《液晶显示器》PPT课件
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第2章第3节液晶显示器
•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
(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。
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•§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
第二讲液晶显示器件基础ppt课件
同，有不同的折射率）的合二为一的物质。
近晶相液晶：分子排列成层，层内分子长轴相互平行。分子排列整齐，其规整性接
近晶体，具有二维有序性。
向列相液晶：棒状分子仍保持着与分子轴方向平行的排列状态，但没有近晶相液晶
的层状结构。分子的质心混乱无序。与近晶相相比，向列相液晶的粘度小，富于流
动性。分子的排列和运动比较自由，对外界作用相当敏感，因而应用广泛。
响应速度
响应速度是指信号由白到黑，由黑到白转换所需时间。
21
PPI与分辨率
4.LCD的显示性能
东芝在EDEX大展发布最新研制的200PPI真正高分辨率TFT液晶显示屏。 PPI所表示的是每平方英寸所拥有的像素（Pixel）数目。 因此PPI数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。 显示的密度越高，拟真度就越高。
胆甾相液晶：液晶分子呈扁平形状，排列成层，层内分子相互平行。不同层的分子
长轴方向稍有变化，沿层的法线方向排列成螺旋结构。
2
偏振片的偏光作用
1.液晶显示器原理
光源
偏振片
光行进方向 穿 过 轴
吸收轴
3
偏振片的工作原理
1.液晶显示器原理
光源
光源
垂直时不透光
平行时透光
4
液晶显示原理(长白模式）
1.液晶显示器原理
10
有源矩阵
2.液晶显示器的分类
有源矩阵LCD：有有源器件，在纵列像素电极X和横列像 素电极Y交点上构成，其有源器件一侧连接数据信号，另 一侧有平行板电容，其电容间加入液晶材料构成像素。
11
有源矩阵与无源矩阵对比
2.液晶显示器的分类
无源矩阵的缺点： • 存在交叉串扰现象； • 随着行列电极数目的增加 交叉效应的 程 度 会 加 剧； • 扫描行数Ｎ 很大时，会失去显示功能 ； • 显示对比度伴随显示容量的增加而迅速降低 ； 有源矩阵的优点： • 无行间串扰； • ＬＣＤ的扫描行数从理论上讲可以做到无穷，实现大容量
近晶相液晶：分子排列成层，层内分子长轴相互平行。分子排列整齐，其规整性接
近晶体，具有二维有序性。
向列相液晶：棒状分子仍保持着与分子轴方向平行的排列状态，但没有近晶相液晶
的层状结构。分子的质心混乱无序。与近晶相相比，向列相液晶的粘度小，富于流
动性。分子的排列和运动比较自由，对外界作用相当敏感，因而应用广泛。
响应速度
响应速度是指信号由白到黑，由黑到白转换所需时间。
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PPI与分辨率
4.LCD的显示性能
东芝在EDEX大展发布最新研制的200PPI真正高分辨率TFT液晶显示屏。 PPI所表示的是每平方英寸所拥有的像素（Pixel）数目。 因此PPI数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。 显示的密度越高，拟真度就越高。
胆甾相液晶：液晶分子呈扁平形状，排列成层，层内分子相互平行。不同层的分子
长轴方向稍有变化，沿层的法线方向排列成螺旋结构。
2
偏振片的偏光作用
1.液晶显示器原理
光源
偏振片
光行进方向 穿 过 轴
吸收轴
3
偏振片的工作原理
1.液晶显示器原理
光源
光源
垂直时不透光
平行时透光
4
液晶显示原理(长白模式）
1.液晶显示器原理
10
有源矩阵
2.液晶显示器的分类
有源矩阵LCD：有有源器件，在纵列像素电极X和横列像 素电极Y交点上构成，其有源器件一侧连接数据信号，另 一侧有平行板电容，其电容间加入液晶材料构成像素。
