液晶显示(LCD)原理及优化设计
学科代码： 071201
学号： 110802010006
贵州师范大学（本科）
毕业论文
题目：液晶显示（LCD）研究与设计
学院：物理与电子科学学院
专业：电子信息科学与技术
年级：2011级
姓名：甘勇艺
指导教师：阮方鸣（博士）
完成时间：2015年4月17日
目录
摘要 (3)
ABSTRACT (3)
第一章概述 (4)
1.1平板显示简介 (4)
1.2.液晶显示现状 (4)
1.3液晶显示发展趋势 (5)
第二章 PCBI成像原理 (7)
2.1液晶分子特性 (7)
2.2成像单元 (7)
第三章.侧入式背光模组 (8)
3.1光反射膜 (9)
3．2扩散膜 (9)
3.3增亮膜 (8)
3.4发光二极管（LED）光源 (10)
3.5导光板 (11)
3.5.1 光学理论基础 (11)
3.5.2光度学 (12)
第四章．液晶显示的若干优化设计 (12)
4.1导光板的网点优化 (12)
4.2提高光能利用率 (14)
4.2.1系统光能损失分析 (14)
4.2.2提高光能利用率措施 (14)
4.3大尺寸 LED 背光模块驱动 (15)
4.3.1 LED 背光模块驱动设计总体方案 (15)
4.3.2 LED 驱动电路设计 (16)
4.3.3 LED 驱动电路电源部分设计 (17)
4.3.4 驱动电路测试及结果分析 (18)
总结与展望 (18)
致谢 (19)
参考文献 (20)
液晶显示(LCD)研究与设计
摘要
液晶显示是基于液晶的光电效应，液晶分子在不同的电压下有不同状态，由电场约束光线的通过量来控制屏幕的亮度，然后经过彩色滤光片过滤生成具有不同灰阶和各种不同颜色的画面，最后达到我们想要的彩色显示。但是，液晶显示面板(PCBI) 是一种被动型显示技术，即其自身是不能主动发光的，必须经过背光模组来提供发光源。PCBI的背后紧贴着背光模组用以照亮灰暗的画面。背光模组可以说是将许多个发光二极管(LED)的近似点光源整齐有序地排成一列成
为线光源，线光源经过导光板的作用转换为面光源。所以作为能直接影响侧光式背光模组光学属性的导光板显得尤为重要，有很大的研究意义。本文在深入探究其成像原理的基础上提出了若干优化设计。
关键词：液晶分子、电场、LED光源、导光板、背光模组
ABSTRACT
The liquid crystal display is based on the photoelectric effect of the liquid crystal，The Liquid crystal molecules in the different states have different voltages, by the electric field to control the amounr of light to control the screen. Then through different color filters to produce color grayscale and colcr images. In the end,achieve color display. But the PCBI is a passive display technology,that itself is not active luminous,must be provided by the backlight illumination source. Behind PCB’s close to the backlight to illuminate the gloomy picture. Backlight can be said to be a lot of light-emitting diode (LED) of the approximate point source neat and orderly arranged in a linear light source becomes, Line source through a light guide plate is converted into a surface light source. Therefore, as can directly affect the optical properties of edge-lit backlight light guide is particularly important, Significant research. In this paper, a number of optimization design is proposed based on an in-depth look into the imaging principle.
KEYWORDS：The liquid crystal molecules、Electric field、LED light source、The light guide plate、Backlight
1.1平板显示简介
平板显示的出现，是顺应时代的发展，迎合年轻人审美观的必然结果。平板显示的出现，颠覆了传统的大体积、大功耗的显示时代。平板显示的出现，是符合人们审美观的，以至于它能以迅猛的方式发展，呈现各种技术并立的局面，主要包括：液晶显示(LCD)、等离子显示(PDP)、发光二极管显示(LED)、有机发光二极管显示(OLED)、等等。其中，液晶显示、离子显示、有机发光二极管显示是现在以及未来一段时间内的三大主流技术。
近年来，平板显示市场份额不断扩大，平板电视在市场上已经成为彩电行业的主流，这充分说明了平板电视基本取代了原来的CRT。随着人们对平板化的高清TV、电脑、移动电话等电子产品消费需求的加大，这种需求成为了促进平板技术发展的动力。所以，它和传统的CCFL对比还是有很大的优势的，主要体现在如下几方面：
（图1-1 LED 背光与CCFL背光主要参数对比）
1.2液晶显示现状分析
目前，液晶显示器件基本上取得了全面的发展，带动其他零碎产业的发展，成为平板显示市场的主流。因其符合国家节能、环保、寿命长等标准，使其发展领域覆盖面非常广阔，从小尺寸的MP3到大尺寸的家用电视机，无不有它的身影。人们在社会活动、生产、科研、生活等过程中都需要获得大量的信息,人们对信息的传递、获取、处理的需要量不断在增加。不言而喻，我们平时的信息来源大部分来源于视觉。因为视觉信息不仅量大,而且及时、可靠。所以人们早就重视发展
显示技术,付出了很大的代价。历经多年的努力，中国LCD产业也有属于自己的春天，LCD从无到有，从无源进入有源，如今已成为世界最大材料供应商之一。目前在中国大陆与LCD产业相关的生产厂商、科研院所大约有180家，主要分布在东部远海，如长江三角洲、珠江三角洲等。
（图：液晶显示屏的整体结构）
1．3 液晶显示发展趋势
1）高亮度高对比度
理论上来说亮度越高，对比度越高，画面显示的层次就越丰富，图像就越清晰，适应的环境也越广泛，这也是判断显示器好坏的一个指标。再有更换高亮高效的光源也是提升整体亮度的一个手段。由于液晶本身特性的影响，不比主动发光类型的显示技术，黑态下可以做到“全黑”，即光源彻底关断漏光几乎消除，使得在白态下最高亮度虽然不高，对比度也会很高，达几千比一以上。
2）大尺寸
大尺寸给人一种更逼真的画面重现，更生动的体验乐趣，显示器的尺寸在在顺应人们的要求变得越来越大，显示面积一次一次地被刷新。随着面板加工技术的大幅提升，半导体工艺愈发精湛，大尺寸变为可能，各方液晶厂商都在努力建设高时代产线，现在最大的为日本夏普公司十代线，幅宽可达三米。新世纪产线不仅能产出更大尺寸的面板，对于小尺寸面板的切割方面也更加合理，产量和质量大幅度提升，并且工艺也代表一个新的高度，能产出更优质的产品，大尺寸面板仍是未来发展方向。
3 ）高分辨率
像素点的密度越高，图像显示就越清晰越光滑，如乐视TV退出4K神器以来，其他厂商的液晶工艺水平也在不断提升，像素也越做越小，未来出现照片级别的图像将不是梦。还有，低温多晶硅技术的出现对高分辨率带来新的手段，其电子迁移率高，有源矩阵可以作小，不仅提高像素开口率，也提高了像素密度。
4）低功耗
绿色环保作为现下最为时尚的名词，液晶也要紧赶时尚的步伐。由于LED发光是冷光源，光能转换率高，不像其他光源在发光的同时还要发热，一般的液晶显示是场效应型的，工作电流极小，虽然电压较高，但可以说功耗方面有先天优势，远远强于PDP这类高耗型的显示技术。可相较OLED显示、LED显示等来说存在一定劣势，主要在于其必须使用背光源，而不如主动型发光器件几乎只在显示时才耗电，尤其在不要求高亮度或全屏显示时，总功耗会大大降低。而配合LED的动态背光等新技术的应用，使得部分背光源得到休息，无疑使得功耗能进一步降低。
5）快速响应
作为分子级别的液晶显示，在响应速度方面却不及OLED、PDP等，液晶响应只有毫秒级，远远慢于电子级别的显示技术的微秒级，所以在动态画面显示时，高速移动图像就有可能出现“拖尾”、“重影”等现象。提高其速度的方法也层出不穷，提高工艺减小液晶盒厚度，开发新型液晶材料等等，能从十几毫秒缩短到几毫秒，已基本满足应用要求，当然为达到更加完美的动态显示效果，响应速度必须进一步提高。
6 )广视角
广视角，即画面的可视范围，一般从正面观视清晰度最高，越往两边越模糊或是图像失真。说到视角，液晶显示是不如OLED、PDP等主动发光型显示的，TN型液晶显示，由于液晶分子的排列方向以及使用的各层膜材如偏光片等，视角大小和最佳视角方向都不好，为此，先后提出的V A模式、IPS模式、膜补偿方式等改善方法，都起到很好的效果，实现160。以上的视角已不成问题。
二. PCBI成像原理
2.1液晶分子特性
液晶显示原理完全依赖液晶分子的电光效应，液晶分子可以看作类似棒状的条形结构，是一种介于液体与晶体之间的特殊的有机化合物，同时具有液体的流动性和晶体的光学、电学等特性。本身对电磁场比较敏感，实用价值极大，但是受温度限制，较高会破坏晶体结构。液晶条形分子的排列顺序会在加电压状态下改变，随着电压值的不同，排列状态也随之改变。当条形的液晶分子与光平行时阻挡面最小，几乎所有的光都能通过，当条形的液晶分子与光垂直时阻挡面达到最大，此时光的通过量最小，适当控制电压值就可以控制不同的光通过量。使整个平面上部分光透过而另一部分光不透过，再辅以彩色滤光片的配色产生不同灰度层次颜色的图像，从而达到彩色显示的目的。
（图：液晶分子在不同电压下的变化）
2.2成像单元
