驱动IC介绍(TFT-LCD).
tft lcd工作原理
tft lcd工作原理
TFT（薄膜晶体管）LCD（液晶显示器）是一种基于薄膜晶体
管技术的液晶显示器。
其工作原理如下：
1. 像素结构：TFT LCD由一系列的像素组成，每个像素都包
含了红、绿、蓝三个基色的液晶单元和一个薄膜晶体管。
液晶单元根据电压的变化来控制光的透过程度，从而实现颜色的显示。
薄膜晶体管则负责控制电流的开关。
每个像素中的液晶单元和薄膜晶体管都被附着在透明的玻璃基板上。
2. 薄膜晶体管的作用：薄膜晶体管是TFT LCD的核心部件，
它负责控制电流的开关。
当电流通过薄膜晶体管时，它会改变液晶单元的电场，从而改变其透光性质。
薄膜晶体管的开关控制是通过将其上的栅极电压调高或调低来实现的，进而控制液晶单元的透光程度。
3. 光的透过过程：当液晶单元处于关闭状态时，它不能透过光，显示为黑色。
当液晶单元处于开启状态时，根据电场的变化，液晶分子会重新排列，使光线通过透射，显示为不同的颜色和亮度。
4. 控制信号：为了控制TFT LCD的每个像素，需要向每个像
素提供控制信号。
这些控制信号是通过一些线路和电路驱动器传递的，以确保每个像素都能准确显示所需的颜色和亮度。
总结来说，TFT LCD的工作原理是通过控制薄膜晶体管来调
节液晶单元的透光性质，从而显示不同的颜色和亮度。
通过像
素的排列和控制信号的传递，TFT LCD可以呈现出清晰、亮丽的图像。
TFT_LCD液晶显示器的驱动原理详解
TFT_LCD液晶显示器的驱动原理详解TFT液晶显示器是一种广泛应用于电子产品中的显示技术，它具有亮度高、色彩鲜艳、对比度高等特点。
其驱动原理涉及到液晶分子的操控和信号的产生，下面将详细介绍TFT_LCD液晶显示器的驱动原理。
TFT液晶显示器的基本构造是将两块玻璃基板之间夹上一层液晶材料并加上一层透明导电材料形成液晶屏幕。
液晶是一种具有各向异性的有机材料，其分子有两种排列方式：平行排列和垂直排列。
平行排列时液晶分子可以使光线通过，垂直排列时则阻止光线通过。
这种液晶分子的特性决定了TFT液晶显示器的驱动原理。
TFT液晶显示器的显示过程是通过将电信号施加到液晶分子上来实现的。
在TFT液晶显示器中，每个像素都有一个薄膜晶体管（TFT）作为驱动器，这个晶体管可以控制液晶分子的排列方式。
当电压施加到晶体管上时，晶体管会打开，液晶分子垂直排列，使得背光通过液晶层后被过滤器颜色选择，从而显示对应的颜色。
当电压不再施加到晶体管上时，晶体管关闭，液晶分子平行排列，背光被完全阻挡，形成黑色。
为了产生详细的图像，TFT液晶显示器采用了阵列式的组织结构。
在每个像素之间有三个基色滤光片，分别为红色、绿色和蓝色。
液晶层上的每个像素都与一个TFT晶体管和一个电容器相连。
当电压施加到TFT晶体管上时，电容器会积蓄电荷，触发液晶分子的排列，从而控制对应像素的颜色。
在驱动原理的实现过程中，TFT液晶显示器需要一个控制器来产生电信号。
控制器通过一个复杂的算法，将输入的图像数据转化为适合TFT液晶显示器的电信号，以实现图像的显示。
控制器还负责对TFT晶体管进行驱动，为每个像素提供适当的电压。
另外，TFT液晶显示器还需要背光模块来提供光源。
背光模块通常使用冷阴极荧光灯（CCFL）或者白色LED来产生光线。
背光通过液晶分子的排列方式来调节光的透过程度，从而形成不同的颜色。
为了提供更好的显示效果，在TFT液晶显示器中还需要增加背光的亮度和对比度的调节功能。
关于TFT-LCD驱动IC市场分析
关于TFT-LCD驱动IC市场分析TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）驱动集成电路（IC）市场一直在不断发展壮大，成为现代电子产品中不可或缺的关键元件之一。
