液晶技术（共12篇）
液晶技术 篇1
摩擦取向技术是液晶显示领域最早出现、使用最广泛、工艺最成熟的取向技术[1], 其一般工艺包括:清洗、涂膜、预烘、固化及摩擦, 通过尼龙、纤维或棉绒等材料按一定方向对取向膜作定向摩擦处理, 使膜表面状况发生定向改变, 对液晶分子产生均一的锚定作用, 从而使液晶分子在基板上整齐有序地排列[2]。虽然摩擦取向技术可以产生较好的取向效果、工艺简单且易于工业化生产, 但随着近年来TFT-LCD的发展, 传统的摩擦取向法暴露出一些局限性[3]。如:在摩擦过程中易产生粉尘微粒, 对取向膜和器件都会有破坏作用;在摩擦过程中易产生静电, 干扰显示装置的电气特性;只能单一方向取向, 不能满足高分辨率多畴取向的要求;只适用于平面状表面, 对于曲面或柔性器件的基材, 摩擦取向则很困难;当基板面积很大时, 摩擦取向很难控制其摩擦的均匀性。正是由于存在上述局限性, 摩擦取向法已不能适应TFT-LCD的快速发展, 各企业及研究机构一直在探索非摩擦工艺的取向技术, 同时向国家知识产权局专利局提交了大量的发明专利申请。
本文主要针对近些年公开的与非摩擦取向技术相关的发明专利申请进行分析, 并对其进行了统计、分类, 阐述了不同取向技术的发展状况及贡献。
1 非摩擦液晶取向技术
1.1 离子束取向技术
离子束取向技术是IBM公司提出的一种非摩擦取向技术, 主要是为了解决摩擦取向的缺陷及改善超高分辨率显示器制程问题。离子束配向使用离子束于选定角度下轰击无机或有机配向薄膜材料, 通过选择性断键的方式, 使其表面产生结构异向性, 从而对液晶具有配向的效果, 该方法能提供极好的配向均匀性, 因此能呈现超高解析度的显示品质。
US4153529 是最早提出的离子束取向的专利申请, 主要应用为无机配向膜, 其配向膜膜厚度为100~5000 , 离子束能量为1~3Ke V。自此, 离子束取向的研究与改进便引起以IBM为首的各大企业的重视, IBM于1996 年提出了应用离子束于有机配向膜 (其材料主要为聚亚醯胺) 的专利 (US5770826) , 其将能量限制为200e V以下, 以改善高能量 (>500e V) 离子束处理造成的有机配向层表面劣化;申请US6020946 为IBM公司1998 年提出的应用离子束配向于无机配向膜的专利, 配向膜膜厚度为10~100, 离子束能量为75~200e V;为了提高配向层的稳定性, IBM公司于2000 年提出了在离子束配向后进行氢处理 (US6485614) , 主要是为了钝化悬键;为了修正形成的配向层, 提高液晶预倾角的时间稳定性, IBM公司先后提出了专利申请 (US6485614、US6665033) , 在制备取向层表面时, 用离子轰击取向层表面, 在离子束中引入反应气体使表面上的悬挂键饱和;为了解决氩离子配向时所造成的物理性破坏及劣化配向膜表面的问题, 中华映管、友达光电、奇美电子、瀚宇彩晶等企业联合申请了专利CN200510085093, 利用最小粒子大小的氢离子束来进行液晶分子的配向, 以减少对配向膜表面的物理性破坏, 并通过氢离子的化学活性与配向膜反应, 缓解传统使用氩离子束配向有配向膜特性劣化的问题;申请JP2003313320 为精工爱普生株式会社提出的在取向膜表面上, 相对于该面垂直方向倾斜一定角度照射含有氮离子的离子束以产生偏转预倾角的取向膜。
该技术的专利申请情况如图1 所示, 可以看出, 在2005 年以前, 该技术基本处于逐年递增的态势, 但之后申请量明显下降。结合图2, 该技术主要集中于美国企业IBM和日本企业精工爱普生, 这也导致日美两国在该技术的专利申请量占了全球申请量的一半以上, 但因为日本还有智索、松下、夏普、佳能等电器企业的贡献, 所以其专利总申请量超过以IBM为代表的美国的申请量。韩国以LG和三星的突出贡献, 跻身前三。但可能是因为该项技术的垄断性太强, 尤其是美国的IBM, 掌握了大量的离子束取向的发明专利, 形成了一定的技术垄断, 所以该技术没能全面开花, 导致2005 以后, 相关专利的申请量开始出现下滑。
1.2 电浆束取向技术
电浆束取向技术是利用正电极所产生的正偏压强电场, 驱使电浆中的离子群被推动, 产生一阳极层进行配向机制, 采用扫描的方式, 利用此电浆对配向膜做表面处理, 以达到配向效果。电浆束所处理的配向膜除了可彻底避免静电产生与微尘污染, 更具有光稳定性及配向稳定的特性、可调整预倾角、方位角锚定能高, 同时电浆束取向还具有面板图案化的能力。因为该取向技术与材料的研究改进主要集中在乌克兰国家科学院, 所以并不是所有的先进技术都能被公众所知, 但是随着一些大型企业或研究机构也投入对电浆取向技术的研究, 电浆取向技术越来越频繁地被公开。
申请US19780970496是IBM公司于1980年提出的电浆束取向技术, 电浆束包含有氧自由基、氩氖氦等惰性气体自由基, 自由基混合物沉积有硅、锡、铟等元素, 然后, 将电浆束以一选定角度溅射向液晶基板, 形成了均一、有序的取向膜, 使得扭曲向列型液晶显示器的对比度和阈值电光特性得到改善;JP20340893 为精工爱普生株式会社于1993 年提交的申请, 让包括氩、氧离子的电浆束通过一个由镍、硅、钼、钨制成的线性狭缝后, 溅射到基板上的聚酰亚胺取向膜层上, 随着取向膜层的定向运动, 在取向膜层的表面上形成了定向排列的取向槽, 这样非接触式取向技术不但避免了粉灰微粒的干扰, 还提高了当时的成品率;申请KR20050049483为台湾工研院于2005年提出的用电浆取向法制作垂直倾斜取向层的专利, 提出用氩气浆束或氩-氢混合电浆束溅射取向膜材料, 最终使液晶分子形成稳定的垂直倾斜取向。除此之外, 台湾工研院在电浆取向技术上还做了大量的研究工作, 也相继向多个国家和地区提出了专利申请, 为了强化液晶于取向层上的锚定能, 对电浆取向技术的取向层材料也做了研究改进, 特别是用电浆能量处理含氟的取向材料, 使处理后的取向层不易变质, 使液晶显示器在高光环境下仍可维持高稳定性, 例如申请TW93140347、KR20070052328;2008 年, 电浆束取向技术跳出了单一的膜材料或电浆源的改进模式, 佳能株式会社公开了一种采用碳电浆束溅射形成取向层, 并直接在其上形成取向处理的发明专利, 采用石墨烯作为阴极通过真空电弧放电产生碳原子电浆束, 通过磁场使通过电弧放电产生的碳原子的轨道弯曲, 以倾斜的角度直接溅射于液晶显示面板的基板上, 直接实现面内转换型液晶显示器的带预倾角的平行取向。之后, 关于电浆束取向的发明专利虽然还在增加, 但年申请量已明显减少。
该技术的专利申请情况如图3、图4 所示, 可以看出在2005 年以前, 该技术的研究一直不温不火, 没有太多的发明专利申请, 虽然之后有所增长, 但也只维持了2005-2010 年间的几年, 2010 年后专利申请量又出现下滑。该项技术在业内并没有引起持续的高关注度, 只有少数的几个企业或研究机构在做相关的技术研究, 如日本的精工爱普生、夏普株式会社及台湾的工业技术研究所。可能是该项技术遇到了技术瓶颈 (如大面积均匀性控制) 或者与其他的非摩擦技术的冲击有关, 比如后续介绍的光取向技术。
1.3 光取向技术
在新的非摩擦取向技术中, 光取向技术最为显著, 是90 年代兴起的一种液晶取向技术。光取向技术的基本原理是利用线性偏振的紫外光照射在具有感光剂的高分子聚合物配向膜上引发光学异方性, 使得高分子聚合物具有配向能力。光取向技术可避免表面污染, 透过光罩可作图案化配向, 利用入射光的角度与照射时间的长短, 可以控制液晶单元的参数, 如预倾角、表面定向强度等, 因此是最有希望取代摩擦取向技术的非摩擦取向技术。