彩色滤光片(Color Filter)，彩色滤光片是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色即三基色构成的。把RGB三种颜色，分成相互独立又彼此靠近的三个点．各自拥有不同的灰阶变化，然后把临近的三个RGB显示的点，当作一个显示的基本单位，也就是我们平常说的像素(pixel)。每一个像素由三种颜色的单元所组成，通过对这三种颜色的单元进行控制就可以调配出成千上万种不同的颜色。多数平面显示器就是利用这个原理来显示色彩。
液晶显示屏幕结构可以形象地比作成三明治结构，在两片玻璃之间夹有液晶分子材料。在加入液晶的过程是一个相当有难度的过程，倒入液晶的过程中会尽量保持液晶棒状分子的长轴大致平行，从下到上包含背光源、下偏光片、TFT array 驱动阵列、液晶层、彩色滤光膜、上偏光片，其中在驱动IC连接在TFTarray基板上。动电路对某个像素位置加上电压，该像素区域的液晶分子就会失去旋光特性，线偏振光在通过液晶时偏振状态将不会改变，还是保持遇上偏光片的偏振方向垂直的状态，因此光将上偏光片挡住，此显示状态为暗态。这正是薄膜晶体管液晶显示的基本原理，虽然根据液晶显示模式不同，显示原理会有差异，但是基本原理不变，是以液晶的电光效应为基础的。
（图：显示屏外观）（图：放大的像素点）
三．侧光式背光模组
侧光式背光模组的结构和直下式的有所区别，比直下式背光模组多出一个导光板，少一个扩散板，因为导光板自身是硬质材料，不需要另外加其他结构用来支撑（直下式则需要若干个支架支撑），且扩散效果可由扩散膜顶替，简单来看就是直下式的空气腔被导光板填充，光源从导光板侧边导入，自然而然也担当着混光的角色。光源只需在导光板的一边即可，其工作原理是光源发出的线光从侧端面进入导光板，由于全反射原理不断向前推进，接触到导光板表面微机构就会根据光散乱原理发生散射从上表面射出，形成垂直的均匀平面光。导光板也不同于直下式背光模组的空气腔有压缩极限，它的厚度完全可以做到很小，所以其占用的空间小，使背光模组做到很薄，进而做出超薄液晶显示终端，这也是侧光式
背光模组的优势所在。另外一个优势，侧光式背光模组可以大大降低光源的数量，进而降低生产成本，减小发光功耗，在大尺寸方面尤为突出。
（图：背光模组）
3．1 光反射膜
反射膜是白色镀银或镀的薄膜片，厚度在0．1mm~0．2mm之间，厚度相当薄反射率又极高的材料，反射率通常都会达到95％，某些镀银发射膜甚至可以高达99％。反射膜一般安放在背光模组最底层，作用是收集从底部漏出的光，将其反射回系统中去，这是提高光能利用率的关键步骤。
3.2 扩散膜
扩散膜基本上会是出射光接触到的第一层膜材，对于直下式背光模组，直接放置于距光源有一定距离的上方，对于侧光式背光模组，直接放在导光板上方，其主要功能就是对光线做散射处理，达到雾化效果。侧光式背光模组中有导光板，则会用较薄的扩散膜，注重高雾度的特性。扩散膜的制作方法主要是在基板材料中加入纳米级的化学颗粒，譬如硅或二氧化硅颗粒作为散射粒子，以此用来模糊出射光形成的亮度不均；还有利用莫尔条纹现象和光学成像原理制作的，设计思路与一般成像系统的思路背道而驰，即不是使像差降到最小从而得到最高的成像品质，而是专门使用不同光学组件交叠后形成的莫尔条纹现象产生新光学组件，相应的增加像差程度，利用像差所具有的模糊影像特征来达到雾化的效果。
3.3增亮膜
经扩散膜出射的光线基本上会被打散，在各个方向上亮度一致，按照我们平
时欣赏画面影像的习惯一般都是从正面观看显示屏，这样，向上方和下方出射的光线对于我们来说是，所以增亮膜就是为了提高光能利用率，减少不必要的损失。棱镜片，是增亮膜中的一种，最主要的功能就是将光线集中到法线上来，增加正面亮度。它是由排布有规律且结构相同的棱形阵列组成，棱形微结构一般是三角形，顶角约为80度，间距在l0mm以下，利用光的全反射原理达到增亮目的。光在射入棱形结构时，因为材料和空气之间的折射率差产生全反射，让角度过大的光线又反射回去可以被再次利用，最后的出射光角度大概集中在70度左右。
3．4 LED光源
背光模组作为液晶显示器的背光源，所有结构组件各司其职，都为了能有更好地光学品质而发挥着各自的本领，发光源就为背光模组提供了光的直接来源，从另一个角度来说没有光源的背光模组就不是背光模组，液晶显示器将更是无法工作。背光模组所用的发光源主要有两种：冷阴极荧光灯管(CCFL)和发光二极管（LED)
3．4.1 LED发光原理
发光二极管材料是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN 结。因此它具有一般P-N 结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N 区注入P 区，空穴由P 区注入N 区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如下图所示。
（图:PN结发光示意图）
发光二极管，其实就是一种半导体二极管，但它能将电能大部分转换成光能，这也是平板显示低功耗的原因之一。它的基本结构相对简单，将发光半导体材料做成内芯，再用树脂等材料密封保护起来即可，寿命长、相应的抗震性能也很好。发光的颜色与自身半导体材料有关，不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态是不同的，当电子和空穴复合时释放出的能量越多，LED发出的光的波长越短，光的能量越高。所有的LED不管什么材料几乎都是发单色光，要想直接发复合光是不太容易的，然而复合光的应用范围并不比单色光小，尤其是白光，所以复合光LED也是较重要的技术，原理就是以混色理论为基础，依靠同色异谱理论，将几种单色光复合成所需颜色。
3.5导光板
导光板的明显作用是将线光源转换成面光源，均匀地从屏幕的正面射出。侧入式背光模组完成线光源或点光源到面光源的转换就是依靠导光板实现的，可以说导光板在整个侧入式背光模组中起着举足轻重的作用，它的设计与改进自然是侧入式背光模组光学设计的重点。导光板的材料为PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯），是一种有机玻璃，俗名亚克力，具有高透光性，质量轻，高机械强度，易于加工等特点，折射率在1.48-1.52之间。正是利用它与空气的折射率之差，使得光在导光板中会产生全反射，使光不断向前推移。如果没有其他限制结构，光会从侧边进入后发生全反射一直向前传播而不会从正面射出。当适当加以破坏全反射的条件，就可以实现光从正面出射的效果。
3.5.1光学理论基础
反射和折射定律
反射和折射现象是光在传播中遇到不同介质的界面时发生的最基本现象，即一部分光反射回同一介质，一部分光穿过界面进入另一介质，反射定律是说反射光线和入射光线在同一平面内，分别位于法线的两侧，反射角与入射角相等
散射理论
我们现在考虑一束光，而不是单根的光线。若传播过程发生在均匀介质中则光会按照直线方向一直传播下去，但当介质不均匀，比如介质中有微粒，则部分光就会偏离原来方向向四周射去，即发生了散射现象。像夜晚我们打开手电筒可以看见光柱，还有一束光通过稀释后的牛奶后为粉红色，而从侧面和上面看却是浅蓝色等等都是由于光的散射造成的。
光度学
前面主要是对光传播方向的研究，无法表现出有关光能量的信息。在光学系统中，光的传播重要的还是光能的传导，所以对光能量的度量化对表征一个光学系统十分重要。光度学和辐射度学都可以用来计量光能，其中光度学与人眼有关，它研究人眼感知的光强弱，所以我们显示领域多用光度学概念，毕竟显示器的画面影像是供人欣赏的。辐射度量是客观物理量，但波长不同而量值相同的辐射度量引起的人眼的视觉是不同的，即我们能相当精确地判断两种颜色的光亮暗感觉是否相同，这种差异辐射度量无法描述。光度学则是以人的视觉为基础，对光辐射进行测量的科学，光度量体现了人眼的视觉特性，所以光度学概念都是建立在可见光范围内的。
四. 液晶显示的若干优化设计
4.1.1导光板的网点优化
导光板光学设计
导光板技术影响整个背光模组的光学性能，重点都在它的光学设计上面，它可以说是一项复杂而又很有挑战的工程，国内外的学者和工程师们都在做各种不同的努力。由于光自身独特的性质，依据使用的不同光学理论可分为几何光学和波动光学两种设计思路，其中依据几何光学设计的导光板是现在的主流，包括扩散网点分布、微结构、材料扩散方式等，而采用波动光学理论制作的导光板由于其特殊性，将会是导光板技术发展的一个方向，这方面国外研究的比较多。如前
面论述的，表面微结构是导光板中将线光源或近似点光源转换成面光源的主要部分，本论文工作是基于油墨印刷式导光板开展的，则其中扩散网点设计的研究是重点。网点的分布理论主要分为规则的网点分布和不规则的网点分布。其中，规则的网点分布设计简单，网点分布很有规律，正是这种有规则的网点分布图案，在随着显示器的大型化，就会与液晶盒内数据线和栅极引线两个规则性的图案产生干涉，影响显示质量。为了克服这种规则图案相互干涉产生的莫尔条纹带来的视觉模糊等问题，新的网点分布理论应运而生。
侧边式背光模组的设计则主要在于导光板，利用这一部件将侧面的光有效地从其上表面出射，再利用扩算膜和增光膜达到最终的效果。导光板的设计主要是将其底面作合理的微结构分布，使光线散射、折射和反射，以达到整个板面的亮度均匀。鉴于国内现有的加工工艺和生产能力，对于小尺寸的导光板，现底面多采用网点式加工，因此网点设计就成了整个背光模组设计中的关键一环。
4.1.2导光板一体化结构
导光板经过不断的改进，逐渐向薄型化、轻量化和集成化的方向过渡。目前广泛使用的导光板一般只有一面有微结构设计，而另一面则是平面结构。为了更好的传导光线，精简背光模组结构．减少光学膜层的数量，可以对导光板的上下表面同时进行加工。一般方法是在一个平面上加工网点结构进行光的传导，而另一个平面上加工线状浮雕结构进行拢光和增亮。这种一体化的导光板设计．优点是可以将棱镜膜的功能整合到导光板之中，不仅减小了背光模组的厚度、简化构造，而且可以减少外购组件、降低生产成本、缩短组装时间，同时达到高亮度化及低成本的目的。上述一体化结构各自有其导光特点，但主要作用是一致的，都是为了改变光线的传播方向。通过改变参数，可以把水平入射的LED点光源变成向上发射的均匀分布的面光源。
4.1.3网点布置合理化
通过控制网点的半径和间隔均可以调整其密度，达到最终的亮度均匀。散射点为球冠状，高度设为h，球半径为R；坐标沿板面长度方向为x，宽度方向为Y，居中心位置，x方向的点的间距为s)，Y方向间距为sy，先确定网点的半径r，它与球半径R之间的关系满足
r2+（R-h）2=R2
r=（2Rh-h2）?
