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液晶屏幕成像原理

液晶屏幕成像原理

液晶显示器,即LCD(Liquid Crystal DIS)显示器是以电流刺激液晶分子的方式产生点、线、面配合背部灯管构成画面。和传统的阴极射线管(CRT)显示器相比,它的体积小,节省空间;不产生高温,属于低耗电产品;辐射低,由于显示远离不同,和CRT显示器相比它产生的辐射可以忽略不计;画面柔和,画面不会闪烁,降低眼睛的疲劳。

知识点一:液晶面板的成像原理。

TN型面板材用的液晶分子示意图

光线穿过液晶层旋转90度的光学示意图

首先,液晶本身并不具备任何颜色,也不会发光,常温下只是粘糊糊的半液体罢了。液晶的分子很像一根木棒,当给液晶施以一定电压时,它的分子会旋转一定角度。这种特性非常有用,它能让光线改变原来的方向,即横向的光射入液晶后,会改变90度出来,液晶显示器的显示基础就在这里。另外,对液晶施入的电压不同,液晶分子的旋转角度也会不同,利用这条性质可以起到控制光线强度的作用。

一个完整的液晶显示器示意图

液晶面板的结构很像汉堡包,液晶夹在两个相互呈90度角的偏光板中间,偏光板和百叶窗结构类似,都只能允许一个方向的光线进入。光线从后面的背光板射入,先经过第一层偏光板,偏光板只让一个方向的光线进入,然后光线经过液晶层,偏转90度后,正好能通过第2层偏光板,不过这还不算完。

彩色滤光膜示意图

由于液晶本身没有色彩,所以人们在液晶射出的方向增加了一层彩色滤光膜,薄膜上有很多红、绿、蓝三原色像素。光线受液晶分子的控制,透过每个像素的光线强度也不同,三原色通过混合才得到我们所需要的色彩。

液晶显示彩色的原理总结为一句话,就是背光板上对应每个象素点的位置都有三条分别只透红绿蓝光的滤光条带,每个象素的每个条带处都有独立的电路驱动对应位置的液晶分子转动,从而不同亮度的红绿蓝三色光混合,使人眼感受到各种颜色。

知识点二:液晶驱动电路的问题。

液晶面板只是一个显示器件,它不能直接接受视频信号,所以必须来找一个翻译:驱动电路来做接口。驱动电路接收外部信号,然后指挥液晶面板来进行显示。在真实的显示器中,驱动电路作为一个电路板的形式出现,通常叫主板。

驱动电压加得高转角就大,电压加得低转角就小,是无级调节。驱动电压从最高到最低分2n份就可以使液晶显示n位色。也就是说,不论TN或者广视角面板,如果加载的是6bit驱动电路,那么它的色彩数就是16.2M(经过抖动处理),如果加载8bit驱动电路,那么色彩数就是16.7M。

所谓的6bit驱动电路和8bit驱动电路是指什么呢?

简单的说,驱动电路的位数,可以理解成它所支持的色彩数量,例如8bit 驱动是指2的8次方种色彩,即在RGB三原色通道中,每个色彩通道上能显示256(2的8次方=256)级灰阶,能显示的色彩总数为256*256*256=16777216种色彩,简称16.7M色。同理,6bit驱动RGB每个通道只能显示器2的6次方种色彩,即64*64*64=262144种色彩。别看位数只差了2位,但色彩数量是天壤之别!6bit面板能显示的色彩还不到8bit面板的2%!

知识点三:不同种类的液晶面板。

上面讲到了光从液晶板中射出的时候要经过偏光板,这样光就有了一定的方向,因此显示视角也受到了不小的影响。为此,人们想了不少办法来改善,由于所采用的方法不同,我们平时在市场中见到的面板种类很多,不过主要分为窄视角和广视角两种。下面介绍的几种液晶面板中,TN+film是一种典型的窄视角液晶面板,另外还有三种是广视角液晶面板。

■TN+film

TN+film液晶面板主要应用于入门级和中端产品,它基于早期可视角度很小的TN技术(视角最大90度),但在面板上增加了一层转向膜,将可视角度提高到了140度左右,成为了一种视角较广的产品,所以严格的说,TN+film也算是一种广角技术。

既然TN+film是一种广角技术,为啥我们还要将它窄视角呢?原因在于,TN+film和一下介绍的产品相比,其视角仍然偏低。由于TN类液晶面板基本不会用做显示产品(以前有),因此TN+film就被当成一种窄视角产品了。

从色彩角度上看,TN+film实际所能产生的色彩十分有限,最大色彩数只能达到16.2M标准。

从原理上,我们可以知道,液晶显示器的色彩来源于光线透过彩色滤光膜,不同强度的光线透过彩色滤光膜,就形成了不同的色彩。控制光线的强度则是利用液晶分子通电后旋转的物理特性,理论上讲,液晶分子只要施入一定的电压,就能实现无极转动,这样可以非常细微的控制光线,色彩也就能达到近乎无限的程度。而实际上,液晶分子并不是特别听话,总有一些液晶分子不受控制,不按规定角度旋转,另外技术上也不可能让液晶分子整齐划一的旋转90度,这样色彩是不可能精确控制的。

TN+film由于没有采用任何补偿或者其它措施,因此液晶分子控光能力差,色彩表现受到很大的影响,这种影响是物理条件限制的,属于先天不足。广角液晶面板虽然从名称上看和色彩无关,其实它们从内部结构上改变了液晶分子的控光能力,因此在色彩上获得了极大的改善,这也是广角类面板可以显示16.7M

色的根本原因。简单的说:

传统TN+film从理论上可以提供无限多的色彩,但由于物理结构和自身原理的限制,不能显示16.7M色彩

传统TN+film面板不能显示16.7M色是物理原理造成的,和驱动电路无关

尽管TN+film在色彩上是先天弱项,但通过软件补偿技术仍然可以达到16.2M色,基本接近16.7M,而一般人的肉眼是基本不能分辨16.2M色和16.7M 色的。具体来讲,TN+film则是应用了PD(Pixel Dithering,像素抖动)算法或者FRC(Frame Rate Control,帧速率控制)技术。其中使用最广泛的当属FRC 技术,因为它比较容易实现。

FRC技术主要是利用了视觉暂留这种人的生理特性,这个特性大致指的就是人眼的亮度感觉并不会随着物体亮度的消失而立即消失。显示器利用快速的色彩切换,可以让人眼感觉到很多并不存在的色彩,从而提高显示器的色彩表现。

色彩补偿技术的实现方法各不相同,不同厂家会有自己独特的地方,在色彩增强这方面,夏普公司的研究比较深入,采用同样的面板,夏普产品的色彩会比大多数对手更好,原因就在于此。最近三星也推出了采用TN+film却搭配8bit 驱动电路,一种被称为B-TN III面板的液晶显示器。

虽然TN+film在物理上有先天的缺陷,但通过各种补偿办法,在色彩方面还是完全能够满足平时要求的,但在对色彩要求较高的领域,TN+film不能满足要求,因此很少有专业显示器采用TN+film面板。

和TN+film单一技术相比,目前流行的广角面板主要包括MVA、IPS和PVA 3种。当然了,液晶的广角技术远不止这3种,诸如夏普ASV等都是广视角面板,只是它们商业化程度不足,市面上很少见而已。

■MVA

MVA是较早投入应用的广视角液晶面板,由日本富士通公司开发。它的全称为(Multi-domainVerticalAlignment),是一种多象限垂直配向技术。MVA是利用突出物使液晶静止时并非传统的直立式,而是偏向某一个角度静止;当施加电压让液晶分子改变成水平以让背光通过则更为快速,这样便可以大幅度缩短显示时间,也因为突出物改变液晶分子配向,让视野角度更为宽广。MVA最早是作为一种快速响应面板来进行宣传的,因为当时普通液晶显示器的响应时间高达