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有源矩阵与无源矩阵对比
2.液晶显示器的分类
无源矩阵的缺点： • 存在交叉串扰现象； • 随着行列电极数目的增加 交叉效应的 程 度 会 加 剧； • 扫描行数Ｎ 很大时，会失去显示功能 ； • 显示对比度伴随显示容量的增加而迅速降低 ； 有源矩阵的优点： • 无行间串扰； • ＬＣＤ的扫描行数从理论上讲可以做到无穷，实现大容量
LCD-液晶显示器PPT课件
• 采用准直光作为LCD的背光源， 对比度大大提高。
• 普通边光冷阴极荧光灯背光源， 输出光与角度呈余弦分布，可以 在表面黏贴一层由二维的微光学 单元组成的特殊薄膜，使背光源 输出光在水平和垂直方向的发散 角在10，近似为准直光源。
-Байду номын сангаас
40
40
水平切换 (In-Plane Switching: IPS)
-
19
19
胆甾相、扭曲相列相
• 相列相液晶，添加旋光物 质胆甾相液晶
• <<h( 螺距) ，透射光是 沿 着螺旋轴旋转的偏振光
• 透射光偏振方向的改变由 分子扭曲角决定扭曲向 列相(TN)液晶
胆甾相分子指向矢旋转示意图
-
20
20
棒状液晶——近晶相液晶
• 最接近晶体，有序性最好
– 层间有序，分子排列成层， 不能在层间移动。
– 1969，RCA公布并出售液晶发明专利
-
4
4
液晶显示的发展过程
• 1960年末，发明宾主效应液晶
– 液晶与二色性染料混合 – 工作电压高、功耗大
• 1970年初，发明扭曲相列液晶（TN-LCD）
– 电场型，无电化学蜕变，寿命长 – 工作电压低、功耗小 – 广泛用于中小尺寸显示屏，如手表、计算器等 – 行数增加时，对比度变坏，视角变窄
不会超过“黑→白→黑”部分的最大电压，寿命不会 受到任何影响。 – 液晶本身最大的翻转电压处在“黑→白→黑”阶段， 而所有灰阶部分的翻转电压全部都小于“黑→白→黑” 的部分。
-
32
32
3.2.5 液晶的双折射光学特性
• 折射率椭球
– 液晶具有单轴晶体光学特性， 折射率在平行和垂直于分子长 轴方向不同
• 普通边光冷阴极荧光灯背光源， 输出光与角度呈余弦分布，可以 在表面黏贴一层由二维的微光学 单元组成的特殊薄膜，使背光源 输出光在水平和垂直方向的发散 角在10，近似为准直光源。
-Байду номын сангаас
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水平切换 (In-Plane Switching: IPS)
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胆甾相、扭曲相列相
• 相列相液晶，添加旋光物 质胆甾相液晶
• <<h( 螺距) ，透射光是 沿 着螺旋轴旋转的偏振光
• 透射光偏振方向的改变由 分子扭曲角决定扭曲向 列相(TN)液晶
胆甾相分子指向矢旋转示意图
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棒状液晶——近晶相液晶
• 最接近晶体，有序性最好
– 层间有序，分子排列成层， 不能在层间移动。
– 1969，RCA公布并出售液晶发明专利
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液晶显示的发展过程
• 1960年末，发明宾主效应液晶
– 液晶与二色性染料混合 – 工作电压高、功耗大
• 1970年初，发明扭曲相列液晶（TN-LCD）
– 电场型，无电化学蜕变，寿命长 – 工作电压低、功耗小 – 广泛用于中小尺寸显示屏，如手表、计算器等 – 行数增加时，对比度变坏，视角变窄
不会超过“黑→白→黑”部分的最大电压，寿命不会 受到任何影响。 – 液晶本身最大的翻转电压处在“黑→白→黑”阶段， 而所有灰阶部分的翻转电压全部都小于“黑→白→黑” 的部分。
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3.2.5 液晶的双折射光学特性
