TFT-LCD面板及其驱动之三-面板设计实例
大屏幕TFTLCD+Source+Driver的研究与设计
不加电压加电压图２－３电光效应（ＴＮ，常白模式）ＴＮ型液晶有两种结构：ＮＷ（常白型：Ｎｏｍ融ｌｙＷｌｌｉｔｅ）和ＮＢ（常黑型：ＮｏｍａｌｌｖＢｌａｃｋ）。
所谓ＮＷ，是指当对液晶面板不施加电压时，所看到的面板是透光的画面，也就是亮的画面；反之，当对液晶面板不施加电压时，如果面板无法透光，就称之为ＮＢ。
从图２－２可以看出，对ＴＮ型的液晶而言，位于上下玻璃的配向膜都是互相垂直的，而ＮＢ与Ｎｗ的差别就只在于偏光板的相对位置不同而已。
对ＮＢ来说，其上下偏光板的极性是互相平行的，所以当不施加电压时，光线会因为液晶将之旋转９０度的极性而无法透光，如图２．４所示。
而一般应用于桌面显示器或笔记本电脑则多为Ｎｗ的配置，因为一般计算机软件的使用环境中整个屏幕大多是亮点，也就是说计算机软件多为白底黑字的应用。
因为Ｎｗ的亮点不需要加电压，平均起来也会比较省电。
ＮＢ的应用环境就大多是属于显示屏为黑底的应用了，在液晶电视中多采用ＮＢ型液晶。
图２４Ｎｗ讲ｏｒＩＩｌａｌｌｙⅥ妇）模式与ＮＢ州ｏｍａｌｌｙＢｌａｃｋ）模式２．１．２Ｔ＿Ｔ－ＬＣＤ结构图２－５给出了唧：ＬｃＤ面扳的结构图。
其中包括：偏光板、玻璃基板、彩色板、透明电极、信号电极、扫描电极、液晶、１１玎。
其中偏光板前文已介绍过，目的是使通过的光波极化。
透明的玻璃基本则是液晶和其他器件得以附着的“骨架”；同时玻璃刻有锯齿状的沟槽，使长棒状的液晶分子沿着沟槽整齐排列。
彩色滤光片有Ｒ、Ｇ、Ｂ三种颜色．目的是使通过的光线变成显示三基色，再通过混合形成各种显示颜色。
上方透明电极亦称为ＣｏＭ电极，为所有液晶的公共电极：下方透明电极称为显示电极，通过１ｆＩ呵与信号电极相连。
中间的液晶一般为前文所提到的１Ｎ型液晶。
扫描电极和信号电极分别接ｎ叮的Ｇａｌｅ和Ｓｏｕｒｃｅ端，控制ｎ叩的通断，使显示电压能加在液晶下方的显示电极上，与ＣＯＭ电极共同控制液晶两端的绝对电压值，改变液晶的扭转程度，从而改变光线通量，以达到显示不同颜色之功效。
平板显示技术C3 TFTLCD backlight design
32
薄板取代法:
師法於“半導體”的製程,主要是微小光反射元件,可增 加局 部區域能量調整的程度 ~ 100m
~ 10m
intensity
intensity 33
Parallel light
Photo mask Photo resist substrate Form the metal plate by electro-forming
refraction rule.
5
The Reflection Rule of Light
In
N
1,insert line( In ),normal( N )
Out
and reflect line( Out ) are on the same plane.
'
2,insert angle is equal to the
LCD 背光模组设计
1
液晶显示器的结构 实物图
Color filter
LCD
PCB
Backlight module
平板显示技术_C2 LCD_4TFTLCD组成.ppt
2
contents
Section 1
I: Introduction to Fundamental Optics II: Apply Optics to LGP( light-guiding plate)
36
反射板与导光板间 反射板一般为“扩散反射”,用以增加回授的 光
能可用率
37
扩散板与导光板间
'
38
Diffuser ------ prism lens
39
90o
n
TFTLCD显示驱动电路设计
精心整理目录1选题背景 .................................................. 错误!未指定书签。
1.1TFT-LCD 的发展现状 ................................... 错误!未指定书签。
1.2课设基本内容及要求 .................................. 错误!未指定书签。
2 2.12.23 3.13.1.3液晶模块驱动 ................................... 错误!未指定书签。
3.2软件部分设计 ........................................ 错误!未指定书签。
3.2.1主程序 ......................................... 错误!未指定书签。
3.2.2初始子化程序 ................................... 错误!未指定书签。
3.2.3显示子程序 ..................................... 错误!未指定书签。
4系统调试.................................................. 错误!未指定书签。
4.1硬件调试 ............................................ 错误!未指定书签。
4.2软件调试 ............................................ 错误!未指定书签。
5总结...................................................... 错误!未指定书签。
参考文献 ................................................... 错误!未指定书签。
TFT-LCD显示原理及驱动介绍
Emulated 8 bit color
bf1 Gray 0 Gray 1 Gray 2 Gray 3 … Gray 251 g0 g1 g1 g1 … g63 bf2 g0 g0 g0 g1 … g63 bf3 g0 g0 g1 g1 … g63 bf4 g0 g0 g0 g0 … g62
液晶層
1.液晶可以被光穿透，並影響光的偏振性； 2.在液晶分子兩端所加電壓的不同，液晶分子的翻轉程 度不同，根據液晶角度的不同透過光的偏振性也不同；
液晶
開 関 打 開
開 関 閉 合 加電壓后轉向改變
液晶互相牽引 做個轉向的動作 通過它改變光的強弱
液晶亮度的控制原理
光源
垂直偏光板
玻璃電極
液晶
玻璃電極
Frame Inversion
row Inversion
+ பைடு நூலகம் + +
-
-
-
-
+ + + +
+ + + +
-
-
-
-
+ + + +
+ + + + + + + +
+ + + + + + + + - + - +
column Inversion
dot Inversion
+ - + + - + + - + + - + + - + + - + - + - + - + - +
TFTLCD驱动原理一目了然演示文稿
2.驱动原理框图 – 数据输出及门控制信号工作时序
2.驱动原理框图 – Source Driver IC原理框图
Output Multiplexer：输出复选 器，选择输出电压极性。
Buffer:输出缓存器，为输出电流增 幅，保证足够大的Panel驱动能力 DAC：数模转换器，以Gamma电 压为基准，将输入的mini-LVDS信 号转换为Panel显示的模拟信号。 Level Shift：电平移位器，将数字 信号进行电平增大，驱动D/A转换。 Line Buffer:进行第n行数据缓存， 便于第n+1行接受。
