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Comprensión rápida del funcionamiento y el fenómeno de LCD
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Intentamos explicar el funcionamiento y los fenómenos comunes del LCD desde el punto de vista eléctrico con infografías y de forma sencilla para que puedas tener una rápida comprensión.
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I. Condensador de cristal líquido (Clc)
El condensador de cristal líquido (abreviado Clc) es un condensador de placas paralelas formado por el electrodo común de vidrio superior y el electrodo de visualización de vidrio inferior de la pantalla LCD TFT.
Cuando se alimenta el TFT, la tensión a través de Clc hace que el cristal líquido se desvíe.
El circuito equivalente de Clc de un Pixle se muestra en la Figura 1.
II. Condensador de almacenamiento (Cs)
Debido a que el valor del condensador de Clc es demasiado pequeño, para mantener las imágenes en pantalla hasta el siguiente refresco, es necesario aumentar el Condensador de Almacenamiento (Cs) para incrementar el valor de la capacitancia efectiva del píxel.
La arquitectura Cs se divide principalmente en dos tipos: Cs en puerta y Cs en común.
Son, respectivamente, la capacitancia de placa formada por el electrodo de visualización y la línea de puerta o la línea común.
Teniendo en cuenta que el Cs en puerta sólo utiliza la línea de puerta siguiente, mientras que el Cs en común necesita ser redirigido en el cristal inferior, la arquitectura de Cs en puerta es más común.
Los circuitos equivalentes de un píxel de ambas arquitecturas se muestran en la Figura 2. a continuación.
III. ¿Cómo cambia el brillo o el color de la pantalla LCD?
El cambio de brillo
Al cambiar el voltaje a través del condensador Clc, se ajusta el estado del cristal líquido para controlar cuánta luz penetra en el LCD.
Tomemos como ejemplo el LCD TN en 90°4V, la relación entre el voltaje y la transmitancia se muestra en la Figura 3.
El cambio de colores
El cristal superior de la pantalla LCD TFT, panel CF, está compuesto por pequeños puntos de tres colores: rojo (R), verde (G) y azul (B).
Cambiando la intensidad de los tres colores primarios, la mezcla de ellos puede generar varios colores.
Tomando como ejemplo una pantalla LCD de 6 bits, puede mostrar colores de 2⁶ x 2⁶ x 2⁶ =262.144, y el efecto de mezcla de colores se muestra en la Figura 4.
V. Correlación entre el voltaje de la pantalla LCD y la transmitancia de luz
El nivel de tensión de funcionamiento del cristal líquido controla la cantidad de luz transmitida, controlando así el brillo y la oscuridad de las luces del rojo, verde y azul.
Tomando como ejemplo el LCD TN en 4V, la curva muestra la correlación entre el voltaje de operación del cristal líquido y la transmitancia de luz en la Figura 5.
VI. Proceso de imagen de LCD
Circuito equivalente del TFT
El TFT se utiliza como interruptor de control de tensión para controlar la escritura y la retención de la tensión de cada píxel, de modo que la posición correspondiente de la pantalla LCD pueda escribirse con la tensión correcta.
El modelo de funcionamiento del tubo N-MOS se muestra en la Figura 6, y el circuito equivalente de escritura de señal del píxel se muestra en la Figura 7.
Escribir la primera línea de datos en el TFT
Encienda la primera fila mientras apaga el resto con la tensión anterior.
Actualice la primera línea con la tensión deseada ajustada previamente, como se muestra en la Figura 8.
Escribir la segunda línea de datos en el TFT
Apague la primera línea, el voltaje se ha fijado, por lo que el color de la pantalla también se ha fijado.
Encienda la segunda línea, mantenga el resto apagado, y actualice la segunda línea a la tensión prefijada.
Por analogía, se puede completar la escritura de la imagen de toda la pantalla.
VII. Inversión de la polaridad del cristal líquido
La corriente continua afecta a las moléculas de cristal líquido
El accionamiento de CC a largo plazo puede dañar las moléculas de cristal líquido.
La anomalía se manifiesta principalmente en que el ángulo de rotación del cristal líquido es incoherente con el valor preestablecido, lo que da lugar a imágenes residuales.
Imágenes residuales causadas por el accionamiento de CC
Imágenes residuales
Las imágenes residuales causadas por el accionamiento de la señal de CC pueden dividirse en residuos planos y residuos lineales.
Las anomalías más comunes se muestran en la Figura 11.
Causas de las imágenes residuales
Residuos de iones de cristal líquido impulsados por CC;
Cuando se desconecta la tensión, los iones de la célula LCD se adsorben en la superficie de PI (poliimida);
Método de inversión de polaridad de LCD
La dirección de polaridad del campo eléctrico aplicado a las moléculas de cristal líquido debe cambiar constantemente.
Las moléculas de cristal líquido pueden dañarse si mantienen una polaridad determinada durante mucho tiempo.
Existen cuatro métodos principales de inversión de polaridad de LCD: inversión de marco, inversión de fila, inversión de columna e inversión de punto. Las transformaciones de polaridad se muestran en la siguiente figura 13.
Método de inversión de polaridad de LCD
La dirección de polaridad del campo eléctrico aplicado a las moléculas de cristal líquido debe cambiar constantemente.
Las moléculas de cristal líquido pueden dañarse si mantienen una polaridad determinada durante mucho tiempo.
Existen cuatro métodos principales de inversión de polaridad de LCD: inversión de marco, inversión de fila, inversión de columna e inversión de punto. Las transformaciones de polaridad se muestran en la siguiente figura 13.
Modo de accionamiento de Vcom
Los modos de conducción del electrodo Vcom se separan en Vcom DC (corriente continua) y Vcom AC (corriente alterna).
Vcom CC
Dado que el parpadeo de la inversión de punto es el mejor, Vcom CC se utiliza a menudo para LCD de gran tamaño.
Diagrama esquemático de accionamiento de CC, como se muestra en la Figura 14.
Vcom de CA
Dado que AC Vcom no admite la inversión de puntos, se suele utilizar en pantallas LCD de pequeño tamaño.
Figura 15. Diagrama esquemático del convertidor Vcom de CA.
Parpadeo
El fenómeno de parpadeo se produce porque la asimetría de tensión entre las polaridades positiva y negativa del cristal líquido hace que el brillo de las polaridades positiva y negativa se desequilibre. La curva V-T se muestra en la Figura 16.
Mejora: podemos ajustar Vcom para reducir los parpadeos. Sin embargo, como la Vcom de todo el panel no es la misma.
Llevamos más de 15 años dedicados a la fabricación de LCD, trabajando con los clientes en sus proyectos para ofrecerles soluciones LCD adecuadas, llevando juntos la idea al mercado.
