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文/深圳國顯科技有限公司 研發(fā)中心總監(jiān) 李仲儒

　　從2010年5月到2011年4月，液晶面板價格經(jīng)歷了連續(xù)11個月的下跌。在這一年的時間里，全球面板企業(yè)大面積虧損，哀鴻滿地。在這段時間里，對于市場回暖的預(yù)期一次次浮現(xiàn)，又一次次破滅。摩根士丹利在去年9月份的一份報告中指出，面板業(yè)在歷經(jīng)長達半年的庫存修正后，可望于2011年進入強勁的向上循環(huán)，主因是2010年下半年的修正將有利于2011年液晶面板供應(yīng)端，而LED背光液晶電視趨勢、各地經(jīng)濟復(fù)蘇，將持續(xù)帶動液晶面板需求。然而，今年上半年液晶面板的“跌跌不休”證明這些預(yù)計都過于樂觀了。

　　進入6月后，日本的平板業(yè)界傳來了令人振奮的消息。其中一條是夏普宣布其龜山工廠將由電視用大型液晶面板轉(zhuǎn)為生產(chǎn)中小型面板。另一條是東芝與索尼計劃合并液晶業(yè)務(wù)，與日立聯(lián)手建立中小型液晶份額達到全球第一的體制。情況突然發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，2010年面向中小型液晶面板用低溫多晶硅（LTPS）TFT生產(chǎn)線的大規(guī)模投資開始具體化，而且各廠商一舉轉(zhuǎn)為擴大生產(chǎn)規(guī)模的方針，紛紛為增強產(chǎn)能而進行生產(chǎn)線轉(zhuǎn)型，以及伴隨業(yè)務(wù)整合進行增資和新設(shè)生產(chǎn)線等?？芍^是180度的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。于是，業(yè)界人士紛紛預(yù)測，2011年中小尺寸液晶模組市場將出現(xiàn)高增長趨勢。

　　根據(jù)上面所述的各種因素，2011年整個中小尺寸液晶顯示模組行業(yè)技術(shù)發(fā)展分為幾個趨勢：

　　2011年整個液晶顯示模組行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢

　　1、玻璃基板的大型化

　　液晶面板畫面尺寸的大型化速度非?？?。而且支持這種發(fā)展趨且在制造技術(shù)中占據(jù)重要地位的是母玻璃基板尺寸的大型化。液晶面板的畫面尺寸變大時，由母基板切割出的面板數(shù)最終會減少，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。為了彌補這一缺陷，母基板尺寸的大型化是必然的。目前國內(nèi)、臺灣地區(qū)和韓國、臺灣都在投資興建8代線以及8代以上的玻璃廠，使得玻璃的產(chǎn)能越來越大，成本也越來越低。

　　2、全視角、高色飽和度、高對比度、高亮度產(chǎn)品

　　隨著液晶產(chǎn)品的逐漸普及，用戶對產(chǎn)品越來越挑剔，對產(chǎn)品的的品質(zhì)提出了越來越高的要求，他們希望液晶產(chǎn)品的視角、色飽和度、對比度和亮度能進一步提升，這也是整個液晶行業(yè)未來的一個發(fā)展趨勢。