DC/DC
DATA
T/CON
MLG Vcom Gamma
Source-D-IC Gate-D-IC
2.驱动原理框图 – DC-DC模块（电压部分）
DC-DC模块电路为整个驱动电路供电。 这部分电路产生主要产生PCB IC、Source & Gate IC、 Panel TFT驱动所需相关电压。 是由Connector输入的VDD经过直流变换输出AVDD、 DVDD、Von、Voff、Vref等电压。 全黑、全白、AD多有此电路造成。
Item VDD DVDD AVDD Von Voff Vcom Vref
Description 系统输入电压。 各IC的工作电压。 模拟电源 TFT打开电压，该电源为正电源。 TFT关闭电压，该电源为负电源。 像素公共电压 为Gamma 模块提供参考
32inch 实测值 11.95 3.32V 16.3V 26.2V -8.15V 7.37V 15.81V
TFTLCD驱动原理一目了然演示文稿
优选TFTLCD驱动原理一目了然
1. 引言 2.驱动原理框图 3.极性翻转原理 4. Gamma Reference
平板显示技术C3 TFTLCD6 驱动实例
数字TFT LCD
TFT LCD产生很简单，无非就是在上述的模拟 LCD基础上把DA内置到面板里面了。这种LCD的 面板里面有三大部件：source driver、gate driver、 DA。由于DA的引入，这类LCD的颜色数目就固定 了。因为受DA位数的影响，目前多是24位以下。 现在大家用的最多的也就是这一类LCD，尤其在嵌 入式领域。当ARM内置了LCD控制器以后，使用 数字式TFT LCD变得非常简单。 驱动方案和模拟LCD一样，无非在驱动板上没有了 高速DA。虽然驱动板上的DA省掉了，这类LCD屏 的价格肯定要高些。
单片机驱动控制数字屏
240x160 TFT LCD
DSP控制 模拟屏
将VGA接口信号转换到模拟液晶屏上显示的驱动电路， 采用ADI公司的高性能DSP芯片ADSP-21160来实现驱动电 路的主要功能。
AD9883A 高性能的三通道视频ADC可以同时实现对 RGB三色信号的实时采样。 32位浮点芯片ADSP-21160来处理数据，能实时完成 伽玛校正、时基校正、图像优化等处理，且满足了系统 的各项性能需求。
ADSP-21160有6个独立的高速8位并行链路口，分别 连接前端的模数转换芯片AD9883A和后端的数模转换芯片 ADV7125。 ADSP-21160具有超级哈佛结构，支持单指令多操作 数（SIMD）模式，采用高效的汇编语言编程能实现对视 频信号的实时处理，不会因为处理数据时间长而出现延 迟。
模拟视频信号由AD9883A完成模数转换。AD9883A是 个三通道的ADC，系统可以完成单色的视频信号处理， 也可以完成彩色的视频信号处理。 采样所得视频数字信号经链路口输入到ADSP-21160， 完成处理后由不同的链路口输出到ADV7125，完成数模 转换。ADV7125是三通道的DAC，同样也可以用于处理 彩色信号。 输出视频信号到灰度电压产生电路，得到驱动液晶 屏所需要的驱动电压。 ADSP-21160还有通用可编程I/O标志脚，可用于接受 外部控制信号，给系统及其模块发送控制信息，以使 整个系统稳定有序地工作。例如，ADSP-21160为灰度 电压产生电路和液晶屏提供必要的控制信号
TFT-LCD驱动原理分享
TFT-LCD驱动原理分享
TFT-LCD驱动原理分享
TFT-LCD整体与局部 色彩与亮度控制原理 液晶交流驱动原理 V-by-One与LVDS接口信号驱动原理
TFT-LCD驱动原理分享
液晶显示屏基本结构：
背光单元 液晶面板（TFT-LCD）
Q：人为什么能看到物体？ Q：目前市场上常见的有哪些显示技术？
19.PCB
4.取向层
5.封框胶
6.液晶
7.隔垫物
13.TFT栅电极 15.TFT源电极 16.各向异性导电胶(ACF)
21.黑矩阵(BM) 22.彩膜（CF）
TFT-LCD驱动原理分享 像素的基本结构：
Q：LCD为什么能显示不同色彩与亮度？ Q：LCD如何产生三基色光？ Q：LCD如何控制三基色光的强弱？ 红+绿=黄 红+蓝=紫 Q：红 + 绿+ 蓝 = ？ Q：无红+无绿 + 无蓝 = ？
图：行扫描信号
图：像素驱动等效电路
TFT-LCD驱动原理分享
像素的扫描驱动：
以3840*2160分辨率60Hz显示屏为例 一帧：16.67ms（帧频：60Hz） 一行：7.41us（行频：135KHz）
ON
7.41us
OFF
16.67ms
OFF
16.67ms
ON
7.41us
OFF
16.67ms
TFT-LCD驱动原理分享
液晶交流驱动原理：
整体电路架构
Q：分辨率800*480显示屏，4颗Source Driver IC， 每颗IC控制驱动多少列Sub-pixel？
图：显示屏整体电路架构
图：Source Driver功能块示意图
液晶显示驱动原理3
TFT LCD液晶显示器的驱动原理(三)上次跟大家介绍液晶显示器的二阶驱动原理，以及因为feed through电压所造成的影响。
为了解决这些现象，于是有了三阶驱动甚至于四阶驱动的设计。
接下来我们先针对三阶驱动的原理作介绍。
三阶驱动的原理(Three level addressing method)二阶驱动的原理中，虽然有各种不同的feed through电压，但是影响最大的仍是经由Cgd所产生的feed through电压。
也因此在二阶驱动时需要调整common电压，以改进灰阶品质。
但是由于Clc并非是一个固定的参数，让调整common电压以便改进影像品质目的不易达成。
因此便有了三阶驱动的设计，期望在不必变动common电压的情形下，将feed through电压给补偿回来。
三阶驱动的基本原理是这样的，利用经由Cs的feed through电压，来补偿经由Cgd 所产生的feed though电压。
也就是因为需要利用Cs来补偿，所以三阶驱动的方法只能使用在面板架构为Cs on gate的方式。
图1就是三阶驱动gate driver电压的波形，从这个三阶驱动的波形中我们可以知道，三阶驱动波形跟二阶驱动不一样的是，它的gate driver驱动波形之中，会有三种不一样的电压。
当gate driver关闭时，会将电压拉到最低的电压，等到下一条的gater driver走线也关闭后，再将电压拉回。
而这个拉回的电压，就是为了去补偿下一条线的feed through电压。
也就是说，每一条gate driver走线关闭时，经由Cgd所产生的feed through电压，是由上一条走线将电压拉回时，经由Cs所产生的feed through电压来补偿的。
既然是经由拉回的电压来补偿，那拉回电压的大小要如何计算呢? 上次我们有提到feed through电压的计算方式，我们可以依照上次的公式来计算所需的电压:经Cgd的Feed through电压= (Vg_high – Vg_low) * Cgd / (Cgd + Clc + Cs) ; Vg_high 与Vg_low分别为gate driver走线打开与关闭的电压。
TFT—LCD显示及驱动电路的设计
视频解码 LCD显示 单片机
第一章概述
1.1
1.2
SPI
IIC
图1-1 系统框图
第二章
2.1
