LCD驅(qū)動(dòng)原理課件

ModuleTeam‘10.03.12LCD驅(qū)動(dòng)原理基礎(chǔ)[Rev0.0]ContentsLCD概要1LCDPANEL2LCDModule3

別稱4■LCDDisplay分類LiquidCrystalDisplayPMLCDAMLCDTNSTNAFLCDa-SiTFTPoly-SiTFTTFDHTPSLTPSTwistedNematicSuperTwistedNematicAntiferroelectricAmorphousSiTFTThinFilmDiodeHighTemperaturePolySiTFTLowTemperaturePolySiTFTTFT:ThinFilmTransistorLCD概要■Resolustion種類LCD概要分辨率Pixel?畫面比率表現(xiàn)縮寫176x14476,0324:3QCIFQuarterCommonIntermediateFormat176x200105,600

QCIF+QuarterCommonIntermediateFormat+320x240230,4004:3QVGAQuarterVideoGraphicsArray352x288304,1284:3CIFCommonIntermediateFormat480x272391,68016:9WQVGAWideQuarterVideoGraphicsArray360x640691,20016:9nHDNinthHD640x480921,6004:3VGAVideographicsArray800x4801,152,00016:9WVGAWideVideoGraphicArray480x8641,244,16016:9WVGAWideVideoGraphicArray800x6001,440,0004:3SVGASuperVideoGraphicsArray1024x7682,359,2964:3XGAExtendedGraphicsArray1280x7682,949,12016:9HDHighDefinition1366x7683,147,26416:9HDHighDefinition1280x10243,932,1605:4SXGASuperExtendedGraphicsArray1600x12005,760,0004:3UXGAUltraExtendedGraphicsArray1920x10806,220,80016:9FullHDFullHighDefinition1920x12006,912,00016:10WUXGAWideUltraExtendedGraphicArray“液晶標(biāo)識(shí)裝置.利用隨著認(rèn)可電壓液晶透視圖的變化，各種裝置中發(fā)生的多樣電子信息變化，使變?yōu)殚_始信息傳達(dá)的電子元件。無自身發(fā)光性

不用借光，但是消費(fèi)電力小，便攜式可以廣泛使用的平板顯示。.”(Nvaver百科詞典)液晶ColorFilterTFTarrayBacklightLCD概要■LiquidCrystalDisplay上Pol’下Pol’■TFTPANEL構(gòu)造ILCDPANELData輸出Gate輸出Gate輸出ICLCDPANEL

Gate電壓輸入時(shí)

TFTONTFTON時(shí),電流從Source移動(dòng)到

Drain

通過Source進(jìn)入,Data電壓儲(chǔ)存在

StorageCap中維持電壓

根據(jù)儲(chǔ)存在StorageCap的電壓和上

Glass的

Common電壓電界現(xiàn)象

液晶回轉(zhuǎn),以此光亮調(diào)節(jié)■TFTPANEL運(yùn)作原理ⅠLCDPANEL■TFTPANEL運(yùn)作原理ⅡLCDPANEL■TFTPANEL運(yùn)作原理Ⅲ區(qū)分StorageonCommon構(gòu)造StorageonGate構(gòu)造正面?zhèn)让嫣卣?ApertureRatio(開口率)低-Vcom和Cs是維持sync-Storage能力顯著-透視率低-ApertureRatio(開口率)高-Vcom和Cs是維持sync-Storage能力在狀態(tài)上落后-透視率高GateLineGateLineCommonLinePixelElectrodeDatalinePixelElectrodeGateLineGateLineDatalineLCDPANEL■TFTPANEL運(yùn)作原理Ⅴ

為了PNLPIXEL驅(qū)動(dòng)所需的電壓區(qū)分內(nèi)容Gate電壓

為了能使PIXEL電壓得到認(rèn)可，打開

TFT門的電壓Data電壓

通過液晶中認(rèn)可的電壓，

和Common電壓形成電界的電壓Common電壓

通過上

Glass中認(rèn)可的電壓，和

Data電壓形成電界的電壓Common電壓Gate電壓Data電壓Pixel(RGBSubpixel)LCDPANEL■TFTPANEL種類:根據(jù)液晶區(qū)分-TN(TwistedNematic)-STN(SuperTN)-OCB(OpticallyCompensatedBendMode)

為了不變化，隨著歪斜地起來狀態(tài)的光學(xué)特征看的方向從使用3角度的光學(xué)補(bǔ)償?shù)?角度方向?yàn)檎凵渎示鹊姆绞?-VA(VerticalAlignment)

在電壓未得到認(rèn)可的時(shí)候，液晶從基板到豎直的立著遮住光；電壓得到認(rèn)可的時(shí)候，液晶下降使光能通過。應(yīng)用VA方式制作的技術(shù)Fujitsu(社)的MVA方式,IBM???的PVA方式,夏普的ASV方式.-IPS(In-PlaneSwitching)

現(xiàn)在LPL使用的技術(shù)從HITACHI到開發(fā)的技術(shù)SSIPSSVA※應(yīng)答速度/視角:TN<VA,IPSLCDModule■Module構(gòu)造FPCICLightGuidePlate輸入連接(INTERFACE)

是Set和Modul的連接部分.

