液晶显示器基本知识

LCD液晶显示器是LiquidCrystalDisplay的简称，LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有很多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来掌握杆状水晶分子转变方向，将光线折射出来CRT要好的多，但是价钱较其贵。LCD液晶投影机是液晶显示技术和投影技术相结合的产物，它利用了液晶的电光效应，通过电路掌握液1670百万种颜色的靓丽图像。LCD投影机的主要成像器件是液晶板。LCD投影机的体积取决于液晶板的大小，液晶板越小，投影机的体积也就越小。依据电光效应，液晶材料可分为活性液晶和非活性液晶两类，其中活性液晶具有较高的透光性和可掌握性。液晶板使用的是活性液晶，人们可通过相关掌握系统来掌握液晶板的亮度和颜色。与液晶显示器一样，LCD投影机承受的是扭曲向列型液晶。LCDCRTLCDCRT投影机。LCD投影机的像元是液晶板LCDCRT投影机差。LCD投影机按内部液晶板的片数可分为单片式和三片式两种3片式LCD板(图1)。三片式LCD投影机是用红、绿、蓝三块液晶板分别作为红、绿、蓝三色光的掌握层。光源放射出来的白色光经过镜头组后会聚到分色镜组，红色光首先被分别出来，投射到红色液晶板上，液晶板“记录”下的以透亮度表示的图像信息被投射生成了图像中的红色光信息。绿色光被投射到绿色液晶板上，形成图像中的绿色光信息，同样蓝色光经蓝色液晶板后生成图像中的蓝色光信息，三种颜色的光在棱镜中会聚，由投影镜头投射LCDLCD投影机具有更高的图像质量和更高的亮度。LCDLCD投影70%以上，是目前市场上占有率最高、应用最广泛的投影机。液晶显示器使用时，不允许施加直流电压，驱动电压的直流成分最大不能超过50mV。LCM在焊接时应留意只焊I/O接口，且烙铁温度不高于260℃，烙时一次不超过3～4秒，焊接次数最多不超过3～4次，焊剂应最好使用高质量焊剂，焊后，应留意把PCB板清洁。留意LCD与LCM防潮，潮湿会使LCD的玻璃外表电阻降低，造成显示不正常，且易使LCM电极腐蚀。 LCD装机时，应确保器件的导电线接触面积充分大，并保持整个接触面压力均衡〔留意拧螺丝的压力应均衡〕，固定框要求平坦、光滑，固定框的压力应尽可能加在该器件的四周封接框上；LCM在装配时，要留意操作人的充分接地使用的烙铁及其它器具均应保持良好的接地焊接应留意保护LCD外表，以免焊剂溅落于外表造成破坏。器件不宜长期受阳光直射及紫外线的照耀，以免影响使用寿命。器件不宜存放在高温、高湿或有腐蚀、挥发性化学物品环境中，以免使LCD变色、LCM电极腐蚀，LCM应放在有抗静电的包装或器具里。LCD压伤器件的上下两面，且不能使用粗、硬的布擦拭偏光片；LCM在操作过程中请勿接触油脂类东西。液晶根底学问显示器是人与机器沟通的重要界面，早期以显像管〔CRT/CathodeRayTube〕显示器为主，但随着科技不断进步，各种显示技术如雨后春笋般诞生，近来由于液晶〔LCD〕显示器具有轻薄短小、耗电量低、无辐射CRT之主流地位，显示器明日之星架势十足。那么液晶显示器与传统的显示器相比，到底有什么的特点呢？一、显示质量高器〔CRT〕那样需要不断刷亮点。因此，液晶显示器画质高而且确定不会闪耀，把眼睛疲乏降到了最低。二、没有电磁辐射传统显示器的显示材料是荧光粉，通过电子束撞击荧光粉而显示，电子束在打到荧光粉上的一刹那间会空气接触，这样内部电路产生的电磁波也就大量地向外“泄漏”了。三、可视面积大尺寸一样。而阴极射线管显示器，显像管前面板四周有一英寸左右的边框，不能用于显示。四、应用范围广最初的液晶显示器由于无法显示细腻的字符，通常应用在电子表、计算器上。随着液晶显示技术的不断进展和进步，字符显示开头细腻起来，同时也支持根本的彩色显示，并逐步用于液晶电视、摄像机的液晶显DSTNTFT则被广泛制作成电脑中的液晶显示设备，DSTN液晶显示屏用于早期的笔记本电脑；TFT则既应用在笔记本电脑上〔现在大多数笔记本电脑都使用TFT显示屏〕，又用于主流台式显示器上。