• 折射率椭球
– 液晶具有单轴晶体光学特性， 折射率在平行和垂直于分子长 轴方向不同
5223 液晶显示器概述PPT课件
液晶： 物质的第四态
8
通常物质有三态：固体 液体 气体 液晶是物质的第四态——介乎于各向同性液体
和晶体之间的中间相（mesophase）；
晶体 液晶 （各向同性）液体 气体
具有液晶相的物质都是有机化合物
温度底
各种热致型液晶分布的温度范围
温度高
§2.3.1 液晶显示器原理
一、液晶
液晶是指在某一温度范围内，从外观看属于具有流动性 的液体，但同时又是具有光学双折射性的晶体。不同于普通 固体，液晶在熔融温度首先变为不透明的浑浊液体，（即在 一温度范围的低端，它呈现晶状固体；而在这一温度范围的 高端，它为清澈液体，只有在一定温度范围内，才是淡黄色 的混浊液体）进一步升温才继续转变为透明液体。
液晶的分类
12
1922年法国G.Friedel将液晶分成三大类 向列相 分子沿某一择优方向取向，分子重心无序分布 胆甾相 分子在空间形成连续的螺旋结构，在垂直于螺旋
轴的平面内分子排列类似向列相 近晶相 层状结构，分子垂直或斜交于层平面，层内分子
重心无序分布（A、C、C*…）或有序分布（B、G、F、G…）
两光场位相差记为：
z
c
n
n//
合成光场矢端方程为：
E ax2E ay22ExEyco asbsin2
当θ=0（或π/2时），Ey = 0（或Ex = 0），即偏振光的振动方向和状态没 有改变，仍以线偏振光和原方向前进。
当θ= π/4时：
Ex 2Ey 22ExEyco sE 2o 2sin
随着光线沿着 z 方向前进，偏振光相继成为椭圆、圆和线偏振光，同 时改变了线偏振方向。最后，这束光将以位相差所决定的偏振状态，进入 空气中。
光轴，因此，对于与取向n分别呈垂直和呈平行关系的振
偏振光的应用-液晶显示器
彩色滤光片
偏光板(polarizer) 玻璃
電極 定向膜(polymer) 隔离子(spacer) 液晶(Liquid Crystal)
1. 液晶分子沿面排列——界面锚定
确定液晶分子特定的初始排列，锚定方法有： 1) 直接取向处理法：取向剂直接作用于基片表面 2) 间接取向处理法：取向剂先溶解于液晶中，待液晶
Cs
CLC
1H
Cs Cs
CLC
Cs
CLC
Cs
CLC
Cs
1H
一个像素单元
TFT-LCDs電路原理图
栅极在行扫描位置， 源极在列扫描位置。
TFT 的开关作用
• TFT的栅极未选通时，TFT 处于截止态，源极与 漏极之间相当于开路，外电压不会施加到液晶像 素上。
• TFT的栅极被选通，并且源极被同步选通时，源、 漏极之间导通，数据信号被写入液晶像素电容CLC 和补偿电容 Cs。
a) 在入射面上入射光偏振面与指向 矢一致时，光波偏振面随指向矢 旋转，出射光偏振面仍保持与指 向矢一致；
b) 入射光偏振面与指向矢垂直时， 则出射光偏振面保持与指向矢垂 直；
c) 入射光偏振面与指向矢成角时， 则出射光以椭圆、园、直线等形 式射出。
液晶的旋光作用
旋光现象： 线偏光通过光轴与表面垂直的晶体时，光 矢量方向随传播距离增大而逐渐转动。
灌注进液晶盒后，取向剂析出吸附于基片表面。 3) 基片表面变形处理法
2. TN（ Twisted Nematic ）-LCD工作原理
初始状态：上下基板锚定方向互相垂直，在基板界面附近的 液晶分子指向矢与锚定方向一致，液晶层中间部分的分子指 向矢同时受两侧基板锚定力的作用，在水平面内扭曲转动。 加电压后，液晶指向矢在水平面内扭曲的同时，垂直方向也 转动，液晶层中间部分呈与电场方向一致的垂直状态。 ❖扭曲角：液晶指向矢在水平面内旋转的角度。 ❖倾角：液晶指向矢在垂直方向旋转的角度。
液晶显示器原理PPT课件
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。
《液晶显示技术》ppt课件
80 40 20 10
5
= 0°
Yang, IDRC’91, p.68
4个区域 TN
180o
Storage Capacitor
270o
宽视角 有旋转位移线 反响摩擦; 光取向
