文/深圳國顯科技有限公司 研發中心總監 李仲儒
從2010年5月到2011年4月，液晶面板價格經歷了連續11個月的下跌。在這一年的時間里，全球面板企業大面積虧損，哀鴻滿地。在這段時間里，對于市場回暖的預期一次次浮現，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，面板業在歷經長達半年的庫存修正后，可望于2011年進入強勁的向上循環，主因是2010年下半年的修正將有利于2011年液晶面板供應端，而LED背光液晶電視趨勢、各地經濟復蘇，將持續帶動液晶面板需求。然而，今年上半年液晶面板的“跌跌不休”證明這些預計都過于樂觀了。
進入6月后，日本的平板業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為生產中小型面板。另一條是東芝與索尼計劃合并液晶業務，與日立聯手建立中小型液晶份額達到全球第一的體制。情況突然發生了逆轉，2010年面向中小型液晶面板用低溫多晶硅（LTPS）TFT生產線的大規模投資開始具體化，而且各廠商一舉轉為擴大生產規模的方針，紛紛為增強產能而進行生產線轉型，以及伴隨業務整合進行增資和新設生產線等。可謂是180度的戰略轉變。于是，業界人士紛紛預測，2011年中小尺寸液晶模組市場將出現高增長趨勢。
根據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技術發展分為幾個趨勢：
2011年整個液晶顯示模組行業技術發展趨勢
1、玻璃基板的大型化
液晶面板畫面尺寸的大型化速度非常快。而且支持這種發展趨且在制造技術中占據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最終會減少，導致生產效率降低。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、臺灣地區和韓國、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、高亮度產品
隨著液晶產品的逐漸普及，用戶對產品越來越挑剔，對產品的的品質提出了越來越高的要求，他們希望液晶產品的視角、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未來的一個發展趨勢。
3、低功耗產品
現在人們的環保觀念越來越強，液晶行業必然要朝著低耗能、環保的方向開發新產品。
4、薄型化產品
隨著平板電腦與中小尺寸產品熱銷，訴求薄型與重量更輕的產品設計逐漸成為主流，也順勢帶起了對薄型化產品的需求。
瞄準市場方向，加強技術創新
國顯科技自2006年成立以來，長期投入TFT-LCM液晶模組的研發，研發方向專注于消費類產品和工業類產品。目前，國顯科技從玻璃段的設計改進到模組段的背光、驅動電路及測試方法的設計優化創新，已經掌握了先進的技術。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寸產品已達到同行業領先水平，產品主要應用于GPS、車載、移動電視、PMP、DVD、EPC、安防和工業類領域。
從目前國顯產品創新來看，我們在技術上主要做了五個大方面的創新。
1、液晶顯示屏畫素陣列的極性反轉方法
現有技術中的四種畫素陣列極性反轉方式，分別是Frame inversion（所有畫素全部反轉）、Row inversion（所有畫素按行反轉）、Column inversion（所有畫素按列反轉）和Dot inversion（所有畫素全部反轉），比較連續兩個幀畫面，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極性，它的特點是整個畫面的極性統一變化，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，Frame inversion顯示效果最差，row inversion和Column inversion次之，其顯示畫面閃爍現象很明顯，是不能克服的缺點，尺寸越大閃爍現象越明顯。目前，市面上7寸以上LCM都是選用dot inversion的設計，雖然dot inversion顯示效果較好，但是從驅動方式來看dot inversion的驅動部分也是最復雜的，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。我們通過改變現有技術中的液晶顯示屏的驅動及畫素極性反轉方法，采用的畫素極性反轉方式相比于現有的Frame inversion、Row inversion、Column inversion這三種畫素陣列極性反轉方式來說，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，不僅驅動方式比dot inversion簡單，且顯示畫面也更加真實。本發明中GAMMA電壓的極性每三個畫素點反轉一次即可，和dot inversion相比每個畫素點都需要反轉，簡化了設計，切換頻率是原來的1/3，也可以減小EMI干擾。
2、液晶顯示屏驅動用的時序控制芯片的實現方法
