#TFTLCD液晶顯示器驅(qū)動(dòng)原理

1、1/ 20TFT LCD 液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)原理針對(duì) TFT LCD 的整體系統(tǒng)面，而其驅(qū)動(dòng)原理因?yàn)橐恍┘軜?gòu)上差異的關(guān)系，而有所不同.首先我們來(lái)看看因?yàn)?Cs(storage capacitor儲(chǔ)存電容架構(gòu)不同,所形成不同驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu) 的原理Cs(storageCs(storage capacitorcapacitor儲(chǔ)存電容的架構(gòu)一般最常見(jiàn)的儲(chǔ)存電容架構(gòu)有兩種，分別是 Cs on gate 與 Cs on common 這兩種.這兩種顧名思義就可以知道，它的主要差別就在于儲(chǔ)存電容是利用gate 走線或是 common 走線來(lái)完成的.儲(chǔ)存電容主要是為了讓充好電的電壓，能保持到下一次更新畫面的時(shí)候

2、之用所以我們就必須像在 CMOS 的制程之中，利用不同層的走線,來(lái)形成平行板電容.而在 TFT LCD 的制 程之中，則是利用顯示電極與 gate 走線或是 common 走線,所形成的平行板電容，來(lái)制作出儲(chǔ) 存電容 Cs.Cs on coiinnon1:Cs on gate與 Cs on conunon的架構(gòu)圖 1 就是這兩種儲(chǔ)存電容架構(gòu)，從圖中可以很明顯的看出，Cs on gate 因?yàn)椴槐叵?Cs on common樣，需要增加一條額外的com mon 走線,所以它的開(kāi)口率(Aperture ratio會(huì)比較大.而開(kāi)口率的大小，是影響面板的亮度與設(shè)計(jì)的重要因素.所以現(xiàn)今面板的設(shè)計(jì)大多使用

3、Cson gate 的方式.但是因?yàn)?Cs on gate 的方式，它的儲(chǔ)存電容是由下一條的gate 走線與顯示電極之間形成的.(請(qǐng)見(jiàn)圖 2 的 Cs on gate 與 Cs on common 的等效電路 而 gate 走線,顧名思義 就是接到每一個(gè) TFT 的 gate 端的走線,主要就是作為 gate driver 送出信號(hào),來(lái)打開(kāi) TFT,好 讓 TFT 對(duì)顯示電極作充放電的動(dòng)作.所以當(dāng)下一條 gate 走線,送出電壓要打開(kāi)下一個(gè) TFTCommonelectrode體存電吝Cs on gateTFT韻示電極To gate driver2/ 20時(shí),便會(huì)影響到儲(chǔ)存電容上儲(chǔ)存電壓的大小

4、不過(guò)因?yàn)橄乱粭l gate 走線打開(kāi)到關(guān)閉的時(shí)間很短,（以 1024*768 分辨率，60Hz 更新頻率的面板來(lái)說(shuō).一條 gate 走線打開(kāi)的時(shí)間約為20us,而顯示畫面更新的時(shí)間約為16ms,所以相對(duì)而言，影響有限. 所以當(dāng)下一條 gate 走線關(guān)閉，回復(fù)到原先的電壓，則 Cs 儲(chǔ)存電容的電壓，也會(huì)隨之恢復(fù)到正常.這也是為什么，大多數(shù)的儲(chǔ)存 電容設(shè)計(jì)都是采用Cs on gate 的方式的原因./Data lme(to sowce diivei)/ Sc1 gate diiver)-的等效電路圖 2Cs on gate 與 Cs on common 的等效電路至于 common 走線，從圖 2

5、中我們可以發(fā)現(xiàn)，不管采用怎樣的儲(chǔ)存電容架構(gòu)，Clc 的兩端都是分別接到顯示電極與 common.既然液晶是充滿在上下兩片玻璃之間，而顯示電極與 TFT 都是位在同一片玻璃上，則 comm on 電極很明顯的就是位在另一片玻璃之上.如此一來(lái)，由液晶所形成的平行板電容 Clc,便是由上下兩片玻璃的顯示電極與common 電極所形成.而位于 Cs 儲(chǔ)存電容上的 common 電極,則是另外利用位于與顯示電極同一片玻璃上的走線,這跟Clc 上的 common 電極是不一樣的，只不過(guò)它們最后都是接到相同的電壓就是了整塊面板的電路架構(gòu)顯示電極小另一端接到下f礫g或已走縊Cs on conunoiiCs o

