液晶显示驱动器知识
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•主動矩陣驅動法 (Active Matrix Addressing)
•兩端元件 (MIM, Diode..) •三端元件 (A-Si:H TFT, Ploy-Si TFT ..)
•Plasma Addressing (PALC) •熱掃描驅動法 (雷射掃描) •光掃描驅動法 (電子速掃描
LCDs 靜態驅動法
T
100% 90%
Vns
Vs
TN
TN
10%
Vns Vs
V
STN STN
TN 與 STN 的電壓漂移
T
100%
TN Mode
T
100%
STN Mode
T2
T2 T1
T1
V
V
V
V
LCDs 驅動方式
•直接驅動法 (Direction Addressing)
•靜態驅動法 (Static Addressing) •多工驅動法 (Multiplex Addressing) •主動驅動法 (Active Addressing / Multi-Line Selection)
no
no
n/2/ n2 2
ne n
ne
Optical Positive
Optical Negative
液晶驅動原理
電極 液晶 電極 Field OFF //0 Field ON
液晶顯示器主要優缺點
• 優點
– 低電壓驅動。 – 低消耗電流。 – 體積薄，重量輕。 – 可實現大面積化。 – 彩色化容易。
+D -D
F+D +D
-D
垂直電壓波形 液晶畫素 電壓波形
-(F+D)
APT Addressing
正極性驅動 波形偏移+D
F+D +D
+2D 0 F+D
-D
負極性驅動 電壓偏移+F
+F
0 F-D
F+D
+D
-(F+D)
IAPT Addressing
APT 與 IAPT 方式比較
• APT Addressing
液晶物質的相變化
加熱 冷卻
加熱 冷卻
固體結晶
液晶
液體
绿显电子科技
液晶分子的種類
Smectic LC 層狀液晶
Nematic LC 線狀液晶
Cholesteric LC 膽固醇狀液晶
绿显电子科技
液晶分子的排列
Crystalline Liquid
Crystalline
K
SmC
SmA
N
Liquid L
• 缺點
– 視角限制。 – 外加被光源或投射光源。 – 溫度操作範圍限制。
液晶顯示器的種類
液晶 顯示器
扭轉型 (Twinst Nematic, TN) 1971 超扭轉型 (Super Twinst Nematic, STN) 1984
雙層雙扭轉型 (Double Layer STN, DSTN)1987 光相位補償超扭轉型 (Film STN, FSTN)1988 主動驅動超扭轉型 (AASTN or MLS STN) 1992 強介電型 (Ferroelectric Liquid Crystal : FLC) 1980 PDLC (Polymer Dispersive LC) 1988 PSCT (Polymer Stabilized Cholesteric Texture) 1993 Other DS (Dynamic Scattering) 1968 PC (Phase Change) 1968 GH (Guest Host) 1968 ECB (Elcetrical Control Birefregency) 1971 BTN (Bistable Twist Nematic) 1995 IPS (In Plane Switch) 1995 VA (Vertical Alignment)1996
Vsig
Vc
Vsig Vc Vs
Vc-Vs
Vs XOR
ON
OFF
LC Cell Vc
多工驅動法 (振幅選擇驅動法, APT)
F
0 水 平 掃 描 訊 號
T Frame 1 1234
T
垂
直+D
影 像
0
訊號-D
Frame 2
Frame 1
N 1 2 3 Column 1 1 2 3 4
N
F+D
ON FD2N1D2
N
Row 1 Row 2 Row 3 Row N
ON
+D
OFF
-D
F-D +D
0 OFFFD2N1D2
N
ON +D
F+D -D
0
ON
SR
OFF
-D
OFF +D
0
F-D
F N D opt
-D
液晶畫素電壓
0
SR N 1
opt
N 1
多工驅動法的限制
1.3
1.2
1.1
1.0
100
200
N Bias S.R.
2
1:2 2.23
3
1:2 1.73
3
1:3 1.92
4
1:3 1.73
8
1:4 1.45
16
1:5 1.29
32
1:7
1.2
64
1:9 1.15
100 1:11 1.11
128 1:12 1.09
200 1:15 1.08
240 1:16 1.06
400 1:17 1.06
APT 驅動波形
4
3
2
Biaxial
Unaxial
Isotropic Temperature
绿显电子科技
液晶的分類
液晶 分子排列狀態
層狀液晶 Smectic
線狀液晶 膽固醇狀液晶 Nematic Cholesteric
液晶 形成方式
熱致性液晶 溶致性液晶 Thermotropic Lyotropic
绿显电子科技
液晶的電光特性
• 異向性 (Anisotropic)
– 排列因數 (Sn) – 折射率 ( nne no)
– 黏滯係數 ( )
– 介電係數 (// )
– 電導係數 – 磁化率
– 彈性係數 ( 11,22,33)
液晶的光學特性
Optical Axis
no ne
no n ne n//
Helical Axis
Optical Axis
<O N >=1 . 3 8 7
1
0
5
4
3
2
<O N >=1 . 2 5 5
1
0
6
5
4
3
2
<O N >=1 . 1 7 2
1
0
N=10
<O FF>=1 . 0 0 0
N=20
<O FF>=1 . 0 0 0
N=30
<O FF>=1 . 0 0 0
IAPT 驅動波形
正極性驅動 +F
0
負極性驅動
0
ห้องสมุดไป่ตู้
水平電壓波形
– Low Voltage Segment Driver : 2D – High Voltage Common Driver : 2F
TN 型 LCDs 顯示原理
Field OFF
Twist 90
Field ON
液晶分子
利用液晶的旋光特性 調變穿透光線
液晶的旋光特性消失
STN LCDs 顯示原理
Twist 270
Field OFF
利用液晶的雙折射 特性調變穿透光線
液晶分子
Field ON
TN & STN 電光轉移曲線 V-T Curve
•兩端元件 (MIM, Diode..) •三端元件 (A-Si:H TFT, Ploy-Si TFT ..)