五、画面效果好与传统显示器相比，液晶显示器一开头就使用纯平面的玻璃板，其显示效果是平面直角的，让人有一种耳目一的感觉。而且液晶显示器更简洁在小面积屏幕上实现高区分率，例如，17英寸的液晶显示器就能很1280×1024区分率，而通常18CRT1280×1024以上区分率的画面效果是不能完全令人满足的。六、数字式接口不需要像寻常那样把数字信号转化成模拟信号再行输出了。理论上，这会使颜色和定位都更加准确完善。七、“身材”均匀小巧的感觉。传统显示器是通过电子枪放射电子束到屏幕，因而显像管的管颈不能做得很短，当屏幕增加时也必定增大整个显示器的体积。而液晶显示器通过显示屏上的电极掌握液晶分子状态来到达显示目的，即使屏幕加大，它的体积也不会成正比的增加，而且在重量上比一样显示面积的传统显示器要轻得多。八、功率消耗小且随着体积的不断增大，其内部电路消耗的功率确定也会随之增大。相比而言，液晶显示器的功耗主要消耗IC上，因而耗电量比传统显示器也要小得多。液晶显示器的选型在平板显示器件领域，目前应用较广泛的有液晶(LCD)、电致发光显示(EL)、等离子体(PDP)、发光二极管(LED)、低压荧光显示器件(VFD)等。液晶显示器件有以下一些特点〔无眩光，不刺激人眼，不引起眼睛疲乏〕；显示信息量大〔由于像〕；易于彩色化〔在色谱上可以格外准确的复现〕；无电磁辐射〔对人体安全，利于信息保长寿命〔这种器件几乎没有什么劣化问题，因此寿命极长，但是液晶背光寿命有限，不过背光局部可以更换〕。8大要素LCD类型◆质量保证◆技术支持◆品牌与价格液晶显示屏的类型选择▲字符→确定显示行、列数→TN、STN类→是否带背光→确定尺寸→确定工作与储存温度范围▲图形→单色还是彩色〔TFTSTN256色以下〉〕→确定区分率→确定外形尺寸→背光类型〔LED、EL、CCFL〕→确定工作与储存温度范围▲定制→非标准模块的要求→填写定制单→签定合同LCD类型在液晶(LCD)方面，从选型角度，我们将常见液晶分为以下几类：段式，字符型，常见段式液晶的每字88字和一点，只能显示数字和局部字母，假设必需显示其它少量字符、汉字和其它符号，一般需要从厂家定做，可以将所要显示的字符、汉字和其它符号固化在指定的位置，比方计算器。对于段式液晶，我们供给定做业务。无异。字符型液晶一般有以下几种区分率，8×1，16×1、16×2、16×4、20×2、20×4、40×2、40×4等，其中8(16、20、40)的意义为一行可显示的字符(数字)数，1(2、4)的意义是指显示行数。图形点阵式液晶，我们又将其分为TN、STN(DSTN)、TFT等几类。这种分类需从液晶材料和液晶效应讲起，请参考液晶显示原理。TN类液晶由于它的局限性，只用于生产字符型液晶模块；而STN(DSTN)类液晶模块一般为中小型，既有单色的，也有伪彩色的；TFT类液晶，则从小到大都有，而且几乎清一色为真彩色显示模块。除了TFT类液晶外，一般小液晶屏都内置掌握器(掌握器的概念相当于显示卡上的主控芯片)，直接供给MPU接口；而大中液晶屏，要想掌握其显示，都需要外加掌握器。因此，选择您所需要的液晶屏，需要考虑的几个方面细述如下：一、假设只需要显示字符和数字，而且一屏所显示的内容不超过字符型液晶的最大限制(40×4)，就可选MPU连接即可。二、假设需要动态地显示汉字和图形，那么，只能选择图形点阵式液晶，接下来该考虑的问题就是需要选择STN(DSTN)单色、伪彩色还是TFT真彩色。一般状况下，假设使用单片机掌握，由于其掌握力量的限制，640×480以下单色、320×240以下伪彩色的范围内进展选择；假设使用PC、IPC或其它掌握力量比较强的主控模块(如视频输入掌握模块)，只要具备液晶显示局部或外加显示掌握，就可以有较大的选择余地，不带内置掌握器的单色、伪彩色和真彩色液晶均可。同时应当考虑到外形尺寸的要求。另外请留意，LCDCRT有所区分。式液晶需要较强的环境光线，半反半透式液晶要求环境光线较强或加背光。字符类液晶带背光的一般为LED背光，以黄颜色〔红、绿色调〕为主。一般为+5V驱动。STNLEDELEL〔400—800H70—100V1W的功率。