TFT-LCD驱动IC市场的增长主要受到消费电子产品的普及和需求的推动。
随着智能手机、平板电脑、电视等电子产品的普及，TFT-LCD显示技术得到了广泛应用。
TFT-LCD驱动IC作为控制液晶显示器的核心元件，起着关键作用。
它负责控制液晶显示器中的每个像素点，并将图像数据转化为电压信号，使得液晶分子能够按照指定的方式排列，从而实现图像显示。
TFT-LCD 驱动IC的性能和稳定性直接影响着显示器的图像质量和使用体验。
TFT-LCD驱动IC市场主要受到消费电子产品市场的影响。
随着智能手机、平板电脑等移动设备的普及，对于TFT-LCD驱动IC的需求也在不断增加。
此外，高清、大屏、曲面等新一代显示技术的兴起，对于TFT-LCD驱动IC的功能和性能提出了更高的要求，市场需求量进一步扩大。
目前，TFT-LCD驱动IC市场竞争激烈，主要厂商包括台湾的友达光电、群创光电、英业达等，以及大陆的维信诺、深天马等。
这些厂商通过不断提升产品技术和质量，扩大产能规模，降低成本，加强市场营销等手段来提高竞争力。
同时，新兴市场如智能手表、AR/VR设备等也为TFT-LCD驱动IC市场提供了新的增长点。
然而，TFT-LCD驱动IC市场也面临一些挑战。
首先，市场竞争激烈，厂商之间的价格战导致利润空间变小。
其次，技术更新换代快，对于厂商来说需要不断进行研发和创新，以适应市场需求的变化。
此外，液晶显示技术的竞争对手如OLED（有机发光二极管）等也在崛起，对于TFT-LCD驱动IC市场构成一定压力。
总的来说，TFT-LCD驱动IC市场具有广阔的发展前景。
随着消费电子产品市场的不断扩大和技术的不断创新，TFT-LCD 驱动IC的需求将持续增长。
同时，厂商们也需要在技术、质量、成本等方面做出努力，以保持竞争力，抢占市场份额。
TFTLCD显示原理及驱动介绍
TFTLCD显示原理及驱动介绍TFTLCD是一种液晶显示技术，全称为Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，即薄膜晶体管液晶显示器。
它是目前应用最广泛的显示器件之一，被广泛应用在电子产品中，如手机、平板电脑、电视等。
TFTLCD显示屏是由数百万个像素点组成的，每个像素点又包含红、绿、蓝三个亚像素。
这些像素点由一层薄膜晶体管（TFT）驱动。
薄膜晶体管是一种微型晶体管，位于每个像素点的背后，用来控制液晶材料的偏振状态。
当电流通过薄膜晶体管时，液晶分子会受到电场的影响，从而改变偏振方向，使光线在通过液晶层时发生偏转，从而改变像素点的亮度和颜色。
TFTLCD显示屏需要配备驱动电路，用来控制TFT晶体管的电流，以控制液晶分子的偏振状态。
驱动电路通常由一个控制器和一组电荷泵组成。
控制器负责接收来自外部的指令，通过电荷泵为晶体管提供适当的电流。
电荷泵可以产生高电压和低电压，从而控制液晶分子的偏振状态。
控制器通过一组驱动信号，将指令传递给TFT晶体管，控制像素点的亮度和颜色。
TFTLCD驱动器是用来控制TFTLCD显示屏的硬件设备，通常与控制器紧密连接。
驱动器主要负责将控制器发送的信号转换为液晶的电流输出，实现对像素点的亮度和颜色的控制。
驱动器还负责控制像素点之间的互动，以实现高质量的图像显示。
1.扫描电路：负责控制像素点的扫描和刷新。
扫描电路会按照指定的频率扫描整个屏幕，并刷新像素点的亮度和颜色。
2.数据存储器：用于存储显示数据。
数据存储器可以暂时保存控制器发送的图像数据，以便在适当的时候进行处理和显示。
3.灰度调节电路：用于调节像素点的亮度。
通过调节像素点的电流输出，可以实现不同的亮度效果。
4.像素点驱动电路：负责控制像素点的偏振状态。
