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TFT LCD液晶显示器的驱动原理

本文将针对TFT LCD的整体系统面,也就是对其驱动原理来做介绍,而其驱动原理仍然因为一些架构上差异的关系而有所不同。首先将介绍由于Cs (storage capacitor) 储存电容架构不同,所形成不同驱动系统架构的原理。
 
Cs (storage capacitor) 储存电容的架构
一般最常见的储存电容架构有两种,分别是Cs on gate与Cs on common这两种。顾名思义,两者的主要差别在于储存电容是利用gate走线或是common走线来完成。在上一期文章中曾提到,储存电容主要是为了让充好电的电压能保持到下一次更新画面的时候之用,所以必须像在CMOS的制程之中,利用不同层的走线来形成平行板电容。而在TFT LCD的制程中,则是利用显示电极与gate走线或common走线所形成的平行板电容,来制作出储存电容Cs。
 
图1就是这两种储存电容架构,图中可以很明显地知道,Cs on gate由于不必像Cs on common需要增加一条额外的common走线,所以其开口率(Aperture ratio)比较大。而开口率的大小是影响面板的亮度与设计的重要因素,所以现今面板的设计大多使用Cs on gate的方式。但是由于Cs on gate方式的储存电容是由下一条的gate走线与显示电极之间形成的(请见图2中Cs on gate与Cs on common的等效电路),
 
而gate走线就是接到每一个TFT的gate端的走线,主要是作为gate driver送出信号来打开TFT,好让TFT对显示电极作充放电的动作。所以当下一条gate走线送出电压要打开下一个TFT时,便会影响到储存电容上储存电压的大小。不过由于下一条gate走线打开到关闭的时间很短(以1024 x 768分辨率,60Hz更新频率的面板来说。一条gate走线打开的时间约为20μs,而显示画面更新的时间约为16ms,所以相较下影响有限),所以当下一条gate走线关闭,回复到原先的电压,则Cs储存电容的电压,也会随之恢复到正常。这也是为什么大多数的储存电容设计都是采用Cs on gate的方式的原因。

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