平板顯示驅(qū)動技術(shù)題目二

1、平板顯示驅(qū)動技術(shù)報告學(xué)生姓名：學(xué) 號：題目二、TFTLCtB動技術(shù)1、要求1) 查閱相關(guān)資料，基于交叉串?dāng)_、驅(qū)動電壓、響應(yīng)時間、灰度控制和顯示 時序等參數(shù)，說明TFTLCD勺工作機理，并與PMLCD進行對比。2) TFTLCD如何實現(xiàn)交流驅(qū)動，并對比點、行、列和幀極性反轉(zhuǎn)對顯示質(zhì) 量勺影響。1)從TFT-LCD的切面結(jié)構(gòu)圖可以看到LCD是由二層玻璃基板夾住液晶組成的， 形成一個平行板電容器，通過嵌入在下玻璃基板上的TFT對這個電容器和內(nèi)置的 存儲電容充電，維持每幅圖像所需要的電壓直到下一幅畫面更新。液晶的彩色都 是透明的必須給LCD襯以白色的背光板上才能將五顏六色表達出來， 而要使白色 的背光

2、板有反射就需要在四周加上白色燈光。因此在TFT-LCD的底部都組合了燈 具，如CCFL或 LED TFT-LCD需要背光，由于LCD面板本身并不發(fā)光，因此需要 背光，液晶顯示器就必須加上一個背光板，來提供一個高亮度，而且亮度分布均 勻的光源。LCD實際上是打開來自其后面光源的光來表現(xiàn)其色彩的。目前的常用 背光源是CCFL或 LED同一般液晶顯示器件類似，TFT液晶顯示器件也是在兩塊 玻璃之間封入液晶。但是玻璃基板則與普通液晶顯示器不一樣， 在下基板上要光 刻出行掃描線和列尋址線，構(gòu)成一個矩陣，在其交點上制作出TFT有源器件和像 素電極，液晶顯示屏的結(jié)構(gòu)見下圖 。-土 圖14:TFT LCD的切

3、面結(jié)構(gòu)圖Otspiay GiecTodePrism s盹e!spacer甘 Jt#i其等效電路如圖4-8所示。同一行中與各像TFT素串聯(lián)的的柵極是連在一起 的，故行電極X也稱柵極母線。而信號電極Y將同一列中各TFT的源極連在一起， 故列電極也稱漏極母線。而TFT的漏極則與液晶的像素電極相連。為了增加液晶 像素的弛豫時間，還對液晶像素并聯(lián)上一個合適電容。毎沖.同歩電路OY1y2¥mXJL十X411為1I -JH電羿1召*測線hfl J-K TFRLD鴿效電路液晶顯示的原理基于液晶的透光率隨其所施電壓大小而變化的特性。當(dāng)光通過上偏振片后，變成線性偏振光，偏振方向與偏振片振動方向一致， 與

4、上下玻璃 基板上面液晶分子排列順序一致。當(dāng)光通過液晶層時，由于受液晶折射，線性偏 振光被分解為兩束光。又由于這兩束光傳播速度不同（相位相同），因而當(dāng)兩束 光合成后，必然使振光的振動方向發(fā)生變化。通過液晶層的光，則被逐漸扭曲。 當(dāng)光達到下偏振片時，其光軸振動方向被扭曲了90度，且與下偏振片的振動方向保持一致。這樣，光線通過下偏振片形成亮場。加上電壓以后，液晶在電場作 用下取向，扭曲消失。這時，通過上偏振片的線性偏振光，在液晶層不再旋轉(zhuǎn)， 無法通過下偏振片而形成暗場?？梢娨壕П旧聿话l(fā)光，在外光源的調(diào)制下，才能 顯示，在整個顯示過程中，液晶起到一個電壓控制的光閥作用。TFT-LCD的工作原理則可簡述

