怎樣提高LCD液晶模塊驅動電路的高性能設計是當前手持設備設計工程師面臨的重要挑戰。本文分析了LCD顯示面板的分類和性能特點,介紹了LCD顯示屏設計中關鍵器件LDO和白光LED的選擇要點,以及電荷泵LED驅動電路的設計方法。
    STN-LCD彩屏模塊的內部結構如圖1所示,它的上部是一塊由偏光片、玻璃、液晶組成的LCD屏,其下面是白光LED和背光板,還包括LCD驅動IC和給LCD驅動IC提供一個穩

定電源的低壓差穩壓器(LDO),二到八顆白光LED以及LED驅動的升壓穩壓IC。

    STN-LCD彩屏模塊的電路結構如圖2所示,外來電源Vcc經LDO降壓穩壓后,向LCD驅動IC如S6B33BOA提供工作電壓,驅動彩色STN-LCD的液晶顯示圖形和文字;外部電源Vcc

經電荷泵升壓穩壓,向白光LED如NACW215/NSCW335提供恒壓、恒流電源,LED的白光經背光板反射,使LCD液晶的65K色彩充分表現出來,LED的亮度直接影響LCD色彩的靚麗程

度。
    LCD屬于平板顯示器的一種,按驅動方式可分為靜態驅動(Static)、單純矩陣驅動(Simple Matrix)以及有源矩陣驅動(Active Matrix)三種。其中,單純矩陣型又可分

為扭轉式向列型(Twisted Nematic,TN)、超扭轉式向列型(Super Twisted Nematic,STN),以及其它無源矩陣驅動液晶顯示器。有源矩陣型大致可區分為薄膜式晶體管型(ThinFilmTransistor,TFT)及二端子二極管(Metal/Insulator/Metal,MIM)兩種。TN、STN及TFT型液晶顯示器因其利用液晶分子扭轉原理的不同,在視角、彩色、對比度及動畫顯示品質上有優劣之分,使其在產品的應用范圍分類亦有明顯差異。

以目前液晶顯示技術所應用的范圍以及層次而言,有源矩陣驅動技術是以薄膜式晶體管型為主流,多應用于筆記本電腦及動畫、影像處理產品;單純矩陣驅動技術目前則以

扭轉向列以及STN為主,STN液晶顯示器經由彩色濾光片(colorfilter),可以分別顯示紅、綠、藍三原色,再經由三原色比例的調和,可以顯示出全彩模式的真彩色。目前彩

色STN-LCD的應用多以手機、PDA、數碼相機和視屏游戲機消費產品以及文字處理器為主。
器件選擇

    1. LDO選擇。由于手機、PDA、數碼相機和視屏游戲機消費產品都是以電池為電源,隨著使用時間的增長,電源電壓逐漸下降,LCD驅動IC需要一個穩定的工作電壓,因

此設計電路時通常由一個LDO提供一個穩定的2.8V或3.0V電壓。LCM將安裝在手機的上方,與手機的射頻靠得很近,為了防止干擾,必須選用低噪音的LDO,如LP2985、AAT3215

。

    2. 白光LED。按背光源的設計要求,需要前降電壓(VF)和前降電流(IF)小、亮度高(500-1800mcd)的白光LED。以手機LCM為例,目前都使用3-4顆白光LED,隨著LED的亮

度增加和手機廠商要求降低成本和功耗,預計到2004年中LCM都會選用2顆高亮度白光LED(1200-2000mcd),PDA和智能手機由于LCD屏較大會按需要使用4-8顆白光LED。

NACW215/NSCW335和EL 99-21/215UCW/TR8是自帶反射鏡的白光LED,EL系列其亮度分為T、S、R三個等級,T為720-1000mcd,S為500-720mcd,都是在手機LCD背光適用之列。

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