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LCD控制IC功能概要 [复制链接]

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pengfei  
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2009-02-16
楼主    pengfei 发表于: 2009-02-16 20:57:32 
一個LCD內部電路結構概分為兩個部分:其一為「LCD控制晶片模組」,在此電路板上的電子元件就是一般所謂的「LCD控制IC」,包括整合Scaler、ADC(Analog Digital Convert)、OSD(On Screen Display)、PLL(Phase Lock Loop)、MCU(Micro Control Unit)的LCD控制IC單晶片,它是扮演溝通PC主機端與LCD模組的角色;另一部份則為「LCD面板晶片模組」,主要包括驅動IC電路(包含Data Driver與Scan Driver)、時序控制IC(Timing Controller,TCON),是附加於面板上的電路。LCD驅動晶片組包括Source與Gate兩個主要部分,驅動IC功能為控制面板畫素的開關,以及輸出令畫素內液晶產生排列變化的電壓。
至於在功能方面,前端部分的控制電路模組主要功能在於將PC主機或是影音裝置輸出之訊號作一轉換,例如由PC顯示卡輸出的類比訊號,經由ADC元件的轉換,成為數位訊號,而影音訊號則經由Video Decoder的轉換,亦成為相同的數位訊號,這些訊號經由Scaler IC作放大或縮小的動作,並進行數位影像處理,再經由cable線傳輸LVDS的訊號至液晶模組之一方,最後藉由TCON將時脈訊號傳輸至面板上的驅動IC。由於一個面板的畫素位置與解析度在製造完成後就已經固定,但是影音裝置輸出的解析度卻是多元的,當面板必須接收不同解析度的影音訊號時,就要經過縮放處理才能適合一個螢幕的大小,所以訊號需要經過Scaler IC進行縮放處理。
控制電路模組尚包括在數位類比轉換中負責訊號取樣的鎖相迴路PLL,以及負責調整螢幕顯示亮度、對比、垂直水平位置的OSD、MCU與記憶體(包含SDRAM、EEPROM、ROM)等。另外在LCD面板模組部分,TCON負責決定畫素顯現的順序與時機,並將訊號傳輸給面板上的驅動IC,其中縱向(Column)的驅動IC(Source Driver IC)負責控制資料的寫入,由橫向(Row)的驅動IC(Gate Driver IC)控制電晶體的開/關(ON/OFF),並配合其他元件的動作,即可在顯示器上看到影像。
一般所謂的控制IC可區分為分離式與整合式兩種。分離式通常指Scaler IC,整合式則視整合程度而定。初期在純類比介面下,較低程度包括將Scaler IC、ADC、PLL與OSD整合為一顆IC。數位傳輸介面興起之後,整合範圍加入了DVI Receiver IC,若再加上整合ADC的功能即形成所謂的雙模式LCD控制晶片,在未來純數位介面將會漸漸取代現在的類比及雙模介面。Smart Panel、Smart Integration趨勢則使整合範圍加入了面板模組上的TCON。雖然記憶體整合不易,但目前亦有相關產品推出。MCU、Video Decoder由於結構遠較Scaler IC等元件複雜,尚無廠商推出整合MCU、Video Decoder之產品。在記憶體的整合方面,基本上要將Logic IC和DRAM這兩種不同製程的元件加以整合是很大的挑戰,因為就邏輯元件本身來說,其前段製程較為簡單,只需要一層複晶矽,後段製程較複雜,需要較多金屬層;而DRAM在前段製程較複雜,有許多層複晶矽,但後段製程較簡單,因此現階段要把Logic IC和DRAM一同整合在一顆IC上,不僅在技術上很難達到,而且其成本亦較高。另外,在一些純數位元件的整合方面,顯示器控制的設計及製程上,因為Scaler IC係屬數位電路,而ADC則屬混合電路,因此將Scaler IC與ADC整合至一顆晶片上,難度較高,它較純數位元件的整合所花的驗證時間長、成本高且良率低,特別是會有雜訊產生,這主要是出現在Scaler與ADC兩元件之間,但現在可以透過濾波器加以解決。