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一、超薄平面顯示器時代來臨
電視機所採用的 crt(陰極射線管)有著體積大、重量重、尺寸受限等缺點。隨著電子科技的發展，對移動顯示的要求越來越多，crt 的先天限制，讓其小型化、行動化的理想受到阻礙。這使得開發新一代的顯示器技術變得更有其必要！ 新一代的顯示器講求幾個重點：平面直角，畫面顯示不變形、輕薄短小耗能少，攜帶方便且同時要與現有的影像訊號技術相容。目前談論到超薄型顯示器技術，最普及當是 tft lcd 的應用了，舉凡數字相機、筆記型計算機、pda 等，需要顯示複雜資訊的電子產品通通少不了它。tft lcd 技術又包含了，低溫多矽晶tft lcd、反射式tft lcd 等，多項不同的顯示技術，下面我們就要來一探 lcd 的歷史與原理。
二、液晶的發明與發現
液晶的誕生來自於一項非常特殊物質的發現，早在 1850 年 virchow, mettenheimer 和 valentin 這三個人就發現 nerve fibre 的粹取物中含有這種不尋常的東西。到了 1877 年德國物理學家 otto lehmann 運用偏極化的顯微鏡首次觀測到了液晶化的現象，但他對此一現象的成因並不了解。直到公元2023年，奧地利的植物學家 friedrich reinitzer（1857-1927）發現了螺旋性甲苯酸鹽的化合物（cholesteryl benzoate），確認了這種化合物在加熱時具有兩個不同溫度的熔點，在這兩個不同的溫度點中，其狀態介於一般液態與固態物質之間，類似膠狀，但在某一溫度範圍內其又具有液體和結晶雙方性質，由於其特殊的狀態。reinitzer 後來走訪 lehmann 深入**這種物質的表現，其後兩人便命名這種物質為「liquid crystal」，就是液態結晶物質的意思。reinitzer 和 lehmann 這兩人被譽為液晶之父。
同 crt 陰極射線管一樣，液晶雖早在2023年就被發現（實際上，但是實際應用在生活周遭時，已是80年後的事了。因為液晶在兩次大戰中對軍事用途的幫助不大，以致於 其發展落後 crt 甚多。比較重要的是 1922 年 oseen 和 z?cher 這兩位科學家為液晶確立狀態變化之方程式。一直到了 2023年美國rca公司工程師們利用液晶分子受到電壓的影響而改變其分子的排列狀態，並且可以讓入射光線產生偏轉的現象之原理，製造了世界第一台使用液晶顯示的螢幕。由此開始，加上了2023年代日本 sony 與 sharp 兩家公司對液晶顯示技術全面開發與應用，讓液晶顯示器成功的融入現代的電子產品之中。
描述液晶的物理性質，必須先了解一般固態晶體具有方向性，而液態晶體這種特殊物質，不但具有一般固體晶體的方向性外，同時又具有液體的流動性。改變固態晶體方向必須旋轉整個晶體，改變液態晶體就不用那么麻煩，它的方向性可經由電場或磁場來控制。
改變液晶的方向視液晶的成分而有所不同，有的液晶和電場平行時位能較低，所以當外加電場時會朝著電場方向轉動，相對的，也有液晶是對應電場垂直時位能較低。由於液晶對於外加力量（電場或磁場敏感），從而呈現了方向性的效果，也導致了當光線入射液晶中時，必然會按照液晶分子的排列方式行進，產生了自然的偏轉現像（見圖3-1提供）。
圖3-1
部分液晶分子的電子結構中，有著很強的電子共軛運動能力，所以當液晶分子受到外加電場的作用，便很容易的被極化產生感應偶極性（induced dipolar），這也是液晶分子之間互相作用力量的**。而一般電子產品中所用的液晶顯示器，就是是利用液晶的光電效應，藉由外部的電壓控制，再透過液晶分子的折射特性，以及對光線的旋轉能力來獲得亮暗情況，進而達到顯像的目的。
電源關閉時，液晶具有偏光效果
可將入射光線轉彎，穿過極柵，呈現亮色
電源開啟時液晶不具有偏光的功能
因此光線不能通過極柵呈現暗色
四、液晶顯示器的發展與未來
