TFT驱动原理 ppt课件
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半导体器件物理--薄膜晶体管(TFT) ppt课件
自热应力
BTS(bias temperature stress)：VG=VD=30 V, T=55 oC;
应力作用产生缺陷态，引起C-V曲线漂移. 16 ppt课件
6. p-Si TFF的改性技术 （1）非晶硅薄膜晶化技术-----更低的温度、更大的晶粒, 进一步提高载流子迁移率. （2）除氢技术----改善稳定性. （3）采用高k栅介质----降低阈值电压和工作电压. （4）基于玻璃或塑料基底的低温工艺技术(<350 oC).
对于恒定的VDS,VGS越大,则
沟道中的可动载流子就越多,
沟道电阻就越小,ID就越大.
即栅电压控制漏电流.
对于恒定的VGS,当VDS增大时，沟道厚度从源极到漏极逐渐变 薄, 引起沟道电阻增加,导致IDS增加变缓.当VDS＞VDsat时,漏极 被夹断,而后VDS增大，IDS达到饱和.
8 ppt课件
TFT的工作原理
低载流子 迁移率
稳定性和 可靠性
TFT发展过程中遭遇 的关键技术问题？
低成本、大面 积沉膜
低温高性能半 导体薄膜技术
挑战：在玻璃或塑料基底上生长出单晶半导体薄膜！
5 ppt课件
TFT的种类
按采用半导体材料不同分为： 硅基:非晶Si-TFT,多晶硅-TFT
无机TFT 化合物:CdS-TFT,CdSe-TFT 氧化物:ZnO-TFT
V
th)V
d
1 2
V
2 d
]
(V d V g V th) …….（3）
当Vd<<Vg时,(3)式简化为I d
W L
Ci (V g V th)V d
在饱和区(Vd>Vg-Vth),将Vd＝Vg-Vth代入(3)式可得：
BTS(bias temperature stress)：VG=VD=30 V, T=55 oC;
应力作用产生缺陷态，引起C-V曲线漂移. 16 ppt课件
6. p-Si TFF的改性技术 （1）非晶硅薄膜晶化技术-----更低的温度、更大的晶粒, 进一步提高载流子迁移率. （2）除氢技术----改善稳定性. （3）采用高k栅介质----降低阈值电压和工作电压. （4）基于玻璃或塑料基底的低温工艺技术(<350 oC).
对于恒定的VDS,VGS越大,则
沟道中的可动载流子就越多,
沟道电阻就越小,ID就越大.
即栅电压控制漏电流.
对于恒定的VGS,当VDS增大时，沟道厚度从源极到漏极逐渐变 薄, 引起沟道电阻增加,导致IDS增加变缓.当VDS＞VDsat时,漏极 被夹断,而后VDS增大，IDS达到饱和.
8 ppt课件
TFT的工作原理
低载流子 迁移率
稳定性和 可靠性
TFT发展过程中遭遇 的关键技术问题？
低成本、大面 积沉膜
低温高性能半 导体薄膜技术
挑战：在玻璃或塑料基底上生长出单晶半导体薄膜！
5 ppt课件
TFT的种类
按采用半导体材料不同分为： 硅基:非晶Si-TFT,多晶硅-TFT
无机TFT 化合物:CdS-TFT,CdSe-TFT 氧化物:ZnO-TFT
V
th)V
d
1 2
V
2 d
]
(V d V g V th) …….（3）
当Vd<<Vg时,(3)式简化为I d
W L
Ci (V g V th)V d
在饱和区(Vd>Vg-Vth),将Vd＝Vg-Vth代入(3)式可得：
TFT驱动原理
Equivalent Circuit of a Panel
I
Innovation
9
Pixel Structure of TFT LCDs
Sm
Sm Gn
I
Innovation
Gn
Cst
Clc COM
Cst
Clc COM
Gn+1
Gn+1
面板的各種極性變換方式
Frame N
I
Innovation
Frame N
….
V3 V2 V1 V0
V252 V253
V254 V255 Frame N+2
….
