TFT LCD液晶显示器的驱动原理 我们针对feed through电压,以及二阶驱动的原理来做介绍.简单来说Feed through电压主要是由于面板上的寄生电容而产生的,而所谓三阶驱动的原理就是为了解决此一问题而发展出来的解决方式,不过我们这次只介绍二阶驱动,至于三阶驱动甚至是四阶驱动则留到下一次再介绍.在介绍feed through电压之前,我们先解释驱动系统中gate driver所送出波形的timing图. SVGA分辨率的二阶驱动波形 我们常见的1024*768分辨率的屏幕,就是我们通常称之为SVGA分辨率的屏幕.它的组成顾名思义就是以1024*768=786432个pixel来组成一个画面的数据.以液晶显示器来说,共需要1024*768*3个点(乘3是因为一个pixel需要蓝色,绿色,红色三个点来组成.)来显示一个画面.通常在面板的规划,把一个平面分成X-Y轴来说,在X轴上会有1024*3=3072列.这3072列就由8颗384输出channel的source driver 来负责推动.而在Y轴上,会有768行.这768行,就由3颗256输出channel的gate driver来负责驱动.图1就是SVGA分辨率的gate driver输出波形的timing图.图中gate 1 ~ 768分别代表着768个gate
driver的输出.以SVGA的分辨率,60Hz的画面更新频率来计算,一个frame的周期约为16.67 ms.对gate 1来说,它的启动时间周期一样为16.67ms.而在这16.67 ms之间,分别需要让gate 1 ~ 768共768条输出线,依序打开再关闭.所以分配到每条线打开的时间仅有16.67ms/768=21.7us而已.所以每一条gate d river打开的时间相对于整个frame是很短的,而在这短短的打开时间之内,source driver再将相对应的显示电极充电到所需的电压. 而所谓的二阶驱动就是指gate driver的输出电压仅有两种数值,一为打开电压,一为关闭电压.而对于common电压不变的驱动方式,不管何时何地,电压都是固定不动的.但是对于common电压变动的驱动方式,在每一个frame开始的第一条gate 1打开之前,就必须把电压改变一次.为什么要将这些输出电压的t iming介绍过一次呢?因为我们接下来要讨论的feed through电压,它的成因主要是因为面板上其它电压的变化,经由寄生电容或是储存电容,影响到显示电极电压的正确性.在LCD面板上主要的电压变化来源有3个,分别是gate driver电压变化,source driver电压变化,以及common电压变化.而这其中影响最大的就是gate driver电压变化(经由Cgd或是Cs),以及common电压变化(经由Clc或是Cs+Clc). Cs on common架构且common电压固定不动的feed through电压 我们刚才提到,造成有feed through电压的主因有两个.而在common电压固定不动的架构下,造成f eed through电压的主因就只有gate driver的电压变化了.在图2中,就是显示电极电压因为feed thro ugh电压影响,而造成电压变化的波形图.在图中,请注意到gate driver打开的时间,相对于每个frame 的时间比例是不正确的.在此我们是为了能仔细解释每个frame的动作,所以将gate driver打开的时间画的比较大.请记住,正确的gate driver打开时间是如同图1所示,需要在一个frame的时间内,依序将7
