GIA(Gate Driver in Array)技術(shù), 使用GIA電路取代Gate IC, 將Gate IC和Source IC進行整合。只需要Source driver IC即可驅(qū)動Panel。
TFT panel驅(qū)動架構(gòu)介紹
TFT驅(qū)動系統(tǒng)三部分:Timing controller,Source driver,Gate driver;
Tcon:Timing controller 時序控制,接受顯示主控芯片的LVDS數(shù)據(jù),控制gate driver IC 和 source driver IC實際驅(qū)動LCD panel;
Gamma reference voltages:Gamma參考電壓 ,gamma產(chǎn)生的V0~V10作為基準(zhǔn)電壓,Source Driver IC內(nèi)部繼續(xù)分壓產(chǎn)生64階灰度reference voltages;
Vcom reference voltage:Vcom 參考電壓
Column Drivers:列驅(qū)動器(Source Driver 驅(qū)動器)
Row Drivers:行驅(qū)動器(Gate Driver 驅(qū)動器)
DC/DC converter:直流轉(zhuǎn)換電源,提供 Gate Driver IC, Gamma,Source driver需要的正負高電壓,數(shù)字工作電壓
整合型顯示驅(qū)動單芯片方案,One Chip Solution
隨著面板制造技術(shù)的進步,以及市場需求的推動,面板廠逐步引入GIA(Gate Driver in Array)技術(shù), 使用GIA電路取代Gate IC, 將Gate IC和Source IC進行整合。
傳統(tǒng)TFT-LCD面板Gate線路采用配線從驅(qū)動芯片導(dǎo)入信號使TFT開啟,將顯示信號輸入到像素單元完成畫面顯示。由于每一條配線對應(yīng)一行Gate電路,配線條數(shù)較多,占用空間較大。為對應(yīng)窄邊框和高解析度產(chǎn)品需求,集成柵極驅(qū)動電路(GIA, Gate Driver in Array)技術(shù)應(yīng)運而生。GIA即在TFT玻璃上通過用MOSFET所搭建的電路,給每行設(shè)計一組GIA電路,僅輸入少量GIA Timing信號,可輸出多路Gate控制信號,從而替代Gate Driver IC的功能。目前GIA方案已廣泛應(yīng)用在智能手機、平板電腦等主流顯示市場,促進了智能手機、平板電腦等領(lǐng)域整合型顯示驅(qū)動芯片的發(fā)展。
大尺寸LCD驅(qū)動IC的特點
,高電壓工藝。模擬電路中電壓越高,驅(qū)動能力越強,因此大尺寸LCD驅(qū)動IC采用高電壓制造工藝,通常Source Driver IC為10~12V, Gate Driver IC更高,達40V。
第二,運行頻率高。液晶顯示器的分辨率越來越高,這就意味著掃描列數(shù)的增加, Gate Driver IC不斷提高開關(guān)頻率, Source Driver IC不斷提高掃描頻率。
第三,封裝工藝特殊。LCD驅(qū)動IC通常綁定在LCD面板上,因此厚度盡可能地薄,通常采用高成本的TCP封裝。還有特別追求薄的,采用COG封裝,再有就是目前正在興起的COF封裝。
第四,管腳數(shù)特別多。Gate Driver IC少256腳, Source Driver IC少384腳。
第五,單一型號出貨量特別大。驅(qū)動IC 單月平均出貨量高達1.5億片,而其中平均每個型號的出貨量達差不多在300萬片左右。
OLED的DDI和LCD的還不一樣,尤其是大屏電視的OLED DDIC。因為LTPS(Low Temperature Poly-Silicon,簡稱為p-Si)材質(zhì)的不均一,屏幕越大,信號到達TFT各個角落的時間的差異就越大,那么畫面就會出現(xiàn)意想不到的撕裂的現(xiàn)象。所以的OLED DDI里面可以儲存一張自己驅(qū)動的TFT的不均一性的照片,然后根據(jù)具體的不均一性的情況來對信號進行調(diào)整。
另外還需要有一個負責(zé)分配任務(wù)給它們的芯片,叫做Timing Controller,簡稱T-CON。一般情況下,T-CON是顯示器里面復(fù)雜的芯片,也可以看做是顯示器的“CPU"。它主要負責(zé)分析從主機傳來的信號,并拆解、轉(zhuǎn)化為Source/Gate IC可以理解的信號,再分配給Source/Gate去執(zhí)行,T-CON具有這種功能是因為T-CON具有Source/Gate沒有的控制時間節(jié)奏的能力,所以叫Timing Controller。越來越高的分辨率、刷新率和色深都對T-CON的處理能力以及前后各種接口的信息傳輸能力提出了挑戰(zhàn)。
DDIC通過掃描的方式驅(qū)動顯示屏。從上圖可以看到,給相應(yīng)的行和列加上電壓就可以點亮相應(yīng)的像素了。但是問題來了,如果我們想同時點亮2B和5E,給2列、5列以及B行、E行同時加電壓的話,會發(fā)現(xiàn)連5B和2E也被無辜點亮。為了防止這種情況的發(fā)生,我們在時間上給予各條線先后順序的區(qū)分。
目前選擇的是每次處理一條X軸的線,每次只給一條橫線加電壓,然后再掃描所有Y軸上的值,然后再迅速處理下一條線,只要我們切換的速度夠快,因為視覺殘留現(xiàn)象,是可以展現(xiàn)出一幅完整的畫面的。這種方式叫做Passive Matrix。
然后這樣的方式的大的缺點就是,除非我們每條線切換的速度超級無地塊,否則,實際上每條線可以分到的有電壓的時間是非常短的,一旦電壓移到下一條線上,原來這條線上的像素就全都暗下去了,整體畫面給人的感覺是非常暗淡,不明亮的。
還有一個問題就是,如果某個像素不該點亮,但是因為它旁邊的像素該被點亮,所以相應(yīng)的X軸被加上了電壓,這個像素也會受到旁邊像素的一丟丟影響,被點亮一丟丟,結(jié)果就是圖像的清晰度很不好,圖像的邊緣會模糊。
一旦加上電壓,這個電容是可以保存能量的,在電壓再次回到這一條線的像素上之前,電容會釋放自己保存的電壓來保持像素的亮度。這樣,整體的亮度就會得到大幅提升。其次,每個像素的開關(guān)起到一個門檻的作用,這樣,如果一個像素被加上電壓點亮,給相鄰的像素帶來一丟丟影響,因為門檻的存在,這一丟丟的影響是不能點亮相鄰的像素的。
這種方式就做做Active Matrix(AMOLED的AM就是Active Matrix的縮寫)。
AM的好處當(dāng)然是大大的,但是這樣的成本就是TFT的結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜,1080P的分辨率就不僅僅是600多萬個電氣元件了,像OLED那種每個像素需要至少五、六個晶體管的,豈不是少也要3000多萬個晶體管?如果是4K分辨率呢?