光取向技术的改进方向主要为取向的热、光稳定性, 申请CN97120873 是三星电管株式会社于1998 年提出一种光取向组合物, 该组合物包括选自肉桂酸酯系列聚合物和香豆素系列聚合物的第1 聚合物, 和选自在其侧链上具有长链烷基的聚酰亚胺和在其两端具有烷基的聚酰亚胺的第2 聚合物, 用上述光取向组合物形成的光取向层具有极好的热稳定性和预倾斜角特性;申请EP99923775 是罗利克公司于1999 年提出将含可交联的液晶单体或预聚物和可光取向的单体或低聚物或聚合物混合, 该混合物既能取向也能交联形成液晶聚合物, 因此, 该混合物一方面可用作各向异性层, 另一方面又可被涂布成较薄的薄层作为取向层, 经线性偏振光照射时能沿着最佳的方向取向, 从而可诱导液晶排列状态;申请JP2002022855 是JSR株式会社提出的一种液晶光取向剂, 其通过光取向法能够得到具有表面限制力和预倾斜角表现稳定性的液晶取向膜, 该液晶取向剂包含聚合物, 该聚合物具有通过光进行交联反应的结构, 选自含氟有机基团、碳原子数10~30的烷基和碳原子数10~30的脂环式有机基团的至少1 种基团, 以及可选择的通过热进行交联的结构;日本化学工业株式会社、第一毛织株式会社、智索株式会社在光取向材料上都有不少优秀的专利申请, 如WO2005083504、JP2008312356、JP2008189846;上述光取向技术的专利申请大多是对光取向材料的改进, 目的是得到具有热稳定性、配向稳定性的光敏/液晶聚合物, 且近几年来, 类似的申请越来越多, 这里不作穷举。
当然, 光取向技术的改进方向不限于热、光稳定性, 为了满足快速响应与广视角的需求, 必须令液晶分子在多个区域呈不同方向的倾倒排列, 即多畴取向。奇美电子于2007年提出一种光配向方法 (CN200710148972) , 提供配向液中含有光分解型配向材料以及光聚合型配向材料, 该配向液可依所接受能量的不同而产生光分解作用或光聚合作用, 在制造光配向膜时, 使用线性偏振光通过光学元件进行一次曝光工艺即可形成具有两种配向方向的光配向膜, 奇美电子的该专利申请使得光取向技术有了更宽更深的发展面。申请CN201110200964 是南京中电熊猫液晶显示科技有限公司公开了一种混合垂直光配向的技术, 采用不同角度的紫外光同时对至少一个配向膜的多个区域照射进行配向, 配向膜的侧链在各区域内形成与紫外光照射角度相应的角, 使得液晶面板的对比度得到提升、视差有所改善, 加快液晶面板的响应速度。
该技术的专利申请情况如图5、图6所示, 从图5中可以看出, 光取向技术从其兴起至今, 相关发明专利的申请量基本上保护持续稳定地增长, 可见该项技术在液晶取向领域所受到的重视。从图6 可以看出, 虽然日本的申请量依然领先于中、美、韩, 大量的专利掌握在日本的企业手中, 但其格局比重相比其他的取向技术已有所倾斜, 中、美、韩也有了大量的申请, 和日本企业已形成竞争之势。这也说明了光取向的发展很有可能取代传统的摩擦取向技术。
1.4 其他非摩擦取向技术
除了上述的几种非摩擦取向技术, 已应用于工业的还有倾斜蒸镀技术、LB膜技术, 都能以非接触的方式形成液晶取向膜。只是这两种取向技术由于各自原因在液晶显示装置领域的关注度远不如上述的几种取向技术, 所以这里只作简单的介绍。
倾斜蒸镀是最早的液晶取向控制方法, 倾斜蒸镀指的是将金属、氧化物、氟化物等无机材料与基板成某个角度的方向上进行蒸镀的工艺, 目的是形成一种倾斜排列的取向膜。比如, 利用高真空条件将Si O2高温蒸发, 从特定的角度射向ITO导电玻璃表面, 产生Si O2长柱状体, 可控制长柱状体倾斜角度与密度, 达到液晶配向排列的目的。因为用Si Ox系列的无机材料作取向层, 其蒸镀所需要的温度很高, 真空工艺的生产效率低下, 大尺寸基板的设备昂贵, 所以不易量产, 仅能少量制作高价特用的LCD显示器, 在一般的LCD生产中很少使用, 因此, 相关的专利申请越来越少。
LB膜取向技术建立在聚酰亚胺具有较高的耐热性、较强的机械强度、良好的绝缘性及优良的加工性能的基础上。由于聚酰亚胺LB膜本身具有定向性, 不需要摩擦处理就可以作液晶取向膜, 因此可以显著提高LCD器件的品质。但是LB膜沉积在基片上时的附着力领先于分子间的作用力, 属于物理键力, 因此膜的机械性能较差, 要获得排列整齐而且有序的LB膜, 必须使材料有两性基团, 这在一定程度上给LB成膜材料的设计带来困难, 另外, 制膜过程中需要使用氯仿等有毒溶剂, 对人体和环境危害性大, 加之可能是由于光取向技术表现太活跃, 导致各液晶显示企业无暇同时投入研究, 所以LB膜技术一直不温不火, 相关的专利申请并不如期望得多。
2 技术前景分析
目前, 摩擦取向技术是工业上应用最广泛、最成熟的取向技术, 但其有自身的局限性。近年来, 以光取向法、离子束取向法为代表的非摩擦取向技术表现活跃, 且已取得了长足的进展, 相应的专利申请量也非常多, 特别是光取向技术, 从申请量的走势来看, 将最有希望取代传统的摩擦取向技术。
另外, 新的取向技术的概念也被提了出来, 如纳米液晶取向膜技术, 且已有相关的专利申请 (如复旦大学的申请CN201210079623、索尼公司的申请CN201210306205) , 因为特殊的纳米材料早已问世, 所以将纳米材料应用于液晶取向技术将会成为业界未来研发的方向。
3 结语
为了更好地控制液晶分子的取向, 推动液晶显示产业继续向前迈进, 全球范围内许多国家的企业加入了液晶取向技术的竞争。尤其是日本的企业, 具有明显的技术优势, 申请了大量高技术含量的发明专利。韩国和美国交替性地紧随其后, 具有一定的技术优势。从专利申请量来看, 国内相关的专利申请虽然逐年递增, 但相比日本、韩国和美国, 国内企业的申请量仍偏少, 且技术含量偏低, 亟须进一步地创造提高, 以突破日、韩和美国的技术夹击。
参考文献
[1]朱普坤, 李佐邦, 谢一兵.液晶显示器用取向高分子材料的研究及机理[J].河北工业大学学报, 1997, 26 (2) :19-22.
[2]日本学术振兴会第142委员会编, 黄锡珉, 等.液晶器件手册[M].北京:海洋出版社, 1992.
[3]姚平武.液晶分子取向技术研究[J].现代显示, 2004 (46) :16-20.
液晶技术 篇2
OK8贴膜技术员教您：液晶屏保护膜怎么贴
其实液晶屏贴膜不是一件非常困难的工作，只要你掌握了方法与了解操作过程，做起来是非常顺利的。液晶屏幕保护膜怎么贴，这是很多第一次贴膜的人常问了问题，为什么我们在贴膜时会感觉到无从开始，是因为您还没有完全掌握贴膜方法与要点。液晶屏保护膜贴法分为四个大步骤：
第一步:(很关键)清理本本屏幕:新机一般只需要用屏幕保护膜套装的清洁擦布将散落的灰尘清除掉,旧机贴膜的话就需要我们亲自仔细点,因为边框边角的地方有可能藏有好多灰尘,不清理干净,贴膜会有气泡产生.第二步:对比尺寸是否合适,准备贴膜:首先对比一下屏幕与膜的大小,通常情况下保护膜会比液晶屏幕小2-3毫米,然后将贴有标签1的一面对准屏幕摆正,掀起标签1,先贴一角,从左至右进行.第三步:贴膜过程中:标签的薄膜为保护层而非使用层,将标签1的薄膜从下面慢慢撕掉,同时用自带的绒布不停的刷平保护膜与液晶屏幕的接触面,OK8系列的屏幕保护膜都有静电吸附功能,会自动粘附在液晶屏上.第四步:贴膜完成:保护膜贴上后,再将上面标签2的薄膜撕掉,整个过程即完成,如果贴膜过程有偏差,OK8保护膜也可以重新掀开慢慢贴合,第二次贴合时要注意有气泡产生,微小的气泡一般在一个星期内会自动消除.
