gate-Driver重要易懂的.docx

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1、GATEDRIVER运用于液晶显示器的驱动芯片主要分为两类，分别为gatedriver与Soueedriver。GaIedriVer的主要功用是将液晶面板上一行一行的薄膜晶体管(TFT.thinfilmtransistor)依序打开，好iksourcedrivc将位于液晶面板上的液晶电容(Clc.capacitoronliquidcr,stal)与储存电容(Cs,storagecapacitor)，充电到所须要的电压。Gatedriver名称的由来,是因为接到T卜T的gate端,所以才称作gatedriver.此外，由丁它是依序将一行一行的TFT打开，所以也称之为SCandriver,而就面板

2、的坐标来说，连接到gatedriver的走线，是位于Y釉上，所以也称为rowdriver同理sourcedriver也有很多不同的称呼,而sourcedriver的名称来由是因为这个驱动芯片是连接到TkT的source端,所以才叫做sourcedriver.此外当gatedriver将一行行的TIT打开时，Miurcc1river会将相对成的显示数据转换成电压，把液晶面板的电容充放电到相对应灰阶的电压，因此sourcedriver也叫做datadriver.再者就整块面板的坐标来说，连接到sourcedriver的走线是位于X轴上，因此也叫做columndriver.1、GatedriVCr的

3、频率与输出频道数目有关常见的TFT1.CD面板辨别率分别是SVGA、XGA.SXGA,SXGA+.以SVGA的辨别率来说，它是800*600的辨别率，其中800跟SoUreedriver的输出Channel数目有关。同理在各个辨别率中，每个阱别率中前面的数字是跟横向的画面辨别率有关,因此须要考虑sourcedriver的输出channel数目而各个辨别率中后面的数目则是与纵向的辨别率有关，所以考虑的是gaedriver输出的Channel数目由于TFT1.CD跟CRT显示器不同的特性，因此TFT1.CD显示器的画面更新频率并不象CRT显示屏幕一样，须要调得很高，以避开画面闪耀的状况。因此TFT

4、1.eD显示暑其画面更新算率多半是固定在60Hz.然而各个辨别率水平输出的数目并不相同，所以每一条水平线的打开时间也不一样(1以SVGA800*600的辨别率来说，由于画面的更新频率为60HV/,所以水平辨别率的每一条线打开的频率均为60Hz*600lines=36KHz,也就是每一条水平线打开的时间妁为1/36KHZ=27.8Ns同理我们也可以依照此一方式来推导出各种显示模式的工作频率与水平线的打开时间。我们可以发觉，随着辨别率的提高，同时每一条水平线打开的时间也会跟若变小。也就是说，当辨别率变得更高，供应应sourcedriver充放电的时间也会跟着变少。常见的gatedriver的输出C

5、hannCl数H为可以选择2(X)个输出或是192个输出，以及可选择256个输出或是263个输出这两种gatedriver。现在应用最广的就是256K63输出的gatedriver了，因为现住”货Q最大的就是属JXGA以及SXGA的液晶显示器了.这两种辨别率以256个输出ChannCl来说，分别须要3颗以及4颗的gatedriver。正因为它的出货量很大，所以也有仅256个输出的gatedriver的设计，不过为了延长产品的生命周期，大多会实行25G263的输出Channel的设计。在这种设计下,当运用于XGA与SXGA的辨别率时,便会奢侈了7个输出Channd,而当运用于SXGA+的辨别率时

6、，共须耍运用4颗.所以总输出Channel为263*4=1052,仍旧比SXGA+辨别率所需的1050条线多出2条。跟前面提到的200/192输出channel与256个输出Channd的galedriver.Jt3-4颗加起来的总输出channel数11与辨别率一样的状况是不一样的。2、GatCdriver功用为依序打开薄膜晶体管Gatedriver的主要功能是将液晶面板上的薄膜晶体管，一行一行的依序打开，好让SOUreCdriVa对面板上的电容充放电。因此整个系统须要一个CkKk来作同步的动作，好让gatedriver依序将每一行的薄膜晶体管打开，而SP1.ganpulseinput)ll