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。筆者認為這是一種資源浪費。國顯針對現有Timing Controller IC進行的技術創新。我們發明采用3D堆疊工藝在現有時序控制芯片內集成了圖像處理模塊，在不改變芯片面積的基礎上，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教等優化處理。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設定輸出色彩信號的電壓幅值來進行調整，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上混入其他的RGB色彩信號，通過調整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，最后通過灰階調校模塊將所得到的灰階和GAMMA2.2的標準灰階進行比較，黑白電壓不變，將中間的階調電壓進行電壓的提升或者降低電壓進行調整，以達到GAMMA2.2的標準曲線，使灰階變化達到標準值，處理完成后進行信號輸出。
3、液晶顯示屏驅動穩壓電路
隨著液晶顯示技術的進步，液晶顯示器在人們日常生活中的應用越來越廣泛，液晶顯示器的驅動是液晶顯示應用中不可或缺的一個組成部分。成本和利潤是商家關心的兩個永恒的話題，現有技術中的液晶顯示模組驅動穩壓電路輸入電壓是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動電壓，穩壓部分電路是分別針對VGH和VGL進行穩壓，電路結構復雜，生產成本高。
針對上述提到的現有技術中的液晶顯示模組驅動穩壓電路結構復雜，生產成本高等問題，我們提供一種可滿足液晶顯示模組驅動要求的精簡型的驅動電路，既簡化了結構，又降低了成本。技術方案是：本產品中的穩壓電路包括脈沖發生模塊和三路整流模塊，脈沖發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二極管，第一路脈沖發生模塊電源輸出分別連接至兩組開關二極管的輸入端，第一組開關二極管的高電平輸出作為VGH，第一組開關二極管的低電平輸出與第二組開關二極管的高電平輸出連接，第二組開關二極管的低電平輸出作為AVDD；第二路脈沖發生模塊電源輸出上連接有穩壓二極管，穩壓二極管的輸出作為AVDD；第三路脈沖發生模塊電源輸出上連接有一組開關二極管，開關二極管的高電平輸出接地，開關二極管的低電平輸出作為VGL。本產品電路結構簡單，制造成本低廉，同時還降低了整個電路的功耗，更加環保，也是驅動電路板設計更加簡單，產品整體重量更輕。
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，行業中普遍采用LED作為液晶顯示裝置的背光裝置，根據不同液晶模組的亮度要求選用LED燈的數量。而現有的技術中的液晶模組背光有LED燈串的組合方式，使得其驅動電路復雜、成本高，且容易導致EMI嚴重等缺點。我們采用一種液晶模組背光LED燈串，燈串包括正極電源線、負極電源線和一個以上的LED，各個LED并聯連接在正極電源線和負極電源線之間。通過改變LED燈的排列方式，可直接使用系統端提供的3.3V電壓進行驅動，節省了LED驅動電路，使得液晶模組的設計越來越簡單，也節省了電壓轉換的功率浪費，降低了產品的功耗，也簡化了液晶模組的設計，并且可以使產品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界采用，FOG液晶屏生產完成后，需要對產品進行檢驗，目前，沒有FOG液晶屏專門的測試治具，大多數廠商針對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，且質量難以得到保證。
針對上述提到的現有技術中沒有專門的FOG液晶屏測試治具，只能通過人工進行檢測，效率低、成本高、質量難以得到保證的缺點，我們研發設計了一種FOG液晶屏測試治具，治具內部設有檢測驅動電路，治具面板上設有放置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液晶屏數據端對應位置設有FPC接口，FPC接口與檢測驅動電路的數據輸出端相連接。治具前端對應于被檢測FOG液晶屏的PCB板上的定位孔位置安裝有定位銷。凹槽左右兩側分別設有弧形缺口。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，腔體前端側面開有走線孔，檢測驅動電路的數據線從走線孔內伸出與FPC接口連接。采用本實用新型對FOG液晶屏進行測試，可準確的對準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行業的整合期，國顯將加大在產品研發上的投入，從現在的液晶顯示模組到后續要發展的電容式觸摸屏和3D產品，國顯將從技術上，設計上開發具有市場競爭實力的產品。
...... 更多精彩內容請見《國際光電與顯示》2011年8月刊，歡迎訂閱！ 訂閱咨詢：0755-86149014
關注我們
公眾號：china_tp
微信名稱：亞威資訊
顯示行業頂級新媒體
掃一掃即可關注我們