液晶技术 篇3
一、坏点
ISO（International Standards Organization，国际标准化组织）在2001年制定关于液晶面板坏点的标准，其定义了4个等级的品质。Class 1不允许有坏点，是最高等级，最差等级是Class 4，容许有262个坏点。而一般情况下，都使用的是Class 2这个级别，它允许有3个坏点，但如果只有两个坏点却出现在5*5像素的范围内，同样是不被允许的。
各个国家或品牌对同样为A级的产品其坏点数量的定义也不同，例如日本标准是以3个坏点以下为A级合格、韩国标准是以5个坏点以下为A级合格、而台湾标准则以8个坏点以下为A级合格。当然，这些标准是随着生产工艺的提高而不断改变的。
二、响应时间
响应时间这个专业的液晶指标最早由ISO推出，该规范制定的初衷就是要反映液晶显示器表现动态图像的平滑度和清晰度。响应时间定义如下：当一个像素电从白色转为黑色，电极电压从0变为最大值，即最大电压激励状态下，液晶分子迅速转换到新的位置，这一过程所用的时间被称为上升时间。当一个像素由黑转白，像素所加电压切断，液晶分子迅速回到加电前位置，这一过程称为下降时间。整个响应时间过程就是由上升时间加上下降时间获得的数值，通常是以毫秒（ms）为单位。响应时间越小越好，时间越小用户在看移动画面时就越不会出现类似残影或者拖尾的痕迹。按照人眼的生理特点，响应时间如果超过40毫秒（＜1000÷40＝25帧/秒），就会出现运动图像的迟滞现象。所以目前市场上响应时间最低的接受范围是30ms，这也是现在的液晶显示器较多的标识。一些更好的面板可以达到25ms或20ms，甚至更高的16ms。
实际上，屏幕内容不可能只是做最黑与最白之间的切换，而是五颜六色的多彩画面，或深浅不同的层次变化，这些都是在做灰阶间的转换。要想使得响应时间真的具有实际参考价值，那么提供必要的灰阶响应时间（GTG：Gray To Gray）参数才是有意义的。灰阶响应时间与原来的黑白响应时间含义和性质差别很大，两者之间没有明确的对应关系，但又都是对液晶响应时间的描述。
三、可视角度
当背光源通过偏极片、液晶和取向层之后，输出的光线便具有了方向性。也就是说大多数光都是从屏幕中垂直射出来的，所以从某一个较大的角度观看液晶显示器时，便不能看到原本的颜色，甚至只能看到全白或全黑。
可视角度包括水平可视角度和垂直可视角度两个指标，水平可视角度表示以显示器的垂直法线(即显示器正中间的垂直假想线)为准，在垂直于法线左方或右方一定角度的位置上仍然能够正常的看见显示图像，这个角度范围就是液晶显示器的水平可视角度；同样如果以水平法线为准，上下的可视角度就称为垂直可视角度。一般而言，可视角度是以对比度变化为参照标准的。当观察角度加大时，该位置看到的显示图像的对比度会下降，而当角度加大到一定程度，对比度下降到10：1时，这个角度就是该液晶显示器的最大可视角。
为了解决这个问题，制造厂商们也着手开发广角技术，到目前为止有三种比较流行的技术，分别是：TN+FILM、IPS和VA。不同面板的可视角度典型参数为,TN面板的140°, IPS面板的160°以及VA面板的170°。
四、色彩
LCD的色彩表现要远逊于CRT。从理论上讲CRT可显示的色彩是无限的。而绝大部分LCD产品都宣称能够显示1677万色，但实际上都是通过所谓的FRC (Frame Rate Control)技术以仿真的方式来实现的，与真正的32位色相比有很大差距，所以在色彩的表现力和过渡方面仍然不及传统CRT。
所谓6BIT(16.2M)的色彩范围所采用TN面板，其最大发色数最多位为262144(R/G/B各64色)，也就是说每个通道上只能显示64(2的6次方=64)级灰阶，那么我们就称其为6bit面板，也就是伪真彩面板。但是为了获得超过1600万种色彩的表现能力，TN面板都会使用到我们常说到的“抖动”技术，通过局部快速切换相近颜色，利用人眼的残留效应获得缺失色彩。这种抖动技术不能获得完整的8bit（256色）效果，通常是253种颜色，那么三个253相乘就是16.2M色。
所谓8BIT(16.7M)的色彩范围所采用的VA(MVA或PVA)和IPS面板，则能够实现24BIT色即16.77M色 (R/G/B各256色)，也就是说每个色彩通道上能显示256(2的8次方=256)级灰阶，我们就称其为8bit面板，这也就是真彩面板。
五、亮度
LCD背光光源的亮度决定整台LCD的画面亮度及色彩的饱和度，亮度越高图象的显示效果就越清晰，所能看到的细节就越多。亮度通常以每公尺平方烛光cd/m2（也叫NIT流明）为测量单位。TFT液晶显示器的可接受亮度为150cd/m2以上，目前国内能见到的TFT液晶显示器亮度都在200 cd/m2左右。
目前，没有一个确切的标准来测量亮度是否够明亮。并且，LCD显示器在屏幕的中央部分非常明亮，但在接近边缘部分，亮度却降低近25%。所以在购买时，最好的且最有效的方法就是将LCD显示器并排一对一比较，亮度是否均匀才是关键。
六、对比度
对比度这个概念是从CRT时代传承下来的，该指标指的是屏幕显示图象中最亮像素和最暗像素亮度的比值。随着对比度的提高，显示器还原的色彩也就越鲜艳，画面色彩的层次感更加分明，色阶过渡更细腻。液晶板使用的很多部件对对比度都有一定影响，比如控制IC、彩色滤光片甚至定向膜等。只有一个适宜的对比度才能令液晶显示器呈现出理想的灰阶、色阶，从而实现饱满、丰富的影象效果。
人眼可以接受的对比度一般在250：1左右，在绝大多数的情况下，对比度能够达到350:1就能够让人十分满意了。随着技术的进步，现在推出了一些高对比度的液晶。就面板技术来说，目前的IPS和VA类面板普遍对比度要好过TN类面板，前两者的主要优势是黑色表现比TN面板好。
七、分辨率
分辨率是所有显示器最重要的技术指标之一，分辨率越高，显示的效果越好。分辨率概念来源于CRT显示器，LCD不存在这种说法，应该用像素来表示液晶显示器的图像分辨能力。LCD在制作过程中就已经将像素固定了，不可被更改，所以它的最佳分辨率也就是最大分辨率。目前的LCD能支持标准分辨率以外的分辨率，一旦所设定的分辨率小于真实分辨率将有两种显示方式：一是居中显示，只有LCD中间的像素会显示图象，其他没有用到的点不会发光，看起来画面是居中缩小的。另一种是用的是类似插值算法扩展显示，这种方式会使用到屏幕上每一个像素，但由于像素很容易发生扭曲，所以会对显示效果造成一定影响。
八、刷新频率
对于CRT来讲，屏幕上的图像由一个个因电子束击打而发光的荧光点组成，由于显像管内荧光粉受到电子束击打后发光的时间很短，所以电子束必须不断击打荧光粉使其持续发光。电子枪从屏幕的左上角的第一行开始，从左至右逐行扫描，一直到扫描完整个屏幕，周而复始。这样我们就能够理解，为什么显示器的分辨率越高，其所能达到的刷新率最大值就越低。对于LCD来说则不存在刷新频率的问题，它根本就不需要刷新。因为LCD中每个像素都在持续不断地发光，所以LCD不会有闪烁现象。
液晶显示领域专利技术综述 篇4
1技术发展概况
液晶的发现起源于1888年,奥地利植物学家发现了一种白浊有粘性的液体, 后来,德国物理学家发现了这种白浊物质具有多种弯曲性质,认为这种物质是流动性结晶的一种,由此取名为liquid crystal即液晶。1968年美国首先做出LCD产品。 1973年夏普发明了扭曲向列型液晶显示器(TN-LCD)。1998年以后全球各大公司开始大力开发高分辨率、大屏幕液晶投影电视。
2关键技术状况
1980年,日本理光株式会社申请了专利申请JP昭57-88432A,公开了一种TN型彩色液晶显示装置,该装置包括填充于上基板和下基板之间的TN型液晶材料, 上偏振板和下偏振板设置于上下两个基板的外表面,上下基板为塑料薄膜,上下基板的偏振方向和其一侧的偏振板的偏振方向之间的夹角为0-90度。该申请公开的液晶显示装置是最为典型的TN型液晶显示的基本结构。由于TN型液晶显示装置有较好的对比度,驱动条件也不复杂,因此TN型液晶显示技术在液晶发明以来被广泛使用,直到VA、IPS等液晶显示技术出现之前,TN型液晶显示技术在计算器、电脑、一般电子设备的显示器市场上占主导地位。
VA-LCD是垂直配向液晶的简称,跟TN型液晶相比VA型液晶具有更高的对比度和更宽广的可视角度,是目前大屏幕液晶显示采用的主流技术。在无电压状态下的VA液晶中液晶分子垂直于偏光板平面排列,此时光线无法透过,屏幕为黑色。 对导电电极施加电压后,液晶呈倒伏状排列,导致光线双折射透过液晶。
IPS(平面转换)技术是日立公司于2001年推出的液晶面板技术,它最大的特点是两个电极都在同一个面上,而不像其他液晶模式的电极分别在上下两面,立体排列。IPS技术的优势是可视角度高,响应速度快,色彩还原准确。
3中国专利申请状况分析
在数据来源方面,选取中国专利文摘数据库(CNABS)作为检索数据库,以保证数据的全面与准确。检索过程中,由于液晶显示在IPC分类中具有比较准确的分类位置:G02F1/13/LOW(基于液晶的,例如单位液晶显示单元),另外还结合部分相关分类号(例如液晶材料入C09K19/00等)以及本领域的相关关键词作为补充检索要素,对液晶显示领域的专利文献量进行统计,检索数据截至2014年2月8日, 共检索到60249件专利申请。
图1是液晶显示领域相关专利申请的年度分布图。从图1中可以看出,液晶显示领域的中国专利申请量在2002年之前逐年增加,但整体数量较少,2002年起年申请量迅速增加,呈现出持续、快速的增长趋势。2006-2008年的数据反映出当时的液晶显示领域的技术研发进入了飞速发展时期,全球各大公司开始进行大量资金投入,这是液晶技术发展的鼎盛时期。2009年-2010年的申请量略有回落,这主要体现在液晶技术逐渐迈向成熟阶段,随着液晶面板的制造工艺走向国产化,其制造成本及利润逐年下滑,市场需求慢慢呈现饱和态势。而从2011年开始, 随着3D显示、柔性显示及透明显示等技术进入活跃期,促使液晶技术有了新的发展方向,液晶技术的研发又出现回暖势头。