50ms以上,而MVA却依靠优势能做到25ms左右,这是液晶显示器历史上的一大进步。

经过技术改进的MVA被称为之P-MVA,这种面板在保留MVA优点的同时,可以搭配各种增压芯片达到较高的响应时间。

■PVA

PVA则是三星独家推出的一种面板类型,它在富士通MVA面板的基础上有了进一步的发展和提高,是一种图像垂直调整技术,该技术直接改变液晶单元结构,让显示效能大幅提升可以获得优于MVA的亮度输出和对比度,早期的PVA响应时间和MVA一样都是25ms。去年三星在PVA基础上又延出改进型S-PVA,可视角度可达170度,配合加压芯片,S-PVA的响应时间已经提高到灰阶水平,而对比度超过700:1。

由于未对外授权,S-PVA和PVA只有三星自己生产,不过凭借着三星强大的面板产能,S-PVA在市场中占据了不少份额。

■S-IPS

IPS是日本日立公司开发的液晶技术,它也是目前主要的一种液晶面板类型。IPS通过液晶分子平面切换的方式来改善视角,利用空间厚度、摩擦强度并有效利用横向电场驱动的改变让液晶分子做最大的平面旋转角度来增加视角;在

制造上不须额外加补偿膜,显示视觉上对比也很高。在视角的提升上可达到160度,响应时间缩短至40ms以内。所以IPS型液晶面板具有可视角度大、颜色细腻等优点,看上去比较通透,不过响应时间较慢和对比度较难提高也是这类型面板一个比较明显的缺点。

总的来说,TN+film的优势在于便宜,至于性能则没有后三种来得好。广角面板虽然性能好,但技术开发费用昂贵,同时生产良品率较低,要想在成本上赶超TN+film比较困难。

附:液晶显示器使用注意事项

我们经常会看到有些朋友在抱怨某款液晶显示效果不佳,屏幕经常不明原因变得模糊不清,甚至是在清洁液晶时,由于不小心给液晶留下了致命伤。其实这些都是由于对液晶显示器的使用,缺少必要的常识所致。

相比CRT,液晶更是脆弱的多。要想真正用好一台液晶显示器,如何将它的性能完全发挥出来,同时又要使其历久如新,听上去好像有点儿难度,实际上你只需要做好以下五点,就能轻松达到。

1、把对比度调整到不丢失画面细节

新买回来的液晶显示器,我们一般都会对它进行一些调整。其中最重要的一项就是对比度。

高对比度可以让画面看上去细节更清晰,更有层次感。很对液晶对比度标称都达到了600:1甚至是800:1,但真的就是调得越高,画面效果就越好吗?

事实上却并非如此,因为当你过度提升了液晶显示器的对比度,会导致画面明亮部分细节的丢失与偏色,而对比度越高,这种情况也就越严重。

其中的原因在于提升对比度的时候也同时提升了亮度,但现在的液晶显示器对于亮度/对比度的均衡性的控制并不到位,也就导致了上述情况的发生。因此对于对比度的设置,也需要适可而止。

那如何将对比度调制最大状态,并且保证画面没有细节的丢失呢?简单的方法是通过目测图片去判断,找一副你熟悉的图片(明亮一些的),此时去提升显示器的对比度,当画面明亮部分的细节开始隐约不见的时候,此时就不应该再继续提升对比度指标了。

结论:适度调节对比度,图像不失真就是最佳状态。

2、随时调整亮度用好各种显亮功能

通过科学的调整对比度后,我们拥有了清晰逼真的画面,但这并不能够证明我们将液晶的性能完全发挥了。我们还要根据自己使用的不同需要,是用好液晶提供的一些“显亮功能”。

现在许多中高端液晶,都内置了各自名称不同,但功能一样的“显亮功能”。像最有名的飞利浦的“智亮”、明基的“Senseye显彩科技”、SONY的“ECO显示模式”,它们都是通过硬件与软件的紧密结合,实现了显示画面全部或局部增亮,当开启全屏显亮模式后,整个画面亮丽了许多。我们应该学会在不同的时候,开启这项功能,而且液晶本身都会具备方便的快捷按键。

比如在观看电影DVD时,我们应当将“显亮”功能调节到电影模式下,这样显示器的亮度就会增加,影片中阴暗处的一些细节就会显现出来。而且在游戏中,这项功能开启后,再也不怕玩儿CS时被敌人在阴暗处趴活儿了。

我们平时使用液晶最多的时候也就是文本操作,或者浏览网页,屏幕大多数地方都是以白色为主。所以此时我们就应该将“显亮”调节到“文本”模式下,这时候屏幕亮度会降低一些,这样就会减少屏幕亮度过高,长时间使用出现视觉疲劳。

3、用D-Sub的用户多用“AUTO”

数字DVI接口接口的好处,大家已经都熟知了。与传统的VGA接口相比,DVI传输的是数字信号,而数字图像信息不需经过任何转换,就会直接被传送到显示设备上,所以DVI将比模拟接口减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程。

DVI接口的好处勿庸置疑,不仅能更有效消除拖影现象,并且色彩更纯净、更逼真。没有数模转换带来的信号损失,更不必考虑pixel jitter(像素抖动)这个模拟D-Sub接口最头痛的问题。所以如果你的显示器具备DVI数字接口,尽量去使用它。

如果你只是一个低端用户,液晶显示器上只提供了单一的D-Sub模拟接口,那就要经常使用“Auto自动设定”功能,其作用是对输入信号进行分析后将LCD显示器调节为最佳状态,轻按一下Auto键等待2~3秒钟就可还你一个清晰的世界。

4、别去指指点点!避免硬物划伤屏幕

大家都知道液晶屏幕是十分脆弱娇贵,抗撞击的能力差,即便是最新推出带高强度树脂保护层的产品,它的抗撞击性还是远不及CRT显示器。

我们在使用液晶显示器的时候,务必养成不去“指指点点”的好习惯。因为指甲或者笔尖等一些硬物,都应可能在你不经意间划伤液晶屏外面的保护层,留下一道深深的痕迹,终身无法擦去。

此外,虽然现在液晶面板质量已经比以前远远提升,轻按已经不大可能造成坏点。但是我们提醒您,还要轻易对液晶屏幕表面施加压力,一旦时出现压出坏点,还是划伤屏幕,后果都是无法挽回的。因此建议使用者养成良好的习惯,还使用鼠标指针标注你要说明的画面吧。

5、正确清除屏幕表面星罗密布的污垢

液晶在使用一段时间后,会发现屏幕上有很多灰尘,如果你打算清洁屏幕的话,同样也要注意一些细节,知道一些技巧。

硬物会损伤屏幕,所以使用柔软、非纤维材料的软布最好,比如脂棉、镜头纸或柔软的布等。平时一般普通的灰尘,用气球吹子吹去,或者软布轻轻掸去就好。如果碰上一些顽固污渍,就需要沾少许专用清洁剂,轻轻地将其擦去。

注意,这里禁止使用酒精一类的化学溶液,因为这类物质会将屏幕上的一些保护涂层材料溶解损坏。这里还要提醒大家的是,不要将清洁济直接喷到显示屏幕表面,它很容易流到屏幕里面导致LCD屏幕内部出现短路故障,造成不必要的损失。

