LCD PANEL培训教材-液晶产品专业知识

1、PAGE PAGE 29LCD PANEL培训教材（液晶产品专业知识）整理：审核：核准：售后服务务技术支支持部(内部资资料 )JUL-07-04液晶产品品专业知知识(培训教教材目录录)一、液晶晶显示器器基本常常识神射手手3二、液液晶显示示器件的的结构5三、液液晶显示示器件的的基本性性能7四、液液晶显示示器件的的基本参参数8五、IIC与LLCD的的常见连连接方式式112六、LCDD专业术术语解释释 13七七、液晶晶显示原原理14八、液晶晶显示器器件的驱驱动16液晶显示示器基本本常识晶显示器器（LCCD）目前科技技信息产产品都朝朝着轻、薄、短短、小的的目标发发展，在在计算机机周边中中拥有悠悠久历史

2、史的显示示器产品品当然也也不例外外。在便便于携带带与搬运运为前提提之下，传统的的显示方方式如CCRT映映像管显显示器及及LEDD显示板板等等，皆受制制于体积积过大或或耗电量量甚巨等等因素，无法达达成使用用者的实实际需求求。而液液晶显示示技术的的发展正正好切合合目前信信息产品品的潮流流，无论论是直角角显示、低耗电电量、体体积小、还是零零辐射等等优点，都能让让使用者者享受最最佳的视视觉环境境。液晶的诞诞生要追溯液液晶显示示器的来来源，必必须先从从液晶晶的诞诞生开始始讲起。在公元元18888年，一位奥奥地利的的植物学学家，菲菲德烈莱尼泽泽（Frrieddricch RReinnitzzer）发现了了

3、一种特特殊的物物质。他他从植物物中提炼炼出一种种称为螺螺旋性甲甲苯酸盐盐的化合合物，在在为这种种化合物物做加热热实验时时，意外外的发现现此种化化合物具具有两个个不同温温度的熔熔点。而而它的状状态介于于我们一一般所熟熟知的液液态与固固态物质质之间，有点类类似肥皂皂水的胶胶状溶液液，但它它在某一一温度范范围内却却具有液液体和结结晶双方方性质的的物质，也由于于其独特特的状态态，后来来便把它它命名为为Liiquiid CCrysstall，就就是液态态结晶物物质的意意思。不不过，虽虽然液晶晶早在118888年就被被发现，但是真真正实用用在生活活周遭的的用品时时，却是是在800年后的的事情了了。公元19

4、968年年，在美美国RCCA公司司（收音音机与电电视的发发明公司司）的沙沙诺夫研研发中心心，工程程师们发发现液晶晶分子会会受到电电压的影影响，改改变其分分子的排排列状态态，并且且可以让让射入的的光线产产生偏转转的现象象。利用用此一原原理，RRCA公公司发明明了世界界第一台台使用液液晶显示示的屏幕幕。尔后后，液晶晶显示技技术被广广泛的用用在一般般的电子子产品中中，举凡凡计算器器、电子子表、手手机屏幕幕、医院院所使用用的仪器器（因为为有辐射射计量的的考虑）或是数数字相机机上面的的屏幕等等等。令人玩味味的是，液晶的的发现比比真空管管或是阴阴极射线线管还早早，但世世人了解解此一现现象的并并不多，直到1

5、19622年才有有第一本本，由RRCA研研究小组组的化学学家乔卡司特特雷诺（Joee Caasteellaano）先生所所出版的的书籍来来描述。而与映映像管相相同的，这两项项技术虽虽然都是是由美国国的RCCA公司司所发明明的，却却分别被被日本的的新力（Sonny）与与夏普（Shaarp）两家公公司发扬扬光大。3. LLCD基基本常识识液晶显显示是一一种被动动的显示示，它不不能发光光，只能能使用周周围环境境的光。它显示示图案或或字符只只需很小小能量。正因为为低功耗耗和小型型化使 LCDD成为较较佳的显显示方式式。液晶晶显示所所用的液液晶材料料是一种种兼有液液态和固固体双重重性质的的有机物物，它的

6、的棒状结结构在液液晶盒内内一般平平行排列列，但在在电场作作用下能能改变其其排列方方向。 对于正正性TNN-LCCD，当当未加电电压到电电极时，LCDD处于OFFF态，光能透透过LCCD呈白白态；当当在电极极上加上上电压LLCD处处于OON态态，液晶晶分子长长轴方向向沿电场场方向排排列，光光不能透透过LCCD，呈呈黑态。有选择择地在电电极上施施加电压压，就可可以显示示出不同同的图案案。 对对于STTN-LLCD，液晶的的扭曲角角更大，所以对对比度更更好，视视角更宽宽。STTN-LLCD是是基于双双折射原原理进行行显示，它的基基色一般般为黄绿绿色，字字体蓝色色，成为为黄绿模模。当使使用紫色色偏光片