　　3、低功耗產(chǎn)品

　　現(xiàn)在人們的環(huán)保觀念越來越強，液晶行業(yè)必然要朝著低耗能、環(huán)保的方向開發(fā)新產(chǎn)品。

　　4、薄型化產(chǎn)品

　　隨著平板電腦與中小尺寸產(chǎn)品熱銷，訴求薄型與重量更輕的產(chǎn)品設(shè)計逐漸成為主流，也順勢帶起了對薄型化產(chǎn)品的需求。

　　瞄準(zhǔn)市場方向，加強技術(shù)創(chuàng)新

　　國顯科技自2006年成立以來，長期投入TFT-LCM液晶模組的研發(fā)，研發(fā)方向?qū)Ｗ⒂谙M類產(chǎn)品和工業(yè)類產(chǎn)品。目前，國顯科技從玻璃段的設(shè)計改進到模組段的背光、驅(qū)動電路及測試方法的設(shè)計優(yōu)化創(chuàng)新，已經(jīng)掌握了先進的技術(shù)。在今年五月的深圳光電顯示周中，我們展出了適用的3.5寸、3.51、4.0、4.3寸、5寸、6.0、7寸、10.1寸、11.6寸模組。其中4.0、4.3寸、5寸、6.0、10.1寸產(chǎn)品已達到同行業(yè)領(lǐng)先水平，產(chǎn)品主要應(yīng)用于GPS、車載、移動電視、PMP、DVD、EPC、安防和工業(yè)類領(lǐng)域。

　　從目前國顯產(chǎn)品創(chuàng)新來看，我們在技術(shù)上主要做了五個大方面的創(chuàng)新。

　　1、液晶顯示屏畫素陣列的極性反轉(zhuǎn)方法

　　現(xiàn)有技術(shù)中的四種畫素陣列極性反轉(zhuǎn)方式，分別是Frame inversion（所有畫素全部反轉(zhuǎn)）、Row inversion（所有畫素按行反轉(zhuǎn)）、Column inversion（所有畫素按列反轉(zhuǎn)）和Dot inversion（所有畫素全部反轉(zhuǎn)），比較連續(xù)兩個幀畫面，可以看出Frame inversion中整個畫面畫素儲存電壓都是相同的正極性或者負(fù)極性，它的特點是整個畫面的極性統(tǒng)一變化，Row inversion是橫向每一行的極性相同，相鄰行的極性相反，下一個畫面時極性同時變化，Column inversion是每一列的極性相同，相鄰列極性相反，Dot inversion是相鄰的每個畫素點的極性都不同，F(xiàn)rame inversion顯示效果最差，row inversion和Column inversion次之，其顯示畫面閃爍現(xiàn)象很明顯，是不能克服的缺點，尺寸越大閃爍現(xiàn)象越明顯。目前，市面上7寸以上LCM都是選用dot inversion的設(shè)計，雖然dot inversion顯示效果較好，但是從驅(qū)動方式來看dot inversion的驅(qū)動部分也是最復(fù)雜的，同時，由于dot inversion是每個畫素點的極性都不同，LCM端像素的設(shè)計依次是RGB，RGB，RGB……，所以在一組RGB中會有兩種不同的極性，這樣會使RGB組合顯示出來的效果不是很真實，使得顯示出來的畫面色彩出現(xiàn)一定的偏差。

　　針對上述提到的缺陷，國顯提供一種新的液晶顯示屏畫素陣列的極性反轉(zhuǎn)方法，將一組相鄰的三個RGB畫素作為一個像元，每個像元作為一個單元同時進行極性反轉(zhuǎn)。我們通過改變現(xiàn)有技術(shù)中的液晶顯示屏的驅(qū)動及畫素極性反轉(zhuǎn)方法，采用的畫素極性反轉(zhuǎn)方式相比于現(xiàn)有的Frame inversion、Row inversion、Column inversion這三種畫素陣列極性反轉(zhuǎn)方式來說，解決了畫面閃爍的問題，使畫面更加連貫，與dot inversion比較，畫面每組RGB像素極性一致，不僅驅(qū)動方式比dot inversion簡單，且顯示畫面也更加真實。本發(fā)明中GAMMA電壓的極性每三個畫素點反轉(zhuǎn)一次即可，和dot inversion相比每個畫素點都需要反轉(zhuǎn)，簡化了設(shè)計，切換頻率是原來的1/3，也可以減小EMI干擾。

