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TFT LCD显示屏 常见问题(FAQ)

浏览次数: 日期:2011年10月28日 13:38

为了方便广大TFT液晶显示屏的用户了解和使用电子纸显示屏,我们设立了“TFT LCD显示屏 常见问题(FAQ)”这个栏目,如果您的问题没有体现在下面的这些问答中,请点击右下角的“点击我可以留言”进行留言,我们会及时给予解答并整理在常见问题里,大连佳显将用心服务好每位客户,感谢大家一直以来对我们的支持。

问:模拟屏和数字屏有什么区别?

答:
模拟屏和数字屏就屏本身来说是没有区别的,主要区别是在电路上。加到液晶屏象素上的肯定都是数字信号。在屏的边缘有很多行列驱动IC,就是所谓的驱动器。在屏后面的电路板上主要是控制器,控制器将收到的信号转换为符合驱动器时序要求的驱动信号,送给驱动器,点亮相应的象素。
 
模拟屏和数字屏在这写部分是一样的,他们的区别主要在于输入上。数字屏直接输入数字信号,RGB每种颜色信号都被视频处理电路转换若干位数字信号,直接送入屏上的控制驱动器,A/D转换是在前面的电路中完成的。而模拟屏输入是三基色模拟信号输入,它的A/D转换是在液晶屏上的电路中完成的。
 
关键的区别在输入的RGB信号是仿真的还是数字的。真正的输入到屏上的是一个具体的电压值,这个电压值的大小决定了液晶的偏转的大小,从而决定了透过光的多少,可以认为驱动屏需要的是仿真信号,但绝对不是数字信号(对RGB信号而言,当然时序信号是数字的)输入的RGB如果是仿真信号,这样的屏叫仿真屏,在LCM的DRIVER IC内部进行采样处理,然后把样本值送到TFT上。输入的RGB信号如果是数字的叫数字屏,在LXM的DRIVER IC内部要进行D/A转换,这部份工作是由GAMMA校正电路完成的。
 
 
LCD真彩显示使用TFT型LCD,主动点阵显示,需要采用源极驱动器(source driver)和栅极驱动器(gate driver)去控制LCD场效应晶体管FET的源极与栅极。源极驱动器接收显示数据驱动LCD列显示,也称为数据驱动器(data driver),栅极驱动器控制逐行扫描。
 
模拟屏的输入信号是模拟的RGB信号, 一般每行信号要和上一行反向, 还要有配合的VCOM信号, 需要+10V以上和-10V以下的偏压,垂直分辨率一般为230左右;数字屏的输入信号分TTL和LVDS等几种,一般红绿兰三色各用6到8位数字量来表示,不需要外接偏压, 垂直分辨率一般为400以上。
 
其实数字屏与模拟屏都是用数字信号驱动显示的。现在人们所说的数字屏与模拟屏是从液晶屏的接口来区分的,可以直接输入模拟信号的屏就是模拟屏,要输入数字信号的就是数字屏。模拟屏比数字屏多了个A/D转换器,用来将模拟信号转换为数字信号。数字屏就直接处理数字信号来显示。数字屏从它的信号传输方式来分,可分为TTL,LVDS等等方式。
 
模拟屏和数字屏的屏本身是没有区别的,点亮的时候驱动行列驱动IC用的都是数字信号。
 
问:MCU接口和RGB接口有什么区别?
答:
LCD的接口有多种,分类很细。 主要看LCD的驱动方式和控制方式。
大致可以分为 MCU接口和RGB接口。
对于MCU接口主要又可以分为8080模式和6800模式,这个主要是时序的区别。 
对于RGB接口则可以分为模拟RGB, ADC接口和数字RGB接口。
至于需要不需要HSNC,VSNC信号,这个是在RGB接口中,但也要看采用什么样制式的控制驱动模式,也可以不需要的。
MCU接口: 会有解码命令,由 timing generator 产生时序信号,驱动 COM 和SEG驱动器。 
RGB接口: 在写LCD register setting时,和MPU没有区别。区别只在于图像的写入方式。
MCU模式需要的信号有WR,RD,RS,RESET,CS。
RGB模式需要的信号有HSYNC,VSYNC,ENABLE,CS,RESET,有的也需要RS。
用MCU模式时由于数据可以先存到IC内部GRAM后再往屏上写,所以这种模式LCD可以直接接在Memory的总线上。用RGB模式时就不同了,它没有内部的RAM,HSYNC,VSYNC,ENABLE,CS,RESET,RS可以直接接在Memory 的GPIO口上,用GPIO口来模拟波形,但有没有这么多空闲的GPIO口是个要考虑的问题,另外由于它不带RAM所以数据是直接写。