tft lcd 之所以成功，在於其每個畫素後面都配置乙個電晶體開關作為控制整合之用，以致於整個 tft lcd 看起來就類似乙個大型積體電路。由於 tft lcd 必須將畫素作得非常小，讓人眼只能看到畫面，分辨不出畫素，所以 tft lcd 的生產工藝就相當精密。過去，因為技術尚未成熟，在一大片的 tft lcd 當中難免有些節點，無法連線或連線錯誤，導致無法顯示正確畫素，這些統稱「壞點」，包含常見的「紅、藍、綠點」無法自行控制、「黑、白點」無法使用等。目前高精密的技術已經足以克服 tft lcd 在生產過程中產生「壞點」的機率，部分「壞點」也可通過「暗點化」（人類的眼睛對於暗畫素不敏感）將其消隱。
由於 tft-lcd 成功的解決 crt 的缺點，連帶的使其應用範圍加廣範！同時，也發生了一些意想不到的問題，例如：在陽光下 tft lcd 顯示不佳，需要倚靠遮光罩或透光式設計減少反光的發生，才能將其看得清楚。另外，也有利用特殊鍍膜技術，減少背景光洩漏、增加螢幕黑度、提高對比度的作用，並可以同時減小在日常明亮工作環境下的眩光現象。
五、s3c2410內建lcd控制器詳解
一塊lcd屏顯示影象，不但需要lcd驅動器，還需要有相應的lcd控制器。通常lcd驅動器會以cof/cog的形式與lcd 玻璃基板製做在一起，而lcd控制器則有外部電路來實現。而s3c2410內部已經整合了lcd控制器，因此可以很方便地去控制各種型別的lcd屏，例如：stn和tft屏。由於tft屏將是今後應用的主流，因此接下來，重點圍繞tft屏的控制來進行。
s3c2410 lcd控制器的特性：
stn屏
－支援3種掃瞄方式：4bit單掃、4位雙掃和8位單掃
－支援單色、4級灰度和16級灰度屏
－支援256色和4096色彩色stn屏（cstn）
－支援分辯率為640*480、320*240、160*160以及其它規格的多種lcd
tft屏
圖3-3
tft屏時序分析
圖3-4
yfarm9-edu-1採用的是samsung公司的1款3.5寸tft真彩lcd屏，分辯率為240*320，下圖為該屏的時序要求。
圖3-5
通過對比圖3-4和圖3-5，我們不難看出：
vspw+1=2 -> vspw=1
vbpd+1=2 -> vbpd=1
linval+1=320-> linval=319
vfpd+1=3 -> vfpd=2
hspw+1=4 -> hspw=3
hbpd+1=7 -> hbpw=6
hozval+1=240-> hozval=239
hfpd+1=31 -> hfpd=30
以上各引數，除了linval和hozval直接和屏的分辯率有關，其它的引數在實際操作過程中應以上面的為參考，不應偏差太多。
lcd控制器主要暫存器功能詳解
(1)lcdcon1
linecnt ：當前行掃瞄計數器值，標明當前掃瞄到了多少行
clkval ：決定vclk的分頻比。lcd控制器輸出的vclk是直接由系統匯流排（ahb）的工作頻率hclk直接分頻得到的。做為240*320的tft屏，應保證得出的vclk在5~10mhz之間
mmode ：vm訊號的觸發模式（僅對stn屏有效，對tft屏無意義）
pnrmode ：選擇當前的顯示模式，對於tft屏而言，應選擇[11]，即tft lcd panel
bppmode ：選擇色彩模式，對於真彩顯示而言，選擇16bpp（64k色）即可滿足要求
envid ：使能lcd訊號輸出
vbpd ， lineval ， vfpd ， vspw 的各項含義已經在前面的時序圖中得到體現，這裡不再贅述。
hbpd ， hozval ， hfpd 的各項含義已經在前面的時序圖中得到體現，這裡不再贅述。
hspw 的含義已經在前面的時序圖中得到體現，這裡不再贅述。
mval 只對 stn屏有效，對tft屏無意義。
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