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整合型顯示驅(qū)動(dòng)單芯片方案,One Chip Solution
隨著面板制造技術(shù)的進(jìn)步,以及市場(chǎng)需求的推動(dòng),面板廠逐步引入GIA(Gate Driver in Array)技術(shù), 使用GIA電路取代Gate IC, 將Gate IC和Source IC進(jìn)行整合。
傳統(tǒng)TFT-LCD面板Gate線路采用配線從驅(qū)動(dòng)芯片導(dǎo)入信號(hào)使TFT開啟,將顯示信號(hào)輸入到像素單元完成畫面顯示。由于每一條配線對(duì)應(yīng)一行Gate電路,配線條數(shù)較多,占用空間較大。為對(duì)應(yīng)窄邊框和高解析度產(chǎn)品需求,集成柵極驅(qū)動(dòng)電路(GIA, Gate Driver in Array)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。GIA即在TFT玻璃上通過用MOSFET所搭建的電路,給每行設(shè)計(jì)一組GIA電路,僅輸入少量GIA Timing信號(hào),可輸出多路Gate控制信號(hào),從而替代Gate Driver IC的功能。目前GIA方案已廣泛應(yīng)用在智能手機(jī)、平板電腦等主流顯示市場(chǎng),促進(jìn)了智能手機(jī)、平板電腦等領(lǐng)域整合型顯示驅(qū)動(dòng)芯片的發(fā)展。
驅(qū)動(dòng)IC其實(shí)就是一套集成電路芯片裝置,用來對(duì)透明電極上電位信號(hào)的相位、峰值、頻率等進(jìn)行調(diào)整與控制,建立起驅(qū)動(dòng)電場(chǎng),終實(shí)現(xiàn)液晶的信息顯示。
在液晶面板中,有源矩陣液晶顯示屏是在兩塊玻璃基板之間封入扭曲向列(TN)型液晶材料構(gòu)成的。其中,接近顯示屏的上玻璃基板沉積有紅、綠、藍(lán)(RGB)三色彩色濾光片(或稱彩色濾色膜)、黑色矩陣和公共透明電極。下玻璃基板(距離顯示屏較遠(yuǎn)的基板),則安裝有薄膜晶體管(TFT)器件、透明像素電極、存儲(chǔ)電容、柵線、信號(hào)線等。兩玻璃基板內(nèi)側(cè)制備取向膜(或稱取向?qū)樱?,使液晶分子定向排列。兩玻璃基板之間灌注液晶材料,散布襯墊(Spacer),以間隙的均勻性。四周借助于封框膠黏結(jié),起到密封作用;借助于點(diǎn)銀膠工藝使上下兩玻璃基板公共電極連接。
OLED的DDI和LCD的還不一樣,尤其是大屏電視的OLED DDIC。因?yàn)長TPS(Low Temperature Poly-Silicon,簡稱為p-Si)材質(zhì)的不均一,屏幕越大,信號(hào)到達(dá)TFT各個(gè)角落的時(shí)間的差異就越大,那么畫面就會(huì)出現(xiàn)意想不到的撕裂的現(xiàn)象。所以的OLED DDI里面可以儲(chǔ)存一張自己驅(qū)動(dòng)的TFT的不均一性的照片,然后根據(jù)具體的不均一性的情況來對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。
另外還需要有一個(gè)負(fù)責(zé)分配任務(wù)給它們的芯片,叫做Timing Controller,簡稱T-CON。一般情況下,T-CON是顯示器里面復(fù)雜的芯片,也可以看做是顯示器的“CPU"。它主要負(fù)責(zé)分析從主機(jī)傳來的信號(hào),并拆解、轉(zhuǎn)化為Source/Gate IC可以理解的信號(hào),再分配給Source/Gate去執(zhí)行,T-CON具有這種功能是因?yàn)門-CON具有Source/Gate沒有的控制時(shí)間節(jié)奏的能力,所以叫Timing Controller。越來越高的分辨率、刷新率和色深都對(duì)T-CON的處理能力以及前后各種接口的信息傳輸能力提出了挑戰(zhàn)。
一旦加上電壓,這個(gè)電容是可以保存能量的,在電壓再次回到這一條線的像素上之前,電容會(huì)釋放自己保存的電壓來保持像素的亮度。這樣,整體的亮度就會(huì)得到大幅提升。其次,每個(gè)像素的開關(guān)起到一個(gè)門檻的作用,這樣,如果一個(gè)像素被加上電壓點(diǎn)亮,給相鄰的像素帶來一丟丟影響,因?yàn)殚T檻的存在,這一丟丟的影響是不能點(diǎn)亮相鄰的像素的。
這種方式就做做Active Matrix(AMOLED的AM就是Active Matrix的縮寫)。
AM的好處當(dāng)然是大大的,但是這樣的成本就是TFT的結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜,1080P的分辨率就不僅僅是600多萬個(gè)電氣元件了,像OLED那種每個(gè)像素需要至少五、六個(gè)晶體管的,豈不是少也要3000多萬個(gè)晶體管?如果是4K分辨率呢?
DDIC的封裝形式
自從三星在2013年推出曲面屏(Curved Display),柔性顯示屏技術(shù)迅速發(fā)展。大體上,顯示屏分兩類,即硬質(zhì)顯示屏和柔性顯示屏。硬質(zhì)顯示屏使用硬質(zhì)玻璃作為基板,而柔性屏使用一種塑料(polyimide,聚酰亞胺,簡稱PI,有機(jī)高分子材料)作為基板,具有可彎曲、可折疊、可卷曲的性能。一些智能手機(jī)在屏幕邊緣彎折,提升了質(zhì)感,就是歸功于這種材料。
客觀來說,COG、COF、COP是當(dāng)下屏幕顯示驅(qū)動(dòng)芯片的3種不同封裝技術(shù),在廣大媒體傳導(dǎo)下也被稱為“屏幕封裝”。三者主要的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)手機(jī)或電視系統(tǒng)對(duì)其屏幕(LCD,OLED)的驅(qū)動(dòng)控制,以及與其它系統(tǒng)例如主板FPCB、部件等的信號(hào)鏈接。
COG(Chip On Glass)是將手機(jī)屏幕顯示驅(qū)動(dòng)芯片(Display Driver IC,DDIC)直接粘合鏈接到在玻璃材質(zhì)為主的剛性玻璃基板上(Glass Substrate),之后由FPCB鏈接至手機(jī)其余PCB或部件。通常用于剛性顯示屏,例如LCD。
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