平板显示技术课件.PPT5.1

低电压、微功耗； 低电压、微功耗； 视角小， 视角小，响应速度 慢，电光响应曲线 陡度低不适合多路 驱动； 驱动；多用于字符 及低路数的字符显 示
5
续表
器件类 型 超扭曲 向列型 (STN)
写 入 机 理 在被写入像素的前后电极之间施加 一个大于阈值电压(V 的交流信号 一个大于阈值电压 th)的交流信号 电压,使像素电极之间原来呈 电压 使像素电极之间原来呈 1800~2700沿玻璃表面扭曲排列的液 晶分子层中间部分的液晶分子变为 倾斜垂面排列;从而使透过该处的线 倾斜垂面排列 从而使透过该处的线 偏振光变为椭圆偏振光,并在检偏处 偏振光变为椭圆偏振光 并在检偏处 产生干涉色, 实现显示。 产生干涉色 实现显示。
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1.3.1 平均电压法
在动态显示时， 在动态显示时，要想使显示器上的 某个像素实现显示， 某个像素实现显示，必须循环地在该像素 上用行扫描脉冲和列寻址脉冲合成一个超 过液晶阈值V 的工作电压V 才能完成。 过液晶阈值Vth的工作电压VLCD才能完成。
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扫描行电极
寻址列电极 图5-9 在矩阵电极上施加了电压后的显示状态
N +1 N −1
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α max
Von = = Voff
偏压比b 图5-11 占空比1/N与有效电压和偏压比
驱动器数N 图5-12优值与驱动路数的关系
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阈值陡度: 阈值陡度
Vsa p= Vth
最大驱动路数N 与陡度P的关系 最大驱动路数 max与陡度 的关系 :
N max
( p 2 + 1) = 2 ( p − 1)
N eff
1 b − 2b + N + 1 = 4 b −1
2
2
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1.3.3 灰度显示法
（1） 空间灰度调制 ）
（2） 时间灰度调制 ）
图5-13 空间（面积）灰度调制原理
帧灰度调制
图5-14 帧灰度调制原理
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脉冲灰度调制
图5-15脉宽灰度调制方式的驱动波形示意图
不显示 不显示 显示 显示
13
14
图5-4 七段式液晶显示器件的电极排列
15
图5-5 示波器用矩阵式液晶显示器的电极排列
16
17
1.3 动态驱动法 我们把液晶显示的扫描驱动方式称为动态驱动法。 我们把液晶显示的扫描驱动方式称为动态驱动法。 循环地对各行电极施加选择脉冲， 即：循环地对各行电极施加选择脉冲，同时所 有为显示数据的列电极给出相应的选择或非选择的 驱动脉冲，从而实现某行所有显示像素的显示功能， 驱动脉冲，从而实现某行所有显示像素的显示功能， 这种行扫描是逐行顺序进行的，循环周期很短， 这种行扫描是逐行顺序进行的，循环周期很短，使 得液晶显示屏上呈现出稳定的图像。 得液晶显示屏上呈现出稳定的图像。
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b' V1 = ' VLCD b +1
b′+1＝b（b>1） ＝ （ ）
1 V2 = ' V LCD b +1
b −1 V1 = V LCD b
选择点电压： 选择点电压：(1,1)：VLCD ：
1 V2 = V LCD b
b − 2 b VLCD
半选择点电压：(1,2)，(1,3)， 半选择点电压： ， ， (1,4)，(1,5)： ， ： (2,1)，(3,1) ： ， 非选择点电压: 非选择点电压
第 5 章 液晶显示器件的驱动技术
§5-1液晶显示器件的写入机理 液晶显示器件的写入机理
1 液晶显示器件写入的基本条件 （1）足够强的电（热、光）信号作用于液晶， 足够强的电（ 信号作用于液晶， 使其改变初始状态。 使其改变初始状态。
1
（2）每个电（热、光）信号均可以在特定的时 每个电（ 间作用于特定的像素。 间作用于特定的像素。 像素：可以被单独控制的最小显示单元。 像素：可以被单独控制的最小显示单元。 （3）施加在像素上的电压必须是交流电压。 ）施加在像素上的电压必须是交流电压。 2 液晶显示器件的写入机理 液晶显示器件写入机理， 液晶显示器件写入机理，就是液晶显示器件 依靠什么方法将人们所需显示的信息用来作用于 器件， 器件，使器件达到显示的目的
写入特点 电光响应曲线 陡度高,适合用 陡度高 适合用 于多路动态驱 动显示;为有色 动显示 为有色 显示模式
6
续表
有源矩 阵薄膜
以行扫描信号和列寻址信号控制作 经TFT有源电 有源电 用于被写入像素的电极的薄膜场效 路间接控制的 应晶体管型有源电路， 场效应 应晶体管型有源电路，使有源电路 TN型器件像 型器件像 产生足够大的通断比， 晶体管 产生足够大的通断比，从而间接控 素，可实现高 制像素电极间呈TN型的液晶分子 型 制像素电极间呈 型的液晶分子 路数多路显示 （TFT） 排列，达到显示的目的 ） 排列， 和视频图象显 示
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作业题: 作业题