6、n gate的等效電路3/ 20G自te driver所逮出的菠膨TFT panelTog3te 也就是說(shuō),如果你想使用 column in version 或是 dot in version 的話，你就只能選用 common 電極電壓固 定不動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式.為什么呢？之前我們?cè)?jīng)提到 common 電極是位于跟顯示電極不同的玻 璃上,在實(shí)際的制作上時(shí)，其實(shí)這一整片玻璃都是 common 電極.也就是說(shuō)，在面板上所有的 顯示點(diǎn)，它們的 common電壓是全部接在一起的.其次因?yàn)?gate driver 的操作方式是將同一 行的所有 TFT 打開(kāi)，好讓 sourcedriver 去充電，而這一行的

7、所有顯示點(diǎn)，它的 common 電極都 是接在一起的，所以如果你是選用common 電極電壓是可變動(dòng)的方式的話，是無(wú)法在一行TFT 上,來(lái)同時(shí)做到顯示正極性與負(fù)極性的.而 colu mn in version 與 dot in version 的極性變換方式,在一行的顯示點(diǎn)上，是要求每個(gè)相鄰的點(diǎn)擁有不同的正負(fù)極性的.這也就是為什么com mon 電極電壓變動(dòng)的方式僅能適用于frame inversion 與 row inversion 的緣故.而common 電極電壓固定的方式，就沒(méi)有這些限制.因?yàn)槠?common 電壓一直固定，只要 source driver能將電壓充到比 common 大

8、就可以得到正極性，比 common 電壓小就可以得到負(fù)極性：所以 common電極電壓固定的方式，可以適用于各種面板極性的變換方式.表 1面板極性變換方式可使用的 common 電極驅(qū)動(dòng)方式Frame in versio n固定與變動(dòng)Row inversion固定與變動(dòng)Colu mn inversion只能使用固定的 common 電極電壓Dot i nversion只能使用固定的 common 電極電壓各種面板極性變換的比較現(xiàn)在常見(jiàn)使用在個(gè)人計(jì)算機(jī)上的液晶顯示器，所使用的面板極性變換方式，大部分都是 dotin versio n.為什么呢？原因無(wú)它，只因?yàn)?dot in version 的顯

9、示品質(zhì)相對(duì)于其它的面板極性變換 方式,要來(lái)的好太多了 .表 2 是各種面板極性變換方式的比較表.所謂 Flicker 的現(xiàn)象，就是當(dāng)你看液晶顯示器的畫面上時(shí)，你會(huì)感覺(jué)到畫面會(huì)有閃爍的感覺(jué).它并不是故意讓顯示畫面一亮一滅來(lái)做出閃爍的視覺(jué)效果，而是因?yàn)轱@示的畫面灰階在每次更新畫面時(shí)，會(huì)有些微的變動(dòng),讓人眼感受到畫面在閃爍.這種情況最容易發(fā)生在使用frame in version 的極性變換方式，因?yàn)?frame inversion 整個(gè)畫面都是同一極性，當(dāng)這次畫面是正極性時(shí)，下次整個(gè)畫面就都變 成了是負(fù)極性.假若你是使用 common 電壓固定的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)，而 common 電壓又有了一點(diǎn) 誤差（

10、請(qǐng)見(jiàn)圖 8,9/ 20BlSTUcker的成因這時(shí)候正負(fù)極性的同一灰階電壓便會(huì)有差別，當(dāng)然灰階的感覺(jué)也就不一樣.在不停切換畫面 的情況下，因?yàn)檎?fù)極性畫面交替出現(xiàn)，你就會(huì)感覺(jué)到 Flicker 的存在.而其它面板的極性變換 方式,雖然也會(huì)有此flicker 的現(xiàn)象，但因?yàn)樗幌?frame in version 是同時(shí)整個(gè)畫面一齊變換 極性,只有一行或是一列，甚至于是一個(gè)點(diǎn)變化極性而已.以人眼的感覺(jué)來(lái)說(shuō)，就會(huì)比較不明顯.至于 crosstalk 的現(xiàn)象，它指的就是相鄰的點(diǎn)之間，要顯示的資料會(huì)影響到對(duì)方，以致于顯 示的畫面會(huì)有不正確的狀況.雖然 crosstalk 的現(xiàn)象成因有很多種，只要相鄰點(diǎn)

