LCD 驱动原理
LCD基本驱动原理
LCD基本驱动原理LCD（液晶显示器）的基本驱动原理是利用液晶分子在电场作用下改变其排列方式来控制光的透过和阻挡，从而实现图像的显示。
下面将以液晶显示器的构造、液晶原理和驱动方法三个方面详细介绍LCD的基本驱动原理。
液晶显示器主要由三部分组成：玻璃基板，液晶层和电极层。
液晶层是一层特殊的有机化合物，它在没有电场时呈现正常或散乱的排列状态；而在有电场作用下，液晶分子会发生定向，使光线通过的情况发生改变。
电极层是由透明导电材料制成的，它能够在液晶层上施加电场。
玻璃基板用来提供结构支撑和保护。
液晶的驱动原理基于液晶分子的排列方式，液晶分为向列型和相序型两种。
向列型液晶具有向列排列，这意味着分子在没有电场作用下是按照规则排列的，在电场作用下分子会倾斜或扭曲改变光的透过和阻挡。
相序型液晶则具有无序排列，电场的作用下，它们会排列成特定的序列，使光线通过的情况发生变化。
根据液晶材料的不同，液晶显示器被分为TN （扭曲向列型）、STN（超扭曲向列型）、IPS（In-Plane Switching，平面转向型）和VA（Vertical Alignment，垂直向列型）等类型。
液晶显示器的电极层通过施加电压，产生电场。
液晶分子受到电场的作用，改变排列状态，从而改变传递的光的强度和偏振方向。
根据不同的液晶构造和目标显示效果，液晶显示器的驱动方法也有所不同。
最常用的驱动方法是矩阵驱动法，其中最常见的是被动矩阵驱动法和主动矩阵驱动法。
被动矩阵驱动法是通过将水平和垂直方向的扫描线分别与透明电极交叉连接来驱动液晶分子。
每个像素点都位于两条扫描线的交叉点上，通过施加相应的电压，控制液晶分子改变透光或阻挡光。
主动矩阵驱动法使用了一个透明的源驱动器和一个选通驱动器。
透明的源驱动器是将输入像素数据线连接到显示面板的水平行，而选通驱动器是将输出扫描线驱动到显示面板的垂直行。
通过控制源驱动器和选通驱动器的电压，选择性地驱动特定的像素点，从而控制液晶分子的排列，实现图像的显示。
LCD驱动原理简介-标
LCD驱动原理简介-标聯建産品部教育訓練資料目录一.目的 (3)二.主要內容 (3)1. 直接驱动法 (3)2. 多工驱动法 (4)3. 其它 (7)(1) HI-FAS (7)(2) MLS (8)三.结论 (9)四. 问题与解答 (9)一.目的1.了解LCD驱动原理。
2.了解直接驱动和多工驱动的不同点。
二.主要内容从电子学角度考虑液晶显示原理为：在外加电场的作用下具有偶极矩的液晶棒状分子在排列状态上发生变化，使得通过液晶显示器件的光被调制，从而呈现明与暗或透过与不透过的显示效果。
在这里只是介绍一下我们现在用到的LCD驱动方式：直接驱动（Static driving）、多工驱动(Multiplex driving).1.直接驱动法驱动方法是将每一个字节都分别拉出一个电极（segment）与共同电极（common）相对应；其单独驱动，不与其它电极复合使用。
Common Layout Segment Layout直接驱动电路多工驱动线路多工驱动电路多工驱动电路的实现可以等效为两组“开关”电路。
如下图：多工驱动实现的原理在多工驱动下的液晶像素有三种情况：选择，半选择，未选择。
选择电压〉阀值电压（亮）。
半选择电压<阀值电压（对比好）由于液晶驱动是交流驱动，所以在列驱动脉冲序列中，幅值V1和V6,V3和V4相互交换，在一个周期内幅值为V1或V3,在另一个周期内为V6或V4,从而实现交流驱动的性能。
在行驱动脉冲序列中，不仅幅值V1和V6,V2和V5交替变化，而且相对于列驱动脉冲序列还有相位变化，即相位差为180o。
这样才能实现在选择像素上电位差最大。
