lcd 3d显示面板原理

TFT LCD显示原理详解

我们一般认为物体有三态：固态、液态、气态，其实这只是针对水而言，有一些有机化和物 还有介于固态和液态中间的状态

就是液晶态，如下图（一）:

图（一）

a:背景

两块偏光的栅栏角度相互垂直时光线就完全无法通过，图（六）是用偏光太阳镜做的测试。

图（六）

b:TFT LCD显示原理

液晶显示器就是利用偏光板这个特性来完成的，利用上下两片栅栏之间互垂直的偏光板之间充满了液晶，在利用电场控制液晶分支的旋转，来改变光的行进方向，如此一来，不同的电场大小，就会形成不同颜色度了，如图（七）。 图（七）

b-1:当在不加上电极的时候，当入射的光线经过下面的偏光板(起偏器)时, 会剩下单方向的光波,通过液晶分子时, 由于液晶分子总共旋转了90度, 所以当光波到达上层偏光板时, 光波的极化方向恰好转了90度。下层的偏光板与上层偏光板, 角度也是恰好差异90度。 所以光线便可以顺利的通过，如果光打在红色的滤光片上就显示为红色。效果如图（七）中前两个图所示。

b-2:当在加上电极后(最大电极)，液晶分子在受到电场的影响下，都站立着，光路没有改变，光就无法通过上偏光板，也就无法显示，如图（七）蓝色滤光片下面的液晶。

c:TFT-LCD驱动电路。

为了显示任意图形，TFT-LCD用m×n点排列的逐行扫描矩阵显示。在设计驱动电路时，首先要考虑液晶电解会使液晶材料变质，为确保寿命一般都采用交流驱动方式。已经形成的驱动方式有：电压选择方式、斜坡方式、DAC方式和模拟方式等。由于TFT-LCD主要用于笔记本计算机，所以驱动电路大致分成：信号控制电路、电源电路、灰度电压电路、公用电极驱动电路、数据线驱动电路和寻址线驱动电路（栅极驱动IC）。上述驱动电路的主要功能是：信号控制电路将数字信号、控制信号以及时钟信号供给数字IC，并把控制信号和时钟信号供给栅极驱动IC；电源电路将需要的电源电压供给数字IC和栅极驱动IC；灰度电压电路将数字驱动电路产生的10个灰度电压各自供给数据驱动；公用电极驱动电路将公用电压供给相对于象素电极的共享电极；数据线驱动电路将信号控制电路送来的RGB信号的各6个比特显示数据以及时钟信号，定时顺序锁存并续进内部，然后此显示数据以6比特DA变换器转换成模拟信号，再由输出电路变换成阻抗，供给液晶屏的资料线；栅极驱动电路将信号控制电路送来的时钟信号，通过移位寄存器转换动作，将输出电路切换成ON／OFF电压，并顺次加到液晶屏上。最后，将驱动电路装配在TAB（自动焊接柔性线路板）上，用ACF（各向异性导电胶膜）、TCP（驱动电路柔性引带）与液晶显示屏相连接。

3D知识普及篇之3D显示技术及原理

在不同的发展时期，根据不同的应用，不同的公司开发了不同的3D显示技术；从观看形式上来区分，有需要配戴眼镜的，有不需要配戴眼镜，眼镜也有主动与被动式之分；总体来说，配戴眼镜观看技术发展比较成熟，设计和制造难度、制造成本较低，3D效果好；而裸眼观看的技术还处于起步阶段，制造难度高，成本高，而观看的效果不尽如人意，尤其是观看的角度有限制，清晰度差，3D效果也不好；

