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TFT应用电路设计

（内部资料，注意保密）

深圳天马微电子股份有限公司

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内容介绍

介绍TFT屏的类别、常用接口方式和驱动方式、驱动IC、不同的功能应用电路设计和实例。

主讲人： 天马研究开发中心

高级电子工程师

叶斌

2005年3月

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引言

在平板显示新技术领域，TFT应用技术的发展比LCD、PDP、OLED、LED、EL和VFD等要快，而且在应用市场较其它技术更趣成熟和普及。在巨大的市场和投资资金的推动下，正在发生革命性变化，大大出呼市场的预料。所以我们要加快对TFT应用技术的学习和研究，提高我们的电路设计水平。

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一、TFT屏的分类分类：无论TFT屏（TFT PANEL）采用何种制造技术（条状、三角状、多晶硅）和使用哪种GATE IC（V DRIVER）、SOURCE IC（H DRIVER），也不管它是以FPC排线（COG不含TIMEING CORTROL IC）还是以排座（TAB含TIMEING CORTROL IC ）的输入接口形式（INTERFACE），从应用角度上区分，通常是以屏接收输入的数据源（ SOURCE）信号方式来分类的。按照这种方式，TFT屏就只能分为二大类：一类是接收模拟信号的模拟屏（ANALOG PANEL），第二类就是接收数字信号的数字屏（DIGITAL PANEL）。

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二、TFT PANEL常用接口

我们较熟悉的是手机屏的接口，那是一种输入以串形数据通讯方式的QVGA数字接口，这种方式只适应像素不高的TFT屏的数据处理（既点阵数要求不高，一般在320*RGB*240以下），而高像素的TFT屏（在640*RGB*480）的数据处理就要采用并形数据通讯方式XGA、SXGA或高速处理方式LVDS数字接口输入。

模拟屏的TFT接口就完全不一样了，数据信号都是模拟的，只有时序扫描信号是数字化处理。

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模拟屏接口（ANALOG INTERFACE）

模拟屏的接口在内容上基本是相同的，只是引出脚的PIN位各有不同，包含：处理水平（行H）和垂直（场V）扫描时序关系的数位信号、再现图像内容的模拟信号、调整PANEL处于最佳工作状态的VCOM信号、栅格控制电压、模拟电源和逻辑电源。

背光电压是单独的输入接口（CCFL）

LED背光电压也是独立的，只是引入时和上面各种信号口在同一排脚位上。

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典型接口示例

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数字屏接口（DIGITAL INTERFACE）

数字屏的接口在内容上有许多的不同，随着TFT驱动技术的不断进步，派生出多种接口，目前较为普及的是TTL接口，15寸以下数据源采用18BIT数位，而15寸以上数据源采用24BIT数位。较常用的还有LVDS和RSDS高速处理接口。包含：处理水平（行H）和垂直（场V）扫描时序关系的数位信号、再现图像内容的数位信号、逻辑电源。小屏还要有GAMMA电压、调整PANEL处于最佳工作状态的VCOM信号、栅格控制电压、模拟电源等外接调整信号。

背光和模拟屏一样是独立的。

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TTL接口:TTL是一种标准的逻辑电平接口方式，在15寸以下中小型的TFT屏上（如：手机、数码像机、摄像机、便携式DVD和视频显示、PC显示等）大多采用这种方式。

LVDS接口：LVDS（Low Voltage Differential Signaling)是一种低摆幅的差分信号技术，它使得信号能在差分PCB 线对或平衡电缆上以几百Mbps 的速率传输，其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。这种接口方式不仅简化了传输线而且极大提高了速度，满足了大屏、高像素、低功耗的要求。一般用在17寸以上的TFT PANEL上。

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RSDS接口：Reduced swing differential signaling,简化摆幅差分信号技术，是由TFT PANEL内嵌芯片对外驱动芯片相互通讯的一种标准协议通讯方式（CHIP TO CHIP），具有很高的通讯带宽和简化的传输线缆，通常用在数据量较大的数字TFT显示屏上，是一种较专业化又具有行业标准的一种接口方式。

除此之外还有很多TTL不同形式的接口，如：QVGA、XGA、SXGA等都是TTL的不同表达形式，只是称呼上更专业和具体一些。

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接口示例(TTL)

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三、驱动方式和驱动IC模拟屏驱动原理：以时序控制IC（TIMING CONTROL）和色解码IC（VIDEO DECODE）为基本电路框架，驱动160*RGB*234----480*RGB*234（2.5寸---7.0寸）点阵的彩色TFT模拟屏，用直接的AV（视频模拟信号）来驱动、还原图像真彩.视频输入信号由VIDEO DECODE进行解码和TFT逐行倒相后驱动PANEL的数据，显示信号内容；图像的行、场同步和PANEL的扫描由TIMING CONTROL处理。

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模拟电路驱动方框图

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电路原理和PCB设计

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PCB设计技术设计特点：我们熟悉的手机模块是纯数字电路，而且数据传输的频率不太高，所以在PCB设计上诸如：干扰、信噪比S/N、交流纹波等要求不是十分严格，只需考虑EMI、ESD等硬指标。TFT的模拟驱动电路是数字模拟混合电路，再加上各组DC-DC电压（开关电路产生），相互间的干扰十分严重，排板不合理就基本上达不到良好的画面效果，所以PCB设计很有讲究。下面分单元介绍各电路的设计规则。

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（1）DC-DC电路

在TFT模拟驱动电路中，除了给解码芯片和时序控制IC供应工作电源外，屏内还要有几组正、付电压要提供，这样在一路DC电压输入时就需要转换出多路DC电压；通常用一片开关振荡IC（7610、3842）推动输出变压器实现这些功能。

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一般振荡频率在20KHZ—200KHZ，输出的脉宽决定了整个电路的转换效率。在PCB设计中，这部分地线在整个驱动电路中是作为“电源地”处理的，既每分支地线要在适当处与它连接。

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（2）DC-AC电路

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我们知道CCFL背光需要交流的高压驱动，上述电路是一个简单的对管电感式振荡电路，一般工作频率在30KHZ—60KHZ左右，产生200-1000多伏的交流电压，CCFL的有效工作电流在6MA左右。在PCB设计中要特别考虑这部分电路的干扰，通常在电路中这个部分是单独LAYOUT，但如果和其它电路混合就要特别注意：该部分不能包地，输出变压器也要注意其瞬变电流产生的磁场干扰。