例：像素（com2,seg1）上选择电压为（扫描第二行时）Vcom2-Vseg1=V6-V1=VLCD或Vcom2-Vseg1=V1-V6=-VLCD例：像素（com2,seg1）上未选择电压为（扫描第一，七行时）Vcom2-Vseg1=V2-V3=1/5VLCD或Vcom2-Vseg1=V5-V4=-1/5VLCD例：像素（com1,seg1）上半选（行选而列未选）电压为（扫描第一行时）Vcom1-Vseg1=V6-V3=-3/5VLCD或Vcom1-Vseg1=V1-V4=-3/5VLCD例：像素（com1,seg1）上半选（列选而行未选）电压为（扫描第二行时）Vcom1-Vseg1=V2-V1=-1/5VLCD或Vcom1-Vseg1=V5-V6=1/5VLCD由此可见，选择像素上的电压最大，为VLCD；为选择像素的电压最小，为1/5VLCD；半选择像素电压最大为3/5VLCD，所以只要我们把半选择像素上的电压控制在液晶的阀值电压之下，即可实现比较好的对比度。
LCD的原理及驱动方法简介和应用
LCD 原理及驱动方法简介1、LCD 显示器原理LCD 是一种被动式显示器，其本身不发光，只是调节光的亮度。
LCD 利用液晶的扭曲－向列效应制成，这是一种电场效应，夹在两片导电玻璃电极间的液晶经过一定的处理，它内部的分子呈90°的扭曲，当线性偏振光透过时其偏振面便会旋转90。
当在玻璃电极上加上电压后，在电场作用上，液晶的扭曲结构消失，其旋光作用也消失，偏振光便可直接通过。
当去掉电场后，液晶分子又恢复其扭曲结构。
把这样的液晶置于两偏振片之间，改变偏振相对位置就可得到字的显示形式。
LCD 七段显示器有a~g 七段外，还有一个公共极COM 。
可用静态方式驱动，也可用动态方式驱动。
前者加直流信号，后者加交流信号。
今天所讲的LCD 驱动也是用动态方式驱动的。
当加在a~g 七段中的某一电极的方波与公共电极COM 上的方波信号同相时，相对电压为0，则该段不显示；当加在某段电极上的方波与公共电极COM 的非选通点上加只有选通点电压的少交叉效应的影响，这就是上面仅仅是COM口的驱动波形，那么SEG口的驱动波形又是怎样的呢？对应上面的6个时段，在COM口为高电平时，如果该段需要显示，则对应的SEG口输出低电平；反之，则输出高电平。
根据同LED的有关段显示的规则，得出如下表所示的段码表。
段码表：L C D码表(4位半-18.8.8.8）com1 seg1com2seg2c o m3s e g3com1seg4com2seg5c o m3s e g6digit f a b e g c dp d s f a b e g c d dp s 0000010101111101100 1110110111001001000 2100001101011110100 3100100101011011100 40101001111010110005001100101110011100 6001000101110111100 7100110111011001000 8000000101111111100 9000100101111011100a000000111111111000b011000101100111100c001011101110110100d110000101001111100e111111111000000000不显示f111101111000010000显示“-”3、程式流程图如下图所示：4、程式如下1;title:通用I/O口驱动LCD范例程式2;MCU:EM78P447BS,clock:2,crystal:4MHz3;LCD规格：1/2Bias,1/3duty4;writer:RenBin5;date:2005-5-2311:276;*****************************************************************7;程式说明：本程式是用通用I/O口驱动LCD的程式，用一个I/O口作COM口及SEG口8;9;-------------------10;port611;port64com112;port65com213;port66com314;port515;port504b/4c16;port514a/4g/4d17;port524f/4e/dp318;port543b/3c/s219;port553a/3g/3d20;port563f/3e/dp221;port722;port702b/2c/s123;port712a/2g/2d24;port722f/2e/dp125;port741b/1c/1h26;port751a/1g/1d27;port761f/1e28;---------------------------------29include<em78p447.inc>1C;*****************************************************;2C;Tilte:EM78447include