　　2、液晶顯示屏驅(qū)動用的時序控制芯片的實現(xiàn)方法

　　液晶模組正常顯示必需的兩個因素：一是電源，一是信號。信號部分除了主系統(tǒng)輸出信號外，必不可少的就是需要一個Timing Controller IC（即時序控制芯片）來進行時序處理。市面上現(xiàn)有的Timing Controller IC只是一個簡單的時序處理功能，將前端的信號進行時序處理后輸出到LCD的Driver IC。筆者認(rèn)為這是一種資源浪費。國顯針對現(xiàn)有Timing Controller IC進行的技術(shù)創(chuàng)新。我們發(fā)明采用3D堆疊工藝在現(xiàn)有時序控制芯片內(nèi)集成了圖像處理模塊，在不改變芯片面積的基礎(chǔ)上，使芯片可以對圖像進行邊沿增強、色域變換、黑白灰階延展以及灰階調(diào)教等優(yōu)化處理。所述的圖像處理單元包括圖像邊緣增強模塊、3D色域變換模塊、黑白灰延展模塊和灰階調(diào)校模塊，圖像信號輸入圖像處理單元后，圖像邊緣增強模塊針對圖像邊沿部分利用局部色彩GAMMA值的調(diào)整來進行局部色彩飽和度的提升，局部色彩GAMMA值是通過IC設(shè)定輸出色彩信號的電壓幅值來進行調(diào)整，使得圖像邊緣部分的色彩飽和度得到0%~100%的提升，然后通過3D色域變換模塊在原有色彩基礎(chǔ)上混入其他的RGB色彩信號，通過調(diào)整RGB色彩的配比可以進行色域變換使色彩變得更加鮮艷，接下來通過黑白灰延展模塊分別調(diào)整黑色和白色的電壓使黑色更黑，白色更白，從而提升畫面的對比度，使得黑白灰階得到延展，最后通過灰階調(diào)校模塊將所得到的灰階和GAMMA2.2的標(biāo)準(zhǔn)灰階進行比較，黑白電壓不變，將中間的階調(diào)電壓進行電壓的提升或者降低電壓進行調(diào)整，以達到GAMMA2.2的標(biāo)準(zhǔn)曲線，使灰階變化達到標(biāo)準(zhǔn)值，處理完成后進行信號輸出。

　　3、液晶顯示屏驅(qū)動穩(wěn)壓電路

　　隨著液晶顯示技術(shù)的進步，液晶顯示器在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用越來越廣泛，液晶顯示器的驅(qū)動是液晶顯示應(yīng)用中不可或缺的一個組成部分。成本和利潤是商家關(guān)心的兩個永恒的話題，現(xiàn)有技術(shù)中的液晶顯示模組驅(qū)動穩(wěn)壓電路輸入電壓是3.3V，輸出電壓分別為VGH=15V，VGL=-10V，AVDD=10V，其中VGH，VGL，AVDD都是液晶模組必需的驅(qū)動電壓，穩(wěn)壓部分電路是分別針對VGH和VGL進行穩(wěn)壓，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。

　　針對上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中的液晶顯示模組驅(qū)動穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高等問題，我們提供一種可滿足液晶顯示模組驅(qū)動要求的精簡型的驅(qū)動電路，既簡化了結(jié)構(gòu)，又降低了成本。技術(shù)方案是：本產(chǎn)品中的穩(wěn)壓電路包括脈沖發(fā)生模塊和三路整流模塊，脈沖發(fā)生模塊電源輸出端分為三路，分別連接一路整流模塊，第一路整流模塊采用兩組開關(guān)二極管，第一路脈沖發(fā)生模塊電源輸出分別連接至兩組開關(guān)二極管的輸入端，第一組開關(guān)二極管的高電平輸出作為VGH，第一組開關(guān)二極管的低電平輸出與第二組開關(guān)二極管的高電平輸出連接，第二組開關(guān)二極管的低電平輸出作為AVDD；第二路脈沖發(fā)生模塊電源輸出上連接有穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓二極管的輸出作為AVDD；第三路脈沖發(fā)生模塊電源輸出上連接有一組開關(guān)二極管，開關(guān)二極管的高電平輸出接地，開關(guān)二極管的低電平輸出作為VGL。本產(chǎn)品電路結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉，同時還降低了整個電路的功耗，更加環(huán)保，也是驅(qū)動電路板設(shè)計更加簡單，產(chǎn)品整體重量更輕。

