屏原理圖介紹

屏原理圖簡介

2014年02月12日LCD驅(qū)動電路架構(gòu)ControlBoard+XBoard+YBoardControlBoard+XBoardX+CBoardX+CBoarddoublescanCOGGOAG0A+DualGateGOA+TripleGateLCDPanelLCDcellYboardControlboardXLboardXRboardCOFFFCControlBoard+XBoard+YBoardLCDPanelLCDcellControlboardXLboardXRboardControlBoard+XBoardLCDPanelLCDcellControl+XboardX+C(Control)BoardLCDPanelLCDcellControl+XboardX+C(Control)Board--DoublescanCOG(ChipOnGlass)GOA(GateOnArray)LCDPanelLCDcellControl+XboardGOA+DulgateLCDPanelLCDcellControl+XboardGOA+Triplegate屏框架圖GateDriverBoardLVDSconnectorDC-DCSourceDriverBoardTCONOPVGHVGLVAA/VDAVcomGammaPowerStructureVCC(12/5V)VDDPower電路框架圖Gate電路介紹ApplicationGatedriverforTFTLCDFeatures2-leveloutputgatedriverforTFTLCDpanel240/256/263/270channeloutputselectableMaximum+40VoutputdrivingvoltageBi-directionaldatashiftcapability200KHzmaximumoperationfrequency(由輸入到輸出的建立時(shí)間決定）HighvoltageCMOSprocesstechnology(IC所使用的工藝）TCPorCOF2.Pinmap&definitionNote:1.Dummypins在應(yīng)用中可以讓其floating2.L/R,MODE1,MODE2pins在電路內(nèi)部分別直接接到了VDD和VSSDummypins1.3GateICdiagram

掃描驅(qū)動電路示意圖TFTLCD邏輯緩沖放大器TFTLCD面板STVxVEEVGHOE&/XAOCPVL/R移位寄存器單顆GateIC電位轉(zhuǎn)移器IC1IC2IC3IC43.1SignaldefinitionCPV：gateIC的時(shí)鐘信號OE：當(dāng)OE=H時(shí)，所有output輸出low，當(dāng)OE=L時(shí)，output按時(shí)序正常輸出，可以避免相鄰兩天scanline相繼打開時(shí)，兩行數(shù)據(jù)之間的相互影響。/XAO：電壓檢測結(jié)果信號（電壓低于某一閾值時(shí)，/XAO=H，電壓高于某一閾值時(shí)，/XAO=L），通過resetIC產(chǎn)生；當(dāng)/XAO=L時(shí)，output按時(shí)序正常輸出，當(dāng)/XAO=H時(shí)，所有output輸出high，優(yōu)先級高于OE，主要用于關(guān)機(jī)的時(shí)候，打開panel上所有的TFT，讓面板的電荷放掉，防止出現(xiàn)關(guān)機(jī)殘影。STVx(x=1or2)：scanline開始line-by-line打開的始發(fā)脈沖信號掃描信號示意圖withoutOE掃描信號示意圖withOEApplicationdiagramShiftregisterLogicL/RSTV2STV1OEXAOTCONDC/DCChargePumpResetICVDDCPVSTVX/XAOVGHVEEGateICinternalTFT面板等效電路ShiftregisterShiftregisterShiftregisterShiftregisterLogicLogicLogicOE3.3Inputbuffer為什么需要此模塊？TCON送出的CPV信號需經(jīng)過Xboard到達(dá)GATEIC，而上一顆IC的信號要經(jīng)過玻璃上的走線送給下一顆IC，由于走線上存在寄生電阻、電容等，信號會被衰減，其驅(qū)動能力減弱，因此需要次模塊對信號進(jìn)行整形，增加其驅(qū)動能力。如右圖所示CPVfromTCONCPVtoICInputbuffer走線等效電路3.2shifterregister動作機(jī)理每經(jīng)過一個(gè)時(shí)鐘（此處的時(shí)鐘信號為CPV的上升沿）周期，便將其輸入級的邏輯狀態(tài)傳送到輸出級,從而成為下一級的輸入，對應(yīng)到TFT-LCD的操作方式就是周而復(fù)始的地打開或關(guān)閉掃線。時(shí)鐘信號CPV的作用控制每個(gè)移位寄存器輸出狀態(tài)的時(shí)間，即可循序的逐條輸出是否要開啟對應(yīng)掃描線的邏輯狀態(tài)。為什么需要L/R信號掃描驅(qū)動電路在現(xiàn)實(shí)面板中位置的擺放方式不確定，第一條掃描線也許在最上方，也可能在最下方，所以，考慮到驅(qū)動IC的通用性，將移位寄存器設(shè)計(jì)成上下兩個(gè)方向都可以掃描，由L/R信號來決定掃描的方向。