段码LCD液晶屏驱动方法 生活中小电器见到最多的lcd模组就是段码lcd液晶屏，段码lcd有普通的数码管的特征，又有点阵LCD的特征，固定的图形，优点是省成本而有好看，那么段码LCD液晶屏是怎么驱动的呢？下面我们就来简单了解一下： 首先，不要以为用单片机来驱动就以为段码屏是直流驱动的，其实，段码屏是交流驱动，什么是交流？矩形波，正弦波等。大家可能会经常用驱动芯片来玩，例 如HT1621等，但是有些段式屏IO口比较少，或者说IO口充足的情况下，也可以省去写控制器的驱动了。与单片机接口方便，而后者驱动电流小，功耗低、寿命长、字形美观、显示清晰、视角大、驱动方式灵活、应用广泛【1】。但在控制上LCD较复杂，因为LCD电极之间的相对电压直流平均值必须为0【2】，否则易引起LCD氧化，因此LCD不能简单地用电平信号控制，而要用一定波形的方波序列来控制。LCD显示有静态和时分割两种方式，前者简单，但是需要较多的口线；后者复杂，但所需口线较少，这两种方式由电极引线的选择方式确定。下面以电子表的液晶显示为例,小时的高位同时灭或亮，分钟的高位在显示数码1～5时，其顶部和底部也是同时灭或亮，两个dot点也是同时亮或灭，其驱动方式是偏置比为1/2的时分割驱动，共有11个段电极和两个公共电极。 但是，IO模拟驱动段式液晶有一个前提条件，就是IO必须是三态， 为什么？下面我们一起细细道来： 第一步，段码式液晶屏的重要参数：工作电压，占空比，偏压比。这三个参数非常重要，必须都要满足。 第二步，驱动方式：根据LCD 的驱动原理可知，LCD 像素点上只能加上AC 电压，LCD 显示器的对比度由COM脚上的电压值减去SEG 脚上的电压值决定，当这个电压 差大于 LCD 的饱和电压就能打开像素点，小于LCD 阈值电压就能关闭像素点，LCD 型MCU 已经由内建的LCD 驱动电路自动产生LCD 驱动信号，因此只要I/O 口能仿真输出该驱动信号，就能完成 LCD 的驱动。 段码式液晶屏幕主要有两种引脚，COM，SEG，跟数码管很像，但是，压差必须是交替变化，例如第一时刻是正向的3V，那么第二时刻必须是反向的3V，注意一点，如果 给段码式液晶屏通直流电，不用多久屏幕就会废了，所以千万注意。下面我们来考虑如何模拟COM口的波形，以1/4D，1/2B为例子： 只要模拟出以上波形，液晶屏已经成功了一大半了。 1. void display_sub(u8 y) //lcd display subroutine 2. { 3. switch(y) //4*com,VDD and -VDD LCD display,so 8 timebase interrupt one sacn period 4. { 5. case 1: 6. {com1_output_high();break;} 7. case 2: 8. {com1_output_low();break;} 9. case 3: 10. {com2_output_high();break;}
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
段码式液晶屏开模 1. 开模过程 资料核实：尺寸、显示图形、逻辑表、显示模式、驱动参数(V o 、Duty 、Bias) 、连接方式、温度条件等 出图：外形图设计 图纸确认：图纸修改 模具制作：版图设计、光刻菲林制作( 电极x2 、边框、银点、PI 、测试PCB) 、丝印网、凸版、测试架 出样：样品制作 样品确认：重新出样或修改模具后重新出样 2. 开模周期：一般出图1 ～3 天，视图纸复杂程度及原始资料完整性；出样时间( 包括模具制作) 一般在图纸确认后 2 周左右。样品制作因涉及环节较多，包括模具设计、模具制作、材料选择、工艺选择、试生产、样品测试等，故一次成功的几率约在90 ％左右，如不成功，周期可能明显延长。 3. 样品数量：5 ～10pcs( 特殊情况另商定) 4. 图纸修改：在图纸正式确认前，可对图纸提出任意修改意见，我们将在第一时间内修改图纸，不限次数，也不收取任何修改费用，当然这可能会影响周期。 5. 以下重新出样不需重新收取开模费：修改V o ，修改偏光模式、由于供方原因导致样品和需方确认图纸不一致等。 6. 以下重新出样或模具制作后修改需重新收取开模费：样品和需方确认图纸一致，但需方要求修改( 尺寸、显示图案、逻辑表、观察方向等) 导致需重新制作模具。 目前定制屏最多的就是TN,HTN,STN显示类型 的屏，也是最早广发应用于各个行业的最基础的人际交换界面显示器 件：仪器仪表，小电子产品，医疗工控行业应用居多。 