11、的極性不一樣便可以減低此一現(xiàn)象的發(fā)生.綜合這些特性，我們就可以知道，為何大多數(shù)人都使用dotinversion 了.表 2面板極性變換方式Flicker 的現(xiàn)象Crosstalk 的現(xiàn)象Frame in versio n明顯垂直與水平方向都易發(fā)生Row inversion不明顯水平方向容易發(fā)生Colu mn inversion不明顯垂直方向容易發(fā)生Dot i nversion幾乎沒(méi)有不易發(fā)生面板極性變換方式，對(duì)于耗電也有不同的影響.不過(guò)它在耗電上需要考量其搭配的 common 電極驅(qū)動(dòng)方式.一般來(lái)說(shuō) common 電極電壓若是固定，其驅(qū)動(dòng) common 電極的耗電 會(huì)比較小.但是因?yàn)榇钆鋍om

12、mon 電壓固定方式的 source driver 其所需的電壓比較高，反而 在 source driver 的耗電會(huì)比較大.但是如果使用相同的common 電極驅(qū)動(dòng)方式，在 sourcedriver 的耗電來(lái)說(shuō)，就要考量其輸出電壓的變動(dòng)頻率與變動(dòng)電壓大小.一般來(lái)說(shuō)，在此種情形下，source driver 的耗電，會(huì)有 dot inversion row inversion column inversion framein version 的狀況.不過(guò)現(xiàn)今因?yàn)?dot in version 的 source driver 多是使用 PN 型的 OP,而不是 像 rowinversion 是使

13、用 rail to rail OP,在 source driver 中 OP 的耗電就會(huì)比較小.也就是說(shuō)因有誤差的Common電極的電壓正確的Coiinnoii電極的電壓負(fù)極性的V254V2羽V2V3VI正極性Frame NVOFrame N+iviV0V252叮苞4V255V2V310/ 20為 source driver 在結(jié)構(gòu)及電路上的改進(jìn)，雖然先天上它的輸出電壓變動(dòng)頻率最高也最大（變動(dòng)電壓最大接近 10 伏特而 row in version 面板因?yàn)槎嗍鞘褂?common 電極電壓變動(dòng)的方式,其 sourcedriver 的變動(dòng)電壓最大只有 5 伏特,耗電上會(huì)比較小 ，但 dot in

14、 version 面板的整體耗電 已經(jīng)減低很多了 這也就是為什么大多數(shù)的液晶顯示器都是使用dot in version 的方式.上次跟大家介紹液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)原理中有關(guān)儲(chǔ)存電容架構(gòu)，面板極性變換方式，以及common 電壓的驅(qū)動(dòng)方式.這次我們延續(xù)上次的內(nèi)容，繼續(xù)針對(duì) feed through 電壓，以及二階驅(qū) 動(dòng)的原理來(lái)做介紹.簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō) Feed through 電壓主要是因?yàn)槊姘迳系募纳娙荻a(chǎn)生的，而所謂三階驅(qū)動(dòng)的原理就是為了解決此一問(wèn)題而發(fā)展出來(lái)的解決方式，不過(guò)我們這次只介紹二階驅(qū)動(dòng)，至于三階驅(qū)動(dòng)甚至是四階驅(qū)動(dòng)則留到下一次再介紹.在介紹 feed through 電壓之前，我們先解釋驅(qū)動(dòng)

15、系統(tǒng)中 gate driver 所送出波形的 timing 圖.SVGASVGA 分辨率的二階驅(qū)動(dòng)波形我們常見(jiàn)的 1024*768 分辨率的屏幕，就是我們通常稱之為 SVGA 分辨率的屏幕.它的組成 顧名思義就是以 1024*768=786432 個(gè) pixel 來(lái)組成一個(gè)畫面的數(shù)據(jù).以液晶顯示器來(lái)說(shuō)，共需 要 1024*768*3個(gè)點(diǎn)（乘 3 是因?yàn)橐粋€(gè) pixel 需要藍(lán)色，綠色，紅色三個(gè)點(diǎn)來(lái)組成.來(lái)顯示一個(gè)畫 面.通常在面板的規(guī)劃，把一個(gè)平面分成 X-Y 軸來(lái)說(shuō)，在 X 軸上會(huì)有 1024*3=3072 列.這 3072 列就由 8 顆 384 輸出 channel的source dri