移位寄存器輸入輸出波形示意圖

Shiftrefister1Shiftrefister2Shiftrefister3Shiftrefister4CPVCPVSTVxShiftrefister1Shiftrefister2Shiftrefister3Shiftrefister43.3levelshift為什么需要電位轉(zhuǎn)移？通常，開關(guān)像素TFT所需的電壓20V以上和-5V以下，而我們的邏輯信號只有3V到0V左右levelshift可即時(shí)地將3V/0V的低電壓邏輯準(zhǔn)位，轉(zhuǎn)移到開關(guān)像素TFT所需要20V或以上的高開電壓與-5V或以下的低關(guān)電壓。如下圖所示.Shifterregister1Shifterregister1VDDVGHVEEVSSLSVDDVSSVSSVEEVGHLogicLSinputLSoutput3.4Outputbuffer為什么需要buffer電路考慮到掃描線的負(fù)載（具有很大的等效電阻和電容，如Applicationdiagram一頁中所示），若以電位移轉(zhuǎn)器的輸出直接驅(qū)動掃描線，驅(qū)動能力不夠，使電容的充放電時(shí)間增長，延遲時(shí)間增大，因此，需要再加上緩沖放大器，增加驅(qū)動能力；由于要放大的只是數(shù)字信號，如下圖所示，因此，只需要加一些偶數(shù)級（或奇數(shù)級）的數(shù)字反相器即可。ESD連接端子LevelshifterESDLevelshifter玻璃基板連接端子緩沖放大器示意圖（以偶數(shù)級為例）4.PowerON/OFFsequence考慮到IC電路內(nèi)部的latchup，應(yīng)用時(shí)，我們要保證電源上電和下電必須遵守以下順序poweron:VDD→VEE→VGHpoweroff:VGH→VEE→VDDSource電路介紹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電路介紹一、SourceIC的作用

將T-CON輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號二、下圖是COF電路的接法：雙向移位寄存器雙向移位寄存器數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫存器電位轉(zhuǎn)移器電位轉(zhuǎn)移器DACDACBufferBufferDIR(左右掃描控制)TP1(閂鎖信號)POL(極性反轉(zhuǎn)控制)CLK(水平方向時(shí)鐘信號)數(shù)據(jù)接收器視頻信號輸入RGBTFTLCDΤ校正參考電壓數(shù)位部分類比部分ApplicationdiagramS/RLatch1Latch2L/SDACBufferS/RLatch1Latch2L/SDACBufferS/RLatch1Latch2L/SDACBufferCLKDIRHsync逐一寫入第n條掃描線的數(shù)據(jù)儲存第n-1條掃描線的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信號Τ校正參考電壓PixelPixelPixelPixelPixelPixel第n-1條掃描線第n條掃描線ApplicationdiagramShiftregister作用：經(jīng)DIR控制移位寄存器的方向，以CLK、Hsync來控制逐一開啟數(shù)據(jù)暫存器，把顯示數(shù)據(jù)儲存到其中。CLK:SourceIC的時(shí)鐘信號DIR：控制移位寄存器的方向Hsync