总的来说,最主要的区别是:
MPU接口方式:显示数据写入DDRAM,常用于静止图片显示。
RGB接口方式:显示数据不写入DDRAM,直接写屏,速度快,常用于显示视频或动画用,只有TFT模块才有RGB接口。
 
问: 什么是色深?
答:
Bit-深度    色彩数
    1           2 (monochrome)
    2           4 (CGA)
    4           16 (EGA)
    8           256 (VGA)
    16          65,536 (High Color, XGA)
    24          16,777,216 (True Color/真彩色, SVGA)
    32          16,777,216 (True Color + Alpha Channel/控制透明度,-游戏特效)
 
 关于256色,早先的一些较为形象的解释是理解为256个油漆桶/256色调色板,分配给它们编号/索引号。“叫到哪个颜色”哪个颜色就出来填充像素。因为如16色、256色的色彩数有限所以这么解释很简单易理解。然而电脑操作过程中必须经过数码编码,那么实际上256种颜色对应256个数码(二进制数值),也就是2^2 * 2^3 * 2^3 = 2^8 = 256。256色模式下电脑没有必要去按24bit处理,在当时DOS时代,处理8bit色彩比24bit要容易多了。
    当然256色中的任意一种颜色都可以用24bit表示,甚至可以用32bit,64bit表示。但是不管如何,24bit模式就意味着 17.7million种颜色。256色模式就意味着256种颜色,或者理解为24bit的17.7million种颜色中的256个颜色。
256色模式: 共8 bits (B: 2 bits; G: 3 bits; R: 3 bits)。
High color:共16 bits (B: 5 bits, G: 6 bits, R: 5 bits)。
True color:一般24bit就是8bit/通道,真彩色。
windows下的32位是R、G、B三个通道各占8位共24位,加上明度通道8位,所以是32位,24位也就是R、G、B三个通道各占6位共18位,加上明度通道6位,所以是24位。
32位色中的24位用来保存颜色信息(R8G8B8),另外的8位用来保存ALPHA信息,ALPHA属性就是透明度。
24位色也有几种表示,可以是R5G6B5,也可以是R5G5B5,等等
16位色块可能会比较少,32比较好点
在颜色数方面,当然很明显,是2的16次方、24次方和32次方的差别。从人眼的感觉来说,16位色能基本满足显示需要,粗看起来和24位色、32位色差不多,仔细点研究的话,会发现在大面积的渐变色中16位色显示会出现隐约的分隔线。实际应用中,最常用的是24位色,比如网页和其他地方表示颜色的“#80FF2E”之类的字符串,用答CDSee看图片也可以看到大部分图片的色深是24位。至于32位色,那是在24位基础上加出来的,据说是加了8位透明色,实际和24位色没多大差别,至少我们的眼睛是分辨不出来的。
 
问:VGA,QVGA,SVGA,XGA,XVGA分别表示什么意思?
答:
VGA一般指640*480的分辨率,VGA摄像头就是30万像素的摄像头。
SQCIF=12*96 
QCIF=176*144 
CIF=352*288 
QVGA=320*240 
VGA=640*480 
SVGA=800*600 
XGA=1024*768 
XVGA=1280*960 
UXGA=1600*1200
 
问:常见TFT液晶显示器的接口定义
答:
TFT-LCD的接口种类:
         单TTL6位(8位)
 
         双TTL6位(8位)
 
