液晶顯示第三部分

1、液晶顯示第三部分十一. 液晶材料（1）對液晶材料的要求：對液晶材料的要求：（1） 在使用和存儲的溫度環(huán)境下都表現(xiàn)為液晶相；（2）具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、光化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性，使用壽命長；（3） 粘度低，具有優(yōu)良的響應(yīng)特性；（4） 介電各向異性大，適于低電壓工作； 對于TN型顯示器件： Vth（)-1/2 （5） 雙折射率的大小適合于顯示對比度的增加； （6） 彈性系數(shù)均衡，適合于多路傳輸驅(qū)動； 彈性模量均衡表示各種變形的應(yīng)變程度均衡，有利于電光特性曲線變陡，即有利于多路傳輸。 （7） 分子排列的有序度高，適合于提高顯示對比度。液晶顯示的特點：液晶顯示的特點： （1）液晶在直流電壓作用下會發(fā)生電

2、解作用，所以必須用交流驅(qū)動，并且限定交流成分中的直流分量不大于幾十毫伏； （2）由于液晶在電場作用下光學(xué)性能的改變是依靠液晶作為彈性連續(xù)體的彈性變形，響應(yīng)時間長，所以交變電壓的作用效果不取決于其峰值，在頻率小于103Hz情況下，液晶透光率的改變只與外加電壓的有效值有關(guān)； （3）液晶單元是容性負載，液晶的電阻在大多數(shù)情況下可以忽略不計，是無極性的，即正壓和負壓的作用效果是一樣的。十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（1）十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（2）7段電極的結(jié)構(gòu)矩陣電極結(jié)構(gòu)十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（2）矩陣圖形液晶顯示器件的電極排布矩陣圖形液晶顯示器件的電極排布十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動

3、技術(shù)（2）有源矩陣電極排布有源矩陣電極排布靜態(tài)驅(qū)動LCD電極結(jié)構(gòu)十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（3）液晶顯示的驅(qū)動方式液晶顯示的驅(qū)動方式: 靜態(tài)驅(qū)動,動態(tài)驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動波形矩陣動態(tài)驅(qū)動技術(shù)：矩陣動態(tài)驅(qū)動技術(shù)： 在X電極（掃描電極）上按時間順序施加上一串掃描脈沖電壓。與X電極同步，在Y電極上分別輸入選通電壓波形和非選通電壓波形，使該行上若干像素點被選通。十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（4）信號（列）電極掃描（行）電極占空比：占空比： 假設(shè)一幀的掃描行數(shù)為N，掃描一幀的時間為1，那么一行所占有的選通時間為一幀時間的1/N（占空比系數(shù)）。在同等電壓下，掃描行數(shù)的增多將使占空比下降，從而引起液晶像素上

4、的交變電場電壓的有效值下降，降低了顯示質(zhì)量。十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（5）交叉效應(yīng)交叉效應(yīng) 在動態(tài)驅(qū)動方式下，某一液晶像素(選擇點)呈顯示效果是由施加在行電極上的選擇電壓與施加在列電極上的選擇電壓的合成來實現(xiàn)的。 與該像素不在同一行和同一列的像素(非選點)都處在非選狀態(tài)下，與該像素在同一行或同一列的像素均有選擇電壓加入，稱之為半選擇點。該點的電場電壓處于液晶的閾值電壓附近時，屏上將出現(xiàn)不應(yīng)有的半顯示現(xiàn)象，使得顯示對比度下降，這種現(xiàn)象叫做“交叉效應(yīng)”。十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（5） 假定所有像素開始時都處于暗態(tài)(不透明)。先在電極X1上加電壓Va，并讓Y1電極接地，而讓其它電極開路。

5、 當外加電壓Va足夠高時，像素P12、P2l和P22上也會有Va/3電壓，所以這些像素也會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱翍B(tài)。隨著行、列電極數(shù)日的增大，交叉效應(yīng)的程度會加劇。十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（6）22矩陣液晶顯示屏及其等效電路交叉效應(yīng)的主要原因交叉效應(yīng)的主要原因: : （1）液晶器件具有雙向(通導(dǎo))特征，外加電壓只根據(jù)阻抗大小來分配電壓。（2）電光特性不陡。十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（7）矩陣液晶顯示屏及其等效電路X掃描電極Y信號電極十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（7）電壓分布電壓分布注注: (i,j): (i,j)為全選單元，為全選單元， (i,l) (i,l) 和和(k,j)(k,j)為半選

6、單元，為半選單元， (l,k)(l,k)為非選單元。為非選單元。 選擇點半選擇點非選擇點電壓V0N=8V07/9V01/9V0N=V0V00011VNN011VN 逐行掃描左明右暗畫面的電壓分布逐行掃描左明右暗畫面的電壓分布即使N不是很大，選擇點與半選擇點電壓也幾乎是相等了。 以上假定全部非選擇行和列為開路，實際中非選擇電極接地或為零伏，這種情況下在未選擇電極之間也會有電壓，其大小是選擇電極間所施加電壓V0的1/2。十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（8）抑制交叉效應(yīng)的措施抑制交叉效應(yīng)的措施: : 在非選擇點上施加適當電壓，達到提高非選擇點的電壓，降低半選擇點的電壓，則結(jié)果是拉開了選擇點與半選擇點

