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LCD驱动IC的作用

2017-04-10
类别:业界动态
eye 306
文章创建人 拍明

      

显示驱动ic是显示屏成像系统的主要部分,是集成了电阻,调节器,比较器和功率晶体管等部件的,包括 lcd 模块和显示子系统, 负责驱动显示器和控制驱动电流等功能,分为静态驱动和动态驱动两种方法。

显示驱动ic的功能特点

内部自建 256khzrc 振荡器[1]  外部 32. 768khz 晶振或 256khz 频率输入  内部 32×4bit 显示 ram  可选择 1 / 2 1 /3 偏置, 和 1 /21 /3 1 /4  3 串行接口 占空比 lcd 显示  内置 lcd 驱动信号源  内部时间基准频率  可用指令控制操作  蜂鸣器驱动信号频率可选择 2khz 4khz  数据模式和命令模式指令  具有关机指令可以减少功耗  r/w地址自动累加  内部时基发生器和 wdt 看门狗定时器  3 种数据存取模式  时基或 wdt 溢出输出  vlcd 引脚用来调整 lcd 工作电压

显示驱动ic的驱动方法

动态驱动  1 简单矩阵驱动型(多脉冲波驱动形式)  扭曲向列(tn)时效值响应型lcd  超扭曲向列(stn)时效值响应型lcd  强铁电驱动电压波形响应型lcd  2 主动矩阵驱动型  各个画像素点上附有薄膜二极体之二端子启动元件的二端子型(two-terminal with thin film diode)  各个画像素点上附有薄膜电晶体的三端子启动元件的三端子型(three-terminal with thin film transistor) lcd 驱动法  矩阵驱动  矩阵驱动型  在行电极或列电极中任何一个作为扫描电极,另一个作为信号电极,一般使用线顺序扫描方式(one line at a time)  特点在於(n+m)个电极,将可依序地控制(n*m)个画像素点的变化  与静态驱动型相比较,矩阵型驱动电路规模可大幅缩小;但,简单矩阵驱动型会衍生交互干扰问题 (cross talk) ,必须对驱动条件作最适化处理。

显示驱动ic组成

LCD驱动IC的作用.jpg

(1 ) ram 静态显示器(ram) 结构为 32×4 位, 贮存所显示的数据。 ram 的内容直接映射成 lcd 驱动器的内容。 ram 中的数据可被 readwrite read—modify—write 命令存取。  (2) 系统振荡器 cms1 621 系统时钟用来产生时基/wdt 电路的时钟、 lcd 驱动时钟和蜂鸣频率。 时钟可以来自片内 rc 振荡器(256khz)、 晶体振荡器(32. 768khz) 或由 s/w 设置的外部 256 khz 的时钟。  (3) 时间基准和看门狗定时器 时基发生器是由 8 级递增计数器构成, 用来设计生产一个精确的时间基准。 看门狗定时器(wdt) 8 级时基发生器和一个 2 级递增计数器组成, 在非正常状态下(未知的或不希望的跳转、 执行错误等), 用来停止主控器或其它子系统。  (4) 蜂鸣器输出 在 cms1 621 中提供了一个简单的蜂鸣振荡器。 蜂鸣振荡器可以提供一对蜂鸣驱动信号 bz __bz,用来产生一个简单的蜂鸣。 执行 tone 4k tone 2k 命令可产生两种蜂鸣频率, tone 4k tone 2k 命令设置蜂鸣频率分别为 4khz 2khz, 蜂鸣驱动信号可以调用 tone on tone off 命令来开启或关闭。  (5) lcd 驱动器 cms1 621 是一个 1 28(32×4) 点阵式 lcd 驱动器, 它可以驱动 1/2 1/3 偏置, 23 4 com 端的 lcd 显示器, 这个特性使得 cms1621 适合于多种 lcd 显示器。  (6) 指令格式 cms1621 可以通过 s/w 来设置, 设置 cms1621 和传送 lcd 显示数据的指令共有两种模式, 分别为命令模式和数据模式。 对 cms1621 的设置称作命令模式, 其中 id 100, 由系统设置命令、 系统频率选择命令、 lcd 结构命令、 蜂鸣频率选择命令和操作命令组成。  (7) 接口 cms1 621 4 个线需要接口。 __cs 初始化串行接口电路和在主控制器和之间中接通讯端。 __cs 1 时, 主控制器和 cms1 621 之间数据和命令被禁止和初始化。

显示驱动ic的应用

显示驱动ic能够驱动各种高中低性能,单、双及全彩的显示屏。广泛的应用于电信、邮政、金融、交通、体育场馆等各个行业和政府工作部门。

LCD的显像原理,是由面板(panel)上每一个具有不同色彩与灰阶的像素来构成画面.

