液晶显示驱动器知识

液晶顯示器驅動系統課程大綱液晶物質簡介液晶的電光效應液晶基本驅動原理STNLCDs驅動原理TFTLCDs驅動原理影響TFTLCDs畫面品質的因素DriverIC簡介TFTLCDs模組及介面技術簡介WHQ绿显电子科技lv136.2023/3/11绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第1页!液晶物質的相變化固體結晶液晶液體加熱加熱冷卻冷卻绿显电子科技lv136.2023/3/12绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第2页!液晶分子的種類SmecticLC層狀液晶NematicLC線狀液晶CholestericLC膽固醇狀液晶绿显电子科技lv136.2023/3/13绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第3页!液晶分子的排列CrystallineLiquidCrystallineLiquid

KSmCSmANLBiaxialUnaxialIsotropicTemperature绿显电子科技lv136.2023/3/14绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第4页!液晶的電光特性異向性(Anisotropic)排列因數()折射率()黏滯係數()介電係數()電導係數磁化率彈性係數()2023/3/15绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第5页!液晶驅動原理電極電極液晶FieldOFFFieldON2023/3/16绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第6页!液晶顯示器的種類液晶顯示器扭轉型(TwinstNematic,TN)1971超扭轉型(SuperTwinstNematic,STN)1984

雙層雙扭轉型(DoubleLayerSTN,DSTN)1987

光相位補償超扭轉型(FilmSTN,FSTN)1988

主動驅動超扭轉型(AASTNorMLSSTN)1992強介電型(FerroelectricLiquidCrystal:FLC)1980PDLC(PolymerDispersiveLC)1988PSCT(PolymerStabilizedCholestericTexture)1993OtherDS(DynamicScattering)1968PC(PhaseChange)1968GH(GuestHost)1968ECB(ElcetricalControlBirefregency)1971BTN(BistableTwistNematic)1995IPS(InPlaneSwitch)1995VA(VerticalAlignment)19962023/3/17绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第7页!STNLCDs顯示原理Twist270液晶分子FieldOFFFieldON利用液晶的雙折射特性調變穿透光線2023/3/18绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第8页!TN與

STN的電壓漂移T100%VTNModeT100%VSTNMode2023/3/19绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第9页!LCDs靜態驅動法LCCellXORVsVcVsigVcVsigVcVsVc-VsONOFF2023/3/110绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第10页!多工驅動法的限制1.01002002023/3/111绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第11页!IAPT驅動波形APTAddressingIAPTAddressing2023/3/112绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第12页!高容量多工驅動的對策(a)(b)(c)(d)(e)2023/3/113绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第13页!STNLCDs驅動電壓計算IfVoff=2V,N=240rows,Then:

APT:SegmentDriver:2.96V,CommonDriver:44.40VIAPT:Segment&CommonDrivers:23.68V2023/3/114绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第14页!灰階顯示─FRCFrameRateControl,FRC:2023/3/115绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第15页!灰階顯示─PHMPulseHighModulation,PHM:2023/3/116绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第16页!VerticalCrosstalkofSTNLCDs2023/3/117绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第17页!FrameResponseofSTNLCDs2023/3/118绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第18页!ActiveAddressing驅動電壓IfVoff=2V,N=240rows,Then:F=0.730X2V=1.460V|G|=0.954X2V=21.909VOutputRangeofSegmentDriverisabout44V.CommonDriverofCommonDriverisabout3V.2023/3/119绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第19页!ActiveAddressing的矩陣運算列向量（Column）×＝時間（Time）行向量（Row）Bit-MapImageMatrixRowFunctionMatrix時間（Time）列（Column）ColumnVoltageMatrix2023/3/120绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第20页!ColumnSequential硬體架構

N×M圖框記憶體

N×M圖框記憶體影像資訊輸入IjNXOR陣列N加法邏輯陣列N×MSTNLCDs液晶層間隙4.5um液晶材料：低黏滯係數水平驅動函數唯讀記憶體RowFunctionROMNSTNLCDs垂直驅動晶片TFTLCDs垂直驅動晶片1轉2多工器2轉1解多工器2023/3/121绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第21页!主動矩陣式液晶顯示器

AM-LCDs2023/3/122绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第22页!ArrangementofColorFilterRGBRGBRGBRGBRGBRGBRBGRGBRBGRBGRGBRBGRBGRGBRBGRGGBRGGBRGGBRGGBRGWBRGWBRGWBRGWBStripeTriangle2023/3/123绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第23页!CsonCommon與CsonGate架構液晶畫素TFTGateLineDataLineCsCs液晶畫素TFTCommonCommonGateLineDataLineCsCs

