液晶显示器的结构图各种液晶显示器液晶显示器的结构原理黑白液晶共21页

•22
(三)彩色LCD显示器的工作原理
CRT通常有三个电子枪，射出的电子流必须精确聚集，否则 就得不到清晰的图像显示。但LCD不存在聚焦问题，因为每个 液晶单元都是单独开关的。这正是同样一幅图在LCD屏幕上为 什么如此清晰的原因。LCD也不必关心刷新频率和闪烁，液晶 单元要么开，要么关，所以在40～60Hz这样的低刷新频率下显 示的图像不会比75Hz下显示的图像更闪烁。不过，LCD屏的液 晶单元会很容易出现暇疵。对1024×768的屏幕来说，每个像 素都由三个单元构成，分别负责红、绿和蓝色的显示一所以总 共约需240万个单元(1024×768×3＝2359296)。很难保证所 有这些单元都完好无损。最有可能的是，其中一部分己经短路( 出现“亮点”)，或者断路(出现“黑点”)。所以说，并不是如此高 昂的显示产品并不会出现瑕疵。
；
• 层列液晶中的棒状分子排列成层 状结构，构成分子相互平行排列，与 层面近似垂直。这种分子层的结合较 弱，层与层之间易于相互滑动。其显 示出二维液体的性质，粘连度高。
• 向列液晶的棒状分子都以相同的 方式平行排列，每个分子在长轴方向 可以比较自由地移动。因此，富于流 动性粘度较小。
•·
•11
•§2.3.1液晶显示器原理
•12
•13
•（一）液晶的物理特性
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，中间夹著一层液晶。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

数据信号、控制信号、时钟信号。它的功能是色度控制和
时序控制，内含RAM。具有数据反转，像素极性反转功 能，并具有自动刷新模式和老化用的图形。
第二十四页，共28页。
⑷ 灰度级电压(diànyā)产生电路
灰度级电压产生电路将用于数据驱动输出电压，产生的10 个左右灰度级电压各自供给数据驱动IC。为显示白色和黑色以 外的中间灰度的某些图像，以及用红（R）绿（G） 蓝（B）的 三基色显示各种颜色，叫做中间灰度显示 灰度级主要有8灰度、16灰度、64灰度和256灰度等。
存贮电容
Vg
Vsig.c Vcom Vp
0
馈入特性 保持特性
△Vp
Vsig
第n帧
Vg
Cgs
Cgd △Vp
Cds
Csp Clc
Rlc
Cs
Vs
Vcom
△Vp
Voffset
第n+1帧
第十八页，共28页。
a-Si TFT在TFT-LCD中的作用(zuòyòng)
功能： 1) 确认栅引线(yǐnxiàn)上是否有电压 2) TFT打开 3) 确认数据引线(yǐnxiàn)上是否有数
第九页，共28页。
2、偏光片特性(tèxìng)
第十页，共28页。
3、 常白模式(móshì)
第十一页，共28页。
第十二页，共28页。
第四节 液晶显示驱动原理
1、驱动方式比较
液晶显示
有源方式 (fāngshì)
帧
反 转 (fǎn
行反转
点反 转
zhu
ǎn)
高分辨率彩色视频显示
※ 液晶显示主要采用交流驱动
第二十六页，共28页。
驱动电路(diànlù)的发展

