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GIA(Gate Driver in Array)技術, 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
部分分離型顯示驅(qū)動芯片方案,TED+Gate IC
該方案將TCON和Source IC整合為一顆TED IC,Gate IC為立芯片,系統(tǒng)主控芯片通過FPC輸入System Data, TED IC中TCON模塊對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換后在芯片內(nèi)部輸入給Source模塊,同時通過玻璃走線將Gate Control信號輸入Gate IC。TED IC和Gate IC分別通過玻璃走線向Display Area傳輸信號。該方案對驅(qū)動芯片進行了部分整合,但距離單芯片解決方案仍有較大差距。
該方案主要在中尺寸顯示面板發(fā)展早期出現(xiàn),大部分使用LVDS接口,并且使用該TED IC均需要搭配其特定的Gate IC使用。目前主要在低端應用市場如汽車后裝市場流通。
顯示面板驅(qū)動芯片類型通常由面板設計規(guī)格決定,而面板設計規(guī)格源于下游市場及客戶的需求。一款顯示面板是選擇使用整合型驅(qū)動芯片方案還是分離型驅(qū)動芯片方案,通常在面板設計初期就會決定,一旦面板設計定型后,相應的面板驅(qū)動芯片架構也隨之確定。
以上三種架構在玻璃基板走線以及芯片綁定連接的Pin腳設計均完全不同,每一種面板設計架構對應一種芯片,即或是分離型芯片,或是整合型芯片。分離型芯片(包括TED芯片)適配的面板,無法用單芯片替代,反之亦然。
受應用場景、客戶需求的影響,單芯片產(chǎn)品與分離型芯片產(chǎn)品的技術路線存在較大差異。單芯片架構需整合數(shù)字電路、模擬電路、算法軟件等,相比分離型芯片要投入較多資源、人力滿足高整合、低功耗、抗干擾等多個設計規(guī)格;而在模擬電路設計方案、通信接口協(xié)議、系統(tǒng)架構等方面,整合型芯片與分離型芯片的設計方案均存在明顯差異。所以DDIC企業(yè)一般需搭建立研發(fā)團隊開展整合型、分離型的研發(fā)工作,資源、人力成本投入高。行業(yè)內(nèi)惟有個別企業(yè),能在小尺寸(移動終端)、大尺寸兩個領域同時擁有先發(fā)優(yōu)勢。
驅(qū)動IC其實就是一套集成電路芯片裝置,用來對透明電極上電位信號的相位、峰值、頻率等進行調(diào)整與控制,建立起驅(qū)動電場,終實現(xiàn)液晶的信息顯示。
在液晶面板中,有源矩陣液晶顯示屏是在兩塊玻璃基板之間封入扭曲向列(TN)型液晶材料構成的。其中,接近顯示屏的上玻璃基板沉積有紅、綠、藍(RGB)三色彩色濾光片(或稱彩色濾色膜)、黑色矩陣和公共透明電極。下玻璃基板(距離顯示屏較遠的基板),則安裝有薄膜晶體管(TFT)器件、透明像素電極、存儲電容、柵線、信號線等。兩玻璃基板內(nèi)側(cè)制備取向膜(或稱取向?qū)樱?,使液晶分子定向排列。兩玻璃基板之間灌注液晶材料,散布襯墊(Spacer),以間隙的均勻性。四周借助于封框膠黏結(jié),起到密封作用;借助于點銀膠工藝使上下兩玻璃基板公共電極連接。
驅(qū)動IC是控制液晶面板及AMOLED面板開關及顯示方式的集成電路芯片。隨著面板顯示分辨率及數(shù)據(jù)傳輸速度的提高,其對驅(qū)動芯片的要求也不斷提高。顯示驅(qū)動芯片(Display Driver IC,簡稱“DDIC”)是面板的主要控制元件之一,也被稱為面板的“大腦”,主要功能是以電信號的形式向顯示面板發(fā)送驅(qū)動信號和數(shù)據(jù),通過對屏幕亮度和色彩的控制,使得諸如字母、圖片等圖像信息得以在屏幕上呈現(xiàn)。
上下兩玻璃基板的外側(cè),分別貼有偏光片(或稱偏光膜)。當像素透明電極與公共透明電極之間加上電壓時,液晶分子的排列狀態(tài)會發(fā)生改變。此時,入射光透過液晶的強度也隨之發(fā)生變化。液晶顯示器正是根據(jù)液晶材料的旋光性,再配合上電場的控制,便能實現(xiàn)信息顯示。
顯示驅(qū)動芯片(Display Driver Integrated Circuit,簡稱DDIC)的主要功能是控制OLED顯示面板。它需要配合OLED顯示屏實現(xiàn)輕薄、彈性和可折疊,并提供廣色域和高保真的顯示信號。同時,OLED要求實現(xiàn)比LCD更低的功耗,以實現(xiàn)更高續(xù)航。
DDIC通過電信號驅(qū)動顯示面板,傳遞視頻數(shù)據(jù)。DDIC的位置根據(jù)PMOLED或AMOLED有所區(qū)分(PM和AM的區(qū)分見下文詳述):
如果是PMOLED,DDIC同時向面板的水平端口和垂直端口輸入電流,像素點會在電流激勵下點亮,且可通過控制電流大小來控制亮度。
至于AMOLED,每一個像素對應著TFT層(Thin Film Transistor)和數(shù)據(jù)存儲電容,其可以控制每一個像素的灰度,這種方式實現(xiàn)了低功耗和延命。DDIC通過TFT來控制每一個像素。每一個像素由多個子像素組成,來代表RGB三原色(R紅色,G綠色,B藍色)。
TFT上面的一個一個的像素的電壓的值(或者是On狀態(tài)的時間占空比),以掃描的方式按照一定的時間節(jié)奏一個一個的傳輸。
DDIC的封裝形式
自從三星在2013年推出曲面屏(Curved Display),柔性顯示屏技術迅速發(fā)展。大體上,顯示屏分兩類,即硬質(zhì)顯示屏和柔性顯示屏。硬質(zhì)顯示屏使用硬質(zhì)玻璃作為基板,而柔性屏使用一種塑料(polyimide,聚酰亞胺,簡稱PI,有機高分子材料)作為基板,具有可彎曲、可折疊、可卷曲的性能。一些智能手機在屏幕邊緣彎折,提升了質(zhì)感,就是歸功于這種材料。
客觀來說,COG、COF、COP是當下屏幕顯示驅(qū)動芯片的3種不同封裝技術,在廣大媒體傳導下也被稱為“屏幕封裝”。三者主要的應用是實現(xiàn)手機或電視系統(tǒng)對其屏幕(LCD,OLED)的驅(qū)動控制,以及與其它系統(tǒng)例如主板FPCB、部件等的信號鏈接。
COG(Chip On Glass)是將手機屏幕顯示驅(qū)動芯片(Display Driver IC,DDIC)直接粘合鏈接到在玻璃材質(zhì)為主的剛性玻璃基板上(Glass Substrate),之后由FPCB鏈接至手機其余PCB或部件。通常用于剛性顯示屏,例如LCD。
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