file;3C;Description:The Definition of EM78x447Registers;4C;Company:ELAN 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lcd背光恒流驱动原理
lcd背光恒流驱动原理
LCD背光恒流驱动是指通过恒流源驱动LCD背光灯，以保持恒定的电流流过背光灯，从而保证背光的亮度稳定。
LCD背光灯通常是使用LED作为光源，而LED在工作时需要恒定的电流才能保持稳定的亮度。
因此，恒流驱动电路通过在LED和电源之间插入一个可调电阻或者恒流源，来控制电流的大小，并保持恒定。
恒流驱动电路通常由一个反馈电路、一个比较器和一个功率放大器组成。
反馈电路用于检测实际电流和设定电流之间的差异，产生一个反馈信号。
比较器则将反馈信号与设定电流进行比较，如果实际电流低于设定电流，比较器将产生一个偏高的电平信号。
功率放大器根据比较器的输出信号来驱动LED，提供恒定的电流源。
当实际电流低于设定电流时，比较器会将一个高电平信号发送给功率放大器，功率放大器会增大输出电流，从而提高LED 的亮度。
当实际电流超过设定电流时，比较器会将一个低电平信号发送给功率放大器，功率放大器会减小输出电流，从而降低LED的亮度。
通过这种方式，恒流驱动电路可以保持恒定的LED电流，从而保证背光灯的亮度稳定。
这种恒流驱动原理可以在不同的背光灯应用中使用，包括LCD电视、计算机显示器、手机等。
lcd段码屏驱动原理
lcd段码屏驱动原理
LCD段码屏是一种常见的数字显示设备，它的驱动原理主要涉及到显示控制芯片和显示模块两个方面。
1. 显示控制芯片
LCD段码屏的显示控制芯片通常采用CMOS技术制造，它可以通过内部的控制逻辑和存储器，控制LCD每一段的电压信号，从而实现数字图像的显示。
常见的LCD控制芯片有HD44780、KS0108、KS0066等，其中HD44780是一种具有广泛应用的标准控制芯片。
2. 显示模块
LCD段码屏的显示模块由多个LCD段组成，每个LCD段由数根独立的导电柱和两根金属屏蔽板组成，通过在导电柱和金属屏蔽板之间加电压差，实现液晶分子的定向排列，进而改变透射光的相位差，实现数字图像的显示。
在不同的电压条件下，液晶分子的定向状态也不同，对应不同的显示状态。
因此，通过控制每一段的电压信号，就可以实现数字图像的显示。
总结：
LCD段码屏的驱动原理主要包括显示控制芯片和显示模块两个方面。
通过控制每一段的电压信号，就可以实现数字图像的显示。
海量的应用场景，让段码屏成为了数字显示的中坚力量。
lcd显示驱动原理
lcd显示驱动原理液晶显示器（Liquid Crystal Display, LCD）是一种利用液晶体的光学特性来输出图像的设备。
它由液晶层、驱动电路、背光源和控制电路组成。
LCD显示驱动的原理可以分为以下几个步骤：1.电压施加：通过驱动电路向液晶层施加电压，使得液晶分子朝向不同的方向排列，从而改变光的传播方式。
2.光的传播：当液晶分子排列有序时，光的传播路径会改变。
通过调整电压的变化，可以控制液晶分子的排列，从而改变光的传播路径。
3.亮度调节：通过控制电压的大小和频率，可以调节背光源的亮度，从而实现LCD显示的亮度调节。
4.像素控制：LCD面板由一个个像素组成，每个像素都有液晶分子和彩色滤光片。
通过调整液晶分子的排列和滤光片的透光性，可以控制每个像素的颜色和亮度，从而显示出图像。