16、ver來(lái)負(fù)責(zé)推動(dòng).而在 Y軸上,會(huì)有768行.這768行, 就由3顆256輸出channel的gate driver來(lái)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng).圖 1 就是 SVGA 分辨率的 gate driver 輸 出波形的 timing 圖.圖中 gate 1 768 分別代表著768 個(gè) gate driver 的輸出.以 SVGA 的分辨 率,60Hz 的畫面更新頻率來(lái)計(jì)算，一個(gè) frame 的周期約為16.67 ms.對(duì) gate 1 來(lái)說(shuō)，它的啟動(dòng)時(shí) 間周期一樣為 16.67ms.而在這 16.67 ms 之間，分別需要讓 gate1 768 共 768 條輸出線，依序 打開(kāi)再關(guān)閉.所以分配到每條線打開(kāi)的時(shí)間

17、僅有16.67ms/768=21.7us 而已.所以每一條 gatedriver 打開(kāi)的時(shí)間相對(duì)于整個(gè)frame 是很短的，而在這短短的打開(kāi)時(shí)間之內(nèi),source driver 再將相對(duì)應(yīng)的顯示電極充電到所需的電壓.而所謂的二階驅(qū)動(dòng)就是指gate driver 的輸出電壓僅有兩種數(shù)值，一為打開(kāi)電壓，一為關(guān)閉電壓.而對(duì)于 common 電壓不變的驅(qū)動(dòng)方式，不管何時(shí)何地，電壓都是固定不動(dòng)的.但是對(duì)于 common 電壓變動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式，在每一個(gè) frame 開(kāi)始的第一條 gate 1 打開(kāi)之前，就必須把電壓 改變一次.為什么要將這些輸出電壓的timing 介紹過(guò)一次呢？因?yàn)槲覀兘酉聛?lái)要討論的feed

18、through 電壓,它的成因主要是因?yàn)槊姘迳掀渌妷旱淖兓?，?jīng)由寄生電容或是儲(chǔ)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(lái)源有3 個(gè),分別是 gate driver 電壓變化source driver 電壓變化，以及 common 電壓變化.而這其中影響最大的就是gate driver11/ 20電壓變化（經(jīng)由 Cgd 或是 Cs,以及 common 電壓變化（經(jīng)由 Clc 或是 Cs+Clc.CsCs onon commoncommon 架構(gòu)且 commoncommon 電壓固定不動(dòng)的 feedfeed throughthrough 電壓我們剛才提到，造成有 fe

19、ed through 電壓的主因有兩個(gè).而在 common 電壓固定不動(dòng)的架構(gòu) 下，造成 feed through 電壓的主因就只有 gate driver 的電壓變化了 .在圖 2 中，就是顯示電極電 壓因?yàn)?feedthrough 電壓影響，而造成電壓變化的波形圖.在圖中，請(qǐng)注意到 gate driver 打開(kāi)的 時(shí)間，相對(duì)于每個(gè)frame 的時(shí)間比例是不正確的.在此我們是為了能仔細(xì)解釋每個(gè)frame 的動(dòng)作,所以將 gate driver 打開(kāi)的時(shí)間畫的比較大.請(qǐng)記住，正確的 gate driver 打開(kāi)時(shí)間是如同圖 1 所示，需要在一個(gè) frame 的時(shí)間內(nèi)，依序?qū)?768 個(gè) gat

20、e driver 走線打開(kāi)的.所以每個(gè) gate 走線打 開(kāi)的時(shí)間，相對(duì)于一個(gè) frame 的時(shí)間，是很短的.Cson CDiunicni卻翱心旳心胡超容爾的伽鹿客吹當(dāng) gate 走線打開(kāi)或關(guān)閉的那一瞬間，電壓的變化是最激烈的，大約會(huì)有 3040 伏特,再經(jīng)由 Cgd 的寄生電容，影響到顯示電極的電壓.在圖 3中,我們可以看到 Cgd寄生電容的存在位置. 其實(shí) Cgd的發(fā)生，跟一般的 CMOS 電路一樣，是位于 MOS 的 gate 與 drain 端的寄生電容.但是 因?yàn)樵?TFT LCD 面板上gate 端是接到 gate driver 輸出的走線，因此一但在 gate driver 輸出