q=10 20 30 40 50 90o
80 40 20 10 5
f=0 o
Chen et al, SID’95, p.865; Nam et al, SID’97, p.933
表了关于２７０度的超双折射效应的研讨成果 • 双折射控制方式〔ＥＣＢ〕： • 高分子分散液晶：利用液晶与高分子聚合物的光散射景象
的液晶，不需求偏振片 • 存储功能突出的相变方式：适用于功耗低、电池驱动的便
携式终端 • 高速呼应性突出的铁电液晶。
液晶技术的新进展
• 采用ＴＦＴ型ａｃｔｉｖｅ素子进展驱动 • 利用色滤光镜制造工艺发明颜色斑斓的画面 • 低反射液晶显示技术 • 先进的延续料界结晶硅液晶显示技术 • 超宽视角技术 • 超黑晶技术 • 超高开口率技术 • 反光低反射技术
普通的 MVA CR=10
优化的MVA 在一切的角度CR>10
颜色位移的改善
呼应时间的改善
Conventional MVA
New MVA + overdrive
Average: 29.3 ms
Average: 11.6 ms
三星的专利
Off-State (Black)
On-State (White)
的陈列方向发生变化，由于陈列方向的改动，按 照一定的偏振方向入射的光，将在液晶中发生双 折射景象。 • 3〕动态散射： • 4〕旋光效应： • 5〕宾主效应：
液晶显示器件的显示方式
5
= 0°
Yang, IDRC’91, p.68
4个区域 TN
180o
Storage Capacitor
270o
宽视角 有旋转位移线 反响摩擦; 光取向
q=10 20 30 40 50 90o
80 40 20 10 5
f=0 o
Chen et al, SID’95, p.865; Nam et al, SID’97, p.933
表了关于２７０度的超双折射效应的研讨成果 • 双折射控制方式〔ＥＣＢ〕： • 高分子分散液晶：利用液晶与高分子聚合物的光散射景象
的液晶，不需求偏振片 • 存储功能突出的相变方式：适用于功耗低、电池驱动的便
携式终端 • 高速呼应性突出的铁电液晶。
液晶技术的新进展
• 采用ＴＦＴ型ａｃｔｉｖｅ素子进展驱动 • 利用色滤光镜制造工艺发明颜色斑斓的画面 • 低反射液晶显示技术 • 先进的延续料界结晶硅液晶显示技术 • 超宽视角技术 • 超黑晶技术 • 超高开口率技术 • 反光低反射技术
普通的 MVA CR=10
优化的MVA 在一切的角度CR>10
颜色位移的改善
呼应时间的改善
Conventional MVA
New MVA + overdrive
Average: 29.3 ms
Average: 11.6 ms
三星的专利
Off-State (Black)
On-State (White)
的陈列方向发生变化，由于陈列方向的改动，按 照一定的偏振方向入射的光，将在液晶中发生双 折射景象。 • 3〕动态散射： • 4〕旋光效应： • 5〕宾主效应：
液晶显示器件的显示方式
液晶显示器PPT课件
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。
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。
液晶显示器原理及其制程论述PPT课件( 41页)
二、優缺點：
優點 1.Monitor造型多元化 2.產品EMI問題單純化 3.Monitor厚度減少 4.晶片功能整合,降低成本 5.面板廠利潤空間增大 6.產品應用領域較廣
缺點 1.尚無標準化的產品 2.因應客戶需求衍生品種多,設計投資增加 3.庫存管理問題
三.製程簡介
組立
組檢
漏電/接地 測試
粘接對位組立後之上下基板,及框出液晶 注入之範圍 導通TFT基板Gate側之Common電極與CF之 Common電極,使兩者等電位 注入液晶於面板內及將注入口以UV膠 塗封 液晶再配向,使液晶晶格排列均一化
PI 噴嘴
PI 膜印刷
Anylox Roller
Doctor Plate 印刷凸板
印刷 Roller
Scalar
LCM Timing Controller
3.3V
Scalar
