English 繁體中文 簡体中文
显示屏概观
显示屏模块
显示屏
驱动芯片
偏光片
 
显示屏如何运作




显示屏概观

驱动芯片

【驱动芯片功能】

驱动芯片最主要功用即是把从手机基频芯片(Baseband IC)传递过来的数字讯号(Digital signal),转化成相对应的模拟电压值(Analog Voltage),并输入至画素电极里储存,借着不同电压值,影响液晶不同排列方向。

依功能言,驱动IC分成「负责控制晶体管组件(TFT Device)开与合」的闸极电路(Gate circuit),及「负责将电压值输入画素电极(Pixel ITO)」的源极电路(Source circuit)。目前此二种电路都是整合在一颗单芯片里。

显示屏讯号扫描方式为由上而下,一次一列。闸极电路即负责每一列晶体管组件的开合,扫描时打开一整列的晶体管,当晶体管被打开时,源极电路会在极短时间内,将控制亮度、灰阶、色彩的数据,以电压格式,输入该列的画素电极中。完成后,闸极电路关闭该列,开启下一列,源极电路重复极短时间内输入电压的动作,以此类推,完成整片显示屏的扫描。




【驱动芯片简介】

分辨率及驱动芯片脚位数
驱动芯片的脚位数与显示屏分辨率十分相关,以目前手机市场主流WVGA(480RGB*800)分辨率的显示屏为例,因显示屏上每颗画素(Pixel)都要能呈现出三原色(R、G、B),故X轴必须设计480*3=1440根Source脚位;再加上负责Y轴每列晶体管开关的800根Gate脚位,该款手机驱动IC即需要有2240根脚位元数。更高的分辨率则需求更多脚位数。

要注意的是,为使影像数据能准确地呈现,驱动芯片需要提供极准确的电压予晶体管组件及画素电极,但在大尺寸型态的面板(如TV面板)时,由于驱动芯片距离面板上某个位置晶体管组件的跑线距离可能过长,走线累积的阻抗可能会造成讯号衰减,为避免此类情形发生,目前设计通常采取以多颗驱动芯片组配的型式提供(亦即源极芯片、闸极芯片分开提供讯号),藉此减短每颗芯片的跑线距离(同时也因此减少了脚位数),维持电压稳定强度,并非如手机驱动芯片般,因显示屏尺寸较小,讯号跑线距离较短,皆采取整合型态芯片设计(亦即将源极电路、闸极电路,及其它应用电路整合设计进单颗芯片)。







色深(灰阶)及驱动芯片位数
目前市场上手机标示的数据位数多为8bits (每一颗次画素),这表示面板上每一颗R、G、B,可以有256种颜色的表现(28),而每一颗画素(由R/G/B所构成),则可以有1677万种颜色的表现(28x28x28)。驱动芯片主要是将手机基频芯片(Baseband, BB)所传来的每一组代表图像色深/灰阶的数字讯号组合(01010101),转换成为模拟的数据电压值(举例:将0-12V电压,等分地切成256个准位),使得每一颗次画素下的晶体管组件及画素电极,皆能依据该电压准位,扭转液晶形成256种不同的排列组合,形成256种不同的透光率(灰阶)。面板上每颗R,G,B颜色得以深浅不同,即依此而来。




电路高度集积化的挑战
目前手机面板分辨率愈来愈高,手机驱动芯片也被要求必需是整合型单芯片(Integrated IC),故为解决芯片脚位数过多担忧,业界采取方法有二:

一、在面板设计时,直接将闸极电路做进薄膜晶体管阵列(TFT Array)里,业界称为Gate on Panel(GOP)或Gate on Array(GOA),此方法可以有效减少驱动芯片脚位数,这是目前最为普遍的做法。

二、在芯片设计时,导入更为微细的半导体晶圆制程制作,让每条电路的线宽变窄,使得芯片有效面积里,足以置入更多电路。但由于在极小空间里将塞进许多复杂的电路,电路间讯号极可能会互相干扰,故对芯片设计者的挑战颇高。而导入更为微细半导晶圆体制程的成本也十分高昂,在极高分辨率手机面板(如FHD面板)尚未成为市场主流前,除领导型厂商外,多数公司不敢贸然投入资源。