针对现时很多定制屏DIY的朋友选购液晶屏时应注意的几个方面大致 说明一下。 视角 视角和反应速度是他们的共同特性和共同区别。 现在人们接触最多的是手机上的屏，统称TFT屏，基本上看不出有视 角范围的衰减，而低端类的TN,HTN,STN显示屏有着明显的视角区别。 行业内名词参数：6H,9H,3H,12H.也就是6点钟方向，9点钟方向，3点 钟方向，12点钟方向的意思。以一挂时钟做为参考说明视角方向，6 点为仰视，3点为左侧视，9点为右侧视，12点为俯视。选购时尤为关 键。 温度 温度也是液晶屏主要的参数之一，在定制期间屏厂会发一份图纸， 里面就有这类必不可少的参数，“工作温度，储存温度”两 项。在设计时要注意这个参数，考虑产品在哪种环境下工作。液晶屏 一般分为3-4个范围，常温（0-50）范围，宽温（-20-75）范围，超 宽温（-30-85）范围。选择错误时会出现如下反应：低温下会显示反 应缓慢，高温下会有底影存在。 驱动模式及电压
液晶屏基本知识及关键指标参数 液晶显示屏（LCD??Liquid?Crystal?Display）的工作原理与传统球面显示屏完全不同。液晶显示屏就是两块玻璃中间夹了一层(或多层)液晶材料，玻璃后面有几根灯管持续发光，液晶材料在信号控制下改变自己的透光状态，这样就能在玻璃面板前看到图像了。 液晶显示屏性能是有以下几个参数： 响应时间 响应时间的快慢是衡量液晶显示屏好坏的重要指标，响应时间指的是液晶显示屏对于输入信号的反应速度，也就是液晶由暗转亮或者是由亮转暗的反应时间。一般来说分为两个部分：Tr(上升时间)、Tf(下降时间)，而我们所说的响应时间指的就是两者之和，响应时间越小越好，如果超过40毫秒，就会出现运动图像的迟滞现象。目前液晶显示屏的标准响应时间大部分在25毫秒左右，不过也有少数机种可达到16毫秒。拥有16ms的超快响应时间，就可以用每秒显示60帧画面以上的速度，完全解决传统液晶显示屏在玩游戏或者看DVD影碟时所存在的拖影、残影问题。 对比度 对比度是指在规定的照明条件和观察条件下，显示屏亮区与暗区的亮度之比。对比度是直接体现该液晶显示屏能否体现丰富色阶的参数，对比度越高，还原的画面层次感就越好。目前液晶显示屏的标称为250:1或者300:1，高档产品在400:1或500:1。这里要说明的是，对比度必须与亮度配合才能产生最好的显示效果。400:1或500:1的高对比度将
使显示出来的画面色彩更加鲜艳，图像更柔和，让您玩游戏或者看电影效果直逼CRT显示屏。 亮度 液晶显示屏亮度普遍高于传统CRT显示屏，液晶显示屏亮度一般以cd／m2(流明/每平方米)为单位，亮度越高，显示屏对周围环境的抗干扰能力就越强，显示效果显得更明亮。此参数至少要达到200cd／m2，最好在250cd／m2以上。传统CRT显示屏的亮度越高，它的辐射就越大，而液晶显示屏的亮度是通过荧光管的背光来获得，所以对人体不存在负面影响。 屏幕坏点 屏幕坏点最常见的就是白点或者黑点。黑点的鉴别方法是将整个屏幕调成白屏，那黑点就无处藏身了；白点则正好相反，将屏幕调成黑屏，白点也就会现出原形。通常一般坏点不超过3个的显示屏算合格出厂，3点以内的为A屏,三点以上10点以内或带轻斑的算B屏,带重斑的和带线的算C屏. 可视角度 液晶显示屏属于背光型显示屏件，其发出的光由液晶模块背后的背光灯提供，这必然导致液晶显示屏只有一个最佳的欣赏角度——正视。当你从其他角度观看时，由于背光可以穿透旁边的像素而进入人眼，就会造成颜色的失真，不失真的范围就是液晶显示屏的可视角度。液晶显示屏的视角还分为水平视角和垂直视角，水平视角一般大于垂直视角。
