STN TFT LCD knowledge training.ppt

STN、TFT_LCD工作原理讲解 LCD技术支援部 沈文全 2005/11/03,Page2,3、TFT－LCD认识,2、STN-LCD工作原理,1、SUNPLUS Driver认识,STN工作原理 STN产品的驱动波形 STN常见应用问题 CSTN知识 灰度显示原理,Page3,Page4,LCD的基本结构：,液晶盒中间会均匀撒布间隙物质‘spacer’, 支撑两片玻璃，使之间间隙均匀Page5,,,,偏光片的功能：,Page6,定向层的作用：可使液晶分子呈现规则的排列 达到扭转的功能；不同型态之LCD有不同的扭转角Page7,LCD的工作原理： 液晶与偏光片的效应组合未加电压 : 当光线通过上层偏光片, 以一特定的方向进入LCD后, 藉由液晶的扭转将光路径旋转至特定之角度, 而得以穿透下层偏光片的轴向施加电压 : 原有液晶分子排列的状态经过施加电压后, 已失去了旋转光路径的功能,因此光线无法透过直交的偏光片Page8,TN & STN V-T Curve,Page9,STN驱动波形（分为三大类）：,1.B－TYPE（还有A、C－TYPE两种） 2.Hi－FAS (high frequency amplitude selection) 3.MLA （multi-line addressing),Page10,BIAS的波形算法：A type、 B type波形1/a从COM算出： (Vlcd – V1)/(Vlcd – V5)=1/a,A type,B type,Page11,B－TYPE：,com,seg,Page12,Hi－FAS (high frequency amplitude selection),Page13,MLA （multi-line addressing),Page14,为什么雪花，横线画面耗电流大且显示淡：,STN IC常见应用问题,负载,Seg,com,LC,Page15,LCD Bias Circuit Structure,VLCD,,,,,,,,,,,,,,V1,,,,V2,,,,V3,,,,V4,OP,OP,OP,OP,R,R,R,R,NR,,,,V0,OP,Bias Adjust,ΔV1,,,,,,,,ΔV2,,ΔV3,,ΔV4,,ΔV5,,,VLCD,,,The Optimum LCD Bias Voltage equation : (ΔV12 - ΔV22 ) + (ΔV52 - ΔV42) = 0,VSS,STN IC常见应用问题-crosstalk,Page16,升压电容,ITO阻值,STN IC常见应用问题-Booster,升压电源线路ITO阻抗值影响：,所以：当回路中阻抗过大时，RC效应明显，升压的效能下降。

Page17,STN IC常见应用问题-Layout,ITO LAYOUT NG Example（SPLC093C） :,客诉不良：为显示偏淡且易受干扰无显或大电流Page18,设VDD=3V，RVDD=RVSS=500ohm；产品全黑画面耗电流为100uA，在雪花画面为150uA,等效图为：,此时实际加在IC上的电压： VDD2=(VDD-VSS)- IDD*2R=3-0.1= 2.9V 当显示耗电流大的雪花画面时：VDD2 = 2.85V (前章节有介绍雪花画面耗电流大的问题) 故当Vout=3*VDD=9.0V(3倍压)时，以雪花画面来测Vout=3* VDD2=7.55V (若VLCD电压为8.0V，故此时会显示淡) *所以上图SPLC093C图片中VDD、VSS的ITO Layout要宽，减小阻值ITO LAYOUT NG Example（SPLC093C）说明 :,STN IC常见应用问题-Layout,Page19,CSTN相关知识：,内部结构: FSTN + Color Filter,Page20,Page21,COLOR Generation – mixing:,Page22,CSTN就是: 灰度显示 +color-filter 灰度显示有两种方式： FRC: Frame Rate Control（具有FRC调制灰度的 controller+一般的mono pure driver) PWM: Pulse Width Modulation(一般的controller＋具有PWM调制灰度的pure driver. FRC & PWM can be combined.,Page23,Frame Rate Control：5gray,Page24,Pulse Width Mod：4gray,我们看到的效果,Page25,RMS voltage,灰度与V_T的关系：,Page26,Page27,TFT-LCD认识：,TFT---薄膜电晶体(Thin Film Transistor),非晶硅a-Si:目前产品的主流，但迁移率低； 多晶硅p-Si ：由于a-Si TFT的主要缺点是迁移率低，原因是薄膜中硅粒很小，并且晶粒结构是随时机的，如果使a-Si薄膜 中的硅粒在高温下再结晶，使用权晶粒长在到微米量级，允许电子更加自由地流动，称为多晶硅，迁移率增大100倍。

高温多晶硅（HTPS）：制程温度达1000度所以必须采用昂贵的石英玻璃，故未能获得广泛应用 低温多晶硅（LTPS）Low Temperature Ploy Silicon ：首先是在玻璃基板上形成一层a-Si ，然后采用激光热处理，将a-Si 转变为多晶硅p-Si由于太多的优点，将是未来的主流！,TFT＿LCD分类：,Page28,Advantages of LTPS TFT-LCD,较高的电子迁移率 可靠度高 消耗功率小 高解析及高开口率 较简单的模组结构,Page29,TFT Cross-section,,,,,,,G,D,S,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,D,,S,,G (Cr或Mo),,,（a-Si）或（p-Si）,n+a-Si:H,,SiO2,,,,Page30,TFT LCD,,,,Resolution,,,,Source : SID Tutorial,Pixel Arrangement,Page31,Arrangement of Color Filter,,,,Choose Different Color Filter Arrangement,Stripe,Triangle/Delta,Pentile RGBW,For Text Display,For Graphic Display,Brightness Enhancement,,,,Page32,Array面板說明,Page33,Equivalent Circuit of TFT LCD,,,CS on Common   CS on Gate,Equivalent Circuit,,Page34,Cs on Com vs Cs on Gate,,Page35,TFT LCDs驱动波形Cs on Common,TFT LCD 驱动波形 (Cs on Common, Common = DC Bias),Page36,TFT LCDs 驱动波形Cs on Gate,Page37,TFT LCD Driving Method,,Page38,Direct Driving and AC Modulation Addressing,,,,DC VCOM,Large Size Panel : 9v~15v HV Source Driver,DC Bias of Common,GrayScaleVoltage,,,Common Waveform,Graylevel Voltage,,,1Frame / 1 Line,,,,,AC VCOM,Small Size Panel : 5v LV Source Driver,Page39,Gate Driver,Gate Driver Architecture:,,Bidirectional Shift Register,Level Shift Circuit,,Output Buffer,,,,G1 G2 G3 ……….,,,,,,STVR,STVL,,CPV,,R/L,,,VDDD,VSSD,,,,,,,,,VDDA,VSSA,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,STVR,STVL,G1,G2,Gx,,,,,Page40,Source Driver & Gamma Buffer,Choosing Suitable Source Driver Architecture to save power,,,Need ultra low power source driver OP design,Need to optimize the OP driving period,Gamma buffer stability issue,Page41,Gamma & Gamma Buffer,Use Gamma Buffer to provide Different Gamma Curve,,Page42,Charge Pump,,Basic Idea of Pump,Page43,DC-DC Control,,,PWM Control,,PWM Control Circuit for Backlight VLED,Page44,Mobile Driver Interface Timing,CPU Interface (with internal RAM),Parallel RGB Interface (w/o RAM),,,,Page45,Thanks!,。