LCDTV基础知识ppt课件

1、 液晶显示器件具有很多独到的优良特性,如: 低压、微功耗, 显示信息量大,长寿命, 无辐射,无污染等等, 液晶显示器件的这些优良特性决议了它在各类显示器件中的位置。 随着薄膜晶体管Thin Film Transistor, TFT阵列驱动液晶显示技术的飞速开展, TFT-LCD成为21世纪最有开展出路的显示技术之一。一、液晶的根本知识二、液晶屏的构造与显像原理三、LCD TV 的信号处置流程四、LCD TV的特点 液晶最早是奥地利植物学家莱尼茨尔F.Reinitzer)于1888 年发现的,他在测定有机物的熔点时，发现某些有机物胆甾醇的苯甲酸脂和醋酸脂熔化后会阅历一个不透明的呈白色浑浊液体形状

2、，并发出多彩而美丽的珍珠光泽，只需继续加热到某一温度才会变成透明清亮的液体。 第二年，德国物理学家莱曼O.Lehmann)发现，这类白而浑浊的液体外观上虽然属于液体，但却显示出各向异性晶体特有的双折射性。于是莱曼将其命名为“液态晶体，这就是“液晶称号的由来。一、液晶的根本知识一、液晶的根本知识 液晶是一种介于固体与液体之间，具有规那么性分子陈列的有机化合物。 随着人们对液晶的逐渐了解，发现液晶物质根本上都是有机化合物，现有的有机化合物中每200 种中就有一种具有液晶相。 构成液晶物质的分子，大体上呈细长棒状或扁平片状，并且在每种液晶相中构成特殊陈列。由杆形分子构成的液晶，其液晶相共有三大类：近

3、晶相Smectic liquid crystals、向列相Nematic liquid crystals和胆甾相Cholesteric liquid crystals。 Smectic 由希腊语而来，是肥皂状之意，因这种类型的液晶在浓肥皂水溶液中，都显示特有的偏光显微镜像，因此也被命名为皂相。分子分层陈列，有同一方向，比较接近晶体，故译近晶相。 Nematic也是由希腊语而来，是丝状之意，因这种液晶的薄层在偏光显微镜下察看时，呈现丝状型织构，故亦称之为丝相。分子位置杂乱，但方向大致一致，故译向列相。 胆甾相液晶那么是由于此种液晶最早是从胆甾醇类物质中发现的，故称之为胆甾相。 向列相分子指向矢的

4、有序陈列，却使向列相物质的光学与电学性质，即折射系数与介电常数，沿着及垂直于这个有序陈列的方向而不同。正是由于向列相液晶在光学上显示正的双折射性的单轴性与电学上的介电常数各向异性，使得用电来控制光学性能，或液晶显示成为了能够。 此外，与近晶相液晶相比，向列相液晶各个分子容易顺着长轴方向自在挪动，因此向列液晶富于流动性，粘度小，现实上不少向列相液晶的粘滞系数只是水的粘滞系数的数倍。 向列相液晶分子的陈列和运动比较自在，对外界作用相当敏感，因此运用广泛。目前液晶显示器所用的液晶资料均属向列相液晶资料。BACKTop Chassis前金前金属属底底盘盘Panel-Assy显显示示屏组屏组件件Mold

5、 Frame铸铸型框架型框架Sheets薄薄片片RGBDiffuser分散分散体体(液晶体液晶体)Side Mold 边边上上铸铸型型框架框架Lamp灯灯Reflector反射反射层层Bottom Chassis 后底后底盘盘Inverter直流交流直流交流逆逆变变器器PCB-Control控制板控制板平行时透光 液晶上下两层玻璃主要是用来夹住液晶，这两片玻璃在接触液晶的那一面并不是光滑的，而是有锯齿状的沟槽。这个沟槽的主要目的是希望长棒状的液晶分子沿着沟槽陈列，如此一来，液晶分子的陈列才会整齐。由于假设是光滑的平面，液晶分子的陈列便会不整齐，呵斥光线的散射，构成漏光的景象。 在实践的制造过程