Function
5.0V
TMDS RX
ADC
EDID
EDID
MCU OSD
Power Input
DC +12V
DVI-D Connector
Digital Image Signals
Analog D-Sub
Analog Image Signals
OSD Key Connector
To OSD Key Board
Smart Panel成品
直流電源 輸入
控制面板 (OSD)
Inverter -逆變器
電磁波干擾 遮沒鐵蓋
類比輸入 數位輸入
1024x768@60Hz 65MHz
• 1024:Dot(點) • 768:Line(掃描線) • 60:Hz(赫芝) • 65:MHz
2.3 液晶显示器
图2.3.1-4 入射直线偏光在液晶中偏光状态及偏光方向的变化
折射率的各向异性△n为： n n // n ne no
cos Ex E y 2 2 E E sin 合成光场矢端方程为： x y ab a a 当θ=0（或π/2时），Ey = 0（或Ex = 0），即偏振光的振动 方向和状态没有改变，仍以线偏振光和原方向前进。
§2.3 液晶显示器
液晶显示器
第二章 电光信息转换
2
液晶显示器LCD
液晶——物质的第四状态
固态——分子间距小，分子排列整齐，原子或分 子不能自由活动 液体——分子间距较大，束缚较弱，具有流动性 气体——分子间距很大，分子可以在整个容器空 间自如地运动，排列无序 液晶——分子排列既整齐，但流动性又大，介于 固态和液态之间地中间物质状态
(2.3.1-4)
胆甾相液晶称为光学负液晶。对于通常光和异常光， 其折射率大小的空间分布如图2.3.1-3(b)所示。
3、各种光学性质
基于折射率的各向异性，液晶具有以下光学性质， 这些性质是LCD工作原理的基础。
(1) 光的行进方向会偏向取向（分子长轴）的方向；
(2) 偏光的状态及偏光的振动方向会发生变化； (3) 根据入射偏光的左、右旋光性，可使其反射或透射。
正是基于液晶的各向异性，再与其通过施加电压及加热等， 分子排列容易发生再排列的现象相结合，才展示出了以液 晶显示为代表的丰富内容。 参照图2.3.1-2（图中为着眼于全体液晶分子时，分子长 轴的择优取向方向的单位矢量），液晶分子排列的有序程 度，由下式所定义的分子排列的有序化参数来表征。
1 2 S 3 cos 1 2 表示在全空间去平均
TFT--LCDppt
5. 蚀刻(WET)
DNS
6. 光阻去除
DNS
7. 制程完成检查
KLA/ORBO
Contact Hole形成
A
A
A’
A’
1. 光阻涂布/曝光/显影 TEL/Nikon
2. 显影檢查/光阻寸检
Nikon/Hitachi
3. 蚀刻(DRY)
6. 显影检查
Nikon/ Hitachi
7. 蚀刻(DRY)
TEL/PSC
8. 光阻去除
DNS
9. 制程完成检查
KLA/ORBO
画素电极形成
A
A A’
A’
1. 成膜前洗净
SPC/芝蒲
2. 成膜ITO
ULVAC
3. 光阻涂布/曝光/显影 TEL/Nikon
4. 显影检查/光阻寸检
Nikon/Hitachi
(下偏光板)
(印刷電路板) (驅動IC) (擴散片)
(間隔劑) (導光板)
(反射片)
(背光源)
薄膜电晶体-液晶显示器结构
光源经液晶层 扭转90°
TFTTFTTuTrnurOnFOFFF
~
上上偏偏光光片片 彩色滤光片
液晶液层晶層
TTFFTTTTuurrnn OONN
~
TFT基板
下偏下光偏片光片 背光背源光源
• 平板荧光灯（VFD）是一种热阴级、低压、平板型荧光 灯，如果将阳极和荧光粉制作成像素状，就是平板荧光 显示器件，可用于电子称，DVD等显示用，做为背光源 可以将阳极连成一片，全部涂覆一层荧光粉，其亮度大 于150lm，寿命大于5000小时。
• 冷阴极荧光灯（CCF）是一种依靠冷阴极气体放电，激 发荧光粉的光源。掺有少量水银的衡薄蒸气在高电压下 会产生电离，被电离的气体二次电子发射，轰击水银蒸 气，使水银蒸气被激发，发射出紫外线，紫外线激发荧 光粉发光。亮度大于150lm，其特点是寿命达20000小时， 功耗在1~4W，有U形、M形和直管形