图2是世界各主要国家/ 地区在中国专利申请的分布图,从专利申请总量上来看,各国/ 地区申请量从多到少依次为: 日本21230件、中国16305件、中国台湾8642件、韩国8292件、美国2283件。其中, 日本申请量占中国专利申请总量的35%, 可见日本在液晶领域的技术发展上占据绝对的优势,从申请内容及其他资料可以看出,液晶显示领域的核心技术大部分为日本所掌握;中国申请量虽然紧随其后, 但其中包含一定数量的实用新型专利申请,且我国的液晶技术起步较晚,在整体技术上与其他国家还存在一定差距。
4总结
从以上分析可以看到,同国际前沿液晶显示技术相比,虽然我国在专利申请数量上具有相当的规模,但在质量上还有待加强,在传统液晶技术已经比较成熟、创新难度越来越大的情况下,可以研发新兴技术,提前布局,为今后发展打好基础,也能规避专利壁垒。
为了进一步加快我国液晶显示技术的发展,占据本国市场,我国液晶生产企业还应加强企业之间或企业和科研结构之间的联合,最大限度整合国内技术资源,在市场竞争中抢占先机。
摘要：本文介绍了液晶显示技术的主要技术分支以及近年来该领域的研究热点,通过对液晶显示领域的中国专利申请量年度分布、国家/地区申请人分布情况进行统计分析,为我国液晶显示产业的发展提供参考。
液晶维修心得 篇5
目前液晶已成主流，马上就要进入液晶维修的高峰期，现将本人多年来的维修经验说出来与同行一起分享！至于液晶的几个组成不部分就不必细说了，电源，高压板，解码电路故障率各占一成。
一、电源
由于解码板需要的供电电压都比较低，所以对电源的滤波效果要求比较高。时间用长的一些机子刚开机一亮即灭，或者是平时开机工作时画面轻微的忽明忽暗，有时能开机有时不能开机，就极有可能是电源供电不足造成，这些故障在单独电源盒供电只需代换试一试就很容易解决，如果是内置供电那就需拆机检查，主查滤波电路，只要是靠近发热元件的都应该是首换对象。也可用外接电源并上去试，因为12V和5V很容易做到。
二、高压板（灯管和高压板一起来讲）
首先高压板供电良好也是至关重要，高压板坏的典型故障就是开机指示灯亮，能够控制，主机不亮或者一亮即灭。若是灯管坏（应该说多灯的显示屏不可能一起坏，一般只是坏一根），故障也是一亮即灭。这样就给维修人员造成一些障碍，不知道到底是灯管坏还是高压板坏，所以我建议维修人员自备一个单灯的高压驱动板，在维修时可以单独用电源驱动板，把每一根灯管都试一遍，一灯两线，两灯四线，四灯八线。。都很好接，只需接其中两根一样的线就可。四灯六线的取两根同颜色的粗线接上可以试。基本上不管灯管大小全部都可以试出灯管的好坏，我从12寸到3X寸都试过。
判断完灯管后就可以检查高压板了，如果是单块高压板，我建议直接换整块，价格便宜且省事。如果是和电源一体，首查高压板供电保险，再查振荡三极管、二极管，其实上面零件很少，可以用表逐个全测一遍也花不了几分钟，有的用振荡IC都不是怎么好买，激励IC一般很少坏，我修了很多只是碰到一、二例。当然在对整合式高压板无计可施的时候可以用单独的高压板代替，只要空间允许。
三、解码板
解码板坏的几率也是比较大，一般冬天坏的多。都是由于使用者身上的静电在触摸接键的时候导致解码板损坏，好的液晶在按键上就有放电脚，并加了几层屏蔽，维修人员在更换按键时千万不要随意把五脚的按键用四脚来代替，这样就留下了隐患。解码芯片的损坏率和MCU的损坏率基本相等，GM系列解码芯片基本上都是键控对地漏电，如果遇到这种系列的芯片，键控脚3.3V电压被拉圬，更换按键无效，直接换芯片OK（这种芯片也比较好买，只是价格昂贵与整体代换解码板价格相当）。再就是MCU本身很好坏，都是数据损坏，还有一些EP-ROM数据损坏也与此类似。还有一些机子换了MCU会好，但维持时间不长，在更换主机刷新频率或更换显卡时极有可能又坏，那就是设计有问题，建议更换解码板（比如三星510N510V710N710T710V等其他品牌）。
四 屏
液晶技术 篇6
TN面板统治地位的动摇
低廉的价格奠定了TN面板在大众液晶市场的统治地位，原生6bit色彩让其最大实际色彩仅有262，144种，虽通过抖动算法可达到16.7M色（8bit色彩），但是毕竟通过IC电路计算出来的色彩在准确性和自然性方面都无法和原生相比，而广视角面板除在视角上领先TN屏外(TN屏可视角度一般不会超过160度，而广视角面板可视角度可达178度)，都具备原生8bit的色彩，因此过渡性更好。
不过随着技术的进步和成本的有效控制，当前一台广视角的21.5英寸液晶售价已跌入1200元内，与同品牌、同尺寸TN液晶相比在售价上仅贵百余元（部分甚至不足百元），更广的视角和更优秀的效果让广视角液晶受到越来越多消费者的关注，TN面板在大众液晶市场的统治地位正在动摇。
广视角面板技术的硬软之争
广视角液晶面板分为IPS和VA两大阵营，其中IPS面板技术是日立公司于2001推出的液晶面板技术，聚拢了LGD、瀚宇彩晶等一批上游面板厂商。IPS面板特点就是它的两极都在同一个面上，而不像其它液晶模式的电极是在上下两面立体排列。只是由于电极在同一平面上，不管在何种状态下液晶分子始终都与屏幕平行，会使开口率降低，减少透光率，所以IPS应用在LCD TV上需要更多的背光灯（会提升功耗）。相对于VA面板技术来说，面板技术具有响应速度快（有利于动画画面显示）、色彩还原准确（画面效果逼真、色彩鲜艳）的优势，其缺点则是透光率较弱。值得一提的是IPS和其它类型的面板相比，IPS面板用手轻轻划一下不容易出现水纹样变形，因此又有硬屏之称，在平板电脑、手机等设备上广泛应用，让消费者颇感熟悉。
VA面板技术又可细分为富士通主导的MVA面板和由三星开发的PVA面板两类。前者可以说是最早出现的广视角液晶面板，奇美和友达光电均采用该面板技术，获得华硕、明基等液晶品牌厂商支持后，成为当前VA面板主流，而三星除力挺PVA面板技术外，还推出了全新PLS广视角面板技术，不过相对IPS和MVA来说较为小众。VA面板技术的优势在于黑色纯净，色彩还原度好，不过响应时间相对慢（灰阶能达到8ms）。
与LED联姻的广视角阵营
随着广视角面板技术的发展，上游面板厂商在原有IPS和VA面板技术的基础上，又分别推出了S-IPS、H-IPS、E-IPS以及S-PVA、P-MVA、AMVA等新一代广视角面板，优化原有面板技术在对比度、响应时间方面的不足，最明显的改进则是对成本的有效控制，特别是与LED背光技术的联姻，更使得广视角液晶显示器在获得优秀显示效果的同时，兼顾低价与低功耗。
目前几乎所有的主流液晶品牌厂商均推出了广视角液晶产品，除三星广视角液晶产品坚持采用PVA广视角面板外，AOC、LG等主流液晶厂商都推出了采用IPS面板的广视角液晶面板产品，明基则推出了MVA面板液晶产品，而华硕更是一口气推出采用MVA面板的ML249H-A、采用IPS面板的ML229H-W/ML239H-W三款针对大众市场的广视角新品，及针对专用用户、采用P-IPS面板的PA246Q四款广视角新品，极大地扩展了广视角液晶阵营。
液晶显示器接地电阻测试技术研究 篇7
1 新旧标准中的接地电阻测试要求差异
新版信息技术设备安全标准GB4943.1—2011已经实施,与GB4943—2001版本相比,二者的接地电阻测试要求存在部分差异,如表1所示。
根据表1的测试要求差异,同样一台被测设备,符合GB4943—2001接地电阻测试要求时,却不一定能通过新版GB4943.1—2011标准中接地电阻试验。例如,某台被测设备为A型可插式设备,其输入电流额定值为3 A,熔断器规格为T5AH 250 V,部分保护连接导体采用横截面积为0.5 mm2的单层绝缘导线。按照GB4943—2001进行接地电阻测试,试验电流为4.5 A(设备额定电流的1.5倍,设备的额定电流最小),试验时间为60 s,测试后接地电阻为0.043Ω。按照GB4943.1—2011进行接地电阻测试,试验电流为32 A(A型可插式设备保护电流额定值16 A的200%),试验时间为120 s,测试后接地电阻为0.044Ω,横截面积为0.5 mm2的单层绝缘导线PVC绝缘层融化脱落,保护连接导体损坏,测试结果不合格。由此可以看出,新版标准对保护连接导体的接地电阻测试要求较旧版标准要更加严格[1,2,3]。
2 接地电阻的测试方法
2.1 接地电阻测试步骤
接地电阻测试的步骤涉及标准第2.6项多个子条款,进行测试时不仅需要注意判断被测设备的接地类型、保护接地的种类、保护导体的类型,还要判断保护连接导体的尺寸,以确定是否需要进行试验。根据电源的供电方式、保护电流额定值确定试验电流、试验时间和试验施加位置,进行试验后判断试验结果是否满足标准要求。完整的测试流程如图1所示。
2.2 试验电流和试验时间的确定
由于现在被测产品种类繁多、结构复杂,所以判断接地电阻测试的试验电流、试验持续时间就变得尤为关键。首先,要确定保护电流额定值,该额定值取决于设备的类型和过流保护装置的位置。应先判断设备属于哪种可插式设备,例如A型可插式设备,B型可插式设备;然后确定过流保护装置的位置,按照表1相关要求或条款2.6.3.3中a)、b)、c)的适用情况取最小值得出保护电流额定值。下一步判断保护电流额定值是小于等于16 A,还是大于16 A。如果小于等于16 A,则按照表1相关要求或标准2.6.3.4适用情况,试验电流为保护电流额定值的200%,试验持续时间为120 s;如果保护电流额定值大于16 A则判断其供电方式,例如交流还是直流。如果是交流,则试验电流为保护电流额定值的200%,试验时间则是根据电流大小选择标准规定的时间。如果是直流,则试验电流和试验持续时间按制造厂商规定进行测试[4]。
如果被测产品是按标准2.6.1b),且由通信网络或电缆分配系统供电的,则根据标准要求,其试验电流应为从此通信网络或电缆分配系统中可得到的最大电流(如果已知)的150%,但不小于2 A,试验持续时间为120 s。确认保护电流额定值对于确定试验电流和试验时间至关重要。
下面举例说明:
例1:某设备为A型可插式设备,交流电网电源供电,金属外壳,金属外壳与保护接地连接,起保护接地作用,即金属外壳为保护连接导体。
判定:此设备的保护额定电流为16 A,则接地电阻测试试验电流为32 A,试验时间为120 s。
例2:某设备采用Ⅰ类结构变压器,初级电路过流保护装置为T4AH 250 V熔断器,那么变压器的接地保护电路部分即为保护连接导体。
判定:此设备变压器部分的保护额定电流为4 A,则接地电阻测试试验电流为8 A,试验时间为120 s。
