液晶panel第五课：液晶显示器件的驱动 (液晶介绍)

液晶的光学传输特性取决于分子排列状态，改变分子的排列状态就可以改变液晶层光学传输特性，这就是液晶电子学的应用基础。而液晶分子排列的改变可以通过电、磁、热等外部场的作用来实现。我们把这种通过

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表2-1外场作用来改变分子排列状态的过程称为液晶显示器的驱动。液晶显示器常用的驱动方式分为如上表2-1所示的几种类型。在LCDMonitor方面，使用的都是采用TFT（薄膜式晶体管）LCD，它采用的是有源矩阵的驱动方式。因此本节将先对TFT器件进行简要的介绍，再着重介绍有源矩阵的驱动方式。1．薄膜式有源矩阵液晶显示器介绍由于普通的矩阵液晶显示器的电光特性对多路、*活动图象显示是很难满足要求的，因为每个像素都等效于一个无极电容，显示中会产生串扰。为了改善，又会*驱动的路数。因此在每个像素上设计一个非线性的有源器件，使每个像素可以被*驱动，从而克服了串扰，解决了大容量多路显示遇到的困难，提高了画面质量，使多路显示画面成为可能。有源矩阵液晶显示器件根据有源器件的种类可分为如表2-2所列的多种类型。表2-2有源液晶显示器件分类

图2-3TFT有源矩阵驱动LCD的基本结构以下将对主流的a-siTFT三端有源矩阵液晶显示器件进行介绍。a-siTFT是一种非晶硅-薄膜晶体管类型的三端有源矩阵液晶显示器件。它制作容易，基板玻璃成本低，导通比大，可靠性高，容易大面积化。因此受到广泛应用。图2-3为其基本结构。同一般液晶显示器件类似，a-SiTFT液晶显示器件也是在两片玻璃之间封入液晶，而且液晶显示器件就是普通的TN型方式。不过，其玻璃基板则与普通液晶显示器件大不相同，在下玻璃板上要配制上扫描线和寻址线（即行、列线），将其组合成一个个矩阵，在其交点上再制作上TFT有源器件和像素电极，如图2-4所示。

图2-4TFT有源矩阵液晶显示屏的电极排布2.TFT-LCD的驱动原理由于TFT-LCD矩阵结构是由一块带有TFT三端元件阵列和像素电极阵列的基板与另一块带有彩色膜和公共电极的基板，以及由此两基板叠合后夹入的液晶层构成，此外，此方式的扫描线和信号线都设置在同一个三端子元件的基板上。扫描线与该行上所有TFT元件的栅极相连，而信号线与该列上所有的TFT元件的源电极相连。TFT-LCD的等效电路如图2-5所示。在以行顺序驱动方式依次扫描行电极过程中，当某行一旦被选通，则该行上所有的TFT开关元件同时被行脉冲闭合，变成低阻（Ron）导通状态。与行扫同步，各列信号电荷分别通过列电极从保持电路送入与导通元件TFT相连的各相应像素电容，信号电压被记录在像素电容和储存电容上。当行选一结束，TFT开关元件即断开（处于高阻Roff状态），被记录的信号电压将被保持并持续驱动像素液晶，直到下帧扫描到来之前。称此驱动为准静态驱动。由此工作过程可看出，扫描电压只做TFT元件的开关电压之用，而驱动液晶的电压是信号电压通过导通TFT元件对像素电容充电后在像素电极和公共电极之间形成的电位差VLC。VLC大小决定于信号电压Vs。可见，采用TFT元件作有源矩阵驱动，可实现开关电压和驱动电压分开，从而可达到开关元件的开关特性和液晶像素的电光特性的最佳组合，可获得高像质显示。

aTFT-LCD等效电路

b单像素TFT工作原理上图2-5TFT工作原理