TN液晶顯示屏的驅動

TN液晶顯示屏採用靜態驅動方式。所謂靜態驅動，是指在所顯示的像素電極和共用電極上，同時連續地施加驅動電壓，直到顯示時間結束。由於在顯示時間內驅動電壓一直保持，故稱做靜態驅動。下面以最常用的筆段式TN液晶顯示屏為例進行說明。

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筆段式TN液晶顯示屏是通過段形顯示像素實現顯示的。段形顯示像素是指顯示像素為一個長棒形，也稱筆段形。在數字顯示時，常採用七段電極結構，即每位數由一個「8」字形公共電極和構成「8」字圖案的七個段形電極組成，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

每個筆段的驅動電壓為AC 3～5V，頻率有32Hz、167Hz、200Hz幾種，工作時在背電極(COM)上持續加上佔空比為1/2的連續方波，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、頻率相同的連續方波，則在被顯示筆段上加有正、負交替的兩倍於方波幅值的電壓，它應大於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動電路原理和波形圖。

圖2 一個筆段電極的液晶顯示屏驅動電路原理和波形圖

圖2(a)是一個異或門電路。輸入端A是由振蕩電路產生的方波振蕩脈衝勺並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，用於控制電極的亮與滅。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)兩端的交流驅動波形，如圖2(c)所示。可見，當欄位上兩個電極的電壓相位相同時，兩電極之間的電位差為零，該欄位不顯示;當此欄位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，該欄位呈現黑色。

液晶顯示屏的驅動與LED的驅動有很大的不同。對於LED，在其兩端加上恆定的導通或截止電壓便可控制其亮或暗。而LCD，由於其兩極不能加恆定的直流電壓，因而給驅動帶來複雜性。一般應在LCD的公共極(一般為背極)加上恆定的交變方波信號，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驅動電路圖。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行驅動。

圖3 七段液晶顯示屏的電極配置和靜態驅動電路圖

目前，市場上已有許多LCD驅動集成晶片，已可將多個LCD驅動電路集成到—起，使用起來十分方便。

筆段式靜態驅動有這樣兩個特點：①各電極的驅動相互獨立，互不影響;②在顯示期間，驅動電壓一直保持，使液晶充分驅動。因而靜態驅動與下面介紹的動態驅動相比，具有對比度好、亮度高、響應快等優點。靜態驅動的缺點是每個筆段形電極需要一個控制元件，當顯示數字的位數很多時，相應的驅動元件數和引線端子數就會太多，因而它的應用受到限制，只適合於位數很少的筆段電極顯示。

注意：

對於液晶顯示屏，必須注意以下幾點：

(1)驅動液晶顯示屏時，不宜施加直流電壓，否則，會使液晶產生電解和電極老化，從而大大降低液晶顯示屏的使用壽命，所以，液晶顯示屏必須採用交流電壓進行驅動，並且限定交流成分中的直流分量不大於幾十毫伏。

(2)由於液晶在電場作用下光學性能的改變是依靠液晶作為彈性連續體的彈性變形，響應時間長，所以交變驅動電壓的作用效果不取決於其峰值，在頻率小於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。

(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，是無極性的，即正壓和負壓的作用效果是一樣的。

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