LCD의 작동 및 현상에 대한 빠른 이해

전기적 관점에서 LCD의 작동 및 일반적인 현상을 인포그래픽과 간단한 방법으로 설명하여 빠른 이해를 돕고자 합니다.

액정 커패시터(Clc)

액정 커패시터(Clc)는 TFT LCD의 상부 유리 공통 전극과 하부 유리 디스플레이 전극으로 형성된 평행판 커패시터입니다.

TFT에 전원이 공급되면 Clc 양단의 전압이 액정을 구동하여 편향시킵니다.

Pixle의 Clc 등가 회로는 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1. Pixle의 Clc 등가 회로
그림 1. Pixle의 Clc 등가 회로

저장 커패시터(Cs)

Clc의 커패시터 값이 너무 작기 때문에 다음 새로 고침까지 이미지를 화면에 유지하려면 저장 커패시터(Cs)를 늘려 픽셀의 유효 커패시턴스 값을 높여야 합니다.

Cs 아키텍처는 주로 Cs on gate와 Cs on common의 두 가지 유형으로 나뉩니다.

각각 표시 전극과 게이트 라인 또는 공통 라인에 의해 형성되는 플레이트 커패시턴스이다.

Cs 온 게이트는 다음 게이트 라인만 사용하고 Cs 온 커먼은 하부 유리에서 다시 라우팅해야 한다는 점을 고려하면 게이트의 Cs 아키텍처가 더 일반적입니다.

두 아키텍처의 픽셀 등가 회로는 아래 그림 2에 나와 있습니다.

그림 2. 공통 및 게이트의 Cs
그림 2. 공통 및 게이트의 Cs

LCD는 밝기나 색상을 어떻게 변경합니까?

밝기의 변화

커패시터(Clc) 양단의 전압을 변경함으로써 액정의 상태가 조정되어 LCD를 통과하는 빛의 양을 제어합니다.

90°4V의 TN LCD를 예로 들면 전압과 투과율의 관계가 그림 3에 나와 있습니다.

그림 3. LCD 밝기 변화
그림 3. LCD 밝기 변화

색상의 변화

TFT LCD의 상부 유리인 CF 패널은 빨강(R), 녹색(G), 파랑(B)의 세 가지 색상의 작은 점으로 구성됩니다.

삼원색의 강도를 변경하여 혼합하면 다양한 색상을 생성할 수 있습니다.

6비트 LCD를 예로 들면 2⁶ x 2⁶ x 2⁶ =262,144의 색상을 표시할 수 있으며 색상 혼합 효과는 그림 4에 나와 있습니다.

그림 4. LCD의 색상 변화
그림 4. LCD의 색상 변화

LCD 전압과 광투과율의 상관관계

액정 작동 전압의 레벨은 투과되는 빛의 양을 조절하여 빨강, 녹색 및 파랑의 빛의 밝기와 어두움을 제어합니다.

4V에서 TN LCD를 예로 들면 곡선은 그림 5에서 액정 작동 전압과 광 투과율 사이의 상관 관계를 보여줍니다.

그림 5. LCD의 전압과 빛 투과율의 상관관계
그림 5. LCD의 전압과 빛 투과율의 상관관계

LCD 이미징 프로세스

TFT의 등가 회로

TFT는 LCD의 해당 위치가 올바른 전압으로 기록될 수 있도록 각 픽셀의 전압 기록 및 유지를 제어하는 ​​전압 제어 스위치로 사용됩니다.

N-MOS 튜브의 작동 모델은 그림 6에 나와 있으며 픽셀의 신호 기록 등가 회로는 그림 7에 나와 있습니다.

그림 6. N-MOS 튜브의 작동 모델
그림 6. N-MOS 튜브의 작동 모델
그림 7. 픽셀의 신호 쓰기 등가 회로
그림 7. 픽셀의 신호 쓰기 등가 회로

TFT에 데이터의 첫 줄 쓰기

첫 번째 행을 켜고 나머지는 이전 전압으로 끕니다.

그림 8과 같이 첫 번째 라인을 이전에 설정한 원하는 전압으로 업데이트합니다.

