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TFT LCD 以其微功耗、低工作电压、无X 射线辐射、轻薄、高亮度、高对比度等一系列优点,成为了目前主流的显示器,它采用在每个显示像素上独立设计一个非线性的有源薄膜晶体管来对像素进行独立显示控制。通过对TFT LCD 显示原理的了解,发现驱动系统所传送的视频数据不能正确反应亮度在大脑中形成的感觉,本文围绕这一问题进行分析设计,即配合液晶特性,调整DAC 参考电压的设定,使视频数据符合大脑感觉的要求。
本文选取分辨率为240RGB × 320的小尺寸彩屏TFT LCD 手机为研究对象,以单片集成的手机驱动芯片中的Γ校正电路模块和数据驱动电路模块为设计目标,并从以下几方面对电路模块进行分析和设计,得出相关结论。
1)从物理学角度阐明电场控制液晶分子排列原理,详细分析TFT LCD的显示原理和驱动方式,并对TFT LCD的系统结构进行功能模块划分,同时选择出与视频数据、亮度和大脑感觉相关的Γ校正模块和数据驱动电路模块。
2)完成Γ校正电路模块和数据驱动电路模块的系统设计。首先,在详细分析Γ校正实行过程的基础上,设计出可产生64 级灰度电压曲线,并能够进行幅度、斜率、以及微调节的Γ校正电路模块;其次,根据数据驱动电路的功能要求,设计出可将视频数据转换为用于驱动像素的灰度电压数据驱动模块电路。
3)根据面板等效负载模型,推导液晶等效电容LC C、存储电容s C和TFT 沟道宽度W、数据线上的等效电阻data R、电容data C的计算过程,并给出相应的解析解。
4)运用ORCAD PSPICE 10.5 仿真软件,使用TSMC 0.25μm Mixed ? Signal Salicide 工艺,对上述设计的Γ校正模块电路和数据驱动模块电路进行联合仿真,从仿真结果看,Γ校正模块电路很好地生成了64 级灰度电压,并且生成的灰度电压曲线可进行幅度、斜率、微调节;数据驱动模块电路的仿真结果,也达到了将视频数据转换为驱动像素的灰度电压的目的。