TFT-LCD顯示原理及驅(qū)動介紹,TFTLCD簡介TFT-LCD面板介紹TFT-LCD顯示原理TFT-LCD基本驅(qū)動方式及應(yīng)用TFT-LCD驅(qū)動電路架構(gòu)補充：MVA顯示原理介紹,主要內(nèi)容,TFTLCD簡介,TFTLCD的相關(guān)知識,TFTLCD：ThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplay。超薄膜晶體管液晶顯示器,1、優(yōu)點：,2、缺點：,觀賞視角的限制響應(yīng)速度較慢（液晶轉(zhuǎn)動速度決定）播放劇烈運動的圖像會出現(xiàn)圖像模糊操作溫度範(fàn)圍有限制,LC：LiquidCrystal液態(tài)晶體。CF：ColorFilter彩色濾光片。分R、G、B三種顏色的濾光片。B/L：Backlight背光。L/G：LightGuide導(dǎo)光板。dataline:數(shù)據(jù)線，進行資料的傳輸。scanline:掃描線，控制TFT的開關(guān)?？刂芓FT上的電晶體是on/off。On時，資料可以傳輸；off時，資料不能傳輸。,1280,1024,TFTLCD相關(guān)名詞,TFT-LCD面板介紹,TFT,Polarizer偏光板,CF,Polarizer偏光板,PCBA,LightGuide,燈管,LCcell,TFTLCD顯示器面板,生產(chǎn)流程,液晶分子可改變光的極化狀態(tài)，穿過扭曲液晶時，光線被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度。通過TFT電壓控制開關(guān)來控制液晶分子兩端的電壓，不同壓差下有不同穿透率，極化程度也相應(yīng)改變，從而達(dá)到控制光線的強弱的目的。,偏光板Polarizer,彩色濾光片,彩色濾光片為液晶顯示器彩色化的關(guān)鍵元件,透過彩色濾光片才能使高灰階的液晶顯示器達(dá)到全彩色化,所以彩色濾光片之作用在於利用濾光的方式產(chǎn)生RGB三原光,再將三原光以不同的強弱比例混合而呈現(xiàn)各種色彩,使LCD顯示出全彩.,ITOsputterBRG黑色矩陣,TFT-LCD用無鹼玻璃,註解:最基本的彩色濾光片其結(jié)構(gòu)為玻璃基板(Glasssubstrate)上製作防反射之黑色遮光層,即為BM層,再依序製作上具有透光性紅綠藍(lán)三原色之彩色濾光膜層(濾光層之形狀尺寸色澤配列依不同用途之液晶顯示器而異),最後濺鍍上透明導(dǎo)電膜(ITOIndiumTinOxide).,BlackMatrix目的:遮蔽漏光區(qū)域，以免看到漏光導(dǎo)致對比下降BlackMatrix材料:Cr,CrO2,resin,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(zhuǎn)程度不同，根據(jù)液晶角度的不同透過光的偏振性也不同；,開関打開,開関閉合,液晶,液晶層,液晶互相牽引做個轉(zhuǎn)向的動作加電壓后轉(zhuǎn)向改變,通過它改變光的強弱,光源,垂直偏光板,玻璃電極,玻璃電極,液晶,水平偏光板,Scan,Data,液晶亮度的控制原理,液晶極性反轉(zhuǎn)驅(qū)動,液晶必須以交流信號驅(qū)動長時間維持某一極性,液晶分子可能受到破壞,Vpixel,正極性驅(qū)動VpixelVcom,負(fù)極性驅(qū)動Vpixel3.5%colorspaceloss,DitheringColorLoss,TFT-LCD的穿透率：TFT-LCD面板的宿命：光學(xué)穿透率不佳。開口率：液晶分子中光線能透過的有效區(qū)域的比例。即液晶分子中有效的透光區(qū)域與全部面積的比例，就稱之爲(wèi)開口率。,開口率=B/A*100%,A,B,光學(xué)穿透率不佳原因：1，TFT的開口率：約60%以上。2，CF的濾光效率：約1/3以下。3，偏光板的極化效率（含兩片吸收）：約40%上下。三項相乘60%1/340%約為8%所以，在TFTLCD的設(shè)計中，要盡量提高開口率，因爲(wèi)只有提高開口率，便可以增加亮度，而同時背光板的亮度也不用那麼高，可以節(jié)省耗電及花費。