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TFT LCD液晶知識

發布時間:2018-11-01

TFT-LCD即薄膜晶體管液晶顯示器。其英文全稱為:Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display。TFT-LCD與無源TN-LCD、STN-LCD的簡單矩陣不同,它在液晶顯示屏的每一個象素上都設置有一個薄膜晶體管(TFT),可有效地克服非選通時的串擾,使顯示液晶屏的靜態特性與掃描線數無關,因此大大提高了圖像質量。TFT-LCD也被叫做真彩液晶顯示器。


TFT液晶原理:

TFT液晶原理


背光模組:提供光源

*上下偏光片,TFT Glass Substrate, 液晶:形成偏振光,控制光線的通過與否;

*彩色濾光片:提供TFT LCD R/G/B(三原色)的來源;

*ITO透明導電層:提供透明的導電通路;

*Photo Spacer:提供一個固定高度給彩色濾光片和TFT Glass Substrate,作為灌入液晶的空間,以及做為上下兩層Glass的支撐。


液晶特性:


TFT-LCD使用的液晶為TN(Twist Nematic)型液晶,分子成橢圓狀。TN型液晶一般是順著長軸方向串接,長軸間彼此平行方式排列;當接觸到槽狀表面時,液晶分子就會順著槽的方向排列與槽中。

液晶特性

當液晶被包含在兩個槽狀表面中間,且槽的方向相互垂直,則液晶分子的排列為:

a)上表面分子:沿著a方向;

b)下表面分子:沿著b方向;

c)介于上下表面中間的分子:產生旋轉的效應;

     因此液晶分子在兩槽狀表面間產生90°的旋轉。

液晶特性

當線性偏極光射入上層槽狀表面時,此光線隨著液晶分子的旋轉也產生旋轉。

    當線性偏極光射出下層槽狀表面時,此光線已經產生了90度的旋轉。

液晶特性

當在上下表面之間加電壓時,液晶分子會順著電場方向排列,此時入射光線不再會旋轉,因而光線直線射出下表面 。

液晶特性

偏光片特性:

將非偏極光(一般光線)過濾成偏振光。

當非偏極光通過a方向的偏光片時,光線被過濾成與a方向平行的線性偏極光;

上圖:偏振方向相同,線性偏極光繼續前進,通過第二片偏光片時,光線通過;

下圖:偏振方向不同,通過第二片時,光線被完全阻擋。

  液晶特性

偏振光透過液晶分子,偏振方向發生旋轉,光線可通過偏光片。

液晶特性



當液晶分子呈如圖方向排列時,光線偏振方向將不再發生旋轉,最終無法通過偏光片。

液晶特性


TFT上下各有一片偏振方向垂直的偏光片,背光板發出的光經背光模組散射后,先通過下層偏光片形成偏振光;

 之后通過液晶分子,并由液晶分子的旋轉角度決定通過液晶分子后的偏振方向;

 在經過彩色濾光片產生紅、綠、藍三色光,最后通過上偏光片,并由偏振光偏振方向與偏光片偏振方向夾角決定最終輸出的光強,以形成不同的色彩。

液晶特性

發光強弱由MOS管控制液晶偏轉角度,從而控制光線出口強弱達到控制色彩目的.

假設240*320分辨率液晶則由于 基本色彩是3原色 所以總共有240*320*3個 MOS管。


“像素”(Pixel) 是由 Picture(圖像) 和 Element(元素)這兩個單詞的字母所組成的,是用來計算數碼影像的一種單位,如同攝影的相片一樣,數碼影像也具有連續性的濃淡階調,我們若把影像放大數倍,會發現這些連續色調其實是由許多色彩相近的小方點所組成,這些小方點就是構成影像的最小單位“像素”(Pixel)。這種最小的圖形的單元能在屏幕上顯示通常是單個的染色點。越高位的像素,其擁有的色板也就越豐富,越能表達顏色的真實感。


每個點顯示的顏色如何由確定? 

由于TFT 液晶我使用的是2.8寸的240*320分辨率(像素),16位真彩顯示(接近自然色)

該模塊采用的是顯尚光電的DST2001PH TFTLCD,DST2001PH的控制器為ILI9320(可能為其他),采用16位的80并口。

驅動芯片顯存GRAM與色彩關系:

1541054843367571.jpg


由于是16為數據,所以最低5位代表藍色,中間6位為綠色,最高5位為紅色。數值越大,表示該顏色越深。

就是向顯存里面寫入不同數據,產生不同的顏色.

常見顏色確定:

541818553695953.jpg

利用畫圖工具里面3原色可能確定需要的顯存數據。 



使用ALIENTEK MiniSTM32開發板自配2.8寸液晶

液晶驅動芯片硬件接口:

541818243782698.jpg

采用16位數據線(低了速度太慢,用彩色就沒什么效果了)。該模塊的80并口有如下一些信號線:

CS:TFTLCD片選信號。

WR:向TFTLCD寫入數據。

RD:從TFTLCD讀取數據。

D[15:0]:16位雙向數據線。

RST:硬復位TFTLCD。

RS:命令/數據標志(0,讀寫命令;1,讀寫數據)。


ILI9320常用寄存器指令:

1541055059225923.jpg

R0,這個命令,有兩個功能,如果對它寫,則最低位為OSC,用于開啟或關閉振蕩器。而如果對它讀操作,則返回的是控制器的型號。這個命令最大的功能就是通過讀它可以得到控制器的型號,而我們代碼在知道了控制器的型號之后,可以針對不同型號的控制器,進行不同的初始化。因為93xx系列的初始化,其實都比較類似,我們完全可以用一個代碼兼容好幾個控制器。

R3,入口模式命令。我們重點關注的是I/D0、I/D1、AM這3個位,因為這3個位控制了屏幕的顯示方向。

//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

AM:控制GRAM更新方向。當AM=0的時候,地址以行方向更新。當AM=1的時候,地址以列方向更新。

I/D[1:0]:當更新了一個數據之后,根據這兩個位的設置來控制地址計數器自動增加/減少1,

/--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1541055102321951.jpg

R7:顯示控制命令。該命令CL位用來控制是8位彩色,還是26萬色。為0時26萬色,為1時八位色。D1、D0、BASEE這三個位用來控制顯示開關與否的。當全部設置為1的時候開啟顯示,全0是關閉。我們一般通過該命令的設置來開啟或關閉顯示器,以降低功耗。



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