表1 構(gòu)造和死區(qū)的差異

移動(dòng)電話用STN-LCD的技術(shù)動(dòng)向

移動(dòng)電話用STN-LCD的技術(shù)動(dòng)向——大容量化和彩色化
目前,移動(dòng)電話市場(chǎng)迅速發(fā)展壯大,進(jìn)入1999年以后,I-mode 的成功和帶WAP
功能移動(dòng)電話的銷售,人們可用以收發(fā)E-mail并訪問(wèn)Internet。與此同時(shí),對(duì)LCD
的規(guī)格要求也有了很大變化。
服務(wù)內(nèi)容的變化和LCD的改進(jìn)
從1997年開(kāi)始顯示圖形的LCD成為主流,這是為使用漢字顯示電話簿的需要而
發(fā)展起來(lái)的。由最初的1/32發(fā)展到1/64占空比的顯示容量。預(yù)計(jì)今后將發(fā)展到
1/80占空比左右。因此,對(duì)于LCD來(lái)說(shuō),除了字符和圖形的差異以外,容量也階段
性地增加了。進(jìn)入1999年后,I-mode和WAP的出現(xiàn),使LCD的畫(huà)面由96×108像素發(fā)
展到120×160像素。
要進(jìn)行以E-mail和Internet為基礎(chǔ)的服務(wù)內(nèi)容而作I-mode顯示時(shí),最小容量
是8列×6行漢字(對(duì)于12點(diǎn)陣字體是96 ×72像素),加上表示天線圖標(biāo)的顯示區(qū)
域。今后,隨著服務(wù)內(nèi)容的擴(kuò)充,服務(wù)內(nèi)容供應(yīng)商(特別是娛樂(lè)類)對(duì)彩色化的要
求日益增強(qiáng)。1999年末起,彩色LCD移動(dòng)電話開(kāi)始出現(xiàn),預(yù)計(jì)2000年彩色化會(huì)進(jìn)一
步發(fā)展。今后移動(dòng)電話所要求的顯示
規(guī)格
隨著移動(dòng)電話服務(wù)內(nèi)容的普及,要求LCD彩色化和一些質(zhì)的變化,歸納其要求
如下:
1.大容量 110×120×128×160像素
2.彩色化 256色
3.小巧薄型化 盡量薄、小
4.低功耗 2mW以下
5.高畫(huà)質(zhì) 更好的可視性
大容量化
將STN- LCD大容量化并不難,但同時(shí)實(shí)現(xiàn)小巧薄型化、低功耗是比較困難的。
將從前由LCD屏和TAB構(gòu)成的圖形LCD大容量化將產(chǎn)生如下問(wèn)題:
1.功牦增大(驅(qū)動(dòng)電壓升高)
橫軸表示驅(qū)動(dòng)條件(占空比或偏壓),縱軸表示驅(qū)動(dòng)電壓。用minx3~minx6表
示3~ 5倍升壓時(shí)的最小電壓。用階梯狀線表示任意升壓倍率可能的驅(qū)動(dòng)條件。例
如,對(duì)于1/64占空比,用4倍升壓來(lái)解決驅(qū)動(dòng)電壓?jiǎn)栴}。而1/120占空比時(shí),則需
要6倍升壓。驅(qū)動(dòng) LCD的升壓電路內(nèi)裝在 LCD驅(qū)動(dòng)電路上。當(dāng)采用5倍或6倍升壓時(shí),
效率降低,功耗也將增大,加負(fù)載時(shí)電壓下降也很大,顯示品質(zhì)下降。另外,隨著
今后顯示向著多灰度級(jí)和彩色化的發(fā)展,功耗要比顯示黑白兩態(tài)時(shí)增加2~3倍。為
了解決上述問(wèn)題,將采用MLS驅(qū)動(dòng)(后敘)降低功耗并正在嘗試使用下面講述的2畫(huà)
面驅(qū)動(dòng)而使占空比減半。
2.死區(qū)(非里示區(qū)域)增大(畫(huà)面小型化)
因結(jié)構(gòu)不同其死區(qū)差異如表1所示。在表中,A或B的尺寸是公用電極(Com)的
引出端,在Pitch值取80Pm時(shí)的預(yù)計(jì)值。方式1和方式2是采用上下導(dǎo)通,將Com和
Seg端引線集中到同一端,這樣Com端子增加的同時(shí),死區(qū)也增大了。另外,方式3
中Com端子從左或右直接引出,Com引線增加而死區(qū)基本不變。
對(duì)于移動(dòng)電話,人們最關(guān)心的是左右區(qū)域變窄。如果左右合計(jì)(A+A或A+B)
超過(guò)10mm在實(shí)際應(yīng)用中是十分困難的。所以,迄今為止一直延續(xù)使用的方式1引線
將以80 ×100行為上限。為了解決這個(gè)問(wèn)題,驅(qū)動(dòng)2畫(huà)面采用方式2。與方式1比較,
占空比將減少一半,所以每端Com數(shù)也將是方式1的一半,這樣可以減少死區(qū),但是,
在上下兩個(gè)方向上增大了死區(qū)。如果采取將上下TAB彎入形式,則模塊結(jié)構(gòu)有復(fù)雜
化的缺點(diǎn)。
另外,在方式3中,具有與占空比無(wú)關(guān),死區(qū)一定的特點(diǎn),更加適合于大容量
顯示。但因左右死區(qū)不對(duì)稱,在移動(dòng)電話設(shè)計(jì)上需下一番功夫。
彩色化的發(fā)展
對(duì)STN-LCD彩色化來(lái)說(shuō),考慮到功耗因素,采用反射式或半透射式是必要的。