5、為：當(dāng)柵極正向電壓大于施加電壓時， 漏源電極導(dǎo)通，當(dāng)柵極正向 電壓等于0或負電壓時，漏源電極斷開。漏電極與ITO象素電極連結(jié)，源電極與 源線（列電極）連結(jié)，柵極與柵線（行電極）連結(jié)。這就是 TFT-LCD的簡單工作 原理。交叉串?dāng)_效應(yīng)采用矩陣結(jié)構(gòu)的顯示器件，由于許多發(fā)光像素都與同一根電極線相連，當(dāng)被 尋址的像素上加有信號時， 未被尋址的像素通過網(wǎng)絡(luò)上的其他像素也能聯(lián)上信號 端，加上部分信號電壓， 特別在像素本身無極性的情況更如此， 這樣未被尋址的 像素也能發(fā)光，產(chǎn)生了交叉效應(yīng)。當(dāng)掃描到某一行時，掃描脈沖使該行上的全部 TFT導(dǎo)通。同時各列將信號電 壓施加到液晶像素上，即對并聯(lián)的電容器充電。這一

6、行掃描過后，各TFT處于開路狀態(tài)， 不管以后列上信號如何變化， 對未掃描行上的像素都無影響， 即信號電 壓可在液晶像素上保持接近一幀時間，使占空比達到百分之百，而與掃描行數(shù) N 無關(guān)，這樣就解決了普通矩陣中交叉效應(yīng)與占空比隨N增加而變小的問題。TFT-LC屏與PMLC屏最大的不同在于前者利用TFT最為開關(guān)，將每一個液晶的像 素電極與其他的分開，這就解決了 PMLC的交叉串?dāng)_效應(yīng)，并且是普通TN型的工 作方式。驅(qū)動電壓 由于動態(tài)驅(qū)動采用了偏壓法，使輸出驅(qū)動的脈沖序列有四種電壓變化形式， 如表3-12所示，行驅(qū)動器是（VI、V5 V6和V2） 組，列驅(qū)動器是（V6、V4 V1 和V3） 組。并且行

7、驅(qū)還伴有相位的偏移，因此在驅(qū)動電路中就不能簡單地采用 異或門電路。當(dāng)某一瞬間，加在液晶象素上的電壓只能是其中的一個，從 4種電 壓中選取 1種電壓時，一般采取兩組開關(guān)電路。動態(tài)驅(qū)動電路的實現(xiàn)可以等效為兩組“開關(guān)”電路。如下圖所示。該圖是一 個液晶顯示列驅(qū)動器原理圖。M為一個周期是2倍幀周期的方波；當(dāng)方波為高電平 時，V6 V4開關(guān)接通，這組電壓接入供各列選用；當(dāng)方波為低電平時，通過非門 使VI、V3開關(guān)接通，該組電壓接入。達到每幀對液晶供電改變極性的目的輯。每 根列引線，在掃描某一行時，是接選通電壓，還是接未選通電壓，由顯示數(shù)據(jù)信 號，通過邏電路來控制，使連接在每一列上的兩個開關(guān)中一個接通即可

8、。例如， 當(dāng)顯示數(shù)據(jù)為“ T時，則驅(qū)動輸出接選擇電壓 V1或V6;當(dāng)顯示數(shù)據(jù)為“ 0”時， 則驅(qū)動輸出接未選擇電壓。|和-弘 池歸聶心他叨屯珀制Hi圖響應(yīng)時間響應(yīng)時間定義如下：當(dāng)一個像素電從白色轉(zhuǎn)為黑色，電極電壓從0變?yōu)樽畲?值，即最大電壓激勵狀態(tài)下，液晶分子迅速轉(zhuǎn)換到新的位置，這一過程所用的時 間被稱為上升時間段。當(dāng)一個像素由黑轉(zhuǎn)白，像素所加電壓切斷，液晶分子迅速 回到加電前位置，這一過程稱為下降時間。整個響應(yīng)時間過程就是由上升時間加 上下降時間獲得的數(shù)值。響應(yīng)時間愈小愈好，它反應(yīng)了液晶顯示器各象素點對輸入信號反應(yīng)的速度， 即pixel由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的速度。響應(yīng)時間越小則使用者在看運動畫