21、走 在線的電壓有了激烈變化，便會(huì)影響到顯示電極上的電壓.在圖 2 之中，當(dāng) Frame N 的 gate 走線打開(kāi)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的 feed through 電壓到顯示電極之上.不過(guò)此時(shí)因?yàn)?gate 走線打開(kāi) 的緣故,source driver 會(huì)對(duì)顯示電極開(kāi)始充電，因此即便一開(kāi)始的電壓不對(duì)（因?yàn)?feed through電壓的影響,source driver 仍會(huì)將顯示電極充電到正確的電壓，影響便不會(huì)太大.但是如果當(dāng) gate 走線關(guān)閉的時(shí)候，因?yàn)?source driver 已經(jīng)不再對(duì)顯示電極充電，所以 gate driver 關(guān)閉時(shí)的 電壓壓降 （3040伏特 ,便會(huì)經(jīng)由 Cgd

22、寄生電容 feed through 到顯示電極之上，造成顯示電極 電壓有一個(gè) feed through的電壓壓降，而影響到灰階顯示的正確性.而且這個(gè) feed through 電12/ 20壓不像 gate 走線打開(kāi)時(shí)的 feed through 電壓一樣，只影響一下子，因?yàn)榇藭r(shí) source driver 已經(jīng) 不再對(duì)顯示電極充放電,feed through 電壓壓降會(huì)一值影響顯示電極的電壓，直到下一次 gatedriver 走在線的電壓再打開(kāi)的時(shí)后.所以這個(gè) feed through 電壓對(duì)于顯示畫面的灰階的影響，人眼是可以明確的感覺(jué)到它的存在的.而在 Frame N+1 的時(shí)候，剛開(kāi)始當(dāng)

23、 gate driver 走線打開(kāi)的那一瞬間，也會(huì)對(duì)顯示電極產(chǎn)生一個(gè)向上的feed through 電壓，不過(guò)這時(shí)候因?yàn)?gate 已經(jīng)打開(kāi)的緣故source driver 會(huì)開(kāi)始對(duì)顯示電極充電，因此這個(gè)向上的 feed through 電壓影響的時(shí)間 便不會(huì)太長(zhǎng).但是當(dāng) gate 走線再度關(guān)閉的時(shí)候，向下的 feed through 電壓便會(huì)讓處在負(fù)極性的 顯示電極電壓再往下降，而且受到影響的負(fù)極性顯示電壓會(huì)一直維持到下一次gate 走線再打開(kāi)的時(shí)候.所以整體來(lái)說(shuō)，顯示電極上的有效電壓 會(huì)比 source driver 的輸出電壓要低.而減少 的電壓大小剛好為gate 走線電壓變化經(jīng)由 Cg

24、d 的 feed through 電壓.這個(gè)電壓有多大呢？里荷不滅:一Vgi)蚯舸 +(V41 ywinrccif +CE)=(vd2 -+ (Vd2 -Xp.Qm) Os + Cs)今Feed thigugh電里=VJ2 - Vdl=區(qū)一Vgi)餉/ 3 +販+ C幻砂:鈕用定軾羣屋曜 2、劈珈命血叫h 轂酹遵津在圖 4 中,我們以電荷不滅定律，可以推導(dǎo)出 feed through 電壓為(Vg2 -Vg1 * Cgd / (Cgd+ Clc + Cs .假設(shè) Cgd=0.05pF,而 Clc=0.1pF, Cs=0.5pF 且 gate 走線從打開(kāi)到關(guān)閉的電壓為-35 伏特的話.則 fee

25、d through 電壓為 5*0.05 / (0.05+0.1+0.5= 2.69 伏特.一般一個(gè)灰階與 另一個(gè)灰階的電壓差約僅有30 到 50 mV 而已(這是以 6 bit 的分辨率而言，若是 8 bit 分辨率則僅有 3 到 5 mV 而已.因此 feed through 電壓影響灰階是很嚴(yán)重的.以 normal white 的偏光 板配置來(lái)說(shuō)，會(huì)造成正極性的灰階會(huì)比原先預(yù)期的來(lái)得更亮，而負(fù)極型的灰階會(huì)比原先預(yù)期的來(lái)得更暗.不過(guò)恰好 feed through 電壓的方向有一致性，所以我們只要將 common 電壓向下調(diào) 整即可.從圖 2 中我們可以看到，修正后的 common 電壓與原

