TFT-LCD的驱动原理及利用驱动改善画质

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tft驱动原理

tft驱动原理

tft驱动原理TFT驱动原理。

TFT(Thin Film Transistor)液晶显示屏是目前广泛应用于各种电子设备中的一种显示技术。

它具有高分辨率、色彩鲜艳、视角广等优点,广泛应用于手机、平板电脑、电视等设备中。

而TFT液晶显示屏的驱动原理是其能够正常工作的基础,下面我们来详细介绍一下TFT驱动原理。

TFT液晶显示屏的驱动原理主要包括两个方面,电压驱动和信号控制。

首先,我们来介绍一下电压驱动原理。

TFT液晶显示屏是由许多微小的TFT器件组成的,每个TFT器件都需要通过施加电压来控制其通断状态。

这些TFT器件排列成一个矩阵,每个TFT器件对应着显示屏上的一个像素点。

当我们需要控制某个像素点的亮度时,就需要通过施加不同的电压来控制对应的TFT器件,从而控制像素点的亮度。

这就是TFT液晶显示屏的电压驱动原理。

其次,我们来介绍一下信号控制原理。

TFT液晶显示屏需要接收来自显示控制器的信号来控制每个像素点的显示内容。

这些信号包括图像数据、行、列扫描信号等。

显示控制器会根据输入的图像数据和显示需求生成相应的信号,并将其发送到TFT液晶显示屏上。

TFT液晶显示屏根据接收到的信号来控制每个像素点的显示内容,从而完成整个图像的显示。

这就是TFT液晶显示屏的信号控制原理。

除了电压驱动和信号控制原理,TFT液晶显示屏的驱动原理还涉及到显示模式的切换、灯光控制等方面。

在不同的显示模式下,TFT液晶显示屏会根据不同的驱动原理来进行显示内容的切换,以满足用户对显示效果的需求。

同时,TFT液晶显示屏的背光灯也需要通过相应的驱动原理来控制其亮度和开关状态,以确保显示效果的同时降低能耗。

总的来说,TFT液晶显示屏的驱动原理是一个复杂的系统工程,涉及到电压驱动、信号控制、显示模式切换、灯光控制等多个方面。

只有充分理解和掌握了TFT液晶显示屏的驱动原理,才能更好地应用和优化TFT液晶显示屏,为用户提供更好的显示体验。

希望通过本文的介绍,读者对TFT液晶显示屏的驱动原理有了更深入的了解,同时也能够在实际应用中更好地应用和优化TFT液晶显示屏,为用户带来更好的视觉体验。

tft驱动方案

tft驱动方案

tft驱动方案第一部分:tft显示技术及其应用TFT是"薄膜晶体管"的缩写,是一种用于液晶显示器的驱动方案。

随着移动设备、电视和电脑显示器的普及,TFT显示技术成为现代显示设备中最重要的一种。

TFT驱动方案具备许多优点,例如高对比度、快速响应时间和低功耗等。

第二部分:TFT驱动方案的原理及工作方式TFT显示器利用薄膜晶体管驱动每一个像素点。

一个TFT显示器通常由数百万个像素点组成,每个像素点都包含一个液晶单元和一个薄膜晶体管。

当信号被传输到液晶单元时,晶体管会通过改变液晶的状态来控制每一个像素点的亮度和颜色。

这种方式使得TFT驱动方案具备了很高的灵活性和准确性。

第三部分:TFT驱动方案的优势和应用由于TFT驱动方案具备许多优点,因此得到了广泛应用。

首先,TFT驱动方案具有高对比度和准确的色彩重现能力,使得显示的画面更加清晰和真实。

这使得TFT驱动方案成为电视和电脑显示器的首选方案。

其次,TFT驱动方案的响应时间很快,可以保证快速移动画面的流畅显示。

这使得TFT驱动方案广泛应用于游戏主机和移动设备。

此外,TFT驱动方案具备低功耗特性,可延长显示设备的续航时间。

这使得TFT驱动方案成为智能手机、平板电脑和手持游戏机等移动设备的首选方案。

第四部分:TFT驱动方案的未来发展趋势随着科技的不断进步,TFT驱动方案也在不断发展。

未来,TFT驱动方案有望实现更高的像素密度和更快的刷新率,以提供更高质量的图像和视频显示。

此外,随着无线技术的普及,TFT驱动方案可以通过无线连接进行音频和视频传输,进一步提升使用体验。

同时,新型材料和技术的引入将使得TFT驱动方案在柔性显示和电子墨水等领域得到更广泛的应用。

