1、屏原理图简介屏原理图简介 2014年02月12日LCD驱动电路架构Control Board+X Board+Y BoardControl Board+X BoardX+C BoardX+C Board double scan COGGOAG0A+Dual GateGOA+Triple GateLCD PanelLCD cellY boardControl boardXL boardXR boardCOFFFCControl Board+X Board+Y BoardLCD PanelLCD cellControl boardXL boardXR boardControl Board+X Bo
2、ardLCD PanelLCD cellControl+X boardX+C(Control)BoardLCD PanelLCD cellControl+X boardX+C(Control)Board-Double scan COG(Chip On Glass)GOA(Gate On Array)LCD PanelLCD cellControl+X boardGOA+Dul gateLCD PanelLCD cellControl+X boardGOA+Triple gate屏框架图Gate Driver Board LVDS connectorDC-DCSource Driver Boar
3、d TCONOPVGHVGLVAA/VDAVcomGammaPower StructureVCC(12/5 V)VDDPower电路框架图Gate电路介绍ApplicationGate driver for TFT LCDFeatures 2-level output gate driver for TFT LCD panel 240/256/263/270 channel output selectable Maximum+40V output driving voltage Bi-directional data shift capability 200KHz maximum operat
4、ion frequency(由输入到输出的建立时间决定）High voltage CMOS process technology(IC所使用的工艺）TCP or COF 2.Pin map&definitionNote:1.Dummy pins 在应用中可以让其floating2.L/R,MODE1,MODE2 pins在电路内部分别直接接到了VDD和VSSDummy pins1.3 Gate IC diagram 扫描驱动电路示意图 TFT LCD 逻辑缓冲放大器TFT LCD 面板STVxVEEVGHOE&/XAOCPVL/R移位寄存器单颗 G a t e IC电位转移器IC1IC2IC3
5、IC43.1 Signal definitionCPV：gate IC的时钟信号OE：当OE=H时，所有output输出low，当OE=L时，output按时序正常输出，可以避免相邻两天scan line相继打开时，两行数据之间的相互影响。/XAO：电压检测结果信号（电压低于某一阈值时，/XAO=H，电压高于某一阈值时，/XAO=L），通过reset IC产生；当/XAO=L时，output按时序正常输出，当/XAO=H时，所有output输出high，优先级高于OE，主要用于关机的时候，打开panel上所有的TFT，让面板的电荷放掉，防止出现关机残影。STVx(x=1 or 2)：scan
6、line开始line-by-line打开的始发脉冲信号扫描信号示意图 without OE扫描信号示意图 with OEApplication diagramShift registerLogicL/R STV2 STV1OE XAOTCONDC/DCCharge PumpReset ICVDDCPVSTVX/XAOVGHVEEGate IC internalTFT 面板等效电路Shift registerShift registerShift registerShift registerLogicLogicLogicOE3.3 Input buffer为什么需要此模块？TCON 送出的CPV
7、信号需经过Xboard到达GATE IC，而上一颗IC的信号要经过玻璃上的走线送给下一颗IC，由于走线上存在寄生电阻、电容等，信号会被衰减，其驱动能力减弱，因此需要次模块对信号进行整形，增加其驱动能力。如右图所示CPV from TCONCPV to ICInput buffer走线等效电路3.2 shifter register动作机理每经过一个时钟（此处的时钟信号为CPV的上升沿）周期，便将其输入级的逻辑状态传送到输出级,从而成为下一级的输入，对应到TFT-LCD的操作方式就是周而复始的地打开或关闭扫线。时钟信号CPV的作用控制每个移位寄存器输出状态的时间，即可循序的逐条输出是否要开启对应