CsonCommonCsonGate2023/3/124绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第24页!TFTLCDsDrivingMethodColumnInversionDotInversionRowInversionFrameInversion2023/3/125绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第25页!ACModulationAddressingofTFTLCDsV0V1V2V3V4V5V6V7V7V6V5V4V3V2V1V0CommonWaveformGraylevelVoltage1Frame/1Line2023/3/126绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第26页!TFTLCDs的電光效應

ACAddressing2023/3/127绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第27页!TFTLCDsDrivingWaveform

CsonCommon(二)2023/3/128绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第28页!TFT電容效應的影響PixelCgdCgsCsdCsdbCsdb2023/3/129绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第29页!二階驅動方式的效應CsClcCgdCsdCgsVctCh(N-1)Ch(N)Vs垂直影像訊號水平掃描訊號Vg水平掃描訊號VgVshVslVstVthVth正極性驅動負極性驅動負極性驅動正極性驅動資料驅動晶片輸出訊號電位液晶畫素電位Vct=Vst-ΔVpΔVpBlack(+)White(+)White(+)Black(+)Black(-)Black(-)White(-)White(-)2023/3/130绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第30页!3LevelAddressingB(+)W(-)B(-)W(+)正極性負極性Vst=VctB(+)B(-)W(+)W(-)B(+)W(-)B(-)W(+)ΔVp=CgdVghl/Ct正極性負極性正極性Ct=Cs+Clc+Cgd負極性CsVge/CtCsVge/Ct2023/3/131绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第31页!CsonGate電壓補償方式經由Cs將前一條水平脈波的補償波形耦合到動作的液晶畫素,補償Cgd造成的電壓漂移及改善液晶畫素內的直流電電壓殘餘.經由TFT的Cgd造成的電壓漂移經由TFT的Cgd造成的電壓漂移2023/3/132绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第32页!HorizontalLineCrosstalkABCscCscCscTFTSubstrateColorFilterSubstrate2023/3/133绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第33页!VerticalAreaCrosstalkUpLowUpLow2023/3/134绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第34页!GatePulse的傳遞延遲Gate(Scan)Line的等效阻抗為一連串的串聯

RC網路，因此

GatePulse在傳遞時會造成波形的傳遞延遲失真。RCRCRCRCN2023/3/135绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第35页!液晶畫素邊際電場效應(二)TFT水平驅動電極垂直驅動電極RubbingDirectionDisclinationLineReverseTiltDomain改善方法1.增加液晶分子的預傾角(PretiltAngle)2.增加BlackMask的遮蔽面積2023/3/136绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第36页!SerialIn－SerialOut

AnalogDataDriverSelectDatajDataj+1MultiplexerPro:Verysimple.Fewerexternalconnections.Con:Manyanaloginputs.Reducedpixelchargingtime.SystemNote:Sampleclock:(Dotclock)/N,NPhases.VideoPhase:NShiftRegisterVideoInQiQi+1VariationonMultiplexerPro:VideoInput.Con:Fastdatalinechargingneeded.Reducedpixelchargingtime.SystemNote:ShiftClock:(DotClock)/3forMono.VideoPhase:3forMono.SampleandHold2023/3/137绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第37页!SerialIn－ParallelOut

AnalogDataDriver(二)ShiftRegisterQiQi+1VideoInTransferDoubleSampleandHold/Multi-PhasePor:Reducedoperationfrequency.SystemNote:VideoIn:NVideoPhase:NShiftClock:(DotClock)/N.2023/3/138绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第38页!DigitalDataDriver(二)ShiftRegisterDecodeDecodeExternalFixedvoltages1-of-nSelectorSimpleDACPro:Digitalinput.Programmableexternalvoltages.Con:Complexcircuit.Highspeeddigitalcircuits.Manypassgatesperdataline.2023/3/139绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第39页!GammaCorrectionofLCDXY取像元件取像電路顯像電路顯像元件攝像機測受像機測AnalogCorrection:2~3SegmentApproach.DigitalCorrection:Externalfixedvoltage.2023/3/140绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第40页!TheBlockDiagramoftheTFTLCDModuleCCFLBacklightTFT-LCDPANELTimingControllerScanDriverDataDriverRGBCLKHsxVsxTFTLCDModule2023/3/141绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第41页!TheAnalogInterfaceGraphicsControllerTFT-LCDPANELTimingControllerScanDriverAnalogDataDriverHsVsAnalogRGBAnalogRGBCLKHsxVsxPreAmpLevelShifterControllerPLLPCAnalogModuleTFTLCDModuleOSDCCFLBacklight2023/3/142绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第42页!TheLVDS/PanelLinkInterfaceGraphicsControllerLVDS/PanelLinkTxLVDS/PanelLinkRxTFT-LCDPANELTimingControllerScanDriverCABLEClockHsVsDigitalRGBDigitalRGBClockHsVsPCTFT-LCDModuleDigitalDataDriverCCFLBacklight2023/3/143绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第43页!Analog/ADC/LVDS/PanelLinkADCInterfaceMainstreamintheDesktopLCDMonitorInterfaceSamplingErrorLowEdgeSharpnessNoiseintheAnalogSignalTransmissionEMIIssueforHighResolutionFormatLowImageQualityandHighCost2023/3/144绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第44页!PanelLinkInterfaceApplicationintheDesktopLCDMonitorInterfaceHighEdgeSharpnessReducingEMI&NumberofCableLineHighImageQualityandLowCostSecondSupplySourceIssueAnalog/ADC/LVDS/PanelLink2023/3/145绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第45页!PlasmaAddressingLCDsCathode-200VAnode0-200NegativeClowPositiveColumnFaradayDarkCathodeAnode-200V