第五部分:结语TFT驱动方案作为一种重要的显示技术,不仅在现有设备上得到广泛应用,而且在未来的发展中仍然具备巨大的潜力。

通过不断创新和改进,TFT驱动方案将为我们带来更加精彩和绚丽的显示体验。

TFTLCD显示原理及驱动介绍

TFTLCD显示原理及驱动介绍
• LC: Liquid Crystal 液态晶体。 • CF:Color Filter彩色濾光片。分R、G、B 三种颜
色的滤光片。 • B/L: Back light背光。 • L/G: Light Guide导光板。 • data line:數據线,進行資料的傳輸。 • scan line :扫描线,控制TFT的開關。 控制TFT上的电晶体是
Frame inversion

Row inversion
×
Column inversion

Dot inversion
×
2-line inversion

×: bad, △: Normal, ○: Good
Flicker × △ △ ○ ○
TFT 結構
S1 S2 S3
Sn-1 Sn
G1 G2 G3
顏色深度(Color depth):LCD可顯示的顏色數目
Gray Scale 0 Red Green Blue White
8 16 24 32 40 48 56 63
對6 bit顯示器而言, 共可以顯示26 x 26 x 26 = 262,144 對8 bit顯示器而言, 共可以顯示28 x 28 x 28 = 16,777,216
OFF OFF
先開啟第一行,其餘關閉。
TFT 玻璃電極
Data Line
OFF ON
OFF
OFF 接著關閉第一列,電壓已經固定,所以顯示顏色也已 固定。開啟第二列,其餘仍保持關閉。依此類推,可 完成整個畫面之顯示。
TFT LCD的指標
解析度(Resolution):解析度越高,畫面越清晰。
Resolution Horizontal Vertical 比例

TFT LCD液晶显示器的驱动原理

TFT LCD液晶显示器的驱动原理

TFT LCD液晶顯示器的驅動原理(一)謝崇凱前兩期針對液晶的特性與TFT LCD本身結構介紹了有關液晶顯示器操作的基本原理。

這次將針對TFT LCD的整體系統面,也就是對其驅動原理來做介紹,而其驅動原理仍然因為一些架構上差異的關係而有所不同。

首先將介紹由於Cs(storage capacitor)儲存電容架構不同,所形成不同驅動系統架構的原理。

Cs(storage capacitor)儲存電容的架構一般最常見的儲存電容架構有兩種,分別是Cs on gate與Cs on common這兩種。

顧名思義,兩者的主要差別在於儲存電容是利用gate走線或是common走線來完成。

在上一期文章中曾提到,儲存電容主要是為了讓充好電的電壓能保持到下一次更新畫面的時候之用,所以必須像在CMOS的製程之中,利用不同層的走線來形成平行板電容。

而在TFT LCD的製程中,則是利用顯示電極與gate走線或common走線所形成的平行板電容,來製作出儲存電容Cs。

<center><img src="/album/43/69/51466943/431163.jpg" border=0></center>如果圖不清楚,請看/album/43/69/51466943/431163.jpg圖1就是這兩種儲存電容架構,圖中可以很明顯地知道,Cs on gate由於不必像Cs on common需要增加一條額外的common走線,所以其開口率(Aperture ratio)比較大。

而開口率的大小是影響面板的亮度與設計的重要因素,所以現今面板的設計大多使用Cs on gate的方式。

但是由於Cs on gate方式的儲存電容是由下一條的gate走線與顯示電極之間形成的(請見圖2中Cs on gate與Cs on common的等效電路),<center><img src="/album/43/69/51466943/431250.jpg" border=0></center>而gate走線就是接到每一個TFT的gate端的走線,主要是作為gate driver送出信號來打開TFT,好讓TFT對顯示電極作充放電的動作。

