STN型
超扭曲向列型显示
具有很多行和列的显示,其开、关状态时的电压差别很小,由于这个原因,TN显示器不适合多路寻址大信息量显示的要求。这个问题在1980年中期,由于超扭曲向列型(STN)显示器的出现而得到解决。在这种显示器中,相对于TN液晶盒90°角,它的液晶分子旋转了270°左右。扭曲角的作用可从右图电光效应曲线中可以看出。
随着扭曲角的增大,分子倾角随外加电压的变化很陡峭。从右图的响应参数可以看出其开态和关态的电压非常接近。
虽然一般都希望得到一条陡峭的电光曲线,但也要考虑到中间灰度的问题,考虑到这个原因,很多供应商所用的STN显示器采用了210°扭曲角,这样在允许快速寻址的同时又能满足灰度显示的要求。早期的210°扭曲显示模式通过器件的光谱变化也无法得到理想的颜色:在点亮状态,象素显示倾向于黄颜色,而在关闭状态为蓝紫色。因此,STN除了不受消费者的普遍欢迎外,通过滤色片实现全色显示的STN也只能得到黑、白两种颜色。这个问题通过增加一个扭曲角正好相反的液晶盒而得到解决, 这种器件就是双层超扭曲向列型显示器(D-STN)。
这种器件在关闭状态时,第一层的相位变化可以在第二层得到补偿,像素显示为黑色;在点亮状态,第一层的相位变化,不能被第二层STN盒补偿,成近白光射出。由于两层液晶盒由相同的材料所组成,在整个温度范围其补偿作用是相同的。
--返回--
LCD的驱动方式
对于TN及STN-LCD一般采用静态驱动或多路驱动方式。这两种方式相比较各有优缺点。静态驱动响应速度快、耗电少、驱动电压低,但驱动电极度数必须与显示笔段数相同,因而用途不如多路驱动广。
£1. 静态驱动
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。如图1所示:
其驱动电路原理
如图2:
图 1.LCD静态驱动示意图
图 2.驱动电路原理图
驱动波形
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。
图 3.静态波形
£2. 多路驱动
基本思想
电极沿X、Y方向排列成矩阵(如图4),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。
图 4.电极阵列
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。
六级电平驱动
在半导体集成电路中,实现最佳偏压一般采用如图5所示的六级电平方式。
图 5.六级电平
实现六级电平的电路一般采用如图6的Bias电路。
六级电平驱动时,给于COM电极和SEG电极的电平如下表: 选通 扫描电极COM 非选通 选通 信号电极SEG 非选通 V4 V3 V5 V6 V2 V1 正极性帧(+) V1 负极性帧(-) V6 图 6.六级电平的电路原理图