上把物质分为三态，固态、液态和气态。在自然界中，大部分材料随温度的变化只呈现固态、液态和气态。液晶（Liquid Crystal）是不同于通常的固态、液态和气态的一种新的物质状态，它是能在某个温度范围内兼有液体和晶体两者特性的物质状态，也叫液晶相或中介相，故又称为物质的第四态。
①满足视频解码芯片的选取要求。在TVP5150芯片内部有一个9位高速的带模拟处理器的A/D转换器；有专门的场同步信号和垂直同步信号，保证信号的正确采集；内部有专门的Y/C分离电路，实现视频解码数据按照ITU-RBT656输出；
②芯片本身的功耗才115mW，功耗低，便于系统多路采集设计；电路设计简单，内部自带可编程的ROM以及支持部分RAM。
图3-1TVP5150引脚功能
3.2.2
通道选择寄存器如图3-2所示：
图3-2通道选择寄存器
视频通道切换数据如表3-1所示：
表3-1
3.3
1、要求输入通道采用AIP1A通道。
2、视频输入模式允许NTSC-M、PAL (B, G, H, I)或者SECAM模式。
3、数据输出为8-bit ITU-R BT.656模式。
摘要
TFT—LCD显示及驱动电路设计由视频解码电路，LCD显示电路，电源控制电路和单片机控制电路四个模块组成。视频源产生模拟视频信号，由TVP5150视频解码把模拟视频信号解码输出数字视频信号，由LCD液晶屏显示。对视频解码和液晶显示器的配置是通过单片机完成的。本设计主要针对高校电视技术实践课程设计，应用于视频解码输出教学，实现信号处理可视模块化教学方案。
第三章 TFT-LCD设计
（2）模组机构设计 该领域要熟知各机械零件和力学知识, 负责设计产 品的外观, 选用各零件的材料与制程, 以符合产品规格 中尺寸, 重量等需求, 并使模组组装生产过程流畅易行, 另外, 背光模组和光学膜的选用, 涉及产品厚度, 重量 和功率消耗, 也需要与其他方面的设计一起考虑。
（3）电子系统设计 该领域熟知各电子零件和电学知识, 以及各种显示 界面的定义, 以负责设计产品的驱动系统, 符合产品规
1taSM4riNo185364WSx30406i.0n0.490ncnm5mmc•m•c2mc/m(V • s)
（c）材料工艺参数 相应于本次设计, 采用top ITO制程对应的材料与工131.8m.7 cm
续表
3 驱动相关参数
帧频60Hz 帧扫描时间16.7ms 扫描线时间21.7μs 最小视频电压容许误差: 8mV
2.各专业领域的整合（其它专业规格） TFT是一种整合多元知识的技术，是“光、电、机”
的一个综合体，牵涉了很多原理，所以一个TFT-LCD 也是由各个专业领域的设计者一同努力所设计出来的， 除了所着重的TFT面板本身以外，以下几个领域的设 计也是非常重要的。 （1）液晶光学、色度学设计
这个领域需要熟知液晶的物理材料特性和光学知 识，负责设计产品的液晶模式，包括其材料，间隙， 配向角度，偏光片角度，光学补偿膜等等，以符合产 品规格中的视角，亮度，对比和反应时间等要求，也 要设计彩色滤光片的三原色之色坐标，以符合产品规 格中色彩饱和度的要求，还有如液晶的操作电压，抗 反射膜的选用等等，也是该领域要考虑的。
N Interface
2ch LVDS
O Supply Voltage(V)
5
P Backlight
4 CCFL
LCD面板驱动介绍ppt课件
且因N+型非晶硅层的阻绝而无法吸引空
穴，使源极与漏极之间形成关闭状态。
10
2、TFT的电流—电压特性
如下图所示，为典型的TFT电流—电压特性曲线图（漏极 -源极之间的电压差为10V），当栅极电压Vgs加至20V时， TFT的漏源极具有超过10的-6次方(A)的电流，当栅极电压 Vgs为-5V至-15V时,漏电流小于10的-12次方(A)。
（5）液晶体 （5）液晶【LC（Liquid Crystal）】 （7）下偏光片 （7）下偏光板【TFT side Polarizer】
（9（）框9膠）【S框eal胶ant】 （6）TFT板 （6）Array 基板【TFT substrate】
（8）银胶 （8）銀膠 or 銀點【Ag Paste】
4
个方向。
偏振片：其偏振
轴是与X轴平行的。
穿透光：是
沿着Z轴方向传 播的，但是此 光的振荡方向 只是平行与X轴
的。
6
3、偏光片组
如下图所示。第一块偏振片也称为起振片，仅让在某个方向上 振荡的光通过。第二块偏振片也称为检偏片，再把所通过的光 挡住，既可以阻绝光的进行。（此时从右侧看检偏片是没有光 线通过的，即是黑屏。）
Vg 線
Source
Vs Gate 線
G
Cgs
DS
Cst
CLC
数据线
扫
描 线
像元
Com
公共电极
一个像元的等效电路图
像素
TFT LCD基板架构示意图 12
➢彩色滤光片
彩色图像的像素是由RGB三个基色组成的，而液晶光阀只是 控制图像的明暗，不能产生出彩色图像，故彩色的LCD屏是采用 附加彩色滤光片（又称“滤色膜”如下图）的方法来实现彩色图 像的还原。彩色滤光片在水平方向上均匀分布了多组能滤出RGB 三基色的滤光片，将其精确的放置于LCD的面板上（红色滤光片 与TFT板的R像元电极一一对应；绿色滤光片……。）。在各像元 的灰度等级按要求独自的改变后，穿透滤光片就得到像素中该像 元所对应基色的亮、色度的参数，该基色信息与其它两个基色的 参数相混合，即可还原出此像素的值。进而还原出原始的彩色画面。
TFT—LCD显示及驱动电路的设计
TFT—LCD显示及驱动电路的设计TFT-LCD显示及驱动电路的设计是一项关键的技术，它在各种电子设备中得到广泛的应用，包括手机、平板电脑、电视等。
本文将简要介绍TFT-LCD显示及驱动电路的设计原理和关键技术。
TFT-LCD显示屏是由许多像素组成的矩阵，每个像素由红、绿、蓝三个基本颜色的像素点组成，显示出各种颜色和图像。
TFT-LCD显示屏的设计需要考虑到图像的清晰度、亮度、饱和度和对比度等因素。
TFT-LCD显示屏的设计包括以下几个方面：像素结构设计、矩阵驱动电路设计、行驱动电路设计、列驱动电路设计和背光源驱动电路设计。
首先是像素结构设计。
像素是显示屏的基本单元，它由透明导电层、液晶层和像素电路组成。
透明导电层起到控制像素点亮度的作用，液晶层负责调节像素的透明度，像素电路则负责控制液晶的偏振状态。
像素结构设计需要考虑像素点的大小、形状和排布等因素，并保证像素之间的间距足够小，以避免显示图像失真。
其次是矩阵驱动电路设计。
矩阵驱动电路是控制像素点亮度和颜色的关键。
它采用行列扫描的方式，通过逐行、逐列地刷新像素，将电信号转换为液晶的偏振状态。
矩阵驱动电路主要由行驱动电路和列驱动电路组成，它们分别控制液晶的行和列，使其呈现出不同的亮度和颜色。
行驱动电路设计需要考虑驱动电压和扫描速度等因素，以确保像素能够按时刷新。
列驱动电路则负责将外部信号转换为适合液晶的信号，以控制像素的亮度和颜色。
背光源驱动电路设计是TFT-LCD显示屏设计中的另一个重要部分。
背光源驱动电路主要负责控制显示屏的亮度和对比度。
常见的背光源驱动电路有LED背光源驱动电路和CCFL背光源驱动电路。
LED背光源驱动电路可以提供更高的亮度和更长的寿命，但成本较高。
CCFL背光源驱动电路成本较低，但亮度和寿命相对较低。
最后，TFT-LCD显示屏的设计还需要考虑显示控制器和数据接口的设计。
显示控制器负责接收和处理外部信号，并将其转换为适合显示屏的信号。
TFT LCD液晶显示器的驱动原理详解
