2019-03-28
一、lcm顯示的驅(qū)動原理
從lcm結(jié)構(gòu)介紹的一文《什么是液晶模塊,lcm是什么?液晶顯示模塊廠家介紹lcm模組結(jié)構(gòu)》中,介紹液晶顯示器件是lcm的主要顯示元件,那么是如何驅(qū)動這些元件顯示出成像的呢?
具有偶矩的液晶棒狀分子在外面加電場的作用下其排列狀態(tài)發(fā)生變化,使得通過lcm(液晶模塊或液晶屏)的光被調(diào)制,從而呈現(xiàn)明與暗或透光與不透光的顯示效果。lcm中的每個顯像素都單獨被電場控制,不同的顯示像素按照控制信號的”指揮”便可以在顯示屏上組成不同的字符、數(shù)字及圖形。
因此建立顯示所需的電場以及控制顯示像素的組合就成為液晶顯示驅(qū)動器和液晶顯示控制器的功能。
二、lcd的驅(qū)動方式
液晶的顯示是由于在顯示像素上施加了電場的緣故,而這個電場則由顯示像素前后兩個電上的電位信號合成產(chǎn)生,在顯示像素上建立直流電場是非常容易的事,但直流電場將導致液晶材料的化學反應(yīng)和電老化,從而迅速降低液晶的顯示壽命,因此建立交流驅(qū)動電場,并且要求這個交流電場中的直流分量越小越好,通常要求直流分量小于50mv。
在實際應(yīng)用中,由于采用了數(shù)字電路驅(qū)動,所以這種交流電場是通過脈沖電壓信號來建立的。顯示像素上交流電場的強弱用交流電壓的有效值表示,當有效值大于液晶的閾值電壓時,像素呈顯示態(tài);當有效值小于閾值電壓時,像素不產(chǎn)生電光效應(yīng);當有效值在閾值電壓附近時,液晶將呈現(xiàn)較弱的電光效應(yīng),此時將會影響液晶顯示器件的對比度。
液晶顯示的驅(qū)動就是用來調(diào)整施加在液晶器件電上的電位信號的相位、峰值、頻率等,建立驅(qū)動電場,以實現(xiàn)液晶顯示器件的顯示效果。液晶顯示的驅(qū)動方式有許多種,常用的驅(qū)動方法有靜態(tài)驅(qū)動法和動態(tài)驅(qū)動法。
1、靜態(tài)驅(qū)動法
靜態(tài)驅(qū)動法是獲得顯示質(zhì)量的最基本的方法,它適用于筆段型液晶顯示器件的驅(qū)動。這類液晶顯示器件的電結(jié)構(gòu),當多位數(shù)字組合時,各位的背電bp是連在一起的。靜態(tài)驅(qū)動法的電路中,振蕩器的脈沖信號經(jīng)分頻后直接施加在液晶顯示器件的背電bp上;而段電的脈沖信號是由顯示選擇信號與時序脈沖通過合成產(chǎn)生。
當某位顯示像素被顯示選擇時,該顯示像素上兩電的脈沖電壓相位差1800,在顯示像素上產(chǎn)生2v的電壓脈沖序列,使該顯示像素呈現(xiàn)顯示特性;當某位顯示像素為非顯示選擇時,該顯示像素上兩電的脈沖電壓相位相等,在顯示像素上合成電壓脈沖為0v,從而實現(xiàn)顯示的效果。這就是靜態(tài)驅(qū)動法。為了提高對比度,適當?shù)卣{(diào)整脈沖的電壓即可。
2、動態(tài)驅(qū)動法
當液晶顯示器件上顯示像素眾多時(如點陣型液晶顯示器件),為了節(jié)省龐大的硬件驅(qū)動電路,在液晶顯示器件電的制作與排列上作了加工,實施了矩陣型的結(jié)構(gòu),即把水平一組顯示像素的背電都連在一起引出,稱之為行電;把縱向一組顯示像素的段電都連起來一起引出,稱之為列電。在液晶顯示器件上每一個顯示像素都由其所在的列與行的位置確定。在驅(qū)動方式上相應(yīng)地采用了類同于crt的光柵掃描方法。液晶顯示的動態(tài)驅(qū)動法是循環(huán)地給行電施加選擇脈沖,同時所有顯示數(shù)據(jù)的列電給出相應(yīng)的選擇或非選擇的驅(qū)動脈沖,從而實現(xiàn)某行所有顯示像素的顯示功能,這種行掃描是逐行順序進行的,循環(huán)周期很短,使得液晶顯示屏上呈現(xiàn)出穩(wěn)定的顯示,人們把液晶顯示掃描驅(qū)動方式稱之為動態(tài)驅(qū)動方式。
在一幀中每一行的選擇時間是均等的。假設(shè)一幀的掃描行數(shù)為n,掃描時間為1,那么一行所占有的選擇時間為一幀時間的1/n。在液晶顯示的驅(qū)動方法中把這個值,即一幀行掃描數(shù)的倒數(shù)稱為液晶顯示驅(qū)動的占空比(duty),用d表示。在同等電壓下,掃描行數(shù)的增多將使液晶顯示的占空比下降,從而導致了變電場電壓有效值的下降,降低了顯示質(zhì)量。因此隨著顯示屏的增大,顯示行的增多,為了保證顯示的質(zhì)量,就需適度地提高驅(qū)動電壓或采用雙屏電排布結(jié)構(gòu)以提高電場的電壓有效值或提高占空比。
在動態(tài)驅(qū)動方式下,液晶顯示器件某一位置上的顯示像素的顯示機理是由行選擇電壓與列顯示數(shù)據(jù)電壓合成實現(xiàn)的即要使一位置如(i,j)點顯示,就需要在第i列和第j行上同時施加選擇電壓,以使該點變電場達到最大。但是此時除(i,j)點外第i列和第j行上的其余各點也都承受了一定的電壓,把這些點稱為半選擇點,若半選擇點上的有效電壓大于閾值電壓時在屏上出現(xiàn)不應(yīng)有的顯示,使對比度下降,這種現(xiàn)象叫”交叉效應(yīng)”。
在動態(tài)驅(qū)動法中解決”交叉效應(yīng)”的方法是平均電壓法,即把半選擇點和非選擇點的電壓平均化,適度提高非選擇點電壓來抵消半選擇點上的一部分電壓,使得半選擇點上電壓下降,提高顯示的對比度。由于電壓平均出現(xiàn)一個量叫偏壓比(bias),用b表示。
液晶模塊動態(tài)驅(qū)動波形可以從三個方面描述;
(1)液晶模塊的驅(qū)動電壓(v液晶模塊)
液晶模塊的驅(qū)動電壓為加在點亮部分的段電壓與公共電壓之差(峰 - 峰值)。
(2)占空比(duty)
為減少液晶模塊上的電數(shù)目,采用多路驅(qū)動,液晶模塊的電壓是交流波形,液晶模塊的占空比duty即為高出點亮的閥值電壓的部分在一個周期中所占的比率。
(3)偏壓比(bias)
液晶模塊的驅(qū)動波形由幾級電平組成,為防止對比度不均勻,在不點亮象素對應(yīng)的電上仍加有一定電壓,這對降低點亮象素產(chǎn)生的交叉干擾和防止對比度不均勻很重要。液晶模塊中非點亮象素(非選點)的電壓有效值與點亮象素(選擇點)電壓有效值之比(1/n)稱為偏壓比。
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