例3:某永久性连接式设备,设备采用外接的40 A断路器作为过流保护装置,金属外壳与保护接地连接,即金属外壳为保护连接导体。
判定:此设备的保护电流额定值为40 A,则接地电阻测试试验电流为80 A,试验时间为4 min。
3 测试仪器原理分析
标准要求是在试验时间内测量保护连接导体通过试验电流的电压降,测试回路试验电压不超过12 V,试验电流可以是直流或交流。但是在测试电路中,只测试电源保护接地端子和需要接地的零部件之间的电压降。并且应当注意,不能使测量探头的接触头与设备导电零部件之间的接触电阻影响试验结果。
基于以上标准要求,接地电阻测试仪测试原理是恒流电源两极引出的导线为被测导体施加试验电流,用电压表来测量被测导体两端的电位差。接地电阻测试过程中使用的测试方法一般有两种:二端法(见图2)和四端法(见图3)。
采用二端法进行测试时,电压表检测点在电流输出端子两端,测试回路中有接触电阻和引出导线电阻存在,为了符合标准要求使这些电阻不影响测试结果,需要在测试前测量出接触电阻(r1~r4)和引出导线电阻(R1~R2)的电阻值,待整个检测完成后,用测试的电阻值减去接触电阻和引出导线电阻的电阻值以得出最终的测试结果。这种测试原理在检测时方法繁琐,接触电阻和引出导线电阻的阻值变化直接影响试验结果,所以市场上的接地电阻测试仪基本不采用此方法。目前仅有少量品牌的接地电阻测试仪附加有二端法功能,但也都带有补偿功能,用于去除测试时接触电阻和引出导线电阻的影响。
四端法是国际上通用的低电阻值测试方法,目前的接地电阻测试仪大都采用这种检测原理。这种测试方法在进行试验时,试验电流施加回路与电压检测回路分开,电压检测端置于被测导体两端,将接触电阻r3和r4排除掉,利用电压表输入阻抗高的特点,电压检测回路中的接触电阻(r5~r8)和引出导线电阻(R3~R4)可忽略不计,有效地避免了接触电阻和引出导线电阻对被测电阻导体测试值的影响。
4 接地电阻测试注意事项
1)接地电阻测试线应有承载高电流的能力,当测试电流较高时,测试线横截面积较小会产生高温,严重的会破坏测试线的绝缘,所以应采用横截面积足够大并且其绝缘耐高温的测试线。
2)测试线与接地电阻测试仪测试端子的连接,一般采用U型插片和手拧螺纹端子连接,因为测试线经常因测试移动对短接处产生机械应力,多次使用后端子会出现松动,松动后的端子处接触电阻会变大,在经过较高电流时会产生高温,都会影响测量结果和仪器本身的寿命。
3)在进行接地电阻测试时还应注意仪器引出的两个试验夹子在夹紧被测样品时应尽可能地扩大接触面积,降低接触电阻。因试验电流较大,接触电阻过大会产生高温,造成被测导体的绝缘变形甚至绝缘失效,从而影响实验结果。
4)如果接地电阻测试仪采用校准物为100 mΩ的电阻进行功能性模拟校准,在进行校准时,接地电阻测试仪的测量结果处显示为100 mΩ,同时会报警提示测试不通过。标准中的要求是“电阻不超过0.1Ω”,即实际进行测试时结果为0.1Ω也是合格的。在实际检测中如果测试值正好是100 mΩ时测试仪报警,不应判断被测设备接地电阻测试不合格。应当仔细排除在进行试验过程中影响测试结果的因素,如错误的试验施加位置、接触电阻的影响等。排除这些因素后,还应考虑接地电阻测试仪本身的测量误差和设备计量后给出的测量不确定度,经过分析这些参考数据来判断试验结果是否满足标准要求。如果是进行型式试验测试结果为临界值,还应考虑实际批量生产时的生产工艺是否能保证每台设备均满足标准要求。
5 结论
通过对新旧两版信息技术设备安全标准中接地电阻测试要求的对比,指出了新版标准测试要求的严格性,介绍和分析了测试方法与仪器原理,总结检测经验提出注意事项,对减少影响测试结果的因素,提高I类液晶显示器安全检测中接地电阻测试的准确性具有重要意义。
摘要：通过介绍液晶显示器适用的新版信息技术设备安全标准GB4943.1—2011与旧版信息技术设备安全标准GB4943—2001中接地电阻测试要求的差异,阐述了信息技术设备接地电阻测试的详细步骤,重点说明如何确定试验电流和试验时间,同时分析了试验仪器的测试原理,总结给出了测试时的注意事项。
关键词：接地电阻,保护连接导体,保护电流额定值,过流保护装置的额定值
参考文献
[1]GB4943.1—2011《信息技术设备安全第1部分:通用要求》应用指南[S].北京:中国标准出版社,2012.
[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB4943.1—2011信息技术设备安全第1部分:通用要求[S].北京:中国标准出版社,2012.
[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB4943—2001《信息技术设备的安全》[S].北京:中国标准出版社,2002.
液晶技术 篇8
因此, 需要探讨基于现有电视台条件和实际要求的简便和易实现且有效的评估方法, 本文是此初步探究的总结。
在本文中, 主要采用了比较法, 进行主观质量评估。对若干款的国产品牌与进口品牌相近型号的液晶监视器进行横向比较, 并借此比较与分析国产监视器与进口监视器在性能方面的优劣与差距。
一测试方法的设计与测试结果
我们选择了4款国产品牌的小尺寸液晶监视器与4款进口品牌的小尺寸液晶监视器进行评测比较。根据液晶监视器屏幕尺寸大小的不同, 我们把被测监视器分为8.4英寸与17英寸两组, 分别进行测试。两组桌面监视器的参数如下表1、表2所示。
我们所选的被测监视器的尺寸都集中在8.4英寸与17英寸, 而且指标参数都比较接近, 这种尺寸大小的监视器在播出机房中主要作为主备播出通道的监看设备, 以及对未播出的素材进行审看之用。在这样的工作条件下, 监视器的图像还原能力和对信号的响应能力显得尤为重要。在实际的播出机房环境中, 该类型小尺寸液晶监视器所显示的信号源绝大部分为SDI信号, 因此我们将SDI信号源作为测试信号, 侧重于考查检测对SDI信号的显示效果。
测试主要分为两部分。
第一部分, 我们选用TG2000 (内置DVG1选件) 作为SDI测试信号发生器对被测液晶监视器进行基本的显示性能测试。我们将由TG2000的测试信号通过数字视分输出至被测液晶监视器, 之后通过输入八灰度等级信号, 将所有监视器的亮度与对比度调整到可清晰分辨的状态, 同时将监视器的色温、饱和度、色度等调至出厂预设值, 以此作为基准测试状态对被测液晶监视器进行信号测试。每个测试项目都要进行测试多次, 每次将被测监视器的输入电缆进行交换对调, 以减少由于同轴电缆差异引起的信号差异。所有监视器在进行测试前都经过开机预热约二十分钟。
测试结果如表3、表4所示。
测试的第二部分, 我们用1台DVCPRO50标清录像机播放预先制作的测试录像带作为测试信号源, 来模拟在日常的工作环境。录像机的SDI输出同样通过数字视分分配给被测监视器, 在测试的过程中对输入电缆进行交换以减少误差。
测试录像带由各种类型的节目素材组合而成, 内容包括:
●新闻类素材。以中央电视台的新闻联播与晚间新闻为主要测试内容。这一类的节目变化不大, 静止图像和文字占的比例比较大, 主要用于考查液晶监视器的静态画面表现力, 如清晰度、锐利度等;
●体育赛事:包含有篮球、足球、台球、跳水等运动项目, 用于考查液晶监视器的响应时间和动态表现力;
●歌舞综艺类节目:由于舞台现场所在环境与灯光照明的原因, 这类节目画面的明暗变化相对频繁, 而且在同一画面内不同位置的明暗反差也比较大, 主要用于考查液晶监视器的动态对比度、明暗部细节表现力等综合性能;
●此外, 我们还在以上所列的正常素材中插入少量黑场、彩条、测试信号等非正常信号, 以考查监视器的综合性能。
测试结果如表5、表6所示。
除了以上两部分的测试, 我们还加入对被测监视器的可视角、外观、散热以及附加功能等进行比较, 以此考查被测监视器其他方面的性能。参见表7、表8。
二测试结果的分析
综合以上的测试结果来看, 进口监视器在画面表现上要远优于国产监视器。如8.4英寸组的进口A和17英寸组的进口B, 无论是测试信号检测还是录像带信号检测中, 表现要明显优于同组的其他两款国产监视器, 而且散热效果也不错。进口监视器的共同优点体现在:第一部分测试中, 色彩艳丽, 动态对比度高, 对高频信号的表现也不错, 而且画面稳定, 没有出现类似抖动或黑屏等非正常情况。在第二部分测试中, 这些优点得到了进一步的体现:画面鲜艳, 字体清晰, 明暗细节表现无丢失, 运动画面没有拖尾、残影的现象。这些都得益于进口监视器内部驱动IC所集成的图像优化处理电路。但有些时候图像优化电路对信号的处理会产生一些反效果, 比如进口A在部分新闻画面中, 字幕的字体和背景有明显的锐化痕迹, 在测试信号的高频部分也会发现类似的结果, 画面中会出现一些本来没有的黑边, 在对监视器的锐利度进行调整后这些黑边仍然存在。这一点上同样带有图像优化电路的进口B与进口C就表现得比较正常, 没有出现类似的情况。
相比之下, 国产品牌的监视器在测试中出现一些明显的缺陷。国产监视器在色彩表现方面都上都有一定的欠缺, 要么显示的色彩发灰发白、不透彻, 要么会出现偏色的情况, 特别是在对高频线条的表现。此外, 在第一部分测试中, 国产A和国产C对于某些测试信号 (如SDI Matrix) 都出现了因无法显示而黑屏的现象。国产B在类似White Windows、Convergenc Pattern等测试信号中, 在画面横向明暗交界处会出现抖动的现象, 这样的横向明暗交界越多, 画面抖动得越厉害。这一点对国产B在第二部分的测试产生巨大影响。在第二部分测试中, 国产B在许多场景里有局部抖动、闪烁的现象, 使得画面看起来不够稳定, 有时会显得有些模糊。国产C在4 Level Ped&Pluge的测试中, 出现整体发绿发灰的现象。这些都体现了国产监视器与进口监视器之间所存在的差距。但在部分测试项中, 国产监视器的表现已经可以与进口监视器相媲美了。
液晶技术 篇9
英文引用格式：Liu Min,Liang Fayun,Wang Xingpeng,et al.Research on FPGA timing control of naked-eye 3D LCD[J].Application of Electronic Technique,2015,41(7):44-46,49.
