电路设计介绍.pdf

Confidential BOEHF TPC开发部开发部 2013年年 11月月 15日日 电路设计介绍电路设计介绍 Confidential -2- I.I.TFTTFT- -LCD PanelLCD Panel的结构的结构 II.II.TFTTFT- -LCDLCD的驱动方法和问题点的驱动方法和问题点 III.III. TFTTFT- -LCD ModuleLCD Module的结构的结构 IV.IV.TFTTFT- -LCDLCD的驱动架构和功能介绍的驱动架构和功能介绍 V.V.电路设计流程介绍电路设计流程介绍 内容内容 Confidential -3- I.I.TFTTFT- -LCD PanelLCD Panel的结构的结构 II.II.TFTTFT- -LCDLCD的驱动方法和问题点的驱动方法和问题点 III.III. TFTTFT- -LCD ModuleLCD Module的结构的结构 IV.IV.TFTTFT- -LCDLCD的驱动架构和功能介绍的驱动架构和功能介绍 V.V.电路设计流程介绍电路设计流程介绍 Confidential -4- TFTTFT- -LCD CellLCD Cell的结构的结构 偏光板偏光板 彩膜彩膜 黑色矩阵黑色矩阵 共通共通电极电极 液晶液晶 象素电极象素电极 扫描线扫描线 信号线信号线 阵列子像素阵列子像素 背光源背光源 偏光板偏光板 ＴＦＴＴＦＴ阵列阵列基板基板 彩膜彩膜基板基板 Confidential -5- TFTTFT- -LCD ArrayLCD Array基板的等效电路图基板的等效电路图 显示电极显示电极 显示电极显示电极 一个子像素一个子像素 上一条上一条gategate线线 Confidential -6- CF RGBCF RGB色阻排列方式色阻排列方式 R G B R G B R G B R G B R G B Strip Mosaic Delta Array Design C/F Fab. Driving Color Mix Simple Simple Complex Simple Difficult Difficult Simple Simple Complex Good Best Pool Confidential -7- 以以TN LCD Mode 为例为例 常白模式常白模式TN LCD 黑白显示的实现黑白显示的实现: • 上下偏光板透过轴相互垂直 • 液晶初始状态保持90度旋转 • 在未加电状态时,液晶层可对入射偏光 可进行调节, 从而实现白态 • 在加电状态时, 液晶层对入射光线偏 光无法调节, 从而保持黑态 • 通过所加电压来控制出射光线的亮度。

常黑模式下常黑模式下,偏光板透过轴相互平行偏光板透过轴相互平行 3 液晶显示原理（液晶显示原理（LCD）） Field ON Field OFF Confidential -8- LCD彩色图像的产生彩色图像的产生 以液晶显示的原理为基础，简单来说，电路部分就以液晶显示的原理为基础，简单来说，电路部分就 要是解决在什么时间、哪个像素上、施加什么样的要是解决在什么时间、哪个像素上、施加什么样的 电压的问题！电压的问题！ 3 液晶显示原理（液晶显示原理（LCD）） Confidential -9- I.I.TFTTFT- -LCD PanelLCD Panel的结构的结构 II.II.TFTTFT- -LCDLCD的驱动方法和问题点的驱动方法和问题点 III.III. TFTTFT- -LCD ModuleLCD Module的结构的结构 IV.IV.TFTTFT- -LCDLCD的驱动架构和功能介绍的驱动架构和功能介绍 V.V.电路设计流程介绍电路设计流程介绍 Confidential -10- TFTTFT- -LCDLCD交流驱动方式交流驱动方式 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (1)Frame Inversion Frame N Frame N+1 + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - (2)Column Inversion Frame N Frame N+1 + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - (3)Row (= Line) Inversion Frame N Frame N+1 (4)Dot Inversion Frame N Frame N+1 + + + + + + - - - - - - + + + + + + - - - - - - + + + - - - + + + - - - + + + + + + - - - - - - + + + - - - + + + - - - 由于液晶分子有一种特性由于液晶分子有一种特性, ,就是不能够一直固定在某一个电压不变就是不能够一直固定在某一个电压不变, , 不然时间久了不然时间久了, , 你即使将电压取消掉你即使将电压取消掉, , 液晶分子会因液晶分子会因 为特性的破坏为特性的破坏, , 而无法再因应电场的变化来转动而无法再因应电场的变化来转动, ,会发生残像、劣化等不良现象。

