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TFT LCD液晶显示器的驱动原理(三) 谢崇凯 上次跟大家介绍液晶显示器的二阶驱动原理,以及因为feed through电压所造成的影响. 为了解决这些现象, 于是有了三阶驱动甚至于四阶驱动的设计. 接下来我们先针对三阶驱动的原理作介绍. 三阶驱动的原理(Three level addressing method) 二阶驱动的原理中, 虽然有各种不同的feed through电压, 但是影响最大的仍是经由Cgd所产生的feed through电压. 也因此在二阶驱动时需要调整common电压, 以改进灰阶品质. 但是由于Clc并非是一个固定的参数, 让调整common电压以便改进影像品质目的不易达成. 因此便有了三阶驱动的设计, 期望在不必变动common电压的情形下, 将feed through电压给补偿回来. 三阶驱动的基本原理是这样的, 利用经由Cs的feed through电压, 来补偿经由Cgd所产生的feed though电压. 也就是因为需要利用Cs来补偿, 所以三阶驱动的方法只能使用在面板架构为Cs on gate的方式. 图1就是三阶驱动gate driver电压的波形, 从这个三阶驱动的波形中我们可以知道, 三阶驱动波形跟二阶驱动不一样的是, 它的gate driver驱动波形之中, 会有三种不一样的电压. 当gate driver关闭时, 会将电压拉到最低的电压, 等到下一条的gater driver走线也关闭后,再将电压拉回. 而这个拉回的电压, 就是为了去补偿下一条线的feed through电压. 也就是说, 每一条gate driver走线关闭时, 经由Cgd所产生的feed through电压, 是由上一条走线将电压拉回时,经由Cs所产生的feed through电压来补偿的. 既然是经由拉回的电压来补偿, 那拉回电压的大小要如何计算呢? 上次我们有提到feed through电压的计算方式, 我们可以依照上次的公式来计算所需的电压 : 经Cgd的Feed through电压 = (Vg_high – Vg_low) * Cgd / (Cgd + Clc + Cs) ; Vg_high与Vg_low分别为gate driver走线打开与关闭的电压. 经Cs的Feed through电压 = (Vp2 – Vp1) * Cs / (Cgd + Clc + Cs) ; Vp2与Vp1分别为上一条gate走线拉回前与拉回后的电压. 如果需要两者互相抵消, 则经Cgd的Feed through电压需要等于经Cs的Feed through电压. 所以需拉回的电压为Ve=Vp2-Vp1=(Vg_high – Vg_low) * Cgd / Cs ,而从图1中我们知道Vg_high – Vg_low= Vg + Ve , 所以需拉回的电压Ve= (Vg + Ve) * Cgd / Cs ,也就是Ve= Vg * Cgd / [Cs – Cgd] . 从上述的公式推导中, 我们发现虽然Clc会影响feed through电压的大小, 但是藉由三阶驱动的方式, Clc的影响就不见了. 因此当我们在面板制程与gate drvier的打开电压确定之后, 就可以精确的计算出所需要的拉回电压了. 图2是三阶驱动的电压分布示意图. 我们可以看到最左边的是由source driver所输出的电压分布, 这是显示电极所充电电压的最原始状况. 而中间的电压分布, 就是显示电极受到经由Cgd的feed through电压影响的变化. 一般二阶驱动就是只有到这里, 所以需要修正common电压的大小, 以便以少灰阶的失真程度. 而三阶驱动藉由Cs的feed through电压影响的情形, 则可以由最右边的电压分布来看出. 在这时候, 只要拿捏好拉回电压Ve的大小, 便可以将原本受到经由Cgd的feed through电压影响的电压分布, 补偿到跟最左边的电压分布一样, 如此一来就不必再去修正common电压的大小了. 图3是三阶驱动的电压波形图. 正如先前所说过的, 由于三阶驱动需要利用前一条的gate driver走线来补偿, 所以只能使用于Cs on gate的架构. 而且由于有电压补偿的关系, common电压就不必再做修正了. 在图3中, 属于gate driver电压有两种, 一个是前一条gate driver的电压波形, 用虚线来表示. 而用实线表示的是属于打开我们要讨论的显示电极电压波形的gate driver走线电压. 从此图形我们可以知道, 实线的gate driver走线关闭时, 会经由Cgd产生一个feed through电压, 而这个向下的电压偏移量, 在前一条gate driver走线