TFT-LCD液晶显示模组常见驱动电压的作用

一个完整的TFT-LCD液晶显示模组主要有包含:TFT-LCD液晶显示面板及其驱动电路系统、背光源BLU及其驱动电路系统等。

如果是全贴合TFT-LCD液晶显示模组,则还包含:保护盖板CG/电容式触摸屏CTP及光学胶OCA等。

在整个TFT-LCD液晶显示模组制造过程中,从大板玻璃切割后还未进行偏光片贴附,驱动IC、FPCA/PCBA等驱动电路器件的绑定,此种状态在行业内一般称为单Cell。

若偏光片贴附,驱动IC、FPCA/PCBA等驱动电路器件绑定完成后,此时一般被称为Open Cell(简称OC),此种状态的产品也有厂商也会笼统的称之为FOG。

一个完整的Open cell的驱动电路一般会包含:栅极驱动电路(Gate Driver IC)、源极驱动电路(Source Driver IC)、连接源极驱动电路的印刷电路板(PCBA板)、时序控制器PCBA板(Timing Controller,简称T-CON板)、连接PCBA板和T-CON板之间的柔性线路板(FPC)等。

当然,上述Open Cell驱动电路系统是相对比较传统的;目前在中小尺寸产品中,主流的方式是采用栅极集成阵列驱动(Gate on Array ,简称GOA)来代替Gate IC;PCBA板和T-CON板也合二为一集成在一起了。

Open Cell驱动电路驱动的大体过程为:从外部输入的电源经过FPCA、PCBA进入到驱动IC后,通过驱动IC内部电路的作用或内外部电路的共同作用,可组合产生并输出各种电压。

组合输出的这些电压,一方面能够提供电源给到IC本身的驱动电路,保证IC的正常工作;另一方面通过调整后提供给LCD液晶显示面板,保证LCD的正常显示。 所以,这些驱动电压非常重要,会直接关系到LCD的显示效果及稳定性。

TFT-LCD液晶显示模组中常见驱动电压的作用

1、VDDI:也叫IOVCC/VCC,I/O供电电压,也叫逻辑电压,由测试架或者主板供给到驱动IC,主要为输入/输出接口电路进行供电。VDDI的电压范围通常为1.65V~3.6V,目前手机、平板产品通用的VDDI电压为1.8V。

2、VSP:也叫AVDD,为主板或测试架提供的正电压,是源极驱动(Source Driver)的核心供电电压,其直接影响LCD像素电极的电压精度和画面显示的质量。VSP的电压范围通常为4.5V~6.5V,具体参考IC规格书。

3、VSN:也叫AVEE,为主板或测试架提供的负电压,和VSP是一正一负的对称关系,是源极驱动(Source Driver)的核心供电电压,其直接影响LCD像素电极的电压精度和画面显示的质量。VSN的电压范围通常为-4.5V~-6.5V,具体参考IC规格书。

在中小尺寸产品中(如手机、平板),VSP的典型电压值通常为5.5V,VSN的典型电压值通常为-5.5V,VSP和VSN通过给控制像素点的电容充电,最终实现LCD显示屏的显示功能‌。

如果VSP、VSN电压异常,LCD显示屏一般会发生屏闪、无显、大电流等不良现象的发生。

4、Vcom:液晶公用电极电压,也是LCD驱动的基准参考电压。Vcom电压会影响到LCD显示屏的整体显示效果,如残影、颜色失真泛白、Flicker等。Vcom电压的大小取决于LCD本身,具体电压范围需要参考LCD规格书。

5、VGH:也叫VGHO,为打开TFT Gate栅电极开启的正电压。当LCD显示屏某一行被扫描时,该行的Gate线被施加VGH电压,使该行所有TFT实现导通,此时允许Source线的数据电压对像素电容进行充电。VGH的电压范围通常为7V~20V,具体参考LCD规格书。

6、VGL:也叫VGLO,为关闭TFT Gate栅电极的关闭的负电压。当LCD显示屏扫描结束后,Gate线的电压会回到VGL,确保TFT被彻底关断,使像素电容在下一帧刷新前保持电荷稳定。VGL的电压范围通常为-15V~-7V,具体参考LCD规格书。

由于VGH和VGL是控制LCD Gate栅电极开启和关闭的电压,如果VGH、VGL电压发生异常时,LCD显示屏一般会发生无显、画面整体泛白、残影、横纹、花屏等不良现象的发生。

7、VSS:也叫VSSA、VSSREF、VSSD、VSSP、VSSH等,简单理解为带VSS都是地的电压,相当于参考地的电压,一般为0V。

8、GVDDP:也叫GVMP,不同IC规格中的叫法也会有所不同,表示LCD显示屏正Gamma电压,其范围一般为3.0~6.0V,调整此Gamma电压时一般按照10mV或者20mV为一个档位进行调整,不同IC规格书中定义的幅度会不一样。

9、GVDDN:也叫GVMN,不同IC规格中的叫法也会有所不同,表示LCD显示屏负Gamma电压,其范围一般为-3.0~-6.0V,调整此Gamma电压时一般按照10mV或者20mV为一个档位进行调整。

10、驱动IC输入电压的4种模式:

①2Power模式:VDDI+VCI,需要搭配外置的升压IC(Power IC)来获得VSP+VSN电压。目前采用2Power模式的产品相对较少,为非主流的方案。

②3Power模式:VDDI+VSP+VSN,无需额外搭配外置的升压IC,驱动IC内部即可实现升压,3Power模式为目前主流的方案。

③4Power模式:VDDI+VSP+VSN+VDD,无需额外搭配外置升压IC,驱动IC内部即可实现升压,目前大部分驱动IC都可以同时兼容3Power模式和4Power模式。

④5Power模式:顾名思义主要包含了VDD+AVDD+VSP+VSN+Vcom等5种电压,无需额外搭配外置升压IC,驱动IC内部即可实现升压。

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