VirtualConnectionSamplingCapacitorAnalogSignal2023/3/146绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第46页!VerticalAlignmentModeLCDs未加電場OFF狀態施加電場ON狀態入射光偏光板液晶分子玻璃基板出射光之極化狀態解偏板出射光2023/3/147绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第47页!液晶的分類绿显电子科技lv136.2023/3/148绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第48页!液晶的光學特性OpticalPositiveOpticalNegativeHelicalAxisOpticalAxisOpticalAxis2023/3/149绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第49页!液晶顯示器主要優缺點優點低電壓驅動。低消耗電流。體積薄，重量輕。可實現大面積化。彩色化容易。缺點視角限制。外加被光源或投射光源。溫度操作範圍限制。2023/3/150绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第50页!TN型

LCDs顯示原理Twist90液晶分子FieldOFFFieldON利用液晶的旋光特性調變穿透光線液晶的旋光特性消失2023/3/151绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第51页!TN&STN電光轉移曲線

V-TCurve100%90%10%VnsSTN

VsSTNVsTNVnsTNTV2023/3/152绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第52页!LCDs驅動方式直接驅動法(DirectionAddressing)靜態驅動法(StaticAddressing)多工驅動法(MultiplexAddressing)主動驅動法(ActiveAddressing/Multi-LineSelection)主動矩陣驅動法(ActiveMatrixAddressing)兩端元件(MIM,Diode..)三端元件(A-Si:HTFT,Ploy-SiTFT..)PlasmaAddressing(PALC)熱掃描驅動法(雷射掃描)光掃描驅動法(電子速掃描2023/3/153绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第53页!多工驅動法

(振幅選擇驅動法,APT)1234N123Frame1Frame2F0DT水平掃描訊號+D-D0垂直影像訊號Row1Row2Row3RowNColumn1ONOFFONOFFF+DF-DF+DF-D+D-D0+D-D0+D-D0+D-D01234NFrame1液晶畫素電壓T2023/3/154绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第54页!APT驅動波形2023/3/155绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第55页!APT與IAPT方式比較APTAddressingLowVoltageSegmentDriver:2DHighVoltageCommonDriver:2FIAPTAddressingOffset+DforPositivePolarityOffset+FforNegativePolarityVoltageRangeofSegmentDriver:F+DVoltageRangeofCommonDriver:F+D2023/3/156绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第56页!STNLCDs規格OperationVoltageVop:BiasRatio:Steepness:SelectionRatio:2023/3/157绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第57页!STNLCDsDrivers架構......移位暫存器(ShifterRegister)DCLK串列輸入訊號...閂鎖暫存器(LatchRegister)LPF+D0F-D2D偏壓位準........................................................DF(HLHL...H)............................HLHH並列輸出垂直訊號電極2D02D2DIAPT參考電壓IAPT驅動IC2023/3/158绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第58页!灰階顯示─PWMPulseWidthModulation,PWM:2023/3/159绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第59页!液晶的頻率響應2023/3/160绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第60页!HorizontalCrosstalkofSTNLCDs垂直驅動訊號LLine水平掃描波形液晶畫素波形(a)(b)(c)(d)ABABL2023/3/161绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第61页!ActiveAddressingforSTNLCDs2023/3/162绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第62页!SegmentVoltageofActiveAddressing2023/3/163绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第63页!矩陣運算方式行（Row）×＝行向量（Row）列向量（Column）Bit-MapImageMatrixRowVector時間（Time）列（Column）Time=Dtk×＝行向量（Row）列向量（Column）第j列RowFunctionMatrix時間（Time）列（Column）ColumnVector垂直序列運算ColumnSequential時間序列運算TimeSequential2023/3/164绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第64页!TimeSequential硬體架構