Common 電極的電壓
I
Gray Scale Voltage
V64 V48 V32
V16 V0
Innovation
V16
Vcom
V32
100%
Transmittance(%)
V48
V64
Voltage
V16 V32 V48 V64
TFT LCD Module Structure
I
Innovation
Page 3
Transmission type LCD panel
I
Innovation
上偏光片
彩色濾光片
液晶層
TFT Turn OFF
TFT Turn ON
~
~
TFT基板
下偏光片
背光源
LC TYPE
* TN & STN : 正形液晶
Frame N V255 V254 V253 V252 V2 V3 V1 V0
V252 V253 V254 V255 Frame N+1
TFT组件的结构与原理PPT(18张)
畫素電極上的電壓成為正負對稱
的波形，使直流位準的電壓降誤
差到最小值。
14
儲存電容
Vg 目的：降低TFT關閉時，因Cgs所引 起的
畫素電壓變化(Voltage Offset)。
線
Source
Vs Gate 線
G
Cgs
DS
Cst
CLC
Com
A
Vg VS
A’
A
A’
畫素電壓
V
15
TFT-LCD關於Array之重要參數
3.在必要時可將保持電容與液晶電容並聯，以改善其保持 特性。
6
掃描線
信
G
號
線
SD
RON ROFF
液晶
保持電容
1.上圖為TFT一個畫素的等效電路圖，掃描線連接同一列 所有TFT閘極電極，而信號線連接同一行所有TFT源極 電極。
2.當ON時信號線的資料寫入液晶電容，此時，TFT元件成 低阻抗(RON)，當OFF時TFT元件成高阻抗(ROFF)，可防 止信號線資料的洩漏。
3.一般RON與ROFF電阻比至少約為105以上。
7
認識 TFT
D
S
D
SD
S
G
G
G
1. TFT為一三端子元件。 2.在LCD的應用上可將其視為一開關。 3.為何要採 Inverted Staggered 之結構？
8
TFT元件的運作原理
VSD
D
S
VGS > Vth
G
D
S
(1)Vgs>Vth：訊號讀取
TFT元件結構及原理
1
TFT-LCD的面板構造
2
Array面板說明
TFT驱动原理
影响Ids之重要参数 1. Vth 2. Vgs
LOGO
TFT讯号的读取与保持
Vds
讯号读取
Vgs
S
D
D
S
G
D
S
CLC
G
com
G
1、故TFT组件可看成开关,当VGS>Vth则ON,当VGS<Vth则 OFF 。
２、TFT组件在Gate—Source间给予适当的电压 (注：VGS>起始 电压Vth),使通道感应出电子而使得源极(Source)汲极(Drain)导通 。从而就可以讯号写入，也就是TFT读取了讯号．
LOGO
等效后的电路图
Gate line
Ｄata Line
Ｇ
Ｓ
Ｄ
TFT ITO CF ITO
液晶电容
ＣＳ
LOGO
认识 TFT
S
D
G
1.TFT为一个三端子组件。 2.在LCD的应用上可将其视为一开关。
MOSFET 的特性是 什么？
LOGO
氧化层
S
G
D
N+ P+型衬底
P+ N型导电沟道
N+ 氧化层
第五层：ITO:它是一个透明的导电层，Pixel 之电极板, 可用來控制液晶,以决 定pixel透光程度
LOGO
单一画素结构等效前
TFT的工作原理
gate line
等效电路
gate 储存电容
G
TFT 画素电极
S
D
LC
Cs
date line
1.上图为TFT一个画素的等效电路图，扫描线连接同一列所有TFT闸极(Gate)电 极，而信号线连接同一行所有TFT源极(Source)电极。
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驱动原理
生技T 生技T
4
存储电容Cs的结构 存储电容 的结构
对开口率的影响 对Cs的影响
生技T 生技T
5
液晶面板等效电路
gate driver所送出的波形, 依序将每一行的TFT打开, 好让整排的source driver同 时将一整行的显示点, 充电 到各自所需的电压, 显示不 同的灰阶. 当这一行充好电 时, gate driver便将电压关 闭, 然后下一行的gate driver便将电压打开, 再由 driver , 相同的一排source driver对 下一行的显示点进行充放 电. 如此依序下去, 当充好 了最后一行的显示点, 便又 回过来从头从第一行再开 始充电.