总的来说，LCD显示驱动是通过驱动电路控制液晶分子的排列和背光源的亮度，从而实现像素的控制和图像显示。
控制电路会接收输入信号，并将其转化为相应的驱动信号，通过驱动电路控制液晶的排列方式和背光的亮度，最终将图像显示在LCD屏幕上。
LCD显示驱动的原理进一步细化如下：1. LCD结构：液晶显示器由液晶分子和彩色滤光片组成。
彩色滤光片负责调整光的颜色，液晶分子则负责控制光的透过与阻挡。
2. 电压控制液晶分子：液晶分子在不同的电场作用下，具有不同的排列方式。
液晶分子的排列方式会影响光的传播路径，从而实现光的显示。
通过驱动电路施加不同的电压，可以改变液晶分子的排列方式。
3. 二极管结构驱动：常见的液晶显示器驱动方式是使用二极管结构。
每个像素有一个单独的液晶分子和驱动电路，通过对每个像素的电压进行控制，可以通过改变液晶分子的排列方式来实现图像的显示。
4. 行列扫描：驱动电路会按照一定的顺序对每一行的像素进行扫描，控制电压的变化使得液晶分子的排列发生变化。
这样可以通过逐行扫描的方式将整个图像显示出来。
5. 背光控制：液晶显示器通常需要背光才能正常显示。
lcd屏幕驱动原理
lcd屏幕驱动原理1.引言1.1 概述引言部分旨在介绍本篇文章的主要内容和背景。
本文将详细讨论LCD （Liquid Crystal Display，液晶显示器）屏幕的驱动原理。
LCD屏幕作为现代电子产品中广泛应用的显示器件之一，具有节能、清晰、轻薄等特点，被广泛应用于智能手机、平板电脑、电视、计算机显示器等设备中。
在本文中，我们将首先介绍LCD屏幕的基本原理，包括液晶分子的排列结构、光的透射和偏振特性等。
了解这些基本原理将为后续的驱动工作原理提供必要的背景知识。
接下来，本文将重点探讨LCD屏幕的驱动工作原理。
作为一种主动矩阵显示技术，LCD屏幕的驱动原理涉及到电场调控液晶分子的排列状态，从而实现像素点的显示。
我们将详细解释液晶分子在不同电压下的排列方式，以及如何通过电路信号的控制来实现各种显示效果。
通过对LCD屏幕的驱动原理进行深入的研究和探索，我们可以更好地理解其工作原理，为设计和优化LCD驱动电路提供指导和参考。
同时，我们也可以借此机会探讨一些新兴的LCD驱动技术和未来的发展趋势。
在本篇文章的后续章节中，我们将按照以上提到的大纲，分别介绍LCD 屏幕的基本原理和驱动工作原理，并在结论部分对所讨论的内容进行总结和展望。
希望通过本文的阅读，读者能够对LCD屏幕的驱动原理有一个更清晰的认识，并对相关技术的研究和应用提供一些启发和帮助。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下:文章结构部分旨在介绍本文的整体结构和每个部分的主要内容，以便读者能够更好地理解和阅读本文。
本文分为引言、正文和结论三个主要部分。
引言部分主要是对整篇文章进行概括性介绍。
首先，我们会简要概述LCD屏幕驱动原理的背景和重要性。
然后，我们将介绍文章的结构和每个部分的主要内容，以便读者能够有一个整体的把握。
正文部分是本文的主体部分，包括了LCD屏幕的基本原理和LCD屏幕驱动的工作原理。
在2.1小节中，我们将详细介绍LCD屏幕的基本原理，包括LCD的构造和LCD显示原理。
lcd的驱动原理
lcd的驱动原理
LCD是液晶显示屏的英文缩写，其驱动原理包括液晶分子的
定向和电场的控制。
液晶分子的定向决定了光的透射或反射，而电场的控制则改变液晶分子的定向。
LCD的驱动原理涉及两种类型的液晶分子：向列型液晶和扭
曲向列型液晶。
向列型液晶中，液晶分子的长轴与电场平行，电场的作用使其偏转并改变光的透射。
而扭曲向列型液晶中，液晶分子的长轴与电场垂直，电场的作用使其扭曲并改变光的透射。
LCD显示屏的驱动原理基于多个液晶分子在平面内的组织结构，通过控制电压的大小和方向来实现像素点的显示。
驱动电路将电压信号通过一系列的逻辑门电路转换为具有合适电压的信号，然后通过驱动芯片传输到液晶分子上。
具体来说，LCD的驱动过程包括以下几个步骤：
1. 数据输入：将需要显示的图像数据转换为数字信号，并发送给驱动芯片。
