LCD显示屏的器件选择和驱动电路设计

如何实现LCD平板显示屏驱动电路的高性能设计是当前手持设备设计工程师面临的重要挑战。本文分析了LCD显示面板的分类和性能特点,介绍了LCD显示屏设计中关键器件LDO和白光LED的选择要点,以及电荷泵LED驱动电路的设计方法。

STN-LCD彩屏模块的内部结构如图1所示,它的上部是一块由偏光片、玻璃、液晶组成的LCD屏,其下面是白光LED和背光板,还包括LCD驱动IC和给LCD驱动IC提供一个稳定电源的低压差稳压器(LDO),二到八颗白光LED以及LED驱动的升压稳压IC。

STN-LCD彩屏模块的电路结构如图2所示,外来电源Vcc经LDO降压稳压后,向LCD驱动IC如S6B33BOA提供工作电压,驱动彩色STN-LCD的液晶显示图形和文字;外部电源Vcc经电荷泵升压稳压,向白光LED如NACW215/NSCW335提供恒压、恒流电源,LED的白光经背光板反射,使LCD液晶的65K色彩充分表现出来,LED的亮度直接影响LCD色彩的靓丽程度。

LCD属于平板显示器的一种,按驱动方式可分为静态驱动(Static)、单纯矩阵驱动(Simple Matrix)以及有源矩阵驱动(Active Matrix)三种。其中,单纯矩阵型又可分为扭转式向列型(Twisted Nematic,TN)、超扭转式向列型(Super Twisted Nematic,STN),以及其它无源矩阵驱动液晶显示器。有源矩阵型大致可区分为薄膜式晶体管型(ThinFilmTransistor,TFT)及二端子二极管(Metal/Insulator/Metal,MIM)两种。TN、STN及TFT型液晶显示器因其利用液晶分子扭转原理的不同,在视角、彩色、对比度及动画显示品质上有优劣之分,使其在产品的应用范围分类亦有明显差异。以目前液晶显示技术所应用的范围以及层次而言,有源矩阵驱动技术是以薄膜式晶体管型为主流,多应用于笔记本电脑及动画、影像处理产品;单纯矩阵驱动技术目前则以扭转向列以及STN为主,STN液晶显示器经由彩色滤光片(colorfilter),可以分别显示红、绿、蓝三原色,再经由三原色比例的调和,可以显示出全彩模式的真彩色。目前彩色STN-LCD的应用多以手机、PDA、数码相机和视屏游戏机消费产品以及文字处理器为主。