TFT-LCD驱动原理.ppt

1、TFT-LCD驱动原理介绍,1. 引言,2.驱动原理框图,3.极性翻转原理,4. Gamma Reference,1. 引言,怎样显示？,PC主机通过安装的操作系统， 通过驱动搭配好的显卡输出,通过各种规范的接口 连接到LCD显示器 HDMI、VGA、DVI,LCD显示器系统将适配 转换HDMI、VGA、DVI 到LVDS、TMDS等信号,Panel自带驱动模块再将 LVDS、TMDS转换到 Mini-LVDS供Panel显示,PC,Signal Cable,LCD,1. 引言,Panel 模块驱动图示,1. 引言 Panel内部驱动,1. 引言 Color介绍,Color 介绍 R,G,B三

2、基色组合形成各种颜色。 能显示的颜色数由RGB的数字信号的位数来决定。,N = 2n(R) * 2n(G) * 2n(B) = 23n N: 能显示的颜色数 n ：数字数据的位数。,TFT基板,CF基板,8bit 数字信号刚好能显示16.7M种颜色,1. 引言 Color介绍,以3bit为例数字信号为例,For 3 bit ： 23(R) * 23(G) * 23(B) = 256 colors For 6 bit ： 26(R) * 26(G) * 26(B) = 262144 colors（242K） For8 bit： 28(R) * 28(G) * 28(B) =16777216 co

3、lors（16.7M） For10 bit： 210(R) * 210(G) * 210(B) =1073741824 colors（1 billion）,1. 引言 TFT 开关的工作原理,面板是由Gate Line与Data Line组成的一个矩阵结构。在Array基板上，矩阵的每一个交叉点对应一个TFT开关。,面板矩阵,TFT开关, 扫描线连接同一列所有TFT栅极电极，而信号线连接 同一行所有TFT源极电极。 当TFT ON时，形成低阻抗Ron,信号线为液晶充电； 当TFT OFF时， 形成高阻抗阻抗Roff，可防止信号数据泄露。 一般Ron大于Roff 至少105。 Panel是按照一

4、定时序对液晶进行扫描充电的。,TFT等效电路图,2.驱动原理框图,DVDD （3.3V）,2.驱动原理框图,DC/DC,T/CON,Connector,VCOM & Gamma,2.驱动原理框图 PCB驱动模块,Power Block Data Block,T/CON,Source-D-IC,Gate-D-IC,DATA,2.驱动原理框图 DC-DC模块（电压部分）,DC-DC模块电路为整个驱动电路供电。 这部分电路产生主要产生PCB IC、Source & Gate IC、Panel TFT驱动所需相关电压。 是由Connector输入的VDD经过直流变换输出AVDD、DVDD、Von、Vo

5、ff、Vref等电压。 全黑、全白、AD多有此电路造成。,2.驱动原理框图 数据信号部分,LVDS(8bits)：从系统端输入的显示信号,Mini-LVDS：输入到Source Driver IC的显示信号,1 pixel,2 pixel,TCON(Timing Controller):时序控制器。主要功能为数据的转换及时序控制信号生成。,TCON,2.驱动原理框图 时序控制信号部分,2.驱动原理框图 Gate控制信号工作时序,OE1 （output enable）:输出控制使能信号。 OE2（Multi Level Gate)：MLG输出控制,2.驱动原理框图 Gate Driver IC原

6、理框图,Output Buffer：输出缓存放大器，增强输出的驱动能力。 Level Shifter：电位移转器，可将3.3/0V电压转移到TFT开关电压-26V/-8V上。 Shifter Register：移位寄存器，每一个时钟CPV上升沿，将输入级逻辑状态传输到输出级，实现扫描。,2.驱动原理框图 数据输出及门控制信号工作时序,Output Multiplexer：输出复选器，选择输出电压极性。 Buffer:输出缓存器，为输出电流增幅，保证足够大的Panel驱动能力 DAC：数模转换器，以Gamma电压为基准，将输入的mini-LVDS信号转换为Panel显示的模拟信号。 Level

7、Shift：电平移位器，将数字信号进行电平增大，驱动D/A转换。 Line Buffer:进行第n行数据缓存，便于第n+1行接受。 Shift Register:移位寄存器，把串行顺序数据移位存储。,2.驱动原理框图 Source Driver IC原理框图,3.极性翻转原理,极性反转目的:为防止液晶分子的极化，LCD采用相反极性电压进行驱动。,分类:dot inversion，line inversion，Column Inversion，Frame Inversion +为正极性,-为负极性）。,N frame,N+1 frame,实现依据:液晶在正、负极性相对于公共电极（Vcom）绝对值

8、相等时有相同的透过率。,Line inversion,dot inversion,Frame inversion,Column inversion,人脑的亮度感觉,人不能感受到 Y/Y=1%以下的亮度变化，因此需要用非线性的灰阶。,255,254, Y/Y=1/255=0.39%,100,99, Y/Y=1/100=1%,10, Y/Y=1/100=10%,9,0,255,254,100,99,10,9,0,用非线性的灰阶,4. Gamma Reference,人脑的亮度感觉,Human Eyes,LCD,Human Brain,其中Gamma（ ）可通过以下方式计算,4. Gamma Reference,4. Gamma Reference,通过计算调整，使用以下电路产生规定的参考电压，然后向Driver IC提供Gamma参考，通过其内部的电阻分压网络产生所需的64灰阶电压