TN液晶顯示屏的驅(qū)動

TN液晶顯示屏采用靜態(tài)驅(qū)動方式。所謂靜態(tài)驅(qū)動，是指在所顯示的像素電極和共用電極上，同時連續(xù)地施加驅(qū)動電壓，直到顯示時間結(jié)束。由于在顯示時間內(nèi)驅(qū)動電壓一直保持，故稱做靜態(tài)驅(qū)動。下面以最常用的筆段式TN液晶顯示屏為例進(jìn)行說明。

筆段式TN液晶顯示屏是通過段形顯示像素實現(xiàn)顯示的。段形顯示像素是指顯示像素為一個長棒形，也稱筆段形。在數(shù)字顯示時，常采用七段電極結(jié)構(gòu)，即每位數(shù)由一個“8”字形公共電極和構(gòu)成“8”字圖案的七個段形電極組成，分別設(shè)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

每個筆段的驅(qū)動電壓為AC 3～5V，頻率有32Hz、167Hz、200Hz幾種，工作時在背電極(COM)上持續(xù)加上占空比為1/2的連續(xù)方波，在要顯示的筆段上施加一個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(xù)方波，則在被顯示筆段上加有正、負(fù)交替的兩倍于方波幅值的電壓，它應(yīng)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，當(dāng)然也就不能顯示。圖2所示是一個筆段電極的液晶顯示屏驅(qū)動電路原理和波形圖。

圖2 一個筆段電極的液晶顯示屏驅(qū)動電路原理和波形圖

圖2(a)是一個異或門電路。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)所示的異或門真值表中可以得到液晶顯示屏(LCD)兩端的交流驅(qū)動波形，如圖2(c)所示。可見，當(dāng)字段上兩個電極的電壓相位相同時，兩電極之間的電位差為零，該字段不顯示;當(dāng)此字段上兩個電極的電壓相位相反時，兩電極之間的電位差為兩倍幅值的方波電壓，該字段呈現(xiàn)黑色。

液晶顯示屏的驅(qū)動與LED的驅(qū)動有很大的不同。對于LED，在其兩端加上恒定的導(dǎo)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(qū)動帶來復(fù)雜性。一般應(yīng)在LCD的公共極(一般為背極)加上恒定的交變方波信號，通過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(dá)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(qū)動電路圖。七段共用一個背電極COM，前電極a、b、c、d、e、f、g互相獨立，每段各加一個異或門進(jìn)行驅(qū)動。

圖3 七段液晶顯示屏的電極配置和靜態(tài)驅(qū)動電路圖

目前，市場上已有許多LCD驅(qū)動集成芯片，已可將多個LCD驅(qū)動電路集成到—起，使用起來十分方便。

筆段式靜態(tài)驅(qū)動有這樣兩個特點：①各電極的驅(qū)動相互獨立，互不影響;②在顯示期間，驅(qū)動電壓一直保持，使液晶充分驅(qū)動。因而靜態(tài)驅(qū)動與下面介紹的動態(tài)驅(qū)動相比，具有對比度好、亮度高、響應(yīng)快等優(yōu)點。靜態(tài)驅(qū)動的缺點是每個筆段形電極需要一個控制元件，當(dāng)顯示數(shù)字的位數(shù)很多時，相應(yīng)的驅(qū)動元件數(shù)和引線端子數(shù)就會太多，因而它的應(yīng)用受到限制，只適合于位數(shù)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：

(1)驅(qū)動液晶顯示屏?xí)r，不宜施加直流電壓，否則，會使液晶產(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(qū)動，并且限定交流成分中的直流分量不大于幾十毫伏。

(2)由于液晶在電場作用下光學(xué)性能的改變是依靠液晶作為彈性連續(xù)體的彈性變形，響應(yīng)時間長，所以交變驅(qū)動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(fù)載，液晶的電阻在大多數(shù)情況下可以忽略不計，是無極性的，即正壓和負(fù)壓的作用效果是一樣的。