4.2提高光能利用率的方法
4.2.1液晶显示系统光能量损失分析
(一)偏光片的吸收损耗
为了让液晶能有效地控制光能的透过率从而显示图像，在其下方必须有一个偏光片，偏光片只允许某一特定方向的偏振光通过，而把另一方向的偏振光吸收。同时考虑到偏光片的吸收特性和工艺缺陷，大约只有40％的光能通过这一层。
(二)光在导光板中的利用率
导光板的主要作用是将点光源或线光源转换为面光源，出射光不但亮度要达到要求，还要有比较好的均匀性。在导光板内，利用光的多次反射和折射使光线近似均匀的从上表面射出，所以大多数光线在导光板内部的行程都非常长，而且多次与导光板界面发生作用，吸收、反射及折射损失都不可避免，同时，多次的折射和反射还会导致偏振光的偏振性下降，影响以后对光的利用。最终，约有60％的光可以通过导光板射出。
(三)彩色滤光片造成的损失
彩色滤光片(Color Filter简称CF)是LCD彩色化的关键零组件，也是面板关键零组件中占生产成本比重最高的部分。对于三基色(红、绿、蓝)滤光片，各区域分别只允许红色波段、绿色波段、蓝色波段之中的一种光通过，而其他两种光则不能通过，即只有三分之一的光能够继续利用。显而易见，一块分辨率为1280x 1024的面板，实际拥有3840×1024个晶体管及子像素。由于要在空间上依赖更多的像素来实现颜色的表达，因此彩色滤光片技术牺牲了显示屏的空间分辨率，一块实际上有3840×1024像素的液晶显示器，只有1280×1024的分辨牢。
4.2.2提高光能利用率的措施
偏振分光重利用：由导光板出射的光包含两种极化方向：P偏光和S偏光。而在这两种偏振光中，只有P偏光能通过液晶显示器，S偏光则不能，造成近一
半的光无法被利用。偏光转换是利用一定的结构，先将自然光分解成P偏光及S 偏光，再将S偏光通过某种方法转换成P偏光，重新进行利用。经过转换后，原先被拦截掉的S偏光也能够进入导光板，从而提高了对光能的利用率。自然光经过偏振分光棱镜(PBS)后被分成P偏光和S偏光，其中P偏光进入背光模组的下一光学元件进行利用，而S偏光则经过液晶光阀进行偏振态的转换后变为P 偏光，同样进入背光模组的下一光学元件进行利用。
4.3 大尺寸 LED 背光模块驱动
4.3.1 LED 背光模块驱动设计总体方案
LED 驱动电路整体设计方案如图所示。整个大尺寸LED 背光模块系统由220V 交流电压供电,而驱动LED 需要使用直流电,因此要经过变压、整流、滤波电路,将交流电转换为所需的直流电,最后直流电经过LED 驱动电路来驱动LED。
（图：4-1 LED 驱动电路整体设计方案）
LED 实际上是一个电流驱动的低电压单向导电器件,给LED 供电的电源
必须注意以下事项:
(1)LED 是单向导电器件,因此需要用直流电流或单向脉冲电流给LED 供电。
(2) LED 是一个具有PN 结结构的半导体器件,具有势垒电势,这就形成了
导通门限电压,加在LED 上的电压超过这个门限电压时LED 才会充分导通。LED 的门限电压一般在2.5V 以上,正常工作时的管压降为3~4V。
(3) LED 的I-V 特性是非线性的,流过LED 的电流在数值上等于供电电源的电动势减去LED 的势垒电势后再除以回路的总电阻(电源内阻、引线电阻和LED 体电阻之和)。因此,流过LED 的电流和加在LED 两端的电压不成正比。
(4) LED 的PN 结的温度系数为负,温度升高时LED 的势垒电势降低。由于这个特点,所以LED 不能直接用电压源供电,必须采用限流措施,否则随着LED 工作时温度的升高,电流会越来越大,以至损坏LED。
(5) 流过LED 的电流和LED 的光通量的比值也是非线性的。LED 的光通量随着流过LED 的电流的增加而增加,但不成正比,越到后来光通量增加得越少。因此,应该使LED 在一个发光效率比较高的电流值下工作。因此,LED 驱动电路应具有直流控制、高效率、PWM 调光、过压保护、负载断开、小尺寸以及简便易用等特点。
4.3.2 LED 驱动电路设计
在直流变换器中有几种常用的基本变换器拓扑,它们是BUCK 型、BOOST 型、BUCK-BOOST 型,此外还有SEPIC 型和ZETA 型等变换器。BUCK 降压型变换器可以在提供恒定电流的情况下保证很高的效率,能提供范围很宽的输入电压和输出电压,而且设计反馈控制电路也相对简单。BUCK 型变换器可以很容易的使工作效率超过90%,非常适合驱动高亮LED。准备选用HV9911 来设计BUCK 型电压变换电路来驱动串联大功率LED。HV9911 是Supertex 公司生产的第二代高电压LED 驱动芯片,它是闭合环路的开关模式LED 驱动器,并有一个负载调节运算跨导放大器,用于闭环控制输出电流,对PWM 调光有良好的暂态反应。HV9911 包含了9V~250VDC 输入电压稳压器,不需要额外电源,仅由单一输入电压提供IC 工作电源。同时内建了2%精密参考电压(全温度范围),能精确地控制LED 串联电流,并包含了断路用的FET 驱动电路。当输出短路或过电压时,便会自动断开LED 串对地的路径,此功能缩短了控制电路的反应时间。
（图4-2: HV991内部结构）
图3-4 所示为利用HV9911 设计的BUCK 型LED 驱动电路。电路中
J1A、J1B
为电压输入引脚,输入电压范围130V~250VDC。J2A、J2B 为输出引脚,输出电压范围20V~100VDC,输出电流350mA,电流波动±5%,可驱动25 个功率为1W 的LED。J3A 为同步信号引脚,用于多个驱动电路之间的同步,开关频率150kHz。因为此电路为降压型电路,所以电路只提供了过流保护电路,而不提供过压保护电路。驱动电路可通过两种途径调节LED 亮度:
(1) 在亮度调节幅度不是很大的情况下,采用PWM 调光,即从J3C 脚输入PWM信号,调节HV9911 输出电流占空比;
(2) 在亮度调节幅度比较大的情况下,采用模拟调光,即通过调节J3B 引脚上的电压,改变HV9911 输出电流的峰值。
（图4-3: HV9911 组成的大功率LED 驱动电路）
4.3.3 LED 驱动电路电源部分设计
HV9911 工作电压为130V~250DC,因此先使用变压器将市电交流220V 降压至
交流110V,再通过整流滤波电路,将110V 交流电压变为150V 左右的直流电压。整
个背光模块所用LED 功率耗散一共400W,因此采用的变压器功率为
500W。LED
驱动电源部分原理图如图4-4 所示
（图4-4: LED 驱动电路电源部分）
4.3.4 驱动电路测试及结果分析
(1) 输出电压与输出电流关系
LED 驱动电路应具有恒流特性,即当负载阻值改变时,LED 驱动电路输出电流应维持恒定。此部分就对LED 驱动电路的恒流特性进行测试。测试条件:输入电压为直流150V,设定输出电流峰值为350mA,PWM 信号占空比为100%。负载使用蓝光LED,当电流为350mA 时,单个LED 电压约为 3.5V 。测试中,最初使用7 个蓝光LED 作为负载,每次增加 3 个LED,最终驱动电路驱动25 个蓝光LED。记录每次测量中LED 两端电压以及相应流过LED 的电流。测试结果绘制成曲线如图3-7 所示。由图可见,当输出电压在20V~90V 之间变化时,流过LED 的电流维持在350mA,起到了恒流驱动的效果,达到了设计目标。
(2)VIREF 与输出电流峰值关系当改变HV9911 的IREF引脚电压
时,LED 恒流驱动电路输出电流幅值应随之发生改变,即驱动电路的模拟调光功能。测试条件:输入电压为直流150V,PWMD 占空比为100%,负载使用25 个蓝光LED。测试中改变IREF 引脚电压,记录此时流过LED 的电流大小。测试结果如图3-8所示,输出电流峰值与IREF引脚电压基本成正比例关系,实现了LED 驱动电路的模拟调光功能。
总结与展望：
写这篇论文的动机的缘由来自我的实习内容，实习的过程基本把液晶显示板的内部结构有一个大致的了解，对我理解它的工作原理及优化设计有很大的帮助和启发。液晶平板显示看似简单，但是它内部组成元件繁杂，综合了很多光电学等物理知识，每一个元部件从诞生到改进都蕴含着的人类智慧的结晶。液晶面板显示图画的过程是错综复杂的，每一个环节的偏差都可能逐级放大，造成最终的画质严重下降。研发工程师们一直在致力于研发出最完美画质的显示板，让人们享受高清晰、超逼真的动感画面。
本文主要围绕目前主流的液晶电机视的显示原理，重点介绍了LED发光源驱动设计，侧入式背光模组的组成结构，导光板网孔布局合理化，以及提高光能利用率的若干措施。自LED技术发展以来，它的应用日益广泛，已经成为人们生活重要的组成部分，小到手电筒的照明、电脑的显示，大到航空行业，无不有它的发展空间。随着新技术的不断向前推进，未来的液晶显示技术还会在其他领域发挥更多的优势，给人们带来更舒适的生活空间。
五. 致谢
在这段时间里，我的收获是多方面的。首先是学业上的进步和自身知识结构的重构，自己的知识运用能力、查阅资料能力和分析解决问题能力等都有很大提高。在论文完成的过程中，除了我自己一个多月来的潜心学习和研究之外，也凝聚了其他人的心血，是他们在背后默默支撑着我。所以在这里，我要对帮助过我完成论文的人表示衷心地感谢。
首先，我要对我的论文指导老师阮方鸣教授表示我最由衷的感谢。阮教授勇攀科学高峰、多年来潜心研究、孜孜以求的精神，深深地感染着我、鼓励着我。由他作我的指导老师是我莫大的荣幸。感谢他给予我有用的参考资料。
感谢物理与电子科学学院授课的各位老师，正是由于他们的传道、授业、解惑，让我学到了专业知识，并从他们身上学到了如何求知治学、如何为人处事的道理。特别是辅导员老师，为了能让我们每一位毕业生顺利毕业操心劳肺。
感谢我的最好的兄弟给予我的帮助，他们为我撰写论文提供了不少建议和帮助，大家一起学习，一起玩耍，共同进步，生活上是我心灵的寄托，学习上是我的好帮手。因为有他们，大四很精彩。
甘勇艺
2015年4月于贵州师范大学
参考文献
【1】孙洵．平板显示产业的发展现状和前景分析(液晶专题)．现代显示．2007．77：45．51
【2】王新久．液晶光学和液晶显示．北京．科学出版社．2006
【3】小林骏介．下一代液晶显示．北京．科学出版社．2004
【4】季旭东．平板电视的技术进展．光机电信息．2003．5：11．15
【5】费民权．液晶电视技术的发展现状分析．液晶与显示．2003．18(5)：379．387
【6】刘跃．LCD、PDP、CRT发展现状及展望．稀土信息．2004．10：21．23
【7】汪晓松．场致发射平面显示器的发展及应用前景．电视技术．2006．6：39-40
【8】洪炯星．中国ⅡT液晶产业链发展研究【学位论文】．上海．上海交通大学．2009
