LCDLCM液晶显示原理介绍

1、第二事业部硬件部 弋高飞LCM Basic 简介目录（Contents） 色彩学 液晶的基础知识 LCM显示原理 TFT-LCD Process LCM结构 TFT-LCD驱动原理色彩学色彩可以分为两大类无彩色系和有彩色系。无彩色系是指白色、黑色和由白色黑色调合形成的各种深浅不同的灰色。无彩色按照一定的变化规律，可以排成一个系列，由白色渐变到浅灰、中灰、深灰到黑色，色度学上称此为黑白系列。无彩色系的颜色只有一种基本性质明度。色彩的明度可用黑白度来表示，愈接近白色，明度愈高；愈接近黑色，明度愈低。有彩色系（简称彩色系）彩色是指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色。不同明度和纯度的红橙黄绿青蓝紫色调都

2、属于有彩色系。有彩色是由光的波长和振幅决定的，波长决定色相，振幅决定色调。有彩色系的颜色具有三个基本特性：色相、纯度（也称彩度、饱和度）、明度。色彩混合色彩混合色彩学色彩混合分为加光混合、减光混合与中性混合三种类型。加光混合：将光源体辐射的光合照一处，可以产生出新的色光。投射光混合之后变亮。减光混合：不能发光，却能将照来的光吸掉一部分，将剩下的光反射出去的色料的混合，明度降低，纯度降低。中性混合：指混成的色彩既没有提高，也没有降低的色彩混合。主要有色盘旋转混合和空间视觉混合。红、绿、蓝为原色光，同原色光双双混合，又可以混合出黄、青、紫红三种间色光。红+绿=黄，红+蓝=紫红，绿+蓝=青，红+绿+

3、蓝=白LCD中用到减光混合和中性混合两种。白色背光透过偏光片、液晶到达彩色滤光膜，变成R、G、B三基色，这是减光混合。通过R、G、B三个次画素（sub pixel）混合为不同色彩，这是空间视觉混合，即中性混合。液晶的基本知识液晶：具有一定有序性的流体称为液晶 Smectic LC 层狀液晶Nematic LC 线狀液晶Cholesteric LC胆固醇狀液晶液晶的基本知识液晶在电场中的特性液晶在电场中的特性液晶分子在电场中会向电场方向偏转，电场电压愈大，偏转愈大 E1 E1E2EE2LCM显示原理LCD CELL结构简图结构简图LCM显示原理偏光片的介绍偏光片的介绍偏振光: 自然光是各种特性在

4、各个方向都完全相同的均匀的光, 如果光波的电振动只限於某个确定的方向上,就成为偏振光.偏光片 ： 偏光片具有方向性,其有一个特别的方向指向,称之为透过轴:与这个方向垂直的电振动被阻挡,与这个方向一致的电振动则可以自由通过. 自然光通过偏光板就成为偏振光.LCM显示原理Normally White LCD结构结构LCM显示原理Normally Black LCD结构结构TFT-LCD ProcessCell段（大张玻璃，如段（大张玻璃，如4.5代代线线730*920）一切（切成中片）二切（切成Panel尺寸）VT1外观检贴片VT2消泡外观检送往后段备注：可能不同的面板厂家的制作流程是不同的，但大

5、都类似，本页及下页流程仅供参考了解。TFT-LCD Process后段制程流程后段制程流程COG100%镜检100%镜检ET1点导电银胶封胶及固化组装背光OTP泡棉贴附ACFFOG喷码LCM结构-一般产品TFT-LCD驱动原理TFT-LCD的画素的画素 单色显示器的黑白或是灰阶一个画素（pixel）一个次画素（sub pixel）组成。 彩色显示器的一个完整的画素（Pixel）通常由三个，分别为红，绿，蓝三原色的次画素组成。TFT-LCD驱动原理 条状排列（stripe）最常见于OA的产品，就是我们常见的笔记本电脑或桌上型电脑等，因为软件多半是视窗化的界面，荧幕内容是有一堆大小不等的方框所组成