早期的IPS已经实现了较好的可视角度,而S-IPS则为第二代IPS技术,它又引入了一些新的技术,以改善IPS模式在某些特定角度的灰阶逆转现象。目前世界上最大的液晶制造商LG-飞利浦的主打技术就是IPS和S-IPS,因此S-IPS 被广泛应用于液晶电视等领域,而液晶显示器利润较低,所以很少采用S-IPS。由于奉行授权政策,目前我国台湾省的奇美电子(奇晶光电)、友达光电等面板企业均采用了这项面板技术。由于得到广泛台系面板厂商得支持,市场中采用这类面板的显示器和液晶电视数量不少,同时由于生产厂家多,产量大,所以价格较为便宜。TN+Film不是最佳的广视角解决方案,但它是最简单的方法并且良率极高,另外TN+film的技术是公开的,制造商不用负担高昂的授权和研发费用即可开工生产,因此TN+film在成本上占据了巨大的优势。

液晶显示屏背光驱动集成电路工作原理

对“剖析液晶屏逻辑板TFT偏压电路”一文的一点看法(此文为技术探讨) 在国内某知名刊物2010年12月份期刊看到一篇关于介绍液晶屏逻辑板TFT偏压电路的文章,文章的标题是:“剖析液晶屏逻辑板TFT偏压电路”这是一篇选题极好的文章、目前液晶电视出现的极大部分屏幕故障例如:图像花屏、彩色失真、灰度失真、对比度不良、亮度暗淡、图像灰暗等等故障都与此电路有关,维修人员在维修此类故障时往往的面对液晶屏图像束手无策,而介绍此电路、无疑对类似故障的分析提供了极大的帮助,目前在一般的期刊书籍介绍分析此电路的文章极少。 什么是TFT屏偏压电路?现代的液晶电视都是采用TFT屏作为图像终端显示屏,由于我们现在的电视信号(包括各种视频信号)是专门为CRT显示而设计的,液晶屏和CRT的显示成像方式完全不同,液晶屏要显示专门为CRT而设计的电视信号,就必须对信号的结构、像素排列顺序、时间关系进行转换,以便液晶屏能正确显示。 图像信号的转换,这是一个极其复杂、精确的过程;先对信号进行存储,然后根据信号的标准及液晶屏的各项参数进行分析计算,根据计算的结果在按规定从存储器中读取预存的像素信号,并按照计算的要求重新组合排列读取的像素信号,成为液晶屏显示适应的信号。这个过程把信号的时间过程、排列顺序都进行了重新的编排,并且要产生控制各个电路工作的辅助信号。重新编

排的像素信号在辅助信号的协调下,施加于液晶屏正确的重现图像。 每一个液晶屏都必须有一个这样的转换电路,这个电路就是我们常说的“时序控制电路”或“T-CON(提康)电路”,也有称为“逻辑板电路”的。这个电路包括液晶屏周边的“行、列驱动电路”构成了一个液晶屏的驱动系统。也是一个独立的整体。这个独立的整体是由时序电路、存储电路、移位寄存器、锁存电路、D/A变换电路、译码电路、伽马(Gamma)电路(灰阶电压)等组成,这些电路的正常工作也需要各种不同的工作电压,并且还要有一定的上电时序关系,不同的屏,不同的供电电压。为了保证此电路正常工作,一般对这个独立的驱动系统单独的设计了一个独立的开关电源供电(这个向液晶屏驱动系统供电的开关电源一般就称为:TFT偏压电路);由整机的主开关电源提供一个5V或12V 电压,给这个开关电源供电,并由CPU控制这个开关电源工作;产生这个独立的驱动系统电路提供所需的各种电压,就好像我们的电视机是一个独立的系统他有一个单独的开关电源,DVD机是一个独立的系统他也有一个单独的开关电源一样。是非常重要也是故障率极高的部分(开关电源都是故障率最高的部分,要重点考虑)。图1所示是液晶屏驱动系统框图。从图中可以看出,其中的“TFT偏压供电开关电源”就是这个独立系统电路的供电电源它产生这个驱动系统电路需要的各种电压,有VDD、VDA、VGL和VGH电压供各电路用。

液晶显示器的工作原理

液晶显示器的工作原理 我们很早就知道物质有固态、液态、气态三种型态。液体分子质心的排列虽然不具有任何规律性,但是如果这些分子是长形的(或扁形的),它们的分子指向就可能有规律性。于是我们就可将液态又细分为许多型态。分子方向没有规律性的液体我们直接称为液体,而分子具有方向性的液体则称之为“液态晶体”,又简称“液晶”。液晶产品其实对我们来说并不陌生,我们常见到的手机、计算器都是属于液晶产品。液晶是在1888年,由奥地利植物学家Reinitzer发现的,是一种介于固体与液体之间,具有规则性分子排列的有机化合物。一般最常用的液晶型态为向列型液晶,分子形状为细长棒形,长宽约1nm~10nm,在不同电流电场作用下,液晶分子会做规则旋转90度排列,产生透光度的差别,如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别,依此原理控制每个像素,便可构成所需图像。 1. 被动矩阵式LCD工作原理 TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之间的显示原理基本相同,不同之处是液晶分子的扭曲角度有些差别。下面以典型的TN-LCD为例,向大家介绍其结构及工作原理。 在厚度不到1厘米的TN-LCD液晶显示屏面板中,通常是由两片大玻璃基板,内夹着彩色滤光片、配向膜等制成的夹板? 外面再包裹着两片偏光板,它们可决定光通量的最大值与颜色的产生。彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色构成的滤片,有规律地制作在一块大玻璃基

板上。每一个像素是由三种颜色的单元(或称为子像素)所组成。假如有一块面板的分辨率为1280×1024,则它实际拥有3840×1024个晶体管及子像素。每个子像素的左上角(灰色矩形)为不透光的薄膜晶体管,彩色滤光片能产生RGB三原色。每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽,上下夹层中填充了多层液晶分子(液晶空间不到5×10-6m)。在同一层内,液晶分子的位置虽不规则,但长轴取向都是平行于偏光板的。另一方面,在不同层之间,液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90度。其中,邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向,与所邻接的偏光板的偏振光方向一致。在接近上部夹层的液晶分子按照上部沟槽的方向来排列,而下部夹层的液晶分子按照下部沟槽的方向排列。最后再封装成一个液晶盒,并与驱动IC、控制IC 与印刷电路板相连接。 在正常情况下光线从上向下照射时,通常只有一个角度的光线能够穿透下来,通过上偏光板导入上部夹层的沟槽中,再通过液晶分子扭转排列的通路从下偏光板穿出,形成一个完整的光线穿透途径。而液晶显示器的夹层贴附了两块偏光板,这两块偏光板的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同。当液晶层施加某一电压时,由于受到外界电压的影响,液晶会改变它的初始状态,不再按照正常的方式排列,而变成竖立的状态。因此经过液晶的光会被第二层偏光板吸收而整个结构呈现不透光的状态,结果在显示屏上出现黑色。当液晶层不施任何电压时,液晶是在它的初始状态,会把入射光的方向扭转90度,因此让背光源的入射光能够通过整个结构,结果在显示屏上出现白