第一届现有3D显示方式对比：

观看方式 采用技术 应用方式 成熟度 优缺点

眼镜式 主动快门式

被动式 时分式

光分式

3D电视

3D影院 ★★★★

★★★★ 优点：3D成像质量最好（Full

HD）

优点：成像质量较好

缺点：造价高

波分式 3D影院 ★★★★ 优点：成像质量较好

色分式 初级3D影院和电视 ★★★ 优点：造价低廉

缺点：3D效果差，色彩丢失严重

裸眼式 光棚式

柱状透镜式 3D电视机和显示器

3D电视机和显示器 ★★

★★ 优点：不需要配戴眼镜

缺点：3D效果差难以实现大屏幕

缺点：3D效果差，难以实现大屏幕

全息照相

★ 优点：从各个角度观看皆可以

缺点：不成熟

现有3D显示方式对比

第二节主动快门式（时分式）原理介绍

主动快门式具有以下特点：（1）显示原理相对简单，系统的实现复杂度低；

（2）画质优异，能实现双眼1080P的高清显示，讲影院级的3D影像带入家庭；

（3）成本低，由2D升级到3D的主要工作集中在驱动电路的升级，以及有限的额外眼镜成本；

由于主动快门式3D显示的上述特点，当前主流的3D电视厂家纷纷采用这种技术，如：

Pana-sonic,Sony,Samsung等；另外也有3D影院系统采用这种技术，如：XPAND；美中不足，这种技术要求观众佩戴眼镜，稍有不便。

第三节光分式原理介绍

“光分式”也被称为“偏振式”。顾名思义，中技术利用了偏振光的特点。

光波

我们知道，光波是一种横波（震动方向垂直于传播方向），是由与传播方向垂直的电场和磁场交替转换的震动形成的。我们通常将其电场的振动方向称为光波的震动方向，自然光在各个方向上的震动是均匀的，因而被称为非偏振光。如果一束光在任意一个特定的时刻只在一个特定的方向上振动，则这束光就是偏振光。

LCD1602原理及显示程序

在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LED数码管、液晶显示器。发光管和LED数码管比较常用，软硬件都比较简单，在前面章节已经介绍过，在此不作介绍，本章重点介绍字符型液晶显示器的应用。

在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点：

显示质量高

由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新新亮点。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。

数字式接口

液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。

体积小、重量轻

液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。 LCD1602原理及显示程序

功耗低

相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。

10．8．1 液晶显示简介

①液晶显示原理

液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。

②液晶显示器的分类

液晶显示的分类方法有很多种，通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等。除了黑白显示外，液晶显示器还有多灰度有彩色显示等。如果根据驱动方式来分，可以分为静态驱动（Static）、单纯矩阵驱动（Simple Matrix）和主动矩阵驱动（Active Matrix）三种。

③液晶显示器各种图形的显示原理:

线段的显示 LCD1602原理及显示程序

第 1 页 LCD Driver(液晶驱动器)

在单片机的应用中，人机界面占据相当重要的地位。人机界面主要包括事件

输入和结果指示，事件输入包括键盘输入，通讯接口，事件中断等，结果指示包

括LED/LCD显示、通讯接口、外围设备操作等。而在这些人机界面当中，LCD 显

示技术由于其具有界面友好，成本较低等特点而在很多应用场合得以广泛应用。

我们在第一章SH6xxx单片机分类中就介绍过，LCD类单片机是SH6xxx单片机

产品线的一个重要类别。

0. LCD的显示原理

在讲解LCD driver之前，我们先就LCD的显示原理作一简单的介绍。

LCD(Liquid Crystal Display)是利用液晶分子的物理结构和光学特性进行显

示的一种技术。液晶分子的特性：

󰂃 液晶分子是介于固体和液体之间的一种棒状结构的大分子物质；

󰂃 在自然形态，具有光学各向异性的特点，在电(磁)场作用下，呈各向同性

特点；

下面以直视型简单多路TN/STN LCD Panel(液晶显示面板)的基本结构介绍LCD

的基本显示原理，示意图如图1-1：

图1-1 LCD的基本显示原理

第 2 页 整个LCD Panel由上下玻璃基板和偏振片组成，在上下玻璃之间，按照螺旋

结构将液晶分子有规律的进行涂层。液晶面板的电极是通过一种ITO的金属化合

物蚀刻在上下玻璃基板上。如图所示，液晶分子的排列为螺旋结构，对光线具有

旋旋旋光性，上下偏振片的偏振角度相互垂直。在上下基板间的电压为0时，自

然光通过偏振片后，只有与偏振片方向相同的光线得以进入液晶分子的螺旋结构

的涂层中，由于螺旋结构的的旋旋旋光性，将入射光线的方向旋转90度后照射到

另一端的偏振片上，由于上下偏振片的偏振角度相互垂直，这样入射光线通过另

一端的偏振片完全的射出，光线完全进入观察者的眼中，看到的效果就为白色。

而在上下基板间的电压为一交流电压时，液晶分子的螺旋结构在电(磁)场的作用

下，变成了同向排列结构，对光线的方向没有作任何旋转，而上下偏振片的偏振