TFT LCD工作原理
TFT LCD显示原理
原理图：
MOS管的栅极接在一起，构成扫描行；源极接在一起， 构成数据传输列
TFT LCD显示原理
剖面结构
TFT LCD显示原理
RGB三基色排列结构图
TFT LCD显示原理
存储电容架构
1.存储电容作用：为了让充好电的电压保持到下一次 更新画面
TFT LCD显示原理
主动矩阵驱动
大（视角+70度）（可观 赏角度）
最大（画面对比在150:1）
反应速度 显示品质
颜色
最慢（无法显示动画）
最差（无法显示较多像素、解 析度较差）
单色或黑色
中等（150ms） 中等
单色及彩色
最快（40ms） 最佳 彩色
价格
适合产品 各种汽车、电器
产品之
最便宜 电子表、电子计算机、 电子辞典、掌上型电脑、
LCD分类
按照LCD结构特性： TN型即扭曲向列型LCD ，STN型即超扭曲向列型
LCD ，DSTN型即双超扭曲向列型LCD ，FSTN型即
薄层扭曲向列型LCD，TFT LCD型即薄膜晶体管LCD
LCD分类
按照驱动方式：
1.静态驱动LCD：也叫段式驱动，适应于笔段式液晶 的驱动
LCD分类
LCD分类
1.Vcom不变方式，则需要source级的驱动电压比较 高 2.单就Vcom来讲，Vcom变化耗能比较高 3.Vcom变化方式产生feed through电压难于调整 4.一般采用Vcom不变方式较多
TFT LCD显示原理
极性变换和common电极驱动方式搭配
1.各种极性变换与Vcom固定方式都能搭配 2.只有Frame inversion和Row inversion能与Vcom变 化方式搭配 3.Frame inversion有Flick现象，除dot inversion，其 它的极性变换crosstalk现象比较明显
Vcom变化
TFT LCD显示原理
Vcom意义： 1.与显示电极一起驱动液晶旋转 2.Vcom直流：一般会比RGB信号的直流低些， 消除Frame inversion和Row inversion的flick 现象 3.Vcom交流：决定对比度，越高，对比度越 高
TFT LCD显示原理
两种common电极驱动方式比较：
液晶基础知识
液晶
1.一般来说，自然界物质有三态：固态，液态，气态 2.自然界有些物质存在第四态－液晶态：1888年由奥 地利植物学家发现，而后科学家发现了它同时具有一 些固态和液态的性质，称这种物质为液晶。
液晶基础知识
液晶基础知识
液晶的重要性质 同时具有一般固态的方向性和液体的流动性。
当对液晶施加电场时，液晶分子排列会发生改 变，从而使液晶的光学性质发生变化。这样， 就将电信号转变为光信号 。
LCD显示原理
彩色显示
在光线射出前加一片RGB彩色滤光片，由RGB三基色 合成各种颜色 灰阶：R，G，B每种颜色的亮度级别，不同的液晶分 子旋转角度产生不同的灰阶，由不同的灰阶合成不同 的颜色
TFT LCD显示原理
TFT LCD采用薄膜电晶体即MOS管来控制加 在液晶上的电压 ，每一个子象素点采用一个 MOS管控制，这样的反应速度快
中等
最贵（约STN3倍）
移动电话、PDA、
PC显示器、汽车导航低档显示器、 低档游戏
移动电话、笔记本/掌上型 电脑、
系统、背投电视
LCD分类
按照RGB数据信号类型 模拟屏：目前公司的PDVD使用 数字屏：6位屏和8位屏。目前公司的GPS使 用8位屏，可以显示16.7M种颜色，真彩；6位 屏可以显示262K种颜色，伪彩，6位屏通过软 件级别的增强可以达到接近8位屏效果
TFT LCD的二阶驱动
二阶驱动所需要修正的电压
TFT LCD的二阶驱动
Cs on common方式 1.影响显示电极电压原因：
（1）MOS管栅极和漏极端寄生电容Cgd的影响 （2）Vcom变化经由Clc和Cs电容feed through到 显示电极
TFT LCD的二阶驱动
TFT LCD的二阶驱动
2.Vcom固定
TFT LCD的二阶驱动
TFT LCD的驱动、控制和应用
几个重要信号 CPH ：时钟信号，模拟电压的采样和移位时钟 STH 和STV：这两个信号与水平同步信号和帧同步信 号有关，频率也与水平同步信号和帧同步信号相同。 OEH ：Horizontal Output enable.数据输出使能信号 OEV ：Vertical Output enable.扫描输入使能信号 VCOM ： Voltage of Common.表示common极的电压 VGH：MOS管栅极开通电压 VGL：MOS管栅极关断电压 R，G，B：数据信号，为模拟电压
主动矩阵驱动LCD：以TFT LCD为主流ห้องสมุดไป่ตู้代被动型 LCD。亮度更明亮、色彩更丰富及更宽广的可视面积 等