8、扫描线的逻辑状态。为什么需要L/R信号扫描驱动电路在现实面板中位置的摆放方式不确定，第一条扫描线也许在最上方，也可能在最下方，所以，考虑到驱动IC的通用性，将移位寄存器设计成上下两个方向都可以扫描，由L/R信号来决定扫描的方向。移位寄存器输入输出波形示意图 Shift refister1Shift refister2Shift refister3Shift refister4CPVCPVSTVxShift refister1Shift refister2Shift refister3Shift refister43.3 level shift为什么需要电位转移？通常，开关像素TFT所需的电压2
9、0V以上和-5V以下，而我们的逻辑信号只有3V到0V左右level shift可即时地将3V/0V的低电压逻辑准位，转移到开关像素TFT所需要20V或以上的高开电压与-5V或以下的低关电压。如下图所示.Shifter register1S h i f t e r register1VDDVGHVEEVSSLSVDDVSSVSSVEEVGHLogicLS inputLS output3.4 Output buffer为什么需要buffer电路考虑到扫描线的负载（具有很大的等效电阻和电容，如Application diagram 一页中所示），若以电位移转器的输出直接驱动扫描线，驱动能力不够，使电
10、容的充放电时间增长，延迟时间增大，因此，需要再加上缓冲放大器，增加驱动能力；由于要放大的只是数字信号，如下图所示，因此，只需要加一些偶数级（或奇数级）的数字反相器即可。ESD连接端子Level shifterESDLevelshifter玻璃基板连接端子缓冲放大器示意图（以偶数级为例）4.Power ON/OFF sequence考虑到IC电路内部的latch up，应用时，我们要保证电源上电和下电必须遵守以下顺序power on:VDDVEEVGH power off:VGHVEEVDD Source 电路介绍ApplicationSource driver for TFT LCDFeatu
11、resOutput:720/690/684/642 output channels.Power of LCD driving voltage:6.5 13.5V.Output dynamic range:0.2 VDDA-0.2V.Power consumption of analog circuit:15mA.Power for logic circuit:2.3 3.6V.6-bit resolution/64 gray scale.Dot and N-line inversion display function.VGMA1 VGMA14 for adjusting gamma corr
12、ection.Mini-LVDS input interface for low EMI.Minimum mini-LVDS input swing level(CLKP/N,DATAP/N)is 100mV VCC3.0V.Cascade function with bi-direction shift control.Package:COF.Source电路介绍一、Source IC的作用 将T-CON输出的数字信号转换为模拟信号二、下图是COF电路的接法：双向移位寄存器双向移位寄存器数据暂存器数据暂存器电位转移器电位转移器DACDACBufferBufferDIR(左右扫描控制)TP1(
13、闩锁信号)POL(极性反转控制)CLK(水平方向时钟信号)数据接收器视频信号输入RGBTFT LCD校正参考电压数位部分类比部分Application diagramS/RLatch 1Latch 2L/SDACBufferS/RLatch 1Latch 2L/SDACBufferS/RLatch 1Latch 2L/SDACBufferCLKDIRH sync逐一写入第n条扫描线的数据储存第n-1条扫描线的数据数据信号校正参考电压PixelPixelPixelPixelPixelPixel第n-1条扫描线第n条扫描线Application diagramShift register作用：经D
