前面跟大家介紹TFT LCD液晶顯示器的二階驅動原理，以及因為feed through電壓所造成的影響。為了解決這些現象，于是有了三階驅動甚至于四階驅動的設計。接下來我們先針對三階驅動的原理作介紹
三階驅動適用于Cs on Gste
二階驅動的原理中，雖然有各種不同的feed through電壓，但是影響最大的仍是經由Cgd所產生的feed through電壓，也因此在二階驅動時需要調整common電壓，以改進灰階質量。但是由于Clc并非是一個固定的參數，讓調整common電壓以便改進影像質量目的不易達成。因此便有了三階驅動的設計，期望在不必變動common電壓的情形下，將feed through電壓補償回來。
三階驅動TFT LCD的基本原理是利用經由Cs的feed through電壓，補償經由Cgd所產生的feed though電壓。也就是因為需要利用Cs來補償，所以三階驅動的方法只能使用在面板架構為Cs on gate的方式。圖1就是三階驅動gate driver電壓的波形，從這個三階驅動的波形中我們可以知道，三階驅動波形跟二階驅動不一樣的是，它的gate driver驅動波形之中，會有三種不 一樣的電壓。當gate driver關閉時，會將電壓拉到最低的電壓，等到下一條的gater driver走線也關閉后，再將電壓拉回。而這個拉回的電壓，就是為了去補償下一條線的feed through電壓。也就是說，每一條gate driver走線關閉時，經由Cgd所產生的feed through電壓，是由上一條走線將電壓拉回時，經由Cs所產生的feed through電壓來補償。既然是經由拉回的電壓來補償，那拉回電壓的大小要如何計算呢？上次有提到feed through電壓的計算方式，我們可以依照上次的公式來計算所需的電壓 :
經Cgd的Feed through電壓 = (Vg_high - Vg_low)×Cgd / (Cgd + Clc + Cs) ; Vg_high與Vg_low分別為gate driver走線打開與關閉的電壓。
經Cs的Feed through電壓 = (Vp2 - Vp1)×Cs / (Cgd + Clc + Cs)；Vp2與Vp1分別為上一條gate走線拉回前與拉回后的電壓。
如果需要兩者互相抵消，則經Cgd的Feed through電壓需要等于經Cs的Feed through電壓。所以需拉回的電壓為Ve=Vp2-Vp1=(Vg_high - Vg_low)×Cgd / Cs ，而從圖1中我們知道Vg_high - Vg_low= Vg + Ve，所以需拉回的電壓Ve= (Vg + Ve)× Cgd / Cs，也就是Ve= Vg×Cgd / [Cs - Cgd]。
從上述的公式推導中，我們發現雖然Clc會影響feed through電壓的大小，但是藉由三階驅動的方式，Clc的影響就不見了。因此當我們在面板制程與gate drvier的打開電壓確定之后，就可以精確地計算出所需要的拉回電壓了。
掌握拉回電壓 即可補償電壓分布
圖2是三階驅動TFT LCD的電壓分布示意圖。我們可以看到最左邊的是由source driver所輸出的電壓分布，這是顯示電極所充電電壓的最原始狀況。而中間的電壓分布，就是顯示電極受到經由Cgd的feed through電壓影響的變化。一般二階驅動就是只有到這里，所以需要修正common電壓的大小，以便減少灰階的失真程度。而三階驅動藉由Cs的feed through電壓影響的情形，則可以由最右邊的電壓分布來看出。在這時候，只要拿捏好拉回電壓Ve的大小，便可以將原本受到經由Cgd的feed through電壓影響的電壓分布，補償到跟最左邊的電壓分布一樣，如此一來就不必再去修正common電壓的大小了。
圖3是三階驅動TFT LCD的電壓波形圖。正如先前所說過的，由于三階驅動需要利用前一條的gate driver走線來補償，所以只能使用于Cs on gate的架構。而且由于有電壓補償的關系，common電壓就不必再做修正了。
在圖3中，屬于gate driver電壓有兩種，一個是前一條gate driver的電壓波形，用虛線來表示。而用實線表示的是屬于打開顯示電極電壓波形的gate driver走線電壓。從此圖形可以知道，實線的gate driver走線關閉時，會經由Cgd產生一個feed through電壓，而這個向下的電壓偏移量，在前一條gate driver走線的拉回電壓經Cs所產生的feed through電壓影響后，便可以讓顯示電極恢復到原先的電壓準位。而前一條gate driver走線經由Cs的Feed through電壓還有另一種狀況，那就是在前一條gate driver走線打開時所產生的feed through電壓，這個電壓值雖然很大，不過由于其影響的時間，相對于整個frame來說，相當的短，因此對顯示畫面并不會有多大的影響。