0 引言
裸眼3D技术利用LCD面板显示左右眼图像来实现3D效果，其制作工艺与现有LCD液晶工艺兼容，具有较明显的成本优势。裸眼3D设备实现立体效果需要特定的视频格式的支持，目前裸眼3D视频的实现主要将具有视差的立体图像的左右眼视图先分离后融合，裸眼3D视频的字幕大多是2D字幕，本文在某款8英寸光屏障式裸眼3D屏的工作原理下提出裸眼3D字幕显示算法。
FPGA可编程的灵活性、时序控制能力强和高速并行的处理能力使之在数据处理领域应用广泛。本文利用FPGA搭建硬件平台，通过Verilog的编写，实现裸眼3D液晶屏时序的FPGA控制，最终在裸眼3D液晶屏上验证显示，实验效果良好，可为裸眼3D视频的3D字幕匹配以及裸眼3D广告等提供支持。
1 裸眼3D图像显示算法
裸眼3D显示器利用人双眼具有视差的特性，在不佩戴眼镜等辅助设备的情况下，使左眼和右眼获得各自应该获得的图像，从而获取具有立体效果的新型显示器。本文采用的裸眼3D屏采用光屏障式技术。该3D屏幕基于TFT-LCD的线光源照明原理，在屏幕形成奇偶列交错的两个显示单元，将屏幕上的视差图像分别送到左右眼中，再通过大脑立体融合，形成立体视觉效果。
在立体显示器上，按屏幕列像素进行屏幕的分区，所使用的8寸3D屏显示分辨率为800×600。分区时左眼视图显示区对应屏幕的奇数列像素，相对应的右眼视图显示区则为屏幕的偶数列像素。因此整个屏幕就分为左眼视图区像素矩阵400(列)×600(行)和右眼视图区像素矩阵400(列)×600(行)。整个屏幕像素可以用矩阵P2D来表示，i、j分别表示3D屏的行坐标和列坐标，f(i、j)表示每个像素点的颜色值，用P3DL、P3DR表示左眼视区像素矩阵和右眼视区像素矩阵：
因此屏幕上的像素矩阵为左右视区图像像素矩阵的组合：P2D=P3DL+P3DR。裸眼3D字幕进行显示时需满足两个条件：
(1)数据写入屏幕时需偏移一定的像素以造成视差；
(2)数据按照P3DL矩阵形式完整写入裸眼3D屏。
2 裸眼3D屏时序分析
LCD采用SYNC模式进行驱动。为确保数据正确地输入，在写数据到屏幕时需遵从其特有的时序约束条件。所使用的裸眼3D屏兼容2D模式，通过switch信号进行切换。设计中，OUTDE信号是HS、VS信号的综合，OUTDE信号作为使能控制数据的有效输入。裸眼3D液晶屏正常工作需要两个时钟输入：40 MHz和60 Hz。40 MHz作为DCLK，产生计数器cnt＿h、cnt＿v和OUTDE信号；60 Hz由60 MHz进行一万分频产生，用于3D显示。VESA标准中LCD显示需要各自的同步脉冲、显示前沿、显示时序段和显示后沿，各段像素分布如表1所示。3D屏的DE模式时序如图1所示。
3 硬件搭建
3.1 总体框架
利用Verilog或VHDL的硬件描述语言完成电路设计，经过综合之后烧录至FPGA进行验证测试，是如今IC设计验证的主要方式。FPGA具有功耗低、设计周期短、开发成本低和丰富的触发器及I/O等特点，系统采用基于FPGA的实现方式。
FPGA选用Altera Cyclone II系列的EP2C8Q208C8,EP2C芯片具有8256个逻辑资源，36个M4K RAM块，2个PLL锁相环，18个嵌入式乘法器，总RAM比特数达165 888。FPGA的接口信号有：RGB像素数据线、OUTDE（显示数据有效信号）、DISP(3D液晶屏显示开关，本系统直接加10 kΩ电阻拉高）、OUTCLK（像素时钟）、CLK60(3D显示时钟）。FPGA将字幕数据处理之后输入3D液晶屏的接口，系统总体框图如图2所示。
3.2 LED驱动电路设计
3D液晶屏的正常工作，除满足时钟输入条件外，还需要供电电压23.4 V，供电电流300 mA，功率为23.4×0.3=7.02 W，为保持LED亮度均匀，缓解串并联方式的不均流问题，LED背光驱动电路选用恒流驱动方式。电路选用XL6004芯片，XL6004是具有400 k Hz固定频率的升压恒流驱动器，输入电压3.6 V～32 V，可驱动16颗串联1 W功率的LED，且输出电流可通过芯片FB引脚连接的电阻设定。
4 FPGA逻辑设计
为完成数据按照写入屏幕时需偏移一定的像素以造成视差和按照P3DL、P3DR矩阵形式完整写入裸眼3D屏的条件，FPGA的逻辑设计应该包括系统控制模块、LCD驱动模块、单口ROM的建立。EP2C8Q208C8的外部输入时钟为50 MHz,LCD驱动模块的OUTCLK为40 MHz，用于3D的60 Hz则是通过60 MHz进行一万分频产生，因此在系统控制模块中通过PLL锁相环使得该模块具有时钟管理功能，产生40 MHz和60 MHz 2个时钟信号，同时利用D触发器和与非门组成边沿检测确保复位信号的稳定。单口ROM用于存储字幕数据，LCD模块通过对时序的控制实现将字幕数据正确写入3D液晶屏。FPGA逻辑设计结构图如图3所示。
数据通过软件以逐列式的方式生成，假设输入字幕为W，长宽像素为128×128，生成的十六进制文件转换为mif文件时选择128 bit data，便于在LCD控制读取数据时只需关注列像素的变化。利用EP2C内部M4K资源建立单口只读ROM，建立时将mif文件导入。LCD模块控制从ROM中按照奇数列插值的同时按照偶数列插值并作像素偏移的顺序读出字幕数据。根据有效位的判断，相应的赋予RGB值。从ROM中读取数据部分Verilog编写如下：
读取数据时rom＿addr与rom＿data必须在同一逻辑原点，由于有效显示是从cnt＿h=360开始，所以rom＿addr(mif文件的原点地址应该是rom＿addr=cnt＿h[9:0]-9′d360；相对应的由于纵坐标cnt＿v从255开始，255的二进制为1111＿1111，同时需要保证rom＿data的第一个数据的序号也为0，取cnt＿v的后七位即cnt＿v[6:0]，参考纵坐标有效开始，7位都取1，转换为十进制即为7′d127。
5 仿真分析与实验
Quartus软件提供了嵌入式逻辑分析仪以便进行在线调试，将sof配置文件导入硬件平台可以捕获FPGA逻辑设计实现裸眼3D字幕显示的信号和数据。图4为使用该逻辑分析仪的部分信号波形图截图。
从图中可看出，DE信号由DE＿h和DE＿v决定，当两者都为1时，DE信号有效，数据有效显示。每次从ROM中读出128 bit数据，为简化时序控制和完成奇数列和偶数列的插值，每完成一次ROM中字幕数据的读取，就插入128 bit的128′d0。
系统使用8寸裸眼3D液晶屏进行实验，完成字幕数据的完整读取和正确插值，系统工作正常，复位稳定。只进行单独奇数列和偶数列插值的比较图如图5所示。所拍角度下左边为只进行奇数列插值字幕A，右边为只进行偶数列插值，在不同角度观看下，左右两个字幕A亮度会有差别且观察下具有一定的深度感。
裸眼3D的效果需要人们大脑的立体融合，使用相机不能展现所实现的效果，图6(a)为完成完整插值后2D模式下效果图，图6(b)为透过相机观看3D模式下效果，可看出字幕的视差效果。
6 小结
裸眼3D技术具有广阔的发展和市场前景，本文利用FPGA实现了裸眼3D液晶屏时序的控制，并基于裸眼3D技术提出裸眼3D显示算法原理，通过FPGA完成字幕数据的正确读取与插值，实现较好的3D显示效果，为裸眼3D液晶屏的显示和时序控制提供支持，同时也可用于裸眼3D广告机等。系统工作稳定可靠，具有较好的通用性。
摘要：裸眼3D液晶屏为图像显示载体,可把左右眼的图像准确送至双眼形成立体视觉。左右眼图像信号使用FPGA来准确控制帧同步、行同步与像素时钟,使图像像素准确地传输到屏幕相应位置。研究了裸眼3D屏的数据接口要求,通过裸眼3D显示算法和利用硬件描述语言建立了图像数据流传输模型,得出了裸眼3D字幕显示的可行逻辑设计。系统经过实验验证,运行稳定。
关键词：裸眼3D,3D字幕,FPGA,Verilog
参考文献
[1]梁发云,何辉,施建盛,等.裸眼3D视频信号转换技术研究[J].液晶与显示,2014,29(4):569-574.