7、片时，基基色会变变成灰色色成为灰灰模。当当使用带带补偿膜膜的偏光光片，基基色会变变成接近近白色，此时SSTN成成为黑白白模即为为FSTTN,以以上三种种模式的的偏光片片转900，即即变成了了蓝模，效果会会更佳。液晶显示示器的种种类液晶显示示器，英英文通称称为LCCD（Liqquidd Crrysttal Dissplaay），是属于于平面显显示器的的一种，依驱动动方式来来分类可可分为静静态驱动动（Sttatiic）、单纯矩矩阵驱动动（Siimplle MMatrrix）以及主主动矩阵阵驱动（Acttivee Maatriix）三三种。其其中，被被动矩阵阵型又可可分为扭扭转式向向列型（Twiis

8、teed NNemaaticc；TN）、超扭转转式向列列型（SSupeer TTwisstedd Neemattic；STNN）及其其它被动动矩阵驱驱动液晶晶显示器器；而主主动矩阵阵型大致致可区分分为薄膜膜式晶体体管型（Thiin FFilmm Trranssisttor；TFTT）及二二端子二二极管型型（Meetall/Innsullatoor/MMetaal；MIMM）二种种方式。（详细细的分类类请参考考附图）TN、SSTN及及TFTT型液晶晶顯示器器因其利利用液晶晶分子扭扭轉原理理之不同同，在視視角、彩彩色、對對比及動動畫顯示示品質上上有高低低程次之之差別，使其在在產品的的應用範範圍分類

9、類亦有明明顯區隔隔。以目目前液晶晶顯示技技術所應應用的範範圍以及及層次而而言，主主動式矩矩陣驅動動技術是是以薄膜膜式電晶晶體型（TFTT）為主主流，多多應用於於筆記型型電腦及及動畫、影像處處理產品品。而單單純矩陣陣驅動技技術目前前則以扭扭轉向列列（TNN）、以以及超扭扭轉向列列（STTN）為為主，目目前的應應用多以以文書處處理器以以及消費費性產品品為主。在這之之中，TTFT液液晶顯示示器所需需的資金金投入以以及技術術需求較較高，而而TN及及STNN所需的的技術及及資金需需求則相相對較低低。二、液晶晶显示器器件的结结构下图图是一个个反射式式TN型型液晶显显示器的的结构图图.从图中可可以看出出,液

10、晶晶显示器器是一个个由上下下两片导导电玻璃璃制成的的液晶盒盒，盒内内充有液液晶，四四周用密密封材料料-胶框框（一般般为环氧氧树脂）密封，盒的两两个外侧侧贴有偏偏光片。 液晶晶盒中上上下玻璃璃片之间间的间隔隔，即通通常所说说的盒厚厚，一般般为几个个微米（人的准准确性直直径为几几十微米米）。上上下玻璃璃片内侧侧，对应应显示图图形部分分，镀有有透明的的氧化甸甸-氧化化锡（简简称ITTO）导导电薄膜膜，即显显示电极极。电极极的作用用主要是是使外部部电信号号通过其其加到液液晶上去去。 液液晶盒中中玻璃片片内侧的的整个显显示区覆覆盖着一一层定向向层。定定向层的的作用是是使液晶晶分子按按特定的的方向排排列，

11、这这个定向向层通常常是一薄薄层高分分子有机机物，并并经摩擦擦处理；也可以以通过在在玻璃表表面以一一定角度度用真空空蒸镀氧氧化硅薄薄膜来制制备。 在TNN型液晶晶显示器器中充有有正性向向列型液液晶。液液晶分子子的定向向就是使使长棒型型的液晶晶分子平平行于玻玻璃表面面沿一个个固定方方向排列列，分子子长轴的的方向沿沿着定向向处理的的方向。上下玻玻璃表面面的定向向方向是是相互垂垂直的，这样，在垂直直于玻璃璃片表面面的方向向，盒内内液晶分分子的取取向逐渐渐扭曲，从上玻玻璃片到到下玻璃璃片扭曲曲了900（参参见下图图），这这就是扭扭曲向列列型液晶晶显示器器名称的的由来。实际上，靠近玻玻璃表面面的液晶晶分子

12、并并不完全全平等于于玻璃表表面，而而是与其其成一定定的角度度，这个个角度称称为预倾倾角，一一般为1122。 液晶盒盒中玻璃璃片的两两个外侧侧分别有有偏光片片，这两两片偏光光片的偏偏光轴相相互平行行（黑底底白字的的常黑型型）或相相互正交交（白底底黑字的的常白型型），且且与液晶晶盒表面面定向方方向相互互平行或或垂直。偏光片片一般是是将高分分子塑料料薄膜在在一定的的工艺条条件下进进行加工工而成的的。 我我们通常常所见的的多是反反向型的的液晶显显示器，这种显显示器在在下边的的偏振片片后还贴贴有一片片反光片片。这样样，光的的入射和和观察都都是在液液晶盒的的同一侧侧。 TN、HHTN、STNN的结构构：F