그림 8. TFT에 첫 번째 데이터 줄 쓰기
그림 8. TFT에 첫 번째 데이터 줄 쓰기

TFT에 데이터의 두 번째 줄 쓰기

첫 번째 줄을 끄면 전압이 고정되었으므로 표시 색상도 고정되었습니다.

두 번째 행을 켜고 나머지는 끈 상태로 두 번째 행을 미리 설정된 전압으로 업데이트합니다.

유추하여 전체 화면의 이미지 쓰기를 완료할 수 있습니다.

그림 9. TFT에 두 번째 데이터 줄 쓰기
그림 9. TFT에 두 번째 데이터 줄 쓰기

액정 극성 반전

DC 드라이브는 액정 분자에 영향을 미칩니다.

장기간의 DC 구동은 액정 분자를 손상시킬 수 있습니다. 

주로 액정의 회전각도가 설정값과 일치하지 않아 잔상이 생기는 현상이 주로 나타납니다.

그림 10. 장기 DI 구동으로 인한 불규칙한 회전
그림 10. 장기 DI 구동으로 인한 불규칙한 회전

DC 드라이브로 인한 잔상

잔상

DC 신호 구동에 의해 발생하는 잔상은 평면 잔상과 선 잔상으로 나눌 수 있다. 

일반적인 이상이 그림 11에 나와 있습니다.

그림 11. LCD의 일반적인 이미지 고정 형식
그림 11. LCD의 일반적인 이미지 고정 형식

잔상의 원인

  • 잔류 DC 구동 액정 이온;
  • 전압이 꺼지면 LCD 셀의 이온이 PI(폴리이미드) 표면에 흡착됩니다.
  • 전기장에 내장된 LCD에 남은 이온. 
그림 12. LCD의 잔류 이온이 전기장을 생성합니다.
그림 12. LCD의 잔류 이온이 전기장을 생성합니다.

극성 반전 LCD방식

액정 분자에 가해지는 전기장의 극성 방향은 끊임없이 변해야 한다.  

액정 분자가 특정 극성을 오랫동안 유지하다 보면 손상될 수 있기 때문이다. 

LCD 극성 반전 방법에는 프레임 반전, 행 반전, 열 반전 및 도트 반전의 네 가지 주요 LCD 극성 반전 방법이 있습니다. 극성 변환은 다음 그림 13과 같이 표시됩니다.

그림 13. XNUMX가지 주요 LCD 극성 변환 방법
그림 13. XNUMX가지 주요 LCD 극성 변환 방법

극성 반전 특성

다음 표와 같이 다른 극성 반전 유형의 특성 비교:

역Frame열단도트
플리커 제어가난한좋은더 나은베스트셀러
 공통 전압DC / ACDC / ACDCDC
공통 AC 전원높음 높음 N/AN/A
드라이버 파워높음 높음 높음 높음
소모 전원좋은가난한좋은가난한

Vcom 드라이브 모드

Vcom 전극 구동 모드는 DC(직류) Vcom과 AC(교류) Vcom으로 구분됩니다.

디씨브이컴

도트 반전의 플리커가 가장 좋은 점을 감안할 때 DC Vcom은 대형 LCD에 자주 사용됩니다.

그림 14와 같은 DC 드라이브 개략도.

그림 14. DC 드라이브 개략도
그림 14. DC 드라이브 개략도

에이씨브이컴

AC Vcom은 도트 반전을 지원하지 않기 때문에 소형 LCD에 많이 사용된다. 

AC Vcom 드라이브 개략도는 그림 15에 나와 있습니다.

그림 15. AC Vcom 드라이브 회로도
그림 15. AC Vcom 드라이브 회로도

깜박임

플리커 현상은 액정의 양극과 음극 사이의 전압 비대칭으로 인해 양극과 음극의 밝기가 불균형해지기 때문에 발생합니다. VT 곡선은 그림 16에 나와 있습니다.

개선: 깜박임을 줄이기 위해 Vcom을 조정할 수 있습니다. 그러나 전체 패널의 Vcom이 동일하지 않기 때문입니다.

그림 16. 비대칭 Vcom
그림 16. 비대칭 Vcom

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