驅動IC
是用於手機與面板的驅動IC
它們分別為矽創及聯詠等上市公司.
STN驅動IC設計商矽創去年單色STN驅動IC出貨約6000萬顆，除手機應用外，也逐步導入MP3播放機面板使用，在MP3應用增加及手機次面板基於省電回歸使用單色顯示面板下，估計今年上半年出貨量可達4000萬顆，全年總出貨量可望超過去年，市佔率也將由去年的25%提昇至30%以上。
LCD驅動IC設計商聯詠業績也是一路紅不讓，公司樂觀預期3月營收狀況將明顯回升，第一季營收將會以超過1成以上的成長幅度增加，業績及出貨量優於法人預期。
為液晶顯示器之基礎零件之一，為佔LCD成本比重中次高者。驅動IC的主要功能是輸出需要的電壓至像素，以控制液晶分子的扭轉程度。驅動IC分為兩種，一為列於X軸的源極驅動IC（Source Driver IC）與列於Y軸的閘極驅動IC（Gate Driver IC）。源極驅動IC是安排資料的輸入，特性為高頻並具備顯像功能，電路設計相當複雜且牽涉類比數位混合製程，主要供應大廠為日系的Sharp、NEC及Seiko Epson為主；閘極驅動IC是決定液晶分子的扭轉與快慢，製程較為困難，以德儀(TI)為主要供應商。LCD驅動IC在5吋或6吋廠用0.35~1微米製程生產，需高電壓製程。源極驅動IC的高壓製程電壓達15V，閘極驅動IC高壓製程電壓更是高達40V。（一般的電腦相關晶片CMOS製程電壓皆在5V以下，約3.3V即可）國內目前投入驅動IC設計的業者，包括聯詠、凌越、致新、矽創、世紀、合邦、太欣、茂達等公司；投入驅動IC製造的晶圓廠，包括台積電、聯電、華邦、茂矽、天下、大王、立生與漢揚，當中聯電幫聯詠代工、漢揚幫日立與NEC代工、茂矽和旺宏幫Sharp代工、立生幫TI代工、華邦產能自用。
基本上
Source IC (TCP)是控制縱向的
Gate IC (TCP)是控制橫向的
一顆Source TCP是控制384條 Sub-pixel ( 128 pixel )
例如SXGA：1024*768 的Panl，Source端就有10顆TCP
現在32吋的液晶 Source端的TCP就是10顆
Gate 端的只有三顆
但由於各公司Cose down，某些機種的Source端TCP已變成6~8顆
但是這些設定不影響畫素(因為TFT基板已重新設計過了)
Source端TCP尺寸及顆數配置如下：
12吋：4~8顆
13吋：4~8顆
14吋：8~10顆
15吋：8~10顆
17吋：6或10顆
19吋：6或10顆
20吋：6或8或10顆
23吋、26吋、30吋、32吋：10顆
PS.我們公司有一個32吋機種Source端TCP 就有11顆(莫名其妙多出一顆)
基本上現在的TV大尺寸的畫素大多是1024*768
所以Source端TCP 只要10顆就夠了
至於Gate端TCP基本上都是3顆
但是我們公司有些最新的設計
Gate端的3顆TCP已經沒有用PWB連接Source端的TCP了
也就是說某些機種Gate端的3顆TCP
已經把PWB板裡的驅動元件直接做在TCP裡了
這樣可以省下不少Gate端PWB的錢喔
以下是LCD的驅動IC作用原理...............