• 述的排列方式之外, 还有一种排列, 叫做正方形排列. 它跟前面几个不一样的地方在于, 它并不是以三个点来 当作一个 pixel,而是以四个点来当作一个 pixel. 而四 个点组合起来 刚好形成一个正方形.
• 背光板(back light, BL)
• 在一般的 CRT 屏幕, 是利用高速的电子枪发射出电子, 打击在银光幕上的荧光粉,
液晶面板（液晶屏）的原理
• 液晶是一种介于固态和液态之间的物质，是具有规则性分 子排列的有机化合物。如果把 它加热会呈现透明状的液 体状态，把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态，具 有液体与 晶体的特性，故称之为“液晶”。液晶显示的 原理简单地说，就是将置于两个电极之间的液 晶通电， 液晶分子的排列顺序在电极通电时会发生改变，从而改变 透射光的光路，实现对影 像的控制。
液晶电视工作原理、优点及 评判标准
• 近几年，由于液晶屏的关键技术不断取得 突破和价格的不断下滑，液晶电视目前已 经完全 取代了 CRT 电视在家庭、办公、商 场、医院、政府机关单位应用领域的霸主 地位，成为各大企业首选的标配产品。
• 液晶电视产品的迅速普及，对于我们这些 做技术服务的维修人员来说，就意味着一 个新的学习任务摆在了我们的面前。
• 那么现在就让我们一起来共同学习液晶电视的工作原理和优点。
• 从上图我们可以知道，液晶电视在内部电路结构上主要有以下几 个部分构成：
• 1、 驱动板（也叫主板）：主要是用以接收、处理从外部送进来 的模拟（VGA）或者数字（DVI） 视频信号，并通过屏线送出信 号去控制液晶屏（PANEL）正常工作。驱动板上含有 MCU 单元， 它是液晶显示器的检测控制中心和大脑。
• 2、 电源板：用于将 90～240V 的交流电压转变为36V、18V、 24V 12V、5V、3V 等的直流电供给电视机工作。

示，多用于液晶电视、摄像机的液晶显示器、掌上游戏机等。
•
(3)DSTN-lED由于支持的彩色数有限，多用于早期的
笔记本计算机。
•
(4)FFT-IED则采用与TN系列LCD截然不同的显示方式，
性能较好，被广泛用于笔记本计算机和台式显示器。
1
第1页/共23页
TN型液晶彩电的原理
• TN型Twisted Nematic即扭曲向列型液晶彩电是在两片平行 放置的偏光板之间
•
RF电视信号、CVBS复合电视信号、s-Video信号、色差分
量信号等经模拟电视信号处理模块处理后，形成模拟Y、U、
V(或R、G、B)信号及行场同步信号给模拟信号／数字信号转换
模块进行A／D转换，成为24位数字Y、U、V(或R、G、B)信号。
该信号再经隔行／逐行转换处理，形成标准逐行格式的数字Y、
由于在两片玻璃板之间可以划分出不同的区域，且每一个区域都用电场进 行控制，这些不同的区域叫子像素。不同彩色滤光片放不同彩色滤光片放在每个 子像素的后面，当光透过时，就可以显示出全色的图像来。
第3页/共23页
TFT型液晶彩电的原理
•
TFT型液晶彩电的原理与TN型彩电的原理大致相同，也是由玻
璃基板、ITO膜、配向膜、偏光板等组成，采用两夹层间充填液晶分
点阵(点距为o．297mm)和分辨率极高的图像。同时，先进
的电子控制技术使液晶光阀产生1677万(256×256×256)种R、
G、B颜色变化，还原真实的亮度、色彩度，并再现纯真的图
像。
9
第9页/共23页
液晶电视的成像原理
10
第10页/共23页
液晶显示器中的背光灯
• 因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边 设有作为光源的灯管，而在 液晶显示器的背面设有 一块背光板(或均匀光板)和反光膜，背光板是由荧 光物质组成的可以发射光线，其主要作用是提供均 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的液晶颗粒的液晶 层，射人液晶物质中，液晶物质受电场的控制。