TFT LCD液晶显示器的驱动原理TFT LCD液晶显示器的驱动原理（一）我们针对TFT LCD的整体系统面来做介绍, 也就是对其驱动原理来做介绍, 而其驱动原理仍然因为一些架构上差异的关系, 而有所不同. 首先我们来介绍由于Cs(storage capacitor)储存电容架构不同, 所形成不同驱动系统架构的原理.Cs(storage capacitor)储存电容的架构一般最常见的储存电容架构有两种, 分别是Cs on gate与Cs on common这两种. 这两种顾名思义就可以知道, 它的主要差别就在于储存电容是利用gate走线或是common走线来完成的. 在上一篇文章中, 我曾提到, 储存电容主要是为了让充好电的电压,能保持到下一次更新画面的时候之用. 所以我们就必须像在CMOS的制程之中, 利用不同层的走线, 来形成平行板电容. 而在TFT LCD的制程之中, 则是利用显示电极与gate走线或是common走线,所形成的平行板电容,来制作出储存电容Cs.图1就是这两种储存电容架构, 从图中我们可以很明显的知道, Cs on gate由于不必像Cs on common一样, 需要增加一条额外的common走线, 所以它的开口率(Aperture ratio)会比较大. 而开口率的大小, 是影响面板的亮度与设计的重要因素. 所以现今面板的设计大多使用Cs on gate的方式. 但是由于Cs on gate的方式, 它的储存电容是由下一条的gate走线与显示电极之间形成的.(请见图2的Cs on gate与Cs on common的等效电路) 而gate走线, 顾名思义就是接到每一个TFT的gate端的走线, 主要就是作为gate driver送出信号, 来打开TFT, 好让TFT对显示电极作充放电的动作. 所以当下一条gate走线, 送出电压要打开下一个TFT时 ,便会影响到储存电容上储存电压的大小. 不过由于下一条gate走线打开到关闭的时间很短,(以1024*768分辨率, 60Hz更新频率的面板来说. 一条gate走线打开的时间约为20us, 而显示画面更新的时间约为16ms, 所以相对而言, 影响有限.) 所以当下一条gate走线关闭, 回复到原先的电压, 则Cs储存电容的电压, 也会随之恢复到正常. 这也是为什么, 大多数的储存电容设计都是采用Cs on gate 的方式的原因.至于common走线, 我们在这边也需要顺便介绍一下. 从图2中我们可以发现, 不管您采用怎样的储存电容架构, Clc的两端都是分别接到显示电极与common. 既然液晶是充满在上下两片玻璃之间, 而显示电极与TFT都是位在同一片玻璃上, 则common电极很明显的就是位在另一片玻璃之上. 如此一来, 由液晶所形成的平行板电容Clc, 便是由上下两片玻璃的显示电极与common电极所形成. 而位于Cs储存电容上的common电极, 则是另外利用位于与显示电极同一片玻璃上的走线, 这跟Clc上的common电极是不一样的, 只不过它们最后都是接到相同的电压就是了.整块面板的电路架构从图3中我们可以看到整片面板的等效电路, 其中每一个TFT与Clc跟Cs所并联的电容, 代表一个显示的点. 而一个基本的显示单元pixel,则需要三个这样显示的点,分别来代表RGB三原色. 以一个1024*768分辨率的TFT LCD来说, 共需要1024*768*3个这样的点组合而成. 整片面板的大致结构就是这样, 然后再藉由如图3中 gate driver所送出的波形, 依序将每一行的TFT打开, 好让整排的source driver同时将一整行的显示点, 充电到各自所需的电压, 显示不同的灰阶. 当这一行充好电时, gate driver便将电压关闭, 然后下一行的gate driver便将电压打开, 再由相同的一排source driver对下一行的显示点进行充放电. 如此依序下去, 当充好了最后一行的显示点, 便又回过来从头从第一行再开始充电. 以一个1024*768 SVGA分辨率的液晶显示器来说, 总共会有768行的g ate走线, 而source走线则共需要1024*3=3072条. 以一般的液晶显示器多为60Hz的更新频率来说, 每一个画面的显示时间约为1/6 0=16.67ms. 由于画面的组成为768行的gate走线, 所以分配给每一条gate走线的开关时间约为16.67ms/768=21.7us. 所以在图3 g ate driver送出的波形中, 我们就可以看到, 这些波形为一个接着一个宽度为21.7us的脉波, 依序打开每一行的TFT. 而sourcedriver则在这21.7us的时间内, 经由source走线, 将显示电极充放电到所需的电压, 好显示出相对应的灰阶.面板的各种极性变换方式由于液晶分子还有一种特性,就是不能够一直固定在某一个电压不变, 不然时间久了, 你即使将电压取消掉, 液晶分子会因为特性的破坏, 而无法再因应电场的变化来转动, 以形成不同的灰阶. 所以每隔一段时间, 就必须将电压恢复原状, 以避免液晶分子的特性遭到破坏. 但是如果画面一直不动, 也就是说画面一直显示同一个灰阶的时候怎么办? 所以液晶显示器内的显示电压就分成了两种极性, 一个是正极性, 而另一个是负极性. 当显示电极的电压高于common电极电压时, 就称之为正极性. 而当显示电极的电压低于c ommon电极的电压时, 就称之为负极性. 不管是正极性或是负极性, 都会有一组相同亮度的灰阶. 所以当上下两层玻璃的压差绝对值是固定时, 不管是显示电极的电压高, 或是common电极的电压高, 所表现出来的灰阶是一模一样的. 不过这两种情况下, 液晶分子的转向却是完全相反, 也就可以避免掉上述当液晶分子转向一直固定在一个方向时, 所造成的特性破坏. 也就是说, 当显示画面一直不动时, 我们仍然可以藉由正负极性不停的交替, 达到显示画面不动, 同时液晶分子不被破坏掉特性的结果. 所以当您所看到的液晶显示器画面虽然静止不动, 其实里面的电压正在不停的作更换, 而其中的液晶分子正不停的一次往这边转, 另一次往反方向转呢!图4就是面板各种不同极性的变换方式, 虽然有这么多种的转换方式, 它们有一个共通点, 都是在下一次更换画面数据的时候来改变极性. 以60Hz的更新频率来说, 也就是每16ms, 更改一次画面的极性. 也就是说, 对于同一点而言, 它的极性是不停的变换的. 而相邻的点是否拥有相同的极性, 那可就依照不同的极性转换方式来决定了. 首先是frame inversion, 它整个画面所有相邻的点, 都是拥有相同的极性. 而row inversion与column inversion则各自在相邻的行与列上拥有相同的极性. 另外在dot inversion上, 则是每个点与自己相邻的上下左右四个点, 是不一样的极性. 最后是delta inversion, 由于它的排列比较不一样, 所以它是以RGB 三个点所形成的pixel作为一个基本单位, 当以pixel为单位时, 它就与dot inversion很相似了, 也就是每个pixel与自己上下左右相邻的pixel,是使用不同的极性来显示的.Common电极的驱动方式图5及图6为两种不同的Common电极的电压驱动方式, 图5中Common电极的电压是一直固定不动的, 而显示电极的电压却是依照其灰阶的不同, 不停的上下变动. 图5中是256灰阶的显示电极波形变化, 以V0这个灰阶而言, 如果您要在面板上一直显示V0这个灰阶的话, 则显示电极的电压就必须一次很高, 但是另一次却很低的这种方式来变化. 为什么要这么复杂呢? 就如同我们前面所提到的原因一样, 就是为了让液晶分子不会一直保持在同一个转向, 而导致物理特性的永久破坏. 