　　4、液晶屏背光LED燈串

　　液晶顯示裝置，在工作時需要一個背光裝置提供背光光源才能夠進行顯示。目前，行業(yè)中普遍采用LED作為液晶顯示裝置的背光裝置，根據(jù)不同液晶模組的亮度要求選用LED燈的數(shù)量。而現(xiàn)有的技術(shù)中的液晶模組背光有LED燈串的組合方式，使得其驅(qū)動電路復(fù)雜、成本高，且容易導(dǎo)致EMI嚴(yán)重等缺點。我們采用一種液晶模組背光LED燈串，燈串包括正極電源線、負(fù)極電源線和一個以上的LED，各個LED并聯(lián)連接在正極電源線和負(fù)極電源線之間。通過改變LED燈的排列方式，可直接使用系統(tǒng)端提供的3.3V電壓進行驅(qū)動，節(jié)省了LED驅(qū)動電路，使得液晶模組的設(shè)計越來越簡單，也節(jié)省了電壓轉(zhuǎn)換的功率浪費，降低了產(chǎn)品的功耗，也簡化了液晶模組的設(shè)計，并且可以使產(chǎn)品EMI效果更好。

　　5、FOG液晶屏測試治具

　　FOG液晶屏作為一種常用的液晶屏也常被業(yè)界采用，F(xiàn)OG液晶屏生產(chǎn)完成后，需要對產(chǎn)品進行檢驗，目前，沒有FOG液晶屏專門的測試治具，大多數(shù)廠商針對FOG檢測沒有比較好的辦法，只能通過人工進行檢測，效率低、人工成本高，且質(zhì)量難以得到保證。

　　針對上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中沒有專門的FOG液晶屏測試治具，只能通過人工進行檢測，效率低、成本高、質(zhì)量難以得到保證的缺點，我們研發(fā)設(shè)計了一種FOG液晶屏測試治具，治具內(nèi)部設(shè)有檢測驅(qū)動電路，治具面板上設(shè)有放置FOG液晶屏的凹槽，凹槽前端安裝有壓桿，壓桿一端通過銷軸安裝在治具主體上，另一端為自由端，壓桿上與被檢測FOG液晶屏數(shù)據(jù)端對應(yīng)位置設(shè)有FPC接口，F(xiàn)PC接口與檢測驅(qū)動電路的數(shù)據(jù)輸出端相連接。治具前端對應(yīng)于被檢測FOG液晶屏的PCB板上的定位孔位置安裝有定位銷。凹槽左右兩側(cè)分別設(shè)有弧形缺口。所述的治具包括腔體和面板，面板通過開合裝置安裝在腔體上，腔體前端側(cè)面開有走線孔，檢測驅(qū)動電路的數(shù)據(jù)線從走線孔內(nèi)伸出與FPC接口連接。采用本實用新型對FOG液晶屏進行測試，可準(zhǔn)確的對準(zhǔn)FOG液晶屏的位置，提高檢測效率、降低人工成本，且可以有效保證FOG液晶屏的質(zhì)量。

　　綜上所述，我們對2011年中小尺寸液晶顯示模組前景看好。2011年是中小尺寸FPD行業(yè)的整合期，國顯將加大在產(chǎn)品研發(fā)上的投入，從現(xiàn)在的液晶顯示模組到后續(xù)要發(fā)展的電容式觸摸屏和3D產(chǎn)品，國顯將從技術(shù)上，設(shè)計上開發(fā)具有市場競爭實力的產(chǎn)品。

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