TFT LCD液晶显示屏的驱动原理

TFT-LCD驱动的核心是电压和透过率的关系。驱动电压决定子像素透过的亮度，不同的RGB子像素亮度组合形成各种颜色，不同像素上的不同颜色最后组成五彩缤纷的画面。

驱动原理部分简述

伽马调节与校正

通过V-T曲线，它是透过率和驱动电压之间的关系曲线。V-T曲线是一种非线性响应，这种非线性所产生的指数曲线称为伽马。液晶显示屏的驱动最重要的工作，就是进行伽马调节和伽马校正。
伽马校正（Gamma correction） 又叫伽马非线性化（gamma nonlinearity）、伽马编码（gamma encoding），是用来针对影片或是影像系统里对于光线的辉度（luminance）或是三色刺激值（tristimulus values）所进行非线性的运算或反运算。
TFT-LCD伽马调节的主要原因：①利用人眼对亮度的本能响应；②历史上所有的视频信号都经过CRT伽马校正；③统一不同液晶材料、不同厂家生产的TFT-LCD可视效果。
注：为什么显示器要Gamma校正呢？因为人眼对亮度的感知和物理功率不成正比，而是幂函数的关系，这个函数的指数通常为2.2，称为Gamma值。
解释：TFT-LCD固有的失真将使画面中间灰阶偏暗，如果输入的是彩色画面信号，这种失真会导致显示的画面偏暗以外也会使画面的色调发生偏移，经过伽马校正后可以有效地消除这些失真。

驱动方式

交流驱动的应用，由于液晶分子如果一直在固定的电压下不变的话，液晶分子的特性会发生极化（固化），取消这个固定电压后，液晶分子就不再响应外加电压的变化。为了避免这种情况的发生，采用交流电压驱动的方式，然而液晶分子并不会随着交流电压不断地转动，而是交流驱动改变了液晶分子的电学偶极矩的方向。
由于交流驱动会出现闪烁问题，通常在TFT-LCD中，采用空间融合法来消除闪烁成分，让相邻的像素保持相反的驱动极性，使相邻像素的光学响应波形存在180°的相位差，这就要求相邻像素的驱动电压保持极性相反。
能偶实现相邻像素的极性翻转的几种方式：点反转、行反转、列反转、列2点反转、行2点反转。

点反转驱动方式在闪烁的空间融合上做的最细腻，细化到每个子像素，具有最佳的闪烁抑制效果，功耗最大。
列反转所有列上子像素闪烁波形之间没有相位差，很容易出现纵向的线闪烁，属于低频率反转，功耗最低。
行反转所有子行上像素闪烁波形之间没有相位差，很容易出现横向的线闪烁，功耗与点反转一样大。

灰阶增强技术

TFT-LCD基本采用的是数字信号进行显示传输，增加TFT-LCD显示的灰阶数，可以增加平滑细腻的显示逼真画面。由于传输的数据bit越大，驱动电路的成本越高，所以一般采用算法的方式增加灰阶数。实现灰阶增强技术的方式有：帧频控制（Frame Rate Control，RFC）和像素抖动（Pixel Dithering，PD）。
FRC技术的关键就是控制两个真实灰阶出现的次数，每次对应一帧时间。其中出现细密的画面扰动，称为FRC noise。改善的前提是消除FRC像素的不同亮度差，消除亮度差一般会采用灰阶补正技术。

TFT-LCD电路技术

TFT-LCD驱动电路包括电源电路（Power IC）、时序控制电路（TCON IC）、灰阶电路、数据驱动电路（Source Driver IC）、扫描驱动电路（Gate Driver IC）和系统接口（System I/F)。

系统接口向TFT-LCD驱动电路提供各种显示数据和时序控制信号。
①这些数据和信号的一部分传输到Power IC后，生成其他电路工作所需要的电源电压，以及液晶偏转参考电压Vcom。
②一部分传输给TCON,生成数据驱动电路（SD）和扫描驱动电路（Gate）的工作时序，以及TFT-LCD的全体时序。
③数据驱动电路（SD）把来自TCON与显示数据有关的信号变换为模拟电压，输出到像素电极形成液晶偏转所需要的电压。
④Gate IC生成高低电平的数字电压，输出到TFT开关的栅极，控制每一行像素的开关状态。
⑤灰阶电路生成数据驱动电路DAC（数模转换）部分所需的参考电压（Gamma基准电压）。