【9】：E晓明，郭伟玲，高国，沈光地．LED用于LCD背光源的前景展望．现代显示．2005．53：24．28 【10】雪生．用于LCD的LED背光源．现代显示．2005．53：34．37
【11】季旭东．新型LCD用LED背光源．照明工程学报．2004．15(2)：23．27
【12】叶逸仁．印刷式超薄导光板．中国．200720146213．0．2008．5．28
【13】刘明达，侯仕骑，饶瑞年．导光板模仁的制造方法．中国．200610136521．5．2008．4．30 【14】吴桔生，何华，李宏彦．导光板散射网点的初步设计．现代显示．2007．2
【15】陈祥贤，徐平，万丽丽等．新型背光系统导光板技术．液晶与显示．2007(10)：576．582
【16】张楠，唐振方，栗万里等．光散射聚合物导光板的材料参数设计．光散射学报．
【17】骆健忠，陈哲，张永林，李丰丽，蔡昌．侧光平板式导光板散射网点设计及仿真分析．液晶与显示．2006．21(3)
【18】翟峰．Novel Integrated Light-Guide Plates for Liquid Crystal Display Backlight．Journal of Optics．2005．7(3)
【19】翟峰．High light guide plates that can control the illumination angle based on microprism structures．Applied Physics Letters．2004．85(24)
液晶显示屏背光驱动集成电路工作原理
对“剖析液晶屏逻辑板TFT偏压电路”一文的一点看法（此文为技术探讨） 在国内某知名刊物2010年12月份期刊看到一篇关于介绍液晶屏逻辑板TFT偏压电路的文章，文章的标题是：“剖析液晶屏逻辑板TFT偏压电路”这是一篇选题极好的文章、目前液晶电视出现的极大部分屏幕故障例如：图像花屏、彩色失真、灰度失真、对比度不良、亮度暗淡、图像灰暗等等故障都与此电路有关，维修人员在维修此类故障时往往的面对液晶屏图像束手无策，而介绍此电路、无疑对类似故障的分析提供了极大的帮助，目前在一般的期刊书籍介绍分析此电路的文章极少。 什么是TFT屏偏压电路？现代的液晶电视都是采用TFT屏作为图像终端显示屏，由于我们现在的电视信号（包括各种视频信号）是专门为CRT显示而设计的，液晶屏和CRT的显示成像方式完全不同，液晶屏要显示专门为CRT而设计的电视信号，就必须对信号的结构、像素排列顺序、时间关系进行转换，以便液晶屏能正确显示。 图像信号的转换，这是一个极其复杂、精确的过程；先对信号进行存储，然后根据信号的标准及液晶屏的各项参数进行分析计算，根据计算的结果在按规定从存储器中读取预存的像素信号，并按照计算的要求重新组合排列读取的像素信号，成为液晶屏显示适应的信号。这个过程把信号的时间过程、排列顺序都进行了重新的编排，并且要产生控制各个电路工作的辅助信号。重新编
排的像素信号在辅助信号的协调下，施加于液晶屏正确的重现图像。 每一个液晶屏都必须有一个这样的转换电路，这个电路就是我们常说的“时序控制电路”或“T-CON（提康）电路”，也有称为“逻辑板电路”的。这个电路包括液晶屏周边的“行、列驱动电路”构成了一个液晶屏的驱动系统。也是一个独立的整体。这个独立的整体是由时序电路、存储电路、移位寄存器、锁存电路、D/A变换电路、译码电路、伽马（Gamma）电路（灰阶电压）等组成，这些电路的正常工作也需要各种不同的工作电压，并且还要有一定的上电时序关系，不同的屏，不同的供电电压。为了保证此电路正常工作，一般对这个独立的驱动系统单独的设计了一个独立的开关电源供电（这个向液晶屏驱动系统供电的开关电源一般就称为：TFT偏压电路）；由整机的主开关电源提供一个5V或12V 电压，给这个开关电源供电，并由CPU控制这个开关电源工作；产生这个独立的驱动系统电路提供所需的各种电压，就好像我们的电视机是一个独立的系统他有一个单独的开关电源，DVD机是一个独立的系统他也有一个单独的开关电源一样。是非常重要也是故障率极高的部分（开关电源都是故障率最高的部分，要重点考虑）。图1所示是液晶屏驱动系统框图。从图中可以看出，其中的“TFT偏压供电开关电源”就是这个独立系统电路的供电电源它产生这个驱动系统电路需要的各种电压，有VDD、VDA、VGL和VGH电压供各电路用。
液晶显示器的工作原理
液晶显示器的工作原理 我们很早就知道物质有固态、液态、气态三种型态。液体分子质心的排列虽然不具有任何规律性，但是如果这些分子是长形的(或扁形的)，它们的分子指向就可能有规律性。于是我们就可将液态又细分为许多型态。分子方向没有规律性的液体我们直接称为液体，而分子具有方向性的液体则称之为“液态晶体”，又简称“液晶”。液晶产品其实对我们来说并不陌生，我们常见到的手机、计算器都是属于液晶产品。液晶是在1888年，由奥地利植物学家Reinitzer发现的，是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物。一般最常用的液晶型态为向列型液晶，分子形状为细长棒形，长宽约1nm～10nm，在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像。 1. 被动矩阵式LCD工作原理 TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之间的显示原理基本相同，不同之处是液晶分子的扭曲角度有些差别。下面以典型的TN-LCD为例，向大家介绍其结构及工作原理。 在厚度不到1厘米的TN-LCD液晶显示屏面板中，通常是由两片大玻璃基板，内夹着彩色滤光片、配向膜等制成的夹板? 外面再包裹着两片偏光板，它们可决定光通量的最大值与颜色的产生。彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色构成的滤片，有规律地制作在一块大玻璃基
板上。每一个像素是由三种颜色的单元(或称为子像素)所组成。假如有一块面板的分辨率为1280×1024，则它实际拥有3840×1024个晶体管及子像素。每个子像素的左上角(灰色矩形)为不透光的薄膜晶体管，彩色滤光片能产生RGB三原色。每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽，上下夹层中填充了多层液晶分子(液晶空间不到5×10-6m)。在同一层内，液晶分子的位置虽不规则，但长轴取向都是平行于偏光板的。另一方面，在不同层之间，液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90度。其中，邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向，与所邻接的偏光板的偏振光方向一致。在接近上部夹层的液晶分子按照上部沟槽的方向来排列，而下部夹层的液晶分子按照下部沟槽的方向排列。最后再封装成一个液晶盒，并与驱动IC、控制IC 与印刷电路板相连接。 在正常情况下光线从上向下照射时，通常只有一个角度的光线能够穿透下来，通过上偏光板导入上部夹层的沟槽中，再通过液晶分子扭转排列的通路从下偏光板穿出，形成一个完整的光线穿透途径。而液晶显示器的夹层贴附了两块偏光板，这两块偏光板的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同。当液晶层施加某一电压时，由于受到外界电压的影响，液晶会改变它的初始状态，不再按照正常的方式排列，而变成竖立的状态。因此经过液晶的光会被第二层偏光板吸收而整个结构呈现不透光的状态，结果在显示屏上出现黑色。当液晶层不施任何电压时，液晶是在它的初始状态，会把入射光的方向扭转90度，因此让背光源的入射光能够通过整个结构，结果在显示屏上出现白
液晶屏背光板工作原理电路图
液晶屏背光板工作原理电路图 一、前言随着液晶电视机销量的逐渐增多，需要投入更多的精力来研究液晶电视机的维修，而目前液晶电视机中背光板的维修量占有较大的比例，同时由于背光板是显示屏供应商供屏时自带的，供应商出于对技术的保密性，现在我们还拿不到背光板的电路图和IC资料，这对我们背光板的维修带来了很大的难处。为了改善我们的背光板修理，本文对背光板的通用工作原理及常见故障判断作一介绍，对网络维修具有一定的参考价值。本文的目的是想帮助网络提高维修技能，但由于我们对背光板的电路和维修了解得还不多，因此其中的一些观点可能有不准确或描述错误的地方，请大家指出来共同讨论，从而共同提高我们的维修水平，谢谢！二、背光板在液晶电视机中的作用背光板也称Inverter板即逆变器板，它的作用是将一个直流电压转变为多个交流电压，作为液晶屏灯管的工作电压，它的输入、输出连接框图如下图。背光板有三个输入信号，分别是供电电压、开机使能信号、亮度控制信号，其中供电电压由电源板提供，一般为直流24V（个别小屏幕为12V）；开机使能信号ENA即开机控制电平由数字板提供，高电平3V时背光板工作，低电平0V 时背光板不工作；亮度控制信号DIM由数字板提供，它是一个0-3V的模拟直流电压，改变这它可以改变背光板输出交流电压的高低，从而改变灯管亮度。背光板有多个交流输出电压，一般为AC800V，每个交流电压供给一个灯 管。三、背光板工作原理方框图背光板电路由输入接口电路、PWM控制电路、MOS管导通与直流变换电路、LC振荡及高压输出回路、取样反馈电路等几部分组成，其工作原理 方框图：四、背光板各部分电路介绍1、输入接口电路1）供电输入电压输入接口电路中的供电输入电压一路直接加到MOS管导通电路，作
led液晶显示器的驱动原理
led液晶显示器的驱动原理 LED液晶显示器的驱动原理 艾布纳科技有限公司 前两次跟大家介绍有关液晶显示器操作的基本原理, 那是针对液晶本身的特性,与 TFT LCD 本身结构上的操作原理来做介绍. 这次我们针对 TFT LCD 的整体系统面来做介绍, 也就是对其驱动原理来做介绍, 而其驱动原理仍然因为一些架构上差异的关系, 而有所不同. 首先我们来介绍由于 Cs(storage capacitor)储存 电容架构不同, 所形成不同驱动系统架构的原理. Cs(storage capacitor)储存电容的架构 一般最常见的储存电容架构有两种, 分别是Cs on gate与Cs on common这两种. 这两种顾名思义就可以知道, 它的主要差别就在于储存电容是利用gate走线或是common走线来完成的. 在上一篇文章中, 我曾提到, 储存电容主要是为了让充好电的电压,能保持到下一次更新画面的时候之用. 所以我们就必须像在 CMOS 的制程之中, 利用不同层的走线, 来形成平行板电容. 而在TFT LCD的制程之中, 则是利用显示电极与gate走线或是common走线,所形成的平行板电容,来制作出储存电容Cs.
