LCDLCM液晶顯示原理介紹

1、第二事業(yè)部硬件部 弋高飛LCM Basic 簡介目錄（Contents） 色彩學(xué) 液晶的基礎(chǔ)知識 LCM顯示原理 TFT-LCD Process LCM結(jié)構(gòu) TFT-LCD驅(qū)動原理色彩學(xué)色彩可以分為兩大類無彩色系和有彩色系。無彩色系是指白色、黑色和由白色黑色調(diào)合形成的各種深淺不同的灰色。無彩色按照一定的變化規(guī)律，可以排成一個系列，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（簡稱彩色系）彩色是指紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等顏色。不同明度和純度的紅橙黃綠青藍紫色調(diào)都

2、屬于有彩色系。有彩色是由光的波長和振幅決定的，波長決定色相，振幅決定色調(diào)。有彩色系的顏色具有三個基本特性：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：指混成的色彩既沒有提高，也沒有降低的色彩混合。主要有色盤旋轉(zhuǎn)混合和空間視覺混合。紅、綠、藍為原色光，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=紫紅，綠+藍=青，紅+綠+

3、藍=白LCD中用到減光混合和中性混合兩種。白色背光透過偏光片、液晶到達彩色濾光膜，變成R、G、B三基色，這是減光混合。通過R、G、B三個次畫素（sub pixel）混合為不同色彩，這是空間視覺混合，即中性混合。液晶的基本知識液晶：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液晶在電場中的特性液晶在電場中的特性液晶分子在電場中會向電場方向偏轉(zhuǎn)，電場電壓愈大，偏轉(zhuǎn)愈大 E1 E1E2EE2LCM顯示原理LCD CELL結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖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、各個方向都完全相同的均勻的光, 如果光波的電振動只限於某個確定的方向上,就成為偏振光.偏光片 ： 偏光片具有方向性,其有一個特別的方向指向,稱之為透過軸:與這個方向垂直的電振動被阻擋,與這個方向一致的電振動則可以自由通過. 自然光通過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、都類似，本頁及下頁流程僅供參考了解。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)動原理TFT-LCD的畫素的畫素 單色顯示器的黑白或是灰階一個畫素（pixel）一個次畫素（sub pixel）組成。 彩色顯示器的一個完整的畫素（Pixel）通常由三個，分別為紅，綠，藍三原色的次畫素組成。TFT-LCD驅(qū)動原理 條狀排列（stripe）最常見于OA的產(chǎn)品，就是我們常見的筆記本電腦或桌上型電腦等，因為軟件多半是視窗化的界面，熒幕內(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更筆直，而不會讓一條直線看起來有毛邊或是鋸齒狀的感覺。 三角形排列（delta），馬賽克排列（mosaic）用于AV產(chǎn)品。因為電視信號多半是人物和景色，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個點來當(dāng)作一個pixel，而是以4個點來當(dāng)作一個pixel。TFT-LCD驅(qū)動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TFT 與Clc 跟Cs所并聯(lián)的電容, 代表一個顯示的點. 而一個基本的顯示單元pixel,則需要三個這樣顯示的點, 分別來代表RGB 三原色. gate driver 所送出的波形, 依序?qū)⒚恳恍械腡FT 打開,

7、讓整排的source driver 同時將一整行的顯示點, 充電到各自所需的電壓. 當(dāng)這一行充好電時, gate driver 便將電壓關(guān)閉, 然后下一行的gate driver 便將電壓打開, 再由相同的一排source driver 對下一行的顯示點進行充電. 如此依序下去, 當(dāng)充好了最后一行的顯示點, 便又回過來從頭從第一行再開始充電.Clc是液晶電容，Cs為儲存電容。 TFT-LCD驅(qū)動原理電位保持和存儲電容電位保持和存儲電容在充放電完成以后，TFT關(guān)閉，所以畫素電壓要一直保持在所設(shè)定的電壓。但實際上，由于漏電流的影響，液晶電容上的電壓值會改變，所以增加一個儲存電容，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儲存電容架構(gòu)不同, 所形成不同驅(qū)動系統(tǒng)架構(gòu)的原理. 一般最常見的儲存電容架構(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存電容是利用gate走線或是common走線來完成的. TFT-LCD驅(qū)動原理驅(qū)動驅(qū)動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，讓顯示器發(fā)出正確的亮光TFT-LCD

9、驅(qū)動原理極性反轉(zhuǎn)極性反轉(zhuǎn)在不同的時間，以相反的方向的電場施加在液晶上，即稱為極性反轉(zhuǎn)。因為液晶分子在電場中的力矩與電場的平方成正比，所以電場極性的方向并不會影響力矩對液晶分子的作用。所以極性反轉(zhuǎn)的方式來驅(qū)動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）.可移動離子與直流殘留 TFT-LCD驅(qū)動原理Common電極的驅(qū)動電極的驅(qū)動這兩種不同的Common驅(qū)動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候, 顯示電極的最高電壓, 需要到達common電極電壓的兩倍以上. 而顯示電極電壓的提供, 則是來自于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)計制造來說, 需要越高電壓的工作范圍, 制程與電路的復(fù)雜度相對會提高, 成本也會因此而加高，而且耗電也會增加。 TFT-LCD驅(qū)動原理Common電極電壓補償電極電壓補償當(dāng)Frame N的gate走線打開時，會產(chǎn)生一個向上的feed through電壓到顯示電極

11、之上。不過此時由于gate走線打開的緣故，source driver會對顯示電極開始充電，因此即便一開始的電壓不對(因為feed through電壓的影響),source driver仍會將顯示電極充電到正確的電壓，影響便不會太大.但是如果當(dāng)gate走線關(guān)閉的時候，由于source driver已經(jīng)不再對顯示電極充電，所以gate driver關(guān)閉時的電壓壓降，便會經(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feed through的電壓壓降,而影響到灰階顯示的正確性。所以這個feed through電壓對于顯示畫面的灰階的影響，人眼是可以明確的感覺到它的存在的。所以用到Common電極電壓補償。 TFT-LCD驅(qū)動原理Gamma校正校正灰階一般會直接地認為以等間距的亮度來區(qū)分。但是由于人眼在比較黑暗的環(huán)境下，對亮度變