由20~40pin構(gòu)成.

構(gòu)成要素

->數(shù)據(jù)信號(hào)

(4~18個(gè))->電子協(xié)議(傳送方式)->電源及

GND驅(qū)動(dòng)IC

是驅(qū)動(dòng)回路的核心要素.

由于使用半導(dǎo)體集成回路工程，

可構(gòu)成小的大小的回路.

作用

(相似體信號(hào)生成)->Panel驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)生成

->Panel驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成

->Panel驅(qū)動(dòng)電壓生成外裝部品(驅(qū)動(dòng)IC用)-為了驅(qū)動(dòng)IC的運(yùn)轉(zhuǎn)的部品.

構(gòu)成要素

->電源安全化電容

->電源電壓生成電容

->Panel電壓生成電容

LightGuidePlate位于LCPanel下層，以Panel

方向，起供給均勻的平面光

的作用-LED???/???■ICOuterConfigurationLCDModulePowerGate,DataOutputInterfacePowerInput■ICBLOCKDiagramLCDModulePOWEROUTPUTInterfaceLCDModule■ICBLOCKDiagram23=8grayscales■GrayScaleGenerationV1V2V3V4V5V6V7V8T1T2T3T4T5T6T7T8WhiteBlack111100000000111111110000D1D2D38Gray-scaleL/CVoltageDigitalData(3-bit)111110101100011010001000IC內(nèi)部信號(hào)COGSource輸出LCDModule■彩色體現(xiàn)(Bit輸入決定)#ofColor=2n(R)

×2n(G)

×2n(B)N:#ofdatabitsofLDI

3bit=8-gray/RGB=512colors4bit=16-gray/RGB=4,096colors5bit=>25(R)×26(G)×25(B)=65,536colors6bit=64-gray/RGB=262,144colors

8bit=256-gray/RGB=

16,777,216colors

LCDModule■GrayScaleWithaLinearL/CVoltage

通過人眼看display的時(shí)候，隨著透視率認(rèn)識(shí)graylevel，但是隨著一定的電壓LEVEL下透視率會(huì)出現(xiàn)非線性，在這種情況下，GrayScale也會(huì)出現(xiàn)非線性.就這樣，為了隨GrayScale變更為均等的透視率的話和下面的一樣。LCDModule■γ(Gamma)-CorrectionofGrayScale使用gamma的每個(gè)企業(yè)雖然有差別，大約使用1.0~3.0差異.隨著液晶的特性不一樣，但是gamma1.0時(shí)

以正面為基準(zhǔn)20度以上GrayLevelInversion發(fā)生，色相反gamma3.0時(shí)還是20度以上，色相反一般地使用gamma2.2

視角和透視率都具有良好的值LCDModule■WaveformofPixeldrivingVoltages

KickBackVoltage:

TFT形成時(shí)根據(jù)發(fā)生的寄生capacitance中，由發(fā)生的電壓強(qiáng)gateoff時(shí)△V下降的電壓由于Evenframe和Oddframe的kickback電壓不一致，為了防止Flicker，認(rèn)可Vcom，調(diào)節(jié)Voffset(Vd++Vd-)2△V=×Vd-pCgd(Clc+Cs+Cgd)Voffset=-VcomLCDModule■Flicker是?-由于可透視光的量的差異，開始時(shí)看到像一閃一閃的現(xiàn)象■發(fā)生原因-(+)周期中的△V和(-)周期中的△V的大小不一樣時(shí)-Vcom的Center電壓高或者低時(shí)/VcomH,VcomL電壓高或者低的情況-VdataH/VdataL的值高或者低時(shí)Vrms被液晶認(rèn)可的電壓[V]正常隨時(shí)間的光透視圖[%]???正常LCDModule■FLICKER