§TCP 作動介紹
構裝方式
•TCP為Driver IC(Integrated Circuit)的包裝方式之一。
•Driver IC的封裝：
(1)TCP(Tape Carrier Package)捲帶：屬TAB(Tape Automated Bonding)，
適用TFT-LCD Driver IC。
(2)COG(Chip On Glass)：適用STN-LCD Driver IC。
(3)COF(Chip On Film)：軟板。
•Driver IC與TCP的結構：
(1)以ACF與PWB TAB連結，作為入力信號的接受。
(2)以ACF與Panel Lead連結，作為出力電壓的傳送。
ACF：Anisotropic Conductive Film (異方性導電膜)
ACF 壓著
•壓著確認 : 7顆導電粒子以上 / 每一端子面積
•壓著確認 : Shift距離 < 端子1/2 Pitch以下
Gate Driver IC
•讀取High Level與Low Level電壓。
•GCK時序控制。
•輸出類比電壓控制TFT做數位動作(On/Off)。
•SHARP LH169402 介紹
•Input 21 Pin，
Dummy 24 Pin (CS、YOBI)。
•Output 256 Pin，
Dummy 24 Pin。
Source Driver IC
•讀取數位資料/訊號(Data Sampling)。
•解碼àDA轉換。
•輸出類比電壓。
•SHARP LH165415 介紹
•Input 42 Pin，
Dummy 10 Pin (Vcom、YOBI)。
•Output 309 Pin，
Dummy 10 Pin。
Gamma correction value
•輸入標準階調電壓。
•γ補正：電阻分壓回路。
•輸出64組階調電壓(類比電壓)。
Parallel and Serial Signal of Driver IC Input (Source)
•Parallel Signal : R、G、B Data
•Parallel Signal : SCK、LP、POL
•Parallel Signal : VLS、Vcc
•Serial Signal : SPIO、SPOI
Parallel and Serial Signal of Driver IC Input (Gate)
•Parallel Signal : VGH、GVEE、GVCC
•Parallel Signal : GCK、GOE
•Parallel Signal : VLS、Vcc
•Serial Signal : GSP (SVIO、SVOI)
§補 充
Source Driver IC 驅動方式
二值式
•經過時間分割的6Bit Data(D5 D4 D3 D2 D1 D0)。
•上2位Bit(D5 D4)作為基準電壓V0 ~V63的選擇。
•下4位Bit(D3 D2 D1 D0)作為出力電壓的補正值決定。
•出力電壓值以下列公式表示之：
V16 n + m = V16 n + ( m/16 ) ×{ V16 (n+1) – V16 n }
•n:上2位Bit之Data值。
•m:下4位Bit之Data值。
DAC式
•經過時間分割的6Bit Data(D5 D4 D3 D2 D1 D0)。
•上3位Bit(D5 D4 D3)作為基準電壓V0~V63的選擇。
•下3位Bit(D2 D1 D0)作為出力電壓的補正值決定。
•入力Data與出力電壓值之關係以下表示：
Pol Signal & Data Bus relationshi
RGB單色Pattern
•48 KHz and 20.7μS 為每一繪素 (RGB 3 畫素 pixel) 1H的頻率與週期。
•以單色R畫面來講：Digital Data(RGB)與極性信號(POL)有四種組合情況，這裡僅列二種。
•C部分：數位信號為Low (0 v)；但是POL為Hi (3.3 v) -->因為POL將Data極性改變，所以對於Driver IC取樣編碼是Hi。
•D部分：數位信號為Hi (3.3 v)；而POL為Low (0 v) -->因為POL沒有將Data極性改變，所以對於Driver IC取樣編碼仍然是Hi。
•所以 Driver IC 解碼後是分配某一階調電壓到Source Line，又Digital Data編碼是固定的(沒有週期變化)，故畫面是呈現單一紅色。
•G、B 單色畫面同理。
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§PWB驅動回路介紹
控制基板的分類
(1)Control 基板：信號時序設定，驅動電壓作成。
(2)Source 基板：S-TCP 接續用基板。
(3)Gate 基板：G-TCP 接續用基板。
(4)C/S 基板。
(5)C/G 基板。
信號的轉換 (D/A Convert)
•用點陣式的構造來表示畫面時，一個畫面 (Frame) 的資料(Data)量需要相當大。
•要以『面』的單位將圖案由輸出的一方(PC或攝影機)直接傳給LCD是很困難達成的。