:水平掃描同步信號應(yīng)用：面板的數(shù)據(jù)線的第一條有可能在最右方也有可能在最左方，為了增加datadriver的通用性，所以Shiftregister都設(shè)計(jì)成雙向的。DAC作用把數(shù)字信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用以驅(qū)動液晶顯示多種灰階的電壓。D5(MSB)D4D3D2D1D0(LSB)V0-V1-V63-V0+V1+V63+PolarityVoutV0-V1-V63-V0+V1+V63+D5(MSB)D4D3D2D1D0(LSB)PolarityVoutDAC架構(gòu)例圖(a)改變參考電壓源(b)兩組電壓選擇ExternalreferenceV0V1V2V3V4V5V6V7V8V9R0toR63R255toR192R191toR128R127toR64R63toR0R64toR127R128toR191R191toR255DAC1DAC2DAC383DAC384decoderICinternalPCBcircuitTCONboard簡介(6)Latch&LevelShifter

Latch作用：儲存一條掃描線上的數(shù)據(jù)。

Latch需要的數(shù)量：以6-bit的1024X768XGA的面板為例，需要

6-bitX1024XRGBX2組=36864個(gè)Latch。為什么需要Latch2？當(dāng)?shù)趎-1行掃描線上的像素開始充電時(shí)，就可以開始把第n行掃描線上的信號存儲到latch1上。如果沒有Latch2，只有等第n-1行掃描線上的像素充完電后，才能開始存儲第n行掃描線上的數(shù)據(jù)，浪費(fèi)了時(shí)間。為什么需要電位轉(zhuǎn)移？因?yàn)樵贒AC中，選擇gamma電壓時(shí)，打開相應(yīng)的MOS，3.3V電壓不夠，要提升到VAA，所以要加LS。Analogbuffer為什么需要buffer電路由于像素驅(qū)動電壓是靠電阻分壓的方式產(chǎn)生的，電阻的比例決定電壓，因此，在溫度改變或IC制程變動時(shí)，并不影響電壓分壓；然而，電阻的絕對值卻會影響功率消耗與驅(qū)動能力。所使用的電阻絕對值愈大，電阻分壓所消耗的功率越小，但愈容易受到負(fù)載的影響而使參考電壓改變，為了降低功率消耗，必須使用較高的電阻絕對值，并設(shè)法減小參考電壓的負(fù)載，所以需要加上緩沖放大器，增加驅(qū)動能力；由于要放大的是模擬信號，一般會使用運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)，輸出電壓與輸入電壓相同，但是具有更大的驅(qū)動能力。VinVddVssCloadVoutBuffer符號圖數(shù)據(jù)傳輸模式為什么使用差分信號在高頻率下傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(0V表示邏輯0，3.3V表示邏輯1)，會產(chǎn)生很高的電磁輻射能量干擾其他電子元件的正常運(yùn)作，所以減小電壓，降低EMI，但是受到外界的干擾很大，于是使用差分信號。+-+-+-受外部信號干擾+-+-+-發(fā)射磁場干擾外部差動信號傳輸示意圖VhighVlowT-CON電路介紹一、T-CON電路的要點(diǎn)1.PI電阻的選擇2.LVDS、MiniLVDS的匹配電阻選擇T-CON電路介紹一、T-CON電路的作用1.LVDS到Mini-LVDS的轉(zhuǎn)換2.產(chǎn)生source、gate等相關(guān)控制信號3.對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)關(guān)算法處理，如FRC、OD、ACCT-CON電路介紹FRC算法LVDS數(shù)據(jù)重排系統(tǒng)時(shí)鐘BIST畫面發(fā)生器存儲T-CONcode產(chǎn)生相關(guān)的控制信號，如POL、STV、LD相關(guān)配置寄存器T-CON電路介紹一、EEPROMEEPROM作用：T-CONCODET-CON