         单LVDS6位(8位)
 
         双LVDS6位(8位)
 
         单TMDS6位(8位)
 
         双TMDS6位(8位)
 
         还有最新出来的标准RSDS
 
   6位和8位是用来表示屏能显示颜色多少,6位屏可以显示颜色为 2的6次方X2的6次方X2的6次方分别代表R G B 三基色,算下来6位屏最多可以显示的颜色为262144种颜色,8位屏为16777216种颜色。屏显示颜色的多少只和屏的位数有关。我们本本用的屏一般都是6位的。
 
     早期的本本都是用12寸以下的屏,该种屏分辩率一般为640X480(VGA) 800X600(SVGA),采用的接口为单TTL6位,屏上接针脚为41针和31针,12寸以41针居多(800X600),10寸以31针居多(640X480)。TTL信号是TFT-LCD能识别的标准信号,就算是以后用到的LVDS TMDS 都是在它的基础上编码得来的。TTL信号线一共有22根(最少的,没有算地和电源的)分另为R G B 三基色信号,两个HS VS 行场同步信号,一个数据使能信号DE 一个时钟信号CLK,其中R G G三基色中的每一基色又根据屏的位数不同,而有不同的数据线数(6位,和8位之分)6位屏和8位屏三基色分别有R0--R5(R7) G0--G5(G7) B0--B5(B7)三基色信号是颜色信号,接错会使屏显示的颜色错乱。另外的4根信号(HS VS DE CLK)是控制信号,接错会使屏点不亮,不能正常显示。
 
     由于TTL信号电平有3V左右,对于高速率的长距离传输影响很大,且抗干扰能力也比较差。所以之后又出现了LVDS接口的屏,只要是XGA以上分辩率的屏都是用LVDS方式。LVDS也分单通道,双通道,6位,8位,之分,原理和TTL分法是一样的。
 
     LVDS(低压差分信号)的工作原理是用一颗专门的IC,把输入的TTL信编码成LVDS 信号,6位为4组差分,8位为5组差分,数据线名称为D0- D0+ D1- D1+ D2- D2+ CK- CK+ D3- D3+ 其中如果是6位屏就没有D3- D3+这一组信号,这个编码过程是在我们电脑主板上完成的。在屏的另一边,也有一颗相同功能的解码IC,把LVDS信号变成TTL信号,屏最终用的还是TTL信号,因为LVDS信号电平为1V左右,而且-线和+线之间的干扰还能相互抵消。所以抗干扰能力非常强。很适合用在高分辩率所带来高码率的屏上。
 
     由于高分屏1400X1050(SXGA+) 1600X1200(UXGA) 的分辩率实在太高,信号的码率也相应提高,单一路LVDS传输已不堪重负,所以都用的是双路的LVDS接口,以降低每一路LVDS的速率。保证信号的稳定度。
 
问:TFT液晶显示屏的常用输入信号说明
答:
VGA输入:VGA 接口采用非对称分布的15pin 连接方式,其工作原理:是将显存内以数字格式存储的图像( 帧) 信号在RAMDAC 里经过模拟调制成模拟高频信号,然后再输出到投影机成像,这样VGA信号在输入端( 投影机内) ,就不必像其它视频信号那样还要经过矩阵解码电路的换算。从前面的视频成像原理可知VGA的视频传输过程是最短的,所以VGA 接口拥有许多的优点,如无串扰无电路合成分离损耗等。
 
DVI输入:DVI接口主要用于与具有数字显示输出功能的计算机显卡相连接,显示计算机的RGB信号。DVI(Digital Visual Interface)数字显示接口,是由1998年9月,在Intel开发者论坛上成立的数字显示工作小组(Digital Display Working Group简称DDWG),所制定的数字显示接口标准。
    DVI数字端子比标准VGA端子信号要好,数字接口保证了全部内容采用数字格式传输,保证了主机到监视器的传输过程中数据的完整性(无干扰信号引入),可以得到更清晰的图像。
 