設計拉回電壓︰使用兩次的feed through電壓補償
圖4是使用三階驅動TFT LCD針對gate driver走線電壓變動所形成的feed through電壓，更仔細地顯示電極電壓波形圖。跟圖3不一樣的是，這個圖形有考慮到當gate driver走線電壓拉回時經由Cgd所造成的feed through電壓。原本拉回電壓是為了補償下一條gate driver走在線的顯示電極，但是它的副作用就是也會對gate driver走線所在位置的顯示電極產生影響。所以拉回電壓的設計考量，并不是一次將所有電壓補償回來，而是使用兩次的feed through電壓補償。一次是上一條gate driver走線經由Cs的feed through電壓來補償，一次則藉由顯示電極所在位置的gate driver走線，它的拉回電壓經由Cgd的feed through電壓來補償。
總括來說，使用三階驅動的方式比起二階驅動的方式來說，可以不用調整common電壓就可以克服feed through電壓的影響。而且也可以避免由于Clc的非線性關系所造成的灰階問題。不過跟底下要介紹的四階驅動比較起來，它仍然需要使用較高輸出電壓的source driver。接下來要介紹的四階驅動，它在common電壓固定不變的狀況下，并不需要使用高電壓輸出的source driver，就可以達到分別出正負極性電壓的結果了。
四階驅動不需使用高壓輸出Source Driver即可正負分壓
圖5是四階驅動gate driver走線的電壓基本波形。我們可以看到負責正極性與負極性的gate driver走線電壓是不一樣的。負責負極性的gate driver走線電壓在電壓關閉時，會往下拉到一個比一般關閉時的電壓更低的準位，等到下一條走線的電壓關閉后，再將電壓拉回到一般關閉電壓的準位。
而負責正極性的gate driver走線電壓則是在電壓關閉時，電壓并沒有一口氣拉到一般關閉的電壓位準，而是等到下一條gate driver走線關閉后，再將電壓下拉到一般關閉的電壓準位。而這兩種極性的電壓位準總共有︰打開的電壓、關閉的電壓、比關閉電壓高的位準以及比關閉電壓更低的電壓，總共4種。這是為什么叫做四階驅動的原因。
從圖5來看，我們會發現，同樣一條gate driver走在線的顯示電極，都必須屬于同一種顯示的極性，不是正極性，就是負極性。因此采用四階驅動就只能使用line inversion的顯示方式。不過這樣一來，跟使用dot inversion驅動方式的面板來說，顯示畫面的質量變會變得更差，flicker與cross talk的效應會更明顯。這也是為什么四階驅動很少有人使用的緣故，雖然四階驅動可以使用驅動電壓較低的source driver，但是它的gate driver復雜度升高，而且畫面質量下降，當然想要讓四階驅動的面板使用dot inversion并不是不可以，只是需要更改面板上的TFT薄膜晶體管的配置方式，以及加大顯示控制器內的存儲器大小，來同時儲存兩條gate driver走在線的所有顯示電極的資料，整個硬件的復雜度會更高，成本又會加大，比較起來倒不如使用line inversion且common電壓變動的面板極性顯示方式。
四階驅動TFT LCD原理簡單來說，是利用前一個gate driver走線經由Cs的feed through電壓，在正極性時將顯示電極的電壓提升到很高的電壓，而在負極性時將顯示電極的電壓，下拉到很低的電壓，以便將顯示電極的電壓分別出給正極性或是負極性的電壓位準之用。如此一來，source driver的驅動電壓范圍雖然不大，但是卻可以同時給正極性以及負極性的顯示電極電壓來用。
Gate driver走線電壓變化可形成正負極性兩種電壓
圖6是四階驅動的電壓分布示意圖，圖中最左邊的是source driver輸出電壓的范圍。不管是正極性的畫面，或是負極性的畫面，都是使用相同的輸出電壓范圍。因此使用于四階驅動的source driver，其輸出電壓范圍比起一般的source driver要小的多。圖6中間則是受到gate driver走線關閉時，經由Cgd的feed through電壓影響的顯示電極電壓范圍，而圖6右邊則是最后分別出正負極性的顯示電壓范圍。
從圖中我們可以知道，因為受到經過Cgd的feed through電壓影響，若是要將正負極性的電壓范圍分開的話，對于正極性的電壓范圍，往上提升的電壓會比較大，其往上提升的電壓，是由上一條gate drive走線電壓往上拉經由Cs的feed through電壓來形成。因為所需的電壓比較大，所以上一條gate driver走在線的拉回電壓也比較大。