2. 液晶分子定向：驱动芯片根据输入的数据信号，通过驱动电路产生特定的电压信号，并将其传输到液晶分子上。
对不同类型的液晶分子，需要分别设置不同的电压信号。
3. 电场作用：液晶分子根据电压信号的作用，发生转动或扭曲。
液晶分子的摆放方式会改变光的透射性能，从而实现像素的显
示。
4. 透光或反射：经过液晶分子调整后的光线，可以透过或反射出来，形成图像。
这一步需要后面的背光源提供光线。
通过控制液晶分子的定向和应用电场，LCD能够实现像素的显示。
驱动芯片根据输入的图像数据信号，通过驱动电路产生相应的电压信号，将其传输到液晶分子上，从而改变光的透射特性，实现图像的显示。
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講師 :
課程大綱 • 液晶物質簡介 • 液晶的電光效應 • 液晶基本驅動原理 • STN LCDs 驅動原理 • TFT LCDs 驅動原理 • 影響TFT LCDs 畫面品質的因素 • Driver IC 簡介 • TFT LCDs 模組及介面技術簡介
液晶物質的相變化
加熱 冷卻
ΔT
D 1-f
-D f
F
垂直影像訊號電壓波形
水平掃描電壓波形
0
F+D F-D
液晶畫素電壓波形
+D
0 -D
灰階顯示 ─ PHM
•Pulse High Modulation, PHM :
ΔT
+D 1-f
-D f
F
垂直影像訊號電壓波形
0 F+D F-D
0
X +D
-D ΔT/2
Y ΔT/2
水平掃描電壓波形
1st
2nd 3rd
4th
Frame Frame Frame Frame
Pixel 1
Pixel 2
Pixel 3
Pixel 4
Pixel 5
Time
Result 5/5 ON 4/5 gray 3/5 gray
2/5 gray 1/5 OFF
灰階顯示 ─ PWM
•Pulse Width Modulation, PWM :
加熱 冷卻
固體結晶
液晶
液體
液晶分子的種類
Smectic LC 層狀液晶
Nematic LC 線狀液晶
Cholesteric LC 膽固醇狀液晶
液晶分子的排列
Crystalline Liquid
Crystalline
K
SmC
SmA
N
Biaxial
Unaxial
Liquid L
Isotropic Temperature
L Line
(b)
L
(c) 水平掃描波形
(d) 液晶畫素波形
Horizontal Crosstalk 的抑制
(a) 垂直驅動訊號 L Line
(b) 傳 統 驅 動 (c) 水平掃描波形 方 式
(d) 液晶畫素波形
(e) 水平掃描 補償波形 £GV
TN 型 LCDs 顯示原理
Field OFF
Twist 90
Field ON
液晶分子
利用液晶的旋光特性 調變穿透光線
液晶的旋光特性消失
STN LCDs 顯示原理
Twist 270
Field OFF
利用液晶的雙折射 特性調變穿透光線
液晶分子
Field ON
TN & STN 電光轉移曲線 V-T Curve
2
1:2 2.23
3
1:2 1.73
3
1:3 1.92
4
1:3 1.73
8
1:4 1.45
16
1:5 1.29
32
1:7
1.2
64
1:9 1.15
100 1:11 1.11
128 1:12 1.09
200 1:15 1.08
240 1:16 1.06
400 1:17 1.06
APT 驅動波形
4
3
2
正極性驅動波形
Frame N
F
1H
0 +D
+D -D
F-D
液
晶A
畫
-D
素 電
F-D
壓
波 +D
+D
形B
-D
APT Addressing
正極性驅動波形 Frame N
F
0
+D
0
採
+D -D
用
0
補
償
F F-D
驅 動
週
-D
0 -D
期
F F-D
+D 0
-D
Improvement Addressing
Vertical Crosstalk 的抑制 (三)
Optical Negative
液晶驅動原理
電極 液晶 電極 Field OFF // 0 Field ON