标准视频输入(RCA):也称AV 接口,通常都是成对的白色的音频接口和黄色的视频接口,它通常采用RCA(俗称莲花头)进行连接,使用时只需要将带莲花头的标准AV 线缆与相应接口连接起来即可。AV接口实现了音频和视频的分离传输,这就避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降,但由于AV 接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号,仍然需要显示设备对其进行亮/ 色分离和色度解码才能成像,这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失,色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰从而影响最终输出的图像质量。AV还具有一定生命力,但由于它本身Y/C混合这一不可克服的缺点因此无法在一些追求视觉极限的场合中使用。
 
S视频输入:S-Video具体英文全称叫Separate Video,为了达到更好的视频效果,人们开始探求一种更快捷优秀清晰度更高的视频传输方式,这就是当前如日中天的S-Video(也称二分量视频接口),Separate Video 的意义就是将Video 信号分开传送,也就是在AV接口的基础上将色度信号C 和亮度信号Y进行分离,再分别以不同的通道进行传输,它出现并发展于上世纪9 0 年代后期通常采用标准的4 芯(不含音效) 或者扩展的7 芯( 含音效)。带S-Video接口的显卡和视频设备( 譬如模拟视频采集/ 编辑卡电视机和准专业级监视器电视卡/电视盒及视频投影设备等) 当前已经比较普遍,同AV 接口相比由于它不再进行Y/C混合传输因此也就无需再进行亮色分离和解码工作,而且使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真,极大地提高了图像的清晰度,但S-Video 仍要将两路色差信号(Cr Cb)混合为一路色度信号C,进行传输然后再在显示设备内解码为Cb 和Cr 进行处理,这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小但在严格的广播级视频设备下进行测试时仍能发现) ,而且由于Cr Cb 的混合导致色度信号的带宽也有一定的限制,所以S -Video 虽然已经比较优秀但离完美还相去甚远,S-Video虽不是最好的,但考虑到目前的市场状况和综合成本等其它因素,它还是应用最普遍的视频接口。
 
视频色差输入:目前可以在一些专业级视频工作站/编辑卡专业级视频设备或高档影碟机等家电上看到有YUV YCbCr Y/B-Y/B-Y等标记的接口标识,虽然其标记方法和接头外形各异但都是指的同一种接口色差端口( 也称分量视频接口) 。它通常采用YPbPr 和YCbCr两种标识,前者表示逐行扫描色差输出,后者表示隔行扫描色差输出。由上述关系可知,我们只需知道Y Cr Cb的值就能够得到G 的值( 即第四个等式不是必要的),所以在视频输出和颜色处理过程中就统一忽略绿色差Cg 而只保留Y Cr Cb ,这便是色差输出的基本定义。作为S-Video的进阶产品色差输出将S-Video传输的色度信号C分解为色差Cr和Cb,这样就避免了两路色差混合解码并再次分离的过程,也保持了色度通道的最大带宽,只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像,这就最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号通道,避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真,所以色差输出的接口方式是目前各种视频输出接口中最好的一种。
 
BNC 端口输入:通常用于工作站和同轴电缆连接的连接器,标准专业视频设备输入、输出端口。BNC电缆有5个连接头用于接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。BNC接头有别于普通15针D-SUB标准接头的特殊显示器接口。由R、G、B三原色信号及行同步、场同步五个独立信号接头组成。主要用于连接工作站等对扫描频率要求很高的系统。BNC接头可以隔绝视频输入信号,使信号相互间干扰减少,且信号频宽较普通D-SUB大,可达到最佳信号响应效果。
 
RS232C串口:  RS-232C标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS(ecommeded standard)代表推荐标准,232是标识号,C代表RS232的最新一次修改(1969),在这之前,有RS232B、RS232A。。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有EIA�RS-232-C、EIA�RS-422-A、EIA�RS-423A、EIA�RS-485.这里只介绍EIA�RS-232-C(简称232,RS232)。计算机输入输出接口,是最为常见的串行接口,RS-232C规标准接口有25条线,4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线,常用的只有9根,常用于与25-pin D-sub端口一同使用,其最大传输速率为20kbps,线缆最长为15米。RS232C端口被用于将计算机信号输入控制投影机。
 