生技T 生技T
8
不同common电压驱动方式的穿透率 电压驱动方式的穿透率 不同
当common电极的电 压是固定不变的时候, 显示电极的最高电压, 需要到达common电 极电压的两倍以上. 而显示电极电压的提 供, 则是来自于 source driver. 图中 common电极电压若 是固定于5伏特的话, 则source driver所能 提供的工作电压范围 就要到10伏特以上.
生技T 生技T
17
驱动电路分类及功能
信号控制电路
将数字信号、控制信号以及时钟信号供给数字 IC，并把控制信号和时钟信号供给栅极驱动IC
电源电路
将需要的电源电压供给数字IC和栅极驱动IC 将数字驱动电路产生的10个灰度电压各自供给 数据驱动 将公用电压供给相对于象素电极的共用电极 将信号控制电路送来的RGB信号的各6个比特显示 数据以及时钟信号，定时顺序锁存并续进内部， 然后此显示数据以6比特DA变换器转换成模拟信 号，由输出电路变换成阻抗，给液晶屏的数据线 将信号控制电路送来的时钟信号，通过移位寄 存器转换动作，将输出电路切换成ON／OFF 电压，并顺次加到液晶屏上
TFTLCD驱动原理一目了然演示文稿
2.驱动原理框图 – 数据输出及门控制信号工作时序
2.驱动原理框图 – Source Driver IC原理框图
Output Multiplexer：输出复选 器，选择输出电压极性。
Buffer:输出缓存器，为输出电流增 幅，保证足够大的Panel驱动能力 DAC：数模转换器，以Gamma电 压为基准，将输入的mini-LVDS信 号转换为Panel显示的模拟信号。 Level Shift：电平移位器，将数字 信号进行电平增大，驱动D/A转换。 Line Buffer:进行第n行数据缓存， 便于第n+1行接受。
DC/DC
DATA
T/CON
MLG Vcom Gamma
Source-D-IC Gate-D-IC
2.驱动原理框图 – DC-DC模块（电压部分）
DC-DC模块电路为整个驱动电路供电。 这部分电路产生主要产生PCB IC、Source & Gate IC、 Panel TFT驱动所需相关电压。 是由Connector输入的VDD经过直流变换输出AVDD、 DVDD、Von、Voff、Vref等电压。 全黑、全白、AD多有此电路造成。
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
32inch 实测值 11.95 3.32V 16.3V 26.2V -8.15V 7.37V 15.81V
TFTLCD驱动原理一目了然演示文稿
优选TFTLCD驱动原理一目了然
1. 引言 2.驱动原理框图 3.极性翻转原理 4. Gamma Reference
tft像素驱动原理
TFT（Thin-Film Transistor）像素驱动原理主要是通过薄膜晶体管（TFT）控制液晶像素的透光性来实现图像显示。
具体来说，TFT屏幕中的每个像素点由一个或多个TFT和相应的存储电容组成。
当TFT开启时，存储电容中的电荷会通过像素电极，产生电场，从而改变液晶分子的排列方向。
通过改变液晶分子的排列方向，可以控制像素点的透光性，从而控制像素点的亮度。
TFT像素驱动原理涉及到液晶显示的基本原理、信号处理和控制电路等方面。
液晶显示的基本原理是利用液晶分子的扭曲特性来控制光的透射，通过电场改变液晶分子的排列方向，从而实现像素点的透光控制。
TFT像素驱动电路则是用来控制每个像素点的电场，从而控制像素点的亮度。
在TFT像素驱动电路中，每个像素点都有相应的TFT和存储电容，通过控制TFT的开关状态和存储电容的电荷量，可以控制像素点的亮度。
同时，为了实现全彩显示，还需要对每个像素点进行RGB颜色编码，通过不同颜色的组合来实现各种颜色的显示。
总之，TFT像素驱动原理是通过控制每个像素点的电场和颜色编码来实现图像显示的。
通过合理的电路设计和信号处理，可以实现高清晰度、高对比度和快速响应的液晶显示效果。
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等效后的电路图
Gate line
Ｄata Line
Ｇ
Ｓ
Ｄ
TFT ITO CF ITO
液晶电容
ＣＳ
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认识 TFT
S
D
G
1.TFT为一个三端子组件。 2.在LCD的应用上可将其视为一开关。
MOSFET 的特性是 什么？
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TFT電路圖
