2023 01月31日
作者: 小白哥
  • 浏览: 278
  • 收藏:0
  • 点赞:1
液晶显示简介

液晶显示驱动方式有许多种,常用于液晶显示器件上的驱动方法有静态驱动和动态驱动两种,具体分类见下图。TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管) LCD结构属于有源矩阵驱动方式。

1.png

从电子学角度简述液晶显示的工作原理为:将外电场(也可以是光、热)作用于初始排列的液晶分子上面,依靠液晶分子的各相异性和偶极矩的特点,使液晶分子的初始排列发生改变,调制通过液晶器件的外界光,使液晶器件发生明与暗、透过与不透过和变色的效果,达到显示的目的。即就是用来调整施加在液晶显示器件电极上面的电压信号的相位、峰值、频率等,建立驱动电场,以实现液晶显示器件的显示效果。

在电驱动方式下,当外加电场强度大于液晶的阈值电压时,像素产生光电效应,呈显示态。当电场小于液晶的阈值电压时,像素不产生光电效应,呈不显示态;当在阈值电压附近时,液晶将呈现较弱的光电效应,将会影响液晶显示器的显示对比度。

1.液晶显示驱动特点

(1) 液晶在直流电压作用下会发生电解作用,而且易老化,所以必须用交流驱动,并且限制交流分量中的直流分量不大于几十毫伏。

(2) 由于液晶在电场作用下光学性能的改变是依靠液晶作为弹性连续体的弹性变形,响应时间长,所以交变驱动电压的作用效果不取决于其峰值,在频率小于1000Hz情况下,液晶的透光率的改变只与外加电压的有效值有关。

(3) 液晶单元是容性负载,液晶的电阻在大多数情况下可以忽略不计,是无极性的,即正电压和负电压作用效果是一样的。

2.液晶显示器件基本结构特性

典型液晶显示器件构成如下图所示,由偏光板、偏光片、前后玻璃基板、液晶显示屏、发光二极管等构成,其基本结构呈平板型,属于平板显示器件。

2.png

液晶显示器件有3大基本部件,即玻璃基板、液晶材料和偏光片。

1) 玻璃基板

玻璃基板是表面极其平整,在其表面蒸镀In2O3或SnO2 (ITO)透明的导电层,通过光刻加工形成透明的由像素图形和外引线图形组成的导电图形。玻璃基板外引线需要通过导电橡胶进行连接,传统焊锡方式无法实现。玻璃基板生产存储过程中需要避免腐蚀、割断或划伤等损害,相关损害会导致显示器件永久性损伤。

2) 液晶材料

液晶材料是实现显示功能的元素,是液晶显示器件的主要部分。液晶材料一般由不同种类单体液晶材料混合,根据使用器件功能不同,对其进行配比。每种单体液晶材料有其固定的清亮点温度TL和结晶温度TS。因此必须要求每一种LCD显示屏在使用或保存在TS~TL之间的一定的温度范围之内,如果使用或者保存的温度太过于低,结晶就会破坏掉LCD显示屏的定向层;而温度如果过高,液晶将会失去液晶态,那么也就失去了LCD显示屏的所有功能。

3) 偏光片

偏光片是由塑料薄膜材料制成。偏光片上涂有光学压敏胶,通过其粘着在液晶盒表面。偏光片性质会随温度、湿度变化,高温高湿下存储偏光片会导致偏光片退偏振或者偏光片起泡无法附着在液晶盒表面。

3.有源矩阵驱动技术

3.1 TFT元件特性与结构

在TFT LCD中,TFT的功能就是电气开关。TFT元件如下图所示。它是三端器件,一般在玻璃基板上设有半导体层,在其两端有与之相连的源极和漏极,并通过栅极绝缘膜与半导体层相对放置。利用施加于栅极的电压来控制源、漏电极之间的电流。

1.png

TFT器件和MOS器件的工作原理一致,唯一的区别在于MOS器件的半导体材料是单晶体材料,TFT的半导体材料是薄膜材料。

3.2 TFT LCD显示原理

液晶显示器彩色化的关键元件是彩色滤光片,高灰阶液晶显示器透光彩色滤光片后可以使显示达到全彩色化。彩色滤光片通过不同滤光片对光进行过滤,从而产生红绿蓝三原色光,通过不同强弱比例混合三原色光,配置出彩色,继而液晶显示屏可以显示出全彩色。下图为彩色滤光片示意图。

2.png

彩色滤光片基本结构是在玻璃基板上放置防反射的黑色遮光层,在黑色遮光层基础上一次制作透光的红、绿、蓝三原色的彩色滤光膜层,可以根据不同液晶显示器件功能对滤光层色泽配比、尺寸及形状进行定制,在彩色滤光层上镀有透明导电膜ITO层,如下图所示为彩色滤光片结构示意图。

3.png

下图为液晶亮度变化原理。在背光源前段放置垂直偏光板,这样将只能让垂直光线透过。在液晶前后端各放置一块玻璃电极,并在电极上施加电路开关,当电路接通后,液晶在电作用下,由垂直方向偏转为水平方向,由此将垂直光线转为水平方向。在显示屏末端放置水平偏光板,可以让已经从垂直方向转变为水平方向的光通过从而显现,而由原始光源发出的垂直光将被阻挡。

4.png

下图为薄膜晶体管结构示意图。

5.png

可以将液晶视作一个电容,薄膜晶体管组件视作一个开关,通过开启/关闭开关,更新或者保持电容储存的电压值。开关开启时将信号写入液晶电容,不需要对液晶电容进行擦写时关闭开关,从而防止液晶电容泄露信息,下图为薄膜晶体管组件结构示意图。

6.png

薄膜晶体管式液晶显示屏不具备自发光性质,需要利用如发光二极管等外部光源为液晶面板提供均匀、高亮度的光源。外加光源会影响液晶显示器的均匀度、亮度和色度。例如采用发光二极管作为外加光源,发光二极管本身的白光色度会影响显示屏的色域和色度。

液晶显示屏显示无法在同一瞬间点亮所有液晶,这样需要强大的电源控制芯片,一般显示时是逐层开启液晶,开启第一行,其余关闭;接着关闭第一行,此时电压已经固定,所以显示颜色也已固定。接着开启第二行,其余仍保持关闭。依此类推,可完成整个画面的显示。下图为示意图。

7.png



  

发表评论

评论列表


没有评论

筛选

文章分类

热门文章

企业招聘网址

2023-12-07  浏览:2948次

BC1.2协议介绍

2023-06-14  浏览:2848次

USB2.0速度识别

2023-10-23  浏览:1294次