LED液晶显示器的驱动原理pxn

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1、LED液液晶显示示器的驱驱动原理理艾布纳科科技有限限公司前两次跟跟大家介介绍有关关液晶显显示器操操作的基基本原理理, 那是针针对液晶晶本身的的特性,与 TTFT LCDD 本身身结构上上的操作作原理来来做介绍绍. 这次我我们针对对 TFFT LLCD 的整 体系统统面来做做介绍, 也就就是对其其驱动原原理来做做介绍, 而其其驱动原原理仍然然因为一一些 架架构上差差异的关关系, 而有有所不同同. 首先我我们来介介绍由于于 Css(sttoraage cappaciitorr)储存存 电容容架构不不同, 所形形成不同同驱动系系统架构构的原理理.Cs(sstorragee caapaccitoor)

2、储储存电容容的架构构一般最常常见的储储存电容容架构有有两种, 分分别是CCs oon ggatee与Css onn coommoon这两两 种. 这这两种顾顾名思义义就可以以知道, 它它的主要要差别就就在于储储存电容容是利用用gatte走线线 或是是commmonn走线来来完成的的. 在上一一篇文章章中, 我曾曾提到, 储储存电容容主要是是为了 让充好好电的电电压,能能保持到到下一次次更新画画面的时时候之用用. 所以我我们就必必须像在在 CMMOS的的制程之之中, 利用用不同层层的走线线, 来形成成平行板板电容. 而而在TFFT LLCD的的制 程程之中, 则则是利用用显示电电极与ggatee

3、走线或或是coommoon走线线,所形形成的平平行板电电容,来来 制作作出储存存电容CCs. 图11就是这这两种储储存电容容架构, 从从图中我我们可以以很明显显的知道道, CCs oon ggatee由 于于不必像像Cs on commmonn一样, 需需要增加加一条额额外的ccommmon走走线, 所以以它的开开口 率率(Appertturee raatioo)会比比较大. 而而开口率率的大小小, 是影响响面板的的亮度与与设计的的重要 因素. 所所以现今今面板的的设计大大多使用用Cs on gatte的方方式. 但是是由于CCs oon ggatee的方 式, 它的的储存电电容是由由下一条条

4、的gaate走走线与显显示电极极之间形形成的.(请见见图2的的Cs on gatte与CCs oon ccommmon的的等效电电路) 而ggatee走线, 顾顾名思义义就是接接到每一一个TFFT 的的gatte端的的走线, 主主要就是是作为ggatee drriveer送出出信号, 来来打开TTFT, 好好让TFFT对显显示电极作作充放电电的动作作. 所以当当下一条条gatte走线线, 送出电电压要打打开下一一个TFFT时 , 便便会影响响到储存存电容上上储存电电压的大大小. 不过过由于下下一条ggatee走线打打开到关关闭的 时间很很短,(以10024*7688分辨率率, 660Hzz更新

5、频频率的面面板来说说. 一条ggatee走线打打开的 时间约约为200us, 而而显示画画面更新新的时间间约为116mss, 所以相相对而言言, 影响有有限.) 所所 以当当下一条条gatte走线线关闭, 回回复到原原先的电电压, 则CCs储存存电容的的电压, 也也会随之之 恢复复到正常常. 这也是是为什么么, 大多数数的储存存电容设设计都是是采用CCs oon ggatee的方式式 的原原因.至于 ccommmon 走线, 我们们在这边边也需要要顺便介介绍一下下. 从图 2 中中我们可可以发 现, 不管管您采用用怎样的的储存电电容架构构, CClc 的两端端都是分分别接到到显示电电极与 co

6、mmmonn. 既然液液晶是充充满在上上下两片片玻璃之之间, 而显显示电极极与 TTFT 都是位位在同 一片玻玻璃上, 则则 coommoon 电电极很明明显的就就是位在在另一片片玻璃之之上. 如此此一来, 由由 液晶晶所形成成的平行行板电容容 Cllc, 便是是由上下下两片玻玻璃的显显示电极极与 ccommmon 电极 所形成成. 而位于于 Css 储存存电容上上的 ccommmon 电极, 则则是另外外利用位位于与显显示电极极同一片玻璃璃上的走走线, 这跟跟 Cllc 上上的 ccommmon 电极是是不一样样的, 只不不过它们们最后都都 是接接到相同同的电压压就是了了.整块面板板的电路路

7、架构从图 33 中我我们可以以看到整整片面板板的等效效电路, 其其中每一一个 TTFT 与 CClc 跟 CCs 所所并联的的电容, 代代表一个个显示的的点. 而一一个基本本的显示示单元 pixxel,则需要要三个这这 样显显示的点点,分别别来代表表 RGGB 三三原色. 以以一个 10224*7768 分辨率率的 TTFT LCDD 来说说, 共共需要 10224*7768*3 个个这样的的点组合合而成. 整整片面板板的大致致结构就就是这样样, 然后 再藉由由如图 3 中中 gaate driiverr 所送送出的波波形, 依序序将每一一行的 TFTT 打开开, 好让整整排 的的 soour

8、cce ddrivver 同时将将一整行行的显示示点, 充电电到各自自所需的的电压, 显显示不同同的灰 阶. 当这这一行充充好电时时, ggatee drriveer 便便将电压压关闭, 然后后下一行行的 ggatee drriveer 便便将 电电压打开开, 再由相相同的一一排 ssourrce driiverr 对下下一行的的显示点点进行充充放电. 如如此依 序下去去, 当充好好了最后后一行的的显示点点, 便又回回过来从从头从第第一行再再开始充充电. 以 一个 10224*7768 SVGGA 分分辨率的的液晶显显示器来来说, 总共共会有 7688 行的的 gaate 走线, 而而 soo