7、!.,是让gatedriver的输出起先动作的同步信号。当gatedriver一接收到SP1.的信号之后，便会依序由OUTI、OUT2、OUTI99、OUT200送出一个个的脉波，来打开液晶面板上一行一行的薄膜晶体管.在最终一个脉波送出的同时，会同时由SPO(startpulseoutput)送出信号到下一颗gatedriver(上一颗的SPO信号，是接到卜.一颗gatedriver的SPl信号)，好让卜.一颗gatedriver能接续下去,输山打开薄膜晶体管用的脉波，直到面板上全部的薄膜晶体管都打开过并充好电为止。以SVGA(800*600)辨别率的液晶面板来说,若是运用200个输出chan

8、nel的gatedriver,则共须要3颗gatedriver来驱动“而这3颗的gatedriver则利用上一颗的SPO接到下一颗的SPI来协同工作，以完成共600个输出的结果。3、分析Gatedriver的架构GaledriVer由丁负货的工作很简洁，所以它的架构并不困难“GaIedriVer的主要架构有3个部分，首先是双向移位,缓存制(bi-dinxlicnalUiiflrcgisicr)这个地方的主要功用就是要能依照所输入的CIOCk产牛出循序输出的脉波，所以才须要运用移位元缓存器(ShiftregiSter)。但是为什么要运用双向的移位缓存器呢？主耍是为了让TFn(D棉板的机构设计更有

9、弹性。也就是说，一旦面板的机构完成后您要选择由上到下将一行一行的薄膜晶体管打开，或是由下到上一行一行的打开都可以。虽然这样须要增加硬件上的成本，不过可以获得的设计辨性更大。既然运用了双向的移位缓存器，就须要额外的输入接脚来选择移位缓存罂的移位方向(ShiftdireCtion)。而此同时，startpule的接脚也必需作成是可选择为辘入或是输出的方式.当移位缓存器选择是右移时，左边的startPulSC接脚就变成输入，而右边的接脚就变成输出。倘如移位缓存器选择的是左移时，则左边的SlartPU反接脚就变成输出，右边的接脚就变成输入了。由于gatedriver的输入接口是一般的数字输入接口，所以

10、接口的电压大约是233.6伏特之间。而最终的输出接口,由于是要限制薄膜晶体管的打开与关闭，它的工作电压范围很大，大约是从-20TO伏特之间，所以婴将双向的移位缓存器的输出传送到输出电路时，就必需运用ICVCIshiflcr来作升压的动作。而levelshifter的设计就是整个gatedriver设计中最关键的地方，虽然整个gatedriver的架构很简洁，电路也不困难，但是由于最终输出电压的工作范围实在很大,即使gatedriver的电路已经设计完成，还是会因为运用环境的关系，造成驱动芯片本身信任度(reliability)会因此降低.因此IeVeIShi加T设计的精良与否，便会影响到整个g

11、atedriver驱动芯片的成败。以一般N-SUbStrate的制程来说，由于基底(substrate)本身须要接到整个芯片系统中最低的电压，而整个gatedriver的最低电压是-3-20伏特之间,所以当数？接口的信号输入之后,就必需经由第一阶段的IeVelShifter将整个输入信号作降压的动作,等双向的移位元缓存器将信号处理好之后，才将信号送入输出电路，而这样降压后再升压的动作，看似简洁，其实一旦处理不好便会造成整个电路的动作不正幽。所以现在常见的gatedriver设计多是运用triplewell的制程，利用Eplcwell制程可处理较多级电源电压的特性，来降低经由ICVClShift

