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屏原理图简介 2014年02月12日 LCD驱动电路架构ControlBoard XBoard YBoardControlBoard XBoardX CBoardX CBoarddoublescanCOGGOAG0A DualGateGOA TripleGate LCDPanel LCDcell Yboard Controlboard XLboard XRboard COF FFC ControlBoard XBoard YBoard LCDPanel LCDcell Controlboard XLboard XRboard ControlBoard XBoard LCDPanel LCDcell Control Xboard X C Control Board LCDPanel LCDcell Control Xboard X C Control Board Doublescan COG ChipOnGlass GOA GateOnArray LCDPanel LCDcell Control Xboard GOA Dulgate LCDPanel LCDcell Control Xboard GOA Triplegate 屏框架图 Power电路框架图 Gate电路介绍 ApplicationGatedriverforTFTLCDFeatures2 leveloutputgatedriverforTFTLCDpanel240 256 263 270channeloutputselectableMaximum 40VoutputdrivingvoltageBi directionaldatashiftcapability200KHzmaximumoperationfrequency 由输入到输出的建立时间决定 HighvoltageCMOSprocesstechnology IC所使用的工艺 TCPorCOF 2 Pinmap definition Note 1 Dummypins在应用中可以让其floating2 L R MODE1 MODE2pins在电路内部分别直接接到了VDD和VSS Dummypins 1 3GateICdiagram 扫描驱动电路示意图 3 1Signaldefinition CPV gateIC的时钟信号OE 当OE H时 所有output输出low 当OE L时 output按时序正常输出 可以避免相邻两天scanline相继打开时 两行数据之间的相互影响 XAO 电压检测结果信号 电压低于某一阈值时 XAO H 电压高于某一阈值时 XAO L 通过resetIC产生 当 XAO L时 output按时序正常输出 当 XAO H时 所有output输出high 优先级高于OE 主要用于关机的时候 打开panel上所有的TFT 让面板的电荷放掉 防止出现关机残影 STVx x 1or2 scanline开始line by line打开的始发脉冲信号 扫描信号示意图withoutOE 扫描信号示意图withOE Applicationdiagram Shiftregister Logic L RSTV2STV1 OEXAO TCON DC DC ChargePump ResetIC VDD CPV STVX XAO VGH VEE GateICinternal TFT面板等效电路 Shiftregister Shiftregister Shiftregister Shiftregister Logic Logic Logic OE 3 3Inputbuffer 为什么需要此模块 TCON送出的CPV信号需经过Xboard到达GATEIC 而上一颗IC的信号要经过玻璃上的走线送给下一颗IC 由于走线上存在寄生电阻 电容等 信号会被衰减 其驱动能力减弱 因此需要次模块对信号进行整形 增加其驱动能力 如右图所示 3 2shifterregister 动作机理每经过一个时钟 此处的时钟信号为CPV的上升沿 周期 便将其输入级的逻辑状态传送到输出级 从而成为下一级的输入 对应到TFT LCD的操作方式就是周而复始的地打开或关闭扫线 时钟信号CPV的作用控制每个移位寄存器输出状态的时间 即可循序的逐条输出是否要开启对应扫描线的逻辑状态 为什么需要L R信号扫描驱动电路在现实面板中位置的摆放方式不确定 第一条扫描线也许在最上方 也可能在最下方 所以 考虑到驱动IC的通用性 将移位寄存器设计成上下两个方向都可以扫描 由L R信号来决定扫描的方向 移位寄存器输入输出波形示意图 3 3levelshift 为什么需要电位转移 通常 开关像素TFT所需的电压20V以上和 5V以下 而我们的逻辑信号只有3V到0V左右levelshift可即时地将3V 0V的低电压逻辑准位 转移到开关像素TFT所需要20V或以上的高开电压与 5V或以下的低关电压 如下图所示 3 4Outputbuffer 为什么需要buffer电路考虑到扫描线的负载 具有很大的等效电阻和电容 如Applicationdiagram一页中所示 若以电位移转器的输出直接驱动扫描线 驱动能力不够 使电容的充放电时间增长 延迟时间增大 因此 需要再加上缓冲放大器 增加驱动能力 由于要放大的只是数字信号 如下图所示 因此 只需要加一些偶数级 或奇数级 的数字反相器即可 缓冲放大器示意图 以偶数级为例 4 PowerON OFFsequence 考虑到IC电路内部的latchup 应用时 我们要保证电源上电和下电必须遵守以下顺序poweron VDD VEE VGHpoweroff VGH VEE VDD Source电路介绍 