TFT-LCD背光設計策略
發布時間:2006/7/11 0:00:00 訪問次數:854
從tft-lcd的切面結構圖(圖1)可以看到lcd是由二層玻璃基板夾住液晶組成的,形成一個平行板電容器,通過嵌入在下玻璃基板上的tft對這個電容器和內置的存儲電容充電,維持每幅圖像所需要的電壓直到下一幅畫面更新。液晶的彩色都是透明的必須給lcd襯以白色的背光板上才能將五顏六色表達出來,而要使白色的背光板有反射就需要在四周加上白色燈光。因此在tft-lcd的底部都組合了燈具,如ccfl或led。
圖1 tft-lcd的切面結構圖
tft-lcd需要背光
由于lcd面板本身并不發光,因此需要背光,液晶顯示器就必須加上一個背光板, 來提供一個高亮度,而且亮度分布均勻的光源。lcd實際上是打開來自其后面光源的光來表現其色彩的。目前的常用背光源是ccfl或led。
ccfl背光源
現在幾乎所有的較大面積的lcd顯示器都使用ccfl(冷陰極熒光燈)背光,這些ccfl的驅動需要非常高的交流電壓波形。一般筆記本和顯示器的面板只需要一個ccfl控制器,然而大面板、tv類型的顯示器要求更亮的背光,也即需要更多的ccfl,因而需要更多的驅動器。來自這些ccfl的光還必須匹配,否則顯示屏的圖像亮度將不均勻。采用ccfl技術作為背光源會嚴重影響在lcd顯示器上顯示的色譜。典型的ccfl背光使lcd顯示器只能再現不到50%的ntsc信號所能傳輸的色彩。
為了改善ccfl的不足,ti和maxim等ic廠商分別推出幾款高性能電源管理器件如tps65160、max1997/8、max1513/4,它們不但具備高轉換效率,還能滿足薄膜晶體管(tft-lcd)液晶屏幕的所有電壓需求,為液晶顯示器提供完備的供電方案。并提供安全的大電流控制能力,適用于現今大型液晶顯示器和液晶電視的電源管理器件(圖2)。
它們內置高效率的直流轉換控制器、兩個電荷泵、多種安全功能,以及可調式開機電源順序控制。電壓輸入的范圍較寬;內置1.5-2.6a交換升壓轉換器,為系統提供源極電壓vcom=15v/1.5a,一個大電流背板驅動器;一個珈瑪基準電壓vgamma=15v/30ma;而1.8a異步降壓轉換器供應邏輯電壓vlogic=3.3v/1.5a;還提供可調式穩壓輸出的正電荷泵輸出vgon=23v/50ma和負電荷泵驅動器輸出vgoff=-5v/50ma,以保證屏幕顯示畫面質量。它們擁有快速瞬時響應能力,其高達95%的電源轉換效率有助于節省電力。它們還包含多種安全功能,例如升壓轉換器的電壓過載保護、降壓轉換器的短路保護,以及過熱關機功能,從而避免了溫度或功耗過高所造成的損害。除此之外,電壓過低鎖定(uvlo)功能會在電壓過低時將器件關機,提供進一步保護。采用薄型qfn封裝,最大高度僅0.8mm,適合超薄型lcd面板。
圖2 tft-lcd顯示器系統需要多檔電源電壓
led背光源
如今用新的大功率、高亮度的led技術作為背光源,可以將對ntsc信號色譜的覆蓋率提高到超過100%。另外,這些新led背光沒有ccfl背光所需的水銀,非常適合綠色環保應用。led背光還具有很多其它優點。對于大面積面板,可采用分離的紅色、綠色和藍色led,這使顯示器的色溫可以很容易進行調整。這些器件的快速響應特性還使它們非常適合于頻閃背光(strobing backlight)應用。
led的驅動需要一定的電壓和電流,手提產品的電源都是電池,因此就需要升降壓電壓變換的電源管理電路。如今各種微型電壓升降壓芯片技術也日顯成熟,產品也在不斷增加,符合pmp/mp4、dsc、dv的tft-lcd需要的,能同時多路輸出它們需要的不同電壓的集成電源管理芯片組(soc)也在迅速推出之中。
tft-lcd顯示器系統需要多檔電源電壓,如pmp/mp4常用的三星3.5_和4_的tft-lcd ,它們的結構如圖3所示,它們由tft玻璃(tft glass)、顏色濾波器(color filter)、 顯示區(display area)、背光板和背光源(backlight)四部分疊加組成。圖4是三星3.5_的tft-lc
