TN液晶顯示屏的驅動(dòng)

TN液晶顯示屏采用靜態(tài)驅動(dòng)方式。所謂靜態(tài)驅動(dòng)，是指在所顯示的像素電極和共用電極上，同時(shí)連續地施加驅動(dòng)電壓，直到顯示時(shí)間結束。由于在顯示時(shí)間內驅動(dòng)電壓一直保持，故稱(chēng)做靜態(tài)驅動(dòng)。下面以最常用的筆段式TN液晶顯示屏為例進(jìn)行說(shuō)明。

筆段式TN液晶顯示屏是通過(guò)段形顯示像素實(shí)現顯示的。段形顯示像素是指顯示像素為一個(gè)長(cháng)棒形，也稱(chēng)筆段形。在數字顯示時(shí)，常采用七段電極結構，即每位數由一個(gè)“8”字形公共電極和構成“8”字圖案的七個(gè)段形電極組成，分別設置在兩塊基板上，如圖1所示。

圖1七段筆段式液晶顯示屏的電極排列圖

每個(gè)筆段的驅動(dòng)電壓為AC 3～5V，頻率有32Hz、167Hz、200Hz幾種，工作時(shí)在背電極(COM)上持續加上占空比為1/2的連續方波，在要顯示的筆段上施加一個(gè)與背電極上的電壓波形相位相反、幅值相等、頻率相同的連續方波，則在被顯示筆段上加有正、負交替的兩倍于方波幅值的電壓，它應大于液晶顯示器件的閾值電壓14h;而在不需要顯示的筆段上施加一個(gè)與背電極上的電壓波形相位相同、幅值相等、頻率相同的波形，則該筆段上不能形成電場(chǎng)，當然也就不能顯示。圖2所示是一個(gè)筆段電極的液晶顯示屏驅動(dòng)電路原理和波形圖。

圖2 一個(gè)筆段電極的液晶顯示屏驅動(dòng)電路原理和波形圖

圖2(a)是一個(gè)異或門(mén)電路。輸入端A是由振蕩電路產(chǎn)生的方波振蕩脈沖勺并且直接與液晶顯示屏的COM端連接。輸入端B可接入高、低(ON/OFF)電平，用于控制電極的亮與滅。異或門(mén)的輸出端C接液晶顯示屏的筆段端前電極(a、b、c、d、e、f或g端)。

從圖2(b)所示的異或門(mén)真值表中可以得到液晶顯示屏(LCD)兩端的交流驅動(dòng)波形，如圖2(c)所示?？梢?jiàn)，當字段上兩個(gè)電極的電壓相位相同時(shí)，兩電極之間的電位差為零，該字段不顯示;當此字段上兩個(gè)電極的電壓相位相反時(shí)，兩電極之間的電位差為兩倍幅值的方波電壓，該字段呈現黑色。

液晶顯示屏的驅動(dòng)與LED的驅動(dòng)有很大的不同。對于LED，在其兩端加上恒定的導通或截止電壓便可控制其亮或暗。而LCD，由于其兩極不能加恒定的直流電壓，因而給驅動(dòng)帶來(lái)復雜性。一般應在LCD的公共極(一般為背極)加上恒定的交變方波信號，通過(guò)控制前極的電壓變化而在LCD兩極間產(chǎn)生所需的零電壓或兩倍幅值的交變電壓以達到顯示屏亮、滅的控制。

圖3所示是七段液晶顯示屏的電極配置和靜態(tài)驅動(dòng)電路圖。七段共用一個(gè)背電極COM，前電極a、b、c、d、e、f、g互相獨立，每段各加一個(gè)異或門(mén)進(jìn)行驅動(dòng)。

圖3 七段液晶顯示屏的電極配置和靜態(tài)驅動(dòng)電路圖

目前，市場(chǎng)上已有許多LCD驅動(dòng)集成芯片，已可將多個(gè)LCD驅動(dòng)電路集成到—起，使用起來(lái)十分方便。

筆段式靜態(tài)驅動(dòng)有這樣兩個(gè)特點(diǎn)：①各電極的驅動(dòng)相互獨立，互不影響;②在顯示期間，驅動(dòng)電壓一直保持，使液晶充分驅動(dòng)。因而靜態(tài)驅動(dòng)與下面介紹的動(dòng)態(tài)驅動(dòng)相比，具有對比度好、亮度高、響應快等優(yōu)點(diǎn)。靜態(tài)驅動(dòng)的缺點(diǎn)是每個(gè)筆段形電極需要一個(gè)控制元件，當顯示數字的位數很多時(shí)，相應的驅動(dòng)元件數和引線(xiàn)端子數就會(huì )太多，因而它的應用受到限制，只適合于位數很少的筆段電極顯示。

注意：

對于液晶顯示屏，必須注意以下幾點(diǎn)：

(1)驅動(dòng)液晶顯示屏時(shí)，不宜施加直流電壓，否則，會(huì )使液晶產(chǎn)生電解和電極老化，從而大大降低液晶顯示屏的使用壽命，所以，液晶顯示屏必須采用交流電壓進(jìn)行驅動(dòng)，并且限定交流成分中的直流分量不大于幾十毫伏。

(2)由于液晶在電場(chǎng)作用下光學(xué)性能的改變是依靠液晶作為彈性連續體的彈性變形，響應時(shí)間長(cháng)，所以交變驅動(dòng)電壓的作用效果不取決于其峰值，在頻率小于10' Hz隋況下，液晶透光率的改變只與外加電壓的有效值有關(guān)。

(3)液晶單元是容性負載，液晶的電阻在大多數情況下可以忽略不計，是無(wú)極性的，即正壓和負壓的作用效果是一樣的。