像素点驱动电路会根据控制器发送的指令，改变液晶分子的偏振方向，从而改变像素点的亮度和颜色。
5.控制线路：用于传输控制信号。
控制线路通常由一组电线组成，将控制器发送的信号传输到驱动器中，以控制整个显示过程。
TFT-LCD驱动原理_一目了然ppt课件
Item VDD DVDD AVDD Von Voff Vcom Vref
Description 系统输入电压。 各IC的工作电压。 模拟电源 TFT打开电压，该电源为正电源。 TFT关闭电压，该电源为负电源。 像素公共电压 为Gamma 模块提供参考
12
32inch 实测值 11.95 3.32V 16.3V 26.2V -8.15V 7.37V
9
品保客服中心
2.驱动原理框图
VCOM & Gamma T/CON Connector
DC/DC
10
品保客服中心
2.驱动原理框图 – PCB驱动模块 Power Block
VDD
Data Block
DC/DC
MLG Vcom Gamma
DATA
T/CON
11
Source-D-IC Gate-D-IC
Mini-LVDS load,mpol
DVDD （3.3V）
data
AVDD, DVDD Source driver IC
LVDS data
Von（26.3V）, Voff(-8V)
DVDD （3.3V）
Timing Controller
stv,cpv
Gate driver
IC
LC Cs Vcom
Vcom
255
254
用非线性的灰阶
100 △ Y/Y=1/100=1% 99
100 99
10
9
△ Y/Y=1/100=10%
10 9
0 0
20
品保客服中心
4. Gamma Reference
人脑的亮度感觉
Human Eyes
TFT_LCD驱动原理简介
上海天马
9Bit CPU Interface
上海天马
8Bit CPU Interface
上海天马
CPU Interface
D[15:0]
CS,RD,WR,RS
LCD Panel
驱 动 IC
FMARK RESET
F P C
VCC,IOVCC,GND
Aging board
51 Board /fpga board
SPI Interface Timing-Write
上海天马
SPI Interface Timing-Read
上海天马
RGB TIMING-DE Mode
Pre Frame One Frame Next Frame CLK DE
last line 1050 CLK 12*525=6300 CLK 272*525=142800 CLK 1050 CLK
DATA
Invalid Data
1st line
2nd line
271 line
last line
Invalid Data
Total 525 CLK Per line CLK DE
2 CLK 43 CLK
480 CLK
2 CLK
DATA
Invalid Data
1 2 3 4 5 480 pixels per line
480
Invalid
上海天马
THE END
Q&A
LEDA, LEDK1, LEDK2, LEDK3, LEDK4
BLU LCM_ID
XL,XR,YU,YD
TP
上海天马
18/16Bit Register读写
液晶显示器LCD驱动IC基础知识
Gate
n+ a-Si i a-Si
Gate insulator SiNx
Passivation SiNx
Glass
13
Data
Pixel
第13页，共30
TFT LCD 的基本结构
14
4. TFT LCD整体结构 TFT LCD驱动原理
如果为single IC也是包含两部 分，gate driver and source driver.