中大点阵STNTFT类液晶多为冷阴极背光灯管〔CCFL/CCFT〕，背光颜色为白色〔红、绿、蓝色调〕。一般用25k—100kHz，300V以上的沟通驱动。四、温度范围，很多字符型液晶以及小图形点阵液晶有常温型和宽温型的，而大图形点阵的液晶宽温型的在0—50-2—70〔30LQ5AW136TFT视频接口〕；另外在湿度方面也有肯定的要求。cd/m2Nit(尼特)TN、STN(DSTN)液晶的亮度不超过100cd/m2，5—6\“的伪彩色STN130cd/m25.7\“LCD亮度达200cd/m2，而TFT类液晶的亮度则150cd/m2以上常见。六、配件方面，由于液晶的规格、接口没有国际标准，所以不同厂家、不同类型的液晶的信号接口往往不全都，所以选择液晶时，留意购置相关配件〔包括信号连接器件、逆变器等〕。液晶屏幕的驱动方式的电极则负责驱动液晶分子。TNSTNX、Y轴的穿插方式来驱动，如以下图所示，因此假设显示部份越做越大的话，那么中心部份的电极反响时间可能就会比较久。而为了让屏幕显示全都，整体速度上就会变慢。讲的简洁一点，就好象是CRT显示器的屏幕更频率不够快，那是使用3D动画显示时，但显示器的显示速度却无法跟上，显示出来的要果可能就会有延迟的现象。所以，早期的液晶显示器在尺寸上有肯定的限制，而且并不适合拿来看电3D玩耍。DRAM描的〔或称作肯定时间充电〕方式，来表示每个画素的状态。为了改善此一情形，后来液晶显示技术承受了主动式矩阵〔active-matrixaddressing〕的方式来驱动，这是目前到达高资料密度液晶显示效果的抱负装置，且区分率极高。方法是利用薄膜技术所做成的硅晶体管电极，利用扫描法来选择任意一个显示点〔pixel〕的开与关。这其实是利用薄膜式晶体管的非线性功能来取代不易掌握的液晶非线性功能。TFT型液晶显器中，导电玻璃上画上网状的细小线路，电极则由是薄膜式晶体管所排列而成的矩阵开关，在每个线路相交的地方则有着一弄掌握匣，虽然驱动讯号快速地在各显示点扫瞄而过，但只有电极上晶体管矩阵中被选择的显示点得到足以驱动液晶分子的电压，使液晶分子轴转向而成「亮」的比照，不被选择的显示点自然就是「暗」的比照，也因此避开了显示功能对液晶电场效应力量的依靠。TFT液晶显示原理TFT型的液晶显示器较为简单，主要的构成包括了，萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等。首先液晶显示器必需先利用背光源，也就是萤光灯管投射出光源，这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶，这时液晶分子的排列方式进而转变穿透液晶的光线角度。然后这些光线接下来还必需经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此我们只要转变刺激液晶的电压值就可以掌握最终消灭的光线强度与颜色，并进而能在液晶面板上变化出有不同深浅的颜色组合了。STN液晶显示原理STN型的显示原理与TN相类似，不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180~270度。 要在这里说明的是，单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情〔或称黑白并没有方法做到颜色的变化而STN液晶显示器牵涉液晶材料的关系，以及光线的干预现象因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但假设在传统单色STN液晶显示器加上一彩色滤光片〔colorfilter〕，并将单色显示矩阵之任一像素〔pixel〕分成三个子像素〔sub-pixel〕，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，再经由三原色比例之调和，也可以显示出全彩模式的颜色。另外TN型的液晶显示器假设显示屏幕做的越大，其屏幕比照度就会显得较差，不过藉由STN的改进技术，则可以弥补比照度缺乏的状况。