臺灣博碩士論文加值系統

在高畫質、低輻射及低消耗功率的訴求之下，在眾多的顯示器種類中，薄膜液晶顯示器已成為現今顯示器之主流，稱霸數十年的傳統陰極管顯示器，其佔有率正急速下降中。
在薄膜液晶顯示器的發展趨勢中可以看的出來，消費者對於液晶顯示器有幾項主要之要求：尺寸越來越大；目前最大之液晶電視已達到100寸。解析度越來越高；目前液晶電視解析度可達1920 x 1080。畫質越來越優異；在各大面板廠不斷的改良之下，亮度、對比的提高，液晶反應速率的提升，色彩數的增加，已讓液晶顯示器的品質媲美甚至多項超越傳統陰極管顯示器。然而這些進步卻是建立在價格越來越低的基礎上，才能形成今日薄膜液晶顯示器的主流地位。
由於源極驅動IC提供TFT LCD輸入來源，因此主導著最後液晶面板畫質與色彩數的表現，此外，由於一塊液晶面板上需要數顆的源極驅動IC來驅動整塊面板，由此可知源極驅動IC也是整個驅動系統中成本最高的元件，因此各大驅動IC廠莫不積極的著墨於源極驅動IC的改良，這也就是我選擇源極驅動IC為我研究標的的理由。
本篇論文主要是在歐姆定律為基礎上，讓源極驅動IC在保有價格的競爭優勢情況下，提供更多之輸出電壓，以達到提高顯示色彩數之目的。如使用六位元之源極驅動IC，利用伽馬補償電壓之變換，進而達到超過六十四種輸出電壓之效果，而從研究的結果中，也印證了利用伽馬電壓控制法可有效的產生出額外的電壓，達成增加驅動IC有效位元的目的，符合了當初的研究目標。

Under the request of high display quality, low EMI, and low power consumption, TFT LCD has become the main stream of displays. The market share of CRT, was the top 1, is dropping rapidly in past few years.
From the development trend of TFT LCD, we can find some major requests to TFT LCD from consumers listed as follows.
1.Larger panel size. The largest LCD TV size is 100 inches.
2.Higher resolutions. The resolution of high end LCD TV is 1920 x 1080.
3.Better display quality. Under the TFT makers continue improve, TFT LCD can provide high brightness, high contract, high response time, and more color depth.
From the above view of points, we know that TFT LCD provides more advantages than CRT. Furthermore, TFT LCD provides lower price than before. That is the reason why TFT LCD has become the main stream of displays now.
Source driver is the input of TFT LCD. It controls the display performance and color depth of TFT LCD. In addition, a TFT LCD panel needs several pieces of source driver to drive the panel. It shares most cost in the driving system. Thus all the driver IC design houses focus on the improvement of source driver. That is also the reason why I chosen source driver for my research target.
The purpose of this dissertation is to increase the output resolution of source driver and gain more color depth by Ohm’s law. Meanwhile, this improvement must keep the cost competitively. For example, if we use 6 bit source driver, we can get more than 64 voltages by gamma voltage control. From the result of this research, it has been proved that we can increase effective bits for the TFT LCD driver by Gamma Voltage Control. This answers the purpose of the study.

目錄
摘要 I
ABSTRACT III
圖目錄 VIII
表目錄 X
第一章 導論 1
1-1研究動機 1
1-2文獻回顧 2
1-3 研究架構 4
第二章 TFT LCD驅動原理說明 6
2-1 TFT LCD架構說明 6
2-2源極驅動IC架構說明 9
2-3增加顯示色彩數之研究 11
第三章伽馬電壓控制法之研究 19
3-1研究流程 19
3-2位元數與顯示畫面的關係 20
3-3伽馬電壓控制法（GAMMA VOLTAGE CONTROL）之原理及架構說明 21
第四章研究成果 30
4-1模擬結果 30
4-2實測結果 36
4-3 討論再深入研究 37
第五章 結論與展望 41
參考文獻 48