• 基本上，LCD是藉由电场加于液晶，改 变其双折射现像，并配合偏光片来决定 光的路径。以显示出对比，并利用color filter来呈现出色彩。
第4页，共30页
显示的基本原理
5
1. 偏光板的使用：使用偏光片，可决定光的行进路线。
第5页，共30页
显示的基本原理
6
2. Rubbing的定向：可使液晶分子呈现规则的排列
讯号输入
ACF & 导电粒子
Driver IC TFT 玻璃
第14页，共30
15
Outline
Driver IC的基本概念
1. Gate Driver 2. Source Driver
第15页，共30
Gate IC
1. The introduction of Gate driver
• Also Scan driver or Row driver
第8页，共30页
9
那么LCD (Liquid cystal display)通过什 么样的方式外加一个电场，改变液晶原有 的扭转排列状态。
第9页，共30页
10
Outline
TFT LCD基本结构
1. TFT 基本的剖面图 2. TFT LCD等效电路 3. TFT LCD内部Device的截面图 4. TFT LCD整体结构
TFT-LCD技术简介
TFT-LCD技术简介TFT-LCD技术1 TFT LCD技术发展历史晶体管的发明对半导体⾏业来说，是个划时代的事件。
作为晶体管的⼀种，TFT的发明是在与LCD没有任何联系的情况下发⽣的。
1971年，虽然有⼈提出⽤TFT驱动LCD的概念，但是并没有引起⼈们的注意。
直到1979年，开发出了TFT LCD，但是当时由于⽤⽆源矩阵的⽅法也可以驱动100条左右的扫描线，因此还是很多⼈对TFT LCD没有看好。
在LCD画⾯的数⼗万个画素上都作TFT，在当时的半导体技术⽔平来看，简直是“痴⼈做梦”。
进⼊80年代以后，在TN模式LCD上很难实现显⽰更多信息量的要求，因此很多⼈（LCD技术⼈员，⽽不是半导体技术⼈员）在液晶材料和液晶模式上想找出答案。
1983年左右，⼈们终于找到了答案—新的液晶模式STN LCD。
由于STN模式⾮常巧妙的解决了TN模式在100条扫描线以上出现画质急剧下降的问题，整个LCD业界⼏乎都投⼊到STN技术开发和产品开发。
80年⼤后期，市场上⼤量出现了STN产品，还出现了类似于笔记本电脑的⽂字处理器（Word Processor）。
但是对于彩⾊化、液晶电视等新的需求，STN模式显然⼒不从⼼（响应速度慢，灰度表⽰较困难）。
很多技术⼈员开始转向新的解决⽅法。
虽然TFT LCD 的技术开发没有停⽌过，但是整个LCD业界开始把⽬光转向TFT LCD还是上个世纪80年代中期以后的事。
上个世纪80年代正好是⽇本半导体⾏业的全盛期，⽽且⽐较有趣的是⼏乎所有的拥有半导体部门的⽇本企业都参与了TFT LCD产业。
因为TFT的⼯艺与DRAM有很⼤的类似性，因此虽然没有LCD的技术储备，⽇本很多半导体企业还是参与了这个⾏业。
其实韩国的三星电⼦、LG飞利浦、现代都拥有或拥有过半导体部门；台湾的TFT LCD企业（友达）也与半导体有关系。
下⾯的两个表各⾃描述TFT的技术发展史和LCD的技术发展史。
在1971年TFT技术和LCD技术曾经有过交点，但是没有“成功”的结合；到了1981年开始这两个技术才真正结合并开始发芽开花了。
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補償電壓:補償gate driver輸出電壓關閉時因為 feed through的關係顯示電極的電壓受到影響
9
雙脈波三階驅動
OUT 1
OUT 2
提供愈來愈高的解析度需求
預將電壓充到一定準位 減少真正充電時所需的時間
10
Gate driver framework
Output Ckts Level shifter
以便各個輸出的取樣暫存器能從Data bus上抓到 相對應的資料 Data input種類: CMOS, RSDS, LVDS 為了降低驅動晶片的工作頻率，常見的S Driver都採用雙畫素輸入，單畫素輸出的Driver 一次送出的顯示資料是三筆分別送到3個不同的 channel ，同理雙畫素輸入的Driver，為6個輸出 為一組。
32
Gamma電壓
Gamma 1 Gamma 2 Gamma 3 Gamma 4 Gamma 5
Common Gamma 6
Gamma 7 Gamma 8 Gamma 9 Gamma 10
00
40
80
FF
33
N TO 1 Selector
N TO 1 Selector的主要功能？
以6 bit source driver來說，一般外部的參 考電壓只有5到9組，經由N TO 1 Selector 內部的電阻分壓成64灰階用的參考電壓， 且由hold register送來的data控制所有的開 關電路。
28
Dual
Clock SPI Data R 1
………… …………
Data G 1
Data B 1
Data R 2
………… …………
…………
Data G 2
Data B 2
SPO SPI Data R 1
…………
29
Hold register
當sample register填滿後，送出Latch signal，把sample register的信號送到Hold register中。 為什麼要用到2個暫存器？
23
Source driver的驅動原理
Source driver由8到10個驅動晶片串聯起來，
以便同時 對一行的TFT作充放電 需要clock作同步的動作，好讓Controller將欲 顯示的畫面資料，依序送到Source driver上 SPI起始信號依序啟動每一顆Source driver， 抓取匯流排上的資料 第一driver抓完後便送SPO信號到下一顆IC 全部IC都抓完資料，Gate driver把相應的 一行 TFT打開，送入LS信號，將相對應的灰階電put buffer
Gamma voltage
N to 1 selector
Level shifter
Analog Part
Latch signal
Holder register
Digital Part
Holder register是3.3V，輸出部分要用到 10~15V，所以用Level shifter來完成升壓
Shift direction Start pulse
Bi-directional shifter register
Clock Start pulse
11
Gate driver framework
Output Ckts
Level shifter Shift direction Start pulse
24
Source driver的驅動步驟
LCD Panel
IC1 IC2 IC3 IC n
LCD Controller
25
Source driver基本架構
LCD Panel
Output buffer
Gamma voltage
N to 1 selector Level shifter
Analog Part
19
各種解析度所需的顯示規格
20
各解析度所需的Source IC 工作頻率
How to get the standard pixel clock?