TN型液晶显示原理TNTN型为原点来加以改进。同样的，它的运作原理也较其它技术来的简洁，请读者参照下方的图片。图中所表示的是及导电的玻璃基板。不加电场的状况下，入射光经过偏光板后通过液晶层，偏光被分子扭转排列的液晶层90度，离开液晶层时，其偏光方向恰与另一偏光板的方向全都，因此光线能顺利通过，整个电极面呈果来自入射偏光片的偏光，其偏光方向与另一偏光片的偏光方向成垂直的关系，并无法通过，电极面因此呈现黑暗的状态。向膜的细沟槽方向依序旋转排列，假设电场未形成，光线会顺当的从偏光板射入，依液晶分子旋转其行进方向，然后从另一边射出。假设在两片导电玻璃通电之后，两片玻璃间会造成电场，进而影响其间液晶分子的排列，使其分子棒进展扭转，光线便无法穿透，进而遮住光源。这样所得到光暗比照的现象，叫做扭转式向列场效应，简称TNFE〔twistednematicfieldeffect〕。在电子产品中所用的液晶显示器，几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成LCD掌握驱动器的设计与开发ITO(IndiumTinOxide)膜、配向膜、偏光板等制成的夹板，上90液晶将依据沟槽方向配向。整体看起来，液晶分子的排列就像螺旋形的扭转排列。当玻璃基板参加电场时，液晶分子配列产生变化，变成直立状态。当液晶分子直立时间线无法通过，结果在显示屏上消灭黑色。液晶显示器(LCD)将依据电压的有无，掌握液晶分子配列方向，使面板到达显示效果。对LCD的分类，有各种分类方法。通常可依据其显示方式分为段式、点字符式、点阵式等。除了黑白显示外，还有多灰度和彩色显示等。在LCD驱动时，需在段电极和公共电极上施加沟通电压。假设只在电极上施加DC电压时，液晶本身发生劣化。液晶驱动方式包括静态驱动、动态驱动等驱动方式。(1)静态驱动全部的段都有独立的驱动电路，表示段电极与公共电极之间连续施加电压。它适合于简洁掌握的LCD。(2)多路驱动方式构成矩阵电极，公共端数为n，依据1/n的时序分别依次驱动公共端，与该驱动时序相对应，对全部的LCD。合理选择占空比〔duty〕和偏压(bias)。LCDONOFF时的电压有效值与占空比和偏压的关系如下：Vo:LCD驱动电压N:占空比(1/N)a:偏压(1/a)将数据反转。帧反转驱动适合于高占空比应用，它在各帧输出时，将数据反转。和脉宽调制(PWM)削减帧输出次数，掌握输出信号的有效值，来实现多灰度和彩色掌握。而脉宽调制是通过转变段输出信号脉宽，掌握输出信号的有效值，来实现多灰度和彩色掌握。显示方式从简洁的段式、点字符式到简单的点阵式、阶调式的变化。显示颜色从黑白逐步变化到彩色。和动画对应速度方面有优势。LCDNEC、EPSON、三星等公司。目前手机市场中使用最多的驱动器电路仍旧是黑白电路。但是，四灰度LCD驱动电路和彩色LCD驱动电路也渐渐投入到市场上。今后具有彩色、大屏幕、可上网、响应快的显示器将成为手机进展的流行趋势。下面将以NEC公司mPD16682A产品为例，说明LCD掌握驱动器主要特性和设计流程。该芯片适用于16x1612x12个点。1/65RAM的液晶显示掌握/驱动器使用+3伏单一电源〔34倍可转换〕132x65RAM输出：132段、65公共端COG〔ChiponGlass〕掌握局部：TopDown(自顶向下)规律电路RAM局部：手工设计2PortRAMI/O口输出专用口模拟局部：手工设计DC/DC转换器DA转换器稳压电路振荡电路I/O局部：手工设计LCD掌握驱动器的系列产品：LCD掌握驱动器多LCD掌握驱动器STN-LCD掌握驱动器TFT-LCD掌握驱动器1)LCD驱动电路规格书LCD驱动电路的规格书。建立完整的设计环境LCD掌握驱动电路涉及到数字、模拟和高压电路。SPICE参数的提取和验证是其中重要的一项任务。TEG片，并对TEG片进展测试，提取和验证SPICE参数，建立完整的设计环境。LCD掌握驱动电路设计电路设计包括确定电路设计方案、规律综合、电路仿真和物理实现。·承受低功耗技术，需选择低功耗电源；内置存储器和降低振荡频率；承受OSO(OneShotOperation)电路技MLS〔MultiLineSelection多线选择〕驱动法。