圖目錄
圖 1 - 1液晶面板發展史 3
圖 1 - 2全球TFT-LCD面板產能區域分布 4
圖 2 - 1液晶面板三大組成要件 6
圖 2 - 2 Cell組成要件 7
圖 2 - 3全球偏光板廠生產時間圖 7
圖 2 - 4背光模組組成要件 8
圖 2 - 5液晶面板驅動系統方塊圖 9
圖 2 - 6驅動IC與液晶面板 9
圖 2 - 7源極驅動IC（Source Driver）方塊圖 10
圖 2 - 8大尺寸液晶面板畫素之組成 13
圖 2 - 9色彩的相加 14
圖 2 - 10大尺寸液晶面板源極驅動IC中6位元D/A轉換器之架構 16
圖 2 - 11 六位元D/A轉換器中傳輸閘解碼器之架構 16
圖 2 - 12圖場率控制法（FRC）示意圖 17
圖 3 - 1論文研究流程圖 19
圖 3 - 2驅動系統方塊圖 20
圖 3 - 3源極驅動IC位元數與畫面顯示品質的關係 21
圖 3 - 4位元變化說明圖 22
圖 3 - 5伽馬電壓控制法說明圖 23
圖 3 - 6四位元電阻串之D/A轉換器架構 25
圖 3 - 7二位元電阻串D/A轉換器以伽馬電壓控制法實現四位元輸出之架構 26
圖 3 - 8伽馬電壓控制法之驅動系統方塊圖 27
圖 3 - 9源極驅動IC方塊圖：(A)傳統架構(B)伽馬電壓控制法架構 28
圖 3 - 10選擇器之架構 29
圖 4 - 1六位元之階調與輸出電壓關係圖 34
圖 4 - 2表4-1與表4-3所表現出之階調與輸出電壓關係圖之比較 34
圖 4 - 3表4-4所表現出之階調與輸出電壓關係圖 35
圖 4 - 4表4-5所表現出之階調與輸出電壓關係圖之比較 37
圖 4 - 5液晶穿透率與電壓關係圖 38
圖 4 - 6增加伽馬電壓補償點後之圖形表現 40
圖 5 - 1液晶面板光源的利用率 42
圖 5 - 2全球第一家將AM OLED商品化的SK Display宣告解散 43
圖 5 - 3品牌廠商瀚斯寶麗所展示的TV產品 47

表目錄
表 1 - 1 源極驅動IC位元數與色彩數之關係 2
表 2 - 1液晶顯示器解析度與源極驅動IC之關係 13
表 3 - 1 V1、V2的控制方式與輸出電壓之關係 19
表 4 - 1 NEC μPD16732電組串表，單位Ω 31
表 4 - 2以表4-1電阻串模擬所產生六位元之電壓 31
表 4 - 3以表4-1電阻串配合伽馬電壓控制法模擬所產生6+2位元之電壓 33
表 4 - 4以表4-1電阻串配合伽馬電壓控制法模擬所產生6+1位元之電壓 35
表 4 - 5利用伽馬電壓控制法實測之電壓 36
表 4 - 6增加伽馬電壓補償點後之模擬電壓結果 40
表 5 - 1 DAC架構之優劣比較 42
表 5 - 2 2005年全球前20大IC設計公司……………………………45

[1] Chun–Chin Chen, Chin-Hung Hsu, Nan-Ku Lu, and Ming-Lin Lee, “Color-Depth Improvement using Gamma Voltage Control,” International Symposium of Society for Information Display 2006 (SID 2006), June 4-9, 2006, San Francisco, USA.
[2] Chun–Chin Chen, Chin-Hung Hsu, Nan-Ku Lu, and Ming-Lin Lee, “Driving circuit and method for increasing effective bits of source drivers,” US patent pending.
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[14] RADIANT OPTO-electronics Corporation web site, http://www.radiant.com.tw/
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