因此在不同的frame中, 以V0这个灰阶来说, 它的显示电极与common电极的压差绝对值是固定的, 所以它的灰阶也一直不曾更动. 只不过位在Clc两端的电压, 一次是正的, 称之为正极性, 而另一次是负的, 称之为负极性. 而为了达到极性不停变换这个目的, 我们也可以让common电压不停的变动, 同样也可以达到让Clc两端的压差绝对值固定不变, 而灰阶也不会变化的效果, 而这种方法, 就是图6所显示的波形变化. 这个方法只是将common电压 一次很大, 一次很小的变化. 当然啦, 它一定要比灰阶中最大的电压还大, 而电压小的时候则要比灰阶中最小的电压还要小才行. 而各灰阶的电压与图5中的一样, 仍然要一次大一次小的变化.这两种不同的Common驱动方式影响最大的就是source driver的使用. 以图7中的不同Common电压驱动方式的穿透率来说, 我们可以看到, 当common电极的电压是固定不变的时候, 显示电极的最高电压, 需要到达common电极电压的两倍以上. 而显示电极电压的提供, 则是来自于source driver. 以图七中common电极电压若是固定于5伏特的话, 则source driver所能提供的工作电压范围就要到10伏特以上. 但是如果common电极的电压是变动的话, 假使common电极电压最大为5伏特, 则source driver的最大工作电压也只要为5伏特就可以了. 就source driver的设计制造来说, 需要越高电压的工作范围, 制程与电路的复杂度相对会提高, 成本也会因此而加高.面板极性变换与common电极驱动方式的选用并不是所有的面板极性转换方式都可以搭配上述两种common电极的驱动方式. 当common电极电压固定不变时, 可以使用所有的面板极性转换. 但是如果common电压是变动的话, 则面板极性转换就只能选用frame inversion与row inversion.(请见表1) 也就是说, 如果你想使用column inversion或是dot inversion的话, 你就只能选用 common电极电压固定不动的驱动方式. 为什么呢? 之前我们曾经提到 common电极是位于跟显示电极不同的玻璃上, 在实际的制作上时, 其实这一整片玻璃都是common电极. 也就是说, 在面板上所有的显示点, 它们的common电压是全部接在一起的. 其次由于gate driver的操作方式是将同一行的所有TFT打开,好让source driver去充电, 而这一行的所有显示点, 它的common电极都是接在一起的, 所以如果你是选用common电极电压是可变动的方式的话, 是无法在一行TFT上, 来同时做到显示正极性与负极性的. 而column inversion与dot inversion的极性变换方式, 在一行的显示点上, 是要求每个相邻的点拥有不同的正负极性的. 这也就是为什么 common电极电压变动的方式仅能适用于frame inv ersion与row inversion的缘故. 而common电极电压固定的方式, 就没有这些限制. 因为其common电压一直固定, 只要source dri ver能将电压充到比common大就可以得到正极性, 比common电压小就可以得到负极性, 所以common电极电压固定的方式, 可以适用于各种面板极性的变换方式.表1面板极性变换方式 可使用的common电极驱动方式Frame inversion固定与变动Row inversion固定与变动Column inversion只能使用固定的common电极电压Dot inversion只能使用固定的common电极电压各种面板极性变换的比较现在常见使用在个人计算机上的液晶显示器, 所使用的面板极性变换方式, 大部分都是dot inversion. 为什么呢? 原因无它, 只因为dot inversion的显示品质相对于其它的面板极性变换方式, 要来的好太多了. 表2是各种面板极性变换方式的比较表. 所谓F licker的现象, 就是当你看液晶显示器的画面上时, 你会感觉到画面会有闪烁的感觉. 它并不是故意让显示画面一亮一灭来做出闪烁的视觉效果, 而是因为显示的画面灰阶在每次更新画面时, 会有些微的变动, 让人眼感受到画面在闪烁. 这种情况最容易发生在使用frame inversion的极性变换方式, 因为frame inversion整个画面都是同一极性, 当这次画面是正极性时, 下次整个画面就都变成了是负极性. 假若你是使用common电压固定的方式来驱动, 而common电压又有了一点误差(请见图8),这时候正负极性的同一灰阶电压便会有差别, 当然灰阶的感觉也就不一样. 在不停切换画面的情况下, 由于正负极性画面交替出现,你就会感觉到Flicker的存在. 而其它面板的极性变换方式, 虽然也会有此flicker的现象, 但由于它不像frame inversion 是同时整个画面一齐变换极性, 只有一行或是一列, 甚至于是一个点变化极性而已. 以人眼的感觉来说, 就会比较不明显. 至于crosstalk 的现象, 它指的就是相邻的点之间, 要显示的资料会影响到对方, 以致于显示的画面会有不正确的状况. 虽然crosstalk的现象成因有很多种, 只要相邻点的极性不一样, 便可以减低此一现象的发生. 综合这些特性, 我们就可以知道, 为何大多数人都使用dot inve rsion了. 表2面板极性变换方式 Flicker的现象 Crosstalk的现象Frame inversion明显 垂直与水平方向都易发生Row inversion不明显 水平方向容易发生Column inversion不明显 垂直方向容易发生Dot inversion几乎没有 不易发生面板极性变换方式, 对于耗电也有不同的影响. 不过它在耗电上需要考量其搭配的common电极驱动方式. 一般来说 common电极电压若是固定, 其驱动common电极的耗电会比较小. 但是由于搭配common电压固定方式的source driver其所需的电压比较高, 反而在source driver的耗电会比较大. 但是如果使用相同的common电极驱动方式, 在source driver的耗电来说,就要考量其输出电压的变动频率与变动电压大小. 一般来说, 在此种情形下, source driver的耗电,会有 dot inversion > row inversion > column inversion > frame inversion的状况. 不过现今由于dot inversion的source driver多是使用PN型的OP, 而不是像row inversi on是使用rail to rail OP, 在source driver中OP的耗电就会比较小. 也就是说由于source driver在结构及电路上的改进, 虽然先天上它的输出电压变动频率最高也最大(变动电压最大接近10伏特,而row inversion面板由于多是使用common电极电压变动的方式,其source driver的变动电压最大只有5伏特,耗电上会比较小), 但dot inversion面板的整体耗电已经减低很多了. 这也就是为什么大多数的液晶显示器都是使用dot inversion的方式.TFT LCD液晶显示器的驱动原理(二)上次跟大家介绍液晶显示器的驱动原理中有关储存电容架构,面板极性变换方式,以及common电压的驱动方式.