论文部分内容阅读
随着科学技术的发展,依托于人工智能和大数据,人类社会即将步入物联网时代,万物将实现互联互通。作为物联网最重要的端口之一,显示器件将肩负起展示更多视觉数据的使命。特别是5G(5th generation mobile networks)网络商用和国际体育赛事超高清转播推动,更加有力的支撑8K(7680*4320像素分辨率)内容的传输和运行,使得8K显示技术的应用需求越来越热门。近几年全球TV面板高世代线的陆续开出,特别是华星和京东方10.5代TFT-LCD(Thin film transistor liquid crystal display)生产线的量产出货,电视大尺寸化趋势十分明显。因此,大尺寸8K TV屏也成为各大面板厂研究开发的重点。本论文以华星光电8.5代TFT-LCD生产线设计生产的75英寸8K解析度玻璃基板为基础,评估开发了8K 120Hz驱动系统电路,实现了面板驱动显示,在2019年高交会上成功展出。此产品通过了厂内电学特性、光学特性以及可靠性测试,最终导入客户验证通过实现量产,成为公司首支量产的大尺寸8K 120Hz高阶产品。75英寸8K解析度120Hz产品规格很高,驱动系统电路开发挑战难度大,开发目标是产品量产,必须确保产品规格功能达标、质量达标和成本达标。我们选取数据线单边驱动方案,确保充电时间面内像素选HG2D(Half Gate two Data)架构,Source Driver采用2 in 1 COF(Chip on film)方案,Gate驱动是玻璃内置GOA(Gate on array)电路加外部level shifter电路方式;TCON(Timing controller)方案是采用内置了公司核心画质IP的两颗8K 60Hz规格芯片;考量驱动负载较重以及芯片温度,相比4K(3840*2160像素分辨率)产品采用整合型电源方案,此8K产品电源电路是采用分离式设计方案,相比4K产品PCB(Printed Circuit Board)四层设计,8K产品PCB采用6~8层设计。通过同类产品解析数据分析和实验仿真对电路方案可行性评估确定,然后通过电路软件进行设计,输出Gerber和PCBA(Printed Circuit Board Assembly)BOM(Bill of Material)制作文件。样品制作点亮后,进行了相关电压、时序和画质调试,这过程中也发现了一些问题。本文对于玻璃角落温度超高和绿画面低灰阶垂直暗带问题进行了机理分析,然后通过实验、仿真以及对电路调试,找出了问题的解决方案。最后,我们对75英寸模组的电学、光学特性以及可靠性进行了测试和采样。通过测试发现电学性能方面,模组EMC(Electromagnetic Compatibility)测试通过,其中EMI(Electromagnetic Interference)有6db以上余量;TCON到Driver数据通信眼图测试合规,驱动电压稳定,时序符合面板要求,驱动IC(Integrated Circuit Chip)温度都满足TV(Television)客户规格。光学性能方面,Cell穿透率达到4.0%、色域NTSC(National Television Standards Committee)为100%超出业界水准,白画面亮度接近495nit,对比度5500以上,9点均齐度达到85%,色度可视角超过70度,均达到业内客户要求。最后电性、光学特性和可靠性测试通过,表明产品驱动系统方案开发目标的达成。本论文为大尺寸8K 120Hz TFT-LCD产品提供了一套可靠的、具有量产可行性、画质效果佳的系统驱动电路设计方案,对于8K技术的发展和8K电视的上市具有积极意义。