旋下螺钉
(c) 打开后盖
打开后盖打开后盖 打开后盖(d打开后盖的效果 打开后盖的效果打开后盖的效果
打开后盖的效果3 电路板屏蔽罩的拆卸
电路板屏蔽罩的拆卸电路板屏蔽罩的拆卸
电路板屏蔽罩的拆卸(a) 掀开屏蔽铝纸
掀开屏蔽铝纸掀开屏蔽铝纸
掀开屏蔽铝纸(b)拔下背光灯管插座
取出金属罩板取出金属罩板
取出金属罩板(c取出液晶背面板
取出液晶背面板取出液晶背面板
取出液晶背面板(a)(b)(c
液晶背面板和液晶屏分离
液晶背面板和液晶屏分离液晶背面板和液晶屏分离
液晶背面板和液晶屏分离(e)打开塑料固定框
打开塑料固定框打开塑料固定框
打开塑料固定框(f)分离塑料框和金属框
液晶显示器外部结构1液晶显示器的前面板结构
液晶显示器的前面板结构液晶显示器的前面板结构
液晶显示器的前面板结构显示器
外壳
液晶
显示显示
屏
电源开关及
功能按键
显示
器支
架2 液晶显示器的后面板结构
液晶显示器的后面板结构液晶显示器的后面板结构
液晶显示器的后面板结构电源
分离屏蔽罩的效果分离屏蔽罩的效果
分离屏蔽罩的效果4 开关电源板
开关电源板开关电源板
开关电源板、
、、
、高压板的拆卸
高压板的拆卸高压板的拆卸
高压板的拆卸(a) 旋下固定螺钉
旋下固定螺钉旋下固定螺钉
旋下固定螺钉(b)取下隔离塑料片
取下隔离塑料片取下隔离塑料片
取下隔离塑料片
取下电源、
、、
、高压板
高压板高压板

上, 会再加一个 储存 电容 CS(storage capacitor 大 约为0.5pF), 以便让充好电的电压能保持到下一次更新 画面的时候. 不过正确的来说, 长在玻
• 璃上的 TFT 本身,只是一个使用晶体管制作的开关。它 主要的工作是决定 LCD source driver 上的电压是不是 要充到这个点来。至于这个点要充到多高的电压, 以便 显示出怎样的灰阶， 都是由外面的 LCD source driver 来决定的。
• 偏光板(polarizer)
• 从高中物理我们已经了解了光的波动性，光波的行进方 向是与电场及磁场互相垂直 的，同时光波本身的电场 与磁场分量，彼此也是互相垂直的。也就是说行进方向 与电场及磁 场分量，彼此是两两互相平行的。而偏光 板的作用就像是栅栏一般，会阻隔掉与栅栏垂直的
• 分量，只准许与栅栏平行的分量通过。所以如果我们拿 起一片偏光板对着光源看，会感觉像 是戴了太阳眼镜 一般，光线变得较暗。但是如果把两片偏光板迭在一起， 那就不一样了。 当 您旋转两片的偏光板的相对角度， 会发现随着相对角度的不同，光线的亮度会越来越暗。 当 两片偏光板的栅栏角度互相垂直时，光线就完全无 法通过了。而液晶显示器就是利用这个特 性来完成的， 利用上下两片栅栏互相垂直的偏光板之间，充满液晶, 再利用电场控制液晶转 动，来改变光的行进方向，如 此一来，不同的电场大小, 就会形成不同灰阶亮度了。
• 从上面的切面结构图来看, 在上下两层玻璃间, 夹着液 晶, 从而形成了平行板电容器, 我们称之为 CLC(capacitor of liquid crystal)。 它的大小约为 0.1pF, 但是实际应用上, 这个电容并无法将电压保持到下一次 再更新画面数据的时候。也就是说当 TFT 对这个电容 充 好电时, 它并无法将电压保持住, 直到下一次 TFT 再对此点充电的时候。(以一般 60Hz 的画 面更新频率, 需要保持约 16ms 的时间。) 这样一来, 电压有了变化, 所显示的灰阶就会不 正确 。因此一般 在 面板的 设计