·电路描述与仿真。数字电路可承受HDL语言描述，HDL仿真。模拟电路可承受原理图输入，SPICE仿真。对于整体电路仿真需承受数模混合仿真技术，还要解决显示图象的验证技术。·幅员物理实现为了保证设计效率，数字电路局部的幅员可利用SEDRC技术。LCD掌握/驱动电路测试技术。例如，多引脚对应力量；高速数据传送；高精度测试；高电压对应。LCD局部专业术语解释LCDLiquidCrystalDisplay液晶显示LCMLiquidCrystalModule液晶模块TNTwistedNematic90°STNSuperTwistedNematic180~270°扭曲向列FSTNFormulatedSuperTwistedNematic格式化超级扭曲向列。一层光程补偿片加于STN，用于单色显示TFTThinFilmTransistor薄膜晶体管Backlight—背光Inverter—逆变器OSDOnScreenDisplay在屏上显示DVIDigitalVisualInterface〔VGA〕数字接口TMDSTransitionMinimizedDifferentialSignalingLVDSLowVoltageDifferentialSignaling低压差分信号Panelink—ICIntegrateCircuit集成电路TCPTapeCarrierPackage柔性线路板COBChipOnBoard通过邦定将IC裸片固定于印刷线路板上COFChipOnFPCIC固定于柔性线路板上COGChipOnGlass将芯片固定于玻璃上Duty—占空比，高出点亮的阀值电压的局部在一个周期中所占的比率LEDLightEmittingDiode发光二极管ELElectroLuminescence电致发光。EL层由高分子量薄片构成CCFL(CCFT)ColdCathodeFluorescentLight/Tube冷阴极荧光灯PDPPlasmaDisplayPanel等离子显示屏CRTCathodeRadialTube阴极射线管Array视频图形阵列PCBPrintedCircuitBoard印刷电路板Compositevideo—复合视频Componentvideo—S-videoS端子，与复合视频信号比，将比照和颜色分别传输NTSCNationalTelevisionSystemsCommitteeNTSC制式,全国电视系统委员会制式PALPhaseAlternatingLinePAL制式(逐行倒相制式)SECAMSEquentialCouleurAvecMemoireSECAM制式(挨次与存储彩色电视系统)VODVideoOnDemand视频点播DPIDotPerInch点每英寸LCD显示器的模拟/数字接口辐射少、功耗低，同时视频性能优越、外观颖圆滑。技术的进步、需求的增加以及生产本钱的降低，使LCD的价格降到可为一般消费者承受，人们在考虑配置一个的带LCD显示器的计算机系统，或是替换掉旧的CRT显示器。 在打算一项的购置打算时，大局部消费者都要权衡其需求。在肯定的价格范围内，对于给定的一套产品的特点及预期的性能水平，消费者会在充分权衡后打算是否购置该产品。计算机和计算机附件的购置过程也与此类似。系统工程师必需了解消费市场中的性能价格比。对于这种本钱敏感市场而言，设计的主要目标是降低板级的BOM(原材料费用)本钱。板级元器件的去除等同于最终产品市场价格的大幅降低。假设购置模式如上所提，消费者该怎样在数字显示器和模拟显示器间作一选择呢？关键的考虑因素之一。标准的红、绿、蓝(RGB)模拟接口正面临着数字接口日渐强大的挑战。以下篇幅将着重争论两种方案间的差异。模拟接口RGBRGBDAC，然后数字信号被转化为模拟信号并与水平及垂直同步信号一起传送到显示器。在显示器内部，前置放大器具有放大、钳位及偏移调整的作用。可选择使用单独的前置放大器或集成前CRTLCDLCD环境下，前置放大器所产生的失效及错误会降低视频性能。下一步关键是实现模拟信号到数字信号的转换(ADC)