第十七节：液晶屏第三大类定律—任意位置显示一个点（HT1621驱动段码液晶屏） （1）开场白： 段码液晶屏往往应用在出货量比较大的家用消费类电子，比如空调遥控器，小时候带的电子手表等，都是段码屏。段码屏是非标屏，都是客户定做的，第一次开模费大概一两千元，厂家一般都会有起订量的要求，除此之外，它的单位成本相对要比点阵屏要便宜，而且我个人认为显示的效果要比点阵屏漂亮。 段码屏的驱动程序跟数码管的静态驱动程序一样，只要我们弄懂了怎样显示一个基本单位，根据此基本单位编写一个字库表，然后用与(&)和或(|)这两种位运算符就可以随心所欲编写我们要显示的数字或者形状。有两种常用的驱动方案: 第一种：如果单片机内部集成了seg和com引脚的液晶驱动模块，直接用单片机驱动。第二种：单片机用3个IO口跟HT1621进行通讯，用 HT1621驱动段码屏。 这节我重点介绍第二种。HT1621有4个COM，分别是com3,com2,com1,com0。有32个SEG，分别是SEG0,SEG1….SEG31。 什么是COM，什么是SEG？用鸿哥的思路来解释，COM就是横向上的X坐标，SEG就是纵向上的Y坐标。X坐标与Y坐标组合成一张表格，每格代表一个显示点。比如 HT1621，有4个COM，32个SEG，组成一个32行，每行装4个点的表格，一共有128个点，也就是最多可以显示128个点，用数码管的思路，最多可以显示128个LED灯。因为纵向上有32行，因此Y轴的地址范围是0到31。每一行X轴上的4个点，我们用一个字节来表示。一个字节有8位，高4位分别代表这个4个点，低4位为空。比如第一行(SEG0行)的第1个(COM3)要显示，第2个(COM2)要显示，第3个(COM1)不要显示，第4个(COM0)不要显示，那么用一个字节来表示就是十六进制的0xc0.要把这两个点点亮，只要把X轴的数据设置成0xc0，Y轴的数据设置成0x00，然后放到鸿哥精心研制的 seg_display(unsigned char col, unsigned char pag)驱动程序里就可以了. （2）功能需求： 在COM和SEG组成的4X32表格中，显示第二行的第3和第4两个点。 （3）硬件原理： 用单片机的3个IO口分别跟HT1621的CS,WR,DATA连接。 （4）源码适合的单片机:STC11F04E,晶振为11.0592MHz。 （5）源代码讲解如下： #include "REG52.H" #include "absacc.h" #include "intrins.h" #include "stdio.h" #define BIAS 0X52 //此处千万小心，鸿哥在上个月的一个项目中就是在这里被卡了7天。 //必须跟硬件电路的COM匹配。1个或者2个COM:0x42。3个COM:0x4A。4个COM:0x52
一、LCD基本知识 （一）LCD基本常识： 1、本公司产品名称：液晶显示器（即LCD，英文简称） 2、LCD三大主要材料：ITO玻璃、液晶、偏光片 LCD基本结构：PIN、拉线、银点、框胶封口、挡板线 3、LCD生产流程 三大工序：前工序→中工序→后工序 前工序：图形段：一次清洗、涂胶、曝光、显影、酸刻、脱膜 P I段：二次清洗、涂PI， 制盒段：摩擦定向、丝印边框点、喷粉、贴合、压烤 中工序：切割、灌晶、点胶、打粒、插粒、三次清洗、目测、电测 后工序：外丝印、贴合、装PIN、切片、包装 （二）液晶显示器的优点： 1、什么是液晶显示器：对于利用液晶的各种光电效应，把液晶的各种电光效应，把液晶对电场、磁场、 光线和温度等外界条件的变化在一定的条件下转换成为可视信号就可以制成显示器，这就是液晶显示器。 2、液晶显示器的发展：液晶显示器已经经历了三代。第一代用于计算器、手表；第二代用于电子翻译机、 游戏机、家电设备、测试仪器；第三代用于高级信息社会的各种办公室自动化设备，新型信息传递设备，即个人电脑、文字处理机、移动电话、便携式彩色电视机等。 3、液晶显示器与其它类型的显示器比具有很多优点： （1）平面型显示、体积小、重量轻、便于携带； （2）功耗低、驱动电压低、例如计算器工作电压2-5V、功耗为0.01/mw/㎝2左右，一块氧化银电池可以使用两三年； （3）寿命长，一般在5万小时以上； （4）不含有害射线等，故对人体无害，不易引起人眼的疲劳； （5）被动显示，不易被强光冲刷，外界光越强则显示越清晰，可以在明亮环境下显示； （6）易于驱动，可用大理模集成电路直接驱动，这也是得到迅猛发展的原因； （7）结构简单，没有复杂的机械部分等。 