•一般是將畫面的資料在輸入的一方分解成時間的訊號(資料)，然後依時間的順序將分解的訊號變換後以『點』的單位傳送。
•所以，顯示的另一端必須將此時間順序的資料再依次組合、配置成一個畫面的圖案。
•以上詳細作用方式，在Panel驅動方法介紹。
LCD Panel信號介面
1. TTL介面的傳輸
•G0~G5、R0~R5、B0~B5為Data 訊號
•控制訊號包含Hsync、Vsync、CLK、DE。
•Hsync和Vsync分別為水平掃瞄及垂直掃瞄的控制訊號，
•CLK為時脈訊號，而DE則是Data Enable訊號。
2. 低電壓差動傳輸 (Low Voltage Differential)
•LCD介面為了克服EMI的問題又衍生出的一種信號傳輸介面。
•主要目的是為了解決LCD TTL介面高頻的數位信號EMI的輻射能量超過標準而制定。
•透過Encoder將數十條的TTL資料訊號轉成少數的低電壓差動訊號，可降低輻射能量。
•差動訊號透過接收端的Decoder解回原來TTL的資料訊號。
•如果系統要支援內建LVDS或Panel-Link Decoder的LCD Panel，同樣也是要知道該對應LCD Panel 的訊號規格。
•以XGA TFT為例，由於此款LCD Panel內建LVDS Decoder，因此設計者必須就原來VGA Chip的Data TTL Interface，加掛LVDS Encoder使訊號轉換成LVDS訊號。
簡單邏輯回路
•關於TFT-LCD其Panel 的驅動方式是使用類比信號，也就是說Driver IC Output 的部份是類比電壓。
•不同類型的數位信號在選擇回路之中，是被讀取後再用來作輸出與控制。
•所以選擇回路可以稱為邏輯回路。
類比信號
•溫度、壓力、聲音所轉換的一種電力信號，可稱為類比信號。
•如果將信號接到示波器，你可以由信號波形看出電壓(縱軸)在時間(橫軸)內的變化，其強弱與頻率上的變化是非常靈敏的。
數位信號
•數位信號是結合兩種訊息，「有」與「無」，此兩種訊息在數理上可用「1」與「0」或「high」與「low」另外來表示。
•應用「1」與「0」的組合，可以傳送複雜的資訊。
•一般數位信號線是使用並列連結，如此，才可以在較短的時間內傳遞大量的資料。
•如果僅僅使用單一數位信號線。例如，先期的「摩斯碼」要發送一個 "SOS"訊息，則是利用長信號與短信號(如fig.1所示)。這裡長信號當作是「有」，短信號當作是「無」，在數位回路中，5V是當作長信號，0V是當作短長信號。
•摩斯碼方式雖然簡單，但是有一個缺點，就是當傳遞大量的資訊時，需要費時相當長。
多工數位信號線
•要解決此缺點，將以多條信號線
並列連結，如此資料可以在更短
的時間內傳送完成。
•例如，使用ASCⅡ碼方式，由
B7~B0組成的8條信號線，"SOS"
將在3段時間內立即傳遞完成。
階調的表示原理
•D0 ~ D5為Data信號(每一Bit)。
•0：Data信號為低準位電壓；
•1：Data信號為高準位電壓。
•6 Bit的Data信號可配出2 6= 64個不同亮度，
•又R G B合計3 ´ 6 Bit的Data信號可配出2 6 ´ 2 6 ´ 2 6個不同顏色。
現在以"bit count"(位元數)代替信號線數目。12 bit在同一時間內可以處理4,096個字元。
•應用於LCD回路，以6 bit可以在同一時間內分解電力成64個大小不等的電壓，如果是使用8 bit，則可分解成256個等級。
•而此「階級」電壓則關係著LCD Panel驅動力量的等級大小。
PCB信號量測點與設計規則
•近日PCB外形越趨輕薄，設計也越趨複雜困難。除需兼具功能性與信賴安全性之外，更需注重生產製程與可測試。
•如能考量可測性之PCB設計佈線規則，將可省下可觀的治具費用，並能增進測試之可靠性(穩定性)。
•應用於ICT(In Circuit Test)與Function Test之PCB設計佈線規則也不同。
•以下簡單列舉可用的參考規則：
(1)最好將被測點(Test Pad)放在同一面。
(2)被測點優先順序： A.測墊(Test Pad) B.零件腳(Component Lead) C.貫穿孔(Via)未覆蓋綠漆。
(3)兩被測點之中心距以2.54mm為佳，其次1.905mm，最少不得小於1.27mm。
(4)被測點儘量平均分佈於PCB表面，避免局部密度過高。
(5)被測點直徑最好以0.9mm為最佳。
(6)被測點的Pad及Via不可有防焊漆(綠漆，Solder Mask)。
(7)被測點與板邊或折邊、定位孔之距離至少2.54mm以上。
(8)定位孔(Tooling Hole)之直徑最好為3.0±0.1mm。 其公差應在+0.05/-0.02mm，其位置應在PCB對角。
(9)避免將被測點設於SMT零件上。
(10)相同特性之信號被測點最好以順序排列為佳。
PCB信號快速量測方法
•有效地利用可測之Test Pad可以簡單且快速的判定出PCB輸出信號之正確與錯誤。
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