TCON 相关知识
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一、TCON基础知识
TCON:timing controller,即时序控制器,时序控制电路。TCON作为控制Panel时序动作的核心电路,将从主板处获得的视频信号转化成数据驱动电路所需要的数据信号格式(例如,LVDS转换为miniLVDS),同时将这些数据信号传递到数据驱动电路(COF IC)。控制驱动电路何时启动。
TCON的组成一般主要有以下几部分:
TCON IC | TCON板上电稳定后,通过I2C总线读取EEPROM中的启动程序,来完成TCON的初始化工作。读取完毕正常工作后,TCON开始按照时序送出控制信号和数据信号给屏驱动。这其中的控制信号,一部分送给SCOF(源极驱动/列驱动),STH、CPH、POL等;一部分送给GCOF(栅极驱动/行驱动),STV、CPV等 |
PM IC 、Level Shift IC | DCDC供电为屏驱动和TFT开关等部分提供合适的电压。对TFT来说,需要栅极驱动信号和源极的数据信号,分别由Gate Driver和Source Driver来提供。对于栅极来说,一般只包括两个电压VGH和VGL。VGH负责开启TFT,VGL负责关闭TFT。VGH,VGL具体的典型值随屏规格的不同有所区别。 对于源极来说,导通后其上电压直接对液晶进行充电,通过Gamma 芯片输出不同灰度值的对应电压,可以控制屏幕灰度变化,这通常是某一个电压范围,例如0-16.3V,中间划分256个灰阶。因此,电源就需要输出一路模拟电源AVDD,来作为Gamma芯片的电压划分参考。用于逻辑控制的DVDD,一般为3.3V。同时对于液晶来说,还需要提供Vcom作为像素参考电压,一般直接由gamma芯片提供。 |
Gamma校正电路 | gamma电路主要分为两种,一种是电阻分压式,通过设定不同的阻值来获得对于需要的gamma电压输出,这种方式成本低,但是精度不易保证,且调整较为繁琐。另一种是P-gamma芯片,也就是可编程的gamma芯片,用户可以通过接口写入寄存器,较为准确的控制gamma输出电压,具有易于调整的特点,同时可以集成Vcom基准电压,但价格会相对较贵。 |
GPM IC 削角电路 | 用于改善屏幕闪烁现象 |
简单介绍一些控制信号
STV | start vertical,列开始信号,同样也是一帧的开始信号 |
CPV/CKV | clock pulse vertical,列的时钟信号 |
STH | start horizontal,行开始的信号 |
CPH/CKH | clock pulse horizontal,行的时钟信号 |
OE | output enable,GCOF输出使能信号。当OE被拉高时,会拉低栅极的输出,避免同一个栅极信号传输到相邻的两行 |
POL | polarity inversion,极性反转信号 |
TP | 是一种源极的数据锁存信号,source data latch。TP上升沿时,表明输入数据在data buffer里面准备完毕,可以输入进行灰阶电压转化。当TP下降沿时,说明数据的灰阶电压转化源极完成,output buffer可以开始输出正确的灰阶电压 |
L/R | shift direction control,控制数据的传输方向 |
XAO | output all-on control,XAO线拉低时,栅极信号为高,此时可以将TFT残留的电荷释放掉 |
传统TCON的布局主要分为以下两种:X+C分离式和X+C一体式。
如下图所示,分离式即是TCON板与Source驱动分离,直接通过FFC连接;而一体式则是TCON与其中一块Source板直接集成,通过FFC与另一块Source连接。
TCON的工作流程如下
COF(Chip On Flex,or,Chip On Film),常称覆晶薄膜,是一种将集成电路固定在柔性线路板上的晶粒软膜构装技术,运用软质附加电路板作为封装芯片载体将芯片与软性基板电路结合。SCOF,即source COF,源极COF,对应列驱动,GOF同理,对应gate COF,行驱动。
TCON将主板传输过来的视频信号做转化处理,例如,将LVDS信号转RSDS信号,供屏幕数据驱动使用,同时也为gate和source提供驱动信号,通过COF连接到液晶面板实现显示。
二、TFT工作原理
当液晶正常状态下,光线是可以穿过液晶,并且方向不变,经过液晶后,还是水平方向,在经过第二个偏光片的时候,会被完全过滤掉,所以我们眼睛看到的是一片漆黑。
水平方向的电磁波经过液晶时,由于液晶的扭曲和反转,所以经过之后,有一部分水平方向的电磁波会偏移角度,既然出现偏移角度,就有垂直方向的分量,既然有垂直方向的分量,那么这个分量就可以通过第二个偏光片。我们的眼睛就可以看到这部分光线。而且电磁波(光线)偏移角度会随着液晶的扭曲程度有关。
当施加不同电压时,会出现不同大小的电场,不同大小的电场会引起液晶偏转程度不同,所以产生不同程度的垂直方向的光,所以会在过第二个偏光片时,会有不同程度的过滤,于是就会有不同的亮暗程度。
横线是control line,用他来控制MOS的开关,他只有打开和关闭的状态。垂直方向的是驱动线,又叫source line或者data line。当control输入为低电平时,MOS的gate端是低电压,所以MOS是关闭状态。此时不论source line是什么状态,都不会给电容极板充电。但是当control line是高电平时,MOS是打开状态,source line会把电压通过MOS传到电容的上极板,当source line是高电压时,液晶偏转扭曲严重,所以垂直方向的光会多,于是屏幕里面射过来的光线就越足,这个像素点更亮。反而言之,当source line是低电压时,像素点就会暗一些。所以就是通过这样的原理,通过控制source line的电压,来控制像素点的亮暗(一般情况下,source line上有256种电压值,所以这个像素就有256种亮暗程度)。
在T1时间点,水平方向,打开一整条line上的MOS开关,假设是第n条line。其他行都是关闭状态。这时候,垂直方向上的驱动就会将不同的电压传入到这一排像素的上极板,所以这一排像素就会产生不同的亮暗程度(因为有不同的驱动电压)。
在下一个时刻T2,第n+1条line打开,其他line都是关闭状态。这时候垂直方向的驱动就会将不同的电压传入到这一排像素的上极板,所以这一排像素就会产生不同的亮暗程度。这就是所谓的屏幕扫描概念。根据扫描的快慢,显示屏幕会有扫描频率的概念,其实就是T1到T2之间的时间间隔。市场上大部分的显示屏幕都是60Hz,85Hz,100Hz等等。这也是我们用相机给屏幕拍照时,出现条纹的原理。
参考链接:https://blog.csdn.net/qq_45475007/article/details/125370696