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Rapida comprensione del funzionamento e del fenomeno degli LCD
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Cerchiamo di spiegare il funzionamento e i fenomeni più comuni degli LCD da un punto di vista elettrico con infografiche e in modo semplice, in modo che possiate comprenderli rapidamente.
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I. Condensatore a cristalli liquidi (Clc)
Il condensatore a cristalli liquidi (in breve Clc) è un condensatore a piastre parallele formato dall'elettrodo comune di vetro superiore e dall'elettrodo di vetro inferiore del display LCD TFT.
Quando il TFT è alimentato, la tensione che attraversa il Clc provoca la deflessione del cristallo liquido.
Il circuito equivalente di Clc di un Pixle è mostrato nella Figura 1.
II. Condensatore di accumulo (Cs)
Poiché il valore del condensatore Clc è troppo piccolo, per mantenere le immagini sullo schermo fino al successivo refresh è necessario aumentare il condensatore di accumulo (Cs) per aumentare il valore effettivo della capacità del pixel.
L'architettura del Cs si divide principalmente in due tipi: Cs su gate e Cs su comune.
Si tratta rispettivamente della capacità di piastra formata dall'elettrodo del display e dalla linea di gate o dalla linea comune.
Considerando che il Cs on gate utilizza solo la linea di gate successiva, mentre il Cs on common deve essere reindirizzato sul vetro inferiore, l'architettura del Cs on gate è più comune.
I circuiti equivalenti di un Pixel con entrambe le architetture sono illustrati nella Figura 2.
III. Come cambia la luminosità o il colore dell'LCD?
La variazione di luminosità
Modificando la tensione sul condensatore Clc, si regola lo stato dei cristalli liquidi per controllare la quantità di luce che penetra nell'LCD.
Prendendo come esempio un LCD TN a 90°4V, la relazione tra tensione e trasmittanza è mostrata nella Figura 3.
Il cambiamento dei colori
Il vetro superiore dell'LCD TFT, il pannello CF, è composto da piccoli punti di tre colori: rosso (R), verde (G) e blu (B).
Cambiando l'intensità dei tre colori primari, la loro miscela può generare vari colori.
Prendendo come esempio un LCD a 6 bit, esso può visualizzare colori di 2⁶ x 2⁶ x 2⁶ =262.144, e l'effetto di miscelazione dei colori è mostrato nella Figura 4.
V. Correlazione tra tensione LCD e trasmittanza luminosa
Il livello di tensione operativa dei cristalli liquidi controlla la quantità di luce trasmessa, controllando così la luminosità e l'oscurità delle luci rosse, verdi e blu.
Prendendo come esempio un LCD TN a 4V, la curva mostra la correlazione tra la tensione di funzionamento dei cristalli liquidi e la trasmittanza luminosa nella Figura 5.
VI. Processo di imaging LCD
Circuito equivalente del TFT
Il TFT viene utilizzato come interruttore di controllo della tensione per controllare la scrittura e il mantenimento della tensione di ciascun pixel, in modo che la posizione corrispondente dell'LCD possa essere scritta con la tensione corretta.
Il modello di funzionamento del tubo N-MOS è illustrato nella Figura 6, mentre il circuito equivalente del segnale di scrittura del pixel è illustrato nella Figura 7.
Scrivere la prima riga di dati nel TFT
Accendere la prima riga e spegnere le altre con la tensione precedente.
Aggiornare la prima riga alla tensione desiderata impostata in precedenza, come illustrato nella Figura 8.
Scrivere la seconda riga di dati nel TFT
Spegnere la prima riga, la tensione è stata fissata, quindi anche il colore del display è stato fissato.
Accendere la seconda riga, mantenere il resto spento e aggiornare la seconda riga alla tensione preimpostata.
Per analogia, è possibile completare la scrittura dell'immagine dell'intero schermo.
VII. Inversione di polarità dei cristalli liquidi
L'azionamento in corrente continua influisce sulle molecole di cristallo liquido
L'azionamento in corrente continua a lungo termine può danneggiare le molecole di cristallo liquido.
L'anomalia si manifesta principalmente nel fatto che l'angolo di rotazione del cristallo liquido non è coerente con il valore preimpostato, con conseguente formazione di immagini postume.
Postumi causati dall'azionamento CC
Postumi
Le immagini postume causate dall'azionamento del segnale CC possono essere suddivise in residui di piano e residui di linea.
Le anomalie più comuni sono illustrate nella Figura 11.
Cause delle immagini di retromarcia
Residui di ioni a cristalli liquidi guidati dalla corrente continua;
Quando la tensione viene disattivata, gli ioni presenti nella cella LCD vengono adsorbiti sulla superficie del PI (poliimmide);
Metodo di inversione di polarità degli LCD
La direzione della polarità del campo elettrico applicato alle molecole di cristallo liquido deve cambiare costantemente.
Le molecole di cristalli liquidi, infatti, potrebbero danneggiarsi dopo aver mantenuto a lungo una determinata polarità.
Esistono quattro metodi principali di inversione della polarità degli LCD: inversione della cornice, inversione della riga, inversione della colonna e inversione del punto. Le trasformazioni di polarità sono illustrate nella seguente figura 13.
Metodo di inversione di polarità degli LCD
La direzione della polarità del campo elettrico applicato alle molecole di cristallo liquido deve cambiare costantemente.
Le molecole di cristalli liquidi, infatti, possono danneggiarsi se mantengono una determinata polarità per lungo tempo.
Esistono quattro metodi principali di inversione della polarità degli LCD: l'inversione della cornice, l'inversione della riga, l'inversione della colonna e l'inversione del punto. Le trasformazioni di polarità sono illustrate nella seguente figura 13.
Modalità di pilotaggio Vcom
Le modalità di pilotaggio degli elettrodi Vcom si distinguono in Vcom DC (corrente continua) e Vcom AC (corrente alternata).
DC Vcom
Dato che lo sfarfallio dell'inversione di punto è il migliore, il Vcom DC è spesso utilizzato per gli LCD di grandi dimensioni.
Il diagramma schematico dell'azionamento CC è riportato nella Figura 14.
AC Vcom
Poiché il Vcom CA non supporta l'inversione di punto, viene spesso utilizzato per gli LCD di piccole dimensioni.
Lo schema dell'azionamento Vcom CA è illustrato nella Figura 15.
Sfarfallio
Il fenomeno dello sfarfallio si verifica perché l'asimmetria di tensione tra le polarità positive e negative del cristallo liquido causa uno sbilanciamento della luminosità delle polarità positive e negative. La curva V-T è illustrata nella Figura 16.
Miglioramento: possiamo regolare Vcom per ridurre gli sfarfallii. Tuttavia, poiché la Vcom dell'intero pannello non è la stessa.
Lavoriamo nella produzione di LCD da oltre 15 anni, collaborando con i clienti per i loro progetti e fornendo soluzioni LCD adeguate, portando insieme l'idea sul mercato.