液晶屏背光板工作原理电路图

液晶屏背光板工作原理电路图 一、前言随着液晶电视机销量的逐渐增多,需要投入更多的精力来研究液晶电视机的维修,而目前液晶电视机中背光板的维修量占有较大的比例,同时由于背光板是显示屏供应商供屏时自带的,供应商出于对技术的保密性,现在我们还拿不到背光板的电路图和IC资料,这对我们背光板的维修带来了很大的难处。为了改善我们的背光板修理,本文对背光板的通用工作原理及常见故障判断作一介绍,对网络维修具有一定的参考价值。本文的目的是想帮助网络提高维修技能,但由于我们对背光板的电路和维修了解得还不多,因此其中的一些观点可能有不准确或描述错误的地方,请大家指出来共同讨论,从而共同提高我们的维修水平,谢谢!二、背光板在液晶电视机中的作用背光板也称Inverter板即逆变器板,它的作用是将一个直流电压转变为多个交流电压,作为液晶屏灯管的工作电压,它的输入、输出连接框图如下图。背光板有三个输入信号,分别是供电电压、开机使能信号、亮度控制信号,其中供电电压由电源板提供,一般为直流24V(个别小屏幕为12V);开机使能信号ENA即开机控制电平由数字板提供,高电平3V时背光板工作,低电平0V 时背光板不工作;亮度控制信号DIM由数字板提供,它是一个0-3V的模拟直流电压,改变这它可以改变背光板输出交流电压的高低,从而改变灯管亮度。背光板有多个交流输出电压,一般为AC800V,每个交流电压供给一个灯 管。三、背光板工作原理方框图背光板电路由输入接口电路、PWM控制电路、MOS管导通与直流变换电路、LC振荡及高压输出回路、取样反馈电路等几部分组成,其工作原理 方框图:四、背光板各部分电路介绍1、输入接口电路1)供电输入电压输入接口电路中的供电输入电压一路直接加到MOS管导通电路,作

led液晶显示器的驱动原理

led液晶显示器的驱动原理 LED液晶显示器的驱动原理 艾布纳科技有限公司 前两次跟大家介绍有关液晶显示器操作的基本原理, 那是针对液晶本身的特性,与 TFT LCD 本身结构上的操作原理来做介绍. 这次我们针对 TFT LCD 的整体系统面来做介绍, 也就是对其驱动原理来做介绍, 而其驱动原理仍然因为一些架构上差异的关系, 而有所不同. 首先我们来介绍由于 Cs(storage capacitor)储存 电容架构不同, 所形成不同驱动系统架构的原理. Cs(storage capacitor)储存电容的架构 一般最常见的储存电容架构有两种, 分别是Cs on gate与Cs on common这两种. 这两种顾名思义就可以知道, 它的主要差别就在于储存电容是利用gate走线或是common走线来完成的. 在上一篇文章中, 我曾提到, 储存电容主要是为了让充好电的电压,能保持到下一次更新画面的时候之用. 所以我们就必须像在 CMOS 的制程之中, 利用不同层的走线, 来形成平行板电容. 而在TFT LCD的制程之中, 则是利用显示电极与gate走线或是common走线,所形成的平行板电容,来制作出储存电容Cs.

图1就是这两种储存电容架构, 从图中我们可以很明显的知道, Cs on gate由于不必像Cs on common一样, 需要增加一条额外的common走线, 所以它的开口率(Aperture ratio)会比较大. 而开口率的大小, 是影响面板的亮度与设计的重要因素. 所以现今面板的设计大多使用Cs on gate的方式. 但是由于Cs on gate的方式, 它的储存电容是由下一条的gate走线与显示电极之间形成的.(请见图2的Cs on gate与Cs on common的等效电路) 而gate走线, 顾名思义就是接到每一个TFT 的gate端的走线, 主要就是作为gate driver送出信号, 来打开TFT, 好让TFT对显示电极作充放电的动作. 所以当下一条gate走线, 送出电压要打开下一个TFT时 , 便会影响到储存电容上储存电压的大小. 不过由于下一条gate走线打开到关闭的时间很短,(以1024*768分辨率, 60Hz更新频率的面板来说. 一条gate走线打开的时间约为20us, 而显示画面更新的时间约为16ms, 所以相对而言, 影响有限.) 所以当下一条gate走线关闭, 回复到原先的电压, 则Cs储存电容的电压, 也会随之恢复到正常. 这也是为什么, 大多数的储存电容设计都是采用Cs on gate的方式的原因.

液晶显示器电源工作原理及维修

液晶显示器电源工作原理及维修 详细介绍液晶显示器电源的作用、工作原理、维修及代换, 一、电源的作用 1、电源的基本知识 液晶电源的作用是为整机提供能量,常见的电源适配器外观如图所示 它的输入是220V交流电,输出为12V、4A直流电。电源适配器的内部电路结构如图所示

2、液晶电源的常见存在形式 常见的液晶电源有内置式和外置式两种。内置式电源一般是和高压板做在一起,形成二合一电源板,驱动板需要的各路电压均有电源板产生。外置式电源也就是通常所说的电源适配器,它一般是220V交流电输入,12V直流电输出,驱动板需要的其他电原在驱动板上进行变换。 二、电源的工作原理 由于LCD采用低电压工作,而一般市电提供提是110V或220V的交流电压,因此显示器需要配备电源。电源的作用是将市电的220V交流电压转变成12V或其它低压直流电,以向液晶显示器供电。 LCD显示器中的电源部分均采用开关电源。由于开关电源具有体积小、重量轻、变换效率高等优点,因此被广泛应用于各种电子产品中,特别是脉宽调制(PWM)型的开关电源。PW M型开关电源的特点是固定开关频率、通过改变脉冲宽度的占空比来调节电压。 PWM开关电源的基本工作原理是:交流电220V输入电源经整流滤波是路变成300V直流电压,再由开关功率管控制和高频变压器降压,得到高频矩形波电压,经整流滤波后获得显示器所需要的各种直流输出电压。脉宽调制器是这类开关电源的核心,它能产生频率固定具脉冲宽度可调的驱动信号,控制开关功率管的导通与截止的占空比,用来调节输出电压的高低,从而达到稳压的目的。 以下将要介绍的电源适配器就是此类开关电源,我们以采用UC3842脉宽调制集成控制器的电源为例讲解相关电路。 1、UC3842的性能特点 (1)它属于电流型单端PWM调制器,具有管脚数量少,外围是路简单、安装调试方便、性能优良、价格低廉等优点。而且通过高频变压器与电网隔离,适合构成无工频变压器的20-50W小功率开关电源。 (2)最高开关频率为500KHZ,频率稳定度高达0.2%。电源效率高,输出电流大,能直接驱动双极型功率晶体管或VMOS管、DMOS管、TMOS管工作。 (3)内部有高稳定的基准电压源,档准值为5V,允许有+0.1%的偏差,温度系数为

