Краткое понимание работы и феномена LCD

Мы пытаемся объяснить работу и общие явления ЖК-дисплея с электрической точки зрения с помощью инфографики и простым способом, чтобы вы могли быстро понять.

Жидкокристаллический конденсатор (Clc)

Жидкокристаллический конденсатор (сокращенно Clc) представляет собой конденсатор с параллельными пластинами, образованный верхним стеклянным общим электродом и нижним стеклянным электродом дисплея TFT LCD.

Когда на TFT подается питание, напряжение на Clc заставляет жидкий кристалл отклоняться.

Эквивалентная схема Clc Pixle показана на рисунке 1.

Рис. 1. Эквивалентная схема Clc пикселя
Рис. 1. Эквивалентная схема Clc пикселя

Накопительный конденсатор (Cs)

Поскольку значение конденсатора Clc слишком мало, чтобы изображения оставались на экране до следующего обновления, необходимо увеличить накопительный конденсатор (Cs), чтобы увеличить эффективное значение емкости пикселя.

Архитектура Cs в основном делится на два типа: Cs на воротах и ​​Cs на общих.

Это соответственно емкость пластины, образованная электродом дисплея и линией затвора или общей линией.

Учитывая, что Cs на воротах использует только следующую линию ворот, в то время как Cs на общем необходимо перенаправить на нижнее стекло, архитектура Cs на воротах более распространена.

Эквивалентные схемы Pixel обеих архитектур показаны на рисунке 2 ниже.

Рис. 2. Cs на общем и затворе
Рис. 2. Cs на общем и затворе

Как LCD меняет яркость или цвет?

Изменение яркости

Изменяя напряжение на конденсаторе Clc, состояние жидкого кристалла регулируется, чтобы контролировать количество света, проникающего на ЖК-дисплей.

В качестве примера возьмем TN LCD при 90 ° 4 В, соотношение между напряжением и коэффициентом пропускания показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Изменение яркости ЖК-дисплея
Рисунок 3. Изменение яркости ЖК-дисплея

Изменение цветов

Верхнее стекло TFT LCD панели CF состоит из маленьких точек трех цветов: красного (R), зеленого (G) и синего (B).

Изменяя интенсивность трех основных цветов, их смешение может генерировать различные цвета.

Взяв в качестве примера 6-битный ЖК-дисплей, он может отображать цвета 2⁶ x 2⁶ x 2⁶ = 262,144 4, а эффект смешивания цветов показан на рисунке XNUMX.

Рисунок 4. Изменение цвета ЖК-дисплея
Рисунок 4. Изменение цвета ЖК-дисплея

Корреляция между напряжением ЖК-дисплея и коэффициентом пропускания света

Уровень рабочего напряжения жидких кристаллов контролирует количество проходящего света, тем самым контролируя яркость и темноту огней красного, зеленого и синего цветов.

Взяв в качестве примера TN LCD на 4 В, кривая показывает корреляцию между рабочим напряжением жидких кристаллов и коэффициентом пропускания света на рисунке 5.

Рис. 5. Зависимость напряжения и светопропускания ЖК-дисплея
Рис. 5. Зависимость напряжения и светопропускания ЖК-дисплея

Процесс формирования ЖК-дисплея

Эквивалентная схема TFT

TFT используется в качестве переключателя управления напряжением для управления записью и удержанием напряжения каждого пикселя, чтобы соответствующее положение ЖК-дисплея могло быть записано с правильным напряжением.

Рабочая модель трубки N-MOS показана на рисунке 6, а эквивалентная схема записи сигнала пикселя показана на рисунке 7.

Рис. 6. Рабочая модель лампы N-MOS.
Рис. 6. Рабочая модель лампы N-MOS.
Рис. 7. Эквивалентная схема записи сигнала пикселя
Рис. 7. Эквивалентная схема записи сигнала пикселя

Напишите первую строку данных в TFT

Включаем первый ряд при выключении остальных с прежним напряжением.

Обновите первую строку до желаемого напряжения, установленного ранее, как показано на рисунке 8.

Рисунок 8. Запись первой строки данных в TFT
Рисунок 8. Запись первой строки данных в TFT

Напишите вторую строку данных в TFT

Выключите первую строку, напряжение было исправлено, поэтому цвет дисплея также был исправлен.

