是灰階一個(gè)畫(huà)素（pixel）一個(gè)次畫(huà)素（sub pixel）組成。 彩色顯示器的一個(gè)完整的畫(huà)素（Pixel）通常由三個(gè)，分別為紅，綠，藍(lán)三原色的次畫(huà)素組成。TFT-LCD驅(qū)動(dòng)原理 條狀排列（stripe）最常見(jiàn)于OA的產(chǎn)品，就是我們常見(jiàn)的筆記本電腦或桌上型電腦等，因?yàn)檐浖喟胧且暣盎慕缑?，熒幕?nèi)容是有一堆大小不等的方框所組成

6、的。而條狀排列恰好可以使這些方框邊緣看起來(lái)更筆直，而不會(huì)讓一條直線看起來(lái)有毛邊或是鋸齒狀的感覺(jué)。 三角形排列（delta），馬賽克排列（mosaic）用于AV產(chǎn)品。因?yàn)殡娨曅盘?hào)多半是人物和景色，其輪廓大部分是不規(guī)則的曲線。 還有一種是正方形排列，他并不是3個(gè)點(diǎn)來(lái)當(dāng)作一個(gè)pixel，而是以4個(gè)點(diǎn)來(lái)當(dāng)作一個(gè)pixel。TFT-LCD驅(qū)動(dòng)原理液晶面板的等效電路液晶面板的等效電路其中每一個(gè)TFT 與Clc 跟Cs所并聯(lián)的電容, 代表一個(gè)顯示的點(diǎn). 而一個(gè)基本的顯示單元pixel,則需要三個(gè)這樣顯示的點(diǎn), 分別來(lái)代表RGB 三原色. gate driver 所送出的波形, 依序?qū)⒚恳恍械腡FT 打開(kāi),

7、讓整排的source driver 同時(shí)將一整行的顯示點(diǎn), 充電到各自所需的電壓. 當(dāng)這一行充好電時(shí), gate driver 便將電壓關(guān)閉, 然后下一行的gate driver 便將電壓打開(kāi), 再由相同的一排source driver 對(duì)下一行的顯示點(diǎn)進(jìn)行充電. 如此依序下去, 當(dāng)充好了最后一行的顯示點(diǎn), 便又回過(guò)來(lái)從頭從第一行再開(kāi)始充電.Clc是液晶電容，Cs為儲(chǔ)存電容。 TFT-LCD驅(qū)動(dòng)原理電位保持和存儲(chǔ)電容電位保持和存儲(chǔ)電容在充放電完成以后，TFT關(guān)閉，所以畫(huà)素電壓要一直保持在所設(shè)定的電壓。但實(shí)際上，由于漏電流的影響，液晶電容上的電壓值會(huì)改變，所以增加一個(gè)儲(chǔ)存電容，使漏電流所造成的電

8、壓變化量減少，增加電位保持能力。由于Cs儲(chǔ)存電容架構(gòu)不同, 所形成不同驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)的原理. 一般最常見(jiàn)的儲(chǔ)存電容架構(gòu)有兩種, 分別是Cs on gate與Cs on common這兩種. 它們的主要差別就在于儲(chǔ)存電容是利用gate走線或是common走線來(lái)完成的. TFT-LCD驅(qū)動(dòng)原理驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)IC的功能的功能CCFL BacklightTFT-LCDPANELTiming ControllerScan DriverData DriverRGBCLKHsxVsxTFTLCD Module把影像的數(shù)據(jù)正確的送到顯示器的正確位置把影像的數(shù)據(jù)正確的轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，讓顯示器發(fā)出正確的亮光TFT-LCD

9、驅(qū)動(dòng)原理極性反轉(zhuǎn)極性反轉(zhuǎn)在不同的時(shí)間，以相反的方向的電場(chǎng)施加在液晶上，即稱為極性反轉(zhuǎn)。因?yàn)橐壕Х肿釉陔妶?chǎng)中的力矩與電場(chǎng)的平方成正比，所以電場(chǎng)極性的方向并不會(huì)影響力矩對(duì)液晶分子的作用。所以極性反轉(zhuǎn)的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶而不影響其排列和穿透度。做極性反轉(zhuǎn)的原因：（1）.配向膜的直流阻絕效應(yīng)（2）.可移動(dòng)離子與直流殘留 TFT-LCD驅(qū)動(dòng)原理Common電極的驅(qū)動(dòng)電極的驅(qū)動(dòng)這兩種不同的Common驅(qū)動(dòng)方式影響最大的就是source driver的使用. 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, 需要到達(dá)common電極電壓的兩倍以上. 而顯示電極電壓的提供, 則是來(lái)自于source

10、 driver.假使common電極電壓固定于5伏特, 如果要保持5V的壓差，則source driver所能提供的工作電壓范圍就要到10伏特以上. 但是如果common電極的電壓是變動(dòng)的話, 假使common電極電壓最大值也為5伏特, 則source driver的最大工作電壓也只要為5伏特就可以了. 就source driver的設(shè)計(jì)制造來(lái)說(shuō), 需要越高電壓的工作范圍, 制程與電路的復(fù)雜度相對(duì)會(huì)提高, 成本也會(huì)因此而加高，而且耗電也會(huì)增加。 TFT-LCD驅(qū)動(dòng)原理Common電極電壓補(bǔ)償電極電壓補(bǔ)償當(dāng)Frame N的gate走線打開(kāi)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的feed through電壓到顯示電極

11、之上。不過(guò)此時(shí)由于gate走線打開(kāi)的緣故，source driver會(huì)對(duì)顯示電極開(kāi)始充電，因此即便一開(kāi)始的電壓不對(duì)(因?yàn)閒eed through電壓的影響),source driver仍會(huì)將顯示電極充電到正確的電壓，影響便不會(huì)太大.但是如果當(dāng)gate走線關(guān)閉的時(shí)候，由于source driver已經(jīng)不再對(duì)顯示電極充電，所以gate driver關(guān)閉時(shí)的電壓壓降，便會(huì)經(jīng)由Cgd寄生電容feed through到顯示電極之上，造成顯示電極電壓有一個(gè)feed through的電壓壓降,而影響到灰階顯示的正確性。所以這個(gè)feed through電壓對(duì)于顯示畫(huà)面的灰階的影響，人眼是可以明確的感覺(jué)到它的存在的。所以用到Common電極電壓補(bǔ)償。 TFT-LCD驅(qū)動(dòng)原理Gamma校正校正灰階一般會(huì)直接地認(rèn)為以等間距的亮度來(lái)區(qū)分。但是由于人眼在比較黑暗的環(huán)境下，對(duì)亮度變