液晶電容 (Clc)

液晶電容（簡稱Clc）是由TFT LCD的上玻璃公共電極和下玻璃顯示電極組成的平行板電容器。

當 TFT 通電時，Clc 兩端的電壓驅動液晶發生偏轉。

Pixle的Clc等效電路如圖1所示。

儲能電容 (Cs)

由於 Clc 的電容值太小，為了保持屏幕上的圖像直到下一次刷新，需要增加存儲電容 (Cs) 以增加像素的有效電容值。

Cs架構主要分為兩種：Cs on gate和Cs on common。

它們分別是顯示電極與柵極線或公共線形成的板極電容。

考慮到 Cs on gate 僅使用下一條柵極線，而 Cs on common 需要在下層玻璃上重新佈線，因此 Cs on gate 的架構更為常見。

兩種架構的 Pixel 等效電路如下圖 2 所示。

LCD如何改變亮度或顏色？

亮度的變化

通過改變電容 Clc 兩端的電壓，調整液晶的狀態，以控制有多少光線穿透 LCD。

以90°4V的TN LCD為例，電壓與透過率的關係如圖3所示。

顏色的變化

TFT LCD 的上層玻璃 CF 面板由三種顏色的小點組成：紅色 (R)、綠色 (G) 和藍色 (B)。

通過改變三原色的強度，它們的混合可以產生各種顏色。

以6位LCD為例，可顯示2⁶ x 2⁶ x 2⁶ =262,144種顏色，混色效果如圖4所示。

LCD電壓與透光率的相關性

液晶工作電壓的高低控制著透射光的多少，從而控制著紅、綠、藍光的明暗。

以4V的TN LCD為例，曲線顯示了圖5液晶工作電壓與透光率的關係。

液晶顯像工藝

TFT的等效電路

TFT作為電壓控制開關，控制每個像素點電壓的寫入和保持，使LCD的相應位置寫入正確的電壓。

N-MOS管的工作模型如圖6所示，像素信號寫入等效電路如圖7所示。

在TFT中寫入第一行數據

打開第一行，同時使用之前的電壓關閉其餘行。

將第一行更新為之前設置的所需電壓，如圖 8 所示。

在TFT中寫入第二行數據

關掉第一行，電壓已經固定，所以顯示顏色也固定了。

打開第二行，其餘保持關閉，並將第二行更新為預設電壓。

以此類推，即可完成整屏的圖像寫入。

液晶極性反轉

直流驅動影響液晶分子

長期直流驅動可能會損壞液晶分子。 

異常主要表現為液晶旋轉角度與預設值不一致，產生殘像。

直流驅動造成的殘像

殘像

直流信號驅動產生的殘像分為平面殘像和線殘像。 

常見異常如圖 11 所示。

殘像的成因

• 殘留的直流驅動液晶離子；
• 關斷電壓時，液晶盒中的離子吸附在PI（聚酰亞胺）表面；
• 留在 LCD 內置電場中的離子。 

極性反轉 液晶顯示方式

施加在液晶分子上的電場的極性方向必須不斷變化。  

因為液晶分子長時間保持一定的極性後，可能會損壞。 

LCD的極性反轉方式主要有四種：幀反轉、行反轉、列反轉和點反轉。 極性變換如下圖 13 所示。

極性反轉特性

不同極性反轉類型的特性比較如下表：

反轉	車架	行	柱	點
閃爍控制	差	固德	生活	最好
公共電壓	直流/交流	直流/交流	DC	DC
普通交流電源	低	高	不適用	不適用
驅動力	低	高	低	高
總功率	固德	差	固德	差

Vcom驅動方式

Vcom電極驅動方式分為DC（直流）Vcom和AC（交流）Vcom。

直流電壓

考慮到Dot inversion的閃爍效果最好，DC Vcom常用於大尺寸LCD。

直流驅動原理圖，如圖14所示。

交流電壓控制

由於AC Vcom不支持點反轉，因此常用於小尺寸LCD。 

AC Vcom驅動原理圖，如圖15所示。

閃爍

閃爍現象的產生是因為液晶正負極性電壓不對稱，導致正負極性亮度不平衡。 VT 曲線如圖 16 所示。

改進：我們可以調整Vcom來減少閃爍。 但是，由於整塊面板的Vcom是不一樣的。

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