13、STNN、ECCB-MMultti-ccoloor SSTN的的结构：Coloor SSTN的的结构：三、液晶晶显示器器件的基基本性能能电光性能能：LCCD光学学透过率率随电压压变化的的曲线，如图11。响应速度度：LCCD加电电压后，透过率率变化的的快慢程程度，如如图2。对 比 度：LLCD在在选态透透过率与与非选态态透过率率的比值值。如图图3。视 角 图：LLCD在在不同视视角下观观察所获获得的等等对比度度曲线图图。如图图4。温度性能能：由于于液晶材材料本身身的物理理性质随随温度变变化而变变化，因因而引起起LCDD的阈 值、透过光光谱等会会随温度度漂移。频率响应应：LCCD只能能工作在在一个

14、适适当的频频率范围围，太低低会引起起显示闪闪动太高高则液晶晶分子跟跟不上电电场变化化。LCD功功耗：指指单位显显示面积积的电流流密度。寿命：工业品保保证10000000小时时。民用品保保证5000000小时。其他性能能：防紫紫外、防防眩目、防划伤伤等。四、液晶晶显示器器件的基基本参数数LCD显显示类型型TN型：STN型型：显示模式式背景前景黄 绿 模黄绿色蓝黑色蓝 模模蓝色白色灰 模模灰白色深蓝色黑白模白色黑色照明方式式LCD有有三种显显示方式式：反射射型，全全透型和和半透型型。(11)反射射型LCCD的底底偏光片片后面加加了一块块反射板板，它一一般在户户外和光光线良好好的办公公室使用用。(2

15、2)全透透型LCCD的底底偏光片片是全透透偏光片片，它需需要连续续使用背背光源，一般在在光线差差的环境境使用。(3)半透型型LCDD是处于于以上两两者之间间，底偏偏光片能能部分反反光，一一般也带带背光源源，光线线好的时时候，可可关掉背背光源；光线差差时，可可点亮背背光源使使用LCCD。LCD显显示方式式还分正正性和负负性。正正性LCCD呈现现白底黑黑字，在在反射和和半透型型LCDD中显示示最佳；负性LLCD呈呈现黑底底白字，一般用用于全透透型LCCD，加加上背光光源，字字体清晰晰，易于于阅读。正显模式式（白底底黑字）POSSITIIVE TYPPE 负显模式式（黑底底白字）NEGGATIIVE

16、 TYPPE 温度特性性 类型 TN STN 工作温度（） 050 -1060 -2070 -3080 050 -2070 储存温度（） -2060 -2070 -3080 -4090 -2060 -3080 LCD的的采光技技术 显示器件件是被动动型显示示器件，它本身身不会发发光，是是靠调制制外界光光实现显显示的。外界光光是液晶晶显示器器件进行行显示的的前提条条件。因因此，在在液晶显显示装配配、使用用中，巧巧妙地解解决采光光，不仅仅可以保保证和提提高液晶晶显示的的质量，而且 一般液液晶显示示的采光光技术分分为自然然光采光光技术和和外光源源设置技技术。而而外光源源设置上上，又有有背光源源、前光

17、光源和投投影光源源三类技技术。 这里，我们就就较为常常见的背背光源作作简单介介绍:一一. 背背光源采采光技术术的两大大任务是是： 1.使液晶晶显示器器件在有有无外界界光的环环境下都都能使用用； 2.提提高背景景光亮度度，改善善显示效效果。二. 分分类： 现对常常用的背背照明光光源，按按如下分分类说明明： 光源种类类LEDEL（电电致发光光）CCFLL寿命(小小时)100,0000 (半衰期期)2000050000 (半衰期期）5000080000 特点优点寿命长分光特性性好,无无亮斑,薄而轻轻,耐振振抗冲击击 在可见光光范围光光谱峰值值可任选选,亮度度高,寿寿命长，适于彩彩色化 缺点单色光，调

18、光难难寿命短，电压高高不能调光光，驱动动电压高高，有一一定厚度度发光方式式边光背光一般为边边光工作电压压3.84.55V 602200VV 50010000V 推荐工作作电压701110VV 工作频率率- 50110000Hz 20KHHz 推荐工作作频率- 4007000Hz 工作电流流不定(由由LEDD的数量量决定） 0.10.225mAA/cmm246mmA 电容值- 10010000pFF/cmm2工作温度度-30+50+1050存储温度度-40+60-2060存储湿度度70%RH 亮度300003550000cd/m2功耗不定(由由LEDD的数量量决定) 14WW 颜色种类类黄、红、