6、中，并无法将玻璃做成如此的槽状分布，普通会先在玻璃外表涂布一层PI (polyimide,聚酰亚胺)，再用布做磨擦(rubbing)的动作，好让PI 的外表分子不再杂散分布，按照固定而均一的方向陈列,而这一层PI 就叫做配向膜(alignment film).+在上下两层玻璃间, 夹着液晶, 便会构成平行板电容器, 我们称之为CLC(capacitor of liquid crystal). 它的大小约为0.1pF, 但是实践运用上, 这个电容并无法将电压坚持到下一次再更新画面数据的时候. 也就是说当TFT 对这个电容充好电时, 它并无法将电压坚持住, 直到下一次TFT 再对此点充电的时候.(

7、以普通60Hz 的画面更新频率,需求坚持约16ms 的时间.) 这样一来, 电压有了变化, 所显示的灰阶就会不正确.因此普通在面板的设计上, 会再加一个储存电容CS(storage capacitor 大约为0.5pF), 以便让充好电的电压能坚持到下一次更新画面的时候. 不过正确的来说,制在玻璃上的TFT 本身,只是一个运用晶体控制造的开关。它主要的任务是决议LCD source driver 上的电压是不是要充到这个点来, 至于这个点要充到多高的电压, 以便显示出怎样的灰阶, 都是由外面的LCD source driver 来决议的.Data LinePixelElectrodeCommo

8、nElecrodeColor FilterBlack MatrixGate LineCsClcTFTStorageElecrodeClc绝缘层绝缘层(Si3N4)栅极(Mo-Ta合金)活性半导体层Si源极(Al)漏极(Al)TFT在LCD的运用上可将其视为一开关.透明电极(ITO)RGB1 DotGate Line彩色滤光片(color filter, CF)PixelData LineBM(Black Matrix)常見的彩色滤光片的陈列CCFL 冷冷阴极荧阴极荧光灯光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp)Reflector反射体反射体 Diffuser分散体分散体

9、 液晶显示器本身仅能控制光线经过的亮度，本身并无发光的功能.Reference：Harison +1.高电压电极激发电子+2.电子撞击Ne and Ar ，吸收能量(升温)+3.高能量的Ne and Ar 释放能量，撞击Hg 吸收能量+4.Hg释放UV =253.7nm，撞击荧光粉+5.由荧光粉发出可见光(R、G、B)eNe & ArHgPhosphorUV 升温升温R、G、B19”23”26”32”40”Lamp6 U-Lamp6 U-Lamp8 U-Lamp16 Lamp20 LampInput Voltage24V24V24V24V24VOutput Current 4.5/ /

10、6.54.0/ /7.04.5/5.5/6.54.0/5.5/7.04.0/5.5/7.0PWM Dimming30%30%30%30%30%Analog DimmingOOOOOPWM Frequency170Hz170Hz170Hz170Hz170HzLamp Frequency60KHz60KHz60KHz60KHz60KHzPowerConsumption50W70W80W110W180W 液晶显示器中有一个很重要的规格就是亮度, 而决议亮度最重要的要素就是开口率. 开口率是什么呢? 简单的来说就是光线能透过的有效区域与全部面积比例.假设各个零件的穿透率如以下所示:偏光板: 50%(由

11、于其只准许一方向的极化光波经过)玻璃:95%(需求计算上下两片)液晶:95%面板开口率:50%(有效透光区域只需一半)彩色滤光片:27%(假设材质本身的穿透率为80%,80%*33%=27%) 以上述的穿透率来计算, 从背光板出发的光线只会剩下6%,真实是少的可怜.这也是为什么在TFT-LCD 的设计中, 要尽量提高开口率的缘由.PixelStorage Cap.Gn-1GnV1+Gn+125V-5V-5VOnOnOnOffOffOffOffOffOffV2-V3+V1+V2-V3+Line by Line AddressingGate SignalData Signal 由于液晶分子还有一种

