Liquid Crystal Display

Präsentation zum Thema: "Liquid Crystal Display"—  Präsentation transkript:

1 Liquid Crystal Display
Felix Erlacher Sang Hun Lee

2 Inhalt Aufbau Physikalische Grundlagen Serial Peripheral Interface Beispiele zur Programmierung Twisted Nematic Thin Film Transistor TN TFT

3 Aufbau Twisted Nematic TFT

4 Aufbau eines Bildes

5 Physikalische Grundlagen
Polarisation des Lichts Funktion der Flüssigkristalle Spannung an den Flüssigkristallen

6 Polarisation des Lichts
Transversalwelle Nicht an Medium gebunden Spektrum Spektrum Wellen unterschiedlicher Längen und ohne spezielle Orientierung Die Wellenlänge = Farbe Amplitude = Intensität des Lichtes

7 Lineare Polarisationsfilter
Vertikaler Anteil kommt durch Horizontale Anteile werden absorbiert und reflektiert

8 Kann mittels Polarisationsfilter unterdrückt werden
Lineare Welle Kann mittels Polarisationsfilter unterdrückt werden Elliptische Welle Keine Vorzugsrichtung -> geht durch Polarisationsfilter Durchdring lineare Polarisationsfilter

9 Flüssigkristalle Klärpunkt - Übergang Mesophasen
Nematische Phase in die isotrope Phase Zwischenstufen - Mesophasen Isotrop - Unabhängigkeit von der Richtung der betrachtung -> Klar Zwei Schmelzpunkte. Übergang Festkörper in den flüssigen Kristall, Höher - Klärpunkt - zur isotropen Flüssigkeit

10 Doppelbrechung Senkrecht zueinander polarisiert Ausbreitungsgeschwindigkeit außerordentlicher Strahl von Eintrittsrichtung auf Moleküle abhängig Nach Addition entsteht elliptische Welle Farbverfälschung

11 Licht Flüssigkristalle
A: ohne elektrisches Feld -> starke brechung-> elliptische Welle B: mit elektrischen Feld -> Keine Brechung Nachteil : es gibt Geringer Kontrast, unerwünschte Farbwirkung Grund ist meistens sind gedrehy aber oben.. 70% deswegen TNTFT

12 Twisted Nematic Crystal
Von Schadt-Helfrich-Zelle entwickelt Moleküle bleiben haften Licht führt nun ohne Spannung

13 Twisted Nematic Crystal
wenn keine Spannung anliegt, sind die Molekülketten um 90 Grad gedreht (twisted). Das Back Light wird durch diese Umlenkung durchgelassen. Liegt Spannung an, also unter Einwirkung eines elektrischen Feldes, sind die Flüssigkristalle gerade ausgerichtet. Das polarisierte Licht wird am zweiten Polarisationsfilter absorbiert. Damit kann das Licht an dieser Stelle des TFT Bildschirms nicht austreten.

14 Dünnschichttransistoren TFT
Transistor wird direkt auf Glassubstrat aufgedampft Leiterbahnen Indiumzinnoxid

15 Serial Peripheral Interface
Synchroner serieller Datenbus Master-Slave-Prinzip Sehr lockerer Standard

16 Eigenschaften Eine oder mehrere low aktive Chip-Select-Leitungen SS – Slave Select

17 Eigenschaften Vollduplexfähig Viele Einstellmöglichkeiten Taktflanke
Wortlänge MSB oder LSB zuerst Taktfrequenzen bis in MHz-Bereich Vollduplexfähig Er lässt die Übertragung der Informationen in beide Richtungen zu gleicher Zeit zu

18 Protokollablauf Jede Taktperiode ein Bit Beliebig viele Slaves, ein Master Kein festgelegtes Protokoll Praxis 4 Modi durchgesetzt 8 Taktperioden für vollständige Übertragung Nicht festgelegt ob SS auf High gesetzt werden muss zwischen mehreren Bytes

19 Protokollablauf CPHA Clock Phase CPOL Clock Polarität
CPHA – bei wievielter Flanke nach SS Bit übertragen wird 0 erste 1 zweite Bei CPOL 0->CPHA 0 High Flanke | 0->CPHA 1 Low Flanke 1->CPHA 0 Low Flanke | 1->CPHA 1 High Flanke

20 Pin-Belegung vom Display und Verbindung mit dem Mbed
Serial 2.2" TFT LCD Screen Module NOKIA 6100 VIN P 5V Power Supply pin GND G Ground RST I Reset，Low level active NC / No Connection SDA I Serial data input SCL I Serial clock input CS I Chip Selection，Low level active VDD33 P 5V Power Supply pin

21 Beispiel

22 Beispiel #include "mbed.h" #include "NokiaLCD.h" NokiaLCD lcd(p5, p7, p8, p9, NokiaLCD::LCD6610); int main() { lcd.background(0x0000FF); lcd.cls(); lcd.fill(2, 51, 128, 10, 0x00FF00); lcd.fill(50, 1, 10, 128, 0xFF0000); lcd.locate(0,3); lcd.printf("Hello World!"); for (int i=0; i<130; i++) { lcd.pixel(i, 80 + sin((float)i / 5.0)*10, 0x000000); } }

23 Code NokiaLCD.h NokiaLCD lcd(p5, p7, p8, p9, NokiaLCD::LCD6610); NokiaLCD::NokiaLCD(PinName mosi, PinName sclk, PinName cs, PinName rst, LCDType type) : _spi(mosi, NC, sclk) , _rst(rst) , _cs(cs)

24 Code NokiaLCD.h #define NOKIALCD_ROWS 16 #define NOKIALCD_COLS 16 #define NOKIALCD_WIDTH #define NOKIALCD_HEIGHT #define NOKIALCD_FREQUENCY Lcd.background(0x…..) void NokiaLCD::background(int c) {_background = c;}

25 Code NokiaLCD.h lcd.fill(int x, int y, int width, int height, int colour) _cs = 0; _window(x, y, width, height); for (int i=0; i<width*height/2; i++) { int r4 = (colour >> (16 + 4)) & 0xF; int g4 = (colour >> (8 + 4)) & 0xF; int b4 = (colour >> (0 + 4)) & 0xF; int d1 = (r4 << 4) | g4; int d2 = (b4 << 4) | r4; int d3 = (g4 << 4) | b4; data(d1); data(d2); data(d3); } _cs = 1;

26 Code NokiaLCD.h lcd.locate(0,3); void NokiaLCD::locate(int column, int row) { _column = column; _row = row; } for (int i=0; i<130; i++) { lcd.pixel(i, 80 + sin((float)i / 5.0)*10, 0x000000);} void NokiaLCD::pixel(int x, int y, int colour) { _cs = 0; _window(x, y, 1, 1); _putp(colour); _cs = 1;}

27 Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!