19、绿、橙橙、白EL是低低亮度照照明光源源，发光光颜色仅仅绿色、蓝绿色色、橙色色。 白色外接元器器件外接5VV电源时时须限流流 需DC-AC逆逆变器 需DC-AC逆逆变器,串联限限流电阻阻1000K2000K全透型和和半全透透型LCCD一般般都需要要加背光光源，其其放置位位置根据据实际情情况下面面介绍几几种常见见的背光光源： 电致发光光(ELL)：EEL背光光源厚度度薄，重重量轻、发光均均匀。它它可用于于不同颜颜色，但但最常用用于LCCD白光光背光。EL背背光源功功耗低，只需电电压800-1110VAAC，通通过变压压器将55V,112V或或24VVDC转转变得到到。ELL背光源源的半衰衰期约为为

20、20000-550000小时。 发光二极极管(LLED):LEED背光光源主要要用于字字符型模模块。比比EL寿寿命更长长（最少少50000小时时），光光更强，但能耗耗更大。作为固固态装置置，它直直接使用用5VDDC。LLCD一一般直接接排列在在LCDD的后面面，厚度度要增加加5mmm，LEED可以以发不同同颜色的的光，最最常见的的是黄绿绿光。 冷阴极极荧光灯灯(CCCFL):CCCFL能能够提供供能耗低低，光亮亮强的白白光。它它由冷阴阴极荧光光管发光光，通过过散射器器将光均均匀分散散在视窗窗区。侧侧背光源源体积小小，能耗耗低，但但CCFFL需要要一个变变压器来来供应2270-3000VACC的

21、电源源。它主主要用于于图形LLCD，寿命达达100000-150000小小时。 LCD的的视角 视角简单单地说就就是显示示图案能能看得清清楚的角角度。它它是由定定向层的的摩擦方方向决定定，不能能通过旋旋转偏光光片改变变。视角角以时针针的钟点点来命名名，如66:000视角，12:00视视角等等等。6:00视视角就是是指在66点时针针的平面面方向到到法线方方向这个个区域LLCD显显示效果果理想；12:00视视角是指指12点点时针的的平面到到法线方方向区域域显示理理想。 LCD的的视角是是由LCCD显示示屏在仪仪器上的的位置来来确定。例如计计算器一一般放在在桌上或或拿在手手上使用用，LCCD做成成6

22、:000视角角最好。有些仪仪器上的的LCDD屏装在在低于人人眼视线线以下，一般做做成122:000视角。汽车上上的时钟钟一般装装在驾驶驶员的右右边，做做成9:00的的视角最最佳。 LCD视视角示意意图 LCD模模块 早期液晶晶显示器器只生产产LCDD屏，驱驱动部分分由客户户自己设设计制作作。目前前LCDD生产厂厂家把LLCD屏屏连接到到COBB板（带带IC的的PCBB板）上上，就做做成了LLCD模模块。LLCD模模块分字字符型模模块和图图象型模模块。字字符模块块有14行，划分116440个字字块，每每个字块块由5xx7点阵阵组成。每个字字块单独独驱动。图象型型模块由由多行多多列的点点阵象素素组

23、成，每个象象素单独独驱动，可显示示文本、图象或或同时显显示文本本和图象象。图象象型模块块需要IIC来控控制，这这种控制制IC有有些也装装在LCCD模块块上。 字符符型模块块可使用用TN-LCDD或者SSTN-LCDD，但图图象型模模块都是是采用SSTN-LCDD。大多多数模块块的背光光源可用用EL或或者LEED。五、ICC与LCCD的常常见连接接方式六、LCCD专业业术语解解释LCCD： Liqquidd Crrysttal Dissplaay 液液晶显示示 LCCM：LLiquuid Cryystaal MModuule 液晶模模块 TTN ：Twiisteed NNemaaticc 扭曲曲

24、向列。液晶分分子的扭扭曲取向向偏转990 STNN： SSupeer TTwisstedd Neemattic 超级扭扭曲向列列。约11802700扭曲曲向列 FSTTN：FFormmulaatedd Suuperr Twwistted Nemmatiic 格格式化超超级扭曲曲向列。一层光光程补偿偿片加于于 STTN ，用于单单色显示示 TFFT：TThinn Fiilm Traansiistoor 薄薄膜晶体体管 CCOB： Chhip On Boaard 通过邦邦定将IIC裸片片固定于于印刷线线路板上上 COOF：CChipp Onn FPPC 将将IC固固定于柔柔性线路路板 上上 COO