14、IR控制移位寄存器的方向，以CLK、H sync来控制逐一开启数据 暂存器，把显示数据储存到其中。CLK:Source IC的时钟信号DIR：控制移位寄存器的方向H sync:水平扫描同步信号应用：面板的数据线的第一条有可能在最右方也有可能在最左方，为了增加data driver的通用性，所以Shift register都设计成双向的。DAC 作用把数字信号数据转换成用以驱动液晶显示多种灰阶的电压。D5(MSB)D4D3D2D1D0(LSB)V0-V1-V63-V0+V1+V63+PolarityVoutV0-V1-V63-V0+V1+V63+D5(MSB)D4D3D2D1D0(LSB)Pol
15、arityVoutDAC架构例图(a)改变参考电压源(b)两组电压选择External referenceV0V1V2V3V4V5V6V7V8V9R0 to R63R255 to R192R191 to R128R127 to R64R63 to R0R64 to R127R128 to R191R191 to R255DAC1DAC2DAC383DAC384decoderIC internalPCB circuitTCON board 简介(6)Latch&Level Shifter Latch作用：储存一条扫描线上的数据。Latch需要的数量：以6-bit的1024 X 768 XGA的面
16、板为例，需要 6-bit X 1024 X RGB X 2组=36864 个 Latch。为什么需要Latch2？当第n-1行扫描线上的像素开始充电时，就可以开始把第n行扫描线上的信号存储到latch1上。如果没有Latch2，只有等第n-1行扫描线上的像素充完电后，才能开始存储第n行扫描线上的数据，浪费了时间。为什么需要电位转移？因为在DAC中，选择gamma电压时，打开相应的MOS，3.3V电压不够，要提升到VAA，所以要加LS。Analog buffer为什么需要buffer电路由于像素驱动电压是靠电阻分压的方式产生的，电阻的比例决定电压，因此，在温度改变或IC制程变动时，并不影响电压分
17、压；然而，电阻的绝对值却会影响功率消耗与驱动能力。所使用的电阻绝对值愈大，电阻分压所消耗的功率越小，但愈容易受到负载的影响而使参考电压改变，为了降低功率消耗，必须使用较高的电阻绝对值，并设法减小参考电压的负载，所以需要加上缓冲放大器，增加驱动能力；由于要放大的是模拟信号，一般会使用运算放大器来实现，输出电压与输入电压相同，但是具有更大的驱动能力。VinVddVssCloadVoutBuffer 符号图数据传输模式数据传输模式为什么使用差分信号 在高频率下传输数字数据(0V表示逻辑0，3.3V表示逻辑1)，会产生很高的电磁辐射能量干扰其他电子元件的正常运作，所以减小电压，降低EMI，但是受到外界
18、的干扰很大，于是使用差分信号。+-+-+-受外部信号干扰+-+-+-发射磁场干扰外部差动信号传输示意图VhighVlowT-CON电路介绍一、T-CON电路的要点 1.PI电阻的选择 2.LVDS、Mini LVDS的匹配电阻选择T-CON电路介绍一、T-CON电路的作用 1.LVDS到Mini-LVDS的转换 2.产生source、gate等相关控制信号 3.对视频数据进关算法处理，如FRC、OD、ACCT-CON电路介绍FRC算法LVDS数据重排系统时钟BIST画面发生器存储T-CON code产生相关的控制信号，如POL、STV、LD相关配置寄存器T-CON电路介绍一、EEPROMEEP
19、ROM作用：T-CON CODET-CON CODE包含 T-CON的Timing、ACC、FRC、OD二、屏驱动电路图片SourceGateX+C board屏电源电路图片BUCK电路Boost电路Charge pump电路Power电路框架图boostCharge pump Charge pump GammaVCOMbuckLDOT-CONGateSourceVinVAAVGHVGLVGVcomCell屏电源电路图片BUCK电路Boost电路Charge pump电路Gamma电路介绍一、Gamma电路为Source提供转换需要的电压二、下图是数字Gamma的接法GAMMA电路介绍一、Gamma电压 Gamma电压是灰阶的选取电压，决定灰阶的亮暗程度二、Gamma电路接法：Gamma电路是在Gamma IC里面内置DAC模块；一般由7个电压，分正负两组。GAMMA ICVCOM电路介绍一、VCOM电压 VCOM电压是CELL的参考电压，决定屏显示亮暗差异二、VCOM电路接法：VCOM电路是在Gamma IC里面内置运放T-CON 电路介绍一、EEPROM电路 在电压、T-CON控制信号正常情况下，可以检查EEPROM里面的程序二、TVS电路：TVS主要是防静电、保护T-CONEPPROM电路TVS电路TCL集团股份有限公司TCL创意感动生活谢 谢
