基础液晶显示器驱动原理

1、基础液晶显示器驱动原理第1页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/71Write by Hersing YangTypes of Liquid Crystal第2页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/72Write by Hersing YangLiquid Crystal PhasesNematic PhasesSmectic PhasesIsotropic PhasesCrystalline PhasesTemperature第3页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/73Write by H

2、ersing YangOptical characteristic of Liquid Crystal N1N2N1 N2N1 = Nparallel = NextraordinaryN2 = Nperpendicular = NordinaryOptical Anisotropy : Birefringence N=Nparallel-NperpendicularPositive Birefringence N1N2Positive Liquid Crystal parallelperpendicular第4页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/74Writ

3、e by Hersing YangOperation Theory of TNTwist 90液晶分子Field OFFField ON利用液晶的旋光特性調變穿透光線液晶的旋光特性消失第5页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/75Write by Hersing YangOperation Theory of STNTwist 270液晶分子Field OFFField ON利用液晶的雙折射特性調變穿透光線第6页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/76Write by Hersing YangV-T Curve of TN /

4、 STN100%90%10%VnsSTN VsSTNVsTNVnsTNTV第7页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/77Write by Hersing YangThe Structure of Simple/Active MatrixDrive SystemsSimpleActive第8页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/78Write by Hersing YangThe Evolution of Driving Systems直接驅動法 (Direct Addressing)靜態驅動法 (Static Addressi

5、ng)多工驅動法 (Multiplex Addressing)主動驅動法 (Active Addressing/Multi-Line Selection)主動矩陣驅動法 (Active Matrix Addressing)兩端元件 (MIM, Diode.)三端元件 (A-Si:H TFT, Ploy-Si TFT .)Plasma Addressing (PALC)熱掃描驅動法 (雷射掃描)光掃描驅動法 (電子速掃描)第9页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/79Write by Hersing YangLCD Direct Drive Techniques

6、第10页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/710Write by Hersing Yang多工驅動法 (振幅選擇驅動法, APT)1 2 3 4N 1 2 3Frame 1Frame 2F0DT水平掃描訊號+D-D0垂直影像訊號Row 1Row 2Row 3Row NColumn 1ONOFFONOFFF+DF-DF+DF-D+D-D0+D-D0+D-D0+D-D01 2 3 4NFrame 1液晶畫素電壓T第11页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/711Write by Hersing Yang多工驅動法的限制1.01.

7、11.21.3100200第12页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/712Write by Hersing YangIAPT 驅動波形第13页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/713Write by Hersing Yang主動驅動法 (Active Addressing)R1(t)R2(t)R3(t) Rn(t)C1(t)R1(t), R2(t),. Rn(t) 是一組兩兩正交的向量函數 第14页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/714Write by Hersing YangMult

8、iple Line Selection STNFor the purpose of driving the fast responding STN LCDs without decreasing contrastMLS Required 3-Level Row Driver and (L+1) levels Column Driver. L= Row Selections at time第15页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/715Write by Hersing Yang4-Line SelectionV4V3V2V5V1Column Wave form

9、第16页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/716Write by Hersing YangInverse Row Function1 Frame1 Sub-FrameTimeRow 1Row 2Row 3Row 4Row 5Row 6第17页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/717Write by Hersing Yang2-Levels MLS with Dummy RowSUM第18页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/718Write by Hersing Yang2-Levels

10、MLS Waveform第19页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/719Write by Hersing Yang2-Levels MLS Gray ShadeI II III IV第20页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/720Write by Hersing YangBlock Diagram of MLS ControllerFRCControlWriteAddressReadAddressRowFunctionAddressMultiplexerDataI/O256K BitSRAM256K BitSRAMXORa

11、nd SumTimingControlRGB DataHS/VS/CLKROWDriverColumnDriver第21页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/721Write by Hersing YangMLS 主要公式N = Total Row NumberL = Rows of Selection at one timeVr = Scan VoltageVi = the i-th Data Voltage第22页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/722Write by Hersing YangMLS矩陣運算Y= 4Y=

12、 2Y= 0Y=-2Y=-4Vm-Vc+VcColumn Wave form+Vr-VrVmA= 1A= -1Row Wave form第23页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/723Write by Hersing YangColumn Voltage LUT第24页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/724Write by Hersing Yang高容量多工驅動的對策(a)(b)(c)(d)(e)第25页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/725Write by Hersing Yang

13、= /(Bias Ratio)STN 規格第26页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/726Write by Hersing YangSTN LCDs 驅動電壓計算(APT/IAPT)If Voff=2V, N=240 rows, Then : APT : Segment Driver : 2.96V, Common Driver : 44.40VIAPT : Segment & Common Drivers : 23.68V第27页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/727Write by Hersing YangSTN L

14、CDs 驅動電壓計算(MLS)If Voff=2V, N=240 rows, Then : Vo=2.9244VVr=11.326VData Driver最大輸出電壓=2Vo=5.8488VScan Driver最大輸出電壓=2Vr=22.652V第28页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/728Write by Hersing YangSimple Matrix Drive Circuit第29页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/729Write by Hersing YangSimple Matrix Common Dr

15、ive Circuit第30页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/730Write by Hersing YangSimple Matrix Segment Drive Circuit第31页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/731Write by Hersing Yang液晶的頻率響應第32页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/732Write by Hersing YangVertical Crosstalk of STN LCDs第33页，共42页，2022年，5月20日，12点55分

16、，星期二2022/9/733Write by Hersing YangVertical Crosstalk 的抑制每兩條水平線變換一次驅動電壓極性第34页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/734Write by Hersing YangHorizontal Crosstalk of STN LCDs垂直驅動訊號L Line水平掃描波形液晶畫素波形(a)(b)(c)(d)ABABL第35页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/735Write by Hersing YangHorizontal Crosstalk 的抑制垂直驅動

17、訊號L Line水平掃描波形液晶畫素波形(a)(b)(c)(d)傳統驅動方式水平掃描補償波形補償之液晶畫素波形(e)(f)GVLAB第36页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/736Write by Hersing YangSTN 矩陣運算方式行（Row）行向量（Row）列向量（Column）Bit-Map Image MatrixRow Vector時間（Time）列（Column）Time = Dtk行向量（Row）列向量（Column）第j列Row Function Matrix時間（Time）列（Column）Column Vector垂直序列運算Co

18、lumn Sequential時間序列運算Time Sequential第37页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/737Write by Hersing YangColumn Sequential 硬體架構 NM圖框記憶體 NM圖框記憶體影像資訊 輸入IjNXOR陣列N加法邏輯陣列NM STN LCDs液晶層間隙4.5um液晶材料：低黏滯係數水平驅動函數唯讀記憶體Row Function ROMNSTN LCDs垂直驅動晶片TFT LCDs 垂直驅動晶片1轉2多工器2轉1解多工器第38页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/7

19、38Write by Hersing YangTime Sequential 硬體架構 NM圖框記憶體 NM圖框記憶體影像資訊 輸入IjNXOR陣列N加法邏輯陣列水平驅動函數唯讀記憶體Row Function ROMN1轉2多工器2轉1解多工器NM圖框緩衝記憶體NM圖框緩衝記憶體NM STN LCDs液晶層間隙4.5um液晶材料：低黏滯係數STN LCDs垂直驅動晶片TFT LCDs 垂直驅動晶片N第39页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二2022/9/739Write by Hersing YangFrame Rate ControlColor transition of FRC in Two EPSON ECB Module 第40页，共42页，2022年，5月20日，12点55分，星期二202