TFT-LCD 驱动原理(TN mode)

TFT-LCD 驱动原理(TN mode)

1 Frame / 1 Line
V32
100%
V48
Transmittance(%)
V63
A Voltage
14
V16 V32 V48 V63
T= 0 sec
V16
畫面示意圖…
V48
V16
Selected row
Non-
selected
row
A
15
T= 1 sec
畫面示意圖…
Non-
Selected
Vcom -
VLC(+)> VLC(-)
VLC(+)<AVLC(-)
VLC(+n
Frame inversion
Frame n
+++++++ +++++++ +++++++ +++++++ +++++++ +++++++ +++++++
Frame n+1
A
20
簡單的驅動原理就介紹到此 接下來就為各位介紹真實驅動上產生
的兩個Issue
1.AC Driving 2.Flicker Introduce
A
21
AC Driving
Why ac driving? Because DC driving will cause LC damaged.

TFTLCD显示原理及驱动介绍

TFTLCD显示原理及驱动介绍

TFTLCD显示原理及驱动介绍TFTLCD是一种液晶显示技术,全称为Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,即薄膜晶体管液晶显示器。

它是目前应用最广泛的显示器件之一,被广泛应用在电子产品中,如手机、平板电脑、电视等。

TFTLCD显示屏是由数百万个像素点组成的,每个像素点又包含红、绿、蓝三个亚像素。

这些像素点由一层薄膜晶体管(TFT)驱动。

薄膜晶体管是一种微型晶体管,位于每个像素点的背后,用来控制液晶材料的偏振状态。

当电流通过薄膜晶体管时,液晶分子会受到电场的影响,从而改变偏振方向,使光线在通过液晶层时发生偏转,从而改变像素点的亮度和颜色。

TFTLCD显示屏需要配备驱动电路,用来控制TFT晶体管的电流,以控制液晶分子的偏振状态。

驱动电路通常由一个控制器和一组电荷泵组成。

控制器负责接收来自外部的指令,通过电荷泵为晶体管提供适当的电流。

电荷泵可以产生高电压和低电压,从而控制液晶分子的偏振状态。

控制器通过一组驱动信号,将指令传递给TFT晶体管,控制像素点的亮度和颜色。

TFTLCD驱动器是用来控制TFTLCD显示屏的硬件设备,通常与控制器紧密连接。

驱动器主要负责将控制器发送的信号转换为液晶的电流输出,实现对像素点的亮度和颜色的控制。

驱动器还负责控制像素点之间的互动,以实现高质量的图像显示。

1.扫描电路:负责控制像素点的扫描和刷新。

扫描电路会按照指定的频率扫描整个屏幕,并刷新像素点的亮度和颜色。

2.数据存储器:用于存储显示数据。

数据存储器可以暂时保存控制器发送的图像数据,以便在适当的时候进行处理和显示。

3.灰度调节电路:用于调节像素点的亮度。

通过调节像素点的电流输出,可以实现不同的亮度效果。

4.像素点驱动电路:负责控制像素点的偏振状态。

像素点驱动电路会根据控制器发送的指令,改变液晶分子的偏振方向,从而改变像素点的亮度和颜色。

5.控制线路:用于传输控制信号。

控制线路通常由一组电线组成,将控制器发送的信号传输到驱动器中,以控制整个显示过程。

TFT–LCD驱动原理及相关电路知识资料

TFT–LCD驱动原理及相关电路知识资料