6、的。而条状排列恰好可以使这些方框边缘看起来更笔直，而不会让一条直线看起来有毛边或是锯齿状的感觉。 三角形排列（delta），马赛克排列（mosaic）用于AV产品。因为电视信号多半是人物和景色，其轮廓大部分是不规则的曲线。 还有一种是正方形排列，他并不是3个点来当作一个pixel，而是以4个点来当作一个pixel。TFT-LCD驱动原理液晶面板的等效电路液晶面板的等效电路其中每一个TFT 与Clc 跟Cs所并联的电容, 代表一个显示的点. 而一个基本的显示单元pixel,则需要三个这样显示的点, 分别来代表RGB 三原色. gate driver 所送出的波形, 依序将每一行的TFT 打开,

7、让整排的source driver 同时将一整行的显示点, 充电到各自所需的电压. 当这一行充好电时, gate driver 便将电压关闭, 然后下一行的gate driver 便将电压打开, 再由相同的一排source driver 对下一行的显示点进行充电. 如此依序下去, 当充好了最后一行的显示点, 便又回过来从头从第一行再开始充电.Clc是液晶电容，Cs为储存电容。 TFT-LCD驱动原理电位保持和存储电容电位保持和存储电容在充放电完成以后，TFT关闭，所以画素电压要一直保持在所设定的电压。但实际上，由于漏电流的影响，液晶电容上的电压值会改变，所以增加一个储存电容，使漏电流所造成的电

8、压变化量减少，增加电位保持能力。由于Cs储存电容架构不同, 所形成不同驱动系统架构的原理. 一般最常见的储存电容架构有两种, 分别是Cs on gate与Cs on common这两种. 它们的主要差别就在于储存电容是利用gate走线或是common走线来完成的. TFT-LCD驱动原理驱动驱动IC的功能的功能CCFL BacklightTFT-LCDPANELTiming ControllerScan DriverData DriverRGBCLKHsxVsxTFTLCD Module把影像的数据正确的送到显示器的正确位置把影像的数据正确的转换成电压信号，让显示器发出正确的亮光TFT-LCD

9、驱动原理极性反转极性反转在不同的时间，以相反的方向的电场施加在液晶上，即称为极性反转。因为液晶分子在电场中的力矩与电场的平方成正比，所以电场极性的方向并不会影响力矩对液晶分子的作用。所以极性反转的方式来驱动液晶而不影响其排列和穿透度。做极性反转的原因：（1）.配向膜的直流阻绝效应（2）.可移动离子与直流残留 TFT-LCD驱动原理Common电极的驱动电极的驱动这两种不同的Common驱动方式影响最大的就是source driver的使用. 当common电极的电压是固定不变的时候, 显示电极的最高电压, 需要到达common电极电压的两倍以上. 而显示电极电压的提供, 则是来自于source

10、 driver.假使common电极电压固定于5伏特, 如果要保持5V的压差，则source driver所能提供的工作电压范围就要到10伏特以上. 但是如果common电极的电压是变动的话, 假使common电极电压最大值也为5伏特, 则source driver的最大工作电压也只要为5伏特就可以了. 就source driver的设计制造来说, 需要越高电压的工作范围, 制程与电路的复杂度相对会提高, 成本也会因此而加高，而且耗电也会增加。 TFT-LCD驱动原理Common电极电压补偿电极电压补偿当Frame N的gate走线打开时，会产生一个向上的feed through电压到显示电极

11、之上。不过此时由于gate走线打开的缘故，source driver会对显示电极开始充电，因此即便一开始的电压不对(因为feed through电压的影响),source driver仍会将显示电极充电到正确的电压，影响便不会太大.但是如果当gate走线关闭的时候，由于source driver已经不再对显示电极充电，所以gate driver关闭时的电压压降，便会经由Cgd寄生电容feed through到显示电极之上，造成显示电极电压有一个feed through的电压压降,而影响到灰阶显示的正确性。所以这个feed through电压对于显示画面的灰阶的影响，人眼是可以明确的感觉到它的存在的。所以用到Common电极电压补偿。 TFT-LCD驱动原理Gamma校正校正灰阶一般会直接地认为以等间距的亮度来区分。但是由于人眼在比较黑暗的环境下，对亮度变