显示屏工作原理

2 显示扫描原理 各个企业制造的LED显示屏的控制结构有所不同,但是,显示屏的显示扫描电路基本相同。双基色LED显示屏的显示扫描电路如图1所示。在图1中,IC1、IC2是数据锁存器电路74HC595,分别锁存红色、绿色数据,它们的性能是:①串行输入8位并行输出;②数据锁存、数据清除功能;③输出具有比较强的驱动能力。电阻RPB1、RPB2是限流电阻,根据颜色和模块的亮度来选择他们的数值。ML1是双色LED显示模块,共有8行×8列=64个LED,其中,8个引脚是红色信号输入端,8个引脚是绿色信号输入端,8个引脚是行控制输入端,共有24个引脚。三极管 Q0,Q2,…Q7是行选通、驱动作用。IC3是3-8地址译码电路74HC138,8个选通输出端分别控制相应的行。图中电路是显示屏的原理电路,其数据传送方式是数据传送与行信号异步进行:首先,同时传送8位红、绿颜色数据到电路IC1、IC2并将数据锁存,然后再传送行控制信号点亮一行LED,接下来重复上述操作,只是行信号移至下一行,依次到第八行为止,即是一次完整的扫描过程。 显示扫描电路板的设计要求具有比较低的生产成本,因此,许多企业都设计成双面电路板,这样可以节省约三分之一的电路板成本。在显示模块的相应尺寸范围内,要安放上图中的全部元器件,其对应的双层印刷电路板编制具有较大难度,所以IC1电路特别适合点阵扫描原理的LED显示模块的驱动。显示扫描电路都是采用串行方式传送数据,这样既可以节省电路板的位置,又适合显示屏与计算机之间的数据传送。 3 工作状态分析 显示扫描电路的原理是动态扫描方式,不能静态测量其工作电流,因此,要计算出工作电流,就要分析动态参数。图2是一个LED的工作电路图。电路中Q8是驱动电路,正端接电源,控制端接74HC138的输出,输出端接LED发光二极管D,与限流电阻连接,电阻接74HC595的数据输出端。LED的点亮方式是:控制74HC138的片选信号无效,为不选通,之后74HC595输出电平,低电平为点亮信号,再选通74HC138,控制输出选通信号,此时,有电流I0从Q8输出,流过D、R1后,进入74HC595的数据输出端。 在图中,V ab是加在LED上的电压,红、绿色高亮度发光二极管的压降均约2~3V,Vbc是加在限流电阻两端上的电压,通过调节限流电阻的数值,就可以改变电路的工作电流I0,当电阻R1=0时,电路依靠74HC595的输出有源电阻作为限流电阻。 在扫描电路中可以看出,电路结构比较简单,合理地调整各个部分工作参数就能够使电路工作在最佳状态。在选择电路时,还要准确掌握各个公司电路的性能,以及之间的技术参数的差别。不同型号的器件技术参数也有所区别,表1是74H C595的技术参数,表中给出了Texas Instru-ments,ST,Philips公司的74HC595的技术参数。在表中可以看出不同的公司生产的电路略有不同,因此,一块显示屏尽量要使用同一公司的电路器件,以免由于参数的差别影响显示屏的显示效果。 在表1中,Iik为输入尖峰脉冲电流,Iok为输出尖峰脉冲电流,I0为连续输出电流,Vcc为最高供电电压,f max表示在25℃时的最大工作频率(随着负载电容的不同,工作频率也不同),ta为工作温度。表中元件SN74HC595、M74HC595、74HC595对应公司是Texas Instryments,ST,Philips。 4 亮度和颜色的调整 4.1 亮度和颜色的调整 制造大屏幕时,首先要按照亮度指标选择LED或者显示模块,其次是根据选择的产品红、绿、蓝颜色的亮度比来确定哪一种颜色为基准,一般是将亮度比例低的一种作为亮度基准,当基准的一种已经达到最大亮度时,调整另外一种(双色)或两种(全彩)。显示屏幕是双色时,大多数情况下以绿色为基准,调整红色二极管的工作电流。一般是降低工作电流,以平衡颜色黄色为调整标准,这样就要减小整个显示屏幕的亮度。显示屏的颜色调整至最佳平衡状态,则会使屏的亮度降低。如果显示屏幕为了

TFT-LCD液晶显示器的工作原理(上)

TFT-LCD液晶显示器的工作原理(上) 谢崇凯 我一直记得,当初刚开始从事有关液晶显示器相关的工作时,常常遇到的困扰,就是不知道怎么跟人家解释,液晶显示器是什么? 只好随着不同的应用环境,来解释给人家听。在最早的时候是告诉人家,就是掌上型电动玩具上所用的显示屏,随着笔记型计算机开始普及,就可以告诉人家说,就是使用在笔记型计算机上的显示器。随着手机的流行,又可以告诉人家说,是使用在手机上的显示板。时至今日,液晶显示器,对于一般普罗大众,已经不再是生涩的名词。而它更是继半导体后另一种可以再创造大量营业额的新兴科技产品,更由于其轻薄的特性,因此它的应用范围比起原先使用阴极射线管(CRT,cathode-ray tube)所作成的显示器更多更广。 如同我前面所提到的,液晶显示器泛指一大堆利用液晶所制作出来的显示器。而今日对液晶显示器这个名称,大多是指使用于笔记型计算机,或是桌上型计算机应用方面的显示器。也就是薄膜晶体管液晶显示器。其英文名称为Thin-film transistor liquid crystal display,简称之TFT LCD。从它的英文名称中我们可以知道,这一种显示器它的构成主要有两个特征,一个是薄膜晶体管,另一个就是液晶本身。我们先谈谈液晶本身。 液晶(LC,liquid crystal)的分类 我们一般都认为物质像水一样都有三态,分别是固态液态跟气态。其实物质的三态是针对水而言,对于不同的物质,可能有其它不同的状态存在。以我们要谈到的液晶态而言,它是介于固体跟液体之间的一种状态,其实这种状态仅是材料的一种相变化的过程(请见图1),只要材料具有上述的过程,即在固态及液态间有此一状态存在,物理学家便称之为液态晶体。

液晶屏的工作原理

液晶屏的工作原理 (资料来源:中国联保网) 简单的来说,屏幕能显示的基本原理就是在两块平行板之间填充液晶材料,通过电压来改变液晶材料内部分子的排列状况,以达到遮光和透光的目的来显示深浅不一,错落有致的图象,而且只要在两块平板间再加上三元色的滤光层,就可实现显示彩色图象。 认识了它的结构和原理,了解了它的技术和工艺特点,才能在选购时有的放矢,在应用和维护时更加科学合理。液晶是一种有机复合物,由长棒状的分子构成。在自然状态下,这些棒状分子的长轴大致平行。 LCD第一个特点是必须将液晶灌入两个列有细槽的平面之间才能正常工作。这两个平面上的槽互相垂直(90度相交),也就是说,若一个平面上的分子南北向排列,则另一平面上的分子东西向排列,而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播,所以光线经过液晶时也被扭转90度。但当液晶上加一个电压时,分子便会重新垂直排列,使光线能直射出去,而不发生任何扭转。 LCD的第二个特点是它依赖极化滤光片和光线本身,自然光线是朝四面八方随机发散的,极化滤光片实际是一系列越来越细的平行线。这些线形成一张网,阻断不与这些线平行的所有光线,极化滤光片的线正好与第一个垂直,所以能完全阻断那些已经极化的光线。 只有两个滤光片的线完全平行,或者光线本身已扭转到与第二个极化滤光片相匹配,光线才得以穿透。一方面,LCD正是由这样两个相互垂直的极化滤光片构成,所以在正常情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是,由于两个滤光片之间充满了扭曲液晶,所以在光线穿出第一个滤光片后,会被液晶分子扭转90度,最后从第二个滤光片中穿出。另一方面,若为液晶加一个电压,分子又会重新排列并完全平行,使光线不再扭转,所以正好被第二个滤光片挡住。总之,加电将光线阻断,不加电则使光线射出。当然,也可以改变LCD 中的液晶排列,使光线在加电时射出,而不加电时被阻断。但由于液晶屏幕几乎总是亮着的,所以只有“加电将光线阻断”的方案才能达到最省电的目的。 主动矩阵式液晶屏 TFT-LCD液晶显示器的结构与TN-LCD液晶显示器基本相同,只不过将TN- LCD上夹层的电极改为FET晶体管,而下夹层改为共通电极。 TFT-LCD液晶显示器的工作原理与TN-LCD却有许多不同之处。TFT- LCD液晶显示器的显像原理是采用“背透式”照射方式。当光源照射时,先通过下偏光板向上透出,借助液晶分子来传导光线。由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极,在FE T电极导通时,液晶分子的排列状态同样会发生改变,也通过遮光和透光来达到显示的目

