LCD面板驱动介绍
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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。
L C D驱动方法对于T N及S T N-L C D一般采用静态驱动或多路驱动方式。
这两种方式相比较各有优缺点。
静态驱动响应速度快、耗电少、驱动电压低,但驱动电极度数必须与显示笔段数相同,因而用途不如多路驱动广。
£1. 静态驱动基本思想在相对应的一对电极间连续外加电场或不外加电场。
如图1所示:其驱动电路原理如图2:图 1.LCD静态驱动示意图图 2.驱动电路原理图驱动波形根据此电信号,笔段波形不是与公用波形同相就是反相。
同相时液晶上无电场,L C D处于非选通状态。
反相时,液晶上施加了一矩形波。
当矩形波的电压比液晶阈值高很多时,L C D处于选通状态。
图 3.静态波形£2. 多路驱动基本思想电极沿X、Y方向排列成矩阵(如图4),按顺序给X电极施加选通波形,给Y电极施加与X电极同步的选通或非选通波形,如此周而复始。
通过此操作,X、Y电极交点的相素可以是独立的选态或非选态。
驱动X电极从第一行到最后一行所需时间为帧周期T f(频率为帧频),驱动每一行所用时间T r与帧周期的比值为占空比:D u t y=T r/T f=1/N。
图 4.电极阵列电压平均化从多路驱动的基本思想可以看出,不仅选通相素上施加有电压,非选通相素上也施加了电压。
非选通时波形电压与选通时波形电压之比为偏压比B i a s=1/a。
为了使选通相素之间及非选通相素之间显示状态一致,必须要求选点电压V o n一致,非选点电压V o f f一致。
为了使相素在选通电压作用下被选通;而在非选通电压作用下不选通,必须要求L C D的光电性能有阈值特性,且越陡越好。
但由于材料和模式的限制,L C D电光曲线陡度总是有限的。
因而反过来要求V o n、V o f f拉得越开越好,即V o n/V o f f越大越好。
经理论计算,当D u t y、B i a s满足以下关系时,V o n/V o f f取极大值。
满足下式的a,即为驱动路数为N的最佳偏压值。
1.概述TM1723是一种带键盘扫描接口的LCD驱动控制专用电路,内部集成有MCU 数字接口、数据锁存器、LCD 驱动、键盘扫描、幻彩背光驱动等电路。
本产品性能优良,质量可靠,无须更改解码板底层指令,与天微电子现有3通讯口LED驱动IC的指令集完全兼容。
现有的支持LED显示的解码板可以直接外接LCD显示前面板,不需要外加单片机进行按键扫描(或通过解码板扫描按键),不需要另外用HT6221作按键扫描。
同时支持PWM背光驱动和SW普通输入扩展口。
主要应用于VCR、VCD、DVD 及家庭影院等产品的显示屏驱动。
采用SOP32封装形式。
2.443..4.▲注意:DIO在时▲SEGx/KEYx5.显示寄存器该寄存器存储通过串行接口从外部器件传送到TM1723 的数据,有效地址寄存器共11字节单元,分别与芯片SGE和COM管脚所接的LCD段位对应,分配如下图:写LCD显示数据的时候,按照从显示地址从低位到高位,从数据字节的低位到高位操作。
采用地址自动加一模式送数据时,00H、01H、06H~08H、0DH 地址数据可任意填充,建议填充数据0。
6.在传送的指令或数据保持有效)。
6.1. 显示模式设置工作模式设置好后,不允许在使用中切换工作模式。
6.2.6.3. 地址命令设置图(2)键扫数据储存地址如下所示,先发读键命令后,开始读取按键数据BYTE1—BYTE2字节,读数据从低位开始输出。
芯片KEY(0—3)和KS引脚对应的按键按下时,相对应的字节内的BIT位为1。
7.2.该寄存器存储通过串行接口从TM1723的读取数据,地址分配如下:▲注意与KS3三7.3.t=130us图(7)T、t 和IC工作的振荡频率有关,我公司TM1723经过多次完善,振荡频率不完全一致,测量参数仅仅提供参考,以实际测量为准。
8.端口控制寄存器8.1.PWM图(8)TM1723芯片+5V供电,用示波器观察到PWM口的波形,如图(9):8.2.以图(10)为例子介绍SW输入口的原理。