液晶面板（液晶屏）的原理
• 液晶是一种介于固态和液态之间的物质，是具有规则性分 子排列的有机化合物。如果把 它加热会呈现透明状的液 体状态，把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态，具 有液体与 晶体的特性，故称之为“液晶”。液晶显示的 原理简单地说，就是将置于两个电极之间的液 晶通电， 液晶分子的排列顺序在电极通电时会发生改变，从而改变 透射光的光路，实现对影 像的控制。 • 液晶面板按照控制方式的不同可分为被动矩阵式（无源矩 阵式）LCD 及主动矩阵式（有 • 源矩阵式）LCD 两种。
• 框胶(Sealant)及 spacer • 在 TFT LCD 的切面结构图中另外还有框胶与 spacer 两种结构成分. 其中框胶的用途, 就是要 让液晶面板中的上下两层玻璃, 能够紧密黏住, 并且提供面板中的液晶分子与外界 的阻隔,所以 框胶正如其名,是围绕于面板四周, 将液晶分子框 限于面板之内. 而 spacer 主 要是提供上下两层 玻璃的支撑, 它必须均匀的分布在玻璃基板上, 不然一但分布不均造成 部分 spacer 聚集在一 起, 反而会阻碍光线通过, 也无 法维持上 下两 片玻璃的适当 间隙 • (gap), 会成电场分布不均的现象, 进而影响液晶 的灰阶表现。
• 背光板(back light, BL) • 在一般的 CRT 屏幕, 是利用高速的电子枪发射出电子, 打击在银光幕上的荧光粉, • 藉以产生亮光, 来显示出画面. 然而液晶显示器本身, 仅能控制光线通过的亮度, 本身并 无发光的功能. 因此, 液晶显示器就必须加上一个背光板, 来提供一个高亮度, 而且亮度分 布均匀的光源. 我们在上面的 TFT LCD 的 切面结构图中可以看到, 组成背光板的主要零件有 灯管 (冷阴极管), 反射板, 导光板, prism sheet, 扩散板等 等. 灯管是主要的发光零件, 藉由导光板, 将光线分布到 各处. 而反射板则将光线限制住都只往 TFT LCD 的方 向前进. 最 后藉由 prism sheet 及扩散板的帮忙, 将 光线均匀的分布到各个区域去, 提供给 TFT LCD 一个 明亮的光源. 而 TFT LCD 则藉由电压控制液晶的转动, 控制通过光线的亮度, 藉以形成 不同的灰阶.

⑥ 正常和DMA传输模式
23
2．IIS－BUS 结构
24
如图4-29所示，BRFC包括:
➢总线接口、内部寄存器和状态机，他控制总线接口逻辑 和FIFO访问； ➢3位的双分频器包括一个作为IIS总线主设备时钟发生器， 另外一个作为外部编解码器的时钟发生器; ➢16字节发送和接收FIFO完成发送数据写入发送FIFO， 接收数据从接收FIFO中读出功能；
4.11 LCD 控制器
4.11.1 LCD工作原理
如图4-24 所示，LCD 的横截面很像 是很多层三明治叠在一起。每面最外一 层是透明的玻璃基体，玻璃基体中间就 是薄膜电晶体。颜色过滤器和液晶层可 以显示出红、蓝和绿三种最基本的颜色。 通常，LCD后面都有照明灯以显示画面。
1
一般只要电流不变动，液晶都在非结 晶状态。这时液晶允许任何光线通过。
14
4.11.4 LCD 控制器专用寄存器
LCD控制器主要提供液晶屏显示数据的传送 时钟和各种信号产生与控制功能。
1. LCD 控制参数设定 VFRAME和VLINE脉冲的产生通过对 LCDCON2寄存器的HOZVAL和LINEVAL域进行 配置来完成。每个域都与LCD的尺寸和显示模式 有关。 HOZVAL和LINEVAL可以通过下式计算出来: HOZVAL=(显示宽度/VD数据线的位数)－1
红
绿
蓝 10
3. 虚拟显示
S3C44B0X支持硬件方式的平行或垂直滚动。 如果要使屏幕滚动，可以通过修改LCDSADDR1 和LCDSADDR2寄存器中的LCDBASEU和LCDBASEL 的值来实现。 但不是通过修改PAGEWIDTH和OFFSIZE来实现。 如果要实现滚动，则显示缓冲区的大小要大于LCD显 示屏的大小。 LCDBASEU、LCDBASEL、PAGEWIDTH和 OFFSIZE的定义如图4-28所示，LCDBASEU帧缓冲区 的开始地址，在突发4字存取模式,最低4位必须取消。