4、液晶显示器的种类：液晶显示器的种类很多，但相当普通而且广泛应用的是利用液晶的电光效应而实 现显示的，所谓电光效应实际上就是指在电的作用下，液晶分子的初始排列改变为其他的排列形式从而使液晶盒的光学性质发生变化，也就是说以电通过液晶对光进行调制。 利用电光效应制作的常用的液晶显示器大致有以下几种：TN-LCD、STN-LCD、HTN-LCD、FSTN-LCD、TFT-LCD等。 （1）TN-LCD是Twist nematic Liquid Crystai Dispiay的简称，即扭曲排列相液晶显示，这种显示模式的持点是液晶分子基本平行于基板排列，但上下液晶分子取向呈扭曲排列，整体扭曲角为 90°。我们日常所见到的电子表、计算器、游戏机等的显示屏大都是TN-LCD。 （2）STN-LCD是Super Twist Nematic Liquid Crystai Dispiay的简称，即吵扭曲排列相液晶显示，它与TN-LCD的结构相似，不同的是其扭曲角不是90°，而是在180°-270°之间。它主要用
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
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
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液晶屏：https://www.doczj.com/doc/0e8915749.html, 段码LCD液晶屏驱动方法 段码LCD液晶屏驱动方法 首先，不要以为用单片机来驱动就以为段码屏是直流驱动的，其实，段码屏是交流驱动，什么是交流？矩形波，正弦波等。大家可能会经常用驱动芯片来玩，例如HT1621等，但是有些段式屏IO口比较少，或者说IO口充足的情况下，也可以省去写控制器的驱动了。与单片机接口方便，而后者驱动电流小，功耗低、寿命长、字形美观、显示清晰、视角大、驱动方式灵活、应用广泛。但在控制上LCD较复杂，因为LCD 电极之间的相对电压直流平均值必须为0，否则易引起LCD氧化，因此LCD不能简单地用电平信号控制，而要用一定波形的方波序列来控制。 LCD显示有静态和时分割两种方式，前者简单，但是需要较多的口线；后者复杂，但所需口线较少，这两种方式由电极引线的选择方式确定。下面以电子表的液晶显示为例，小时的高位同时灭或亮，分钟的高位在显示数码1～5时，其顶部和底部也是同时灭或亮，两个dot点也是同时亮或灭，其驱动方式是偏置比为1/2的时分割驱动，共有11个段电极和两个公共电极。但是，IO模拟驱动段式液晶有一个前提条件，就是IO必须是三态，为什么？ 下面我们一起细细道来： 第一步，段码式液晶屏的重要参数：工作电压，占空比，偏压比。这三个参数非常重要，必须都要满足。 第二步，驱动方式：根据LCD的驱动原理可知，LCD像素点上只能加上AC电压，LCD显示器的对比度由COM脚上的电压值减去SEG脚上的电压值决定，当这个电压差大于LCD的饱和电压就能打开像素点，小于LCD阈值电压就能关闭像素点，LCD型MCU已经由内建的LCD驱动电路自动产生LCD驱动信号，因此只要I/O口能仿真输出该驱动信号，就能完成LCD的驱动。 段码式液晶屏幕主要有两种引脚，COM，SEG，跟数码管很像，但是，压差必须是交替变化，例如第一时刻是正向的3V，那么第二时刻必须是反向的3V，注意一点，如果给段码式液晶屏通直流电，不用多久屏幕就会废了，所以千万注意。下面我们来考虑如何模拟COM口的波形，以1/4D，1/2B为例子：