26、先的 common 電壓的壓差恰好等 于 feed through電壓.VglL -朗示電極CL*(0.1pF+0.5pF / (0.05pF + 0.1pF +0.5pF = 5 * 0.6/0.65=4.62 伏特.雖然顯示電極增加這么 多電壓，但是common 電極也增加了 5 伏特.因此在 Clc 兩端，也就是液晶的兩端，所看到的壓 差變化，就只有4.62-5=0.38 伏特而已.跟之前 gate 走線電壓變化所產(chǎn)生的feed through 電壓2.69 伏特比較起來(lái)要小的多了 所以對(duì)灰階的影響也小多了.且因?yàn)樗a(chǎn)生的 feed through電壓有對(duì)稱性，不像 Gate 走線所產(chǎn)

27、生的 feed through 電壓是一律往下，所以就同一個(gè)顯示點(diǎn)來(lái) 說(shuō),在視覺(jué)對(duì)灰階的表現(xiàn)影響會(huì)比較小.當(dāng)然啦，雖然比較小，但是因?yàn)閷?duì)整個(gè) LCD 面板的橫向的 768 行來(lái)說(shuō)，common 電壓變化所發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)，跟 gate 走線打開(kāi)的時(shí)間間隔并不一致，所以對(duì)整個(gè)畫面的灰階影響是不一樣的.這樣一來(lái)，就很難做調(diào)整以便改進(jìn)畫面品質(zhì)，這也是為什么 common 電壓變動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式，越來(lái)越少人使用的緣故.Vg取荷不滅：(Vdl - Va)!Ga!i(Vdl 一 Vc0inl)*(Ql+Cs)=(Vd2 一 VgJ-Csd +一 Vrom2)*(C!ic 4 Cs)今 Fetri throu空 h

28、 電壓=Vd2 - Vd.1=(怕悄2 -比曲血* (亦+ 5敘十十C訂Cs on gate 架構(gòu)且 common 電壓固定不動(dòng)的 feed through 電壓Fa aaueNVcornl十顋示耄極VdLCL=26.92 伏特.這樣的 feed through 電壓是很大的，不過(guò)當(dāng)前一 條 gate走線關(guān)閉時(shí)，這個(gè) feed through 電壓也會(huì)隨之消失.而且前一條 gate 走線從打開(kāi)到關(guān)閉，以 SVGA 分辨率的屏幕來(lái)說(shuō)，約只有 21.7us 的時(shí)間而已.相對(duì)于一個(gè) frame 的時(shí)間 16.67ms 是 很短的.再者當(dāng)前一條 gate 走線的 feed through 電壓影響顯示

29、電極后，我們這一條的 gate 走線 也隨之打開(kāi),source driver立刻將顯示電極的電壓充放電到所要的目標(biāo)值.從這種種的結(jié)果看來(lái),前一條 gate 走線的電壓變化，對(duì)于我們的顯示電極所表現(xiàn)的灰階，幾乎是沒(méi)有影響的.因此對(duì)于 Cs on gate 且 common 電壓固定不動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式來(lái)說(shuō)，影響最大的仍然是 gate 走在線電壓變化經(jīng)由 Cgd 產(chǎn)生的 feed through 電壓，而其解決方式跟前面幾個(gè)一樣，只需將 common 電壓往下調(diào)整即可.亜荷干滅.(Vill-v#)驚亦卩心一畑皿憶牡+(Vd L-VpD-CS =(Vd2-Vg)rCSJl+(Vd2-y!：Mn)tCli(

30、Vd2-Vp2)*CE 今Feedtlirou呂 ti 躍壓=- Vdl=說(shuō)一 vp】* c* r 匚期 + cu 十 3Cs on gate 架構(gòu)且 common 電壓變動(dòng)的 feed through 電壓圖 9 是 Cs on gate 架構(gòu)且 common 電壓變動(dòng)的 feed through 電壓波形圖.這樣子的架構(gòu)，剛 好有了前面 3 種架構(gòu)的所有缺點(diǎn)，那就是 gate 走線經(jīng)由 Cgd 的 feed through 電壓，和前一條 gate 走線經(jīng)由 Cs的 feed through 電壓，以及 Com mon 電壓變化經(jīng)由 Clc 的 feed through 電壓.Vg丄TrC