N×M圖框記憶體

N×M圖框記憶體影像資訊輸入IjNXOR陣列N加法邏輯陣列水平驅動函數唯讀記憶體RowFunctionROMN1轉2多工器2轉1解多工器N×M圖框緩衝記憶體N×M圖框緩衝記憶體N×MSTNLCDs液晶層間隙4.5um液晶材料：低黏滯係數STNLCDs垂直驅動晶片TFTLCDs垂直驅動晶片N2023/3/165绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第65页!TFTLCDs等效電路RowDriversColumnDriver2023/3/166绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第66页!PixelStructureofTFTLCDs2023/3/167绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第67页!TimingChartofTFTLCDsFrameTimeGate123NTime2023/3/168绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第68页!DirectDrivingofTFTLCDs

DCBiasofCommonGrayScaleVoltageV0V1V2V3V4V5V6V7V7V6V5V4V3V2V1V01Frame/1Line2023/3/169绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第69页!TFTLCDs的電光效應

DirectAddressing2023/3/170绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第70页!TFTLCDsDrivingWaveform

CsonCommon(一)TFTLCD驅動波形(CsonCommon,Common=DCBias)2023/3/171绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第71页!TFTLCDsDrivingWaveform

CsonGate2023/3/172绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第72页!液晶電容的效應液晶電容CLC

會隨液晶作用電壓的改變而變化，因此在驅動液晶時會有殘存的DC成份，其所造成的影響：ImageSticking.PictureFlicker.液晶作用電壓大時，液晶分子趨向平行電場方向排列：液晶作用電場小時，液晶分子趨向垂直電場方向排列：2023/3/173绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第73页!TFT補償驅動法Ch(N-1)Ch(N)Vst=Vct影像訊號波形Vs水平脈波掃描波形VgeVgeVghlCh(N-1)Ch(N)Vst影像訊號波形VsVge(+)Vge(-)VghlVghl3LevelAddressing4LevelAddressing2023/3/174绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第74页!4LevelAddressingVst=VctB(+)B(-)B(-)B(+)W(+)W(+)W(-)W(-)B(+)W(-)B(-)W(+)ΔVp(+)ΔVp(-)ΔVp=CgdVghl/CtCsVge(-)/CtCsVge(+)/Ct正極性負極性正極性負極性Ct=Cs+Clc+Cgd2023/3/175绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第75页!ComparsionofAddressingMethod2023/3/176绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第76页!HorizontalAreaCrosstalkAB2023/3/177绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第77页!ShadingCrosstalk2023/3/178绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第78页!液晶畫素邊際電場效應(一)ReverseTilt畫素電極鄰近電極共通電極VPVLVAVA<VL:DisclinationAppearedVA

>VL:DisclinationDisappearedVP>LCThresholdVoltageReverseTilt2023/3/179绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第79页!驅動IC－ScanDriverBidirectionalShiftRegisterLevelShiftCircuitOutputBufferG1G2G3………...STVRSTVLCPVR/LVDDDVSSDVDDAVSSASTVRSTVLG1G2Gx2023/3/180绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第80页!SerialIn－ParallelOut

AnalogDataDriver(一)ShiftRegisterQiQi+1Qi+2Qi+3VideoInTransferDoubleSampleandHold/SinglePhaseSampleNSampleN+1SampleN+2TTTNN+1N+2OutN-1OutNOutN+1Pro:VideoInput.Smallloadonfastsample-and-holds.Fulllinetimetochargepixel.Con:Complexanalogcircuit.Physicalsize.SystemNote:ShiftClock:DotClock.VideoPhase:SinglePhase.2023/3/181绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第81页!DigitalDataDriver(一)ShiftRegisterDACDACDACDACDAC

SerialDataBusDigital-to-analogConvertersPor:Digitalinput.Con:Complex.RequiressufficientprecisiontocorrectforLCresponsevariation.ShiftRegisterCountCountCountCountCountRampInSampledRampPor:Digitalinput.Programmableramp.Con:Complexcircuit.Highspeeddigitalcircuits.Reducedpixelchargingtime.2023/3/182绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第82页!DigitalDataDriver(三)AllDigitalCircuit2023/3/183绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第83页!GammaCorrection

SimpleCaseXY取像元件取像電路顯像電路顯像元件攝像機測受像機測TransmissionVoltage2023/3/184绿显电子科技液晶显示驱动器知识共91页，您现在浏览的是第84页!TheTFTLCDModuleTypeClassifiedintotwokindsbydatadriverAnalogtypeTFT-LCDmoduleTheanalogdatadriversThe