LCD分类
TN，STN，TFT 型LCD比较：
项目
TN
STN
TFT
驱动方式 视角大小 画面对比
单纯矩阵驱动之扭曲向列型
小（视角+30度/观赏角度约60 度）
最小（画面对比在20:1）
单纯矩阵驱动之超扭曲向列型 中等（视角+40度） 中等
LCD分类
模拟屏和数字屏的比较： （1）数字屏分辨率更高些 （2）数字屏需要进行DA转换，一般由 Gamma效正电路完成，而模拟屏只需要对模 拟RGB信号采样 （3）数字屏较贵，一般用于高档产品中
LCD分类
按照接口类型和控制方式：
RGB屏和CPU（MPU）屏。 RGB屏：不含LCD controller，需要LCD controller， cpu才能支持，需要不断刷屏 CPU屏：分为8080和6800两种结构。内含有LCD controller，数据是写在RAM里，然后往屏上写，一般 整屏一刷
TFT LCD的驱动、控制和应用
T112作控制器电路图 （背光没有画出）
TFT LCD的驱动、控制和应用
T112介绍 1.台湾宏芯T11×系列LCD控制器 2.模拟屏视频显示控制芯片 3.内带解码器，可编程Tcon，1K word OSD， Gamma效正电路，Scaler支持独立的水平/垂直缩放、 16：9的全屏模式、16：9的非线性画面调整、4：3模 式，支持图象的上下左右旋转 4.支持CVBS、S端子和YCbCr视频输入信号，三组 DAC输出模拟RGB信号
TFT LCD的驱动、控制和应用
LCD电源上电和断电时序要求
TFT LCD的典型控制和驱动信号分析
CPH信号
TFT LCD的典型控制和驱动信号分析
RGB信号
TFT LCD的典型控制和驱动信号分析
Vcom信号
TFT LCD的典型控制和驱动信号分析
STV信号
TFT LCD的典型控制和驱动信号分析
2.被动矩阵驱动LCD：也叫多路驱动或者单纯 矩阵驱动LCD
LCD分类
3.主动矩阵驱动LCD：也叫有源矩阵驱动LCD， 以TFT控制每一个象素
LCD分类
静态驱动LCD：TN型或者STN型，多用于笔段式液晶 显示器件
被动矩阵驱动LCD： TN型或者STN型。亮度及可视 角方面受到较大的限制，反应速度也较慢，画面质量 方面存在问题 。TN型一般用于TN型LCD主要用于简 单的数字符及文字的显示，如电子表及电子计算器； STN型LCD用于播放电影，有拖尾现象
TFT LCD显示原理
TFT LCD背光源
FL背光： 冷阴极荧光灯 原理：当高压加在灯管两端后，灯管内少数电子
高速撞击电极后产生二次电子发射，开始放电,管内的 水银受电子撞击后，激发辐射出253.7nm的紫外光， 产生的紫外光激发涂在管内壁上的荧光粉而产生可见 光
TFT LCD显示原理
TFT LCD常见问题
Crosstalk（交叉效应）：指相邻的点会影响对方
TFT LCD常见问题
当相邻点极性不一样时，这种影响会抵消，所以： 1.dot inversion几乎没有crosstalk现象 2.Frame inversion在水平和垂直方向都有 3.Row inversion在水平方向易发生 4.Column inversion在垂直方向易发生
3.Vcom变化
TFT LCD的二阶驱动
Cs on gate方式
1.Vcom固定：当前gate电压变化经由Cgd和下一条 gate电压变化经由Cs feed through到显示电极
TFT LCD的二阶驱动
2.Vcom变化：
（1） Vcom变化经由Clc feed through到显示电极 （2）当前gate电压变化经由Cgd feed through到显 示电极 （3）下一条gate电压变化经由Cs feed through到 显示电极
2. Cs on common和Cs on gate
TFT LCD显示原理
Cs on common和Cs on gate比较：
Cs on gate不必象Cs on common一样需要增加一条 额外的common走线，能够提高LCD面板的开口率， 提高LCD的亮度，节省能量，所以成为当今TFT LCD 的主流架构。
TFT LCD工作原理介绍
07届大学生 梁拥军
目录
概述 液晶基础知识 LCD分类 LCD显示原理 TFT LCD显示原理 TFT LCD背光 TFT LCD的驱动、控制和应用 TFT LCD的典型控制和驱动信号分析 TFT LCD常见问题 TFT LCD的二阶驱动
概述
自从1888年奥地利植物学家发现液晶后，液晶应用 非常广泛：手机，数码相机，PDVD，GPS，电脑， PDA，液晶电视，MP3，MP4等等各种电子产品。
FL背光灯管