音频输入接口:Audio输入信号,可将计算机、录像机等的音频信号输入进来,通过自带扬声器播放。
 
CVBS信号:复合视频广播信号,全称:Composite Video Broadcast Signal。 CVBS 是被广泛使用的标准,也叫做基带视频或RCA视频,是全国电视系统委员会(NTSC)电视信号的传统图像数据传输方法,它以模拟波形来传输数据。复合视频包含色差(色调和饱和度)和亮度(光亮)信息,并将它们同步在消隐脉冲中,用同一信号传输。  
在快速扫描的NTSC电视中,甚高频(VHF)或超高频(UHF)载波是复合视频所使用的调整振幅,这使产生的信号大约有6MHz宽。一些闭路电视系统使用同轴电缆近距离传输复合视频,一些DVD播放器和视频磁带录像机(VCR)通过拾音插座提供复合视频输入和输出,这个插座也叫做RCA连接器。
复合视频中,色差和亮度信息的干涉是不可避免的,特别是在信号微弱的时候。这就是为何远距离的使用VHF或UHF的NTFS电视台用老旧的鞭形天线,“兔子耳朵”,或世外的“空中”经常包含假的或上下摇动的颜色。 
 
问:液晶显示常用术语的具体含义?
答:
TN(Twisted Nematic):扭曲向列的显示类型。
 
HTN(High Twisted Nematic):高扭曲向列的显示类型。
 
STN(Supper Twisted Nematic):超扭曲向列的显示类型。
 
FSTN(Formulated STN):薄膜补偿型STN,用于黑白显示。
 
CSTN(Color Supper Twisted Nematic)彩色STN型液晶显示器
 
TFT(Thin Film Transistor):薄膜晶体管显示类型。
 
LCD(Liquid Crystal Display):液晶显示器。
 
LED(Light Emitting Diode):发光二极管。
 
VFD(Vacuum Fluorescence Display):真空荧光显示。
 
PDP(Plasma Display Panel):等离子体显示。
 
EL(Electroluminescence):电致发光。
 
ITO(Indium-Tin Oxide):氧化铟锡。
 
ECB(Electrically Controlled Birefringence):电控双折射。
 
PCB(Print Circuit Board):印刷线路板。
 
COB(Chip On Board):IC裸片通过邦定固定于印刷线路板上。
 
COF(Chip On Film):将IC封装于柔性线路板上。
 
COG(Chip On Glass):将IC封装于玻璃上。
 
TAB(Tape Automated Bonding):柔性带自动连接。
 
问:如何查寻和排除液晶显示器件使用中的故障?
答:
(1) 简易故障查寻。液晶显示器件的主要故障就是像素不能正确显示。正规的检测应该使用仪器,下文只介绍两个简易查寻法。 使用万用表的x10k档,由于是直流,所以最好是用手握黑表笔,同时用手指捏住液晶背电极,用另一红表笔逐个测试各段电极。应逐个正常显示,在冬春北方干燥季节有时会出现非测试点像素也显示,这是由于其电极悬空造成的,用手指轻触其外引线端显示即可消失。也可用市电的感应电测试。取一万用表笔在台灯线上绕一至二绕,用手握住液晶显示器件背电极代替背电源,用以上表笔逐个测试段电极,应逐个正常显示。由于感应过强,天气干燥,也会出现全屏显示,这是静电干扰,非显示段电极没接地所至,用指端轻触,干挠即消失。
(2) 故障排除。合格的显示器件,由于使用不当也会产生故障,这种故障是可以排除的。 “字痕”排除 使用几小时或几天,出现黑色“字痕”,这是直流成份过大造成电化学反应的结果。应检查电路排除直流成份后更换新的显示器件。若刚刚出现“字痕”,可在排除直流成份后对液晶加热,至全屏变黑后,逐渐降至常温“字痕”可消失。 串扰显示 即不该显示笔段也显示,其原因可能是引线外不净;天气潮,引线处绕露;背电极悬空;交流方波不对称;连接错位。 对比度过低或负像显示。多数是背电极悬空,或电压过低所至。 混乱显示 连接错位或干扰所至,排除即可。 缺笔段。引线处沾污,连接不良,清洁后重新装配即可 无规律不正常显示 背光电极悬空,电源波动,接触不良,直流成份过大等都会产生这种毛病。
 