[2]欧阳俊林.裸眼3D显示技术研究[J].计算机光盘软件与应用,2012(19):86-87.
[3]刘涛.LED恒流驱动开关电源的控制[D].成都:电子科技大学,2009.
[4]张永斌,胡金高.基于DSP的LCD显示控制与设计[J].液晶与显示,2011,26(5):626-630.
对半透半反液晶显示器技术的探索 篇10
我们首先来看半透半反液晶显示技术的定义:一般来说,将R、G、B子像素单元区分为可以透射的和可以反射的两个区域。如此,当透射区的液晶屏工作时,可以实现透射;而反射区的液晶屏工作时,可以实现反射。其中的工作原理是,器件会感知光线的强弱变化,当光线过暗时,液晶屏背光开启,光线可以实现透射;而光线充足时,液晶屏背光关闭,液晶屏处于反射模式,这时人们所见的画面是由反射光线得到的[1]。
就此,本文以该技术的专利申请情况为切入点,对半透半反液晶显示技术的发展历程进行了考察和分析。
2 半透半反液晶显示技术相关专利申请情况
根据相关资料(排在世界前十位的半透半反液晶显示器技术主要申请人的统计情况)从中我们可以看出,排在前三位的申请人分别为来自台湾的友达光电公司(AOU)、来自日本的爱普生公司(ESPON)和来自大陆的京东方公司;而在前十位的申请人中,大部分是日韩企业及台湾企业,半透半反液晶显示器技术主要掌握在这些企业之中,我国国内则相对欠缺。
再者,前三位的申请人中出现了京东方公司的身影,这说明京东方公司在半透半反液晶显示器技术的研发上也有着较大的投入。而从该公司我们了解到,近年来京东方在该领域投入了大量的人力物力,重视知识产权的研发,在不断的研发中累积了经验,这为其将来赶超日韩及台湾企业打下了坚实的基础,值得大陆其他公司学习。
3 半透半反液晶显示技术发展脉络
在下文,我们将结合半透半反液晶显示器技术的专利情况,对该技术的发展状况进行较为详细的论述。
半透半反液晶显示器技术肇始于20世纪90年代初,1993年日本爱普生公司提交了一份关于半透半反液晶显示器技术的专利(专利号CN93300611.1),其内容为使用反射板以支持半反半透的显示,并且在液晶屏和背光屏之间设置了反偏振光分离装置。在该装置中,偏振光分离装置包含了(1/4)λ板和胆甾液晶层,其中胆甾液晶可以根据波长不同实现光的反射和透过,这就基本形成了半反半透型液晶的显示雏形。就此,爱普生公司在该技术的基础上开发了相关的产品,由此爱普生公司在该领域中从一开始就处于龙头地位。
尽管爱普生公司研发出了半透半反液晶显示器,并且基本掌握了相关的技术,但是相关技术还不够成熟,忽略了显示器中透射光和反射光在射出时经由的路程的差别,这就导致人们在观看显示器时出现视觉上的错误和出光效率过低的问题[2]。约10年后,LG Philips LCD(LPL)株式会社提出了一份专利(专利号C N02140535.2)专门对该问题进行弥补,其内容是将处于透射区域的液晶层增厚为原来的两倍,而反射区的液晶层保持不变,这样可以使透射光和反射光在射出时经由的路程保持一致,从而较好地解决了人眼观看时的视觉误差,提升了液晶屏的出光效率[3]。
但是,LPL公司提出的专利技术要求制造的水平过高,在实际运用中透射区和反射区之间的缝隙很难控制,从而造成LCD光学性能过低[4]。基于这种情况,中佛罗里达大学(UCF)和统宝光电公司在2003年联合申请了一份专利(专利号CN038154021),其内容包含了一种利用单间隙高反射(R)和投射(T)技术制造半透反射式液晶显示器(LCD)的方法,该方法利用反射区域的双折射变化将Δn缩减为原先的一半,仍然能够保持总延迟数据的一致性。至此,已经可以较好地生产半透半反液晶显示器,标志着该技术走向成熟。
4 总结和展望
本文结合半透半反液晶显示器技术的专利申请情况,对该技术的发展状况进行了考察。可以发现,半透半反液晶显示器制造的前沿技术一直掌握在日韩等发达国家,我国仍然处于落后阶段,但是当前国内大型光电企业发展迅速,我国的半透半反液晶显示器技术已经紧随其后,一度步入世界先进水平。我们相信,随着半透半反液晶显示技术的不断发展,该领域的产品也会日益成熟,从而为促进经济和社会发展,改善人们生活贡献力量。
参考文献
[1]崔宏青,冯亚云,陈冬静,等.单倍盒厚间距垂直排列和混合排列半透半反式液晶显示模式[J].液晶与显示,2008,23(3):281-285.
[2]申智源.TFT-LCD技术:结构、原理及制造技术[M].北京:电子工业出版社,2011.
[3]罗熙曦,马骏,凌志华.广视角半反半透垂直排列TFT-LCD液晶显示研究[C]//2008中国平板显示学术会议,2008.
聚焦完美液晶时代 篇11
市场期待“完美液晶时代”
从2002年显示器厂商的情况来看，一直主导CRT市场的三星、飞利浦等一些大品牌在2002年的液晶市场上一直十分活跃，雄居于中国显示器市场老大地位的三星在2002年推出了11款新品中有8款是液晶产品，其中包括带有电视多媒体功能及超薄高端家用液晶产品。投资3亿美元的苏州三星电子液晶显示器有限公司也于10月在苏州破土动工，这表明三星战略重心已转向了LCD市场。时隔不久，索尼也面向中国市场推出了三款“S”系列液晶显示器新品，宣布全面进军中国LCD市场。处于第二集团的飞利浦和LG两家老牌显示器厂商去年也将显示器部门合为一体，并开始合作生产第5代液晶面板，想要借此赶超三星成为世界最大的液晶面板生产厂商。美商优派也正式移师中国，声言要做2004年中国液晶市场的老大。台湾品牌明基的品牌形象和综合实力虽然要稍弱于上面的国际品牌，但其关系企业、全球第三大TFT－LCD（薄膜液晶）面板制造厂商友达光电正式落户苏州，使得明基有了与国际品牌放手一搏的可能。这一切都昭示着在2003年，各大品牌将主导液晶显示器市场，并将上演一场龙争虎斗。
有关专家预测，2003年将成为液晶显示器发展史上最关键的一年。随着价格瓶颈的突破，2003年的液晶显示器市场有望得到普及和飞速的发展，市场格局也有望真正形成。据业内人士分析，2003的液晶市场将期待着一个“完美液晶时代”。长期以来，业界一直认为价格与性能是液晶显示器的最大瓶颈。随着价格的一路走跌，技术与性能将成为未来液晶显示器竞争和消费的焦点。从消费需求上来看，拥有更高的品质、更丰富的功能、更时尚的外观、更便捷的应用的“完美液晶” 势必将成为消费者追求的目标，也只有这样的“完美液晶”才能带来市场更大的普及推广；对于厂商而言，技术上的推陈出新，产品综合性能的全面升级，不仅是摆脱竞争对手的利器，也是稳定市场、打击部分人混水摸鱼行为最有效的手段。
看来，2003年的液晶市场，无论是消费者还是厂商都在期盼着一个以产品和技术为主导的“完美液晶时代”。前段时间飞利浦曾提出的“显示主导未来”，主张显示设备向更聪明、更薄更轻和具有更完美的画面方向发展，强调产品的功用与性能；三星公司指出，“将时尚与科技完美融合，以更高的品质，更丰富的功能，更时尚的外观、更做便捷的应用，不断弥补此前市场上液晶产品的缺陷，引领液晶市场进入一个更完美的境界。” 两大知名显示器厂商的不谋而合似乎也昭示着“完美液晶时代”已是一种必然的趋势。
应用需求诠释“完美液晶时代”
与CRT显示器相比，液晶的纤巧、环保和健康是CRT望尘莫及的，但液晶显示器在应用上的一些不足也是众所周知的。因此，要实现“完美液晶时代”，高速的响应时间、丰富的色彩效果以及出色的画面精度和可视角度是不容忽视几个关键问题。从目前技术发展情况来看，只要亮度指标达到200（CD/平方米）的液晶显示器，得到的影像表现就已经可以超越传统CRT显示器了，当然这个亮度指标越高，显示的对比度越高，画面的颜色就更加鲜艳、亮丽。事实上，目前许多产品在亮度上都已达了350（CD/平方米）以上。在可视角度方面，三星液晶显示器的可视角度做到了170度。而在响应时间上，三星的一款46英寸液晶显示器的响应时间已达到了12毫秒。因此从技术的发展上来看，液晶的这些不足都在被逐渐克服。未来面临的重要问题是如何集中在每款产品，实现其综合性能的最大化和全面升级，并使之主流化。综合性能的完美体现，才是产品的最大特性。
另外，21世纪是高端技术与家用生活走向融合的新时代，未来的数码世界的数字产品应该是业人士，也包括普通消费者带来生活和工作上便利性及影像性。对于显示器行业来说，最重要的是如何跟上数字时代的发展和消费者的需求变化。显示技术和产品已不再仅仅是电脑的一个配件，而是人们进入数字时代的窗口，人们对显示器的需求类似人们对手机等通讯器的需求，消费特点就是更加普及化、需求多样化。人们希望在显示器上浏览更精彩的画面和影像，在现游戏更完美，可以收看数字电视，等等。随着个性化需求越来越明显，平面化、时尚化的外观，多媒体娱乐功能、数字信号接收功能的加入是不可或缺的因素。这些都要求显示器厂商做出改变。