图1就是这两种储存电容架构, 从图中我们可以很明显的知道, Cs on gate由于不必像Cs on common一样, 需要增加一条额外的common走线, 所以它的开口率(Aperture ratio)会比较大. 而开口率的大小, 是影响面板的亮度与设计的重要因素. 所以现今面板的设计大多使用Cs on gate的方式. 但是由于Cs on gate的方式, 它的储存电容是由下一条的gate走线与显示电极之间形成的.(请见图2的Cs on gate与Cs on common的等效电路) 而gate走线, 顾名思义就是接到每一个TFT 的gate端的走线, 主要就是作为gate driver送出信号, 来打开TFT, 好让TFT对显示电极作充放电的动作. 所以当下一条gate走线, 送出电压要打开下一个TFT时 , 便会影响到储存电容上储存电压的大小. 不过由于下一条gate走线打开到关闭的时间很短,(以1024*768分辨率, 60Hz更新频率的面板来说. 一条gate走线打开的时间约为20us, 而显示画面更新的时间约为16ms, 所以相对而言, 影响有限.) 所以当下一条gate走线关闭, 回复到原先的电压, 则Cs储存电容的电压, 也会随之恢复到正常. 这也是为什么, 大多数的储存电容设计都是采用Cs on gate的方式的原因.
液晶显示器电源工作原理及维修
液晶显示器电源工作原理及维修 详细介绍液晶显示器电源的作用、工作原理、维修及代换， 一、电源的作用 1、电源的基本知识 液晶电源的作用是为整机提供能量，常见的电源适配器外观如图所示 它的输入是220V交流电，输出为12V、4A直流电。电源适配器的内部电路结构如图所示
2、液晶电源的常见存在形式 常见的液晶电源有内置式和外置式两种。内置式电源一般是和高压板做在一起，形成二合一电源板，驱动板需要的各路电压均有电源板产生。外置式电源也就是通常所说的电源适配器，它一般是220V交流电输入，12V直流电输出，驱动板需要的其他电原在驱动板上进行变换。 二、电源的工作原理 由于LCD采用低电压工作，而一般市电提供提是110V或220V的交流电压，因此显示器需要配备电源。电源的作用是将市电的220V交流电压转变成12V或其它低压直流电，以向液晶显示器供电。 LCD显示器中的电源部分均采用开关电源。由于开关电源具有体积小、重量轻、变换效率高等优点，因此被广泛应用于各种电子产品中，特别是脉宽调制（PWM）型的开关电源。PW M型开关电源的特点是固定开关频率、通过改变脉冲宽度的占空比来调节电压。 PWM开关电源的基本工作原理是：交流电220V输入电源经整流滤波是路变成300V直流电压，再由开关功率管控制和高频变压器降压，得到高频矩形波电压，经整流滤波后获得显示器所需要的各种直流输出电压。脉宽调制器是这类开关电源的核心，它能产生频率固定具脉冲宽度可调的驱动信号，控制开关功率管的导通与截止的占空比，用来调节输出电压的高低，从而达到稳压的目的。 以下将要介绍的电源适配器就是此类开关电源，我们以采用UC3842脉宽调制集成控制器的电源为例讲解相关电路。 1、UC3842的性能特点 （1）它属于电流型单端PWM调制器，具有管脚数量少，外围是路简单、安装调试方便、性能优良、价格低廉等优点。而且通过高频变压器与电网隔离，适合构成无工频变压器的20-50W小功率开关电源。 （2）最高开关频率为500KHZ，频率稳定度高达0.2%。电源效率高，输出电流大，能直接驱动双极型功率晶体管或VMOS管、DMOS管、TMOS管工作。 （3）内部有高稳定的基准电压源，档准值为5V，允许有+0.1%的偏差，温度系数为
液晶显示器基本构造
液晶显示器基本构造
液晶显示器基本构造1．产品分类 液晶显示器无源方 有源方 反射型 半透型 透射型 TN ( 扭曲向列 HTN （高扭曲向 标准及订制 STN （超扭曲向 FTN （格式化超 D – TFD （数字 正性 / 负性 REC TNR 彩色偏光片 彩色印刷 特别产 TFT （薄膜晶体
2．客户订制液晶屏 为满足客户不同的应用要求，清显公司为客户提供从图案设计到成品制造的技术支持。 1．确定玻璃尺寸2．选择连接方式3．选择显示方式 4．选择视角5．选择偏光片类型6．驱动与特性7．彩色液晶显示技术8．开始设计根据产品的实际应 金属 脚 TN HT 6点 反 射 驱动 彩色 印刷
第一步：确定玻璃尺寸 1．确定玻璃尺寸 经济玻璃 LCD是从 大玻璃上切割而得的，而大玻璃的尺寸 1．1 0.7 0.55 0.4 用于 传呼 用于 手表， 传呼 多用于手 一般用 途。如电 子记事 薄，视听 产品，家
注：玻璃厚度不同，价格也不同。一般来讲，玻璃越薄，价格越贵。 第二步：选择连接方式： 可以用几种方法将LCD与PCB（印刷线路板）连接。用户应当结合产品的应用场合，性能要求，加工条件等，选择合适的连接方式
第三步：选择显示方式 3 选 择 显 示 方 式 TN （扭曲FTN （格式 STN （超扭 HTN （高扭 正性与负 在TN 型的LCD 中，向列型液晶分子被夹在两块透明玻璃之间。在上下两片玻璃上液晶分子的取 向偏转90°。在上下玻璃的外侧贴偏光片。此种类型LCD 的显示特点是对比度高。动态驱动性能佳。功耗低，驱动电压低。因而是一种通常采用的LCD 由于显示能力所限，TN 型的LCD 在大容量显示时无法得到较好的对比度。于是，液晶分子的扭曲角度从90°被改为110°.我们把这种类型的LCD 叫做HTN （高级扭曲向列型）。HTN 型的LCD 比TN 的LCD 动态驱动性能优良，可用于DUTY 为1/8 ∽ 1/16驱动性能优良。 由于显示能力所限，TN 型的LCD 在大容量显示时无法得到较好的对比度。于是，液晶分子的扭 曲角度从90°被改为210°~ 255°.我们把这种类型的LCD 叫做STN （超级扭曲向列型）。STN 型的LCD 比TN 的LCD 动态驱动性能优良，可用于大型显示。如640 X 480象素（点）等等 在STN 用于大型显示时，会出现色彩问题。FTN 型LCD 则可以实现黑白显示，并具有更好的对比度 在STN 用于大型显示时，会出现色彩问题。FTN 型LCD 则可以实现黑 白显示，并具有更好的对比度 正性 负性
TFT-LCD液晶显示器的工作原理(上)
TFT-LCD液晶显示器的工作原理(上) 谢崇凯 我一直记得，当初刚开始从事有关液晶显示器相关的工作时，常常遇到的困扰，就是不知道怎么跟人家解释，液晶显示器是什么? 只好随着不同的应用环境，来解释给人家听。在最早的时候是告诉人家，就是掌上型电动玩具上所用的显示屏，随着笔记型计算机开始普及，就可以告诉人家说，就是使用在笔记型计算机上的显示器。随着手机的流行，又可以告诉人家说，是使用在手机上的显示板。时至今日，液晶显示器，对于一般普罗大众，已经不再是生涩的名词。而它更是继半导体后另一种可以再创造大量营业额的新兴科技产品，更由于其轻薄的特性，因此它的应用范围比起原先使用阴极射线管(CRT，cathode-ray tube)所作成的显示器更多更广。 如同我前面所提到的，液晶显示器泛指一大堆利用液晶所制作出来的显示器。而今日对液晶显示器这个名称，大多是指使用于笔记型计算机，或是桌上型计算机应用方面的显示器。也就是薄膜晶体管液晶显示器。其英文名称为Thin-film transistor liquid crystal display，简称之TFT LCD。从它的英文名称中我们可以知道，这一种显示器它的构成主要有两个特征，一个是薄膜晶体管，另一个就是液晶本身。我们先谈谈液晶本身。 液晶(LC，liquid crystal)的分类 我们一般都认为物质像水一样都有三态，分别是固态液态跟气态。其实物质的三态是针对水而言，对于不同的物质，可能有其它不同的状态存在。以我们要谈到的液晶态而言，它是介于固体跟液体之间的一种状态，其实这种状态仅是材料的一种相变化的过程(请见图1)，只要材料具有上述的过程，即在固态及液态间有此一状态存在，物理学家便称之为液态晶体。
液晶显示器工作原理
