如何實現LCD平板顯示屏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。