关注：TFT显示屏的新驱动技术

加入日期：:09:01

有人可能会提出为什么不使用外部存储器？这有两个方面的不利因素。首先，为了访问外部RAM，需要较大的输入/输出驱动器电路来确立一个可接受的噪声容限，它们会消耗大部分功率；其次，小容量静态或动态RAM现在已经没有供货。而且，将它们作为单独的新芯片来设计既不经济又浪费空间。

目前高电压深亚微米工艺正处于开发过程中，它们将是为小尺寸TFT显示屏(160×128×RGB)设计单芯片解决方案的理想技术。

c) 液晶的特性

为了防止液晶材料的性能降低，工作时液晶单元上的平均电压必须为零。有四种不同的可能方案可供选择：场、行、列或点反相。反相的方法一致性越高，图像的质量就越高。此外，反相也使光学副效应(如串扰和大面积闪烁)降到了最低，它可以通过一种节省功耗的方法来实现。

d) 驱动方案的实现

驱动时，行是顺序访问的，与此同步，像素值被加到列信号中。大多数情况下，二级驱动方案的用法如图2所示。它允许使用直接驱动器电路。所需的电压相当大。有一些可供选择的方案可以降低最大电压的幅度。其中的一种为公共电极(CE)调制，另一种为四级驱动方案(FLDS)，由Philips公司最近发布。

公共电极调制

行信号直接连接到晶体管的栅极，它通过导通或关闭晶体管来对像素电容CLC充电，充电电压被加到列线。在下一帧，信号被反向。CE调制与此类似，但公共电极并不是用行电压和列电压直接相加的方法进行调制，因此无需一种具有高击穿电压的工艺。

四级驱动方案

与CE调制方案一样，四级驱动方案的目的是为了降低源驱动器所需的电压幅度。其实现方法是通过存储电容器CST将一个电压阶梯容性耦合到已经预先充电的液晶像素CLC。典型的像素如图3所示。

这种方案需要将存储电容器连接到前一行(第N-1行)。在像素充电期间，第N-1行设置为一个中间电压，建立了一个耦合脉冲。当TFT导通时第N行被充电到列电压。

充电之后，第N行的TFT被关断，此时第N-1行的电压又回到原来的幅值。这样，通过经由存储电容器把电荷容性耦合到像素，第N行像素的像素电压发生了改变。

功耗问题

显示屏的功耗可分为两部分：驱动器IC的功耗和显示屏本身的功耗。此处主要讨论后者。

在AMLCD显示屏中，显示屏所产生的功耗是由于显示屏电极(行、列和公共电极)上各种转换导致的充电电容或放电电容所引起的。

为了计算功耗，人们用电压来计算与显示屏中每个电极相连的容性负载。实际上还有附加的寄生电容，为了计算每个电极的负载，必须考虑所有的寄生电容。

从表2可以明显地看出，最低功耗方案为FLDS驱动方案。其功耗较低是因为降低了行电压幅度，这种方案对于行反相补偿最为适合。

电压的反相可以经过一个或两个步骤完成：a)单步时使用一个电压源；b)采用两个步骤时，首先变换到地电压，然后再变换到最终电压。变换到地电压具有以零功耗将电容放电的效果，可以通过这个步骤来降低显示屏的功耗。例如，假设要将电容C上的电压从U=5V变换到U=-5V。如果这个电容不首先通过一个额外的转换步骤放电到0V，那么电压源所消耗的能量为C×(-5)×(-5-5)=50C。如果这个转换分两步完成，第一步首先让电容放电到0V，电压源不需要消耗任何能量，那么转换所需的总能量为C×(-5)×(-5-0)=25C。这样，转换操作只需消耗原来能量的一半。由此可见，仔细选择模块的地电势并尽可能首先转换到地电势可以减少显示屏的总功耗。

本文结论：

随着上述新驱动技术的出现，现在能够设计出具有超强的性能一种彩色模块，可以开发具有高亮度、适应视频显示的显示屏。

新的驱动技术也实现了低功耗，可以满足目前对手持设备在尺寸和功耗方面的期望，并在为TFT显示屏技术开启新市场的同时，弥补彩色-STN和TFT之间在性能成本上的差异。

作者：
Markus Hintermann
Patrick Nolan
Philips半导体公司

　作者：站长　来源：液晶时代