典型液晶显示器件写入机理
器件类别
写入机理
写入特点
宾主 (GH)型
在被写入象素的两电极间施加一 基本特性同TN型， 大于阈值(Vth)的交流电压信号， 电压稍高，可实现 使掺有二向色染料，并呈平行沿 单彩色显示 面排列的液晶分子和染料分子变 为垂直于玻璃表面，由于二向色 染料从不同方向看颜色不同，顾 可使象素部位改变颜色
液晶显示器件驱动基础
LCD类型虽然很多，结构也千差万别，但它们的显示原理是 基本相同的，驱动方法也是基本一致的。
可以通过对液晶施加电场，使它的分子排列发生改变，从而 使液晶的光学性质发生变化。这样，就将电信号转变为人眼 可见的光信号。
由于液晶是有机化合物，在固定的电场作用下将发生电化学 反应，从而导致液晶材料的老化及失效。
写入特点
电光响应曲线陡 度高，适用于多 路动态驱动显示； 为有色显示模式， 经滤色或使用延 迟片后也可实现 黑白显示
驱动电压较高， 响应速度可以很 快，没有明显阈 值，不适宜多路 驱动
典型液晶显示器件写入机理
器件类别
写入机理
铁电液晶 在被写人像素电极上施加一个电压 (FLC)型 脉冲，使在前后电极间原来呈近晶
没有阈值，可随 驱动电压值改变 颜色
热光写入 型
用一束足够强的激光射向器件表面， 可用激光写入， 使被射部分的液晶分子升温至各向 有存储功能 同性，在去除激光时，将该处极冷， 则该处液晶分子呈焦锥结构排列， 呈乳白散射态，若在撤除激光时将 该处渐冷，则此处液晶分子呈沿面 或垂面排列，为透明态
典型液晶显示器件写入机理
液晶显示模块的基本结构
液晶显示模块（LCM）是一种将液晶显示器件、连接件、 集成电路、PCB、背光源、结构件装配在一起的组件。

• 那么现在就让我们一起来共同学习液晶电视的工作原理和优点。
• 从上图我们可以知道，液晶电视在内部电路结构上主要有以下几 个部分构成： • 1、 驱动板（也叫主板）：主要是用以接收、处理从外部送进来 的模拟（VGA）或者数字（DVI） 视频信号，并通过屏线送出信 号去控制液晶屏（PANEL）正常工作。驱动板上含有 MCU 单元， 它是液晶显示器的检测控制中心和大脑。 • 2、 电源板：用于将 90～240V 的交流电压转变为36V、18V、 24V 12V、5V、3V 等的直流电供给电视机工作。 • 3、 背光板（也叫高压板）：用于将主板或电源板输出的 36V、 24V、18V、12V 的直流电压转变为 PANEL 需要 • 的高频的 1500V～1800V 的高压交流电，用于点亮 PANEL 的背 光灯。 • 电源板和背光板有时 会做在一起也就是所谓的电源背光二合一 板。 • 4、 液晶屏：液晶显示用模块，它是液晶电视的核心部件，其包 含液晶板和驱动电路。 • 其中,液晶屏是液晶显示器内部最为关键的部件，它对液晶显示 器的性能和价格具有决定性的作用。
液晶面板（液晶屏）的原理
• 液晶是一种介于固态和液态之间的物质，是具有规则性分 子排列的有机化合物。如果把 它加热会呈现透明状的液 体状态，把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态，具 有液体与 晶体的特性，故称之为“液晶”。液晶显示的 原理简单地说，就是将置于两个电极之间的液 晶通电， 液晶分子的排列顺序在电极通电时会发生改变，从而改变 透射光的光路，实现对影 像的控制。 • 液晶面板按照控制方式的不同可分为被动矩阵式（无源矩 阵式）LCD 及主动矩阵式（有 • 源矩阵式）LCD 两种。
液晶屏显像的工作原理
• 液晶电视(LCD)是指用液晶屏做显示器的电视机。 • 液晶电视屏幕由超过二百万个红、绿、蓝三色液晶光阀组成，液 晶光阀在极低的电压驱动下被激活，此时位于液晶屏后的背光灯 发出的光束从液晶屏通过，产生1024×768点阵(点距0.297mm)、 分辨率极高的图像。