而對于負極性的顯示電壓范圍的形成，也是利用上一條gate driver走在線的電壓變化來完成。跟正極性的顯示電極電壓不一樣的是，它需要的是下拉的feed through電壓，以便形成負的顯示電極電壓范圍。它所需要的下拉電壓 跟正極性的上拉電壓比較起來會比較小。不過對于調整后正負極性的顯示電壓范圍來說，它們相對于common電壓的距離要一樣，這樣對于同一個灰階的正負極性電壓，顯示出來的畫面才會一致。
從整個圖6來說，我們可以發現，對于source driver的輸出電壓，如同前面所說的，并不需要有正負兩種不同極性的顯示范圍。只要利用上一條gate driver走線的電壓變化，來幫助形成正負極性的兩種電壓范圍即可。
Source driver充好電后會再經過三次電壓變化
至于在顯示電極上的電壓變化波形，我們則可以利用圖7跟圖8來解釋其電壓變化的原理。圖7是負極性顯示電極電壓的波形變化，從圖中我們可以知道，顯示電極電壓從source driver充好電后，會再經過三次的電壓變化。首先是本身gate driver走線電壓關閉時，經由Cgd所產生的feed through電壓影響，由于電壓關閉的關系，會把顯示電極的電壓往下拉。其次是上一條gate driver走線下拉時，經過Cs的feed through電壓。這個電壓的影響很重要，因為它是將電壓調整成負極性電壓的主要成分，必須能夠將整體的電壓調整到所需要的準位元。最后是本身的gate driver走線電壓拉回時，經由Cgd的feed through電壓的影響。由于拉回電壓的幅度比較小，所以整體的影響也比較少。
圖8是正極性顯示電極電壓的波形變化，跟負極性的電壓變化一樣，也有三階段的電壓變化。首先是本身gate driver走線關閉時經由Cgd的feed through電壓，其次是由前一條gate drive走線電壓拉回經由Cs的feed through電壓，這電壓是扮演將顯示電極電壓推升到正極性電壓范圍的最重要角色。而最后則是本身gate driver走線電壓下拉時所產生的feed through電壓，這個電壓由于是經由Cgd的關系，而且變化的幅度也不大，所以影響也比較小。
既然這些電壓的操作原理，都是藉由feed through電壓的影響，我們就可以利用計算feed through電壓的公式，依照圖9的電壓定義，來推導出各階電壓的大小。其結果
如下:
屬于負極性電壓的各個feed through電壓：
dV1=[Vg+Ve(-)]×Cgd/[Cs+Clc+Cgd]
dV2= Ve(+)×Cs /[Cs+Clc+Cgd]
dV3= Ve(-)×Cgd /[Cs+Clc+Cgd]
屬于正極性電壓的各個feed through電壓：
dV4=[Vg-Ve(+)]×Cgd/[Cs+Clc+Cgd]
dV5= Ve(-)×Cs /[Cs+Clc+Cgd]
dV6= Ve(+)×Cgd/[Cs+Clc+Cgd]
在圖6中，我們提到補償后的正負極性輸出電壓與common電壓的距離應該一致，所以給正極性顯示電壓范圍用的所有feed through電壓總合應該和給所有負極性顯示電壓范圍用的feed through電壓總合應該一樣。所以dV1+dV2-dV3應該等于-dV4+dV5-dV6。合并化簡后，我們可以得到 ：
Ve(-) - Ve(+) = 2Vg×Cgd / Cs
也就是說，只要Ve(-)與Ve(+)的差值，符合上述公式，就可以達到四階驅動的效果了。而且上述公式也告訴我們一個現象，那就是公式化簡后，已經沒有了Clc的成分存在。因此它跟三階驅動一樣，不會受到Clc非線性的影響。至于Ve(-)及Ve(+)的大小如何決定呢？我們回過來觀察dV1+dV2-dV3與-dV4+dV5-dV6的化簡結果：
dV1+dV2-dV3=Vg×Cgd + Ve(+)×Cs = 向下的feed through總量
-dV4+dV5-dV6=-Vg*Cgd + Ve(-)×Cs = 向上的feed through總量
只要我們依照液晶的特性，便可得知需要向上或是向下的feed through電壓總量需要多少才夠(一般是液晶的threshold電壓與最大工作電壓加起來的一半)，再參考面板設計的參數Vg、Cgd、Cs的大小，就可以計算出所需的Ve(+)與Ve(-)了。在數學上來說，當你把向上與向下的feed through總量，都設為0時，就可以得到 Ve(+)=-Ve(-)，這時候四階驅動就變成三階驅動了。因此三階驅動也可以說是四階驅動的一個特例。