,TFT-LCD基本驅(qū)動方式及應(yīng)用,TFT功能示意圖,FeedThrough,G,D,S,Dataline,Scanline,Vst,Vcom,Clc,Cst,Cgs,Vg,Vd,Vs,V=(Vgh-Vgl),Cgs+Cst+Clc,Cgs,Vgh-Vgl,根據(jù)公式Q=CU由電荷不滅定律,可求得feedthroughV,(Vd-Vgh)Cgs+(Vd-Vst)Cst+(Vd-Vcom)Clc=(Vs-Vgl)Cgs+(Vs-Vst)Cst+(Vs-Vcom)ClcV=Vd-Vs,feedthrough電壓,它的成因主要是因為面板上其它電壓的變化,經(jīng)由寄生電容或是儲存電容,影響到顯示電極電壓的正確性.在LCD面板上主要的電壓變化來源有3個,分別是gatedriver電壓變化,sourcedriver電壓變化,以及common電壓變化.而這其中影響最大的就是gatedriver電壓變化(經(jīng)由Cgs或是Cs)。,VCOM,液晶本身感受到的電壓是Vcom與Gamma電壓之間的壓差。但實際上，每一灰階是由Vcom與兩正負(fù)周期的GammaVoltage組成。所以當(dāng)正負(fù)周期的壓差不一樣時，就會產(chǎn)生Flicker的現(xiàn)象。,VCOM,VCOM,這兩種不同的Common驅(qū)動方式影響最大的就是sourcedriver的使用.以不同Common電壓驅(qū)動方式的穿透率來說,我們可以看到,當(dāng)common電極的電壓是固定不變的時候,顯示電極的最高電壓,需要到達(dá)common電極電壓的兩倍以上.而顯示電極電壓的提供,則是來自于sourcedriver.以圖中common電極電壓若是固定于5伏特的話,則sourcedriver所能提供的工作電壓范圍就要到10伏特以上.但是如果common電極的電壓是變動的話,假使common電極電壓最大為5伏特,則sourcedriver的最大工作電壓也只要為5伏特就可以了.就sourcedriver的設(shè)計制造來說,需要越高電壓的工作范圍,制程與電路的復(fù)雜度相對會提高,成本也會因此而加高.,TFT-LCD驅(qū)動系統(tǒng)架構(gòu)及組成,GAMMA,TCON,DC/DC,InputSignal(LVDS),驅(qū)動電路三大區(qū)塊,驅(qū)動電路三大區(qū)塊,1.TimingController(TCON),2.GammaCorrection,3.DC/DCConverter,驅(qū)動系統(tǒng)架構(gòu)-1,OnePATH架構(gòu):,TwoPATH架構(gòu):,驅(qū)動系統(tǒng)架構(gòu)-2,目的:lowerclockrateforEMI,TCON架構(gòu),DataDriver架構(gòu),ScanDriver架構(gòu),PowerDC架構(gòu),GAMMA電壓的產(chǎn)生：,V5VVCC:RegularIC1Pin:接地2Pin&4Pin:輸出VCC:3.3V3Pin:輸入V5V:5V,VAA是由V5V（5V）通過Boost電路得到的，可以從X-Board上測得VAA電壓值為10.5V。VAA有以下兩大功能：1.VAA通過ChargePump得到VGH、VGL。2.VAA通過分壓得到10組GAMMA值和VCOM值來控制64灰階。VGL、VGH為液晶開關(guān)電壓。當(dāng)Gate端為VGL時，液晶關(guān)閉；當(dāng)Gate端為VGH時，液晶開啟。VGL為-6.8V,VGH為23V。但事實上供Panel端的VGH不為直流，而是幅值為23V的脈寬波形。,VCOM,MVA顯示原理介紹,MVA顯示原理介紹,上圖表示了液晶分子依靠一個叫做Protrusion的屋脊?fàn)钔蛊鹞飦硎挂壕П旧懋a(chǎn)生一個預(yù)傾斜角（pre-tiltAngle）。這個凸起物頂角的角度越大，則分子長軸的傾斜度就越小。,在未加電的時候，液晶分子長軸垂直屏幕，只有在靠近凸起物電極的液晶分子才略有傾斜，光線此時無法穿過。當(dāng)加電后，由于分子間的牽引力作用，凸起物附近的液晶分子迅速帶動其它液晶分子轉(zhuǎn)動到垂直于凸起物表面狀態(tài)，也就是液晶分子的長軸傾斜于這個屏幕，這樣相對以前的模式，屏幕的透射程度就上升了，從而實現(xiàn)調(diào)制光線的作用。,補償原理,在上圖可看到，從中間看顯示的是中灰階，而從兩側(cè)看顯示的是高灰階和低灰階，然