原创 TN LCD技术介绍及应用指南

2010-6-13 13:19 2489 1 1 分类: 通信
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不加电场的情况下,入射光经过偏光板后通过液晶层,偏光被分子扭转排列的液晶层旋转90度,离开液晶层时,其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致,因此光线能顺利通过,整个电极面呈光亮。当加入电场的情况时,每个液晶分子的光轴转向与电场方向一致,液晶层因此失去了旋光的能力,结果来自入射偏光片的偏光,其偏光方向与另一偏光片的偏光方向成垂直的关系,并无法通过,电极面因此呈现黑暗的状态。



  其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间,液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列,如果电场未形成,光线会顺利的从偏光板射入,依液晶分子旋转其行进方向,然后从另一边射出。如果在两片导电玻璃通电之后,两片玻璃间会造成电场,进而影响其间液晶分子的排列,使其分子棒进行扭转,光线便无法穿透,进而遮住光源。这样所得到光暗对比的现象,叫做扭转式向列场效应,简称TNFETwisted Nematic Field Effect)。在电子产品中所用的液晶显示器,几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成。


 


液晶显示的驱动


  


    单路驱动基本思想:在相对应的一对电极间连续外加电场或不外加电场。根据此电信号,笔段波形不是与公用波形同相就是反相。同相时液晶上无电场,LCD处于非选通状态。反相时,液晶上施加了一矩形波。当矩形波的电压比液晶阈值高很多时,LCD处于选通状态。

 

  多路驱动基本思想:电极沿X、Y方向排列成矩阵,按顺序给X电极施加选通波形,给Y电极施加与X电极同步的选通或非选通波形,如此周而复始。通过此操作,X、Y电极交点的相素可以是独立的选态或非选态。

 

   驱动X电极从第一行到最后一行所需时间为帧周期Tf(频率为帧频),驱动每一行所用时间Tr与帧周期的比值为占空比:Duty=Tr/Tf=1/N。

 

    电压平均化:从多路驱动的基本思想可以看出,不仅选通相素上施加有电压,非选通相素上也施加了电压。非选通时波形电压与选通时波形电压之比为偏压比Bias=1/a。为了使选通相素之间及非选通相素之间显示状态一致,必须要求选点电压Von一致,非选点电压Voff一致。为了使相素在选通电压作用下被选通;而在非选通电压作用下不选通,必须要求LCD的光电性能有阈值特性,且越陡越好。但由于材料和模式的限制,LCD电光曲线陡度总是有限的。因而反过来要求Von、Voff拉得越开越好,即Von/Voff越大越好。经理论计算,当Duty、Bias满足以下关系时,Von/Voff取极大值。满足下式的a,即为驱动路数为N的最佳偏压值。


    

TN LCD

TN LCD(扭曲向列相显示)


TN LCD通常应用于低路数产品中,一般是白底黑字的字段或图案显示,。TN LCD有较好的对比度,驱动条件也不复杂。常见的有手表、计数器以及其他简单的仪器


 


HTN LCD(高扭曲向列相显示)
   
相比起TN LCDHTN可以应用于更高的驱动路数,通常为1/8~1/32路。应用于车载仪表、游戏机等。



STN LCD(超扭曲相列向显示)
   
顾名思义,超扭曲即扭曲角应很大,通常STN LCD的扭曲角大于90°而小于360°,一般的STN显示的扭曲角在180~270°之间。 STN LCD常应用于点阵或图形显示。


各种显示器件的对比


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LCD显示模式


   LCD显示模式分为正性显示和负性显示两种。正性显示是指显示部分是不透光的,非显示部分是透光的,俗称亮底暗字;负性显示是指显示部分是透光的,非显示部分是不透光的,俗称暗底亮字。


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LCD显示器从透光模式来分,可分为反射式、透射式、半透射式。反射式LCD是指底偏光片是反光型的LCD,只有LCD正面的光才能照射到LCD上面。一般适用于使用环境有光源的场所。透射式LCD是指底偏光片是透射型LCD。一般适用于环境没有光源,靠外加底光源的工作场所。半透射式是指底偏光片是半透射型的LCD。正面光可透过LCD,底面光亦可透过LCD。一般适用于外部光线不强的工作环境。


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视角方向VIEWING ANGLE


一般来说,LCD具有一个最佳观察方向。这个方向称为LCD的视角方向。为直观起见,引进时钟表盘来定义LCD视角,从哪个视角方向观察LCD最清晰,这个方向就是该LCD的视角方向。如下图,该LCD4:30方向观察最清晰,该LCD的视角方向为4:30。常见的视角方向为6:0012:00,即从下面或上面观察LCD最清晰。客户亦可以根据需要选择。




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背光灯类型 BACKLIGHT MODE


液晶显示器件是被动显示器件,本身不发光,是靠调制外界光实现显示的。一般液晶显示的采光技术分为自然光采光技术和背光源采光技术。目前常用的背光源主要是:半导体发光管(LED)LED是目前比较常用的背光源,有两种形式:底光LED和侧光LED
底光LEDLED直接阵列在LCD底下。
侧光LED: 这种方法是侧面LED通过导光板将光传到LCD底下。
电致发光(EL) 电致发光(EL)灯外形很薄,几乎不会增加LCD装配厚度。交流驱动,交流电通常为70~110V 400Hz,可以用外围芯片驱动
冷阴极荧光灯(CCFL) 冷阴极荧光灯(CCFL)颜色一般为白色,亮度很高。需加外部驱动器。


 


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显示效果演示TN


 

 


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后记:LCD引线在成品上一般是通过外壳紧紧的压住,靠挤压来接触输出,广大的电工们,经常会在产品设计阶段用到它,是没有外壳固定的。在初始阶段,可以用软排线加热来固定在LCD引脚上。加热可用温控的刀头烙铁,调200度就行了,高了就把线烧化了。没有调温的,用铁片(如锯条,刀片)或其他导热的垫一下。很容易固定的。

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