Company Confidential
Interface
DVDD
Mini-LVDS Data&Clk
load/MPOL
Source driver IC
Timing Data, Clk Controller
&Control
LVDS
Von, Voff DVDD
STV,CPV OE
LC
Cs
Connector
Source Line Gate Line
G S D
TFT组件
加入电压
液晶
Clc Cs
保持电容
RON ROFF
Company Confidential
BOE HF Copyright ⓒ 2012
2
5.TFT-LCD驱动原理
VDD DC/DC Converter
Gamma
STH, CPH
AVDD, DVDD
B1O1 open T-CON无输入,白屏。 B101 short,OK
Company Confidential
BOE HF Copyright ⓒ 2012
10
5.2-4驱动原理_匹配电阻
1.匹配电阻异常(测量值应为 50欧姆),灰阶画面出现 A/D,如左图
2.测试点对地短路,出现异常 点灯如右图(多为COF静 电击穿引起
Gate Driver IC
Vcom
Vcom
WOA
BOE HF Copyright ⓒ 2012
3
从Interface Connector 进来的信号有电源VDD,数据信号和控制信号。
VDD进入DCDC Converter,变成一个3.3V的数字供电电压DVDD,它 需要给SOURCE IC ,GATE IC 和T/CON供电。另一个是模拟供电电压 AVDD。它给Gamma部分,Source IC 供电。从DCDC 出来的还有TFT 的开启电压 Von和关断电压Voff。数据信号和控制信号,进入T/CON, 由它产生控制时序,并和数据一起传送到Source IC和gate IC上。 Gamma 电路用来产生Gamma基准电压,送到source IC 中,由 Source IC 中的DA 转换器变出相应的各灰度的电压值。 Vcom (CF基 准电压)是由VCOM 电路产生,一般的是从PCB板上,通过Source IC 和Gate IC引入到panel上的

tft lcd 栅极驱动原理

tft lcd 栅极驱动原理

tft lcd 栅极驱动原理TFT LCD栅极驱动原理TFT LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)是一种采用薄膜晶体管驱动的液晶显示技术。

在TFT LCD中,栅极驱动是其中一种常见的驱动方式。

本文将介绍TFT LCD栅极驱动原理及其工作过程。

一、TFT LCD基本原理TFT LCD由若干个像素点组成,每个像素点由液晶分子和薄膜晶体管构成。

液晶分子通过改变其排列方式来控制光的透过程度,从而实现图像显示。

薄膜晶体管则充当信号开关,负责控制液晶分子的状态。

二、栅极驱动原理在TFT LCD中,栅极驱动是控制薄膜晶体管开关状态的关键。

栅极驱动通过一组栅极信号来控制液晶分子的排列方式,从而改变光的透过程度。

具体来说,栅极驱动将栅极信号转换成薄膜晶体管的控制信号,通过对薄膜晶体管的开关控制来实现像素点的亮灭。

三、栅极驱动工作过程栅极驱动的工作过程可以分为以下几个步骤:1. 输入信号处理:栅极驱动器接收来自图像处理器的输入信号,对信号进行处理和解码,以获取控制液晶分子排列的相关信息。