從tft-lcd的切面結構圖(圖1)可以看到lcd是由二層玻璃基板夾住液晶組成的,形成一個平行板電容器,通過嵌入在下玻璃基板上的tft對這個電容器和內置的存儲電容充電,維持每幅圖像所需要的電壓直到下一幅畫面更新。液晶的彩色都是透明的必須給lcd襯以白色的背光板上才能將五顏六色表達出來,而要使白色的背光板有反射就需要在四周加上白色燈光。因此在tft-lcd的底部都組合了燈具,如ccfl或led。
圖1 tft-lcd的切面結構圖
tft-lcd需要背光
由于lcd面板本身并不發光,因此需要背光,液晶顯示器就必須加上一個背光板, 來提供一個高亮度,而且亮度分布均勻的光源。lcd實際上是打開來自其后面光源的光來表現其色彩的。目前的常用背光源是ccfl或led。
ccfl背光源
現在幾乎所有的較大面積的lcd顯示器都使用ccfl(冷陰極熒光燈)背光,這些ccfl的驅動需要非常高的交流電壓波形。一般筆記本和顯示器的面板只需要一個ccfl控制器,然而大面板、tv類型的顯示器要求更亮的背光,也即需要更多的ccfl,因而需要更多的驅動器。來自這些ccfl的光還必須匹配,否則顯示屏的圖像亮度將不均勻。采用ccfl技術作為背光源會嚴重影響在lcd顯示器上顯示的色譜。典型的ccfl背光使lcd顯示器只能再現不到50%的ntsc信號所能傳輸的色彩。
為了改善ccfl的不足,ti和maxim等ic廠商分別推出幾款高性能電源管理器件如tps65160、max1997/8、max1513/4,它們不但具備高轉換效率,還能滿足薄膜晶體管(tft-lcd)液晶屏幕的所有電壓需求,為液晶顯示器提供完備的供電方案。并提供安全的大電流控制能力,適用于現今大型液晶顯示器和液晶電視的電源管理器件(圖2)。
它們內置高效率的直流轉換控制器、兩個電荷泵、多種安全功能,以及可調式開機電源順序控制。電壓輸入的范圍較寬;內置1.5-2.6a交換升壓轉換器,為系統提供源極電壓vcom=15v/1.5a,一個大電流背板驅動器;一個珈瑪基準電壓vgamma=15v/30ma;而1.8a異步降壓轉換器供應邏輯電壓vlogic=3.3v/1.5a;還提供可調式穩壓輸出的正電荷泵輸出vgon=23v/50ma和負電荷泵驅動器輸出vgoff=-5v/50ma,以保證屏幕顯示畫面質量。它們擁有快速瞬時響應能力,其高達95%的電源轉換效率有助于節省電力。它們還包含多種安全功能,例如升壓轉換器的電壓過載保護、降壓轉換器的短路保護,以及過熱關機功能,從而避免了溫度或功耗過高所造成的損害。除此之外,電壓過低鎖定(uvlo)功能會在電壓過低時將器件關機,提供進一步保護。采用薄型qfn封裝,最大高度僅0.8mm,適合超薄型lcd面板。
圖2 tft-lcd顯示器系統需要多檔電源電壓
led背光源
如今用新的大功率、高亮度的led技術作為背光源,可以將對ntsc信號色譜的覆蓋率提高到超過100%。另外,這些新led背光沒有ccfl背光所需的水銀,非常適合綠色環保應用。led背光還具有很多其它優點。對于大面積面板,可采用分離的紅色、綠色和藍色led,這使顯示器的色溫可以很容易進行調整。這些器件的快速響應特性還使它們非常適合于頻閃背光(strobing backlight)應用。
led的驅動需要一定的電壓和電流,手提產品的電源都是電池,因此就需要升降壓電壓變換的電源管理電路。如今各種微型電壓升降壓芯片技術也日顯成熟,產品也在不斷增加,符合pmp/mp4、dsc、dv的tft-lcd需要的,能同時多路輸出它們需要的不同電壓的集成電源管理芯片組(soc)也在迅速推出之中。
tft-lcd顯示器系統需要多檔電源電壓,如pmp/mp4常用的三星3.5_和4_的tft-lcd ,它們的結構如圖3所示,它們由tft玻璃(tft glass)、顏色濾波器(color filter)、 顯示區(display area)、背光板和背光源(backlight)四部分疊加組成。圖4是三星3.5_的tft-lc
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