•Plasma Addressing (PALC) •熱掃描驅動法 (雷射掃描) •光掃描驅動法 (電子速掃描
LCDs 靜態驅動法
T
100% 90%
Vns
Vs
TN
TN
10%
Vns Vs
V
STN STN
TN 與 STN 的電壓漂移
T
100%
TN Mode
T
100%
STN Mode
T2
T2 T1
T1
V
V
V
V
LCDs 驅動方式
•直接驅動法 (Direction Addressing)
•靜態驅動法 (Static Addressing) •多工驅動法 (Multiplex Addressing) •主動驅動法 (Active Addressing / Multi-Line Selection)
no
no
n/2/ n2 2
ne n
ne
Optical Positive
Optical Negative
液晶驅動原理
電極 液晶 電極 Field OFF //0 Field ON
液晶顯示器主要優缺點
• 優點
– 低電壓驅動。 – 低消耗電流。 – 體積薄，重量輕。 – 可實現大面積化。 – 彩色化容易。
+D -D
F+D +D
-D
垂直電壓波形 液晶畫素 電壓波形
-(F+D)
APT Addressing
正極性驅動 波形偏移+D
F+D +D
+2D 0 F+D
-D
負極性驅動 電壓偏移+F
+F
0 F-D
F+D
+D
-(F+D)
IAPT Addressing
APT 與 IAPT 方式比較
• APT Addressing
液晶物質的相變化
加熱 冷卻
加熱 冷卻
固體結晶
液晶
液體
绿显电子科技
液晶分子的種類
Smectic LC 層狀液晶
Nematic LC 線狀液晶
Cholesteric LC 膽固醇狀液晶
绿显电子科技
液晶分子的排列
Crystalline Liquid
Crystalline
K
SmC
SmA
N
Liquid L
• 缺點
– 視角限制。 – 外加被光源或投射光源。 – 溫度操作範圍限制。
液晶顯示器的種類
液晶 顯示器
扭轉型 (Twinst Nematic, TN) 1971 超扭轉型 (Super Twinst Nematic, STN) 1984
雙層雙扭轉型 (Double Layer STN, DSTN)1987 光相位補償超扭轉型 (Film STN, FSTN)1988 主動驅動超扭轉型 (AASTN or MLS STN) 1992 強介電型 (Ferroelectric Liquid Crystal : FLC) 1980 PDLC (Polymer Dispersive LC) 1988 PSCT (Polymer Stabilized Cholesteric Texture) 1993 Other DS (Dynamic Scattering) 1968 PC (Phase Change) 1968 GH (Guest Host) 1968 ECB (Elcetrical Control Birefregency) 1971 BTN (Bistable Twist Nematic) 1995 IPS (In Plane Switch) 1995 VA (Vertical Alignment)1996
Vsig
Vc
Vsig Vc Vs
Vc-Vs
Vs XOR
ON
OFF
LC Cell Vc
多工驅動法 (振幅選擇驅動法, APT)
F
0 水 平 掃 描 訊 號
T Frame 1 1234
T
垂
直+D
影 像
0
訊號-D
Frame 2
Frame 1
N 1 2 3 Column 1 1 2 3 4
N
F+D
ON FD2N1D2
N
Row 1 Row 2 Row 3 Row N
ON
+D
OFF
-D
F-D +D
0 OFFFD2N1D2
N
ON +D
F+D -D
0
ON
SR
OFF
-D
OFF +D
0
F-D
F N D opt
-D
液晶畫素電壓
0
SR N 1
opt
N 1
多工驅動法的限制
1.3
1.2
1.1
1.0
100
200
N Bias S.R.
2
1:2 2.23
3
1:2 1.73
3
1:3 1.92
4
1:3 1.73
8
1:4 1.45
16
1:5 1.29
32
1:7
1.2
64
1:9 1.15
100 1:11 1.11
128 1:12 1.09
200 1:15 1.08
240 1:16 1.06
400 1:17 1.06
APT 驅動波形
4
3
2
Biaxial
Unaxial
Isotropic Temperature
绿显电子科技
液晶的分類
液晶 分子排列狀態
層狀液晶 Smectic
線狀液晶 膽固醇狀液晶 Nematic Cholesteric
液晶 形成方式
熱致性液晶 溶致性液晶 Thermotropic Lyotropic
绿显电子科技
液晶的電光特性
• 異向性 (Anisotropic)
– 排列因數 (Sn) – 折射率 ( nne no)
– 黏滯係數 ( )
– 介電係數 (// )
– 電導係數 – 磁化率
– 彈性係數 ( 11,22,33)
液晶的光學特性
Optical Axis
no ne
no n ne n//
Helical Axis
Optical Axis
<O N >=1 . 3 8 7
1
0
5
4
3
2
<O N >=1 . 2 5 5
1
0
6
5
4
3
2
<O N >=1 . 1 7 2
1
0
N=10
<O FF>=1 . 0 0 0
N=20
<O FF>=1 . 0 0 0
N=30
<O FF>=1 . 0 0 0
IAPT 驅動波形
正極性驅動 +F
0
負極性驅動
0
ห้องสมุดไป่ตู้
水平電壓波形
– Low Voltage Segment Driver : 2D – High Voltage Common Driver : 2F
TN 型 LCDs 顯示原理
Field OFF
Twist 90
Field ON
液晶分子
利用液晶的旋光特性 調變穿透光線
液晶的旋光特性消失
STN LCDs 顯示原理
Twist 270
Field OFF
利用液晶的雙折射 特性調變穿透光線
液晶分子
Field ON
TN & STN 電光轉移曲線 V-T Curve