问:液晶模块在使用过程中要注意哪些事项?
答:
1.处理保护膜  在装好的模块成品液晶显示器件表面贴有—层保护膜,以防在装配时沾污显示表面,在整机装配结束前不得揭去,以免弄脏或沾污显示面。
2.加装衬垫  在模块与前面板之间最好加装一个约0.1mm左右的衬垫。面板还应保持绝对平整,以保证在装配后不产生扭曲力,并提高抗振性能。
3.严防静电  模块中的控制、驱动电路是低压、微功耗的CMOS电路,极易被静电击穿,而人体有时会产生高达几十伏或上百伏的高压静电,所以,在操作、装配、以及使用中都应极其小心,要严防静电。为此: 不要用手随意去摸外引线、电路板上的电路及金属框。 如必须直接接触时,应使人体与模块保持同一电位,或将人体良好接地。 焊接使用的烙铁必须良好接地,没有漏电。 操作用的电动改锥等工具必须良好地接地,没有漏电。 不得使用真空吸尘器进行清洁处理。因为它会产生很强的静电。 空气干燥,也会产生静电,因此,工作间湿度应在RH60%以上。 地面、工作台、椅子、架子、推车及工具之间都应形成电阻接触,以保持其在相同电位上,否则也会产生静电。 取出或放回包装袋或移动位置时,也需格外小心,不要产生静电。不要随意更换包装或合弃原包装。 静电击穿是一种不可修复的损坏,务必注意,不可大意。
4.装配操作时的注意事项 模块是经精心设计组装而成的,请勿随意自行加工、修整。 金属框爪不得随意扭动、拆卸。 不要随意修改加工PCB板外形、装配孔、线路及部件。 不得修改导电胶条。 不要修改任何内部支架。 不要碰、摔,折曲、扭动模块。
5.焊接 在焊接模块外引线、接口电路时,应按如下规程进行操作。 烙铁头温度小于280℃。 焊接时间小于3~4S。 焊接材料:共晶型、低熔点。 不要使用酸性助焊剂。 重复焊接不要超过3次,且每次重复需间隔5分钟。
6.模块的使用与保养 模块使用接入电源及断开电源时,必须在正电源(5±0.25V)稳定接人后,才能输入信号电平。如在电源稳定接人前,或断开后就输人信号电平,将会损坏模块中的集成电路,使模块损坏。 点阵模块是高路数液晶显示器件,显示时的对比度、视角与温度、驱动电压关系很大。所以应调整Vee至最佳对比度、视角时为止。如果Vee调整过高,不仅会影响显示,还会缩短液晶示器件的寿命。 在规定工作温度范围下限以下使用时,显示响应很慢,而在规定工作温度范围上限上使用时,整个显示面又会变黑,这不是损坏,只需恢复规定温度范围,一切又将恢夏正常。 用力按压显示部位,会产生异常显示。这时切断电源,重新接入,即可恢复正常。 液晶显示器件或模块表面结雾时,不要通电工作,因为这将引起电极化学反应,产生断线。 长期用于阳光及强光下时,被遮部位会产生残留影像。
7.模块的存储 若长期(如几年以上)存储,我们推荐以下方式: 装入聚乙稀口袋(最好有防静电涂层)并将口封住。 在-10~+35℃之间存储。 放暗处,避强光。 决不能在表面压放任何物品。 严格避免在极限温/湿度条件下存放。特殊条件下必须存放时,也可在40℃、85%RH时,或60℃,小于60%RH条件下存放,但不宜超过168小时。
8.运输: LCD及LCM在运输途中不能剧烈震动或跌落,不能有外力压迫,并且无水、无尘也无日光直射。

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