7、間的電壓差，而同時又縮小了半選擇點與非選擇點間的電壓差。交叉效應(yīng)的主要表現(xiàn)：交叉效應(yīng)的主要表現(xiàn)：（1）選擇點與半選擇點電壓接近，當外加電壓超過Vth后，半選擇點也會逐漸呈顯示狀態(tài)，使對比度下降；（2）半選擇點與非選擇點上電壓不一樣，如果它們由于交叉效應(yīng)而變明（或變暗）狀態(tài)不一樣，則造成圖面不均勻。 十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（9）平均電壓法平均電壓法原理：把半選擇點上的電壓和非選擇點上的電壓平均化。各電極上施加的電壓：各電極上施加的電壓： X電極（選通）施加電壓V1， X電極（非選通）施加電壓0V， Y電極（選通）施加電壓V2， Y電極（非選通）施加電壓1/aV1 。各類像素上的電壓：各類

8、像素上的電壓： 選擇點（1,2）： V1+ V2 ， 半選擇點（1,1）、（1,3）、（1,4） ： (1- 1/a)V1 ， （2,2）、（3,2）、（4,2）：V2 非選擇點： 1/aV1 。十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（10）十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（10）設(shè)加在選擇點的總電壓V0=V1+V2，令非選擇單點電壓于半選擇電壓絕對值相等，即121VaV 則020111,1VaVVaaV令1 ab則02011,1VbVVbbV各類像素上的電壓：各類像素上的電壓： 選擇點（1,2）： V0 ， 半選擇點（1,1）、（1,3）、（1,4） ： (b- 2/b)V0， （2,2）、（3,2）

9、、（4,2）：1/b V0 非選擇點： -1/bV0 。十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（10）不同b值時平均電壓各點上的電壓值b值選擇點電壓半選擇點電壓非選擇點電壓2V01/2 V0，0-1/2 V04V01/4 V0，1/2 V0-1/4 V05V01/5 V0，3/5 V0-1/5 V013V01/13 V0，11/13V0-1/13 V0注：V0=V1+V2 最佳偏壓法最佳偏壓法 由于液晶顯示器在電場作用下的響應(yīng)時間總是大于每行的作用時間，并且經(jīng)常大于一幀時間，所以要使液晶顯示需要數(shù)幀電壓作用的積累，電壓的作用不取決于電壓的瞬時值，而是在數(shù)幀時間的有效值。 如要知道液晶顯示器的對比度，就

10、要求出某像素點作為全選擇點的電壓有效值和作為非選擇點電壓的有效值，它們的比正比于選通狀態(tài)下的透過率。十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（11） 作為全選擇點時，在一幀時間內(nèi)，只有一行的時間施加的電壓為V0，其余N-1行時間內(nèi)施加的電壓為- V0/b，所以作為全選擇點的均方電壓為： ) 1(1)() 1(1222020202NbbVNbVNVNVon十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（11） 作為非選擇點時，在一幀時間內(nèi)，總有一行的時間處于半選擇點，施加的電壓為（b-2）V0/b，其余N-1行時間內(nèi)施加的電壓為- V0/b，所以：) 1)2(1)() 1()2(12220202022bNbVNbVNVb

11、bNVoff為了減小交叉效應(yīng)，獲得良好對比度的圖象，必須 thoffsatonVVVV,定義一個表示工作電壓范圍的裕度：) 1()2() 1(22NbNbVVoffon十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（12）因為行數(shù)N已給定，必有一個b值使= max。由b=0可求得： 1Nb這時，11maxNN所以，對于每一個最佳偏壓比，使 值為最大。offonVV/十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（13）十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（14）max與N的關(guān)系閾值陡度P： thsatVVP/因為P，液晶屏掃描電極數(shù)目N由下式限制：222max)11(PPN TN型器件的P為1.2-1.5，可驅(qū)動3-8路； STN

12、型器件的P1.05，最大可驅(qū)動的路數(shù)為256。十二. 液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)（15）十三. 提高大容量液晶顯示器件圖象質(zhì)量的方法（1）分割矩陣法：十三. 提高大容量液晶顯示器件圖象質(zhì)量的方法（2）多重矩陣法：1 1空間灰度調(diào)制空間灰度調(diào)制 將一個像素劃分為若干個單獨可控的“子像素”，控制子像素被選通數(shù)量，便可實現(xiàn)灰度顯示。這種方法是不需要特殊的驅(qū)動、控制技巧，但是有很大的缺點：（1）不可能將一個像素分割成很多個子像素，因此不可能產(chǎn)生很多的灰度級；（2）增加了微細加工的成本，或者以犧牲分辨率為代價；（3）增加驅(qū)動、控制電路數(shù)量。十四. 液晶顯示器件的灰度顯示（1）2 2時間灰度調(diào)制時間灰度調(diào)制 在一個時間單位內(nèi)，控制顯示選通、截止的時間長短，從而實現(xiàn)灰度顯示。（1 1） 幀灰度調(diào)制幀灰度調(diào)制 以數(shù)幀為一時間單元，控制顯示像素選通的幀數(shù)，即可實現(xiàn)灰度調(diào)制。例如取4幀為一時間單位，從全部選通到全部不選通可