下面從用于移動(dòng)電話的反射和半透射LCD出發(fā),對(duì)其電路的構(gòu)成、屏的構(gòu)成和照明
方式進(jìn)行介紹。
1.電路的構(gòu)成
我們以Seiko-Epson公司的TCM-A1197為例,說(shuō)明半透射型彩色STN-LCD的電
路構(gòu)成。為實(shí)現(xiàn)低功耗及高對(duì)比度采用了MLS驅(qū)動(dòng)。SEG驅(qū)動(dòng)器內(nèi)設(shè)RGB-RAM,可顯
示256色。移動(dòng)電話用接口電路采用一般總線控制方式,可與黑白LCD兼容。
由于開(kāi)發(fā)了新的驅(qū)動(dòng)器和電源IC,2”的256色顯示功耗可達(dá)到2mW。另外,為
了減少待機(jī)時(shí)功耗,增加了部分顯示功能。利用這一功能,待機(jī)時(shí),功耗可減少到
0.3~0.5mW(顯示16行時(shí))。另外可將顯示行數(shù)、顯示位置用軟件以4行為單位任
意變更。
2.屏的構(gòu)成
反射式LCD屏分為外面反射式和內(nèi)面反射式2種。外面反射式與通常的透射式彩
色LCD具有相同的結(jié)構(gòu)。彩色濾光膜作得很薄以確保反射時(shí)圖像的美觀,這與透射
屏不同。如果將反射扳換成半透射扳可實(shí)現(xiàn)半透射彩色顯示。
另一方面,內(nèi)面反射是將反射板作在液晶層內(nèi),這在工藝上是比較困難的。但
彩色濾光膜和反射扳在厚度方向上非常接近,對(duì)傾斜方向入射的光不易混色。顯示
品質(zhì)優(yōu)于外面反射。
因此,從各自的特點(diǎn)考慮,就畫(huà)面質(zhì)量來(lái)說(shuō),內(nèi)面反射式具有更好的畫(huà)面質(zhì)量;
而從生產(chǎn)性方面來(lái)說(shuō),外面反射式更具優(yōu)越性。
3.照明方式
能夠在夜間看到移動(dòng)電話顯示是非常必要的。所以無(wú)論是反射式顯示還是半透
射式顯示,LCD都需要照明系統(tǒng)。對(duì)于反射式彩色液晶顯示,照明方式通常采用上
方照射的前照明方式,而半透射式顯示則采用背光源組合。前照明在美觀和組裝
方面是人們今后研究的課題,當(dāng)前的照明方式是半透過(guò)彩色液晶外加背照明光源
組合。半透射式彩色顯示屏在色彩美觀上要優(yōu)于反射式,但透過(guò)率低下。為此,
背光源的表面亮度要比黑白LCD亮,應(yīng)在200Cd/m2以上。由電致發(fā)光(EL)很難得
到200Cd/m2以上的亮度,所以背光源通常使用白色LED屏。
上面我們描述了用于移動(dòng)電話的半透射式彩色LCD屏、驅(qū)動(dòng)電路、背光源的方
式。最后,表2給出了SeikoEpson公司半透射STN-LCD樣品一TCM-A1197的產(chǎn)品規(guī)
格。
結(jié)束語(yǔ)
以上敘述了移動(dòng)電話用 LCD在卜mode和WAP的應(yīng)用,STN半透射彩色顯示。與
此同時(shí),2001年W-CDMA開(kāi)始動(dòng)畫(huà)傳送服務(wù),移動(dòng)電話預(yù)計(jì)也將采用有源矩陣LCD。
今后,根據(jù)服務(wù)內(nèi)容和目標(biāo)價(jià)格的不同,分別使用STN半透過(guò)彩色顯示和有源矩陣
LCD的時(shí)代即將到來(lái)。


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方式1:以前的方式


方式2:上下2方向引線


方式3:上左2方向引線


形狀


Com引線

SEG引線


Com引線

SEG引線


Com引線

SEG引線


顯示線數(shù)


A+A尺寸


A+A尺寸


A+B尺寸


64線


6.7mm


6.0mm


9.5mm


80線


8.0mm


6.0mm


9.5mm


120線


11.2mm


6.4mm


9.5mm


160線


14.4mm


8.0mm


9.5mm


200線


17.6mm


9.6mm


9.5mm


缺點(diǎn)


左右死區(qū)大


上下死區(qū)大


左右不均一







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表2 STN反射式彩色LCD的規(guī)格規(guī)格















































項(xiàng)目


規(guī)格


型號(hào)


TCM-A1197


驅(qū)動(dòng)方式


無(wú)源矩陣


顯示模式


STN半透射彩色顯示


LCD外形尺寸


40.6 55.0 6.5mm


畫(huà)面尺寸


對(duì)角51mm(2.0型)


像素Pitch


0.085 0.255mm


像素?cái)?shù)


120(RGB) 160


顯示顏色


256色


驅(qū)動(dòng)占空比


1/160


背光源


白色LED






摘自《電子產(chǎn)品世界》

   

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