25、G ：Chiip OOn GGlasss 将将芯片固固定于玻玻璃上 Bacckliightt ： 背光 LEDD Liightt Emmitttingg Diiodee 发光光二极管管 ELL Ellecttro Lummineesceencee 电致致发光。EL层层由高分分子量薄薄片构成成 Innverrterr ： 逆变器器 OSSD ： Onn Sccreeen DDispplayy 在屏屏上显示示 DVVI ： Diigittal Vissuall Innterrfacce （VGAA）数字字接口 LVDDS：LLow Volltagge DDifffereentiial Siggna

26、llingg 低压压差分信信号 IIC：IInteegraate Cirrcuiit 集集成电路路 TCCP ： Taape Carrrieer PPackkagee 柔性性线路板板 Duuty：占空比比，高出出点亮的的阀值电电压的部部分在一一个周期期中所占占的比率率 CCCFL(CCFFT) ： CColdd Caathoode Fluuoreesceent Ligght/Tubbe 冷冷阴极荧荧光灯 PDPP ： Plaasmaa Diispllay Pannel 等离子子显示屏屏 CRRT ：Catthodde RRadiial Tubbe 阴阴极射线线管 VVGA ：Viideoo G

27、rraphhic Arrray 视频图图形阵列列 PCCB ：Priinteed CCirccuitt Booardd 印刷刷电路板板 Coompoositte vvideeo： 复合视视频 NNTSCC ：NNatiionaal TTeleevissionn Syysteems Commmittteee NTTSC制制式,全全国电视视系统委委员会制制式 PPAL ： PPhasse AAlteernaatinng LLinee PAAL制式式(逐行行倒相制制式) SECCAM： SEEqueentiial Couuleuur AAvecc Meemoiire SECCAM制制式(顺顺序与存存

28、储彩色色电视系系统) VODD ：VVideeo OOn DDemaand 视频点点播 DDPI ：Doot PPer Incch 点点每英寸寸七、液晶晶显示原原理TN型液液晶显示示原理TN型的的液晶显显示技术术可说是是液晶显显示器中中最基本本的，而而之后其其它种类类的液晶晶显示器器也可说说是以TTN型为为原点来来加以改改良。同同样的，它的运运作原理理也较其其它技术术来的简简单。图中所所表示的的是TNN型液晶晶显示器器的简易易构造图图，包括括了垂直直方向与与水平方方向的偏偏光板，具有细细纹沟槽槽的配向向膜，液液晶材料料以及导导电的玻玻璃基板板。 （1）不不加电场场的情况况下，入入射光经经过偏光

29、光板后通通过液晶晶层，偏偏光被分分子扭转转排列的的液晶层层旋转990度，离开液液晶层时时，其偏偏光方向向恰与另另一偏光光板的方方向一致致，因此此光线能能顺利通通过，整整个电极极面呈光光亮。 （2）当加入入电场的的情况时时，每个个液晶分分子的光光轴转向向与电场场方向一一致，液液晶层因因此失去去了旋光光的能力力，结果果来自入入射偏光光片的偏偏光，其其偏光方方向与另另一偏光光片的偏偏光方向向成垂直直的关系系，并无无法通过过，电极极面因此此呈现黑黑暗的状状态。 其显像像原理是是将液晶晶材料置置于两片片贴附光光轴垂直直偏光板板之透明明导电玻玻璃间，液晶分分子会依依配向膜膜的细沟沟槽方向向依序旋旋转排列列

30、，如果果电场未未形成，光会顺顺利的从从偏光板板射入，依液晶晶分子旋旋转其行行进方向向，然后后从另一一边射出出。如果果在两片片导电玻玻璃通电电之后，两片玻玻璃间会会造成电电场，进进而影响响其间液液晶分子子的排列列，使其其分子棒棒进行扭扭转，光光线便无无法穿透透，进而而遮住光光源。这这样所得得到光暗暗对比的的现象，叫做扭扭转式向向列场效效应，简简称TNNFE（twiisteed nnemaaticc fiieldd efffecct）。在电子子产品中中所用的的液晶显显示器，几乎都都是用扭扭转式向向列场效效应原理理所制成成。STN液液晶显示示原理STN型型的显示示原理与与TN相相类似，不同的的是TN

31、N扭转式式向列场场效应的的液晶分分子是将将入射光光旋转990度，而STTN超扭扭转式向向列场效效应是将将入射光光旋转11802700度。 要在在这里说说明的是是，单纯纯的TNN液晶显显示器本本身只有有明暗两两种情形形（或称称黑白），并没没有办法法做到色色彩的变变化。而而STNN液晶显显示器牵牵涉液晶晶材料的的关系，以及光光线的干干涉现象象，因此此显示的的色调都都以淡绿绿色与橘橘色为主主。但如如果在传传统单色色STNN液晶显显示器加加上一彩彩色滤光光片（ccoloor ffiltter），并将将单色显显示矩阵阵之任一一像素（pixxel）分成三三个子像像素（ssub-pixxel），分别别通过彩

