平板顯示驅(qū)動(dòng)技術(shù)題目二

1、也占科技支擘Word資料.平板顯示驅(qū)動(dòng)技術(shù)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：題目二、TFTLCD驅(qū)動(dòng)技術(shù)1、要求1)查閱相關(guān)資料，基于交叉用擾、驅(qū)動(dòng)電壓、響應(yīng)時(shí)間、灰度控制和顯示 時(shí)序等參數(shù)，說(shuō)明TFTLCD的工作機(jī)理，并與PMLCD進(jìn)行對(duì)比。2) TFTLCD如何實(shí)現(xiàn)交流驅(qū)動(dòng)，并對(duì)比點(diǎn)、行、列和幀極性反轉(zhuǎn)對(duì)顯示質(zhì) 量的影響。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(gè)平行板電容器，通過(guò)嵌入在下玻璃基板上的TFT對(duì)這個(gè)電容器和內(nèi)置的 存儲(chǔ)電容充電，維持每幅圖像所需要的電壓直到下一幅畫(huà)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(dá)出

2、來(lái)，而要使白 色的背光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(gè)背光板，來(lái)提供一個(gè)高亮度，而且亮度 分布均勻的光源。LCD實(shí)際上是打開(kāi)來(lái)自其后面光源的光來(lái)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(lèi)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(gè)矩陣，在其交點(diǎn)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(jiàn)下圖。M向器Black m

3、diA蛾嗔基收布特電靠咬璃電機(jī)燈伸偏比板獷箭收燈管Dispia/ 創(chuàng)電tgd目PnSrTi sh>?e'5匚4亡啟偏圖14:TFT LCD的切面結(jié)構(gòu)圖Ppot«Hv« film Cwnmort eiearoat血涵其等效電路如圖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(chēng)柵極母線。而信號(hào)電極 Y等同一列中各TFT勺源極連在一起， 故列電極也稱(chēng)漏極母線。而TFT勺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(shí)間，還對(duì)液晶像素并聯(lián)上一個(gè)合適電容。提沖.網(wǎng)步電路液晶電容工圖1序TFT.LD?；致電路液晶顯示的原理基于液晶的透光率

4、隨其所施電壓大小而變化的特性。當(dāng)光通過(guò)上偏振片后，變成線性偏振光，偏振方向與偏振片振動(dòng)方向一致， 與上下玻璃 基板上面液晶分子排列順序一致。當(dāng)光通過(guò)液晶層時(shí)，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(dòng)方向發(fā)生變化。通過(guò)液晶層的光，則被逐漸扭曲。當(dāng)先達(dá)到下偏振片時(shí)，其光軸振動(dòng)方向被扭曲了90度，且與下偏振片的振動(dòng)方向保持一致。這樣，光線通過(guò)下偏振片形成亮場(chǎng)。加上電壓以后，液晶在電場(chǎng)作 用下取向，扭曲消失。這時(shí)，通過(guò)上偏振片的線性偏振光，在液晶層不再旋轉(zhuǎn)， 無(wú)法通過(guò)下偏振片而形成暗場(chǎng)?？梢?jiàn)液晶本身不發(fā)光，在外光源的調(diào)制

5、下，才能 顯示，在整個(gè)顯示過(guò)程中，液晶起到一個(gè)電壓控制的光閥作用。TFT-LCD的工作 原理則可簡(jiǎn)述為：當(dāng)柵極正向電壓大于施加電壓時(shí)， 漏源電極導(dǎo)通，當(dāng)柵極正向 電壓等于0或負(fù)電壓時(shí)，漏源電極斷開(kāi)。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(jiǎn)單工 作原理。交叉用擾效應(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(hào)時(shí)，未被尋址的像素通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的其他像素也能聯(lián)上信號(hào) 端，加上部分信號(hào)電壓，特別在像素本身無(wú)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(shí)，掃描

6、脈沖使該行上的全部 TFT1通。同時(shí)各列將信號(hào)電 壓施加到液晶像素上，即對(duì)并聯(lián)的電容器充電。這一行掃描過(guò)后，各TF說(shuō)于開(kāi)路狀態(tài)，不管以后列上信號(hào)如何變化，對(duì)未掃描行上的像素都無(wú)影響，即信號(hào)電 壓可在液晶像素上保持接近一幀時(shí)間，使占空比達(dá)到百分之百，而與掃描行數(shù)N無(wú)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(wèn)題。TFT-LCD屏與PMLCD屏最大的不同在于前者利用TFTR為開(kāi)關(guān)，將每一個(gè)液晶的 像素電極與其他的分開(kāi)，這就解決了 PMLCD的交叉串?dāng)_效應(yīng)，并且是普通TN型 的工作方式。驅(qū)動(dòng)電壓由于動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)采用了偏壓法，使輸出驅(qū)動(dòng)的脈沖序列有四種電壓變化形式，如表3-12所示，行驅(qū)動(dòng)

7、器是（VI、V5、V6和V2） 一組，列驅(qū)動(dòng)器是（V6、V4、V1和V3） 一組。并且行驅(qū)還伴有相位的偏移，因此在驅(qū)動(dòng)電路中就不能簡(jiǎn)單地采用異或門(mén)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(gè)，從 4 種電壓中選取1種電壓時(shí)，一般采取兩組開(kāi)關(guān)電路。動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)現(xiàn)可以等效為兩組“開(kāi)關(guān)”電路。如下圖所示。該圖是一個(gè) 液晶顯示列驅(qū)動(dòng)器原理圖。M為一個(gè)周期是2倍幀周期的方波；當(dāng)方波為高電平 時(shí)，V6、V4開(kāi)關(guān)接通，這組電壓接入供各列選用；當(dāng)方波為低電平時(shí)，通過(guò)非門(mén)使VI、V3開(kāi)關(guān)接通，該組電壓接入。達(dá)到每幀對(duì)液晶供電改變極性的目的輯。每根列引線，在掃描某一行時(shí)，是接選通電壓，還是接未選通電

