LCD PANEL 控制板原理与IC简介

Tcon板亦被称为逻辑版或面板控制板,由五大电路所构成，分别为Power Management Circuit, Timing control circuit, Gate Driver Circuit, Source Driver Circuit and P-Gamma Circuit. 逻辑板主要功能有二：

1. 将电视主板端Scaler输出的图形讯号(如LVDS为例)转换为Mini-LVDS讯号后输出。
2. 将输入端LVDS的图像讯号与时脉讯号转成Panel Gate Driver与Source Driver能识别的工作讯号串列使Panel控制MOSFET如改变液晶分子的扭曲度,对Gate端做扫描等等，使Panel驱动正常。

 

(Tcon board实体图)

(Panel背板示意)

Tcon Board方块示意图

IC 功能大致介绍

PM IC：

负责产生Source Driver, Gate Driver, Level shift与P-Gamma所需要的多种电压

（举例:input 12V, output 5V/3.3V/1.8V…..）

DVDD： 数位逻辑电压，一般是3.3V，用于IC内部逻辑运算的电路的供电

AVDD： 主电压，主要用在Source Driver输出的像素电压和Gamma校正的电压

VGH： Gate开启电压，用于TFT Gate打开的电压(-0.3~45V)

VGL： Gate关断电压，用于TFT栅极关断的电压(-20~0.3V)

Vcom：Vcom电压，Panel公共电极电压(7V,根据面板不同而有差异)，有的chip 将Vcom Embedded在Gamma IC中.

Tcon IC:

负责将Input端的控制讯号,图像讯号与时脉讯号转换为Source driver与Gate Driver所能识别的讯号,主要Pin脚叙述如下,

Source端讯号 : CPV, STV, CLK……

Gate端讯号: STH, CPH, POL, TP……

STV: 代表影像起始输入之讯号(Data Enable Pin)

STH: 代表Gate端启动之讯号(Gate Enable Pin)

CLK: Source端资料输入之时脉.CPH: Gate端资料输入之时脉.

POL: 液晶极性翻转启动讯号

TP: Source Driver 锁定资料或输出资料的指示讯号.


                                                                                                                                           Tcon IC IP示意图
                                                                                  

Level Shift:

电压电平转换器

主要作用是将输入信号从一个电压域切换到另一个电压域。不同电压域的VDD是不一样的，如果不进行电压转换，就无法正常工作。举例,有些Tcon电压为3.3V或1.8V将输出信号送到7~15V的电压域(Gate端)，对15V的电压域来说，1.8~3.3V或许连MOS都没有足够的导通电压或判定为误动作，IC自然无法正常工作了。此时就需要一个Level shift来替不同电压域的讯号做压昇或压降，方能使讯号符合各电压域的规格。

                                                                                                                                   常用两种Level Shift示意图
                        
                                               
                                                                                                                      

                                                                                                                                       NMOS+PMOS Type.

                                                                                         


                                                                                           


                                                                                                                               

                                                                                                                                           Charge Pump Type



                                                                 

Gamma IC:

为影像进行Gamma编码主要是用来对人类视觉的特性透过函数计算进行补偿，目的是根据人类对光线或者黑白的感知，表示黑白的数据位或带宽。在通常的照明（既非完全漆黑，也不是过分的明亮）的情况下，人类的视觉对光线变化的感测并非线性。如果不将图像进行Gamma编码，那么对光线变化的感知频段的利用就会分布不均匀——会有过多的感知频段用来表示人类根本无法察觉到的差异，而用于表示人类非常敏感的视觉感知范围的数据位或者带宽又会不足. 所以须透过须Gamma IC对光的线性强度差异做补偿以达到人类视觉的最佳化. 下图为实际人眼所见与线性变化之差异图例.

                                                                                                                               人脑视觉编码与物理线性强度的差异


                                                                                                                  

                                                                                                                   

                                                                                                                      机器捕捉的画面                 人眼所见或透过Gamma补偿的画面



如今,上述的IC部分已被整合入Tcon中,让我们在密切观察面板上零组件的后续发展趋势！