1、LCD的定义 1）液晶： 液晶（Liquid Crystal，简称LC）是一种高分子材料，因为其特殊的物理、化学、光学特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。物质存在三态，固态（也叫晶体），液态和气态。液晶，顾名思义，是液态和固态之间的中间态，因此具有很多奇妙的特性，其中最重要的两种特性就是旋光性和双折射性，我们所见到的LCD，几乎都是利用了液晶的这两种性质制造而成。 液晶的工作原理：液态光电显示材料，利用液晶的电光效应（electro-optical effect：指它的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受电场调制的光学现象）把电信号转换成字符、图像等可见信号。液晶的物理特性是：当通电时导通，排列变的有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。从技术上简单地说，液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材，称为Substrates，中间夹着一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物，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。将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面，液晶分子会顺着槽排列，所以假如那些槽非常平行，则各分子也是完全平行的。 2）LCD： LCD是Liquid Crystal Display的简称，即液晶显示器。LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放臵液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。 3）LCM： LCM是Liquid Crystal Module的简称，即液晶显示模块。LCM包含了LCD 及显示控制芯片，RAM、ROM等。所以平时我们看到的大多是LCM。 2、LCD的主要类型 A、根据LCD的材质，可以分为以下几类： ①TN LCD： 最古老的一种LCD，上下两层玻璃之间涂覆配向材料，然后上下两片玻璃成90度摩擦，因此，液晶分子在上下两片玻璃之间成90度扭曲状。然后在上下玻璃外面沿着摩擦方向贴附偏光片（因为摩擦方向上下成90度，因此上下偏光片也成90度），这样就构成了一个简单的TN型液晶显示器。不加电的时候，外界光线射入上偏光片，变成线偏振光，经过液晶分子扭曲而改变偏振方向90度，刚好穿过下偏光片射出，这时，这个像素点呈现“灭”的状态；加电之后，液晶分子按照电场方向排列，旋光特性消失，入射的线偏振光无法改变偏振方向，从而不能从下偏振片射出，而是被下偏振片完全吸收，因此该像素点呈现“亮”的状态。以上就是一个TN型液晶显示器的显示原理的简单的说明，它仅仅利用了液晶的
段码LCD参数说明及驱动原理 一.参数说明 1.Duty：占空比 该项参数一般也称为Duty数或COM数。由于STN/TN的LCD一般是采用时分动态扫描的驱动模式，在此模式下，每个COM的有效选通时间与整个扫描周期的比值即占空比(Duty)是固定的，等于1/COM数。 2.Bias：偏置 LCD的SEG/COM的驱动波形为模拟信号，而各档模拟电压相对于LCD输出的最高电压的比例称为偏置，而一般来讲，Bias是以最低一档与输出最高电压的比值来表示。一般而言，Bias和Duty 之间是有一定关系的，Duty数越多，每根COM对应的扫描时间变短，而要达到同样的显示亮度和显示对比度，VON的电压就要提高，选电平和非选电平的差异需要加大，即Bias需要加大，Duty 和Bias间有一经验公式，即。 3.VDD：工作电压 液晶分子是需要交流信号来驱动的，长时间的直流电压加在液晶分子两端，会影响液晶分子的电气化学特性，引起显示模糊，寿命的减少，其破坏性为不可恢复。 液晶分子是一种电压积分型材料，它的扭曲程度(透光性)仅仅和极板间电压的有效值有关，和充电波形无关。电压的有效值用COM/SEG之间的电压差值的均方根VRMS表示。 4.Frame:扫描帧频 扫描频率，直接驱动液晶分子的交流电压的频率一般在60～100Hz之间，具体是依据LCDPanel 的面积和设计而定，频率过高，会导致驱动功耗的增加，频率过低，会导致显示闪烁，同时如果扫描频率同光源的频率之间有整倍数关系，则显示也会有闪烁现象出现。 二.驱动原理 方式一 根据LCD的驱动原理可知，LCD像素点上只能加上AC电压，LCD显示器的对比度由COM脚上的电压值减去SEG脚上的电压值决定，当这个电压差大于LCD的饱和电压就能打开像素点，小于LCD阈值电压就能关闭像素点，LCD型MCU已经由内建的LCD驱动电路自动产生LCD驱动信号，因此只要I/O口能仿真输出该驱动信号，就能完成LCD的驱动。由于LCD工作的最佳帖频率通常在25Hz~250Hz，一般设置刷新频率在60Hz左右即可。 现在考虑如何模拟出COM的波形。1/2Bias下COM0~COM3的LCD驱动波形如下：
