 |
|
 |
 薄膜電晶體－液晶顯示屏介紹
驅動晶片
【驅動晶片功能】
驅動晶片最主要功用即是把從手機基頻晶片(Baseband IC)傳遞過來的數位訊號(Digital signal)，轉化成相對應的類比電壓值(Analog Voltage)，並輸入至畫素電極裡儲存，藉著不同電壓值，影響液晶不同排列方向。
依功能言，驅動IC分成「負責控制電晶體元件(TFT Device)開與合」的閘極電路(Gate circuit)，及「負責將電壓值輸入畫素電極(Pixel ITO)」的源極電路(Source circuit)。目前此二種電路都是整合在一顆單晶片裡。
顯示屏訊號掃描方式為由上而下，一次一列。閘極電路即負責每一列電晶體元件的開合，掃描時打開一整列的電晶體，當電晶體被打開時，源極電路會在極短時間內，將控制亮度、灰階、色彩的資料，以電壓格式，輸入該列的畫素電極中。完成後，閘極電路關閉該列，開啟下一列，源極電路重覆極短時間內輸入電壓的動作，以此類推，完成整片顯示屏的掃描。
【驅動晶片簡介】
解析度及驅動晶片腳位數
驅動晶片的腳位數與顯示屏解析度十分相關，以目前手機市場主流WVGA(480RGB*800)解析度的顯示屏為例，因顯示屏上每顆畫素(Pixel)都要能呈現出三原色(R、G、B)，故X軸必須設計480*3=1440根Source腳位；再加上負責Y軸每列電晶體開關的800根Gate腳位，該款手機驅動IC即需要有2240根腳位數。更高的解析度則需求更多腳位數。
要注意的是，為使影像資料能準確地呈現，驅動晶片需要提供極準確的電壓予電晶體元件及畫素電極，但在大尺寸型態的面板(如TV面板)時，由於驅動晶片距離面板上某個位置電晶體元件的跑線距離可能過長，走線累積的阻抗可能會造成訊號衰減，為避免此類情形發生，目前設計通常採取以多顆驅動晶片組配的型式提供(亦即源極晶片、閘極晶片分開提供訊號)，藉此減短每顆晶片的跑線距離(同時也因此減少了腳位數)，維持電壓穩定強度，並非如手機驅動晶片般，因顯示屏尺寸較小，訊號跑線距離較短，皆採取整合型態晶片設計(亦即將源極電路、閘極電路，及其它應用電路整合設計進單顆晶片)。
色深(灰階)及驅動晶片位元數
目前市場上手機標示的資料位元數多為8bits (每一顆次畫素)，這表示面板上每一顆R、G、B，可以有256種顏色的表現(28)，而每一顆畫素(由R/G/B所構成)，則可以有1677萬種顏色的表現(28x28x28)。驅動晶片主要是將手機基頻晶片(Baseband, BB)所傳來的每一組代表圖像色深/灰階的數位訊號組合(01010101)，轉換成為類比的資料電壓值(舉例：將0-12V電壓，等分地切成256個準位)，使得每一顆次畫素下的電晶體元件及畫素電極，皆能依據該電壓準位，扭轉液晶形成256種不同的排列組合，形成256種不同的透光率(灰階)。面板上每顆R，G，B顏色得以深淺不同，即依此而來。
電路高度集積化的挑戰
目前手機面板解析度愈來愈高，手機驅動晶片也被要求必需是整合型單晶片(Integrated IC)，故為解決晶片腳位數過多擔憂，業界採取方法有二：
一、在面板設計時，直接將閘極電路做進薄膜電晶體陣列(TFT Array)裡，業界稱為Gate on Panel(GOP)或Gate on Array(GOA)，此方法可以有效減少驅動晶片腳位數，這是目前最為普遍的做法。
二、在晶片設計時，導入更為微細的半導體晶圓製程製作，讓每條電路的線寬變窄，使得晶片有效面積裡，足以置入更多電路。但由於在極小空間裡將塞進許多複雜的電路，電路間訊號極可能會互相干擾，故對晶片設計者的挑戰頗高。而導入更為微細半導晶圓體製程的成本也十分高昂，在極高解析度手機面板(如FHD面板)尚未成為市場主流前，除領導型廠商外，多數公司不敢貿然投入資源。
|
|