9、urcce 走走线则共共需要 10224*33=30072 条. 以一一般的液液晶显示示器多为为 600Hz 的更新新频 率率来说, 每每一个画画面的显显示时间间约为 1/660=116.667mss. 由于画画面的组组成为 7688 行的的 gaate 走线, 所以以分配给给每一条条 gaate 走线的的开关时时间约为为 166.677ms/7688=211.7uus. 所 以在图图 3 gatte ddrivver 送出的的波形中中, 我们就就可以看看到, 这些些波形为为一个接接着一个个 宽度度为 221.77us 的脉波波, 依序打打开每一一行的 TFTT. 而 ssourrce dri

10、iverr 则在在这 221.77us 的 时时间内, 经经由 ssourrce 走线, 将将显示电电极充放放电到所所需的电电压, 好显显示出相相对应的的灰阶.面板的各各种极性性变换方方式 由由于液晶晶分子还还有一种种特性,就是不不能够一一直固定定在某一一个电压压不变, 不不然时间间久了, 你你即使将将电压取取消掉, 液液晶分子子会因为为特性的的破坏, 而而无法再再因应电电 场的的变化来来转动, 以以形成不不同的灰灰阶. 所以以每隔一一段时间间, 就必须须将电压压恢复原原 状, 以以避免液液晶分子子的特性性遭到破破坏. 但是是如果画画面一直直不动, 也也就是说说画面一一 直显显示同一一个灰阶阶

11、的时候候怎么办办? 所以液液晶显示示器内的的显示电电压就分分成了两两种极性性, 一个是是正极性性, 而另一一个是负负极性. 当当显示电电极的电电压高于于 coommoon 电电极 电电压时, 就就称之为为正极性性. 而当显显示电极极的电压压低于 commmonn 电极极的电压压时, 就 称之为为负极性性. 不管是是正极性性或是负负极性, 都都会有一一组相同同亮度的的灰阶. 所所以当 上下两两层玻璃璃的压差差绝对值值是固定定时, 不管管是显示示电极的的电压高高, 或是 commmonn 电极极的电压压高, 所表表现出来来的灰阶阶是一模模一样的的. 不过这这两种情情况下, 液液晶分子子 的转转向却

12、是是完全相相反, 也就就可以避避免掉上上述当液液晶分子子转向一一直固定定在一个个方 向向时, 所造造成的特特性破坏坏. 也就是是说, 当显显示画面面一直不不动时, 我我们仍然然可以藉藉 由正正负极性性不停的的交替, 达达到显示示画面不不动, 同时时液晶分分子不被被破坏掉掉特性的的结 果果. 所以当当您所看看到的液液晶显示示器画面面虽然静静止不动动, 其实里里面的电电压正在在不停 的作更更换, 而其其中的液液晶分子子正不停停的一次次往这边边转, 另一一次往反反方向转转呢!图 4 就是面面板各种种不同极极性的变变换方式式, 虽然有有这么多多种的转转换方式式, 它们 有一个个共通点点, 都是在在下一

13、次次更换画画面数据据的时候候来改变变极性. 以以 600Hz 的更新新 频率率来说, 也也就是每每 166ms, 更更改一次次画面的的极性. 也也就是说说, 对于同同一点而而言, 它的极极性是不不停的变变换的. 而而相邻的的点是否否拥有相相同的极极性, 那可可就依照照不同的的 极性性转换方方式来决决定了. 首首先是fframmeinnverrsioon 它它整个画画面所有有相邻的的点, 都是是拥有相相同的极极性. 而 roww innverrsioon 与与 coolummn iinveersiion 则各自自在相邻邻的行与与列 上上拥有相相同的极极性. 另外外在 ddot invverssi

14、onn 上, 则是是每个点点与自己己相邻的的上下左左右四个个点, 是不不一样的的极性. 最最后是 dellta invverssionn, 由于它它的排列列比较不不一样, 所所 以它它是以 RGBB 三个个点所形形成的 pixxel 作为一一个基本本单位, 当当以 ppixeel 为为单位时时, 它 就就与 ddot invverssionn 很相相似了, 也也就是每每个 ppixeel 与与自己上上下左右右相邻的的 piixell,是使使 用不不同的极极性来显显示的.Commmon 电极的的驱动方方式图 5 及图 6 为为两种不不同的 Commmonn 电极极的电压压驱动方方式, 图 5 中

15、中 Coommoon电极极的电压压是一直直固定不不动的, 而而显示电电极的电电压却是是依照其其灰阶的的不同, 不不停 的的上下变变动. 图 5 中中是 2256 灰阶的的显示电电极波形形变化, 以以 V00 这个个灰阶而而言, 如果果 您要要在面板板上一直直显示 V0 这个灰灰阶的话话, 则显示示电极的的电压就就必须一一次很高高, 但但是另一一次却很很低的这这种方式式来变化化. 为什么么要这么么复杂呢呢? 就如同同我们前前面 所所提到的的原因一一样, 就是是为了让让液晶分分子不会会一直保保持在同同一个转转向, 而导导致物 理特性性的永久久破坏. 因因此在不不同的 fraame 中, 以 V0 这个灰灰阶来说说, 它的显显示电极极 与 commmonn 电极极的