2. 信号放大:经过处理后的信号被放大,以提供足够的电压和电流来驱动液晶分子的排列变化。

3. 信号转换:放大后的信号被转换成适合薄膜晶体管控制的格式。

通常情况下,液晶显示器使用的是NMOS(n型金属氧化物半导体)或PMOS(p型金属氧化物半导体)薄膜晶体管。

4. 栅极信号输出:转换后的信号通过栅极驱动器输出到对应的栅极线上。

每个栅极线都与一组像素点相连,栅极信号会同时作用于这组像素点的薄膜晶体管。

5. 液晶分子排列控制:栅极信号作用于薄膜晶体管后,通过改变晶体管的导通状态,控制液晶分子的排列方式。

不同的排列方式会导致光的透过程度发生变化,从而实现图像的显示。

6. 图像刷新:栅极驱动器按照一定的刷新频率不断重复上述过程,以保持图像的稳定显示。

TFT LCD栅极驱动原理的核心是通过控制薄膜晶体管的开关状态来控制液晶分子的排列方式,从而实现图像的显示。

tft驱动原理

tft驱动原理

tft驱动原理TFT驱动原理。

TFT(薄膜晶体管)液晶显示屏是目前广泛应用于各种电子产品中的一种显示技术,它具有高分辨率、色彩鲜艳、响应速度快等优点。

而TFT驱动原理则是其能够实现高质量显示的关键。

本文将对TFT驱动原理进行详细介绍,以便更好地理解TFT液晶显示屏的工作原理。

TFT液晶显示屏的驱动原理主要包括像素电极控制、透明导电膜、液晶分子排列和光透过控制等方面。

首先,像素电极控制是TFT液晶显示屏的核心之一。

每个像素点都由一对透明导电膜构成,透明导电膜上面覆盖有一层液晶分子。

当外加电压作用于透明导电膜时,液晶分子的排列状态会发生改变,从而实现对光的控制。

其次,液晶分子排列也是TFT液晶显示屏驱动原理的重要组成部分。

液晶分子在电场的作用下会发生排列改变,从而影响光的透过程度。

这种排列改变是通过TFT中的薄膜晶体管来实现的,薄膜晶体管可以对每个像素点的电压进行精确控制,进而改变液晶分子的排列状态。

最后,光透过控制是TFT液晶显示屏的驱动原理的最终体现。

当液晶分子排列发生改变时,会影响光的透过程度,从而实现对像素点的控制。

通过对每个像素点的电压控制,可以实现对光的精确调节,进而呈现出清晰、饱满的图像。

总的来说,TFT液晶显示屏的驱动原理是通过对每个像素点的电压控制,实现液晶分子排列状态的改变,从而影响光的透过程度,最终呈现出高质量的图像。

这种驱动原理使得TFT液晶显示屏在电子产品中得到了广泛的应用,成为了现代电子产品中不可或缺的重要组成部分。

总结一下,TFT液晶显示屏的驱动原理是一项复杂而精密的技术,它包括像素电极控制、液晶分子排列和光透过控制等多个方面。

通过对每个像素点的电压控制,TFT液晶显示屏可以实现高质量的图像显示,为各种电子产品的用户提供了更加清晰、饱满的视觉体验。

希望本文对TFT液晶显示屏的驱动原理有所帮助,让大家对TFT技术有一个更深入的了解。

TFT-LCD显示原理及驱动介绍和电路架构

TFT-LCD显示原理及驱动介绍和电路架构

VGA
640
480
4/3
SVGA
800
600
4/3
XGA
1024
768
4/3
SXGA
1280
1024
5/4
SVGA+
1400
1050
4/3
UXGA
1600
1200
4/3
150 bits Gate×4 p
300 bits Gate × 4 p
300 bits Source × 8 p
SVGA
600×800×3
• LC: Liquid Crystal 液态晶体。 • CF:Color Filter彩色滤光片。分R、G、B 三种颜
色的滤光片。 • B/L: Back light背光。 • L/G: Light Guide导光板。 • data line:数据线,进行数据的传输。 • scan line :扫描线,控制TFT的开关。 控制TFT上的电晶体是
on/off。 On时,资料可以传 输;off时,资料不能传输。
1280
1024
TFT-LCD 面板介绍
TFT LCD 显示器面板
CF TFT
灯管
Polarizer 偏光板 LC cell Polarizer 偏光板
PCBA Light Guide
生产流程
偏光板Polarizer
液晶分子可改变光的极化状态,穿过扭曲液晶时,光线被液晶分子扭转 90度。通过TFT电压控制开关来控制液晶分子两端的电压,不同压差下有不同 穿透率,极化程度也相应改变,从而达到控制光线的强弱的目的。
所以,在TFT LCD的设计中,要尽量提高开口率,因为只 有提高开口率,便可以增加亮度,而同时背光板的亮度也不 用那么高,可以节省耗电及花费。