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Gate line
Ｄata Line
Sn
Ｇ
Gm
Ｓ
Ｄ
TFT ITO CF ITO
液晶电容
TFT Subtrate
ITO
CF Subtrate
CLC
液
晶
电
容
ＣＳ
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Page 5
com
单一画素结构
Data line L
ITOLeabharlann TFT储存电容 CS
Gate line
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Page 6
Substrate: Glass Layer1(M1): Mental1、Gate line & Common line
S
D
D
S
G
D
S
CLC
G
com
G
1、故TFT组件可看成开关,当VGS>Vth则ON,当VGS<Vth则 OFF。
２、TFT组件在Gate—Source间给予适当的电压 (注：VGS>起始电 压Vth),使通道感应出电子而使得源极(Source)汲极(Drain)导通。从而 就可以讯号写入，也就是TFT读取了讯号． 【注】：Vth 为感应出电子所需最小电压 。
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Vds
Vgs
S
讯号保持
D
D
D
S
S G
CLC
G
com
G
３、TFT组件在Gate—Source给予适当电压(注：VGS<起始电压 Vth), 没有感应出载子则通道成断路。
【注】：Vth 为感应出电子所需最小电压 。
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在第二层中的IN和N+:他们构成一中导电沟道，TFT工作时有电流通过
第三层：Data line(M2):信号线，它决定每个Pixel所要到达的电压值，由于液晶 电容的电势差能够决定Pixel的亮度，所以Data line信号线是决定Pixel的亮和暗
第五层：ITO:它是一个透明的导电层，Pixel 之电极板, 可用來控制液晶,以决 定pixel透光程度
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氧化层
S
G
D
N+
P+
N型导电沟道
P+型衬底
N+ 氧化层
N沟道剖面图
1、这是N沟道型MOS的剖面图，当GS加有电压且大于他的起始电压的时 候，则在N沟道中就感应出自由电子，然后当DS之间加有电压的时候 ，就产生了电流
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Page 13
TFT
储存电容CS
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Page 7
H007 Cs on Com (Com on GND)
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Page 8
五层之基本功用
第一层：Gate line(M1): 扫描线，它决定TFT的开与关，也就是决定画面的更新
第二和第四层：它是绝缘层起到保护和隔离的作用
Layer2: ----Layer2_1(SINX): Silicon Nitride ----Layer2_2(IN): Amorphous Silicon
----Layer2_3(N+): N+ Layer3 (M2): Mental2、Source、Drain、Dataline Layer4(PASS): Pasivation Layer5(ITO): In_Tin_Oxide
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单一画素结构等效前
TFT的工作原理
gate line
等效电路
gate 储存电容
G
TFT 画素电极
S
D
LC
Cs
date line
1.上图为TFT一个画素的等效电路图，扫描线连接同一列所有TFT闸极(Gate)电 极，而信号线连接同一行所有TFT源极(Source)电极。
MOS电流电压特性
S
D
TFT驱动原理
G
一 Vgs<Vth：感应通道未形成 Ids=0（注： Vth起始电压）
二 Vgs&Vgd>Vth：形成感应通道 Ids>0
影响Ids之重要参数 1. Vth 2. Vgs
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TFT讯号的读取与保持
Vds
讯号读取
Vgs