12、特性，就是不可以不断固定在某一个电压不变，否那么时间久了，即使将电压取消掉，液晶分子会由于特性的破坏而无法再因电场的变化来转动，以构成不同的灰阶。所以每隔一段时间，就必需将电压恢复原状，以防止液晶分子的特性遭到破坏。 但是假设画面不断不动，也就是说画面不断显示同一个灰阶的时候怎样办.所以液晶显示器内的显示电压就分成了两种极性，一个是正极性，而另一个是负极性。当显示电极的电压高于common 电极电压时，就称之为正极性。而当显示电极的电压低于common 电极的电压时，就称之为负极性。 不论是正极性或是负极性，都会有一组一样亮度的灰阶。所以当上下两层玻璃的压差绝对值是固定时，不论是显示电极的电压

13、高，或是common 电极的电压高，所表现出来的灰阶是一模一样的。Power Converter(DC/DC Converter)TimingControllerVcomGammaReferenceVoltagesSource DriversGate DriversTFT-LCD PanelData In(LVDS)BacklightinverterLampsPower Infor signalPower Infor inverterRSDS+1).信号经过Decoder 后透过Shift Register 的作用往Line Latch 中一次锁存两个像素.+2).经过Line Latch 后

14、,讯号在LD 的控制下进入Level Shift.由于进入Line Latch中的是3.3V 的讯号,但DAC 中需求高达10V 的信号,所以经过Level Shift 可到达电压提升的目的. +3).将讯号存入DAC 公用存放器中直到384个通道的讯号都已送满,再经过DA转换到达Gamma 电压修正的效果.+ 4).经过DAC 转换后讯号保送到Out Drive Buffer 中,经此可将原讯号中的杂讯去除,输出比较平稳的讯号到薄膜晶体管.+1).时钟脉冲在经过Shift Register 后 在OE 呈高电平的作用下,将信号输入+ Level Shift 中.+2).信号在Level Sh

15、ift 中其电压从3V 被提升至高达20V 后输出对TFT 进展扫描.Power Supply(5V)Interface Signal(DE, Clock, Data)Power Supplyfor B/L(24V)T1T2T3T4T5T60.9Vdd0.1Vdd0.1Vdd0.9Vdd0.5Vdd0 T1 30msec0 T2 50msec0 T3 50msec300msec T4500msec T5100msec T6BACKCableCVBSS-VIDEOYCbCrYPbPrRGBDVITunerVideo DecoderswitchTMDS ReceiverAudio Processo

16、rScalar &OSDLVDSADCDe-interlacerAudio AmplifierSpeakerPanelMCUSDRAMFlashEEPROMPOWERIR1、前端-信号的接纳与转换 1ADC:将模拟信号转换成数字信号； 2TMDS Receiver:接纳DVI数字信号 3Vedio Decoder:将CVBS,S端子或色差信号YCbCr解码，并转换成数字信号2、中端 De-interlacer:将隔行扫描interlaced)转换成LCD TV,PDP TV邓所用的逐行扫描progressive).3、后端-信号的调整与输出1Scaler:对画面解析度或外形大小进展调整

17、，重新填写成LCD TV的原始像素矩阵Native Resolution).2OSD:担任调整屏幕显示亮度、对比度、垂直与程度位置和字幕；3LVDS:传输已处置好的低压差分信号给LCD TV面板模组。n 速度快速度快n 传输支持速率普通在传输支持速率普通在155Mbps,ANSI/TIA/EIA644中中,引荐最大速率引荐最大速率为为655Mbps.n 功耗低功耗低n x3.5mA current loop/output,350mV Voltage Swing. n 噪音低噪音低GraphicControllerT-conCMOS/TTLCMOS/TTLData(LVDS)Clock(LVDS