TFT-LCD驱动原理_一目了然

TFT-LCD驱动原理_一目了然

当TFT OFF时, 形成高阷抗阷抗Roff,可防止信号数据泄露。
面板矩阵
8
③ 一般Ron大于Roff 至少105。
④ Panel是按照一定时序对液晶进行扫描充电的。 品保客服中心
2.驱动原理框图
Vdd(12V)DC/DC converter Interface connector AVDD(16.3V) Gamma
7
品保客服中心
1. 引言 – TFT 开关的工作原理
面板是由Gate Line与Data Line组成的一个矩阵结构。在Array基板上,矩阵的每一个交叉点对应一个TFT开关。
TFT开关
TFT等效电路图
① 扫描线连接同一列所有TFT栅极电极,而信号线连接 同一行所有TFT源极电极。
② 当TFT ON时,形成低阷抗Ron,信号线为液晶充电;
sth,cph,
Mini-LVDS load,mpol
AVDD, DVDD Source driver IC
DVDD (3.3V)
data LC Cs
LVDS data
Von(26.3V), Voff(-8V) DVDD (3.3V) Gate Timing stv,cpv driver Controller IC
1. 引言 – Color介绍
Color 介绍 ① R,G,B三基色组合形成各种颜色。 ②能显示的颜色数由RGB的数字信号的位数来决定。
TFT基板
N = 2n(R) * 2n(G) * 2n(B) = 23n N: 能显示的颜色数 n :数字数据的位数。
1Pixel
1Dot=R,G,B Sub-pixel
△ Y/Y=1/255=0.39%
255 254

TFT-LCD驱动原理分享

TFT-LCD驱动原理分享
TCON FFC Open Cell
(这不叫COF线)
信号输入 如V-By-One
电源输入 如12V
TFT-LCD驱动原理分享
1.偏光片 9.ITO像素电极 17.COF
2.玻璃基板 11.存贮电容电极 18.驱动IC
3.公共电极 12.TFT漏电极 19.PCB
4.取向层 13.TFT栅电极 21.黑矩阵(BM)
n:数字数据的位数(bit),如8bit/10bit屏 N:能显示的颜色数
TFT-LCD驱动原理分享 颜色深度:
变化三基色光线的强弱,混合可生产各种颜色:
Gray Scale 0 Red Green Blue White
8 bit显示屏: 颜色种类:2^8 x 2^8 x 2^8 = 16,777,216 10 bit显示屏: 颜色种类:2^10 x 2^10 x 2^10 = 1,073,741,824
10
20
40
80
120 180 220 255
TFT-LCD驱动原理分享 LCD色彩与亮度控制:
控制变化三基色光线的强弱,混合可生产各种颜色:
TFT-LCD驱动原理分享 LCD色彩与亮度控制:
给液晶施加不同电压,以电场改变液晶偏转状态,控制光穿透的多寡:
TFT-LCD驱动原理分享 像素的等效电路:
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)
TFT-LCD驱动原理分享 TFT-LCD基本结构:

TFT-LCD的驱动原理

TFT-LCD的驱动原理
圖八 例一之畫面
圖九 VR 之波型(紅色)
圖十 VG 及 VB 之波型(綠、藍色) 圖十一 VCOM 之波型(底板 ITO)
例二:畫面如圖十二所示,圖十三為其波形圖。 圖十二 例二之顯示畫面(花紋為照相時產生之干涉現象) 圖十三 VB 與 VG 之波型
由前面的結果,可完全應證理論,同學也可執行以下動作,產生自行設定 之各種顏色
圖四 數位驅動系統方塊圖 單一畫素驅動原理: 圖五為單一個 TFT-LCD 像素的結構圖,當掃描線被選定後,資料線輸入電壓並儲 存於電容上(可維持亮度),使此 ITO 與底板之電極(也是 ITO)產生電壓差, 控制液晶旋轉,以點亮此像素。圖六是用符號來表示 TFT-LCD 像素的等效電路, 其中 Cst 為外加之儲存電容,要讓此像素動作,必須此列之掃描訊號為高電壓, TFT 導通後才能將資料存入 Cst。
圖五 TFT-LCD 一個畫素之結構
圖 六 一畫素之等效電路圖
驅動電路所須訊號及其波型 各家廠商所製造之面板,所需要的訊號不盡相同,但一般常用之訊號如圖七所 示,其解析度為 680×480,有垂直同步號(Vsyn)、水平同步訊號(Hsyn)、資 料脈波(DCK)、資料致能(DENB)及資料電壓(Data)等訊號。
偏光板 液晶顯示器均須使用上下兩片偏光板,其功能即在於將非偏極光轉為偏極光,而 液晶顯示器就是利用此偏極光加上液晶扭轉特性來達到控制光線的通過與否,以 形成明暗。
透明電極 液晶顯示器之液晶分子須有上下方之電極來感應,控制其旋轉,而電極必須是透 明且能導電之材質,目前使用 ITO(銦錫氧化物)。 背光光源 由於液晶本身不會發光,必須在液晶顯示面板後方加上背光源(大部分是冷陰極 管或 LED),光線穿透玻璃基板、液晶、彩色濾光片、偏光板等相關材料,進入 人的眼睛形成影像。

