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LED液晶显示器的驱动原理
艾布纳科技有限公司
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 TFT LCD 本身结构上的操作原理来做介绍. 这次我们针对 TFT LCD 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(storage capacitor)储存 电容架构不同, 所形成不同驱动系统架构的原理.
Cs(storage capacitor)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Cs on gate与Cs on common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TFT LCD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. For personal use only in study and research; not for commercial use
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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, Cs on gate由 于不必像Cs on common一样, 需要增加一条额外的common走线, 所以它的开口 率(Aperture ratio)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Cs on gate的方式. 但是由于Cs on gate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Cs on gate与Cs on common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gate driver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Cs on gate的方式 的原因. For personal use only in study and research; not for commercial use 不得用于商业用途
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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
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