液晶显示器工作原理 现在市场上的液晶显示器都采用了TFT液晶面板，这种液晶面板的是目前最先进的液晶显示器技术，从结构上看，液晶屏由两片线性偏光器和一层液晶所构成。其中，两片线性偏光器分别位于液晶显示器的内外层，每片只允许透过一个方向的光线，它们放置的方向成90度交叉（水平、垂直），也就是说，如果光线保持一个方向射入，必定只能通过某一片线性偏光器，而无法透过另一片，默认状态下，两片线性偏光器间会维持一定的电压差，滤光片上的薄膜晶体管就会变成一个个的小开关，液晶分子排列方向发生变化，不对射入的光线产生任何影响，液晶显示屏会保持黑色。一旦取消线性偏光器间的电压差，液晶分子会保持其初始状态，将射入光线扭转90度，顺利透过第二片线性偏光器，液晶屏幕就亮起来了。当然这是一个很简单的原理模型，真正的液晶显示器内还有更复杂的电路结构。 红绿蓝三原色大家都知道，当这三种颜色同时混合时就会产生白色，这当然实在三原色强度一样的情况下才能够显示器纯正的白色，这样，从图中我们可以看见液晶面板的每一个像素中都有三种原色，这三种原色如果强度不同变化就可以产生不同的混色效果，这样全屏就有1024×768这样的像素，所以真实分辨率就是1024×768。低端的液晶显示板,各个基色只能表现6位色,即2的6次方=64种颜色.可以很简单的得出,每个独立像素可以表现的最大颜色数是64×64× 64=262144种颜色,高端液晶显示板利用FRC技术使得每个基色则可以表现8位色,即2的8次方=256种颜色,则像素能表现的最大颜色数为 256×256×256=16777216种颜色.这种显示板显示的画面色彩更丰富,层次感也好.现在基本上显示器都拥有FRC技术，可以显示器16777216种颜色 什么是TFT-LCD 其中彩色LCD又分为STN和TFT两种屏,其中TFT-LCD是英文Thin Film Transi stor-Liquid Crystal Display的缩写,即薄膜晶体管液晶显示器,也就是大家 常说的真彩液晶显示屏,显示效果较好;而DSTN-LCD,即双扫瞄液晶显示器,则是STN-LCD的一种显示 液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质，它具有液体的流态性质和固体的光学性质。当液晶受到电压的影响时，就会改变它的物理性质而发生形变，此时通过它的光的折射角度就会发生变化，而产生色彩。 液晶屏幕后面有一个背光，这个光源先穿过第一层偏光板，再来到液晶体上，而当光线透过液晶体时，就会产生光线的色泽改变，从液晶体射出来的光线，还得必须经过一块彩色滤光片以及第二块偏光板。由于两块偏光板的偏振方向成90度，再加上电压的变化和一些其它的装置，液晶显示器就能显示我们想要的颜色了。 液晶显示有主动式和被动式两种，其实这两种的成像原理大同小异，只是背光源和偏光板的设计和方向有所不同。主动式液晶显示器又使用了fet场效晶体管以及共通电极，这样可以让液晶体在下一次的电压改变前一直保持电位状态。这样主动式液晶显示器就不会产生在被动式液晶显示器中常见的鬼影、或是画面延迟的残像等。现在最流行的主动式液晶屏幕是tft(thin film transistor薄
液晶显示器高压板电路基本工作原理
液晶显示器高压板电路基本工作原理2010-06-11 10:21
高压板电路是一种DC/AC(直流/交流)变换器，它的工作过程就是开关电源工作的逆变过程。开关电源是将市电电网的交流电压转变为稳定的12V直流电压，而高压板电路正好相反，将开关电源输出的12V直流电压转变为高频(40～80kHz)的高压(600～800V)交流电。 电路主要由驱动电路(振荡电路、调制电路)、直流变换电路、Royer结构的驱动电路、保护检测电路、谐振电容、输出电流取样、CCFL等组成。在实际的高压板中，常将振荡器、调制器、保护电路集成在一起，组成一块小型集成电路，一般称为PWM控制IC。 驱动电路采用Royer结构形式。Royer结构的驱动电路也称为自激式推挽多谐振荡器，主要由功率输出管及升压变压器等组成， 、 组成一个具有亮度调整和保护功能的高压板电路。 图中的ON/OFF为振荡器启动/停止控制信号输入端，该控制信号来自驱动板(主板)微控制器(MCU)。当液晶显示器由待机状态转为正常工作状态后，MCU向振荡器送出启动工作信号(高/低电平变化信号)，振荡器接收到信号后开始工作，产生频率40～80kHz的振荡信号送入调制器，在调制器内部与PWM激励脉冲信号，送往直流变换电路，使直流变 Royer L1(相当于电感)组成自激振荡电路，产生的振荡信号经功率放大和升压变压器升压耦合，输出高频交流高压，点亮背光灯管。 为了保护灯管，需要设置过电流和过电压保护电路。过电流保护检测信号从串联在背光灯管上的取样电阻R上取得，输送到驱动控制IC IC。当输出电压及背光灯管工作电流出现异常时，驱动控制IC控制调制器停止输出，从而起到保护的作用。 调节亮度时，亮度控制信号加到驱动控制IC，通过改变驱动控制IC输出的PWM脉冲的占空比，进而改变直流变换器输出的直流电压大小，也就改变了加在驱动输出管上的电压大小，即改变了自激振荡的振荡幅度，从而使升压变压器输出的信号幅度、CCFL两端的电压幅度发生变化，达到调节亮度的目的。 该电路只能驱动一只背光灯管。由于背光灯管不能并联或串联应用，所以，若需要驱动多只背光灯管，必须由相应的多个升压变压器输出电路及相适配的激励电路来驱动。
液晶显示屏背光驱动集成电路工作原理方案
液晶显示屏背光驱动集成电路工作原理
对“剖析液晶屏逻辑板TFT偏压电路”壹文的壹点见法（此文为技术探讨） 于国内某知名刊物2010年12月份期刊见到壹篇关于介绍液晶屏逻辑板TFT偏压电路的文章，文章的标题是：“剖析液晶屏逻辑板TFT偏压电路”这是壹篇选题极好的文章、目前液晶电视出现的极大部分屏幕故障例如：图像花屏、彩色失真、灰度失真、对比度不良、亮度暗淡、图像灰暗等等故障均和此电路有关，维修人员于维修此类故障时往往的面对液晶屏图像束手无策，而介绍此电路、无疑对类似故障的分析提供了极大的帮助，目前于壹般的期刊书籍介绍分析此电路的文章极少。 什么是TFT屏偏压电路？现代的液晶电视均是采用TFT屏作为图像终端显示屏，由于我们当下的电视信号（包括各种视频信号）是专门为CRT显示而设计的，液晶屏和CRT的显示成像方式完全不同，液晶屏要显示专门为CRT而设计的电视信号，就必须对信号的结构、像素排列顺序、时间关系进行转换，以便液晶屏能正确显示。 图像信号的转换，这是壹个极其复杂、精确的过程；先对信号进行存储，然后根据信号的标准及液晶屏的各项参数进行分析计算，根据计算的结果于按规定从存储器中读取预存的像素信号，且按照计算的要求重新组合排列读取的像素信号，成为液晶屏显示适应的信号。这个过程把信号的时间过程、排列顺序均进行了重新的编排，且且要产生控制各个电路工作的辅助信号。重新编排的像素信号于辅助信号的协调下，施加于液晶屏正确的重现图像。
每壹个液晶屏均必须有壹个这样的转换电路，这个电路就是我们常说的“时序控制电路”或“T-CON（提康）电路”，也有称为“逻辑板电路”的。这个电路包括液晶屏周边的“行、列驱动电路”构成了壹个液晶屏的驱动系统。也是壹个独立的整体。这个独立的整体是由时序电路、存储电路、移位寄存器、锁存电路、D/A变换电路、译码电路、伽马（Gamma）电路（灰阶电压）等组成，这些电路的正常工作也需要各种不同的工作电压，且且仍要有壹定的上电时序关系，不同的屏，不同的供电电压。为了保证此电路正常工作，壹般对这个独立的驱动系统单独的设计了壹个独立的开关电源供电（这个向液晶屏驱动系统供电的开关电源壹般就称为：TFT偏压电路）；由整机的主开关电源提供壹个5V或12V电压，给这个开关电源供电，且由CPU控制这个开关电源工作；产生这个独立的驱动系统电路提供所需的各种电压，就好像我们的电视机是壹个独立的系统他有壹个单独的开关电源，DVD机是壹个独立的系统他也有壹个单独的开关电源壹样。是非常重要也是故障率极高的部分（开关电源均是故障率最高的部分，要重点考虑）。图1所示是液晶屏驱动系统框图。从图中能够见出，其中的“TFT偏压供电开关电源”就是这个独立系统电路的供电电源它产生这个驱动系统电路需要的各种电压，有VDD、VDA、VGL和VGH电压供各电路用。 图1 这个独立的液晶屏驱动电路的供电系统；主要产生4个液晶屏驱
LED显示屏的组成
LED显示屏的组成 姓名：彭兵 学号：0809131070 班级：08 通信工程
LED显示模块结构 LED a示屏通常由若干LEE点阵显示模块组成，用于显示的8x8单色LEf显示点阵模块，每块有64个LED为了减少引脚且便于封装，LED 显示点阵模块采用阵列形式排布，即在行列线的交点处接有显示 LED O8X8 LEDS阵的外观及引脚如图1,等效电路图如图2所示。LED 点阵显示模块的显示一般采用动态扫描驱动方式，每次最多只能点亮 一行LED微处理器通过和驱动器的协同工作来完成对每一个LED点阵显示模块内每个LED s示点的亮、熄灭控制操作。OOOOO Ooo OOOOO Ooo OOOOO Ooo OOOOO Ooo OOOOO Ooo OOOOO Ooo OOOOO Ooo OOOOO 图1 8*8点阵外观及引脚图
二LED显示系统的构成 LED显示屏主要包括发光二极管构成的点阵或像素阵列、驱动电路、控制系统和传输接口以及相应的应用软件构成，如图3所示, 图3 LED显示系统构成 2.1驱动电路 LED显示屏驱动电路的主要作用是接受来自控制系统的数字信号，使LED阵列按要求点亮。 (1)从采用的器件来分有常规型、专用型及功能型： 常规型驱动电路是采用通用的集成电路，如74HC154,74HC595,