12、a升压降压时所造成电路动作不正确的可能性。最终是输出电路（outputcircuit）的部分，输出电路的构造简洁来说其实只是一个outputbuffer而已，它的主要功能就是要把levelShifIer的输出信号送出去而已。但是要送信号到芯片外部时，需考量到外面所接的液晶面板的负载，因此借由设计输出电路的推动实力，来达到这些要求，这就是输出电路的重要功能。4、Gatepulse产生脉波输出间隔避开充电错误用来传送gaedriver输出信号的液晶面板上的走线，等效阻抗相当于一组串联的电阻电容网线。因此gatedriver输出的脉波信号在这一条走线上传送时，会造成脉波波形失真，以及传送上的延迟效应

13、。这样一来，靠近gatedriver输出的薄膜晶体管，跟远离gatedriver输出的薄膜晶体管，打开及关闭的时间点便会不一样，但是sourcedriver却是在何时送出电压到每一个薄腴晶体管上。这样一来，会有一个错误的现象发生，那就是当上一行最终一个薄膜晶体管尚未关闭时，下一行的第一个薄膜晶体管却已经打开了。对于SoUrCCdriver而言，此时正好送出给卜一行用的电压，因此上一行的最终几个薄膜晶体管所充电的电压便会不正确，显示出来的画面就会有错误。囚此在面板的电路设计，便会足证降低整个走线的RC町抗。但是对于大尺寸的液晶面板来说，再怎么极力降低阻抗，还是会有肯定程度的传送延迟。在实际的面板

14、应用之中，gatedriver的输出脉波，并不是一个紧接着一个的。在连续的两个脉波之间，会有肯定间隔，以确保上一行全部的薄膜晶体管都关闭后，下行的薄膜晶体管才打开。这样来，就可以避开掉前面所提充电错误的情形发生.此外由T每一家面板制造商的电路设计并不一样，因此所常的间隔也不尽相同。所以在galedriver的设计中，会供应一个OEoutputenable）接脚，让面板制造商来调整gatedriver输出脓波的间隔。5、Alloutputon的功能清除残存电荷在gatedriver的设计中会有一个al1ouipulon的设计这个设计是将全部的gatedriver输出接脚，全部都送出打开薄膜晶体管

15、所需的高电位电压。也就是说，这个功能启动时，是把全部液晶买在办上的薄膜晶体管都打开的意思。乍看之卜.，好像没多大用途。但是它切可以让液晶屏幕开机关机时的画面不至于太难看。以关机的画面为例，假如没有这样的功能的话，依照液晶的特性，当关机完成时，会看到最终一个画面渐渐淡去的情形，最终才是全黑的画面（假如没有alloutputon的功能，只要将背光板关闭，画面就是黑色的了。不过细致看，仍旧可以隐隐看到这个现象）。为什么会后这种现象呢？那是因为液晶面板上件个PiXel仍旧有残存电荷的存在，须要一段BW电荷才会完全JB若仃油CU甲UIon的功能的话，可以在关机时，让画面上全部的pixel都因为溥膜晶体管

16、都导通了，而有相同的电压，相同的灰阶。再利用SOUrCCdriVCr输出电压，快速将液晶面板充放电到全黑的所而，这样就不会有残影的感觉几而开机时也可利用此功能，将画而开机前的残存电荷清除，以免有残影，同时将液晶面板上的全部PiNeI充电到中间电压，以便能快速反映开机后的第一个显示画面.6、三阶驱动gatedriver输出较二阶多出补偿电压三阶驱动的galedriver的功能与二阶驱动的gatedriver几乎都一样，而它们最主要的差别，就是输出电路的输出电压波形不一样。邛介郭动颜名思义就是galedriver的输出电压波形会有三种不同的电压准位。：阶驱动的电压有两种，分别是打开的电位与关闭的电压。而三阶聊动则多出了一个补偿用的电压。这个补偿用的电压主要是为了用来补偿飞皿driver施大出时.因为feedIhmUgh的关系,造成与小电极的电压所受到的影响。事实上每一行的补偿电压都是用来补偿下一行薄膜晶体管上的显示电极电压之用的，因此仅能适