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现在液晶品种有1万多种。 Friedel把液晶分类：向列相、近晶相、胆甾相。
3）液晶物理鼎盛时期（1930~1960）
Frank等人建立液晶连续体理论。 Maier-Saupe平均场理论的建立。 液晶光电磁性研究等，液晶应用基础。
4）应用研究阶段（1960~1968）
Williams研究向列相液晶动态散射。 Fergason研究胆甾相液晶温度色变。 Fergason等人发现TN-LCD。 1968年RCA公布LCD。
主要内容
一 显示器简介 二 液晶显示器简介 三 液晶显示屏原理 四 液晶显示模块原理 五 彩色液晶显示器简介 六 手机用液晶显示器
显示器简介
•显示分类
ELECTONIC INFORMATION DISPLAYS
PROJECTION
DIRECT-VIEW
OFF-SCREEN
CRT LCD LIGHTVALVE
ACTIVE-MATRIX
PASSIVE-MATRIX
PLASMA TFT MOS MIM DIODE OTHERS TN STN CSTN FLC OTHERS ADDRESSED
•液晶基本知识
• 什么是液晶
• 液晶分子结构
CnH2n+1
液晶就是液态晶体 在一定温度范围内 液态和固态之间的中间态 液晶具有流动性和各向异性
•液晶显示器 • 液晶显示缺点
视角狭窄、速度慢、使用温度范围有限
液晶显示器
•无源矩阵方式
❖显示器件结构：
简单结构
等效电路
液晶显示器
•有源矩阵方式
❖显示器件结构：
简单结构
等效电路
•常见的无源矩阵的类型
TN（扭曲向列相） HTN（高扭曲向列相） ETN（改进扭曲向列相） MTN（混合扭曲向列相） STN（超扭曲向列相） DSTN （双盒补偿超扭曲向列相） FSTN （膜补偿超扭曲向列相） CSTN （彩色超扭曲向列相）
5） 液晶显示产业(1973~ )
Gray 5CB液晶材料的合成 TN-LCD工业生产 (1973~ ) STN-LCD工业生产（1986~ ） TFT-LCD工业生产 (1991~ )
TN-LCD：低信息容量，码段式显示
应用范围：Байду номын сангаас子钟表、测量仪器、电话机、游戏机
STN-LCD: 图文信息显示
1854年Virchow 发现溶致液晶，神经稍磷脂类物质溶解 在水中观察到光学各向异性现象。
1888年Reinitger发现热致液晶，把胆甾苯炭酸酯加热到 145.5ºC呈乳白状液体，再加热到178.5 ºC呈透明液体。
1889年Lehmann确认液晶。
2）液晶合成和分类(1920年左右) 20年代开始合成液晶材料，并掌握液晶分子结构特点，很快合成300多种。
PASSIVE-MATRIX
PLASMA ADDRESSED
TFT MOS MIM DIODE OTHERS
TN
STN CSTN FLC OTHERS
•各种显示技术的特点
大面积 LCD CRT PDP LED 彩色OEL FED
视角
分辨率
功耗
厚度 生产性
注： 优； 良；
差
What is FPD (Flat Panel Display)
液晶显示器系列讲座 第一讲
LCD项目部
2002年3月26日
LCD：Liquid Crystal Display 液晶显示器 STN：Super Twisted Nematic
超扭曲向列相 TN： Twisted Nematic 扭曲向列相 HTN：High Twisted Nematic
高扭曲向列相 TFT：Thin Film Transistor 薄膜晶体管 PDA：个人数字助理
PDP 真空等离 子体放电
◎ ○ ◎ ◎
◎
◎
○
○ ○
注：◎ 优；○良；△ 差
液晶显示器简介
•液晶显示分类
LIQUID-CRYSTAL
电场效应
热效应型
电流效应型
电热光效应型 电热效应型 DS
铁电型(FE)
光学各向异性
电控双折射 相变型 宾主型 TN STN 多稳态液晶(MLCD)
•液晶显示分类
LIQUID-CRYSTAL
CRT
FLAT-PANEL