31、sVenin Vp117/ 20可想而知，在實(shí)際的面板設(shè)計(jì)上幾乎是沒(méi)有人使用這種架構(gòu)的而這 4 種架構(gòu)中最常用的就是Cs on gate 架構(gòu)且 common 電壓固定不動(dòng)的架構(gòu) .因?yàn)樗恍枰紤]經(jīng)由Cgd 的 feed through電壓，而 Cs on gate 的架構(gòu)可得到較大的開(kāi)口率的緣故二階驅(qū)動(dòng)(Two level addressing 的效應(yīng)上次跟大家介紹液晶顯示器的二階驅(qū)動(dòng)原理，以及因?yàn)?feed through 電壓所造成的影響.為了解決這些現(xiàn)象，于是有了三階驅(qū)動(dòng)甚至于四階驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì).接下來(lái)我們先針對(duì)三階驅(qū)動(dòng)的原理作介紹.三階驅(qū)動(dòng)的原理 仃 hreehree levellev

32、el addressingaddressing methodmethod二階驅(qū)動(dòng)的原理中，雖然有各種不同的 feed through 電壓，但是影響最大的仍是經(jīng)由Cgd所產(chǎn)生的 feed through 電壓.也因此在二階驅(qū)動(dòng)時(shí)需要調(diào)整common 電壓，以改進(jìn)灰階品質(zhì).但是因?yàn)?Clc 并非是一個(gè)固定的參數(shù)，讓調(diào)整 common 電壓以便改進(jìn)影像品質(zhì)目的不易達(dá)成 因此便有了三階驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)，期望在不必變動(dòng) common 電壓的情形下，將 feed through 電壓給補(bǔ)償回來(lái).三階驅(qū)動(dòng)的基本原理是這樣的，利用經(jīng)由 Cs 的 feed through 電壓，來(lái)補(bǔ)償經(jīng)由 Cgd 所產(chǎn)生的 fee

33、d though 電壓.也就是因?yàn)樾枰肅s 來(lái)補(bǔ)償，所以三階驅(qū)動(dòng)的方法只能使用在面板架構(gòu)為 Cs on gate 的方式.圖 1 就是三階驅(qū)動(dòng) gate driver 電壓的波形，從這個(gè)三階驅(qū)動(dòng)的波形 中我們可以知道，三階驅(qū)動(dòng)波形跟二階驅(qū)動(dòng)不一樣的是，它的 gate driver 驅(qū)動(dòng)波形之中，會(huì)有三種不一樣的電壓.當(dāng) gate driver 關(guān)閉時(shí)，會(huì)將電壓拉到最低的電壓，等到下一條的 gater driver 走線也關(guān)閉后，再將電壓拉回.而這個(gè)拉回的電壓，就是為了去補(bǔ)償下一條線的feedthrough 電壓.也就是說(shuō)，每一條 gate driver 走線關(guān)閉時(shí)，經(jīng)由 Cgd 所產(chǎn)生的

34、feed through 電壓, 是由上一條走線將電壓拉回時(shí)，經(jīng)由 Cs 所產(chǎn)生的 feed through 電壓來(lái)補(bǔ)償?shù)?既然是經(jīng)由拉回的電壓來(lái)補(bǔ)償，那拉回電壓的大小要如何計(jì)算呢？上次我們有提到 feed through 電壓的計(jì)算方式，我們可以依照上次的公式來(lái)計(jì)算所需的電壓：Souice db iva罰出正奄整正極曲如云超極丄Source dnwcr.怖二負(fù)嗨哇題 g 二題觀至洛峯腐壬軍更弐云倉(cāng)站18/ 20經(jīng) Cgd 的 Feed through 電壓=(Vg_high -Vgow * Cgd / (Cgd + Clc + Cs 。Vg_high 與 Vg_low 分別為 gate dr

35、iver 走線打開(kāi)與關(guān)閉的電壓.經(jīng) Cs 的 Feed through 電壓=(Vp2 -Vp1 * Cs / (Cgd + Clc + Cs 。Vp2 與 Vp1 分別為上一 條 gate走線拉回前與拉回后的電壓.如果需要兩者互相抵消,則經(jīng) Cgd 的 Feed through 電壓需要等于經(jīng) Cs 的 Feed through 電 壓所以需拉回的電壓為Ve=Vp2-Vp1=(Vg_high -Vg_low * Cgd / Cs ,而從圖 1 中我們知道Vg_high -Vg_low= Vg + Ve ,所以需拉回的電壓 Ve= (Vg + Ve * Cgd / Cs ,也就是 Ve= Vg