32、彩色滤光光片显示示红、绿绿、蓝三三原色，再经由由三原色色比例之之调和，也可以以显示出出全彩模模式的色色彩。另另外，TTN型的的液晶显显示器如如果显示示屏幕做做的越大大，其屏屏幕对比比度就会会显得较较差，不不过藉由由STNN的改良良技术，则可以以弥补对对比度不不足的情情况。TFT液液晶显示示原理TFT型型的液晶晶显示器器较为复复杂，主主要的构构成包括括了，萤萤光管、导光板板、偏光光板、滤滤光板、玻璃基基板、配配向膜、液晶材材料、薄薄模式晶晶体管等等等。首首先液晶晶显示器器必须先先利用背背光源，也就是是萤光灯灯管投射射出光源源，这些些光源会会先经过过一个偏偏光板然然后再经经过液晶晶，这时时液晶分分

33、子的排排列方式式进而改改变穿透透液晶的的光线角角度。然然后这些些光线接接下来还还必须经经过前方方的彩色色的滤光光膜与另另一块偏偏光板。因此我我们只要要改变刺刺激液晶晶的电压压值就可可以控制制最后出出现的光光线强度度与色彩彩，并进进而能在在液晶面面板上变变化出有有不同深深浅的颜颜色组合合了。 八、液晶显显示器件件的驱动动液晶屏幕幕的驱动动方式在TN与与STNN型的液液晶显示示器中，所使用用单纯驱驱动电极极的方式式，都是是采用XX、Y轴的交交叉方式式来驱动动，如下下图所示示，因此此如果显显示部份份越做越越大的话话，那么么中心部部份的电电极反应应时间可可能就会会比较久久。而为为了让屏屏幕显示示一致，

34、整体速速度上就就会变慢慢。讲的的简单一一点，就就好象是是CRTT显示器器的屏幕幕更新频频率不够够快，那那是使用用者就会会感到屏屏幕闪烁烁、跳动动；或着着是当需需要快速速3D动画画显示时时，但显显示器的的显示速速度却无无法跟上上，显示示出来的的要果可可能就会会有延迟迟的现象象。所以以，早期期的液晶晶显示器器在尺寸寸上有一一定的限限制，而而且并不不适合拿拿来看电电影、或或是玩33D游戏戏。液晶的光光学传输输特性取取决于分分子排列列状态，改变分分子的排排列状态态就可以以改变液液晶层光光学传输输特性，这就是是液晶电电子学的的应用基基础。而而液晶分分子排列列的改变变可以通通过电、磁、热热等外部部场的作作

35、用来实实现。我我们把这这种通过过表2-11外场作用用来改变变分子排排列状态态的过程程称为液液晶显示示器的驱驱动。液液晶显示示器常用用的驱动动方式分分为如表表2-11所示的的几种类类型。目前，在在LCDD Moonittor方方面，使使用的都都是采用用TFTT（薄膜膜式晶体体管）LLCD，它采用用的是有有源矩阵阵的驱动动方式。因此本本节将先先对TFFT器件件进行简简要的介介绍，再再着重介介绍有源源矩阵的的驱动方方式。1.薄膜膜式有源源矩阵液液晶显示示器介绍绍由于普通通的矩阵阵液晶显显示器的的电光特特性对多多路、视视频活动动图象显显示是很很难满足足要求的的，因为为每个像像素都等等效于一一个无极极电

36、容，显示中中会产生生串扰。为了改改善，又又会限制制驱动的的路数。因此在在每个像像素上设设计一个个非线性性的有源源器件，使每个个像素可可以被独独立驱动动，从而而克服了了串扰，解决了了大容量量多路显显示遇到到的困难难，提高高了画面面质量，使多路路显示画画面成为为可能。有源矩阵阵液晶显显示器件件根据有有源器件件的种类类可分为为如表22-2所所列的多多种类型型。表2-22以下将对对主流的的a-ssiTFFT三端端有源矩矩阵液晶晶显示器器件进行行介绍。图2-11 TTFT有有源矩阵阵驱动LLCD的的基本结结构a-siiTFTT是一种种非晶硅硅-薄膜膜晶体管管类型的的三端有有源矩阵阵液晶显显示器件件。它制

37、制作容易易，基板板玻璃成成本低，导通比比大，可可靠性高高，容易易大面积积化。因因此受到到广泛应应用。图图2-11为其基基本结构构。同一般液液晶显示示器件类类似，aa-SiiTFTT液晶显显示器件件也是在在两片玻玻璃之间间封入液液晶，而而且液晶晶显示器器件就是是普通的的TN型型方式。不过，其玻璃璃基板则则与普通通液晶显显示器件件大不相相同，在在下玻璃璃板上要要配制上上扫描线线和寻址址线（即即行、列列线），将其组组合成一一个个矩矩阵，在在其交点点上再制制作上TTFT有有源器件件和像素素电极，如图22-2所所示。图2-22 TTFT有有源矩阵阵液晶显显示屏的的电极排排布为了改善善此一情情形，后后来液