SHADOW BEAM MONOMASK INDEX CHROME
EMITTER
NONEMITTER
PDP FED VFD LED EL OLED
LIQUID-CRYSTAL ELECTO- ELECTO- ELECTOCHROMIC PHORETIC ELECTORIC
ACTIVE-MATRIX
CN
施主基团
共轭电子体系
受主基团
液晶分子是刚性棒状分子
•光学各向异性
• 液晶的物性
∥
Δn=n ∥ -n⊥=ne-no
STN双折射
•介电各向异性
⊥
Δε=ε ∥ -ε⊥
Δε>0 分子沿电场方向排列
Δε<0 分子垂直电场方向排列
•弹性常数（K11、K22、K33）
•相变温度（Tm、Tc）、液晶电阻率（ρ）、粘度 （η）等。
•各种平板显示技术的特点
原理
显示性能
显示容量 对比度
全色 中间调
响应速度
大画面
辉度（明るさ）
功耗 价格
液晶
光开光
◎ ○ ◎ ◎
○
○ ◎（バッ クライ
ト） ◎ ○
LED 发光二极
管 ○ ○ △ △
◎
◎
◎
△ ◎
EL 固体电致
发光 ◎ ◎ △ ○
◎
○
○
○ ○
VFD 真空荧光
△ ○ △ △ ◎ ○
○
△ ◎
• 液晶分类
形成方式： 热致液晶、溶致液晶 相结构： 向列相、近晶相、胆甾相
向列相
近晶相
• 近晶相液晶 SmA SmC SmC*
SmB SmL SmE SmI SmJ SmK SmF SmG SmH SmI* SmF* SmG* SmH*
胆甾相
• 液晶发展简史
1）发现和萌芽阶段（1854~1889）
应用范围：便携通讯终端、PDA、仪器器表
移动通讯终端
PDA
掌上电脑
TFT-LCD: 大信息容量视频显示显像
应用范围：笔记本电脑、PC监视器、液晶电视、GPS、液晶投影
•液晶显示器 • 液晶显示优点
•平面型显示，体积小，重量轻，便于携带 •功耗低，驱动电压低，例如计算器工作电压2-5V，功耗为0.01mW/cm2 •寿命长，一般在5万小时以上 •不含有害射线等，对人体无害，不易引起眼睛的疲劳 •被动显示，不易被强光冲刷，外界光越强显示越清楚，可以在明亮的环 境下显示 •易于驱动，可用大规模集成电路直接驱动 •结构简单，没有复杂的机械部分
3）液晶物理鼎盛时期（1930~1960）
Frank等人建立液晶连续体理论。 Maier-Saupe平均场理论的建立。 液晶光电磁性研究等，液晶应用基础。
4）应用研究阶段（1960~1968）
Williams研究向列相液晶动态散射。 Fergason研究胆甾相液晶温度色变。 Fergason等人发现TN-LCD。 1968年RCA公布LCD。
主要内容
一 显示器简介 二 液晶显示器简介 三 液晶显示屏原理 四 液晶显示模块原理 五 彩色液晶显示器简介 六 手机用液晶显示器
显示器简介
•显示分类
ELECTONIC INFORMATION DISPLAYS
PROJECTION
DIRECT-VIEW
OFF-SCREEN
CRT LCD LIGHTVALVE
ACTIVE-MATRIX
PASSIVE-MATRIX
PLASMA TFT MOS MIM DIODE OTHERS TN STN CSTN FLC OTHERS ADDRESSED
•液晶基本知识
• 什么是液晶
• 液晶分子结构
CnH2n+1
液晶就是液态晶体 在一定温度范围内 液态和固态之间的中间态 液晶具有流动性和各向异性
•液晶显示器 • 液晶显示缺点
视角狭窄、速度慢、使用温度范围有限
液晶显示器
•无源矩阵方式
❖显示器件结构：
简单结构
等效电路
液晶显示器
•有源矩阵方式
❖显示器件结构：
简单结构
等效电路
•常见的无源矩阵的类型
TN（扭曲向列相） HTN（高扭曲向列相） ETN（改进扭曲向列相） MTN（混合扭曲向列相） STN（超扭曲向列相） DSTN （双盒补偿超扭曲向列相） FSTN （膜补偿超扭曲向列相） CSTN （彩色超扭曲向列相）
5） 液晶显示产业(1973~ )
Gray 5CB液晶材料的合成 TN-LCD工业生产 (1973~ ) STN-LCD工业生产（1986~ ） TFT-LCD工业生产 (1991~ )
TN-LCD：低信息容量，码段式显示