9、面時不 會出現(xiàn)尾影拖拽的感覺。一般會將反應(yīng)速率分為兩個部份：Rising和Falling ；而表示時以兩者之和為準(zhǔn)。灰度控制灰度是圖像從亮到暗之間的層次。要顯示一幅高質(zhì)量的圖像，除了高亮度和 高對比度，還要具有足夠的灰度等級。灰度等級也稱灰階，其實就是亮度等級。 PM-LCD在列驅(qū)動器中加入灰度控制電路是液晶產(chǎn)生灰度變化。這種灰度控制的 液晶顯示驅(qū)動器通常用于TFT單色或彩色液晶顯示器件的驅(qū)動系統(tǒng)中。這種灰度 的控制為驅(qū)動輸出電平幅值的控制，所以稱之為灰度的幅值控制法。TFT-LCD的TN模式可以通過調(diào)節(jié)電壓的大小，顯示介于亮態(tài)和暗態(tài)之間的灰度。在STN模式中一般提供反復(fù)顯示亮態(tài)與暗態(tài)，對亮態(tài)

10、與暗態(tài)進行時間平均的方法顯示灰度， 這種方法稱為幀頻控制法。同PM-LC一樣，TFT-LCD屏需交流驅(qū)動。如下圖所示，寫入的電壓由于補償 電容Cs和像素等效電容CLC勺作用，在撤銷寫入后會自行保持一段時間，可以設(shè) 定保持半幀；下半幀時，改變一下輸入極性，即可以保證液晶處于交流驅(qū)動狀態(tài)。兮栽電軽VslftVcuiHS (a) TFT工作甌理割一令濟創(chuàng)TFT戛小單元的導(dǎo)效電路圖中z C雷為補體電容；<?馳為像索等效電容；為穩(wěn)素等效電阻；13為TF丁的帳也沖容；RofT為TF I的誦斷申RGRon<1.47xl(Q, Rn<TM+號 1斛】狂 科£為4#極掃描電壓琴Vhi

11、E為源板信號電壓工¥cmn為公技電極電壓.如像素電位的設(shè)置在剛開始時是零電位。液晶要實現(xiàn)交流驅(qū)動，以后索要 設(shè)定的電位，其極性與前一次相反的。液晶分子的驅(qū)動電壓不能固定在某一個值不變，否則，時間久了，液晶分 子會發(fā)生極化現(xiàn)象，從而逐漸失去旋光特性。因此，為了避免液晶分子的特性遭 到破壞，液晶分子的驅(qū)動電壓必須進行極性變換， 這就需要將液晶顯示屏內(nèi)的顯 示電壓分成兩種極性，一個是正極性，另一個是負極性。當(dāng)顯示電極的電壓高于 common公共電極)電極電壓時，就稱為正極性；當(dāng)顯示電極的電壓低于commo電 極電壓時，就稱為負極性。不管是正極性或負極性，都會有一組相同亮度的灰階， 所以當(dāng)上

12、下兩層玻璃的壓差絕對值是固定時，所表現(xiàn)出來的灰階是一模一樣的。 不過這兩種情況下，液晶分子的轉(zhuǎn)向卻完全相反，也就可以避免上述當(dāng)液晶分子 轉(zhuǎn)向一直固定在一個方向時所造成的特性破壞。常見的極性變換方式有四種，即逐幀倒相方式、逐行倒相方式、逐列倒相方式和逐點倒相方式對于逐幀倒相方 式,在同一幀中，整個畫面所有相鄰的點都擁有相同的極性，而相鄰的幀極性則不同；對于逐行倒相方式，在同一行上擁有相同的極性，而相臨的行極性不同；對于逐列倒相方式，在同一列上擁有相同的極性，而相鄰的列極性不同；對于逐點倒相方式，貝U是每個點與自己相鄰的上、下、左、右四個點，極性都是不一樣。FramtNFrame N+l+十+.+一+Cohuiin ujLveisioiiDot nifeision rattt NG|Bj -EEfflFravtf M+ISM：面板的各種極性變換方式Delta inversionFlicker現(xiàn)象是看液晶顯示器畫面時，會感覺畫面有閃爍的感覺。原因是顯 示的畫面灰階在每次更新畫面時，會有輕微擾動，讓人眼感覺到畫面在閃爍。 Crosstalk現(xiàn)象指的是相鄰像素之