5-2
预习思考题: 预习思考题
1、最佳偏压比、最大的选择比和阈值陡度之间有何 、最佳偏压比、 关系？ 关系？ 2、动态驱动法可分成几中方法？它们各有何特点？ 、动态驱动法可分成几中方法？它们各有何特点？
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1.3.2 最佳偏压法
1 = tf
Vrms
∫ [V (t )]
tf 0
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施加电压方法： 施加电压方法：
Xl电极施加电压V1，其余各行电压为0V。 电极施加电压 其余各行电压为 。 Y1电极施加电压 2，其余各列电压为V1／b′。 电极施加电压-V 其余各列电压为 。
选择点：(1,1)：Vl+(V2)； 选择点： ： ； 半选择点： 半选择点：(1,2)，(1,3)，(1,4)，(1,5)： Vl – (Vl／b′)； ， ， ， ： ； (2,1)，(3,1)：V2； ， ： 非选择点：均为 非选择点：均为-V1／b′。 。
2
3 液晶显示必须时刻牢记下列三个特点 液晶显示必须时刻牢记下列三个特点:
(1) 纯粹交流驱动 (2)有效值作用；（ ）容性负载。 纯粹交流驱动; 有效值作用；（3）容性负载。 有效值作用；（ (1) 液晶在直流电压作用下会发生电解作用 所以 液晶在直流电压作用下会发生电解作用,所以 必须用交流驱动,并且限定交流成分中的直流成分 必须用交流驱动 并且限定交流成分中的直流成分 不大于几十个毫伏，直流成分越小越好。 不大于几十个毫伏，直流成分越小越好。
图5-1 LCD 静态驱动示意图
11
图5-2 驱动电路原理
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表5-3
异或门电路（见图 ） 异或门电路（见图5-2）的真值表
公用波形{B) 笔段波形 笔段波形(C) 导通断开信号 公用波形 (A)电平 电平 电平 电平
液晶驱动电 压
液晶显示与 否
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 0
0 0 1 1
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续表 器件类 型 写入机理 写入特点
在被写入像素的前后电极之间施加 在被写入像素的前后电极之间施加 之间施 一个不同幅值的交流信号电压时 会 没有阈值,可 电控双 一个不同幅值的交流信号电压时,会 没有阈值 可 折射型 使电极之间原来排列整齐的液晶分 随写入电压改 子出现不同程度的倾斜, 因双折射效 变的干涉颜色 子出现不同程度的倾斜 （ECB） ） 应使通过液晶盒的线偏振光变为椭 圆偏振光,并对检偏振片产生干涉 呈 圆偏振光 并对检偏振片产生干涉,呈 并对检偏振片产生干涉 现出随写入电压改变的干涉颜色。 现出随写入电压改变的干涉颜色。
3
(2)由于液晶在电场作用下光学性能的改变是 由于液晶在电场作用下光学性能的改变是 依靠液晶作为弹性连续体的弹性形变,影响时间长 影响时间长, 依靠液晶作为弹性连续体的弹性形变 影响时间长 所以交变驱动电压的作用效果不取决于其峰值,在 所以交变驱动电压的作用效果不取决于其峰值 在 频率小于10 情况下,液晶透光率的改变只与外 频率小于 3HZ情况下 液晶透光率的改变只与外 情况下 加电压的有效值有关。 加电压的有效值有关。 (3) 液晶单元是容性负载，液晶的电阻在大多 液晶单元是容性负载， 数情况下，可以忽略不计，是无极性的，即正 数情况下，可以忽略不计，是无极性的， 压和负压的作用效果是一样的。 压和负压的作用效果是一样的。
表5-2 直接驱动法分类表
直 接 驱 动 法
LCD特性 驱动极性 寻址方式 驱动频率
非存锗型，存储型 直流驱动，交流驱动 静态驱动，动态驱动 单频驱动，双频驱动
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1.1 静态驱动法 静态驱动法: 静态驱动法 是指在像素前后电极上 施加驱动电压时呈显示 状态， 状态，不施加驱动电压 时则呈非显示状态的一 种直接驱动方法。 种直接驱动方法。
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在一定的扫描行数N下 在一定的扫描行数 下，通过最佳驱动方式获得最大的选 择比，当扫描行数N增加后选择比相应降低 增加后选择比相应降低。 择比，当扫描行数 增加后选择比相应降低。注意到如果电路 不工作于最佳方式时选择比也会降低。 不工作于最佳方式时选择比也会降低。于是把非最佳方式下工 作的选择比与增大扫描行数后的选择比等价， 作的选择比与增大扫描行数后的选择比等价，非最佳工作方式 等价于最佳工作方式下增加了扫描行， 等价于最佳工作方式下增加了扫描行，从而引出等价扫描行
2
dt
V b2 − 1 Von = (1 + ) b N
b2 − 1 (1 + ) N = b 2 − 4b + 3 (1 + ) N
Voff
V b 2 − 4b + 3 = (1 + ) b N
Von Voff
Von = Voff
N + b2 − 1 N + b 2 − 4b + 3
b = N +1
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§ 5-2 液晶显示器件的驱动方式