毕业设计TFT-LCD显示技术电路设计和仿真.doc

摘要 LCD技术的迅猛发展，并且它拥有着性能优良、大规模生产特性好、自动化程度高、原材料成本低廉，从而广泛应用于在这样的背景下，。 本文即旨在设计结构分为数字部分和模拟部分 技术上，目前TFT_LCD技术已经成熟，困扰液晶平板显示器的三大难题：视角、色饱和度、亮度已经获得解决。中日韩台TFTLCD产业技术现状对比 从上面我们可以明显的看出目前我国大陆和台湾地区，韩国以及日本的发展差距，就这种状况，我们不可能不依赖进口。世界TFT_LCD产业的现状及发展方向决定了中国大陆TFT_LCD产业的发展的规模及前景。中国大陆TFT_LCD产业发展比日韩及欧美发达国家要晚近二十年。 但中国大陆TFT_LCD产业发展有其独特的特点和局限，主要有以下特点： （1）中国大陆TFT_LCD产业来势凶猛，良性循环机率低，产业链失衡，生产线、设备落后。 （2）中国大陆TFT_LCD产业一开始就受到当地政界的大力支持，产业发展的相关上游材料生产都有待极大开发生产。 （3）中国兴起的FPD产业，将逐渐成为世界FPD产业的核心，中国FPD产业的发展也将面临艰巨的挑战，同时中国TFT_LCD产业仍是全球的焦点。 至今，国内仅能生产电脑显示器、笔记本电脑用中等尺寸和小尺寸面板产品，全球市场份额不足10%，尚没有液晶电视用大尺寸面板的生产能力。与几乎同时起步的韩国和台湾相比，我国TFT_LCD产业存在巨大差距，亟须大力发展。 1.4 课题研究内容及意义 随着液晶显示的蓬勃发展，TFT_LCD驱动芯片业迎来了巨大的市场，其中最为明显的是TFT_LCD驱动IC的增长。为了在这个巨大的市场中占有一席之地，我国的IC行业面临着发展的机遇和挑战。为了更好的掌握产业发展的主动权。本文针对这一发展趋势的要求，研究与设计了TFT_LCD列驱动电路，参照了现有产品的部分设计经验，根据数字电路和模拟电路设计流程和“自顶向下”的设计思想首先对芯片进行层次化功能划分;然后进行各个功能模块的原理图输入和仿真。最后，依据芯片资料提出的功能、性能指标、对芯片的功能、性能进行了模拟验证。 本文采用的仿真验证工具是Multisim和Cadence，数字部分与模拟部分均采用原理图输入的方法。根据工作原理，本文将把整个电路划分为六个模块:双向移位寄存器、数据寄存器、数据锁存器、电平位移、D/A转换器和输出缓冲器。其中前二个部分为数字模块，后两个部分是模拟模块。在第二章中，本文将首先介绍源驱动芯片的工作原理和系统架构;第二章将介绍数字部分电路的设计;第四章介绍电平位移模块和模拟部分电路的设计;第五章则给出SXGA TFT_LCD源驱动芯片的系统实现;第六章是对整体设计过程的一个总结，并给出了未来可以改进的地方。第二章至第五章每个部分都将会从它的工作原理、结构、性能指标和仿真结果各个方面加以介绍，必要时给出具体的分析推导。 第二章 显示原理 2.1 液晶显示基本原理 2.1.1 LCD器件结构 液晶显示器件(LCD, Liquid Crystal Display)的面板由20多项材料以及元件构成，面板厚度不到1cm，十分轻薄短小，而且不同类型的LCD所需的材料不尽相同。基本上，LCD结构如同一个三明治，如图所示，在一个液晶盒中一般包括玻璃基板，彩色滤光片，偏光板，配向膜，印制电路板等材料，当灌入液晶材料后，一个液晶显示器件就形成了。 2.1.2 液晶显示原理 液晶是分子排布或指向具有某种规律、介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物。它具有液体的流动性和晶体的双折射性，并且在电场的作用下会改变其分子排列。液晶的特点是构成液晶的分子指向有规律，而分子之间的相对位置无规律，前者使液晶具有晶体才具有的各向异性，后者使之具有液体才具有的流动性。 液晶显示器的原理是利用液晶的物理特性，在通电时导通，使液晶排列变得有秩序，从而光线容易通过，不通电时，排列则变得无序，从而阻止光线通过。如下图所示： TFT_LCD液晶显示器的显像原理是采用“背透式”照射方式。当光源照射时，先通过下偏光板向上透出，借助液晶分子来传导光线。由于上下火层的电极为FET电极和公共电极，在FET电极导通时，液晶分子的排列状态同样会发生改变，也通过遮光和透光来达到显示的目的。但不同的是，由于FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电改变其排列方式为止。 从电子学角度阐述液晶显示器件的显示原理为:在外加电场的作用下具有偶极矩的液晶棒状分子在排列状态上发生变化，使得通过液晶显示器件的光被调制，从而呈现或明或暗、透过与不透过的显示效果。液晶显示器件中的每个显示像素都可以单独被电场控制，不同的显示像素按照驱动信号的控制在显示屏上合成各种图像，液晶显示驱动的功能就是建立这种电场。