液晶顯示器件

對于利用液晶的各種電光效應，把液晶對電場、磁場、光線和溫度等外界條件的變化在一定條件下轉換成為可視信號就可以制成顯示器，這就是液晶顯示器件。

液晶作為顯示器件之用，方式很多。平常所見的液晶顯示器件LCD屬扭曲向列型(TN)。此外，還有不用偏振片，具有存儲效應的相變型(PC);有電流效應的動態(tài)散射型(DS);有加入染料的賓主彩色型(GH);有彩色偏振片型(CTN);有超扭曲向列型(STN);有可以作液晶電視的有源矩陣型(TFT)還有正在開發(fā)的后起之秀的鐵電型(FE)及MLC、LCOS等等。

一、玻璃基板

這是一種表面極其平整的浮法生產(chǎn)薄玻璃片。表面蒸鍍有一層In2O3或SnO2透明導電層，即ITO膜層。經(jīng)光刻加工制成透明導電圖形。這些圖形由像素圖形和外引線圖形組成。因此，外引線不能進行傳統(tǒng)的錫焊，只能通過導電橡膠或導電膠帶等進行連接。如果劃傷、割斷或腐蝕，則會造成器件報廢。

二、液晶

液晶材料是液晶顯示器件的主體。不同器件所用液晶材料大都是由幾種以至十幾種單體液晶材料混合而成。每種液晶材料都有自己固定的清亮點TL和結晶點TS。因此也要求每種液晶顯示器件必須使用和保存在TS~TL之間的一定溫度范圍內(nèi)，如果使用或保存溫度過低，結晶會破壞液晶顯示器件的定向層，而溫度過高，液晶會失去液晶態(tài)，也就失去了液晶顯示器件的功能。

三、偏振片

偏振片又稱偏光片，由塑料膜材料制成。涂有一層光學壓敏膠，可以貼在液晶盒的表面，前偏振片表面還有一保護膜，使用時應揭去，偏振片怕高溫、高濕條件，這樣會使偏振片起泡。

1)刷新率

LCD刷新頻率是指顯示幀頻，亦即每個像素為該頻率所刷新的時間，與屏幕掃描速度及避免屏幕閃爍的能力相關。也就是說刷新頻率過低，可能出現(xiàn)屏幕圖像閃爍或抖動。

2)點距和可視面積

3)最佳分辨率(真實分辨率)

4)亮度和對比度

5)響應時間

6)可視角度

7)最大顯示色彩數(shù)

8) 發(fā)光效率

液晶顯示器件 (liquid crystal display device)

1964年美國無線電公司發(fā)現(xiàn)液晶的多種電光效應，即賓主效應、動態(tài)散射效應和相移存儲效應。賓主效應是多色染料分子(賓)與向列液晶(主)在電場作用下重新排列，引起顏色變化。動態(tài)散射效應是透明的液晶由于電場的作用，引起分子排列混亂。相移存儲效應是光能通過一對夾有液晶、相互正交的偏振鏡。以扭曲向列場效應為基礎的液晶顯示器件在電子表和計算器中應用最多。在這種器件中，偏振光能在液晶里旋轉;如果加有電場，則扭曲結構失效，光就不能通過 。扭曲向列液晶不但響應慢(0.1秒)，而且門限的斜率小，因此限制矩陣選址的行數(shù)，多用于單字符顯示。液晶顯示器件還有液晶光閥和用液晶和薄膜晶體管制做的顯示板。液晶顯示器件由于其功耗低，平板顯示等優(yōu)點，是未來顯示技術的重要發(fā)展方向之一。

1)無源矩陣與有源矩陣

2)靜態(tài)驅動方式

液晶顯示器件的驅動方式圖如下

1、反射式

2、透射式

3、投影式

液晶顯示起投影儀中燈片的作用，對投射光源起調制作用，所以稱為液晶光閥。早期的液晶光閥是將液晶盒與光敏層組合在一起，中間隔一層遮光層。光敏物質為非晶硅、Se、CdS等光電到膜。利用光電導層接收不同光量時，電阻改變，從而調制加在液晶上的電壓。后來采用可電寫入的CCD,多采用液晶盒加有源矩陣。特別是發(fā)展很迅速的LCOS(LC on Silicon)更是投影式的典型。在LCOS中有源矩陣直接制作在單晶硅片上，尺寸可以做得很小，并可充分利用發(fā)展已很成熟的硅集成工藝。

