基础液晶显示器驱动原理

基础液晶显示器驱动原理第一页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/141WritebyHersingYangTypesofLiquidCrystal第二页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/142WritebyHersingYangLiquidCrystalPhasesNematicPhasesSmecticPhasesIsotropicPhasesCrystallinePhasesTemperature第三页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/143WritebyHersingYangOpticalcharacteristicofLiquidCrystal

N1N2N1>N2N1=Nparallel=NextraordinaryN2=Nperpendicular=NordinaryOpticalAnisotropy:Birefringence

△N=Nparallel-NperpendicularPositiveBirefringenceN1>N2PositiveLiquidCrystalεparallel>εperpendicular第四页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/144WritebyHersingYangOperationTheoryofTNTwist90液晶分子FieldOFFFieldON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五页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/145WritebyHersingYangOperationTheoryofSTNTwist270液晶分子FieldOFFFieldON利用液晶的雙折射特性調變穿透光線第六页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/146WritebyHersingYangV-TCurveofTN/STN100%90%10%VnsSTN

VsSTNVsTNVnsTNTV第七页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/147WritebyHersingYangTheStructureofSimple/ActiveMatrix

DriveSystemsSimpleActive第八页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/148WritebyHersingYangTheEvolutionofDrivingSystems直接驅動法(DirectAddressing)靜態驅動法(StaticAddressing)多工驅動法(MultiplexAddressing)主動驅動法(ActiveAddressing/Multi-LineSelection)主動矩陣驅動法(ActiveMatrixAddressing)兩端元件(MIM,Diode..)三端元件(A-Si:HTFT,Ploy-SiTFT..)PlasmaAddressing(PALC)熱掃描驅動法(雷射掃描)光掃描驅動法(電子速掃描)第九页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/149WritebyHersingYangLCDDirectDriveTechniques第十页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1410WritebyHersingYang多工驅動法

(振幅選擇驅動法,APT)1234N123Frame1Frame2F0DT水平掃描訊號+D-D0垂直影像訊號Row1Row2Row3RowNColumn1ONOFFONOFFF+DF-DF+DF-D+D-D0+D-D0+D-D0+D-D01234NFrame1液晶畫素電壓T第十一页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1411WritebyHersingYang多工驅動法的限制1.01.11.21.3100200第十二页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1412WritebyHersingYangIAPT驅動波形第十三页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1413WritebyHersingYang主動驅動法(ActiveAddressing)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十四页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1414WritebyHersingYangMultipleLineSelectionSTNForthepurposeofdrivingthefastrespondingSTNLCDswithoutdecreasingcontrastMLSRequired3-LevelRowDriverand(L+1)levelsColumnDriver.L=RowSelectionsattime第十五页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1415WritebyHersingYang4-LineSelectionV4V3V2V5V1ColumnWaveform第十六页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1416WritebyHersingYangInverseRowFunction1Frame1Sub-FrameTimeRow1Row2Row3Row4Row5Row6第十七页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1417WritebyHersingYang2-LevelsMLSwithDummyRowSUM第十八页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1418WritebyHersingYang2-LevelsMLSWaveform第十九页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1419WritebyHersingYang2-LevelsMLSGrayShadeIIIIIIIV第二十页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1420WritebyHersingYangBlockDiagramofMLSControllerFRCControlWriteAddressReadAddressRowFunctionAddressMultiplexerDataI/O256KBitSRAM256KBitSRAMXORandSumTimingControlRGBDataHS/VS/CLKROWDriverColumnDriver第二十一页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1421WritebyHersingYangMLS主要公式N=TotalRowNumberL=RowsofSelectionatonetimeVr=ScanVoltageVi=thei-thDataVoltage第二十二页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1422WritebyHersingYangMLS矩陣運算Y=4Y=2Y=0Y=-2Y=-4Vm-Vc+VcColumnWaveform+Vr-VrVmA=1A=-1RowWaveform第二十三页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1423WritebyHersingYangColumnVoltageLUT第二十四页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1424WritebyHersingYang高容量多工驅動的對策(a)(b)(c)(d)(e)第二十五页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1425WritebyHersingYang=<ON>/<OFF>(BiasRatio)STN規格第二十六页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1426WritebyHersingYangSTNLCDs驅動電壓計算(APT/IAPT)IfVoff=2V,N=240rows,Then:

APT:SegmentDriver:2.96V,CommonDriver:44.40VIAPT:Segment&CommonDrivers:23.68V第二十七页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1427WritebyHersingYangSTNLCDs驅動電壓計算(MLS)IfVoff=2V,N=240rows,Then:Vo=2.9244VVr=11.326VDataDriver最大輸出電壓=2Vo=5.8488VScanDriver最大輸出電壓=2Vr=22.652V第二十八页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1428WritebyHersingYangSimpleMatrixDriveCircuit第二十九页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1429WritebyHersingYangSimpleMatrixCommonDriveCircuit第三十页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1430WritebyHersingYangSimpleMatrixSegmentDriveCircuit第三十一页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1431WritebyHersingYang液晶的頻率響應第三十二页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1432WritebyHersingYangVerticalCrosstalkofSTNLCDs第三十三页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1433WritebyHersingYangVerticalCrosstalk的抑制每兩條水平線變換一次驅動電壓極性第三十四页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1434WritebyHersingYangHorizontalCrosstalkofSTNLCDs垂直驅動訊號LLine水平掃描波形液晶畫素波形(a)(b)(c)(d)ABABL第三十五页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1435WritebyHersingYangHorizontalCrosstalk的抑制垂直驅動訊號LLine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第三十六页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1436WritebyHersingYangSTN矩陣運算方式行（Row）×＝行向量（Row）列向量（Column）Bit-MapImageMatrixRowVector時間（Time）列（Column）Time=Dtk×＝行向量（Row）列向量（Column）第j列RowFunctionMatrix時間（Time）列（Column）ColumnVector垂直序列運算ColumnSequential時間序列運算TimeSequential第三十七页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1437WritebyHersingYangColumnSequential硬體架構

N×M圖框記憶體

N×M圖框記憶體影像資訊輸入IjNXOR陣列N加法邏輯陣列N×MSTNLCDs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RowFunctionROMNSTNLCDs垂直驅動晶片TFTLCDs垂直驅動晶片1轉2多工器2轉1解多工器第三十八页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1438WritebyHersingYangTimeSequential硬體架構

N×M圖框記憶體

N×M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RowFunctionROMN1轉2多工器2轉1解多工器N×M圖框緩衝記憶體N×M圖框緩衝記憶體N×MSTNLCDs液晶層間隙4.5um液晶材料：低黏滯係數STNLCDs垂直驅動晶片TFTLCDs垂直驅動晶片N第三十九页，共四十二页，2022年，8月28日2023/3/1439WritebyHersingYangFrameRateControlColortransitionofFRCinTwoEPSONECBM