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液晶显示器的驱动方法--静态驱动
来源：本站 作者：匿名 发布：2015/7/3 修改：2015/7/3
隶属：LCD技术资料 点击：1972
在两块液晶玻璃基板上分别做出ITO膜的公共(COM)电极图形和段（SEG）电极图形。公共电极只有一个引线端，而每个段电极有各自的引线端，共23个。在显示段电极上加与公共电极相位相差180°的矩形脉冲电压，而在非显示段电极上加与公共电极同相位的矩形脉冲，此时显示段象素上加有峰-峰值为2V的矩形脉冲，而非显示段象素上总是加的零电压，如图1-6所示。这种静态驱动方式，不存在串扰问题，具有最大的对比度。电路上采用异或门可实现这种驱动（图1-7）
图1-5 3位半数字表电极图形
图1-6 静态驱动的COM和SEG信号
图1-7 使用异或门电路实现静态驱动
1.2.3.2 动态驱动
静态驱动由于每个段必须有单独的引线，当显示内容多时，引线数将多到难以实现。为了解决这个困难，可采取矩阵形式的动态驱动方法。仍以3位半手表显示为例，我们将COM电极分成4个行电极，SEG电极分成6个列电极，构成4×6矩阵，采用时间分割驱动方式，即按顺序给各个行电极施加扫描电压，给列电极同时施加信号电压，可完成同样的显示功能，如图1-8所示。此时，引线数目从静态驱动的24条减少为10条。
图1-8 以4行×6列矩阵方式驱动的3位半手表显示
对动态驱动，要考虑串扰问题，即被选象素上加的电压也会对非选象素有影响，使对比度降低。如图1-9所示，行电极X1上加电压V0，列电极Y1接地（0V），其它电极未加电压。此时，象素P11上加电压V0，若V0>VTH，P11亮。与此同时，在P12-P22-P21串联回路上也加有电压V0，若V0足够高，使P12、P22、P21上的分压也大于VTH时，这些非选象素也会亮，这种现象称为串扰。显然，串扰会降低显示对比度。
图1-9 串扰说明
为了解决串扰问题，呆采用1/3偏压法，即扫描电极加电压V，非扫描电极则加电压V/3，被选象素的信号电极加电压0，非选象素的信号电极加电压2V/3（图1-10）。这样，被选象素上加的电压为V，其他半选和非选象素上加的电压绝对值均为V/3，是被选象素电压的1/3，帮称为1/3偏压法。
图1-10 1/3偏压法
由于液晶显示是基于液晶分子排列状态的改变，因而是一种分子过程，其响应速度比原子过程、电子过程自然要慢得多。因此，液晶光学性能（透光率T）不是随所加电压波形瞬时值发生变化，而是随所加电压的方均根值变化。这样，对于一个N行矩阵，采取1/3偏压法和一次一行寻址方式，可写出（ON态）和非选（OFF态）象素上的方均根电压比值关系：
1 N-1 V 2 N+8 V
VON = ——[V2+å（±-）] = ——·- （1-1）
N 1 3 N 3
1 2V 2 N-1 V 2 V
VOFF= —[（V- - ）+å（±-）] = - （1-2）
N 3 1 3 3
VON N+8
电压比a= —— = —— （1-3）
VOFF N
1/3偏压法是否对任何行数的矩阵都最适宜？下面推导最佳偏压比的表示式。
把上述关系式中偏压比改成1/6，可得
1 N-1 V 2 b2+N-1 V
VON = ——[V2+å（±-）] = ——-- · - （1-4）
N 1 6 N 6
1 2V 2 N-1 V 2 (b-2)2+N-1 V
VOFF= —[（V- - ）+å（±-）] = ·- （1-5）
N b 1 b N b
VON N+8
电压比a= —— = —— （1-6）
VOFF N
求极值da/db=0,可算出最大电压比（对应最大对比度）要求的最佳偏压比
b= N +1 （1-7）
对应的最大电压比
amax=( N+1)/( N+1) (1-8)
从式（1-7）看出，1/3偏压比只有对4行矩阵，才是最佳选择。
在设计制作LCD时，根据用户要求的工作电压V，占空比1/N和偏压比1/B，代入（1-4）和（1-5）分别可算出VON、VOFF，在选择显示器的液晶时，应尽量使VOFF≤VTH，45（保证45°斜视还不会出“鬼影”）和VON接近VSAT，0（保证正视对比度足够）。
另外，从（1-8）看出，随着扫描行数增加，电压比趋近于1，具体计算结果如表1-1所示。
表1-1 电压比amax随扫描行数N的变化
|
N
|
2
|
4
|
8
|
16
|
32
|
64
|
128
|
|
ama
|
2.41
|
1.73
|
1.45
|
1.29
|
1.20
|
1.13
|
1.09
|
这就是说,简单矩阵型TN-LCD存在显示对比度随扫描行数增加而降低的缺点。但扫描行数增加是提高显示器分辨率和增大显示信息容量所要求的，想法克服这个局限是十分重要的。解决这个问题有多种方案：⑴多重矩阵;⑵高扭曲和超扭曲向列型液晶显示(HTN-LCDT和STN-LCD);⑶有源矩阵液晶显示(AM-LCD);⑷铁电和反铁电液晶显示等.
还应指出的是，为了避免液晶产生电化学反应，降低显示器寿命，必须采用交流工作电压，严格限制工作电压的直流分量，一般应小于50MV。
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