GIA(Gate Driver in Array)技术, 使用GIA电路取代Gate IC, 将Gate IC和Source IC进行整合。只需要Source driver IC即可驱动Panel。
TFT panel驱动架构介绍
TFT驱动系统三部分:Timing controller,Source driver,Gate driver;
Tcon:Timing controller 时序控制,接受显示主控芯片的LVDS数据,控制gate driver IC 和 source driver IC实际驱动LCD panel;
Gamma reference voltages:Gamma参考电压 ,gamma产生的V0~V10作为基准电压,Source Driver IC内部继续分压产生64阶灰度reference voltages;
Vcom reference voltage:Vcom 参考电压
Column Drivers:列驱动器(Source Driver 驱动器)
Row Drivers:行驱动器(Gate Driver 驱动器)
DC/DC converter:直流转换电源,提供 Gate Driver IC, Gamma,Source driver需要的正负高电压,数字工作电压
功能介绍:
Timing controller:
(a)通过控制信号,协同Source driver,Gate driver按照正确的时序工作,驱动面板;
(b)数据信号的输入并做相应处理后传输到source driver;
(c)内嵌基本图像处理算法(FRC,Over Drive,BFI,Color Engine,Gamma Correction)等;
Source driver:
接受Timing controller的控制信号(Pol,TP,STH),将输入数据信号转换成电压输出,配合TFT的开关,对面板的像素电极进行充电;
Gate driver:
接受Timing controller的控制信号(OE,STV,CPV),按照正确的时序循环输出开关电压给TFT 栅极,控制TFT的开关;
Gate IC 介绍
Gate Drive IC用来扫描每一行的 TFT,将其打开来显示该行的图像
完全分离型显示驱动芯片方案,TCON+Source IC+Gate IC
在完全分离型芯片架构中,TCON立于Driver IC设计在PCB上,Source IC和Gate IC分别绑定在玻璃侧边和底部。TCON输出Display Data、Source Control和Gate Control信号,通过PCB、FPC和玻璃基板走线,分别传输给Source IC和Gate IC。Source IC和Gate IC分别通过玻璃基板走线向Display Area(显示区域)传输电压信号驱动显示面板工作。
部分分离型显示驱动芯片方案,TED+Gate IC
该方案将TCON和Source IC整合为一颗TED IC,Gate IC为立芯片,系统主控芯片通过FPC输入System Data, TED IC中TCON模块对数据进行转换后在芯片内部输入给Source模块,同时通过玻璃走线将Gate Control信号输入Gate IC。TED IC和Gate IC分别通过玻璃走线向Display Area传输信号。该方案对驱动芯片进行了部分整合,但距离单芯片解决方案仍有较大差距。
该方案主要在中尺寸显示面板发展早期出现,大部分使用LVDS接口,并且使用该TED IC均需要搭配其特定的Gate IC使用。目前主要在低端应用市场如汽车后装市场流通。
驱动IC其实就是一套集成电路芯片装置,用来对透明电极上电位信号的相位、峰值、频率等进行调整与控制,建立起驱动电场,终实现液晶的信息显示。
在液晶面板中,有源矩阵液晶显示屏是在两块玻璃基板之间封入扭曲向列(TN)型液晶材料构成的。其中,接近显示屏的上玻璃基板沉积有红、绿、蓝(RGB)三色彩色滤光片(或称彩色滤色膜)、黑色矩阵和公共透明电极。下玻璃基板(距离显示屏较远的基板),则安装有薄膜晶体管(TFT)器件、透明像素电极、存储电容、栅线、信号线等。两玻璃基板内侧制备取向膜(或称取向层),使液晶分子定向排列。两玻璃基板之间灌注液晶材料,散布衬垫(Spacer),以间隙的均匀性。四周借助于封框胶黏结,起到密封作用;借助于点银胶工艺使上下两玻璃基板公共电极连接。
驱动IC是控制液晶面板及AMOLED面板开关及显示方式的集成电路芯片。随着面板显示分辨率及数据传输速度的提高,其对驱动芯片的要求也不断提高。显示驱动芯片(Display Driver IC,简称“DDIC”)是面板的主要控制元件之一,也被称为面板的“大脑”,主要功能是以电信号的形式向显示面板发送驱动信号和数据,通过对屏幕亮度和色彩的控制,使得诸如字母、图片等图像信息得以在屏幕上呈现。
上下两玻璃基板的外侧,分别贴有偏光片(或称偏光膜)。当像素透明电极与公共透明电极之间加上电压时,液晶分子的排列状态会发生改变。此时,入射光透过液晶的强度也随之发生变化。液晶显示器正是根据液晶材料的旋光性,再配合上电场的控制,便能实现信息显示。
OLED的DDI和LCD的还不一样,尤其是大屏电视的OLED DDIC。因为LTPS(Low Temperature Poly-Silicon,简称为p-Si)材质的不均一,屏幕越大,信号到达TFT各个角落的时间的差异就越大,那么画面就会出现意想不到的撕裂的现象。所以的OLED DDI里面可以储存一张自己驱动的TFT的不均一性的照片,然后根据具体的不均一性的情况来对信号进行调整。
另外还需要有一个负责分配任务给它们的芯片,叫做Timing Controller,简称T-CON。一般情况下,T-CON是显示器里面复杂的芯片,也可以看做是显示器的“CPU"。它主要负责分析从主机传来的信号,并拆解、转化为Source/Gate IC可以理解的信号,再分配给Source/Gate去执行,T-CON具有这种功能是因为T-CON具有Source/Gate没有的控制时间节奏的能力,所以叫Timing Controller。越来越高的分辨率、刷新率和色深都对T-CON的处理能力以及前后各种接口的信息传输能力提出了挑战。
一旦加上电压,这个电容是可以保存能量的,在电压再次回到这一条线的像素上之前,电容会释放自己保存的电压来保持像素的亮度。这样,整体的亮度就会得到大幅提升。其次,每个像素的开关起到一个门槛的作用,这样,如果一个像素被加上电压点亮,给相邻的像素带来一丢丢影响,因为门槛的存在,这一丢丢的影响是不能点亮相邻的像素的。
这种方式就做做Active Matrix(AMOLED的AM就是Active Matrix的缩写)。
AM的好处当然是大大的,但是这样的成本就是TFT的结构变得更加复杂,1080P的分辨率就不仅仅是600多万个电气元件了,像OLED那种每个像素需要至少五、六个晶体管的,岂不是少也要3000多万个晶体管?如果是4K分辨率呢?
DDIC的封装形式
自从三星在2013年推出曲面屏(Curved Display),柔性显示屏技术迅速发展。大体上,显示屏分两类,即硬质显示屏和柔性显示屏。硬质显示屏使用硬质玻璃作为基板,而柔性屏使用一种塑料(polyimide,聚酰亚胺,简称PI,有机高分子材料)作为基板,具有可弯曲、可折叠、可卷曲的性能。一些智能手机在屏幕边缘弯折,提升了质感,就是归功于这种材料。
客观来说,COG、COF、COP是当下屏幕显示驱动芯片的3种不同封装技术,在广大媒体传导下也被称为“屏幕封装”。三者主要的应用是实现手机或电视系统对其屏幕(LCD,OLED)的驱动控制,以及与其它系统例如主板FPCB、部件等的信号链接。
COG(Chip On Glass)是将手机屏幕显示驱动芯片(Display Driver IC,DDIC)直接粘合链接到在玻璃材质为主的刚性玻璃基板上(Glass Substrate),之后由FPCB链接至手机其余PCB或部件。通常用于刚性显示屏,例如LCD。
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