液晶显示器工作原理

液晶显示器工作原理 现在市场上的液晶显示器都采用了TFT液晶面板,这种液晶面板的是目前最先进的液晶显示器技术,从结构上看,液晶屏由两片线性偏光器和一层液晶所构成。其中,两片线性偏光器分别位于液晶显示器的内外层,每片只允许透过一个方向的光线,它们放置的方向成90度交叉(水平、垂直),也就是说,如果光线保持一个方向射入,必定只能通过某一片线性偏光器,而无法透过另一片,默认状态下,两片线性偏光器间会维持一定的电压差,滤光片上的薄膜晶体管就会变成一个个的小开关,液晶分子排列方向发生变化,不对射入的光线产生任何影响,液晶显示屏会保持黑色。一旦取消线性偏光器间的电压差,液晶分子会保持其初始状态,将射入光线扭转90度,顺利透过第二片线性偏光器,液晶屏幕就亮起来了。当然这是一个很简单的原理模型,真正的液晶显示器内还有更复杂的电路结构。 红绿蓝三原色大家都知道,当这三种颜色同时混合时就会产生白色,这当然实在三原色强度一样的情况下才能够显示器纯正的白色,这样,从图中我们可以看见液晶面板的每一个像素中都有三种原色,这三种原色如果强度不同变化就可以产生不同的混色效果,这样全屏就有1024×768这样的像素,所以真实分辨率就是1024×768。低端的液晶显示板,各个基色只能表现6位色,即2的6次方=64种颜色.可以很简单的得出,每个独立像素可以表现的最大颜色数是64×64× 64=262144种颜色,高端液晶显示板利用FRC技术使得每个基色则可以表现8位色,即2的8次方=256种颜色,则像素能表现的最大颜色数为 256×256×256=16777216种颜色.这种显示板显示的画面色彩更丰富,层次感也好.现在基本上显示器都拥有FRC技术,可以显示器16777216种颜色 什么是TFT-LCD 其中彩色LCD又分为STN和TFT两种屏,其中TFT-LCD是英文Thin Film Transi stor-Liquid Crystal Display的缩写,即薄膜晶体管液晶显示器,也就是大家 常说的真彩液晶显示屏,显示效果较好;而DSTN-LCD,即双扫瞄液晶显示器,则是STN-LCD的一种显示 液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质,它具有液体的流态性质和固体的光学性质。当液晶受到电压的影响时,就会改变它的物理性质而发生形变,此时通过它的光的折射角度就会发生变化,而产生色彩。 液晶屏幕后面有一个背光,这个光源先穿过第一层偏光板,再来到液晶体上,而当光线透过液晶体时,就会产生光线的色泽改变,从液晶体射出来的光线,还得必须经过一块彩色滤光片以及第二块偏光板。由于两块偏光板的偏振方向成90度,再加上电压的变化和一些其它的装置,液晶显示器就能显示我们想要的颜色了。 液晶显示有主动式和被动式两种,其实这两种的成像原理大同小异,只是背光源和偏光板的设计和方向有所不同。主动式液晶显示器又使用了fet场效晶体管以及共通电极,这样可以让液晶体在下一次的电压改变前一直保持电位状态。这样主动式液晶显示器就不会产生在被动式液晶显示器中常见的鬼影、或是画面延迟的残像等。现在最流行的主动式液晶屏幕是tft(thin film transistor薄

液晶显示器高压板电路基本工作原理

液晶显示器高压板电路基本工作原理2010-06-11 10:21

高压板电路是一种DC/AC(直流/交流)变换器,它的工作过程就是开关电源工作的逆变过程。开关电源是将市电电网的交流电压转变为稳定的12V直流电压,而高压板电路正好相反,将开关电源输出的12V直流电压转变为高频(40~80kHz)的高压(600~800V)交流电。 电路主要由驱动电路(振荡电路、调制电路)、直流变换电路、Royer结构的驱动电路、保护检测电路、谐振电容、输出电流取样、CCFL等组成。在实际的高压板中,常将振荡器、调制器、保护电路集成在一起,组成一块小型集成电路,一般称为PWM控制IC。 驱动电路采用Royer结构形式。Royer结构的驱动电路也称为自激式推挽多谐振荡器,主要由功率输出管及升压变压器等组成, 、 组成一个具有亮度调整和保护功能的高压板电路。 图中的ON/OFF为振荡器启动/停止控制信号输入端,该控制信号来自驱动板(主板)微控制器(MCU)。当液晶显示器由待机状态转为正常工作状态后,MCU向振荡器送出启动工作信号(高/低电平变化信号),振荡器接收到信号后开始工作,产生频率40~80kHz的振荡信号送入调制器,在调制器内部与PWM激励脉冲信号,送往直流变换电路,使直流变 Royer L1(相当于电感)组成自激振荡电路,产生的振荡信号经功率放大和升压变压器升压耦合,输出高频交流高压,点亮背光灯管。 为了保护灯管,需要设置过电流和过电压保护电路。过电流保护检测信号从串联在背光灯管上的取样电阻R上取得,输送到驱动控制IC IC。当输出电压及背光灯管工作电流出现异常时,驱动控制IC控制调制器停止输出,从而起到保护的作用。 调节亮度时,亮度控制信号加到驱动控制IC,通过改变驱动控制IC输出的PWM脉冲的占空比,进而改变直流变换器输出的直流电压大小,也就改变了加在驱动输出管上的电压大小,即改变了自激振荡的振荡幅度,从而使升压变压器输出的信号幅度、CCFL两端的电压幅度发生变化,达到调节亮度的目的。 该电路只能驱动一只背光灯管。由于背光灯管不能并联或串联应用,所以,若需要驱动多只背光灯管,必须由相应的多个升压变压器输出电路及相适配的激励电路来驱动。

液晶显示屏背光驱动集成电路工作原理方案

液晶显示屏背光驱动集成电路工作原理

对“剖析液晶屏逻辑板TFT偏压电路”壹文的壹点见法(此文为技术探讨) 于国内某知名刊物2010年12月份期刊见到壹篇关于介绍液晶屏逻辑板TFT偏压电路的文章,文章的标题是:“剖析液晶屏逻辑板TFT偏压电路”这是壹篇选题极好的文章、目前液晶电视出现的极大部分屏幕故障例如:图像花屏、彩色失真、灰度失真、对比度不良、亮度暗淡、图像灰暗等等故障均和此电路有关,维修人员于维修此类故障时往往的面对液晶屏图像束手无策,而介绍此电路、无疑对类似故障的分析提供了极大的帮助,目前于壹般的期刊书籍介绍分析此电路的文章极少。 什么是TFT屏偏压电路?现代的液晶电视均是采用TFT屏作为图像终端显示屏,由于我们当下的电视信号(包括各种视频信号)是专门为CRT显示而设计的,液晶屏和CRT的显示成像方式完全不同,液晶屏要显示专门为CRT而设计的电视信号,就必须对信号的结构、像素排列顺序、时间关系进行转换,以便液晶屏能正确显示。 图像信号的转换,这是壹个极其复杂、精确的过程;先对信号进行存储,然后根据信号的标准及液晶屏的各项参数进行分析计算,根据计算的结果于按规定从存储器中读取预存的像素信号,且按照计算的要求重新组合排列读取的像素信号,成为液晶屏显示适应的信号。这个过程把信号的时间过程、排列顺序均进行了重新的编排,且且要产生控制各个电路工作的辅助信号。重新编排的像素信号于辅助信号的协调下,施加于液晶屏正确的重现图像。

每壹个液晶屏均必须有壹个这样的转换电路,这个电路就是我们常说的“时序控制电路”或“T-CON(提康)电路”,也有称为“逻辑板电路”的。这个电路包括液晶屏周边的“行、列驱动电路”构成了壹个液晶屏的驱动系统。也是壹个独立的整体。这个独立的整体是由时序电路、存储电路、移位寄存器、锁存电路、D/A变换电路、译码电路、伽马(Gamma)电路(灰阶电压)等组成,这些电路的正常工作也需要各种不同的工作电压,且且仍要有壹定的上电时序关系,不同的屏,不同的供电电压。为了保证此电路正常工作,壹般对这个独立的驱动系统单独的设计了壹个独立的开关电源供电(这个向液晶屏驱动系统供电的开关电源壹般就称为:TFT偏压电路);由整机的主开关电源提供壹个5V或12V电压,给这个开关电源供电,且由CPU控制这个开关电源工作;产生这个独立的驱动系统电路提供所需的各种电压,就好像我们的电视机是壹个独立的系统他有壹个单独的开关电源,DVD机是壹个独立的系统他也有壹个单独的开关电源壹样。是非常重要也是故障率极高的部分(开关电源均是故障率最高的部分,要重点考虑)。图1所示是液晶屏驱动系统框图。从图中能够见出,其中的“TFT偏压供电开关电源”就是这个独立系统电路的供电电源它产生这个驱动系统电路需要的各种电压,有VDD、VDA、VGL和VGH电压供各电路用。 图1 这个独立的液晶屏驱动电路的供电系统;主要产生4个液晶屏驱

