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部分分离型显示驱动芯片方案,TED+Gate IC
该方案将TCON和Source IC整合为一颗TED IC,Gate IC为立芯片,系统主控芯片通过FPC输入System Data, TED IC中TCON模块对数据进行转换后在芯片内部输入给Source模块,同时通过玻璃走线将Gate Control信号输入Gate IC。TED IC和Gate IC分别通过玻璃走线向Display Area传输信号。该方案对驱动芯片进行了部分整合,但距离单芯片解决方案仍有较大差距。
该方案主要在中尺寸显示面板发展早期出现,大部分使用LVDS接口,并且使用该TED IC均需要搭配其特定的Gate IC使用。目前主要在低端应用市场如汽车后装市场流通。
显示面板驱动芯片类型通常由面板设计规格决定,而面板设计规格源于下游市场及客户的需求。一款显示面板是选择使用整合型驱动芯片方案还是分离型驱动芯片方案,通常在面板设计初期就会决定,一旦面板设计定型后,相应的面板驱动芯片架构也随之确定。
以上三种架构在玻璃基板走线以及芯片绑定连接的Pin脚设计均完全不同,每一种面板设计架构对应一种芯片,即或是分离型芯片,或是整合型芯片。分离型芯片(包括TED芯片)适配的面板,无法用单芯片替代,反之亦然。
受应用场景、客户需求的影响,单芯片产品与分离型芯片产品的技术路线存在较大差异。单芯片架构需整合数字电路、模拟电路、算法软件等,相比分离型芯片要投入较多资源、人力满足高整合、低功耗、抗干扰等多个设计规格;而在模拟电路设计方案、通信接口协议、系统架构等方面,整合型芯片与分离型芯片的设计方案均存在明显差异。所以DDIC企业一般需搭建立研发团队开展整合型、分离型的研发工作,资源、人力成本投入高。行业内惟有个别企业,能在小尺寸(移动终端)、大尺寸两个领域同时拥有先发优势。
DDIC通过扫描的方式驱动显示屏。从上图可以看到,给相应的行和列加上电压就可以点亮相应的像素了。但是问题来了,如果我们想同时点亮2B和5E,给2列、5列以及B行、E行同时加电压的话,会发现连5B和2E也被无辜点亮。为了防止这种情况的发生,我们在时间上给予各条线先后顺序的区分。
目前选择的是每次处理一条X轴的线,每次只给一条横线加电压,然后再扫描所有Y轴上的值,然后再迅速处理下一条线,只要我们切换的速度够快,因为视觉残留现象,是可以展现出一幅完整的画面的。这种方式叫做Passive Matrix。
然后这样的方式的大的缺点就是,除非我们每条线切换的速度超级无地块,否则,实际上每条线可以分到的有电压的时间是非常短的,一旦电压移到下一条线上,原来这条线上的像素就全都暗下去了,整体画面给人的感觉是非常暗淡,不明亮的。
还有一个问题就是,如果某个像素不该点亮,但是因为它旁边的像素该被点亮,所以相应的X轴被加上了电压,这个像素也会受到旁边像素的一丢丢影响,被点亮一丢丢,结果就是图像的清晰度很不好,图像的边缘会模糊。
一旦加上电压,这个电容是可以保存能量的,在电压再次回到这一条线的像素上之前,电容会释放自己保存的电压来保持像素的亮度。这样,整体的亮度就会得到大幅提升。其次,每个像素的开关起到一个门槛的作用,这样,如果一个像素被加上电压点亮,给相邻的像素带来一丢丢影响,因为门槛的存在,这一丢丢的影响是不能点亮相邻的像素的。
这种方式就做做Active Matrix(AMOLED的AM就是Active Matrix的缩写)。
AM的好处当然是大大的,但是这样的成本就是TFT的结构变得更加复杂,1080P的分辨率就不仅仅是600多万个电气元件了,像OLED那种每个像素需要至少五、六个晶体管的,岂不是少也要3000多万个晶体管?如果是4K分辨率呢?
DDIC的封装形式
自从三星在2013年推出曲面屏(Curved Display),柔性显示屏技术迅速发展。大体上,显示屏分两类,即硬质显示屏和柔性显示屏。硬质显示屏使用硬质玻璃作为基板,而柔性屏使用一种塑料(polyimide,聚酰亚胺,简称PI,有机高分子材料)作为基板,具有可弯曲、可折叠、可卷曲的性能。一些智能手机在屏幕边缘弯折,提升了质感,就是归功于这种材料。
客观来说,COG、COF、COP是当下屏幕显示驱动芯片的3种不同封装技术,在广大媒体传导下也被称为“屏幕封装”。三者主要的应用是实现手机或电视系统对其屏幕(LCD,OLED)的驱动控制,以及与其它系统例如主板FPCB、部件等的信号链接。
COG(Chip On Glass)是将手机屏幕显示驱动芯片(Display Driver IC,DDIC)直接粘合链接到在玻璃材质为主的刚性玻璃基板上(Glass Substrate),之后由FPCB链接至手机其余PCB或部件。通常用于刚性显示屏,例如LCD。