电路设计介绍BOEHF TPC开发部2013年 11月 15日
内容
I.TFT-LCD Panel的结构
II.TFT-LCD的驱动方法和问题点
III.TFT-LCD Module的结构
IV.TFT-LCD的驱动架构和功能介绍
V.电路设计流程介绍
I.TFT-LCD Panel的结构
II.TFT-LCD的驱动方法和问题点III.TFT-LCD Module的结构
IV.TFT-LCD的驱动架构和功能介绍V.电路设计流程介绍
TFT-LCD Cell 的结构
偏光板 彩膜
黑色矩阵
共通电极
液晶
象素电极 扫描线
信号线
阵列子像素 背光源
偏光板
ＴＦＴ阵列基板 彩膜基板
TFT-LCD Array基板的等效电路图
显示电极
显示电极
上一条gate线一个子像素
CF RGB 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
3 液晶显示原理（LCD）
以TN LCD Mode 为例常白模式TN LCD 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,偏光板透过轴相互平行Field OFF
Field ON
3 液晶显示原理（LCD）
LCD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
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！
I.TFT-LCD Panel的结构
II.TFT-LCD的驱动方法和问题点III.TFT-LCD Module的结构
IV.TFT-LCD的驱动架构和功能介绍V.电路设计流程介绍
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(1)Frame Inversion
Frame N Frame N+1 + + + + + + + + + + + + + + +
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(2)Column Inversion
Frame N Frame N+1 + + + + + + + + + + + + + + + + + +
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(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,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,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, 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common 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.
Common电压固定不动
Common电压周期变动
Common电压不同驱动方式对比
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.
不同Common电压驱动方式的穿透率
TFT-LCD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
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dot inversion. 因为dot inversion的显示品质相对于其它的面板极性变换方式, 要好很多.
闪烁的原因： common电压有小误差
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
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
Feed through现象
配线延迟影响
如果无配线延迟的话，那么在Gate OFF与Drain的数据即使是同时变化（如图A所示），那么也没有任何问题。但实际上存在着配线延迟，如果Gate OFF和Drain的数据是同时变化的话，那么下一行水平Line的电压就被写入到画素中（如图B所示）。为了避免误写入，必须设定G-D延迟时间先打开Gate，延迟上面所说的G-D延迟时间后，Drain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。
Vg(n-1)：第(n-1)行Gate波形。
Vs：Drain波形(+为正极性，-为负极性) Vlc：写入Panel的电压波形
图B 有配线延迟的场合
由于配线延迟，Gate未完全
关闭导致下一行的数据写入。
对策：
设定合适的GD
延迟时间