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-驱动原理与系统

TFT-LCD-驱动原理与系统
• 液晶作用電壓大時,液晶分子趨向平行電場方向排列 • 液晶作用電場小時,液晶分子趨向垂直電場方向排列
Vp = Vgd⊥ - Vgd

Cgd Vghl
- Cgd Vghl
. Cgd + Cs + C⊥
Cgd
+
Cs
+
C
14
Horizontal Line Crosstalk
B
A
Signal of A Line Signal of B Line
n+ a-Si
Aperture Ratio
a-Si Drain electrode
TFT pixel
Capacitor
Display electrodes
Insulator (dielectric substance)
Effective area: 40.7%
Adjacent gate
electrode
384
240 300 402
309,312 384
384 480
402 480
Channels:192/240, 300/309, 384, 384/402
.
23
Resolution Vs Fmax
Frame Rate
VGA
60Hz
70Hz
75Hz
Pixel
Horizontal
Pixel
Horizontal
• Maybe in the future, driver IC is not necessary in
Large size LCD
.
17
The Block Diagram of the TFT LCD Module

TFTLCD的驱动原理及利用驱动改善画质

TFTLCD的驱动原理及利用驱动改善画质

关键词:TFT-LCD 的驱动原理,响应速度,过驱动技术,影像残留,阶调 电压调整

II

上海交通大学工程硕士学位论文
ABSTRACT
DISSERTATION TEMPLATE FOR MASTER DEGREE OF ENGINEERING IN SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY

I

上海交通大学工程硕士学位论文
摘要
如通过外部光学材料、驱动系统等方面的改善以到达提高显示画质的目 的。本课题的目标是在对 TFT-LCD 驱动原理深入研究的基础上,对在工 程中出现的由液晶自身缺点导致的响应速度慢、影像残留等问题进行对 策和改善,以达到提高产品画质的目的。 TFT-LCD 一定要有配套的驱动系统才可以显示。本课题将研究 TFT-LCD 的驱动原理,深入研究 TFT-LCD 的工作电源、阶调电压、信 号传输、时钟控制等构成驱动系统的各个模块。由于液晶自身的缺点, 在画质方面存在很多不尽如人意的缺点,如响应速度慢、影像残留等问 题。通过深入研究 TFT-LCD 的驱动原理,并通过利用驱动改善实际工程 中出现的上述问题。 提高响应速度,需要从下面四个方面进行努力:①减小液晶材料的 粘滞系数;②减小液晶单元盒厚度;③增大液晶材料的介电系数;④增 大液晶单元盒驱动电压。由于液晶材料的自身特性限制,响应时间的整 体提升通过增大液晶单元盒驱动电压的方法来实现相对容易。基于该原 理,采用 Over Driving 技术来提高响应速度。通过实验的方法,验证采用 Over Driving 技术的效果。 影像残留产生的原因是液晶中混有杂质离子,来源于:①液晶材料、 ②配向膜材料、③封框胶及垫料、④电极。在制造的过程中,不可避免 的会产生上述离子。通过调整阶调电压来减弱影像残留的严重程度。也 通过实验的方法验证采用该方法的效果。
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通大学工程硕士学位论文
摘要
如通过外部光学材料、驱动系统等方面的改善以到达提高显示画质的目 的。本课题的目标是在对 TFT-LCD 驱动原理深入研究的基础上,对在工 程中出现的由液晶自身缺点导致的响应速度慢、影像残留等问题进行对 策和改善,以达到提高产品画质的目的。 TFT-LCD 一定要有配套的驱动系统才可以显示。本课题将研究 TFT-LCD 的驱动原理,深入研究 TFT-LCD 的工作电源、阶调电压、信 号传输、时钟控制等构成驱动系统的各个模块。由于液晶自身的缺点, 在画质方面存在很多不尽如人意的缺点,如响应速度慢、影像残留等问 题。通过深入研究 TFT-LCD 的驱动原理,并通过利用驱动改善实际工程 中出现的上述问题。 提高响应速度,需要从下面四个方面进行努力:①减小液晶材料的 粘滞系数;②减小液晶单元盒厚度;③增大液晶材料的介电系数;④增 大液晶单元盒驱动电压。由于液晶材料的自身特性限制,响应时间的整 体提升通过增大液晶单元盒驱动电压的方法来实现相对容易。基于该原 理,采用 Over Driving 技术来提高响应速度。通过实验的方法,验证采用 Over Driving 技术的效果。 影像残留产生的原因是液晶中混有杂质离子,来源于:①液晶材料、 ②配向膜材料、③封框胶及垫料、④电极。在制造的过程中,不可避免 的会产生上述离子。通过调整阶调电压来减弱影像残留的严重程度。也 通过实验的方法验证采用该方法的效果。