这次我们延续上次的内容,继续针对feed through电压,以及二阶驱动的原理来做介绍.简单来说Feed through电压主要是由于面板上的寄生电容而产生的,而所谓三阶驱动的原理就是为了解决此一问题而发展出来的解决方式,不过我们这次只介绍二阶驱动,至于三阶驱动甚至是四阶驱动则留到下一次再介绍.在介绍feed through电压之前,我们先解释驱动系统中gate driver 所送出波形的timing图.SVGA分辨率的二阶驱动波形我们常见的1024*768分辨率的屏幕,就是我们通常称之为SVGA分辨率的屏幕.它的组成顾名思义就是以1024*768=7864 32个pixel来组成一个画面的数据.以液晶显示器来说,共需要1024*768*3个点(乘3是因为一个pixel需要蓝色,绿色,红色三个点来组成.)来显示一个画面.通常在面板的规划,把一个平面分成X-Y轴来说,在X轴上会有1024*3=3072列.这3072列就由8颗384输出channel的source driver来负责推动.而在Y轴上,会有768行.这768行,就由3颗256输出channel 的gate driver来负责驱动.图1就是SVGA分辨率的gate driver输出波形的timing图.图中gate 1 ~ 768分别代表着76 8个gate driver的输出.以SVGA的分辨率,60Hz的画面更新频率来计算,一个frame的周期约为16.67 ms.对gate 1来说,它的启动时间周期一样为16.67ms.而在这16.67 ms之间,分别需要让gate 1 ~ 768共768条输出线,依序打开再关闭.所以分配到每条线打开的时间仅有16.67ms/768=21.7us而已.所以每一条gate driver打开的时间相对于整个frame是很短的,而在这短短的打开时间之内,source driver再将相对应的显示电极充电到所需的电压.而所谓的二阶驱动就是指gate driver的输出电压仅有两种数值,一为打开电压,一为关闭电压.而对于common电压不变的驱动方式,不管何时何地,电压都是固定不动的.但是对于common电压变动的驱动方式,在每一个frame开始的第一条gate 1打开之前,就必须把电压改变一次.为什么要将这些输出电压的timing介绍过一次呢?因为我们接下来要讨论的feed thr ough电压,它的成因主要是因为面板上其它电压的变化,经由寄生电容或是储存电容,影响到显示电极电压的正确性.在LCD 面板上主要的电压变化来源有3个,分别是gate driver电压变化,source driver电压变化,以及common电压变化.而这其中影响最大的就是gate driver电压变化(经由Cgd或是Cs),以及common电压变化(经由Clc或是Cs+Clc).Cs on common架构且common电压固定不动的feed through电压我们刚才提到,造成有feed through电压的主因有两个.而在common电压固定不动的架构下,造成feed through电压的主因就只有gate driver的电压变化了.在图2中,就是显示电极电压因为feed through电压影响,而造成电压变化的波形图.在图中,请注意到gate driver打开的时间,相对于每个frame的时间比例是不正确的.在此我们是为了能仔细解释每个f rame的动作,所以将gate driver打开的时间画的比较大.请记住,正确的gate driver打开时间是如同图1所示,需要在一个frame的时间内,依序将768个gate driver走线打开的.所以每个gate走线打开的时间,相对于一个frame的时间,是很短的.当gate走线打开或关闭的那一瞬间,电压的变化是最激烈的,大约会有30~40伏特,再经由Cgd的寄生电容,影响到显示电极的电压.在图3中,我们可以看到Cgd寄生电容的存在位置.其实Cgd的发生,跟一般的CMOS电路一样,是位于MOS的gate 与drain端的寄生电容.但是由于在TFT LCD面板上gate端是接到gate driver输出的走线,因此一但在gate driver输出走在线的电压有了激烈变化,便会影响到显示电极上的电压.在图2之中,当Frame N的gate走线打开时,会产生一个向上的feed through电压到显示电极之上.不过此时由于gate走线打开的缘故,source driver会对显示电极开始充电,因此即便一开始的电压不对(因为feed through电压的影响),source driver仍会将显示电极充电到正确的电压,影响便不会太大.但是如果当gate走线关闭的时候,由于source driver已经不再对显示电极充电,所以gate driver关闭时的电压压降(30~40伏特),便会经由Cgd寄生电容feed through到显示电极之上,造成显示电极电压有一个feed through的电压压降,而影响到灰阶显示的正确性.而且这个feed through电压不像gate走线打开时的feed through电压一样,只影响一下子,由于此时source driver已经不再对显示电极充放电,feed through电压压降会一值影响显示电极的电压,直到下一次gate driver走在线的电压再打开的时后.所以这个feed through电压对于显示画面的灰阶的影响,人眼是可以明确的感觉到它的存在的.而在Frame N+1的时候,刚开始当gate driver走线打开的那一瞬间,也会对显示电极产生一个向上的feed through电压,不过这时候由于gate已经打开的缘故,source driver会开始对显示电极充电,因此这个向上的feed through电压影响的时间便不会太长.但是当gate走线再度关闭的时候,向下的feed through电压便会让处在负极性的显示电极电压再往下降,而且受到影响的负极性显示电压会一直维持到下一次gate走线再打开的时候.所以整体来说,显示电极上的有效电压,会比source driver的输出电压要低.而减少的电压大小刚好为gate走线电压变化经由Cgd的feed through电压.这个电压有多大呢?在图4中,我们以电荷不灭定律,可以推导出feed through电压为 (Vg2 – Vg1) * Cgd / (Cgd + Clc + Cs) .假设Cg d=0.05pF,而Clc=0.1pF, Cs=0.5pF且gate走线从打开到关闭的电压为 –35伏特的话. 则feed through电压为 –35*0.0 5 / (0.05+0.1+0.5) = 2.69伏特. 一般一个灰阶与另一个灰阶的电压差约仅有30到50 mV而已(这是以6 bit的分辨率而言,若是8 bit分辨率则仅有3到5 mV而已).因此feed through电压影响灰阶是很严重的.以normal white的偏光板配置来说,会造成正极性的灰阶会比原先预期的来得更亮,而负极型的灰阶会比原先预期的来得更暗.不过恰好feed through电压的方向有一致性,所以我们只要将common电压向下调整即可.从图2中我们可以看到,修正后的common电压与原先的comm on电压的压差恰好等于feed through电压.Cs on common架构且common电压变动的feed through电压图5为Cs on common且common电压变动的电压波形,由于其common电压是随着每一个frame而变动的,因此跟common 电压固定的波形比较起来.