18、)LVDS InterfaceData 4pair + Clock 1pair = 10 lineCMOS/TTL InterfaceData 24 lineControl 3 lineClock 1 lineCMOS/TTL InterfaceData 24 lineControl 3 lineClock 1 lineHostSystemLCDModuleLVDS TxLVDS Rx LVDS(Low Voltage Differential Signaling) - Interface between TV set and LCD module - 350mV swing - 100 oh

19、m R-Termination - Reduce Data Bus WidthBACK1)宽范围的画面对角尺寸 从手机、掌上电脑，到笔记本电脑，到更大尺寸的液晶电视，液晶屏拥有2.5 inch到82 inch各种类型的屏，运用在各个不同方面。 曾有“等离子做大、液晶做小之说。然而这个认识很快被液晶技术的开展所扬弃，三星电子旗下的第七代LCD显示器消费工厂曾经消费出了全球最大的LCD显示器：尺寸高达82英寸 ，不久将投入量产。2)薄而轻的构造 同等离子电视一样，由于液晶模块本身具有薄而轻的特点，决议了显示屏在总体上相应的构造特征，同时显示尺寸的增大也不需求相应地增大屏体的厚度，分量方面远胜过CR

20、T。3)显示质量高 由于液晶屏每一个点在收到信号后就不断坚持那种颜色和亮度，恒定发光，而不象CRT那样需求不断刷新亮点。因此，液晶电视画质高，其帧幅刷新技术彻底处理画面闪烁，把眼睛疲劳降到最低。4)防电磁干扰 由于液晶屏特殊的显示方式，来自外界的电磁干扰，如马达，扬声器、地磁场等，对LCD的图像几乎没有影响。相比之下，CRT受电磁场的干扰要明显得多。5)纯平面图象无扭曲 LCD的RGB栅格在平面中呈均匀分布，不同于曲面的CRT容易出现的枕形失真等图象变形，就是在纯平CRT中由于在边缘的扫描速度不均匀，很难控制到不失真的程度。这样就使得LCD的图像即使在边缘也没有扭曲景象出现。6)没有会聚和聚焦

21、问题 普通CRT背投由于会聚不准会呵斥扫描线边缘交叠混色，聚焦不良会导致扫描线加粗，从而导致图像模糊，分辨率下降。 LCD各像元独立决无交叠。7)宽视角 普通液晶显示器的视角很窄，程度方向的视角普通为120左右，垂直方向那么更少。最新的运用于液晶电视的屏，程度垂直方向的视角都已高达160以上，视角方面的优势根本消除8)高亮度、对比度及颜色复原度 普通液晶显示器的亮度、对比度、颜色复原度都较低，最新的液晶电视屏具有超越400cd/m2、500:1的高亮度、对比度，并且采用8位数字方式驱动RGB电路，真正的24bit的真彩色复原.9分辨率更高、呼应速度更快、寿命更长 最新的液晶电视屏拥有10247

22、68的超高分辨率，经过scale缩放电路，可支持现今一切的输出格式，并完全兼容以后的数字电视，而低于16ms的呼应速度，使拖尾、余辉景象根本消除，高达50000小时以上的寿命，让背投、PDP等都望尘莫及。+体积薄、分量轻 +不存在聚焦、会聚的问题+无颜色漂移景象 +环保无X射线辐射 +无扫描引起的几何失真 +不受地磁场影响+功耗小、无辐射 以像素点做自动跟踪补偿的超高精细逐行扫描技术以像素点做自动跟踪补偿的超高精细逐行扫描技术附录附录Gamma Voltage(V)Transmittance(%)1.02.03.00100V1V2V3V4V5V6V7V9V805016324864100500Gray Scaleg = 1.0g = 2.0g = 3.0V-T CurveGamma CurveTransmittance(%)SignalItemSymbolMinTypMaxUnitClockFrequencyFclk608085MHzHsyncFh435053KHzVsyncFv486066HzHorizontal timingDisplay periodT