LCD液晶显示屏工作原理

LCD 液晶显示屏工作原理 一、工作原理和概念术语 1、液晶显示屏的工作原理 液晶(Liquid Crystal ):是一种介于固态和液态之间的具有规则性分子排列,及晶体的光学各向异性的有机化合物,液晶在受热到一定温度的时候会呈现透明状的液体状态,而冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态,因为物理上具有液体与晶体的特性,故称之为“液晶”。 液晶显示器LCD (Liquid Crystal Display ):是新型平板显示器件。显示器中的液晶体并不发光,而是控制外部光的通过量。当外部光线通过液晶分子时,液晶分子的排列扭曲状态不同,使光线通过的多少就不同,实现了亮暗变化,可重现图像。液晶分子扭曲的大小由加在液晶分子两边的电压差的大小决定。因而可以实现电到光的转换。即用电压的高低控制光的通过量,从而把电信号转换成光像。 (1)、液晶分子的电-光特性(如图2-1所示) (2)、液晶的电光控制特性(如图2-2所示) (a) (光 光控制电压010 9050%液晶显示器的电光特性(常暗模式) 101009050%b )液晶显示器的电光特性(常亮模式) 液晶显示器的电光控制特性 图中Uth —阈值电压(临界电压);Usat —饱和电压 透过率透过率控制电压 图2-1液晶的电-光特性图 图2-2 旋光性

(3)、 液晶分子排列状态的改变可实现对光的控制 液晶分子在偏光板间排列成多层,在不同层间, 液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90°,与偏光板的偏振光方向一致的偏振光,垂直射向无外加电场的液晶分子时,入射光将因其偏振方向随液晶分子轴的扭曲而旋转射出。故称为扭曲向列型液晶显示器。 当给液晶层施以某一电压差时,液晶分子会改变它的初始排列状态而不扭转,不改变光的极化方向,因此经过液晶的光会被第二层偏光片吸收而整个结构呈现不透光的状态。 2、概念和术语 (1)、光学的各向异性 液晶的特有性质,改变液晶两端电压,可改变液晶某一方向折射出的光的大小 (2)、偏振片(器) 只能在特定方向上透过光线的器件 (3)、像素、子像素、节距、分辨率(如图2-3所示) (4)、视角 当背光源的入射光通过偏极片、液晶后,输出光便具备了特定的方向特性,假如从一个非常斜的角度观看一个全白的画面,我们可能会看到黑色或是色彩失真。这个效应在某些场合有用,但在大部分的应用上是我们不希望要的。制造商们已经花了很多时间来试图改善液晶显示器的视角特性,有数种广视角技术被提出:IPS(IN-PLANE -SWITCHING 、MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL ALIGNMENT)、TN+FILM 。 这些技术都能把液晶显示器的视角增加到160度,甚至更多,就如同CRT 屏幕的视角特性一样。最大视角的定义是对比值至少能达到10:1的视角(通常有四个方向,上/下/左/右),如图2-4。 平板显示器的象素结构 绿、蓝三个组成一个像1024 列) 图2-3 平板显示器的像素结构 水平视角 显示器件的视角 图2-4 显示器件的视角

大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理与维修(一

大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理及电路分析(一) (目前液晶电视的销量和社会保有量非常大,液晶电视的维修资料奇缺,而液晶电视的背光灯高压驱动电路又是液晶电视中极易发生故障的部位,它类似于CRT电视的行扫描电路,是高压大电流电路,其故障率不低于CRT电视的行扫描电路。目前对于该部分的原理电路分析维修的资料很少,该文对于背光灯管及驱动电路的特性、构造、组成、要求、电路原理分析比较详尽,以帮助维修人员更加深刻的理解液晶电视背光灯驱动电路,为下一步维修打好基础) 液晶电视的显示屏是属于被动发光型的显示器件,液晶屏自身不发光,它需要借助背光灯来实现屏的发光,即背光灯管发出光线通过液晶屏透射出来,利用液晶的分子在电场作用下控制通过的光线(对光进行调制)以形成图像,所以一块液晶屏工作成像必须配上背光源才能成为一个完整的显示屏,要显示色彩丰富的优质图像,要求背光灯的光谱范围要宽,接近日光色以便最大限度的展现自然界的各种色彩。目前的液晶屏背光灯,一般采用的是光谱范围较好的冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamp;CCFL)作为背光光源。 大屏幕的液晶电视要保证有足够的亮度、对比度和整个屏幕亮度的均匀性,均采用多灯管系统,32寸屏一般采用16只灯管,47寸屏一般采用24只灯管。耗电量每只灯管约为为8W计算,一台32寸屏的液晶电视背光灯耗电量达到130W,一台47寸的液晶电视背光灯的耗电量达到近200W(加上其它电路耗电,一台32寸屏的液晶电视耗电量在200W左右) 冷阴极荧光灯的构造和工作原理 冷阴极荧光灯CCFL是气体放电发光器件,其构造类似常用的日光灯,不同的是采用镍﹑钽和锆等金属做成的无需加热即可发射电子的电极——冷阴极来代替钨丝等热阴极,灯管内充有低气压汞气,在强电场的作用下,冷阴极发射电子使灯管内汞原子激发和电离,产生灯管电流并辐射出253.7nm紫外线,紫外线再激发管壁上的荧光粉涂层而发光,图1。 冷阴极荧光灯的特性 冷阴极荧光灯是一个高非线性负载,它的触发(启动)电压一般是三倍于工作(维持)电压,(电压值的大小和灯管的长度和直径有关)冷阴极荧光灯在开始启动时,当电压还没有达到触发值(1200~1600V)时,灯管呈正电阻(数兆欧),一旦达到触发值,灯管内部产生电离放电产生电流,此时电流增加,灯管两端电压下降呈负阻特性 图2,所以冷阴极荧光灯触发点亮后,在电路上必须有限流装置,把灯管工作电流限制在一个额定值上,否则会因为电流过大烧毁灯管,电流过小点亮又难以维持。

液晶显示器工作原理

液晶显示器工作原理

液晶显示器工作原理 现在市场上的液晶显示器都采用了TFT液晶面板,这种液晶面板的是目前最先进的液晶显示器技术,从结构上看,液晶屏由两片线性偏光器和一层液晶所构成。其中,两片线性偏光器分别位于液晶显示器的内外层,每片只允许透过一个方向的光线,它们放置的方向成90度交叉(水平、垂直),也就是说,如果光线保持一个方向射入,必定只能通过某一片线性偏光器,而无法透过另一片,默认状态下,两片线性偏光器间会维持一定的电压差,滤光片上的薄膜晶体管就会变成一个个的小开关,液晶分子排列方向发生变化,不对射入的光线产生任何影响,液晶显示屏会保持黑色。一旦取消线性偏光器间的电压差,液晶分子会保持其初始状态,将射入光线扭转90度,顺利透过第二片线性偏光器,液晶屏幕就亮起来了。当然这是一个很简单的原理模型,真正的液晶显示器内还有更复杂的电路结构。 红绿蓝三原色大家都知道,当这三种颜色同时混合时就会产生白色,这当然实在三原色强度一样的情况下才能够显示器纯正的白色,这样,从图中我们可以看见液晶面板的每一个像素中都有三种原色,这三种原色如果强度不同变化就可以产生不同的混色效果,这样全屏就有1024×768这样的像素,所以真实分辨率就是1024×768。低端的液晶显示板,各个基色只能表现6位色,即2的6次方=64种颜色.可以很简单的得出,每个独立像素可以表现的最大颜色数是64×64×64=262144种颜色,高端液晶显示板利用FRC技术使得每个基色则可以表现8位色,即2的8次方=256种颜色,则像素能表现的最大颜色数为