38、晶晶显示技技术采用用了主动动式矩阵阵（acctivve-mmatrrix adddresssinng）的的方式来来驱动，这是目目前达到到高资料料密度液液晶显示示效果的的理想装装置，且且分辨率率极高。方法是是利用薄薄膜技术术所做成成的硅晶晶体管电电极，利利用扫描描法来选选择任意意一个显显示点（pixxel）的开与与关。这这其实是是利用薄薄膜式晶晶体管的的非线性性功能来来取代不不易控制制的液晶晶非线性性功能。如上图，在TFFT型液液晶显器器中，导导电玻璃璃上画上上网状的的细小线线路，电电极则由由是薄膜膜式晶体体管所排排列而成成的矩阵阵开关，在每个个线路相相交的地地方则有有着一弄弄控制匣匣，虽然然驱

39、动讯讯号快速速地在各各显示点点扫瞄而而过，但但只有电电极上晶晶体管矩矩阵中被被选择的的显示点点得到足足以驱动动液晶分分子的电电压，使使液晶分分子轴转转向而成成亮的对比比，不被被选择的的显示点点自然就就是暗暗的对对比，也也因此避避免了显显示功能能对液晶晶电场效效应能力力的依靠靠。2. TTFT-LCDD的驱动动原理由于TFFT-LLCD矩矩阵结构构是由一一块带有有TFTT三端元元件阵列列和像素素电极阵阵列的基基板与另另一块带带有彩色色膜和公公共电极极的基板板，以及及由此两两基板叠叠合后夹夹入的液液晶层构构成，此此外，此此方式的的扫描线线和信号号线都设设置在同同一个三三端子元元件的基基板上。扫描线

40、线与该行行上所有有TFTT元件的的栅极相相连，而而信号线线与该列列上所有有的TFFT元件件的源电电极相连连。TFFT-LLCD的的等效电电路如图图2-33所示。在以行行顺序驱驱动方式式依次扫扫描行电电极过程程中，当当某行一一旦被选选通，则则该行上上所有的的TFTT开关元元件同时时被行脉脉冲闭合合，变成成低阻（Ronn）导通通状态。与行扫扫同步，各列信信号电荷荷分别通通过列电电极从保保持电路路送入与与导通元元件TFFT相连连的各相相应像素素电容，信号电电压被记记录在像像素电容容和储存存电容上上。当行行选一结结束，TTFT开开关元件件即断开开（处于于高阻RRofff状态），被记记录的信信号电压压将

41、被保保持并持持续驱动动像素液液晶，直直到下帧帧扫描到到来之前前。称此此驱动为为准静态态驱动。由此工工作过程程可看出出，扫描描电压只只做TFFT元件件的开关关电压之之用，而而驱动液液晶的电电压是信信号电压压通过导导通TFFT元件件对像素素电容充充电后在在像素电电极和公公共电极极之间形形成的电电位差VVLC。VLCC大小决决定于信信号电压压Vs。可见，采用TTFT元元件作有有源矩阵阵驱动，可实现现开关电电压和驱驱动电压压分开，从而可可达到开开关元件件的开关关特性和和液晶像像素的电电光特性性的最佳佳组合，可获得得高像质质显示。a TTFT-LCDD等效电电路b 单单像素TTFT工工作原理理图2-33

42、 TFFT工作作原理3. TTFT液液晶显示示器件写写入机理理液晶显示示器件写写入机理理，即液液晶显示示器件是是依靠什什么方法法将人们们所需显显示的信信息用来来作用于于器件，使器件件达到显显示的目目的。液晶显示示器件写写入的条条件众所周知知，所有有液晶显显示器件件的显示示原理是是依靠外外场（包包括电、热、光光等）作作用于初初始排列列的液晶晶分子上上。依靠靠液晶分分子的偶偶极矩和和各向异异性的特特点，使使液晶分分子的初初始排列列发生变变化，通通过液晶晶器件的的外界光光被调制制，使液液晶显示示器件发发生明、暗、遮遮、透、变色等等效果达达到显示示目的。但是要要想实现现某一特特性的显显示目的的，则需需