74LS374等作为数据装载的主要器件。这种设计，原理简单，价格便宜，且几乎不受器件来源的限制，是目前较为广泛的应用形式。 专用型驱动电路，是国内一些有实力的LED显示屏制造厂家，通过先进的技术手段，研究开发出的适合自己产品的专用LED显示屏驱动IC。国外的许多IC制造商也在跟踪这个市场，纷纷推出一些新的驱动IC。这些专用型的驱动IC,有的比较简单，仅仅是提高了原来通用型驱动IC 的集成度或驱动能力; 有的则比较复杂，是根据自己的产品特点开发出来的。 功能型驱动集成电路是在专用型驱动IC 的基础上发展起来的。它不仅可以使显示屏的功能增强, 而且还大大简化了系统设计的复杂程度，提高了LED显示屏的整体稳定性，是LED显示屏驱动电路的发展趋势。 (2)从实现信息刷新的原理上分，LED显示屏驱动电路又分为扫描型及锁存型两种: 扫描型是指显示屏 4 行、8 行、16 行等n 行发光二极管共用一组列驱动寄存器,通过行驱动管的分时工作,使得每行LED 的点亮时间占总时间的1/n ,只要整屏的刷新速率大于50HZ利用人眼的视觉暂留效应，就可形成一幅完整的文字或画面。这种设计电路结构比较简单，使用元器件较少，成本较低，但由于是分时工作，使得每一行LED的点亮时间减少，使LED的亮度有所降低。这种驱动方式一般用于室内LED显示屏。 锁存型驱动是指显示屏上的每一个LED都对应于一个驱动电路,
LCD液晶显示屏工作原理
LCD 液晶显示屏工作原理 一、工作原理和概念术语 1、液晶显示屏的工作原理 液晶（Liquid Crystal ）：是一种介于固态和液态之间的具有规则性分子排列，及晶体的光学各向异性的有机化合物，液晶在受热到一定温度的时候会呈现透明状的液体状态，而冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态，因为物理上具有液体与晶体的特性，故称之为“液晶”。 液晶显示器LCD （Liquid Crystal Display ）：是新型平板显示器件。显示器中的液晶体并不发光，而是控制外部光的通过量。当外部光线通过液晶分子时，液晶分子的排列扭曲状态不同，使光线通过的多少就不同，实现了亮暗变化，可重现图像。液晶分子扭曲的大小由加在液晶分子两边的电压差的大小决定。因而可以实现电到光的转换。即用电压的高低控制光的通过量，从而把电信号转换成光像。 （1）、液晶分子的电－光特性（如图2-1所示） （2）、液晶的电光控制特性（如图2-2所示） (a) （光 光控制电压010 9050%液晶显示器的电光特性（常暗模式） 101009050%b ）液晶显示器的电光特性（常亮模式） 液晶显示器的电光控制特性 图中Uth —阈值电压（临界电压）；Usat —饱和电压 透过率透过率控制电压 图2-1液晶的电－光特性图 图2-2 旋光性
（3）、 液晶分子排列状态的改变可实现对光的控制 液晶分子在偏光板间排列成多层，在不同层间， 液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90°，与偏光板的偏振光方向一致的偏振光，垂直射向无外加电场的液晶分子时，入射光将因其偏振方向随液晶分子轴的扭曲而旋转射出。故称为扭曲向列型液晶显示器。 当给液晶层施以某一电压差时，液晶分子会改变它的初始排列状态而不扭转，不改变光的极化方向，因此经过液晶的光会被第二层偏光片吸收而整个结构呈现不透光的状态。 2、概念和术语 （1）、光学的各向异性 液晶的特有性质，改变液晶两端电压，可改变液晶某一方向折射出的光的大小 （2）、偏振片（器） 只能在特定方向上透过光线的器件 （3）、像素、子像素、节距、分辨率(如图2-3所示) （4）、视角 当背光源的入射光通过偏极片、液晶后，输出光便具备了特定的方向特性，假如从一个非常斜的角度观看一个全白的画面，我们可能会看到黑色或是色彩失真。这个效应在某些场合有用，但在大部分的应用上是我们不希望要的。制造商们已经花了很多时间来试图改善液晶显示器的视角特性，有数种广视角技术被提出：IPS(IN-PLANE -SWITCHING 、MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL ALIGNMENT)、TN+FILM 。 这些技术都能把液晶显示器的视角增加到160度，甚至更多，就如同CRT 屏幕的视角特性一样。最大视角的定义是对比值至少能达到10:1的视角(通常有四个方向，上/下/左/右)，如图2-4。 平板显示器的象素结构 绿、蓝三个组成一个像1024 列） 图2-3 平板显示器的像素结构 水平视角 显示器件的视角 图2-4 显示器件的视角
大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理与维修(一
大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理及电路分析（一） （目前液晶电视的销量和社会保有量非常大，液晶电视的维修资料奇缺，而液晶电视的背光灯高压驱动电路又是液晶电视中极易发生故障的部位，它类似于CRT电视的行扫描电路，是高压大电流电路，其故障率不低于CRT电视的行扫描电路。目前对于该部分的原理电路分析维修的资料很少，该文对于背光灯管及驱动电路的特性、构造、组成、要求、电路原理分析比较详尽，以帮助维修人员更加深刻的理解液晶电视背光灯驱动电路，为下一步维修打好基础） 液晶电视的显示屏是属于被动发光型的显示器件，液晶屏自身不发光，它需要借助背光灯来实现屏的发光，即背光灯管发出光线通过液晶屏透射出来，利用液晶的分子在电场作用下控制通过的光线（对光进行调制）以形成图像，所以一块液晶屏工作成像必须配上背光源才能成为一个完整的显示屏，要显示色彩丰富的优质图像，要求背光灯的光谱范围要宽，接近日光色以便最大限度的展现自然界的各种色彩。目前的液晶屏背光灯，一般采用的是光谱范围较好的冷阴极荧光灯（cold cathode fluorescent lamp；CCFL）作为背光光源。 大屏幕的液晶电视要保证有足够的亮度、对比度和整个屏幕亮度的均匀性，均采用多灯管系统，32寸屏一般采用16只灯管，47寸屏一般采用24只灯管。耗电量每只灯管约为为8W计算，一台32寸屏的液晶电视背光灯耗电量达到130W,一台47寸的液晶电视背光灯的耗电量达到近200W（加上其它电路耗电，一台32寸屏的液晶电视耗电量在200W左右） 冷阴极荧光灯的构造和工作原理 冷阴极荧光灯CCFL是气体放电发光器件，其构造类似常用的日光灯，不同的是采用镍﹑钽和锆等金属做成的无需加热即可发射电子的电极——冷阴极来代替钨丝等热阴极，灯管内充有低气压汞气，在强电场的作用下，冷阴极发射电子使灯管内汞原子激发和电离，产生灯管电流并辐射出253.7nm紫外线，紫外线再激发管壁上的荧光粉涂层而发光，图1。 冷阴极荧光灯的特性 冷阴极荧光灯是一个高非线性负载，它的触发（启动）电压一般是三倍于工作（维持）电压，（电压值的大小和灯管的长度和直径有关）冷阴极荧光灯在开始启动时，当电压还没有达到触发值（1200～1600V）时，灯管呈正电阻（数兆欧），一旦达到触发值，灯管内部产生电离放电产生电流，此时电流增加，灯管两端电压下降呈负阻特性 图2，所以冷阴极荧光灯触发点亮后，在电路上必须有限流装置，把灯管工作电流限制在一个额定值上，否则会因为电流过大烧毁灯管，电流过小点亮又难以维持。
TFT液晶显示屏的结构
TFT液晶显示屏是一种薄形的显示器件，它有两片偏光板、两片玻璃，中间加上TN液晶。（https://www.wendangku.net/doc/2815636672.html,） 下图所示是TFT液晶显示屏的立体结构和横截面结构示意图。从图中可以看出，TFT液晶显示屏主要由后板模块、液晶层和前板模块三部分组成。 (1)后板模块部分 后板模块是指液晶层后面的部分，主要由后偏光板、后玻璃板、像素单元（像素电极、TFT管）、后定向膜等组成。 在后玻璃板衬底上分布着许多横竖排列并互相绝缘的格状透明金属膜导线，将后玻璃衬底分隔成许多微小的格子，称为像素单元（或称子像素）；每个格子（像素单元）中又有一片与周围导线绝缘的透明金属膜电极，称为像素电极（显示电极）。像素电极的一角，通过一只用印制法制作在玻璃衬底上的TFT薄膜场效应管，分别与两根纵横导线连接，形成矩阵结构，如下左图所示。
