2液晶顯示器基本結構及顯示原理

1、第二章第二章 液晶顯示器基本結構及顯示原理液晶顯示器基本結構及顯示原理第一節(jié)第一節(jié) 液晶顯示器件的基本結構液晶顯示器件的基本結構第第二二節(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) 液晶顯示的驅動原理液晶顯示的驅動原理第一節(jié)第一節(jié) 液晶顯示器件的基本結構液晶顯示器件的基本結構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.取向層取向層 5.封框膠封框膠 6.液晶液晶 7.隔墊物隔墊物 8.保護層保護層 9.ITO像素電極像素電極 10.柵絕緣層柵絕緣層 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.有機半導體有源層有機半導體有源層 15.TFT源電極及引線源電極及引線 16.各向異性導電膠（各向異性導電膠（ACF）17.TCP 18.驅動驅動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動結構圖驅動結構圖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 信號電極外引線信號電極外引線d 短路環(huán)短路環(huán) e 轉印電極和對盒標記轉印電極和對盒標記 f 對版標記（套刻標記）對版標記（套刻標記）g 切割標記切割標記 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、 常白模式幀反轉幀反轉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反轉點反轉靜態(tài)驅動法靜態(tài)驅動法動態(tài)驅動動態(tài)驅動法法多路驅動多路驅動法法行反轉行反轉 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動液晶顯示主要采用交流驅動1、驅動方式比較無源驅動無源驅動 Pas

5、sive Matrix型顯示方式是使用把電極順序驅動的多路驅動型顯示方式是使用把電極順序驅動的多路驅動方法，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）是在每個像素上分別設置）是在每個像素上分別設置一個開關元件，進行選擇性的驅動矩陣中的各個像素，可以一個開關元件，進行選擇性的驅動矩陣中的各個像素，可以實現(xiàn)顯示畫面的高分辨率化和高畫質化實現(xiàn)顯示畫面的高分辨率化和高畫質化.有源驅動有源驅動(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的關系的關系,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的關系的關系.當當VgsVth時為斷開區(qū)時為斷開區(qū);當當VgsVth時為導通區(qū)時為導通區(qū).2、TFT的特性及功能信號線信號線掃描線掃描線GlassGateSiONxa-Si:HSiNxS/DITOPVXn+a-Si存儲電容存儲電容象素電極象素電極a-Si TFT3、TFT象素的基本結構象素的基本結構 CgdClcRlcCsCgsCdsCspVsVgVcomVpSummary柵電極引線信號引線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) 確認認柵柵引線線上是否有電壓電壓2) TFT打開開3) 確認數(shù)認數(shù)據(jù)引線線上是否有數(shù)數(shù)據(jù)信號電壓號電壓4) 液晶分子偏轉轉5) 屏屏幕顯顯示內(nèi)內(nèi)容改變變5、模塊驅動結構圖：幀反轉幀反轉行反轉行反轉列反轉列反轉點反轉點反轉 TFTLCD基本驅動方法 灰度驅動方法電壓振幅調(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模塊驅動電路構成圖 接口接口 標準數(shù)字信號、標準模擬信號接口和標準數(shù)字信號、標準模擬信號接口和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)驅動）

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

10、老化用的圖形。 灰度級電壓產(chǎn)生電路灰度級電壓產(chǎn)生電路 公共電極驅動電路（公共電極驅動電路（Vcom回路）回路） 數(shù)據(jù)驅動電路（數(shù)據(jù)驅動電路（XDRIVE） 數(shù)據(jù)線驅動電路由多個數(shù)據(jù)驅動數(shù)據(jù)線驅動電路由多個數(shù)據(jù)驅動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，輸出電壓偏差應在出電壓盡可能均勻，輸出電壓偏差應在20mV左右。其功能為左右。其功能為完成數(shù)據(jù)信號由串行并行的轉換和提供適當?shù)哪M電壓給數(shù)完成數(shù)據(jù)信號由串行并行的轉換和提供適當?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。 灰度級電壓產(chǎn)生電路將用于數(shù)據(jù)驅動輸出電壓，產(chǎn)生的灰度級電壓產(chǎn)生電路將用于數(shù)據(jù)驅動輸出電壓，產(chǎn)生的10 個左右灰度級電壓各自供給數(shù)據(jù)驅動個左右灰度級電壓各自供給數(shù)據(jù)驅動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（藍（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 灰度級主要有灰度級主要有8灰度、灰度、16灰度、灰度、64灰度和灰度和256灰度等?；叶鹊取?掃描驅動電路（掃描驅動電路（Y-DRIVE） 掃描驅動電路通常也是

12、由多個柵極驅動掃描驅動電路通常也是由多個柵極驅動IC串聯(lián)而組成。它串聯(lián)而組成。它的功能是產(chǎn)生掃描信號的功能是產(chǎn)生掃描信號,使每一掃描行依次導通。它主要由移使每一掃描行依次導通。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別能力的極限為人眼對顯示灰度的識別能力的極限為8比特，因此比特，因此256灰灰 度為顯示的最終目標度為顯示的最終目標 多路輸出化多路輸出化 VGA用驅動用驅動IC：384路（數(shù)據(jù)），路（數(shù)據(jù)），256路（柵）路（柵） 優(yōu)點：降低驅動優(yōu)點：降低驅動LSI成本，簡化連接工藝，縮短工時，成本，簡化連接工藝，縮短工時， 降低模塊成本降低模塊成本驅動電路的發(fā)展 6、EMI（Electro Magnetic Interference）考慮 CISPR（國際無線電公害特別委員會）標準（國際無線電公害特別委員會）標準 A級標準：產(chǎn)業(yè)設備，比級標準：產(chǎn)業(yè)設備，比B級低級低5db B級標準：情報設備，要求嚴格級標準：情報設備，要求嚴格 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 增加EMI濾波器如果兩個連續(xù)的數(shù)據(jù)字如果兩