256×256×256=16777216种颜色.这种显示板显示的画面色彩更丰富,层次感也好.现在基本上显示器都拥有FRC技术,可以显示器16777216种颜色 什么是TFT-LCD 其中彩色LCD又分为STN和TFT两种屏,其中TFT-LCD是英文Thin Film T ransistor-Liquid Crystal Display的缩写,即薄膜晶体管液晶显示器,也就是大家常说的真彩液晶显示屏,显示效果较好;而DSTN-LCD,即双扫瞄液晶显示器,则是STN-LCD的一种显示 液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质,它具有液体的流态性质和固体的光学性质。当液晶受到电压的影响时,就会改变它的物理性质而发生形变,此时通过它的光的折射角度就会发生变化,而产生色彩。 液晶屏幕后面有一个背光,这个光源先穿过第一层偏光板,再来到液晶体上,而当光线透过液晶体时,就会产生光线的色泽改变,从液晶体射出来的光线,还得必须经过一块彩色滤光片以及第二块偏光板。由于两块偏光板的偏振方向成90度,再加上电压的变化和一些其它的装置,液晶显示器就能显示我们想要的颜色了。 液晶显示有主动式和被动式两种,其实这两种的成像原理大同小异,只是背光源和偏光板的设计和方向有所不同。主动式液晶显示器又使用了fet场效晶体管以及共通电极,这样可以让液晶体在下一次的电压改变前一直保持电位状态。这样主动式液晶显示器就不会产生在被动式液晶显示器中常见的鬼影、或是画面延迟的残像等。现在最流行的主动式液晶屏幕是tft(thin film transistor薄膜晶体管),被动式液晶屏幕有stn(super tn超扭曲向列lcd)和dstn(double

TFT-LCD液晶显示器的驱动原理

TFT-LCD液晶显示器的驱动原理 LCD显示器在近年逐渐加快了替代CRT显示器的步伐,你打算购买一台LCD吗?你了解LCD吗?液晶显示器和传统的CRT显示器,在其发光的技术原理上有什么不同?传统的CRT 显示器主要是依靠显象管内的电子枪发射的电子束射击显示屏内侧的荧光粉来发光,在显示器内部人造磁场的有意干扰下,电子束会发生一定角度的偏转,扫描目标单元格的荧光粉而显示不同的色彩。而TFT-LCD却是采用“背光(backlight)”原理,使用灯管作为背光光源,通过辅助光学模组和液晶层对光线的控制来达到较为理想的显示效果。 液晶是一种规则性排列的有机化合物,它是一种介于固体和液体之间的物质,目前一般采用的是分子排列最适合用于制造液晶显示器的nematic细柱型液晶。液晶本身并不能构发光,它主要是通过因为电压的更改产生电场而使液晶分子排列产生变化来显示图像。 液晶面板主要是由两块无钠玻璃夹着一个由偏光板、液晶层和彩色滤光片构成的夹层所组成。偏光板、彩色滤光片决定了有多少光可以通过以及生成何种颜色的光线。液晶被灌在两个制作精良的平面之间构成液晶层,这两个平面上列有许多沟槽,单独平面上的沟槽都是平行的,但是这两个平行的平面上的沟槽却是互相垂直的。简单的说就是后面的平面上的沟槽是纵向

排列的话,那么前面的平面就是横向排列的。位于两个平面间液晶分子的排列会形成一个Z轴向90度的逐渐扭曲状态。背光光源即灯管发出的光线通过液晶显示屏背面的背光板和反光膜,产生均匀的背光光线,这些光线通过后层会被液晶进行Z 轴向的扭曲,从而能够通过前层平面。如果给液晶层加电压将会产生一个电场,液晶分子就会重新排列,光线无法扭转从而不能通过前层平面,以此来阻断光线。 LCD由两块玻璃板构成,厚约1mm,其间由包含有液晶(LC)材料的5μm均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光,所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管,而在液晶显示屏背面有一块背光板(或称匀光板)和反光膜,背光板是由荧光物质组成的可以发射光线,其作用主要是提供均匀的背景光源。背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中,一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极,电极分为行和列,在行与列的交叉点上,通过改变电压而改变液晶的旋光状态,液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时,液晶分子就会产生扭曲,从而将穿越其中的光线进行有规则的折射,然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。 液晶显示器的缺点在于亮度、画面均匀度、可视角度和反应

液晶显示器的工作原理

液晶高压板维修及代换实例 2009.6.5整理 修液晶高压板故障:其实任何高压板只要装得下,那么它就是"万能"的,不知道买来高压板的参数,别看高压板接口有这么多条线,其实很简单,首先确定电源线正极和负极,有保险丝的一般来说是正极,负极多是接在电容的负极上. 然后确定电压,确定电压的最好办法是看电容的标记了,假如6V左右那么就是3.3V的,假如电容上标12V左右,那么输入电压肯定是5V,假如是24V左右或以上,那么就是12V,以次类推,把电容上所标的伏数除以二,最接近几伏就是几伏了. 有时按这样接了,还是不亮,或者只是闪一下就灭了,是的有很多高压板多是这样的,那怎么办呢?找出控制脚,看看那只脚是接到一个小三极管上的,一般是直接引接到三极管上的,最多中间有个小电容,应该很容易辨认的,控制脚一般是3.3V和5V,也有个别是接地的,所以我们在不知道的情况下,先接地试一下,不行再接3.3V再接5V,假如输入电压和控制电压多是3.3V的情况是,可以直接合并. 多余的脚让他空着好了,不用理它. 高压板坏后最常见的有以下几种故障: 1、瞬间亮后马上黑屏该问题主要为高压板反馈电路起作用导致,如:高压过高导致保护、反馈电路出现问题导致无反馈电压、反馈电流过大、灯管PIN松脱、IC输出过高等等都会导致该问题,原则上只要IC 有输出、自激振荡正常,其它的任何零件不良均会导致该问题,该现象是液晶显示器升压板不良的最常见之现象。维修时最主要的方法是: (1)短接法----一般情况下,脉宽调制IC中有一脚是控制或强制输出的,对地短路该脚则其将不受反馈电路的影响,强制输出脉冲波,此时升压板一般均能点亮,并进行电路测试,但要注意:因此时具体故障点位还未找到,因此短路过久可能会导致一些异常不到的现象,如:高压线路接触不良时,强制输出可能会导致线路打火而烧板!!! (2)、对比测试法:因液晶显示器灯管采用均为2个以上,多数厂家在设计时左右灯管均采用双路输出,即两个灯管对应相同的两个电路,此时,两个电路就可以采用对比测试法,以判定故障点位!当然,有的机子用一路控制两个灯管时,此法就无效! 另一方面,在不明情况下,最好不要乱短路IC各脚,否则可能会出现异想不到的后果! 2、通电灯亮但无显示此问题主要为升压板线路不产生高压导致,如:12V未加入或电压不正常、控制电压未加入、接地不正常、IC无振荡/无输出、自激振荡电路产生不良等均会出现该现象!

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