其产生的feed through电压来源会再多增加一个,那就是common电压的变化.这个common电压的变化,经由Clc+Cs的电容,便会影响到显示电极的电压.且由于整个LCD面板上所有显示点的Clc与Cs都是接到common电压,所以一但common电压有了变化,受影响的就是整个面板的所有点.跟前面gate电压变化不一样的是,gate电压变化影响到的只是一整行的显示点而已.不过Common电压变化虽然对显示电极的电压有影响,但是对于灰阶的影响却没有像gate电压变化来的大.怎么说呢?如果我们使用跟前面一样的电容参数值,再套用图6所推导出来的公式,再假设Common电压由0伏特变到5伏特,则common电压变化所产生的feed through电压为(5 -0)*(0.1pF+ 0.5pF) / (0.05pF + 0.1pF +0.5pF) = 5 * 0.6 /0.65=4.62伏特.虽然显示电极增加这么多电压,但是common电极也增加了5伏特.因此在Clc两端,也就是液晶的两端,所看到的压差变化,就只有4.62-5=0.38伏特而已.跟之前gate走线电压变化所产生的feed through电压2.69伏特比较起来要小的多了,所以对灰阶的影响也小多了.且由于它所产生的feed through电压有对称性,不像Gate走线所产生的feedthrough电压是一律往下,所以就同一个显示点来说,在视觉对灰阶的表现影响会比较小.当然啦,虽然比较小,但是由于对整个LCD面板的横向的768行来说, common电压变化所发生的时间点,跟gate走线打开的时间间隔并不一致,所以对整个画面的灰阶影响是不一样的.这样一来,就很难做调整以便改进画面品质,这也是为什么common电压变动的驱动方式,越来越少人使用的缘故.Cs on gate架构且common电压固定不动的feed through电压图7是Cs on gate且common电压固定不动的电压波形图.它并没有common电压变化所造成的feed through电压,它只有由于gate电压变化所造成的feed through电压.不过它跟Cs on common不一样的是,由gate电压变化所造成的feed th rough电压来源有两个地方,一个是自己这一条gate走线打开经由Cgd产生的feed through电压,另一个则是上一条gate 走线打开时,经由Cs所产生的feed through电压.经由Cgd的feed through电压跟前面所讨论过的状况是一样的,在这边就不再提了.但是经由Cs的feed through电压,是因为Cs on gate的关系,如图3所示.Cs on gate的架构,它的储存电容另一端并不是接到common电压,而是接到前一条gate走线,因此在我们这一条gate走线打开之前,也就是前一条gate走线打开时,在前一条gate走线的电压变化,便会经由Cs对我们的显示电极造成feed through电压.依照图8的公式,同时套用前面的电容参数与gate电压变化值,我们可得到此一feed through电压约为 35*0.5pF/(0.5pF+0.1pF+0.05pF)=26.92伏特.这样的feed through电压是很大的,不过当前一条gate走线关闭时,这个feed through电压也会随之消失.而且前一条gat e走线从打开到关闭,以SVGA分辨率的屏幕来说,约只有21.7us的时间而已.相对于一个frame的时间16.67ms是很短的.再者当前一条gate走线的feed through电压影响显示电极后,我们这一条的gate走线也随之打开,source driver立刻将显示电极的电压充放电到所要的目标值.从这种种的结果看来,前一条gate走线的电压变化,对于我们的显示电极所表现的灰阶,几乎是没有影响的.因此对于Cs on gate且common电压固定不动的驱动方式来说,影响最大的仍然是gate走在线电压变化经由Cgd产生的feed through电压,而其解决方式跟前面几个一样,只需将common电压往下调整即可.Cs on gate架构且common电压变动的feed through电压图9是Cs on gate架构且common电压变动的feed through电压波形图.这样子的架构,刚好有了前面3种架构的所有缺点,那就是 gate走线经由Cgd的feed through电压,和前一条gate走线经由Cs的feed through电压,以及Common电压变化经由Clc的feed through电压.可想而知,在实际的面板设计上几乎是没有人使用这种架构的.而这4种架构中最常用的就是 Cs on gate架构且common电压固定不动的架构.因为它只需要考虑经由Cgd的feed through电压,而Cs on gate的架构可得到较大的开口率的缘故.。
TFT-LCD驱动电路的设计
TFT-LCD驱动电路的设计TFT-LCD显示器已成为现代电子产品中常见的显示方式之一。
它通常由液晶显示面板、背光源、驱动电路和信号处理器组成。
其中，驱动电路起着至关重要的作用，它能够控制液晶的各个像素点的颜色和亮度，从而实现不同的显示效果。
本文将从驱动电路的设计方面入手，介绍TFT-LCD驱动电路的设计。
一、驱动电路基本原理TFT-LCD显示器的驱动电路是由数字信号驱动模拟信号的芯片构成的，其基本原理是将数字信号转换成模拟信号，再将模拟信号输出到液晶显示面板上。
驱动电路通常需要满足以下几个要求：1. 快速响应：驱动电路需要在短时间内对信号进行响应，以确保液晶显示面板的刷新率和稳定性。
2. 显示效果优秀：驱动电路需要能够高效地控制液晶显示面板的各个像素点的颜色和亮度，从而实现不同的显示效果。
3. 低功耗：驱动电路需要尽可能地降低功耗，以确保显示器的长时间使用。
二、驱动电路设计过程1. 信号处理器接口设计信号处理器通常是数字信号，一般为LVDS或TTL信号。
我们需要设计一个将信号处理器输出的数字信号转换为液晶显示面板能够接受的模拟信号的接口电路。
其中，LVDS接口通常需要使用LVDS转换器芯片和数据转换配置文件；TTL接口通常需要使用TTL驱动器芯片和电平转换电路。
2. 驱动电路选择对于TFT-LCD显示器的驱动电路选择，通常需要考虑到驱动电路的可靠性、成本和显示效果。
市面上常用的驱动电路有AMLCD、DVP、RSDS和LVDS等。
其中，LVDS驱动电路具有高速传输、低功耗和抗干扰性强等优点，因此被广泛应用。
3. 液晶显示面板控制电路设计液晶显示面板控制电路是驱动电路的关键部分。
其主要功能是对液晶显示面板的各个像素点进行控制，实现不同颜色和亮度的显示效果。
因此，我们需要根据液晶显示面板的特点设计控制电路，包括对各像素点的偏置电压和扫描电压的控制。
4. 背光源电路设计背光源是液晶显示器中为显示内容提供光源的部分。
基于MST703的TFTLCD驱动方案研究与设计
基于MST703的TFTLCD驱动方案研究与设计TFTLCD（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）是一种液晶显示技术，广泛应用于各种电子设备中，如手机、平板电脑、车载导航系统等。
MST703是一款常用的TFTLCD控制器芯片，具有高性能和稳定性，适用于各种应用场景。
本文将从TFTLCD的工作原理、MST703的特性和功能、TFTLCD驱动方案设计等方面展开讨论，以帮助读者深入了解TFTLCD驱动技术，并为实际应用提供参考。