TFT场效应管的栅极与横线相接，横线称为栅极扫描线或X电极，因起到TFT选通作用，又称为选通线；而TFT管的源极与竖线连接，竖线称为源极列线或Y电极；TFT的漏极即与透明像素电极连为一体。TFT管的功能就是一个开关管，利用施加于TFT开关管的栅极电压，可控制TFT开关管的导通与截止。 前、后两片玻璃板接触液晶的那一面并不是光滑的，而是有锯齿状的沟槽，如下右图所示。这个沟槽的主要目的是希望长棒状的液晶分子沿着沟槽排列，这样才会整齐。因为如果是光滑的平面，液晶分子的排列便会不整齐．造成光线的散射，形成漏光的现象。在实际制造过程中，并无法将玻璃板做成如此的沟槽状，一般会先在玻璃板表面涂布一层PI（聚酰亚胺），再用布做摩擦的动作，以使PI的表面分子不再杂散分布，而是依照固定均一的方向排列。而这一层PI就叫做定向膜（也称配向膜），它的作用就像玻璃的凹槽一样，提供液晶分子呈均匀排列的接口条件，让液晶依照预定的顺序排列。 (2)液晶层部分 液晶显示屏的后玻璃板上有像素电极和薄膜晶体管(TFT)，前玻璃板则贴有彩色滤光片，前、后两层玻璃中间夹持的就是液晶层。 对于TFT液晶显示屏来说，每个像素单元从结构上可以看作是像素电极和公共电极之间夹一层TN液晶，液晶层可等效为一个液晶电容CLc，它的大小约为0.lpF；在实际应用中，这个电容无法将电压保持到下一次再更新画面数据的时刻，也就是说，当TFT管对这个电容充好电时，它无法将电压保持住，直到下一次TFT管再对此点充电的时刻（以一般60Hz的画面更新频率，需要保持约16ms）。这样一来，电压有了变化，所显示的灰阶就会不正确，因此，一般在设计面板时，会再加一个储存电容Cs（一般由像素电极与公共电极走线所形成），其值约为0.5pF，以便让充好电的电压能保持到下一次更新画面的时刻。下图所示为一个像素单元（子像素）结构示意图及其等效电路。
液晶显示器工作原理
液晶显示器工作原理
液晶显示器工作原理 现在市场上的液晶显示器都采用了TFT液晶面板，这种液晶面板的是目前最先进的液晶显示器技术，从结构上看，液晶屏由两片线性偏光器和一层液晶所构成。其中，两片线性偏光器分别位于液晶显示器的内外层，每片只允许透过一个方向的光线，它们放置的方向成90度交叉（水平、垂直），也就是说，如果光线保持一个方向射入，必定只能通过某一片线性偏光器，而无法透过另一片，默认状态下，两片线性偏光器间会维持一定的电压差，滤光片上的薄膜晶体管就会变成一个个的小开关，液晶分子排列方向发生变化，不对射入的光线产生任何影响，液晶显示屏会保持黑色。一旦取消线性偏光器间的电压差，液晶分子会保持其初始状态，将射入光线扭转90度，顺利透过第二片线性偏光器，液晶屏幕就亮起来了。当然这是一个很简单的原理模型，真正的液晶显示器内还有更复杂的电路结构。 红绿蓝三原色大家都知道，当这三种颜色同时混合时就会产生白色，这当然实在三原色强度一样的情况下才能够显示器纯正的白色，这样，从图中我们可以看见液晶面板的每一个像素中都有三种原色，这三种原色如果强度不同变化就可以产生不同的混色效果，这样全屏就有1024×768这样的像素，所以真实分辨率就是1024×768。低端的液晶显示板,各个基色只能表现6位色,即2的6次方=64种颜色.可以很简单的得出,每个独立像素可以表现的最大颜色数是64×64×64=262144种颜色,高端液晶显示板利用FRC技术使得每个基色则可以表现8位色,即2的8次方=256种颜色,则像素能表现的最大颜色数为
256×256×256=16777216种颜色.这种显示板显示的画面色彩更丰富,层次感也好.现在基本上显示器都拥有FRC技术，可以显示器16777216种颜色 什么是TFT-LCD 其中彩色LCD又分为STN和TFT两种屏,其中TFT-LCD是英文Thin Film T ransistor-Liquid Crystal Display的缩写,即薄膜晶体管液晶显示器,也就是大家常说的真彩液晶显示屏,显示效果较好;而DSTN-LCD,即双扫瞄液晶显示器,则是STN-LCD的一种显示 液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质，它具有液体的流态性质和固体的光学性质。当液晶受到电压的影响时，就会改变它的物理性质而发生形变，此时通过它的光的折射角度就会发生变化，而产生色彩。 液晶屏幕后面有一个背光，这个光源先穿过第一层偏光板，再来到液晶体上，而当光线透过液晶体时，就会产生光线的色泽改变，从液晶体射出来的光线，还得必须经过一块彩色滤光片以及第二块偏光板。由于两块偏光板的偏振方向成90度，再加上电压的变化和一些其它的装置，液晶显示器就能显示我们想要的颜色了。 液晶显示有主动式和被动式两种，其实这两种的成像原理大同小异，只是背光源和偏光板的设计和方向有所不同。主动式液晶显示器又使用了fet场效晶体管以及共通电极，这样可以让液晶体在下一次的电压改变前一直保持电位状态。这样主动式液晶显示器就不会产生在被动式液晶显示器中常见的鬼影、或是画面延迟的残像等。现在最流行的主动式液晶屏幕是tft(thin film transistor薄膜晶体管)，被动式液晶屏幕有stn(super tn超扭曲向列lcd)和dstn(double
液晶显示器原理与构造
液晶显示器原理与构造概论 液晶显示器的构造 液晶显示器的构造，以TFT-LCD来讲，关键零组件包括玻璃基板、彩色滤光片、偏光片、驱动IC、液晶材料、配向膜、背光模块、ITO导电薄膜，还有其它Cell制程要用到的材料及化学用品等。而在主要构造的用途方面，接下来以主动矩阵驱动方式的液晶显示器来说明，首先由背光源的光线照在偏光板上，光线在穿过偏光板后，会被偏极化（也就是偏极化后每一个光线的分子，在能量、相位、频率和方向上的特性都会相同。），偏极化的光线会穿过液晶，因为液晶分子的排列方式被电极产生的电压影响，因此液晶可以改变偏极化光线的偏光角度，不同的偏光角度造成出来的光线强度会不同，不同强度的光线再经由彩色滤光片的红、蓝、绿三个画素，就会显示出各种不同的亮度和不同颜色的画素，最后再经由各个画素就可以组成肉眼看得到的各种影像和图形。 主动矩阵型液晶显示器构造图
TN型LCD显示模式 液晶显示器的优点和缺点 和传统的阴极射线管显示器相比，液晶显示器具有许多优点，首先在重量和体积方面，液晶显示器不管是在重量、体积和厚度上，都比阴极射线管显示器来得短小轻薄，因此在携带性和使用便利性上，液晶显示器都较传统阴极射线管显示器优良许多。接下来是在耗电方面，由于阴极射线管显示器是利用电子束打在涂满磷化物(phosphor) 的弧形玻璃上，后端使用阴极线圈放出负电压，驱动电子枪将电子放射在弧形玻璃上发出光亮形成影像，所以比较起来液晶显示器较为省电。 至于在屏幕本体的比较，液晶显示器和阴极射线管显示器的优劣参半，液晶显示器在屏幕弧度和屏幕闪烁度方面都比阴极射线管显示器来得好，但是在广视角技术和尺寸大小方面，反而是阴极射线管显示器比液晶显示器好，因为在制作液晶显示器时，超过30吋以上会因为玻璃基板材质的问题，造成玻璃重量使面板变形，因此目前无法做超过30吋以上的屏幕。除此之外，液晶显示器也有其它缺点，如价格比阴极射线管显示器高出许多，耐用度较阴极射线管显示器差，以及使用温度限于0至50度区间（超出此温度区间会使液晶结构受到破坏）等。
液晶显示器的工作原理
液晶高压板维修及代换实例 2009.6.5整理 修液晶高压板故障：其实任何高压板只要装得下，那么它就是＂万能＂的，不知道买来高压板的参数，别看高压板接口有这么多条线，其实很简单,首先确定电源线正极和负极,有保险丝的一般来说是正极,负极多是接在电容的负极上. 然后确定电压,确定电压的最好办法是看电容的标记了,假如6V左右那么就是3.3V的,假如电容上标12V左右,那么输入电压肯定是5V,假如是24V左右或以上,那么就是12V,以次类推,把电容上所标的伏数除以二,最接近几伏就是几伏了. 有时按这样接了,还是不亮,或者只是闪一下就灭了,是的有很多高压板多是这样的,那怎么办呢?找出控制脚,看看那只脚是接到一个小三极管上的,一般是直接引接到三极管上的,最多中间有个小电容,应该很容易辨认的,控制脚一般是3.3V和5V,也有个别是接地的,所以我们在不知道的情况下,先接地试一下,不行再接3.3V再接5V,假如输入电压和控制电压多是3.3V的情况是,可以直接合并. 多余的脚让他空着好了,不用理它. 高压板坏后最常见的有以下几种故障: 1、瞬间亮后马上黑屏该问题主要为高压板反馈电路起作用导致，如：高压过高导致保护、反馈电路出现问题导致无反馈电压、反馈电流过大、灯管PIN松脱、IC输出过高等等都会导致该问题，原则上只要IC 有输出、自激振荡正常，其它的任何零件不良均会导致该问题，该现象是液晶显示器升压板不良的最常见之现象。维修时最主要的方法是： （1）短接法----一般情况下，脉宽调制IC中有一脚是控制或强制输出的，对地短路该脚则其将不受反馈电路的影响，强制输出脉冲波，此时升压板一般均能点亮，并进行电路测试，但要注意：因此时具体故障点位还未找到，因此短路过久可能会导致一些异常不到的现象，如：高压线路接触不良时，强制输出可能会导致线路打火而烧板！！！ （2）、对比测试法：因液晶显示器灯管采用均为2个以上，多数厂家在设计时左右灯管均采用双路输出，即两个灯管对应相同的两个电路，此时，两个电路就可以采用对比测试法，以判定故障点位！当然，有的机子用一路控制两个灯管时，此法就无效！ 另一方面，在不明情况下，最好不要乱短路IC各脚，否则可能会出现异想不到的后果！ 2、通电灯亮但无显示此问题主要为升压板线路不产生高压导致，如：12V未加入或电压不正常、控制电压未加入、接地不正常、IC无振荡/无输出、自激振荡电路产生不良等均会出现该现象！