21
SVGA的顯示畫面規格
1056
Blanking
628
Active field 800*600
Blanking
Why it need blanking?
2
Contents
Gate Driver
Functions Driving method Framework Gate RC delay
Source Driver
Functions
Discussion
3
The functions of gate driver
•將液晶面板上的電晶體一行一行的依序打開，好讓 SOURCE DRIVER將位於液晶面板上的CLC和Cs充電到所 要的電位
N to 1 selector
Negative buffer Even OP
37
That’s all !
就醬啦
38
34
N TO 1 Selector structure
V0 V1 V2 V3
….
Output Buffer
VV 61 62 V62 V63
各灰階gamma電壓
35
Output buffer
目前大部分LCD採用dot inversion，面板
上相鄰的兩點，其輸出極性相反，因此把 驅動晶片的輸出以兩個為一組，由一對各 自負責正與負極性輸出的Output buffer來 輸出。
+ + -
+ + -
+ + 15
TFT LCD driving method
Why we need many driving methods? How to change the driving method?
Two line的缺點
One line的缺點 如何調整驅動方式?
16
Two/ One line的缺點
31
LCD Panel
Output buffer
Gamma voltage
N to 1 selector
Level shifter
Analog Part
Level shifter升壓到10V後，由N to 1 selector選擇是當的Gamma電壓，給Output buffer作參考電壓。 Output buffer為unit gain Amp ，所以會輸出相同的電壓到LCD 面板。
Latch signal
Holder register Sample register
Digital Part
Data input Start pulse
Data Latch
Data bus
Bi-directional shifter register
26
Bi-directional shifter register
TFT LCD 驅動晶片介紹
2018/10/22
1
The Block Diagram of the TFT LCD Module
TFTLCD Module
Data Driver RGB Timing Controller Scan Driver
TFT-LCD PANEL
CLK Hsx Vsx
CCFL Backlight
主要功能: 選擇輸入的顯示資料要送到哪一 個取樣暫存器 雖然source driver的輸出高達384個, 但是 它的輸入只有1~2像素, 所以才需要移位暫 存器來啟動不同輸出內的取樣暫存器, 取樣 暫存器從data bus上抓取相對應於此輸出 的顯示資料
27
Data Latch
主要功能: 將Data input信號放到Data bus上,
14
TFT LCD driving method
One line Two lines One + Two Line
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
+ + -
4
Gate的電壓波形
Gate 1 Frame Time Time
2
3
N
5
各種解析度所需的顯示規格
6
Driving method
二階驅動 三階驅動 雙脈波三階驅動
7
二階驅動
Clock
SPI
OUT 1 OUT 2
…
OUT n SPO SPI OUT 1
OUT 2
…
8
三階驅動
OUT 1
OUT 2
Bi-directional shifter register
Clock Start pulse
依照輸入clock產生循序輸出的脈波 讓設計更有彈性，可選擇由上到下或由下到上一行一行打開
12
Gate driver framework
Output Ckts
Level shifter
Shift direction Start pulse Clock
1-LINE : 2-LINE :