■PixelDrivingMethods(2)+++++++++++++++++++++++++-----+++++-----+-+-+-+-+-+-+-+-+-+--------------------------+++++-----++++++-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+++++++++++++++++++++++++-----+++++-----+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-1stFrame2ndFrame3rdFrameFrameInversionLineInversionDotInversion(FlickerFree)LCDModule■ApertureRatio&BlackMatrix

在UnitCell中

通過Backlight會(huì)出現(xiàn)的部分的面積比

???高，通過改善Panel光的透視率，提高

LCD畫面的灰度，

同一水準(zhǔn)的灰度中，提高吸引性減少

Backlight消費(fèi)電力

ApertureRatio(開口率)

由于Unitcell的像素電極差異，擋住Backlight的透視，防止連接的

ColorFilter

混色,為了遮住TFT的光照射，在

ColorFilter基板上設(shè)置遮光膜

在Dark狀態(tài)下，遮住防止像素電極周邊部分泄露的光，有提高

LCD的

Contrast

Ratio的效果。

BlackMatrix(B/M)LCDModule

StorageCapacitorBlackMatrixGate/DataLineTFTArea■InfluentialFactorsinApertureRatioLCDModule■DefectofTFTArrayLCDModule■TFTArryDesignForESDProtection(1)為了防止在工程中發(fā)生的ESDDefect，在Glass外部的數(shù)值隨著大電阻，起到電流向外逐出的作用。LCDModule■TFTArryDesignForESDProtection(2)在Line末端的BondingPad，連接二極管在ESD外的過電流，由Pad流入時(shí)，使電流分散，起到遮斷從panel端流入的作用，在ESD外的Damage最小化。LCDModule-別稱-像素(畵素,pixel)是?“電視或者傳送照片等中，構(gòu)成畫面的最小單位的明暗的點(diǎn)。畫面整體的像素?cái)?shù)越多(像素大小可變小)，可產(chǎn)生精密的詳細(xì)的再現(xiàn)畫面，這變現(xiàn)為‘分辨率高’.”(Naver百科詞典)另一方面,在像素?cái)?shù)固定的狀態(tài)下，畫面大小增加的話,分辨率變低.COLORFILTER構(gòu)成Display畫面的像素(pixel)中，R,G,B按色別各有一個(gè)未點(diǎn)燈點(diǎn)燈1個(gè)像素1個(gè)SubPixelLCD概要■ColorFilter:像素Pixel構(gòu)成Stripe排列

-設(shè)計(jì)

&CF工程間斷

(直線

Data配電線)-驅(qū)動(dòng)回路間斷

-高清晰度

DataDisplay(NotePC,PCMonitor)Mosaic排列

-設(shè)計(jì)間斷(直線

Data配電線)-混色性優(yōu)先

-驅(qū)動(dòng)回路復(fù)雜Delta排列

-設(shè)計(jì)復(fù)雜(ZigzagData配電線)-很色性最優(yōu)先

-妨礙性

A/V用

Display(小型

TV)■ColorFilter:R/G/B排列LCD??----++++E+-noneLCD概要科學(xué)的特征:折射率異方性電器特征:流傳率異方性■液晶的特征■電界與液晶間的特征■液晶的特征<電壓未認(rèn)可時(shí)><電壓認(rèn)可時(shí)>OFFON++

隨電界液晶分子的排列變化。

隨著液晶分析排列變化的程度,決定通過的光亮。LCD概要■Silicon分類■Silicon原子排列多結(jié)晶硅(PolyCrystalline)高溫分離硅(HighTemperaturepoly-Silicon)低溫分離硅(LowTemperaturepoly-Silicon,LTPS)固體結(jié)晶質(zhì)(Crystal)非晶質(zhì)(Amorphous)單結(jié)晶(SingleCrystal)LTPS?

代替高溫結(jié)晶化工程使用Annealing工程，在400℃以下的低溫中形成非結(jié)晶的硅(a-Si)的制造方法。HTPS是600℃以上高溫?zé)崽幚硭瑁驗(yàn)榇娌ＡЩ?，使用高價(jià)的石英巖基板，生產(chǎn)單價(jià)高LCD概要區(qū)分非晶質(zhì)硅TFT(????

硅/a-Si)多結(jié)晶硅TFT(??

硅/p-Si)硅構(gòu)造硅原子間距離不均等。硅原子間距離一定，區(qū)域內(nèi)也一定。優(yōu)點(diǎn)-.硅層形成工程段數(shù)(??1回實(shí)施)-.常用的TFT基本技術(shù)-.特征安定性(Tr特征,Uniformity)-.有CostMerit。-.可通過高電流量-.根a-Si相比TFT元件較小