液晶顯示器件的優(yōu)異特性決定了它在各類顯示器件中的地位，只有20余年液晶顯示就改變了幾百年的鐘表計時行業(yè)，電子計算器已經(jīng)人人必備，智能化儀器儀表使用了液晶顯示，使它可以成為便攜式，各種電腦改變了人類生活方式，甚至改變了戰(zhàn)爭形式。

液晶作為一種特殊的功能材料，具有極其廣泛的應用價值。隨著以液晶顯示器件為主的各類液晶產(chǎn)品的出現(xiàn)和發(fā)展，液晶已經(jīng)深入到各行各業(yè)以及社會生活的各個角落。人類開發(fā)了液晶，液晶改變著人類生活。

液晶顯示器件的安裝與傳統(tǒng)顯示器件不同，需要特殊的連接方式如導電橡膠連接，金屬引腳連接、導電膠帶熱壓連接和將IC直接壓焊到玻璃基板外引線上的COG連接等多種方式方法。

其次，在安裝時除需要將液晶顯示器件和一般的電路元器件等連接外，還特別需要注意采光或安裝上背光源?？勺霰彻庠吹陌l(fā)光器件很多，其特點結構不同，安裝方法也不同。總之，液晶顯示器件的安裝是一個特殊技術。

雖然液晶顯示器件種類很多，但常見的液晶顯示器件并不多， 液晶顯示是依靠液晶的電光效應和熱光效應，具體分類如下:

1、電場效應:利用介電常數(shù)的各向異性。屬于這一類的有TN、STN、GH、PC、ECB、FLC(鐵電效應型)、PDLC(聚合物分散型);

2、電流效應:利用介電常數(shù)各向異性與電導率各向異性。屬于這類的只DS型;

3、熱光效應寫入型:分激光寫入型和膽熱變色型。利用激光加熱液晶工作;

4、電熱效應:利用電極加熱使液晶狀態(tài)發(fā)生變化，有存儲性。

Ø 亮度高，并可調亮度范圍;

Ø 亮度均勻一致，能形成均勻的面光源;

Ø 平板薄型適于裝配;重量較輕。

Ø 光色悅目，基色準確，對液晶顯示器件有較好的透過能力。

Ø 功耗低，效率高;

Ø 成本低。

光學光電行業(yè)各種鏡片、平板玻璃的清洗，如數(shù)碼相機鏡頭，望遠鏡鏡頭，光學三棱鏡，各種光學透鏡、反射鏡，眼鏡片及春模具，以及光電行業(yè)的LCD、STN等液晶顯示器件

第1章 液晶顯示模塊概述

1.1 液晶顯示模塊的結構組成

1.1.1 液晶顯示器件

1.1.2 電路

1.1.3 背光源

1.1.4 連接件

1.1.5 結構件

1.1.6 觸摸屏

1.2 液晶顯示模塊分類

1.2.1 按所使用的液晶顯示器件分類

1.2.2 按模塊的顯示內(nèi)容分類

1.2.3 按模塊的電路配置分類

1.2.4 按使用環(huán)境分類

1.3 液晶顯示模塊的性能參數(shù)

1.3.1 顯示性能參數(shù)

1.3.2 機械性能參數(shù)

1.3.3 電特性參數(shù)

1.3.4 觸摸屏的技術參數(shù)

1.3.5 LM240128RFW-C液晶顯示模塊的性能指標

1.4 液晶顯示模塊的應用選型

1.4.1 選型需要考慮的數(shù)據(jù)

1.4.2 內(nèi)容優(yōu)先法

1.4.3 結構優(yōu)先法

1.4.4 定制模塊

1.5 液晶顯示模塊使用須知

1.5.1 安裝時的注意事項

1.5.2 焊接時的注意事項

1.5.3 嚴防靜電

1.5.4 保存與保養(yǎng)

第2章 液晶顯示驅動電路基礎

2.1 靜態(tài)液晶顯示驅動電路原理

2.2 動態(tài)液晶顯示驅動電路原理

2.3 TFT液晶顯示驅動電路原理

第3章 字符型液晶顯示模塊應用

3.1 字符型液晶顯示驅動控制器的電路特征

3.2 西文字符型液晶顯示模塊的應用

3.2.1 西文字符型液晶顯示模塊的接口技術

3.2.2 西文字符型液晶顯示模塊的指令系統(tǒng)

3.2.3 西文字符型液晶顯示模塊的應用函數(shù)