所以液晶显示器内的显示电压就分成了会发生残像、劣化等不良现象所以液晶显示器内的显示电压就分成了 两种极性两种极性, , 一个是正极性一个是正极性, , 而另一个是负极性而另一个是负极性. . 当显示电极的电压高于当显示电极的电压高于commoncommon电极电压时电极电压时, , 就称之为正极性就称之为正极性. . 而当显示电而当显示电 极的电压低于极的电压低于commoncommon电极的电压时电极的电压时, , 就称之为负极性就称之为负极性. . 不管是正极性或是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都会有一组相同亮度的灰阶. . Confidential -11- COMCOM电极的驱动方式电极的驱动方式1 1 CommonCommon电压固定不动电压固定不动 Confidential -12- COMCOM电极的驱动方式电极的驱动方式2 2 CommonCommon电压周期变动电压周期变动 Confidential -13- CommonCommon电压不同驱动方式对比电压不同驱动方式对比 不同不同CommonCommon电压驱动方式的穿透率电压驱动方式的穿透率 当当commoncommon电极的电压是固定不变的时候电极的电压是固定不变的时候, , 显示电极的最高电压显示电极的最高电压, , 需要到达需要到达commoncommon电极电压的两倍以上电极电压的两倍以上. . 而显示电极电压而显示电极电压 的提供的提供, , 则是来自于则是来自于source driver. source driver. 以图中以图中commoncommon电极电压若是固定于电极电压若是固定于5 5伏特的话伏特的话, , 则则source driversource driver所能提供的工作电所能提供的工作电 压范围就要到压范围就要到1010伏特以上伏特以上. . 但是如果但是如果commoncommon电极的电压是变动的话电极的电压是变动的话, , 假使假使commoncommon电极电压最大为电极电压最大为5 5伏特伏特, , 则则source source driverdriver的最大工作电压也只要为的最大工作电压也只要为5 5伏特就可以了伏特就可以了. . 就就source driversource driver的设计制造来说的设计制造来说, , 需要越高电压的工作范围需要越高电压的工作范围, , 制程与制程与 电路的复杂度相对会提高电路的复杂度相对会提高, , 成本也会因此而加高成本也会因此而加高. . Confidential -14- TFTTFT- -LCDLCD不同驱动方式优缺点不同驱动方式优缺点 驱动方式 画面上的极性image 显示 品质 消费 电力 Vcom的驱动方法 Driver 驱动电压 驱动波形 Frame反转 × ○ 反转 （Vsync周期） 4V~5V Line 反转 （Gate 反转） △ △ 反转 （Hsync周期） 4V~5V Line反 （Source 反转） ○ ○ 固定 9~15V Dot反转 ◎ △ 固定 9~15V Confidential -15- FlickerFlicker现象现象 驱动方式 Flicker的现象 Frame inversion 明显 Row inversion 不明显 Column inversion 不明显 Dot inversion 几乎没有 现在的液晶显示器所使用的面板极性变换方式现在的液晶显示器所使用的面板极性变换方式, , 大部分都是大部分都是dot inversion. dot inversion. 因为因为dot inversiondot inversion的显示品质相对于其它的面板极性变换方式的显示品质相对于其它的面板极性变换方式, , 要好很多要好很多. . 闪烁的原因：闪烁的原因： commoncommon电压有小误差电压有小误差 Confidential -16- CrosstalkCrosstalk现象现象 Horizontal Crosstalk · Common Voltage distortion Vertical Crosstalk · Csd coupling · TFT leakage current 面板极性变换方式 Crosstalk的现象 Frame inversion 垂直与水平方向都易发生 Row inversion 水平方向容易发生 Column inversion 垂直方向容易发生 Dot inversion 不易发生 Confidential -17- Horizontal CrosstalkHorizontal Crosstalk Confidential -18- Vertical CrosstalkVertical Crosstalk Confidential -19- Feed throughFeed through现象现象 Confidential -20- 配线延迟影响配线延迟影响 如果无配线延迟的话，那么在如果无配线延迟的话，那么在Gate OFFGate OFF与与DrainDrain的数据即使是同时变化（如图的数据即使是同时变化（如图A A所示），那么也没所示），那么也没 有任何问题。

但实际上存在着配线延迟，如果有任何问题但实际上存在着配线延迟，如果Gate OFFGate OFF和和DrainDrain的数据是同时变化的话，那么下的数据是同时变化的话，那么下 一行水平一行水平LineLine的电压就被写入到画素中（如图的电压就被写入到画素中（如图B B所示）为了避免误写入，必须设定所示）为了避免误写入，必须设定G G- -D D延迟时间延迟时间 先打开先打开GateGate，延迟上面所说的，延迟上面所说的G G- -D D延迟时间后，延迟时间后，DrainDrain信号开始输出信号开始输出 图A 无GD延迟、无配线延迟的场合 Vg(n)：第n行Gate波形。