据业内人士分析，时尚化、功能化、高科技三位一体的综合指标的提升将成为未来“完美液晶时代”液晶显示器的主打王牌。时尚与科技的融合，多种数字化功能的融合将成为未来“完美液晶显示器”发展方向。
谁将领导“完美液晶时代”
从目前液晶市场上的部分知名品牌的实力来看：三星依然被业内人士看好，有望成为“完美液晶时代”的领军者。目前三星是世界上最大的液晶面板生产商，占据了全球20％的液晶市场份额。同时三星也是产品线最全的厂商，拥有15到24英寸共6个尺寸50多款产品。尤其是在业界率先发布了具有划时代意义的46英寸液晶屏，显示了强大的技术和研发实力，牢牢地巩固了自身在液晶技术上的领先地位。来自韩国汉城方面的消息，三星还将投资6600万韩元(5500美元)再建造一条LCD生产线，以保持其在竞争对手面前的领头地位。该生产线将于明年10月份投入生产，并可能在2005年还要建造一个所谓的第六代LCD工厂。显示器制造行业的产业上游领导地位，垂直的生产能力和雄厚的研发优势使其在液晶领域占有无人可及的地位。
以“艺术液晶”的时尚“逆流”而上的明基，近期内在液晶市场虽然好评如潮，但液晶显示器外观终究是可以模仿的，若无核心技术上优势势必会在长期的竞争中落于下风，造型再漂亮也无法弥补显示效果及功能上的差距。想要在未来的“完美液晶时代”赢得一席之地，除了表面文章外，明基还得多下功夫，苦练内功。优派虽然将矛头直指三星，要做2004年中国液晶市场上的老大，但由于没有自己的生产线以及产品功能的单一都将在一定程度上制约着自身的发展。看来，优派想要在短期内超越三星，几乎是不可能的。飞利浦与LG显像管部门的合并及LG － PHILIPS第5代液晶面板生产基地投产为飞利浦在液晶领域平添了不少优势。另一方面，不可否认，Philips仍然掌握着显示器生产领域内的一些领先技术，而且在“显示主导”的理念指导下，飞利浦的新一代显示设备也在逐步集成了一些微处理器以及其它部件和功能，但面对未来的完美液晶时代，飞利浦在半导体、IT、通讯、影像的领域的不足，将会给飞利浦带来不小的压力。
液晶技术 篇12
液晶是介于液态与结晶态之间的一种有机化合物, 既有液体的流动性、粘度、形变等机械性质, 又有晶体的热、光、电、磁等方面的物理性质。液晶与液体、晶体之间的区别是:液体是各向同性的, 分子取向无序;液晶分子取向有序, 但位置无序;晶体则取向和位置皆有序。
液晶分子是在形状、介电常数、折射率及电导率上具有各向异性的物质, 如果对这样的物质施加电场, 随着液晶分子取向结构发生变化, 它的光学特性也随之变化, 这就是通常说的液晶的电光效应。如果要改变固态晶体分子方向必须旋转整个晶体。液晶则不同, 它的分子方向可由电场或磁场来控制, 这是一般的晶体无法做到的。
通电时导通, 分子排列变得有序, 光线容易通过;不通电时分子排列混乱, 阻止光线通过。液晶显示器就是利用液晶的这些特性, 适当地运用电压来控制液晶分子的转动, 影响光线的行进方向, 从而形成不同的灰阶, 作为显示影像的工具。
2 段式液晶显示器
段式液晶显示器是一种最简单的液晶显示器。它只能显示数字和符号, 它的控制信号包括一个公共端和若干个段控制信号。值得注意的是, 在段控制信号与公共端之间必须是交流电压, 如果加直流电压, 显示会在几秒后失效。所以公共端不能简单地连接电源的负极或正极, 而要连接单片机的一个输出口, 并定时将公共端和段控制电压在高电平与低电平之间切换。
下面通过一个秒表例子来说明单片机与段式液晶显示器的接口技术。这里用了一个能显示3位数字的段式液晶显示器, 该显示器分3部分, 每部分由7条线段组成, 这7条线段拼成一个“8”字, 每条线段连接一个控制信号。当线段与公共端之间有交流电压时, 该线段显示, 否则不显示。这样通过几个线段的组合显示就可显示某个数字或其他符号。某个符号的控制信号排列称为七段码。这里使用单片机AT89C51RC进行计时并产生七段码。其硬件电路如图1所示。
从图1可以看出, 使用了AT89C51RC的P0、P1和P2口分别输出秒数的百、十、个位的七段码, 用P3.7口控制公共端。
下面说明其软件部分。使用定时器0, 设置其时间常数, 使其20 ms中断一次。在中断处理程序中切换液晶显示器的控制电压, 中断次数加1, 程序如下:
XRL P0, 0FFH; //P0口取反
XRL P1, 0FFH; //P1口取反
XRL P2, 0FFH; //P2口取反
CPL P3.7; //P3.7取反
INC R2; //中断次数加1
在主循环程序中检查中断次数, 够50次则时间为1 s, 秒计数器R3加1, 计算秒计数的个、十、百位值, 查表获得个、十、百位值的七段显示码, 最后将显示码送到相应的I/O口。其程序如下:
以上使用了单片机与液晶显示器直接相连的方式, 这样充分利用了单片机的资源, 节约了系统成本。如果系统规模扩大, 单片机I/O口不够用时, 也可使用间接相连的方式, 在单片机与液晶显示器之间加一个液晶控制器。关于间接相连方式可参考文献[1]。
3 字符型液晶显示器
字符型液晶显示器主要用来显示英文、数字和其他常用符号等, 它由液晶显示屏、字符库和字符控制器组成。只要按照给定的指令和时序输入字符的ASCII码即可显示该字符。常用的字符显示器有1602 (16字符×2行) 、1604 (16字符×4行) 和2004 (20字符×4行) 等。下面以长沙太阳人电子有限公司的SMC1602A为例说明其与单片机ATMEGA8的接口方法。该液晶显示器的接口信号如表1所示。操作时序如图2和图3所示。
操作指令如表2所示。硬件电路如图4所示。
下面是几个主要的子程序。
写指令子程序:
读状态子程序:
写数据子程序:
延时子程序:
下面的程序在第一行中央显示“Welcome!”, 在第2行的中央显示“Everybody.”。
4 图形液晶显示器
图形液晶显示器可以显示图形和汉字。它主要由液晶显示屏和控制器组成。液晶显示屏由若干显示点组成。使某些点显示而其他点不显示就可以显示某个图形。而汉字被看成小的图形, 通常使用16×16的点阵来显示一个汉字。
控制器接收外部指令控制所有点的显示和不显示。通常控制器内有一个RAM, RAM的数据位和液晶屏的显示点一一对应, 某位值为1对应点显示, 为0对应点不显示。对于一个汉字来说, 要用一个16×16的点阵显示, 也就是要用256位来控制, 这256位用32字节存储。这32字节称为这个字的字模。如“晶”字的RAM数据如图5所示, 从上到下、从左到右的32字节字模数据为:0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFF, 0x49, 0x49, 0x49, 0x49, 0x49, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFF, 0x49, 0x49, 0x49, 0x49, 0xFF, 0x00, 0xFF, 0x49, 0x49, 0x49, 0x49, 0xFF, 0x01, 0x00。使用字模提取软件可以获得所用汉字的字模数据。将这些数据以表格的形式放入程序中。当要显示某个汉字时, 使用查表程序找到该字的字模数据, 并将这些数据写入图形液晶显示器的对应内存中即可。
下面以FM12864I为例说明单片机与图形液晶显示器的接口技术。FM12864I是一个128×64点阵的图形液晶显示模块, 可以用它显示8×4个16×16点阵的汉字。其接口信号和指令与前面的字符型模块相似, 这里不再详细描述, 而只说明其主程序和一个主要子程序。下面这段程序的功能是显示如图6所示的结果。
上述显示汉字的方法是将所用到的汉字字模数据存放在单片机的程序存储器中, 并且由单片机将这些数据写入液晶显示器, 这适合于使用汉字较少、单片机任务不多的情况。如果使用汉字很多, 就需要很多程序存储空间, 会使单片机的存储空间不够用。如果单片机的任务很多, 单片机的时间分配就很困难, 就会影响显示和其他功能。对这2种情况的解决方案是采用带汉字库的液晶显示器。关于这种方案可参考文献[2,3]。
5 结束语
本文介绍了液晶显示器的原理、3种液晶显示器的用途和它们与单片机的接口方法。对于接口方法部分作了详细的说明, 不仅给出了其硬件电路, 而且全面阐述了其编程方法, 关键部分还列出了程序清单。希望对同行们有所帮助。
参考文献
[1]郑春芳, 王宜怀.MC68HC08JL8 MCU与笔画式液晶显示器的接口技术[J].福建工程学院学报, 2005, 3 (1) :94-98.
[2]严家明, 杨燕翔.基于单片机的LCD显示原理与实现[J].工程地质计算机应用, 2005 (2) :20-22.