ApplicationSourcedriverforTFTLCDFeaturesOutput 720 690 684 642outputchannels PowerofLCDdrivingvoltage 6 5 13 5V Outputdynamicrange 0 2 VDDA 0 2V Powerconsumptionofanalogcircuit 15mA Powerforlogiccircuit 2 3 3 6V 6 bitresolution 64grayscale DotandN lineinversiondisplayfunction VGMA1 VGMA14foradjustinggammacorrection Mini LVDSinputinterfaceforlowEMI Minimummini LVDSinputswinglevel CLKP N DATAP N is100mV VCC 3 0V Cascadefunctionwithbi directionshiftcontrol Package COF Source电路介绍 一 SourceIC的作用将T CON输出的数字信号转换为模拟信号二 下图是COF电路的接法 双向移位寄存器 双向移位寄存器 数据暂存器 数据暂存器 电位转移器 电位转移器 DAC DAC Buffer Buffer DIR 左右扫描控制 TP1 闩锁信号 POL 极性反转控制 CLK 水平方向时钟信号 数据接收器 视频信号输入 R G B TFTLCD 校正参考电压 数位部分 类比部分 Applicationdiagram S R Latch1 Latch2 L S DAC Buffer S R Latch1 Latch2 L S DAC Buffer S R Latch1 Latch2 L S DAC Buffer CLK DIR Hsync 逐一写入第n条扫描线的数据 储存第n 1条扫描线的数据 数据信号 校正参考电压 Pixel Pixel Pixel Pixel Pixel Pixel 第n 1条扫描线 第n条扫描线 Applicationdiagram Shiftregister 作用 经DIR控制移位寄存器的方向 以CLK Hsync来控制逐一开启数据暂存器 把显示数据储存到其中 CLK SourceIC的时钟信号DIR 控制移位寄存器的方向Hsync 水平扫描同步信号应用 面板的数据线的第一条有可能在最右方也有可能在最左方 为了增加datadriver的通用性 所以Shiftregister都设计成双向的 DAC 作用把数字信号数据转换成用以驱动液晶显示多种灰阶的电压 DAC架构例图 a 改变参考电压源 b 两组电压选择 ICinternal PCBcircuit TCONboard简介 6 Latch LevelShifter Latch作用 储存一条扫描线上的数据 Latch需要的数量 以6 bit的1024X768XGA的面板为例 需要6 bitX1024XRGBX2组 36864个Latch 为什么需要Latch2 当第n 1行扫描线上的像素开始充电时 就可以开始把第n行扫描线上的信号存储到latch1上 如果没有Latch2 只有等第n 1行扫描线上的像素充完电后 才能开始存储第n行扫描线上的数据 浪费了时间 为什么需要电位转移 因为在DAC中 选择gamma电压时 打开相应的MOS 3 3V电压不够 要提升到VAA 所以要加LS Analogbuffer 为什么需要buffer电路由于像素驱动电压是靠电阻分压的方式产生的 电阻的比例决定电压 因此 在温度改变或IC制程变动时 并不影响电压分压 然而 电阻的绝对值却会影响功率消耗与驱动能力 所使用的电阻绝对值愈大 电阻分压所消耗的功率越小 但愈容易受到负载的影响而使参考电压改变 为了降低功率消耗 必须使用较高的电阻绝对值 并设法减小参考电压的负载 所以需要加上缓冲放大器 增加驱动能力 由于要放大的是模拟信号 一般会使用运算放大器来实现 输出电压与输入电压相同 但是具有更大的驱动能力 Buffer符号图 数据传输模式 为什么使用差分信号在高频率下传输数字数据 0V表示逻辑0 3 3V表示逻辑1 会产生很高的电磁辐射能量干扰其他电子元件的正常运作 所以减小电压 降低EMI 但是受到外界的干扰很大 于是使用差分信号 差动信号传输示意图 Vhigh Vlow T CON电路介绍 一 T CON电路的要点1 PI电阻的选择2 LVDS MiniLVDS的匹配电阻选择 T CON电路介绍 一 T CON电路的作用1 LVDS到Mini LVDS的转换2 产生source gate等相关控制信号3 对视频数据进关算法处理 如FRC OD ACC T CON电路介绍 FRC算法 LVDS数据重排 系统时钟 BIST画面发生器 存储T CONcode 产生相关的控制信号 如POL STV LD 相关配置寄存器 T CON电路介绍 一 EEPROMEEPROM作用 T CONCODET CONCODE包含T CON的Timing ACC FRC OD二 屏驱动电路图片 Source Gate X Cboard 屏电源电路图片 BUCK电路 Boost电路 Chargepump电路 Power电路框架图 boost Chargepump Chargepump Gamma VCOM buck LDO T CON Gate Source Vin VAA VGH VGL VG Vcom Cell 屏电源电路图片 BUCK电路 Boost电路 Chargepump电路 Gamma电路介绍 一 Gamma电路为Source提供转换需要的电压二 下图是数字Gamma的接法 GAMMA电路介绍 一 Gamma电压Gamma电压是灰阶的选取电压 决定灰阶的亮暗程度