Включите вторую строку, оставьте остальные выключенными и обновите вторую строку до заданного напряжения.

По аналогии можно выполнить запись изображения всего экрана.

Рисунок 9. Запись второй строки данных в TFT
Рисунок 9. Запись второй строки данных в TFT

Инверсия полярности жидкого кристалла

Привод постоянного тока воздействует на молекулы жидких кристаллов

Длительное управление постоянным током может повредить молекулы жидких кристаллов. 

Аномалия в основном проявляется в том, что угол поворота жидкого кристалла не соответствует заданному значению, что приводит к остаточным изображениям.

Рисунок 10. Неравномерное вращение из-за длительного управления DI
Рисунок 10. Неравномерное вращение из-за длительного управления DI

Остаточные изображения, вызванные приводом постоянного тока

остаточные изображения

Остаточное изображение, вызванное возбуждением сигнала постоянного тока, можно разделить на остаток плоскости и остаток линии. 

Общие отклонения показаны на рисунке 11.

Рис. 11. Распространенные форматы склейки изображений на ЖК-дисплее
Рис. 11. Распространенные форматы склейки изображений на ЖК-дисплее

Причины остаточных изображений

  • Остаточные ионы жидких кристаллов, управляемые постоянным током;
  • При отключении напряжения ионы ЖК-ячейки адсорбируются на поверхности ПИ (полиимида);
  • Ионы, оставшиеся в ЖК, построены в электрическом поле. 
Рисунок 12. Остаточные ионы в ЖК создают электрическое поле.
Рисунок 12. Остаточные ионы в ЖК создают электрическое поле.

Инверсия полярности метод ЖК

Направление полярности электрического поля, приложенного к молекулам жидкого кристалла, должно постоянно меняться.  

Потому что молекулы жидких кристаллов могут быть повреждены после того, как они сохранят определенную полярность в течение длительного времени. 

Существует четыре основных метода инверсии полярности ЖК-дисплея: инверсия кадров, инверсия строк, инверсия столбцов и инверсия точек. Преобразования полярности показаны на следующем рисунке 13.

Рис. 13. Четыре основных метода преобразования полярности ЖК-дисплея
Рис. 13. Четыре основных метода преобразования полярности ЖК-дисплея

Характеристики инверсии полярности

Сравнение характеристик различных типов инверсии полярности в следующей таблице:

инверсияРАМАСтрокаColumnТочка
Контроль мерцанияНе оченьХорошоЛучшаяЛучшее
 Общее напряжениеDC / ACDC / ACDCDC
Общая мощность переменного токаНизкийВысокийARCXNUMXARCXNUMX
Мощность драйвераНизкийВысокийНизкийВысокий
Полная мощностьХорошоНе оченьХорошоНе очень

Режим привода Vcom

Режимы управления электродом Vcom разделены на постоянный ток (постоянный ток) Vcom и переменный ток (переменный ток) Vcom.

Вком постоянного тока

Учитывая, что мерцание точечной инверсии является лучшим, DC Vcom часто используется для ЖК-дисплеев большого размера.

Принципиальная схема привода постоянного тока, как показано на рисунке 14.

Рисунок 14. Принципиальная схема привода постоянного тока
Рисунок 14. Принципиальная схема привода постоянного тока

переменный ток Vcom

Поскольку AC Vcom не поддерживает инверсию точек, он часто используется в ЖК-дисплеях небольшого размера. 

Принципиальная схема привода переменного тока Vcom, как показано на рисунке 15.

Рисунок 15. Принципиальная схема привода переменного тока Vcom
Рисунок 15. Принципиальная схема привода переменного тока Vcom

Мерцать

Явление мерцания возникает из-за того, что асимметрия напряжения между положительной и отрицательной полярностями жидкого кристалла вызывает несбалансированность яркости положительной и отрицательной полярностей. Кривая VT показана на рисунке 16.

Улучшение: мы можем настроить Vcom, чтобы уменьшить мерцание. Однако, поскольку Vcom всей панели неодинаков.

Рисунок 16. Асимметрия Vcom
Рисунок 16. Асимметрия Vcom

Мы занимаемся производством ЖК-дисплеев более 15 лет, сотрудничая с клиентами в реализации их проектов и предлагая подходящие решения, которые вместе помогают вывести идею на рынок.

Поделиться этой статьей