LCD原理大剖析 ZDNET China 03/01/2002 LCD （Liquid Crystal Display）对于许多的用户而言可能是一个比较新鲜的名词，不过这种技术存在的历史可能远远超过了我们的想象 --在 1888 年，一位奥地利的植物学家 F. Renitzer便发现了液晶特殊的物理特性。 在 85年之后，这一发现才产生了商业价值， 1973 年日本的夏普公司首次将它运用于制作电子计算器的数字显示。现在， LCD是笔记型计算机和掌上计算机的主要显示设备，在投影机中，它也扮演着非常重要的角色，而且它开始逐渐渗入到桌面显示器市场中。 为什么叫液晶？ 液晶得名于其物理特性：它的分子晶体，不过以液态存在而非固态。大多数液晶都属于有机复合物。 被动矩阵液晶显示技术 高信息密度显示技术中首先商品化的是「被动矩阵显示技术」。它得名于控制液晶单元的开和关的简单设计。 主动矩阵LCD及其弱势 主动矩阵 LCD的上下表层也纵横有序排列着用铟锡氧化物做成的透明电极。所不同的是在每个单元中都加入了很小的晶体管，由晶体管来控制电流的开和关。 传统工艺流程 LCD 的面板最早使用非常薄的玻璃制造。大约只有 1.1-0.4毫米厚，由于玻璃生产中，设备不同会造成玻璃厚度不同。所以，显示器只能在一套模具中制造。 你不能不知道的LCD 被动矩阵液晶显示技术视角及反应速度耗电量 为什么叫液晶？主动矩阵LCD及其弱势显示色彩传统工艺流程
为什么叫液晶？ ZDNET China 2002/01/03 液晶得名于其物理特性：它的分子晶体，不过以液态存在而非固态。大多数液晶都属于有机复合物。这些晶体分子的液体特性使得它具有两种非常有用的特点：如果你让电流通过液晶层，这些分子将会以电流的流向方向进行排列，如果没有电流，它们将会彼此平行排列。如果你提供了带有细小沟槽的外层，将液晶倒入后，液晶分子会顺着槽排列，并且内层与外层以同样的方式进行排列。 液晶的第三个特性是很神奇的：液晶层能够使光线发生扭转。液晶层表现的有些类似偏光器，这就意味着它能够过滤掉除了那些从特殊方向射入之外的所有光线。此外，如果液晶层发生了扭转，光线将会随之扭转，以不同的方向从另外一个面中射出。 液晶的这些特点使得它可以被用来当作一种开关 - 即可以阻碍光线，也可以允许光线通过。液晶单元的底层是由细小的脊构成的，这些脊的作用是让分子呈平行排列。上表面也是如此，在这两侧之间的分子平行排列，不过当上下两个表面之间呈一定的角度时，液晶成了随着两个不同方向的表面进行排列，就会发生扭曲。结果便是这个扭曲了的螺旋层使通过的光线也发生扭曲。 如果电流通过液晶，所有的分子将会按照电流的方向进行排列，这样就会消除光线的扭转。如果将一个偏振滤光器放置在液晶层的上表面，扭转的光线通过了，而没有发生扭转的光线将被阻碍。因此可以通过电流的通断改变 LCD 中的液晶排列，使光线在加电时射出，而不加电时被阻断。也有某些设计了省 电的需要，有电流时，光线不能通过，没有电流时，光线通过。 液晶可以阻碍（左）也可以允许（右）光线通过显示技术由于不同的应用目的而分成不同的类型。 有的是成了静态显示，比如道路标志和显示牌，它 们的显示信息是不变的。平面显示技术则被用于传 递发生变化的显示信息，所以显示信息量的大小就 决定了所采用的显示技术类型。对于便携式的计算 器等设备而言，由于所传递的信息量相对较低，被 称为「低信息密度」显示技术；对于计算机显示器 而言，由于传递的信息量大，则相应被称为「高信 息密度」显示技术。