液晶显示器件的有源驱动.pptxVIP

液晶显示器件的有源驱动第1页/共48页第2页/共48页1. 有源矩阵液晶显示器件分类 普通矩阵TN液晶显示器件的电光特性很难满足高质量图像，特别是视频图像的显示。 高分辨率要求的高扫描行数N，会导致： (1) 驱动路数的宽容度α随N的增加而迅速下降； (2) 每个像素的占空比1/N随N的增加而下降，这将导致驱动电压的提高，同时要求更亮的背光源。第3页/共48页1. 有源矩阵液晶显示器件分类第4页/共48页1. 有源矩阵液晶显示器件分类 我们希望设计一个具有存储性的非线性有源器件：使每个像素可以独立驱动，从而克服直接动态驱动中的交叉效应，实现多路视频显示；同时解决由于驱动路数N增加，占空比变小所带来的种种问题。 有源矩阵(Active Matrix)液晶显示器：利用有源器件驱动的液晶显示器件，根据有源器件的种类分：第5页/共48页1. 有源矩阵液晶显示器件分类三端有源方式： 扫描输入与寻址输入可以分别优化处理，所以图像质量好，但工艺制作复杂，投资额度大，以10亿美元为单位；二端有源方式： 工艺相对简单，开口率较大，投资额度小，但图像质量比三端有源略差（袖珍电视产品应用）。 第6页/共48页1. 有源矩阵液晶显示器件分类被动矩阵：行列电极分别在液晶盒两边，电极宽度决定像素大小主动矩阵：行列电极都在液晶盒一边，电极宽度与像素大小无关第7页/共48页2. 二端有源器件1. 二极管寻址矩阵液晶显示 普通矩阵液晶显示屏扫描行数存在极限的原因之一在于液晶像素的电容性负载（即具有对称性，或双向导通特性）。 解决办法：在每个像素上串联一个二极管，使像素电路具有非线性，就可突破上述极限。 设二极管正向导通电压为Vb，外加电压为Vo，当二极管与液晶像素串联后： 当VoVb时，液晶像素上是没有电压的； 当VoVb时，液晶像素上的电压为Vo-Vb。 第8页/共48页2. 二端有源器件1. 二极管寻址矩阵液晶显示 此时液晶显示器件的电光特性曲线的陡度γ可表示为： 如果二极管伏安特性曲线为理想L形，且Vb足够大时，则γ值可非常接近于1。这样就突破了TN液晶屏的扫描极限。第9页/共48页2. 二端有源器件1. 二极管寻址矩阵液晶显示第10页/共48页2. 二端有源器件1. 二极管寻址矩阵液晶显示 如图所示：每个像素Pi,j上部都串联一个二极管Di,j。 扫描行Xi ：零电压；未扫描行Xi：负电平。 寻址列Yi：负电平；未寻址列Yi：零电压 。 被选择像素： 行电压 — 零，列电压 — 负值-VXF ，二极管正向导通，像素电压VXF –VbV90； 未被选择像素：行电压—负值-VXF，列电压—零，二极管反向截止，像素电压0。 因此，完全消除了交叉效应。第11页/共48页2. 二端有源器件1. 二极管寻址矩阵液晶显示 一般来说，二极管反向截止，即其反向电阻远大于液晶像素的漏阻。因此被选择的像素充上电压后，在寻址信号移去后仍能保持。 像素上的电荷只能靠自身的漏电才能泄放掉。所需时间这取决于液晶像素的介质驰豫常数τLC。 介质驰豫常数τLC应小于帧周期TF，否则影响器件的响应特性。 因此，上述单二极管有源矩阵的存储特性是不可能太大的，只对减少闪烁起作用。第12页/共48页2. 二端有源器件2. 二极管环寻址矩阵液晶显示 为了充分利用上述存储特性，需采用双阈值元件寻址，即对每个像素串联一对反向并联的二极管组。第13页/共48页2. 二端有源器件2. 二极管环寻址矩阵液晶显示第14页/共48页2. 二端有源器件2. 二极管环寻址矩阵液晶显示 行扫描脉冲：正的置位脉冲和负的复位脉冲组成。 复位脉冲——幅值-nVb，使像素上保持的电荷全部泄放掉，即被“清零”； 置位脉冲——幅值nVb，与信号脉冲叠加实现像素的显示与否。 这样介质驰豫常数τLC可以设计的足够大，使被选择像素在一帧内充上的电荷基本保持不变。 列信号脉冲：幅值为-VY！第15页/共48页2. 二端有源器件2. 二极管环寻址矩阵液晶显示 被选择像素：行电压——nVb，列电压—— -VY，一组二极管导通，像素电压VYV90，信号撤去之后，行列电压均为0，两组二极管均截止，像素电压保持不变。 未被选择像素：行电压——nVb，列电压——0，两组二极管均截止，像素电压0，信号撤去之后，行列电压均为0，两组二极管均截止，像素电压保持不变。 。 被选择像素复位：行电压—— -nVb，列电压——0，像素电压VY，另一组二极管导通，至像素电压为0。 未被选择像素复位：行电压—— -nVb，列电压——0，像素电压0，两组二极管均截止。第16页/共48页2. 二端有源器件2. 二极管环寻址矩阵液晶显示 单晶硅二极管正向压降为0.6~0.7V；?-Si二极管正向压降为1V。正向压降小，且多个二极管串联不易实施，会导致开口率下降。 PIN