3.3 中文字符型液晶顯示模塊的應用

3.3.1 中文字符型液晶顯示模塊的接口技術

3.3.2 中文字符型液晶顯示模塊的指令系統(tǒng)

3.3.3 中文字符型液晶顯示模塊的應用函數(shù)

第4章 帶驅動控制器的圖形液晶顯示模塊應用

4.1 帶驅動的液晶顯示控制器電路特征

4.2 內(nèi)置ST7565控制器液晶顯示模塊應用

4.2.1 液晶顯示模塊接口技術

4.2.2 液晶顯示模塊指令系統(tǒng)

4.2.3 液晶顯示模塊應用函數(shù)

4.3 內(nèi)置SBN0064液晶顯示模塊的應用

4.3.1 液晶顯示模塊接口技術

4.3.2 液晶顯示模塊指令系統(tǒng)

4.3.3 液晶顯示模塊應用函數(shù)

4.4 內(nèi)置NT7506控制器液晶顯示模塊的應用

4.4.1 液晶顯示模塊接口技術

4.4.2 液晶顯示模塊指令系統(tǒng)

4.4.3 液晶顯示模塊應用函數(shù)

4.5 內(nèi)置UC1611S驅動控制器的液晶顯示模塊應用

4.5.1 液晶顯示模塊接口技術

4.5.2 液晶顯示模塊指令系統(tǒng)

4.5.3 液晶顯示模塊應用函數(shù)

第5章 帶CSTN驅動控制器的圖形液晶顯示模塊應用

5.1 CSTN液晶顯示驅動控制器電路特征

5.2 內(nèi)置ST7529控制器液晶顯示模塊應用

5.2.1 液晶顯示模塊接口技術

5.2.2 液晶顯示模塊指令系統(tǒng)

5.2.3 液晶顯示模塊應用函數(shù)

5.3 內(nèi)置UC1698U控制器的液晶顯示模塊應用

5.3.1 液晶顯示模塊接口技術

5.3.2 液晶顯示模塊指令系統(tǒng)

5.3.3 液晶顯示模塊應用函數(shù)

第6章 帶專用控制器的圖形液晶顯示模塊應用

6.1 專用液晶顯示控制器及觸摸屏控制器的電路特征

6.2 帶觸摸屏內(nèi)置S1D13700控制器液晶顯示模塊應用

6.2.1 液晶顯示模塊接口技術

6.2.2 液晶顯示模塊指令系統(tǒng)

6.2.3 液晶顯示模塊應用函數(shù)

6.3 帶觸摸屏內(nèi)置RA8806控制器的液晶顯示模塊應用

6.3.1 液晶顯示模塊接口技術

6.3.2 液晶顯示模塊指令系統(tǒng)

6.3.3 液晶顯示模塊應用函數(shù)

第7章 帶圖形加速器的液晶顯示控制器T8000應用

7.1 液晶顯示控制器T8000的電路特征

7.2 液晶顯示控制器T8000的接口技術

7.2.1 存儲器尋址接口電路及驅動程序

7.2.2 總線尋址方式的接口電路及驅動程序

7.2.3 I/O尋址方式的接口電路及驅動程序

7.2.4 串行接口電路及通信方式

7.3 液晶顯示控制器T8000指令系統(tǒng)

7.3.1 功能寄存器描述

7.3.2 液晶顯示控制器T8000指令集

7.4 液晶顯示控制器T8000應用函數(shù)

7.4.1 灰度/色彩設置功能函數(shù)

7.4.2 字符寫入功能函數(shù)

7.4.3 繪畫功能函數(shù)

7.4.4 游標功能函數(shù)

第8章 液晶顯示模塊調試與應用點滴

8.1 液晶顯示模塊的調試

8.2 液晶顯示模塊在系統(tǒng)整機抗干擾中的防護措施

8.2.1 干擾源

8.2.2 抗干擾措施

8.2.3 抗干擾舉例

8.3 液晶顯示模塊的應用點滴

8.3.1 電平轉換電路

8.3.2 LED背光的控制

8.3.3 響應速度的限制

8.3.4 對比度可調，應對溫度的影響

附錄A 字模數(shù)據(jù)格式與字符表

A.1 "縱向取模"、"字節(jié)顛倒"方式

A.2 "橫向取模"方式

A.3 "字符順時針旋轉90°"、"左右轉換"、"縱向取模"方式

A.4 標準ASCII碼字符表

A.5 5×7點陣ASCII碼字模數(shù)組

液晶模塊是將上海液晶器件與控制，驅動電路和線路板PCB裝配在一起的組件。他可以直接與計算機連接。這種模塊使用時，除應注意一般液晶顯示器件使用時的注意事項外，還應在裝配，使用時注意以下事項:

處理保護膜

在裝好的模塊成品液晶顯示器件表面有一層保護膜，以防裝配時玷污表面。在整機裝配結束之前不得揭去，以免弄臟或玷污顯示面。

加裝襯墊

在模塊與前面板之間最好加裝一個約0.1MM左右的襯墊。面板還應保持絕對平整。，一保證在裝配以后不產(chǎn)生扭曲力。并提高抗震性能。

嚴防靜電

模塊中的控制、驅動電路是低壓、微功耗的CMOS電路，極易被靜電擊穿，而人體有時會產(chǎn)生高達幾拾伏或上百伏的高壓靜電，所以在操作、裝配，以及使用中都要小心，嚴防靜電。為此:

1) 不要用手隨意去摸外引線，電路板上的電路及金屬框。

2) 若必須直接接觸時，應使人體一模塊保持同一電位，或將人體良好的接地。

3) 焊接使用的電烙鐵必須良好接地，沒有漏電。

4) 操作的電動該錐等工具必須良好接地，沒有漏電。

5) 不得使用真空吸塵器進行清潔處理。因為它會產(chǎn)生很強的靜電。

6) 空氣干燥，也會產(chǎn)生靜電，因此，工作間濕度應在RH60%以上。

7) 地面、工作臺、椅子、架子、推車及工具間都應形成電阻接觸，以保持在同一電位上，否則也會產(chǎn)生靜電。

8) 取出或放回包裝袋或移動位置時，也虛格外小心，不要產(chǎn)生靜電。不要隨意換或舍棄原包裝。

靜電擊穿是一種不可修復的損壞，務必注意，不可大意。

裝配操作時的注意事項。

模塊是經(jīng)精心設計組裝而成的，請勿隨意自行加工，修整。

1) 金屬框抓不得隨意扭曲，拆卸。

2) 不要隨意修改加工PCB板外形，裝配孔，線路及部件。

3) 不得修改導電膠條。

4) 不要修改任何內(nèi)部支架。

5) 不要碰，摔，折曲，扭動模塊。

焊接

在焊接模塊外接、接口電路，應按若下規(guī)程進行操作。

1) 烙鐵頭溫度小于280℃

2) 焊接時間小于3-4S

3) 焊接材料:共晶型、低熔點。

4) 不要使用酸性助焊劑。

5) 重復焊接不要超過3次，且每次重復需要間隔5分鐘/

模塊的使用與保養(yǎng)

1) 模塊使用接入電源及斷開電源時，必須按圖時序進行。即，必須在正電源(5±0.25V)輸入，才能輸入信號電平。若在電源穩(wěn)定接入前，或斷開后就輸入信號電平，將會損壞模塊中的集成電路，使模塊損壞。

2)點陣模塊是高路數(shù)的液晶顯示器件，顯示對比度，視角與溫度，驅動電壓關系很大。所以應調整Vee至最佳對比度、視角時為止。如果Vee調得過高，不僅會影響顯示，還會影響顯示器件的壽命。

3)在規(guī)定工作溫度范圍下限使用時，顯示響應很慢。而在規(guī)定工作溫度范圍上限使用時，整個顯示面會變黑，這不是損壞，恢復溫度范圍，就可恢復正常。

4)用力按壓顯示部分，會產(chǎn)生異常顯示，只要切斷電源，重新接入即可恢復。

5)液晶顯示器件或模塊表面結霧時，不要通電工作，因為這時將起電極化學反應，產(chǎn)生斷線。

6) 長期用于陽光及強光下時被遮部位會產(chǎn)生殘留影象。

模塊的存儲

若長期(如幾年以上)的存儲，我們推薦以下方式。

1) 裝入聚乙烯口袋(最好有防靜電涂層)并將口封住。

2) 在-10-+35℃之間存儲。

3) 放在暗處，避強光。

4) 決不能在表面壓放任何物品。

5) 嚴格避免在極限溫/濕度條件下存放，特殊條件下必須存放，也可在40℃、85%RH時，或60℃、小于60%RH條件下存放，但不宜超過168小時。