36、 * Cgd / Cs-Cgd.從上述的公式推導(dǎo)中，我們發(fā)現(xiàn)雖然 Clc 會(huì)影響 feed through 電壓的大小，但是藉由三階驅(qū) 動(dòng)的方式，Clc 的影響就不見(jiàn)了 因此當(dāng)我們?cè)诿姘逯瞥膛c gate drvier 的打開(kāi)電壓確定之后，就可以精確的計(jì)算出所需要的拉回電壓了|先的潔片F(xiàn)聶酌QEinnwi直0E輿common蘿光的即切如88惦陂:三階驛砂曲壓令如意國(guó)圖 2 是三階驅(qū)動(dòng)的電壓分布示意圖我們可以看到最左邊的是由 source driver 所輸出的電壓分布，這是顯示電極所充電電壓的最原始狀況而中間的電壓分布，就是顯示電極受到經(jīng)由Cgd 的 feed through 電壓影響的變化.一

37、般二階驅(qū)動(dòng)就是只有到這里，所以需要修正 common電壓的大小，以便以少灰階的失真程度而三階驅(qū)動(dòng)藉由 Cs 的 feed through 電壓影響的情形 則可以由最右邊的電壓分布來(lái)看出在這時(shí)候，只要拿捏好拉回電壓 Ve 的大小，便可以將原本受到經(jīng)由 Cgd 的 feed through 電壓影響的電壓分布，補(bǔ)償?shù)礁钭筮叺碾妷悍植家粯?，如此一?lái)就不必再去修正 common 電壓的大小了 .19/ 20圖 3 是三階驅(qū)動(dòng)的電壓波形圖.正如先前所說(shuō)過(guò)的，因?yàn)槿A驅(qū)動(dòng)需要利用前一條的gatedriver 走線來(lái)補(bǔ)償,所以只能使用于 Cs on gate 的架構(gòu).而且因?yàn)橛须妷貉a(bǔ)償?shù)年P(guān)系,common

38、電壓就不必再做修正了.在圖 3 中，屬于 gate driver 電壓有兩種，一個(gè)是前一條 gate driver 的電壓波形，用虛線來(lái)表示.而用實(shí)線表示的是屬于打開(kāi)我們要討論的顯示電極電壓波形的 gate driver 走線電壓.從此圖形我們可以知道，實(shí)線的 gate driver 走線關(guān)閉時(shí)，會(huì)經(jīng)由 Cgd 產(chǎn) 生一個(gè) feed through電壓，而這個(gè)向下的電壓偏移量，在前一條 gate driver 走線的拉回電壓經(jīng)Cs 所產(chǎn)生的 feed through 電壓影響后，便可以讓顯示電極恢復(fù)到原先的電壓準(zhǔn)位.而前一條gate driver 走線經(jīng)由 Cs 的 Feed through

39、電壓還有另一種狀況，那就是在前一條 gate driver 走 線打開(kāi)時(shí)所產(chǎn)生的 feed through 電壓，這個(gè)電壓值雖然很大，不過(guò)因?yàn)槠溆绊懙臅r(shí)間，相對(duì)于 整個(gè) frame 來(lái)說(shuō),相當(dāng)?shù)亩蹋虼藢?duì)顯示畫面并不會(huì)有多大的影響.圖四是使用三階驅(qū)動(dòng)針對(duì)gate driver 走線電壓變動(dòng)所形成的feed through 電壓更仔細(xì)的顯示電極電壓波形圖.跟圖三不一樣的是，這個(gè)圖形有考慮到當(dāng) gate driver 走線電壓拉回時(shí)經(jīng) 由 Cgd 所造成的 feed through 電壓.原本拉回電壓是為了補(bǔ)償下一條gate driver 走在線的顯示電極，但是它的副作用就是也會(huì)對(duì)gate driver 走線所在位置的顯示電極產(chǎn)生影響.所以拉回電壓的設(shè)計(jì)考量，并不是一次將所有電壓補(bǔ)償回來(lái)，而是使用兩次的 feed through 電壓補(bǔ)償.一次是上一條 gate driver 走線經(jīng)由 Cs 的 feed through 電壓來(lái)