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TFT液晶顯示屏的驅動
來源: 日期:2013-11-12 11:54:29 人氣:標簽:
tft液晶顯示屏是有源矩陣顯示屏,因此,其驅動方式與tn、stn液晶顯示屏截然不同,采用的是有源矩陣動態驅動法。tft液晶顯示屏的驅動方式及電路十分復雜,作為液晶彩電維修人員,沒有必要對其驅動原理進行詳細了解,因此,下面僅從圖像色彩顯示角度,對其驅動原理進行簡要介紹。
(1)液晶顯示屏圖像的顯示
下面以1024×768分辨率的液晶屏為例,歸納一下液晶顯示屏顯示圖像的過程和容易混淆的問題。
分辨率為1024×768的液晶屏,共需要1024x3x768個點來顯示一幅畫面。下圖所示為1024x3×768液晶屏驅動框圖。
如果把一個液晶顯示屏平面分成x-y軸,分辨率為1024×768的屏幕,在x軸(水平方向)上會有1024x3=3072列,由8個384路輸出的源極驅動器(如ek7402)負責驅動;而在y軸上,會有768行,由3個256路輸出柵極驅動器(如ek7309)負責驅動。
在液晶顯示屏中,每個tft開關管的柵極連接至水平方向的掃描線,源極連接至垂直方向的數據線,而漏極連接至液晶像素電極和存儲電容。顯示屏一次只啟動一條柵極掃描線,以將相應一行的tft開關管打開。此時,垂直方向的數據線送入對應的視頻信號,對液晶存儲電容充電至適當的電壓,便可顯示一行的圖像。
接著關閉tft開關管,直到下次重新寫入信號前,使得電荷保存在電容上,同時啟動下一條水平掃描線,送人對應的視頻信號。
依次將整個畫面的視頻信號寫入,再從第一條重新寫入信號,此重復的頻率稱為幀頻(刷新率),一般為60~70hz。為便于理解,下圖給出了1幀柵極掃描信號的波形圖。
如前所述,對于1024x768分辨率的液晶顯示屏來說,有768行和1024×3=3072列。一般液晶彩電的刷新頻率為60hz,此時,每一幅畫面的顯示時間約為11(60s)=16.67ms。由于畫面的組成為768行柵極走線,所以分配給每一條柵極走線的開關時間約為16.67ms/768=21.7μs。因此,在柵極驅動器送出的波形中,是一個接著一個寬度為21.7μs的脈沖波,依序打開每一行的tft開關管。而源極驅動器則在這21.7μs內,經由源極走線,將顯示電極充放電到所需的電壓,便可顯示出相對應的圖像內容。
需要再次說明的是,加在液晶tft管源極的驅動電壓,不能像crt顯像管陰極那樣是一個固定極性的直流信號。因為液晶顯示屏內部的液晶分子如果處于單一極性的電場作用下,則會在直流電場中發生電解反應,使液晶分子按照不同的帶電極性而分別趨向于正、負兩極堆積發生極化作用,從而逐漸失去旋光特性而不能起到光閥作用,致使液晶屏工作壽命終止。因此,要正確使用液晶,不能采用顯像管式的激勵方式,而是既要向液晶施加電壓以便調制對比度,又要保證所加電壓符合液晶驅動要求,即不能有平均直流成分。具體的方法是在顯示屏的源極上,加上極性相反、幅度大小相等的交流電壓。由于交流電的極性不斷變化倒相,故不會使液晶分子產生電解極化作用,而所加電壓又能控制其透光度,從而達到調整對比度的目的。
(2)液晶顯示屏彩色的顯示
tft液晶顯示屏之所以能夠顯示出色彩逼真的彩色,是由其內部的彩色濾色片和tft場效應管共同協調工作完成的。下面結合下圖所示電路圖進行說明。圖中展示了液晶屏上一組三基色像素的示意圖。
從圖中可以看出,在t時刻,r、g、b三基色像素從源極驅動器輸出,加到源極驅動電極n-l、n、n+l上,即各tft管的源極s上,而此時(即t時刻),柵極驅動器輸出的行驅動脈沖只出現在第m行,因此,第m行的所有tft開關管導通,于是,r、g、b驅動電壓vl、v2、v3分別通過第m行導通的tft管加到漏電極像素電極上,故r、g、b三基色像素單元透光,送到彩色濾色片上,經混色后顯示一個白色像素點。
下圖給出了顯示三個連續白色像素點的示意圖。顯示的工作過程與前述類似,即在t,時刻,第m-l行的tft管導通,于是在第m-l行的對應列處顯示一個白色像素點;在t2時刻,第m行的tft管導通,于是在第m行的對應列處顯示一個白色像素點;在t3時刻,第m+l行的tft管導通,于是在第m+l行的對應列處顯示一個白色像素點;由于t1、t2、t3之間的間隔很小,因此,人眼看不到白色像素點的閃動,而看到的是三個豎著排放的白色像素點。
以上介紹的只是顯示白色的情況,若顯示其他顏色,原理是相同的。例如,若要顯示黃色,只需要r、g兩像素單元加上電壓,使r、g透光顯示出濾色片的顏色;同時,不給b像素單元加電壓,因此,b像素單元不能透光而呈黑暗狀態。也就是說,在三基色單元中,只有r、g兩單元發光,故能呈現黃色。
可見,如果將視頻信號加到源極列線上,再通過柵極行線對tft場效應管逐行選通,即可.控制液晶屏上每一組像素單元的發光與否及發光顏色,從而達到顯示彩色圖像的目的。各基色像素單元的源極列線,按照三基色的色彩不同而分為r、g、b三組,分別施加各基色的視頻信號,就可以控制三基色的比例,從而使液晶屏顯示出不同的色彩。
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