8、壓，由顯示數(shù)據(jù) 信號(hào)，通過(guò)邏電路來(lái)控制，使連接在每一列上的兩個(gè)開(kāi)關(guān)中一個(gè)接通即可。 例如， 當(dāng)顯示數(shù)據(jù)為“1”時(shí)，則驅(qū)動(dòng)輸出接選擇電壓V1或V6;當(dāng)顯示數(shù)據(jù)為“0”時(shí)，則驅(qū) 動(dòng)輸出接未選擇電壓。V Vjoq-*Yl Vti 尸,=SMITCN SELECT CIRCUITv5 v4 _757-LftTCH 口打眸圈J-36 做優(yōu)星M驅(qū)刈電舒劑所陽(yáng)響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間定義如下：當(dāng)一個(gè)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(lì)狀態(tài)下，液晶分子迅速轉(zhuǎn)換到新的位置， 這一過(guò)程所用的時(shí) 間被稱(chēng)為上升時(shí)間段。當(dāng)一個(gè)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(guò)程稱(chēng)為下

9、降時(shí)間。整個(gè)響應(yīng)時(shí)間過(guò)程就是由上升時(shí)間加 上下降時(shí)間獲得的數(shù)值。響應(yīng)時(shí)間愈小愈好，它反應(yīng)了液晶顯示器各象素點(diǎn)對(duì)輸入信號(hào)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(shí)間越小則使用者在看運(yùn)動(dòng)畫(huà)面時(shí)不 會(huì)出現(xiàn)尾影拖拽的感覺(jué)。一般會(huì)將反應(yīng)速率分為兩個(gè)部份：Rising和Falling；而表示時(shí)以?xún)烧咧蜑闇?zhǔn)?；叶瓤刂苹叶仁菆D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(duì)比度，還要具有足夠的灰度等級(jí)。灰度等級(jí)也稱(chēng)灰階，其實(shí)就是亮度等級(jí)。PM-LCD在列驅(qū)動(dòng)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(dòng)器通常用于TFT單色或彩色液晶顯示器件的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。這

10、種灰度 的控制為驅(qū)動(dòng)輸出電平幅值的控制， 所以稱(chēng)之為灰度的幅值控制法。TFT-LCD的 TN模式可以通過(guò)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(duì)亮態(tài)與暗態(tài)進(jìn)行時(shí)間平均的方法顯示灰 度，這種方法稱(chēng)為幀頻控制法。2)同PM-LCD一樣，TFT-LCD屏需交流驅(qū)動(dòng)。如下圖所示，寫(xiě)入的電壓由于補(bǔ) 償電容Csffl像素等效電容CLC的作用，在撤銷(xiāo)寫(xiě)入后會(huì)自行保持一段時(shí)間，可以 設(shè)定保持半幀；下半幀時(shí)，改變一下輸入極性，即可以保證液晶處于交流驅(qū)動(dòng)狀o龍?zhí)栯姲鍒DTFT工作厚理H (b)-個(gè)"SI TFT展示弱元的等效電路圖中，口為補(bǔ)償悵容；Cc為像

11、素等效電容；R/為像素等效電阻；Cgs、CgH為1F1的松間電容；Ron. Roff為T(mén)FI的通斷電阻：¥口為柵極掃描電壓】Vm為源極信號(hào)電壓】Vcom為公共電極電壓.如像素電位的設(shè)置在剛開(kāi)始時(shí)是零電位。液晶要實(shí)現(xiàn)交流驅(qū)動(dòng)，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(dòng)電壓不能固定在某一個(gè)值不變，否則，時(shí)間久了，液晶分 子會(huì)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(dòng)電壓必須進(jìn)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(gè)是正極性，另一個(gè)是負(fù)極性。當(dāng)顯示電極的電壓高于 common（公共電極）電極電壓時(shí)，就稱(chēng)

12、為正極性；當(dāng)顯示電極的電壓低于common 電極電壓時(shí)，就稱(chēng)為負(fù)極性。不管是正極性或負(fù)極性，都會(huì)有一組相同亮度的灰 階，所以當(dāng)上下兩層玻璃的壓差絕對(duì)值是固定時(shí)， 所表現(xiàn)出來(lái)的灰階是一模一樣 的。不過(guò)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(gè)方向時(shí)所造成的特性破壞。常見(jiàn)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(diǎn)倒相方式.對(duì)于逐幀倒相方式，在同一幀中，整個(gè)畫(huà)面所有相鄰的點(diǎn)都擁有相同的極性， 而相鄰的幀 極性則不同；對(duì)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(duì)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K寸于逐點(diǎn)倒相方式，則是每個(gè)點(diǎn)與自己相鄰的上、下、左、右四個(gè)點(diǎn)，極性都是不 一樣。Frame V+l+土+十+Frame NFrtJW# .VRow inver卻onColimui uiveisionDoi uiveisionOlBESBlFrartrf JA-fBlRIGI 回 RG的RGBl£4:面板的各梗趣性燮按方式Delta inveisiciiFlicke現(xiàn)象是看液晶顯示器畫(huà)面時(shí)，會(huì)感覺(jué)畫(huà)面有閃爍的感覺(jué)。原