43、要满足足以下两两个基本本条件： 足足够强的的电（热热、光）信号作作用于液液晶，使使其改变变其初始始排列； 每每个电（热、光光）信号号均可以以在一段段时内作作用于一一个或几几个像素素单元。使像素素能够组组合成一一个视觉觉信号。由于直直流电场场将会导导致液晶晶材料的的电化学学反映和和电极劣劣化、老老化，因因此只能能在像素素电极上上建立交交流电场场，而且且应该尽尽可能减减少交流流电场中中的直流流成分，实用中中应保持持直流成成分在几几十毫伏伏以下，所施加加的交流流电场的的强弱以以其有效效值来表表示。只只有所施施加的交交流电场场有效值值大于液液晶显示示器件的的阀值电电压时，该像素素才能呈呈显示状状态。由

44、由于液晶晶显示器器件有类类型、规规格、型型号的不不同，对对所施加加电压的的波形、相位、频率、占空比比、有效效值都有有不同的的要求。而对于于像素控控制方面面的要求求，则包包含有以以下两层层意思：首先，由由于器件件像素电电极连线线的排布布不同，要求外外部必须须配置相相应的硬硬件，以以提供驱驱动电压压波形。其次，按按照一定定的指令令将若干干个显示示像素组组合成不不同的数数字、字字符、图图形或图图象。液晶显示示器件的的写入机机理在满足液液晶显示示器件写写入基本本条件下下，信息息信号作作用与不不同类型型的液晶晶显示器器件的机机理也不不一样。这里只只介绍有有源矩阵阵薄膜晶晶体管（TFTT）液晶晶显示器器件

45、的写写入机理理。对于于其他类类型液晶晶显示器器件的写写入机理理将不做做介绍。TFT-LCDD的写入入机理：以行扫扫描信号号和列寻寻址信号号控制作作用于被被写入像像素电极极上的薄薄膜晶体体管有源源电路，使有源源电路产产生足够够大的通通断比（Ronn/Rooff），从而而间接控控制像素素电极间间呈TNN型的液液晶分子子排列，达到显显示的目目的。该该写入的的特点就就是经TTFT有有源电路路间接控控制的TTN型器器件显示示像素，可实现现高路数数多路显显示和视视频图象象显示。4. TTFT液液晶显示示器件的的驱动方方法依据液晶晶显示器器件写入入机理和和显示像像素电极极的排布布方式即即可确定定对其进进行驱

46、动动的基本本条件。液晶显显示器件件的种类类繁多，驱动的的方法也也不同。但是无无论哪种种类型的的器件，还是使使用什么么不同的的驱动方方法都是是以调整整施加到到像素电电极上的的电压、相位、频率、峰值、有效值值、时序序、占空空比等一一系列参参数、特特性来建建立起一一定的驱驱动条件件，实现现显示。主要的的驱动有有很多，在此仅仅介绍TTFT-LCDD所采用用的有源源矩阵驱驱动法。由于有源源矩阵液液晶显示示器件的的每个像像素点上上都有一一套有源源器件，所以对对这种器器件的驱驱动是对对每个像像素点上上的有源源器件的的驱动。图2-4为TTFT液液晶显示示驱动的的时序图图。从图中可可以看出出，外电电路不能能直接

47、将将电压施施加到液液晶像素素上，施施加在图2-44 TFFT驱动动时序波波形图像素上的的电压决决定于TTFT晶晶体管的的特性。当晶体体管开、关比达达到1006以上时时，则可可以满足足液晶功功能像素素对通断断比的要要求。晶体管TTFT是是这样工工作的，当TFFT栅极极G扫描描被选通通时，VVG被接入入一个正正高脉冲冲，此时时同步输输入选址址的源极极信号是是一个围围绕一个个中心值值为VCC的永远远低于VVG选通脉脉冲幅值值的选址址数据电电压VLLD，TTFT晶晶体管被被打开。从源极极到接通通液晶像像素的漏漏极之间间呈一通通路，电电压被加加到液晶晶像素电电极和补补偿电容容电极上上。这时时即使施施加电

48、场场撤掉，由于电电容作用用，其像像素上施施加的电电压也将将保持相相当时间间，直至至下次选选通的到到来。若若设置的的电容值值使其像像素选通通达半帧帧时间，同时使使下半帧帧寻址信信号以VVC进行反反相，则则可以实实现： 如如图2-6所示示，使加加在像素素上的驱驱动波形形呈交流流态； 驱驱动路数数与TFFT晶体体管特性性有关，而与液液晶电光光响应特特性无关关。这将将彻底解解决液晶晶多路驱驱动难题题； 从从图中波波形还可可以看出出，这种种驱动方方式没有有半选通通波形，因此也也就没有有交叉效效应以及及对比度度下降等等缺陷； 此此外，这这种驱动动也不受受液晶电电光响应应速度的的影响，可以显显示视频频活动图图象，没没有闪烁烁也没有有拖尾。5. 液液晶显示示驱动器器原理液晶显示示器驱动动器是为为液晶显显示器件件的像素素提供电电场的器器件。由由于液晶晶显示像像素上施施加的必必须是交交流电场场，因此此要求液液