像素的色彩与灰阶:

每个像素的灰阶与色彩,则是利用像素中液晶分子所透过的光源强弱与颜色来区分。

液晶分子的特性:

液晶(分子)是同时兼具固态晶体化学特性与液态流体流动特性的有机分子,其分子的排列如同固体一般有方向性,而排列的方向则需藉由施加不同电压来改变,当施加电压时,液晶的排列会随着电场的方向扭转排列方向,其行为如同流体,也由于排列方向的不同,所折射出光线的角度就会不同,而产生不同层次的色阶与色彩。

LCD显像方式是在两层玻璃基板之间的液晶层,通过LCD驱动IC施加不同的电压改变液晶分子的排列方向,使液晶分子依直立或扭转之状态,形成光闸门来决定背光光源(backlight)的穿透程度以构成画面。

彩色显示原理:

LCD驱动IC控制液晶分子排列的方向使得单一像素产生不同的色阶,但这样的色阶只有黑白两种色彩,一般人都知道色彩需要由红、蓝、绿三原色来组成,因此每一像素也需要红、蓝、绿三种子像素来产生该像素之色彩,这部分便需要搭配彩色滤光片(color filter)来达成,彩色滤光片产生三种子像素所需的色彩,经过水平偏光片组合之后,便可在显示屏幕上成像。

TFT LCD驱动IC作用

TFT LCD驱动IC主要功能便是接收来自LCD控制IC的指令,输出每一个像素所需要的电压来控制液晶分子的扭转程度,让每一像素出现不同色彩与灰阶,并组成一全彩画面。

在每一个像素上有两个输入端,其作用分别是通知各像素即将输入信息和输入信息,这两种工作分别由不同的驱动IC来执行,一种是位于横向X轴的源极驱动IC (Source driver IC)与位于纵向Y轴的闸极驱动IC (Gate driver IC)。源极驱动IC具备高频特性与显像功能,并可安排资料的输入;闸极驱动IC则负责通知晶体管开或关,并决定液晶的扭转角度与快慢。

驱动ICchannel数与所使用IC棵数关系

欲使单一画素呈现色彩时,需要闸极驱动IC的信道(channel)来控制晶体管开关,以及源极驱动IC三信道来输入红、蓝、绿三原色讯号。闸极驱动IC负责显示器每列Y轴讯号的开启与关闭,当画面进行单次逐列向下扫描的动作时,闸极驱动IC将开启一整列晶体管,让源极驱动IC将讯号输入。源极驱动IC负责画面每行讯号的输入,当闸极驱动IC将一列晶体管开启或关闭时,源极驱动IC便依据控制IC之讯号输入该列所需之电压以构成画素。液晶显示器欲表现出不同的色彩,需依赖红、蓝、绿三个子像素的色阶来产生,这种色阶的控制便是油源极驱动IC所输入的电压大小来决定,每一像素的色阶由液晶分子的排列方式来决定。液晶显示器驱动IC由闸极与源极两颗IC所组成,由于驱动IC是利用输出不同的电压来改变液晶分子的排列方向,再透过每个画素不同的透光程度来构成画面不同的色阶,故新一代显示器在分辨率、亮度与反应时间不断提升的同时,这些驱动IC也需要更高频与更高电压才能满足高扫描频率与快速更新的需求,而芯片信道数与单一面板的IC数量也将依据需求而提高,由此可知面板所需的驱动IC数量与面板之分辨率及驱动IC信道数有关。

举例以一块XGA(1024*768)分辨率的面板来看,一颗源极驱动IC (384 channels)可传送资料给384个像素,而1024像素中每一行都有红、蓝、绿3个子像素,总计有1024*3=3072个像素,两者相除则可得出所需之源极驱动IC数量为3072/384=8颗,另每颗闸极驱动IC (256 channels)可控制256列,因此需要768/256=3颗,而8颗源极驱动IC3颗闸极驱动IC,表示XGA面板共需要11颗驱动IC。目前由于面板厂商不断推出更大尺寸的面板,加上分辨率提高,为了减少LCD驱动IC的使用数量,未来驱动IC也将朝单一芯片多信道数的方向发展。若再以XGA分辨率之面板为例,目前需要384信道数的源极驱动IC数量为8颗,若将来信道数提高至480信道时,则只需要6~7颗左右,若使用768信道数的源极驱动IC,则数量更减少为4颗,因此利用增加信道数可大大减少驱动IC所使用之数量,更可方便系统厂商降低显示器的生产成本,因此,驱动IC未来重要的发展方向便在于提高单一芯片的信道数。


责任编辑:Davia

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