应用范围：Байду номын сангаас子钟表、测量仪器、电话机、游戏机
STN-LCD: 图文信息显示
1854年Virchow 发现溶致液晶，神经稍磷脂类物质溶解 在水中观察到光学各向异性现象。
1888年Reinitger发现热致液晶，把胆甾苯炭酸酯加热到 145.5ºC呈乳白状液体，再加热到178.5 ºC呈透明液体。
1889年Lehmann确认液晶。
2）液晶合成和分类(1920年左右) 20年代开始合成液晶材料，并掌握液晶分子结构特点，很快合成300多种。
PASSIVE-MATRIX
PLASMA ADDRESSED
TFT MOS MIM DIODE OTHERS
TN
STN CSTN FLC OTHERS
•各种显示技术的特点
大面积 LCD CRT PDP LED 彩色OEL FED
视角
分辨率
功耗
厚度 生产性
注： 优； 良；
差
What is FPD (Flat Panel Display)
液晶显示器系列讲座 第一讲
LCD项目部
2002年3月26日
LCD：Liquid Crystal Display 液晶显示器 STN：Super Twisted Nematic
超扭曲向列相 TN： Twisted Nematic 扭曲向列相 HTN：High Twisted Nematic
高扭曲向列相 TFT：Thin Film Transistor 薄膜晶体管 PDA：个人数字助理
PDP 真空等离 子体放电
◎ ○ ◎ ◎
◎
◎
○
○ ○
注：◎ 优；○良；△ 差
液晶显示器简介
•液晶显示分类
LIQUID-CRYSTAL
电场效应
热效应型
电流效应型
电热光效应型 电热效应型 DS
铁电型(FE)
光学各向异性
电控双折射 相变型 宾主型 TN STN 多稳态液晶(MLCD)
•液晶显示分类
LIQUID-CRYSTAL
CRT
FLAT-PANEL
SHADOW BEAM MONOMASK INDEX CHROME
EMITTER
NONEMITTER
PDP FED VFD LED EL OLED
LIQUID-CRYSTAL ELECTO- ELECTO- ELECTOCHROMIC PHORETIC ELECTORIC
ACTIVE-MATRIX
CN
施主基团
共轭电子体系
受主基团
液晶分子是刚性棒状分子
•光学各向异性
• 液晶的物性
∥
Δn=n ∥ -n⊥=ne-no
STN双折射
•介电各向异性
⊥
Δε=ε ∥ -ε⊥
Δε>0 分子沿电场方向排列
Δε<0 分子垂直电场方向排列
•弹性常数（K11、K22、K33）
•相变温度（Tm、Tc）、液晶电阻率（ρ）、粘度 （η）等。
•各种平板显示技术的特点
原理
显示性能
显示容量 对比度
全色 中间调
响应速度
大画面
辉度（明るさ）
功耗 价格
液晶
光开光
◎ ○ ◎ ◎
○
○ ◎（バッ クライ
ト） ◎ ○
LED 发光二极
管 ○ ○ △ △
◎
◎
◎
△ ◎
EL 固体电致
发光 ◎ ◎ △ ○
◎
○
○
○ ○
VFD 真空荧光
△ ○ △ △ ◎ ○
○
△ ◎
• 液晶分类
形成方式： 热致液晶、溶致液晶 相结构： 向列相、近晶相、胆甾相
向列相
近晶相
• 近晶相液晶 SmA SmC SmC*
SmB SmL SmE SmI SmJ SmK SmF SmG SmH SmI* SmF* SmG* SmH*
胆甾相
• 液晶发展简史
1）发现和萌芽阶段（1854~1889）
应用范围：便携通讯终端、PDA、仪器器表
移动通讯终端
PDA
掌上电脑
TFT-LCD: 大信息容量视频显示显像
应用范围：笔记本电脑、PC监视器、液晶电视、GPS、液晶投影
•液晶显示器 • 液晶显示优点
•平面型显示，体积小，重量轻，便于携带 •功耗低，驱动电压低，例如计算器工作电压2-5V，功耗为0.01mW/cm2 •寿命长，一般在5万小时以上 •不含有害射线等，对人体无害，不易引起眼睛的疲劳 •被动显示，不易被强光冲刷，外界光越强显示越清楚，可以在明亮的环 境下显示 •易于驱动，可用大规模集成电路直接驱动 •结构简单，没有复杂的机械部分