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目前,世界已进入“信息革命”时代,显示技术及显示器件在信息技术的发展过程中占据了十分重要的地位,电视、电脑、移动电话、PDA等可携式设备以及各类仪器仪表上的显示屏为人们的日常生活和工作提供着大量的信息。显示器集电子、通信和信息处理技术于一体,被认为是电子工业在20世纪微电子、计算机之后的又一重大发展机会。经过二十多年的研究、竞争、发展,平板显示器已进入角色,成为新世纪显示器的主流产品。其中TFT-LCD是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT的显示器件。它的性能优良、大规模生产特性好,自动化程度高,原材料成本低廉,发展空间广阔,将迅速成为新世纪的主流产品,是21世纪全球经济增长的一个亮点。高迁移率的多晶硅技术可以将周边驱动集成芯片与像素集成一体,一起成型于玻璃基板上,达到真正的集成化,外引出端少,可靠性高,并且使得TFT-LCD更轻、更薄,可极大降低制造成本。因此,国内外许多研究人员都在研究开发驱动电路周边集成的小尺寸P-Si TFT-LCD,我国目前对于P-Si TFT-LCD的研究也正在开展。 基于P-Si可以集成周边驱动电路,中国科学院在“九五”期间,组织开展了由长春物理所为主要承担单位的,题为“P-Si 周边集成的TFT-LCD的研究”的重大项目的课题研究,主要研究内容之一就是周边驱动电路的集成设计,因此本文主要就TFT-LCD周边驱动电路的集成设计进行研究。由于P-Si TFT 器件的特性与用于 LSI的 MOS-FET的特性相同,而CMOS电路以其结构简单规则、功耗低、集成度高等优点,成为当今集成电路的主流技术。将这两点结合,我们借助设计软件Cadence和仿真软件Hspice来进行驱动电路的设计和仿真,初步设计出了适合于小尺寸TFT-LCD屏的P-Si TFT周边集成驱动<WP=78>电路的基本结构。本文首先介绍了液晶显示器显示原理,TFT元件特性,TFT-LCD的结构和显示原理、TFT-LCD的驱动原理和TFT-LCD屏与驱动电路的连接方式。然后详细介绍了TFT-LCD周边驱动电路集成化的设计,包括栅驱动电路和源驱动电路的设计。根据小尺寸TFT-LCD屏的特点和驱动小尺寸TFT-LCD屏的具体要求,我们研究、设计出了驱动电路的各个组成单元部分。其中,栅驱动电路由双向移位寄存器、输出使能控制、电平移动电路和输出缓冲电路组成。源驱动电路由双向移位寄存器、采样保持电路、输出缓冲电路和锁存电路及解码电路组成。文中详细介绍了各个组成单元的结构特点,选取的理论依据,并相应的给出各个单元的仿真波形来检验其功能的正确性。另外为了保护电路安全工作,我们还给出了输入保护电路、输出保护电路,输入缓冲器和输出缓冲器,并对各个电路选取的理论依据和实际应用场合给予了详细的介绍。因为能确保驱动电路从设计到应用的顺利过渡,所以这些电路的引入,对将来周边集成驱动电路的实际生产应用具有很重要的意义。最后,对栅驱动电路和源驱动电路的整体设计分别进行了详细的介绍,并分别给出了各自的整体电路结构图,还进行了具体的仿真。从仿真结果可以看出,我们设计的栅驱动电路和源驱动电路,基本上能实现驱动我们设计所针对的小尺寸TFT-LCD屏的要求。也就是说,我们就周边集成驱动电路的设计研究,取得了阶段性的结果。当然,要将设计转化为实际的产品还有许多工作要做。如电路中各个管子的尺寸和其他相关参数,要根据将来P-Si TFT的实际工艺水平和实际负载的大小进行调整设定,电路的结构也需要不断的调整完善等等。