TFTLCD液晶显示器的驱动原理.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：TFTLCD液晶显示器的驱动原理(一)副标题:前两次跟大家介绍有关液晶显示器操作的基本原理那是针对液晶本身的特性与TFTLCD本身结构上的操作原理来做介绍.这次我们针对TFTLCD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(storagecapacitor)储存电容架构不同所形成不同驱动系统架构的原理.Cs(storagecapacitor)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Csongate与Csoncommon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TFTLCD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Csongate由于不必像Csoncommon一样需要增加一条额外的common走线所以它的开口率(Apertureratio)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Csongate的方式.但是由于Csongate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Csongate与Csoncommon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gatedriver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Csongate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TFTLCD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gatedriver所送出的波形依序将每一行的TFT打开好让整排的sourcedriver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gatedriver便将电压关闭然后下一行的gatedriver便将电压打开再由相同的一排sourcedriver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*768SVGA分辨率的液晶显示器来说总共会有768行的gate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1/60=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3gatedriver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