III

上海交通大学工程硕士学位论文
ABSTRACT
become the one of the important research in the course of TFT-LCD’s development. Because of the limit of liquid crystal material itself, the display quality of TFT-LCD panel can not be perfect. People are making efforts to improve the structure of panel and the liquid crystal material, at the same time people are also using other means such as improving optical material and driver system to achieve the target of improving display quality. This paper’s target is to research the driving principle of TFT-LCD, and to improve the TFT-LCD’s slow response time and image sticking caused by liquid crystal material itself in order to improve display quality. TFT-LCD can not display without driving system. This paper presents the research of TFT-LCD’s driving principle, and deeply research of TFT-LCD’s each part such as power circuit, gamma circuit, data processing, timing control circuit. TFT-LCD has some dissatisfactory such as long response time, image sticking and so on. By the deeply research of TFT-LCD’s driving principle we can improve the above dissatisfactory by driving circuit’s improvement. If we want to improve response time, we will do our efforts in four aspects. ①Decrease the viscosity coefficient of the liquid crystal;②Reduce the thickness of the liquid crystal cell;③Increase the drive voltage applied to the liquid crystal cell;④Increase the dielectric coefficient of liquid crystal. Because of the characteristic of liquid crystal itself, we could not decrease the viscosity coefficient of liquid crystal, reduce the thickness of cell and increase the dielectric coefficient of liquid crystal material without limit. Under the circumstance improving response time of liquid crystal by increasing drive voltage become simpler relatively. Base on this principle the Over Driving Technology had been invented, and it efficiently improves the response time of TFT-LCD. By the mean of experiment, I will test and verify the effect of the Over Driving Technology. Image sticking happens because of the impurity irons in liquid crystal. The impurity irons come from ①liquid crystal material, ②PI material, ③ seal and spacer, ④electrodes. In the process of manufactory, it can not avoid
ABSTRACT
Knowledge economic time’s coming means that the people are walking into the information society. Due to The development of digital technology and multi-media technology and the popularization of information system for family use and personal use, people’ demands of information system are more and more urgent, and the requests of characteristic are stricter. FPD technology has rapidly developed since the nineties of the twentieth century, and it becomes more and more mature. Because FPD has a lot of merits such as high articulation, excellent color, low power consumption, portable type and so on, it is widely used in above area. It has a very vast prospect. Among the FPD market, Thin Film Transistor Liquid Crystal Display (TFT-LCD) occupies the important position of the whole FPD market because of its low voltage, low power consumption, big information capacity, easy to colorize, long life time, non-radiation and so on. It is estimated that the TFT-LCD will become the mainstream product and one of the mainstay of the economy product of the global economic. FPD industry in China has developed since twenty years ago, and has been provided with industry scale. With the development of FPD industry, all of the makers can do very well in output and process on the same level, so the last winner factor is the research and design of the product, display quality will be the key factor. TFT-LCD is valued by the people’s eyes because people can distinguish light and shade, resolution ratio, contrast. The key point of TFT-LCD industry recently and from now on is the technology to design and manufacture high colorful and high display quality, it is also very important for TV-use TFT-LCD industry before long. In other words, improving display quality will
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