液晶顯示器主要優缺點
• 優點
– 低電壓驅動。 – 低消耗電流。 – 體積薄，重量輕。 – 可實現大面積化。 – 彩色化容易。
• 缺點
– 視角限制。 – 外加被光源或投射光源。 – 溫度操作範圍限制。
水平脈波
垂 直
A
驅
動 波
B
形
0 +D
+D -D
-D
A B
F-D
液 晶
A
畫
素
-D F-D
+D
電 壓
+D
+D
波B 形
-D
-D
Vertical Crosstalk 的抑制 (一)
水 平 脈 波
垂 直A 驅 動 波B 形
正極性驅動波形
Frame N
F
1H
0 +D
+D -D
F-D
液
晶A
畫
-D
素
F-D
電
壓 +D
N
Row 1 Row 2 Row 3 Row N
ON
+D
OFF
-D
F-D +D
0 OFF F D2 N 1D2
N
F+D -D
0
ON
SR
ON +D
OFF
-D
OFF +D
0
F-D
F
N
D opt
-D
液晶畫素電壓
0 SR
opt
N 1 N 1
多工驅動法的限制
1.3
1.2
1.1
1.0
100
200
N Bias S.R.
Vsig
Vc
Vsig Vc Vs
Vc-Vs
Vs XOR
ON
OFF
LC Cell Vc
多工驅動法 (振幅選擇驅動法, APT)
F
0 水 平 掃 描 訊 號
T Frame 1 1234
T
垂
直+D
影 像
0
訊號-D
Frame 2
Frame 1
N 1 2 3 Column 1 1 2 3 4
N
F+D
ON F D2 N 1D2
-D -(F-D) F+D
+D -D
-(F+D) IAPT Addressing
另一一 一半條 半的水 的掃平
時描掃 間時描 是間線
採是的 用採掃 負用描 極正週
性極期 的性分 驅的割
動驅成 訊動兩 號訊部 。號份
，，
Horizontal Crosstalk of STN LCDs
A
B
A
B
(a) 垂直驅動訊號
液晶的分類
液晶 分子排列狀態
層狀液晶 Smectic
線狀液晶 Nematic
膽固醇狀液晶 Cholesteric
液晶 形成方式
熱致性液晶
溶致性液晶
Thermotropic Lyotropic
液晶的電光特性
• 異向性 (Anisotropic)
– 排列因數 ( S n ) – 折射率 ( n ne no )
PWM液晶畫素波形 +D
-D PHM 液晶畫素波形
液晶的頻率響應
1.03
正 規
1.02
化 處
1.01
理 V50
1.00
0.99
0.98
0.97
0.96 10
100
1k
頻率
10k
100k
Vertical Crosstalk of STN LCDs
正極性驅動波形
負極性驅動波形
Frame N
1H
F
Frame N+1
•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
LCDs 靜態驅動法
HL H
H
............................ ............................
IAPT 驅動 IC
............................
2D 0 2D
垂直訊號電極
2D
灰階顯示 ─ FRC
•Frame Rate Control, FRC :
• IAPT Addressing
– Offset +D for Positive Polarity – Offset +F for Negative Polarity – Voltage Range of Segment Driver : F+D – Voltage Range of Common Driver : F+D
240 D 1.48V
F 22.20V
VLCD N 1 D 23.68V
Von ON 2.14V SR 1.07
APT : Segment Driver : 2.96V, Common Driver : 44.40V
IAPT : Segment & Common Drivers : 23.68V