屏原理图介绍

屏原理图简介2014年02月12日LCD驱动电路架构ControlBoard+XBoard+YBoardControlBoard+XBoardX+CBoardX+CBoarddoublescanCOGGOAG0A+DualGateGOA+TripleGateLCDPanelLCDcellYboardControlboardXLboardXRboardCOFFFCControlBoard+XBoard+YBoardLCDPanelLCDcellControlboardXLboardXRboardControlBoard+XBoardLCDPanelLCDcellControl+XboardX+C(Control)BoardLCDPanelLCDcellControl+XboardX+C(Control)Board--DoublescanCOG(ChipOnGlass)GOA(GateOnArray)LCDPanelLCDcellControl+XboardGOA+DulgateLCDPanelLCDcellControl+XboardGOA+Triplegate屏框架图TFTLCDSource(OA)GateTimingControl&DataProcesserDC/DCAnalogDataControlSignalDigital(RGB)DataControlSignalClockDEData(6/8bits)H-Sync.V-Sync.GateDriverBoardLVDSconnectorDC-DCSourceDriverBoardTCONOPVGHVGLVAA/VDAVcomGammaPowerStructureVCC(12/5V)VDDPower电路框架图Gate电路介绍ApplicationGatedriverforTFTLCDFeatures2-leveloutputgatedriverforTFTLCDpanel240/256/263/270channeloutputselectableMaximum+40VoutputdrivingvoltageBi-directionaldatashiftcapability200KHzmaximumoperationfrequency(由输入到输出的建立时间决定）HighvoltageCMOSprocesstechnology(IC所使用的工艺）TCPorCOF2.Pinmap&definitionNote:1.Dummypins在应用中可以让其floating2.L/R,MODE1,MODE2pins在电路内部分别直接接到了VDD和VSSDummypins1.3GateICdiagram扫描驱动电路示意图TFTLCD逻辑缓冲放大器TFTLCD面板STVxVEEVGHOE&/XAOCPVL/R移位寄存器单颗GateIC电位转移器IC1IC2IC3IC43.1SignaldefinitionCPV：gateIC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scanline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resetIC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=1or2)：scanline开始line-by-line打开的始发脉冲信号扫描信号示意图withoutOE扫描信号示意图withOEApplicationdiagramShiftregisterLogicL/RSTV2STV1OEXAOTCONDC/DCChargePumpResetICVDDCPVSTVX/XAOVGHVEEGateICinternalTFT面板等效电路ShiftregisterShiftregisterShiftregisterShiftregisterLogicLogicLogicOE3.3Inputbuffer为什么需要此模块？TCON送出的CPV信号需经过Xboard到达GATEIC，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CPVfromTCONCPVtoICInputbuffer走线等效电路3.2shifterregister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Shiftrefister1Shiftrefister2Shiftrefister3Shiftrefister4CPVCPVSTVxShiftrefister1Shiftrefister2Shiftrefister3Shiftrefister43.3levelshift为什么需要电位转移？通常，开关像素TFT所需的电压20V以上和-5V以下，而我们的逻辑信号只有3V到0V左右levelshift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.Shifterregister1Shifterregister1VDDVGHVEEVSSLSVDDVSSVSSVEEVGHLogicLSinputLSoutput3.4Outputbuffer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Applicationdiagram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LevelshifterESDLevelshifter玻璃基板连接端子缓冲放大器示意图（以偶数级为例）4.PowerON/OFFsequence考虑到IC电路内部的latchup，应用时，我们要保证电源上电和下电必须遵守以下顺序poweron:VDD→VEE→VGHpoweroff:VGH→VEE→VDDSource电路介绍ApplicationSourcedriverforTFTLCDFeatures•Output: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@VCC3.0V.•Cascadefunctionwithbi-directionshiftcontrol.•Package:COF.Source电路介绍一、SourceIC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(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RGBTFTLCDΤ校正参考电压数位部分类比部分ApplicationdiagramS/RLatch1Latch2L/SDACBufferS/RLatch1Latch2L/SDACBufferS/RLatch1Latch2L/SDACBufferCLKDIRHsync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Τ校正参考电压PixelPixelPixelPixelPixelPixel第n-1条扫描线第n条扫描线ApplicationdiagramShiftregister作用：经DIR控制移位寄存器的方向，以CLK、Hsync来控制逐一开启数据暂存器，把显示数据储存到其中。CLK:SourceIC的时钟信号DIR：控制移位寄存器的方向Hsync: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datadriver的通用性，所以Shiftregister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)PolarityVoutDAC架构例图(a)改变参考电压源(b)两组电压选择ExternalreferenceV0V1V2V3V4V5V6V7V8V9R0toR63R255toR192R191toR128R127toR64R63toR0R64toR127R128toR191R191toR255DAC1DAC2DAC383DAC384decoderICinternalPCBcircuitTCONboard简介(6)Latch&LevelShifterLatch作用：储存一条扫描线上的数据。Latch需要的数量：以6-bit的1024X768XGA的面板为例，需要6-bitX1024XRGBX2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。Analogbuffer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