一、TFTLCD的工作原理TFTLCD是一种主动矩阵液晶显示技术，其中每个像素由一个薄膜晶体管（TFT）和一个液晶单元组成。
TFT用于控制液晶单元的透明度，从而实现像素的显示。
TFTLCD的显示效果更加清晰、稳定，响应速度也更快，适合高清、高速图像显示。
TFTLCD显示屏通常由数十万到数百万个像素组成，每个像素的控制信号都需要独立设置，因此需要相应的控制器来实现像素的驱动。
MST703就是一种专门设计用于TFTLCD的控制器芯片。
二、MST703的特性和功能MST703是一款集成度高、性能稳定的TFTLCD控制器芯片，具有以下特性和功能：1.支持多种接口方式，如RGB接口、LVDS接口等，适用于不同类型的TFTLCD显示屏；2.内置RAM，可实现多种显示模式和图形处理功能；3.高速、稳定的像素驱动能力，可满足高清、高速图像显示需求；4.内置温度传感器和电源管理功能，保障显示屏的稳定运行；5.灵活的软件编程接口，便于开发者根据需求自定义显示效果。
三、TFTLCD驱动方案设计硬件设计部分需要考虑以下几点：1.确定TFTLCD显示屏的尺寸和分辨率，选择适配的MST703控制器；2.设计液晶显示屏接口电路，包括信号电平转换、时序控制、电源供应等；3.连接MST703控制器和TFTLCD显示屏，设计信号线路、布线规划等。
软件编程部分主要包括以下内容：1.确定显示模式和显示内容，配置MST703控制器的显示参数；2.设计显示图形界面和交互逻辑，实现图像、文字、图表等的显示；3.编写控制信号输出函数，实现像素的透明度控制、刷新频率控制等。
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熟知液晶的物理特性和光学知识，负责设计液晶的模式，设 计彩色滤光片的三原色之色坐标，以符合色彩饱和度要求。
模组结构设计
熟知模组中各机械零件和力学知识，负责设计产品外观。
电子系统设计
熟知面板中各电子零件和电学知识，以及各种显示界面的定 义，负责产品的驱动系统。
3.1.3 产品规格的协调制定
可得：
WD 3RsecalnayCx1Cg0CpgCp' g LC oxCgs0Cgd0
3.2.3 初始像素布局
TFT 制程
在像素布局前，必须先了解TFT制程，知道各层次之间的相 互关系及用途。
制程设计规则(Process Design Rule)
TFT的制程设计规则也称为版图设计规则(Layout design rule),这些规则是由制程的能力与经验所决定的。TFT像素布 局必须完全符合这些规则，才能顺利的制造出TFT Array。
执行初始像素布局
利用Layout软件，基于初始设计所决定的存储电容大小和 TFT的尺寸，即可开始初始像素布局。
TFT 制程
TFT 制程(续)
制程设计规则(Process Design Rule)
线宽定义限制
对准误差限制
TFT特性
执行初始像素布局
利用Layout软件，基于初始设计所决定的存储电容 大小和TFT的尺寸，即可开始初始像素布局。
与所有设计考量最密切的两项设计值，一是存储电容Cs的大 小，二是TFT的沟道宽度。
计算机设计辅助程序
图3.1 TFT 像素阵列初始设计程序
TFT 开电流限制线
其中：
Ica hreg1 6C oxW LV g,o s n V thV ds
dcthareg60 * 1MSynD c elay
可得：
W
CS
dLC
I0
ALC 8mV
1
60
电容耦合限制线
V V m V a m x V o in V fo fC g n C d S C L ,m C C L , C m g a C C C x d S L a , m C x L C ,m i C n C g in d
|V| Ω为液晶材料所能忍受的直流电压残留值。
其中： VonVg,sonVth
CgdCgd0W
可得： W C S C L,m Ca C x S C L,m Cin
|V of fV on |C g0 d C L,m C aC xL,m Cin
注：未采用扫描线三阶驱动时考虑。
信号延迟限制线
TFT LCD面板的设计，不仅牵涉到许多不同的专业领域， 还需要各领域之间良好而即时的互动，才能顺利完成新产 品的开发。各成员除了具备本身专业领域的知识，对其他 领域知识的了解愈深入，便愈能实现良好的沟通和合作。
厚度
TFT LCD 模组成品的厚度，会是很多零组件厚度的总和 ，包括两玻璃基板，两偏光片，背光模组、框架等。
比如，产品有可能工作在60Hz至75Hz的画面更新频 率，则需以75Hz的频率考虑充电时间，而以60Hz的 频率考虑电荷保持时间。
3.2.2 初始设计
先把最重要的设计值做个初步估计，找到合理的设计梗概， 再建立初始像素布局以计算像素中的各个电容，利用SPICE 软件做详细模拟再精细化以得到最大的开口率。
3.2 TFT LCD像素排列
3.2.1 最坏情况设计(Worst Case Design) 3.2.2 初始设计 3.2.3 初始像素布局 3.2.4 布局后模拟 3.2.5 像素设计实例
3.2.1 最坏情况设计(Worst Case Design)
目前，绝大部分的TFT LCD中，每个像素的设计是 完全相同的。因此，要考虑完全相同的像素设计可 否在各种情形下都可以满足显示驱动原理的要求。 这种设计理念就是Worse Case Design。
亮度 例子: 亮度为4000cd/m^2的CCFL背光源，而液晶 单元的光效率为7.35%,像素开口率为85%,试计算 亮度并判断是否符合表3.1的产品规格。
3.1.4 TFT面板相关专业规格
根据电压透射率关系可定出最小视频电压容许误差。液晶的电 压－电容关系，将作为设计时考量充电、电荷保持、电容耦合 以及信号延迟的计算基础。
Ccharge CS dL//CALC
dVcharge Vds
可得：
W
CSdL //CALC
1 S
60 *M
yn D c el1 6 aC yo x L 1Vg,sonVth
TFT 关电流限制线
其中：
IleakI0W
dthold
1 60
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TFT 面板及其驱动之三：面板设计实例
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参考资料
戴亚翔 著 《TFT LCD面板的驱动与设计 》 清华大学出版社 2008
C.R.Kagan R.Andry 编 《薄膜晶体管 (TFT)及其在平板显示中的应用》 电子工 业出版社 2008
谷至华 《薄膜晶体管(TFT)阵列制造技术 》 复旦大学出版社 2007
纲要
3.1 从产品规格开始 3.2 TFT LCD像素排列 3.3 像素阵列之规格 3.1.2 专业整合 3.1.3 产品规格的协调制定 3.1.4 TFT面板相关专业规格
3.1.1 认识产品规格
3.1.2 专业整合
TFT LCD是一种整合多元知识的技术，必须由各个专 业领域的设计者一同努力才能设计出来的。
像素布局大多属于各家公司的秘密。 例如：同样的存储电容，可以布局成环绕像素的U 字形，或横跨像素的一字形。像素布局需要不断积 累经验，尽可能地避免不良的效应。
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其中： CTF＝ T WLtooxxWLoCx CgdCgd0W Cgs Cgs0W