移动电话用STN-LCD的技术动向

2019-11-03 09:50:00

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供稿：网友

移动电话用STN-LCD的技术动向——大容量化和彩色化目前，移动电话市场迅速发展壮大，进入1999年以后，I-mode 的成功和带WAP功能移动电话的销售，人们可用以收发E－mail并访问Internet。与此同时，对LCD的规格要求也有了很大变化。服务内容的变化和LCD的改进从1997年开始显示图形的LCD成为主流，这是为使用汉字显示电话簿的需要而发展起来的。由最初的1／32发展到1／64占空比的显示容量。预计今后将发展到1／80占空比左右。因此，对于LCD来说，除了字符和图形的差异以外，容量也阶段性地增加了。进入1999年后，I－mode和WAP的出现，使LCD的画面由96×108像素发展到120×160像素。要进行以E－mail和Internet为基础的服务内容而作I-mode显示时，最小容量是8列×6行汉字（对于12点阵字体是96 ×72像素），加上表示天线图标的显示区域。今后，随着服务内容的扩充，服务内容供应商（特别是娱乐类）对彩色化的要求日益增强。1999年末起，彩色LCD移动电话开始出现，预计2000年彩色化会进一步发展。今后移动电话所要求的显示规格随着移动电话服务内容的普及，要求LCD彩色化和一些质的变化，归纳其要求如下：1．大容量 110×120×128×160像素2．彩色化 256色3．小巧薄型化尽量薄、小4．低功耗 2mW以下5．高画质更好的可视性大容量化将STN－ LCD大容量化并不难，但同时实现小巧薄型化、低功耗是比较困难的。将从前由LCD屏和TAB构成的图形LCD大容量化将产生如下问题： 1．功牦增大（驱动电压升高）横轴表示驱动条件（占空比或偏压），纵轴表示驱动电压。用minx3～minx6表示3～ 5倍升压时的最小电压。用阶梯状线表示任意升压倍率可能的驱动条件。例如，对于1／64占空比，用4倍升压来解决驱动电压问题。而1／120占空比时，则需要6倍升压。驱动 LCD的升压电路内装在 LCD驱动电路上。当采用5倍或6倍升压时，效率降低，功耗也将增大，加负载时电压下降也很大，显示品质下降。另外，随着今后显示向着多灰度级和彩色化的发展，功耗要比显示黑白两态时增加2～3倍。为了解决上述问题，将采用MLS驱动（后叙）降低功耗并正在尝试使用下面讲述的2画面驱动而使占空比减半。 2.死区（非里示区域）增大（画面小型化）因结构不同其死区差异如表1所示。在表中，A或B的尺寸是公用电极（Com）的引出端，在Pitch值取80Pm时的预计值。方式1和方式2是采用上下导通，将Com和Seg端引线集中到同一端，这样Com端子增加的同时，死区也增大了。另外，方式3中Com端子从左或右直接引出，Com引线增加而死区基本不变。对于移动电话，人们最关心的是左右区域变窄。如果左右合计（A＋A或A＋B）超过10mm在实际应用中是十分困难的。所以，迄今为止一直延续使用的方式1引线将以80 ×100行为上限。为了解决这个问题，驱动2画面采用方式2。与方式1比较，占空比将减少一半，所以每端Com数也将是方式1的一半，这样可以减少死区，但是，在上下两个方向上增大了死区。如果采取将上下TAB弯入形式，则模块结构有复杂化的缺点。另外，在方式3中，具有与占空比无关，死区一定的特点，更加适合于大容量显示。但因左右死区不对称，在移动电话设计上需下一番功夫。彩色化的发展对STN－LCD彩色化来说，考虑到功耗因素，采用反射式或半透射式是必要的。下面从用于移动电话的反射和半透射LCD出发，对其电路的构成、屏的构成和照明方式进行介绍。 1．电路的构成我们以Seiko－Epson公司的TCM－A1197为例，说明半透射型彩色STN－LCD的电路构成。为实现低功耗及高对比度采用了MLS驱动。SEG驱动器内设RGB－RAM，可显示256色。移动电话用接口电路采用一般总线控制方式，可与黑白LCD兼容。由于开发了新的驱动器和电源IC，2”的256色显示功耗可达到2mW。另外，为了减少待机时功耗，增加了部分显示功能。利用这一功能，待机时，功耗可减少到0.3～0.5mW（显示16行时）。另外可将显示行数、显示位置用软件以4行为单位任意变更。 2．屏的构成反射式LCD屏分为外面反射式和内面反射式2种。外面反射式与通常的透射式彩色LCD具有相同的结构。彩色滤光膜作得很薄以确保反射时图像的美观，这与透射屏不同。如果将反射扳换成半透射扳可实现半透射彩色显示。另一方面，内面反射是将反射板作在液晶层内，这在工艺上是比较困难的。但彩色滤光膜和反射扳在厚度方向上非常接近，对倾斜方向入射的光不易混色。显示品质优于外面反射。因此，从各自的特点考虑，就画面质量来说，内面反射式具有更好的画面质量；而从生产性方面来说，外面反射式更具优越性。 3．照明方式能够在夜间看到移动电话显示是非常必要的。所以无论是反射式显示还是半透射式显示，LCD都需要照明系统。对于反射式彩色液晶显示，照明方式通常采用上方照射的前照明方式，而半透射式显示则采用背光源组合。前照明在美观和组装方面是人们今后研究的课题，当前的照明方式是半透过彩色液晶外加背照明光源组合。半透射式彩色显示屏在色彩美观上要优于反射式，但透过率低下。为此，背光源的表面亮度要比黑白LCD亮，应在200Cd／m2以上。由电致发光（EL）很难得到200Cd／m2以上的亮度，所以背光源通常使用白色LED屏。上面我们描述了用于移动电话的半透射式彩色LCD屏、驱动电路、背光源的方式。最后，表2给出了SeikoEpson公司半透射STN－LCD样品一TCM－A1197的产品规格。结束语以上叙述了移动电话用 LCD在卜mode和WAP的应用，STN半透射彩色显示。与此同时，2001年W－CDMA开始动画传送服务，移动电话预计也将采用有源矩阵LCD。今后，根据服务内容和目标价格的不同，分别使用STN半透过彩色显示和有源矩阵LCD的时代即将到来。Untitled Document

表1 构造和死区的差异

	方式1：以前的方式	方式2：上下2方向引线	方式3：上左2方向引线
形状	Com引线 SEG引线	Com引线 SEG引线	Com引线 SEG引线
显示线数	A+A尺寸	A+A尺寸	A+B尺寸
64线	6.7mm	6.0mm	9.5mm
80线	8.0mm	6.0mm	9.5mm
120线	11.2mm	6.4mm	9.5mm
160线	14.4mm	8.0mm	9.5mm
200线	17.6mm	9.6mm	9.5mm
缺点	左右死区大	上下死区大	左右不均一

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表2 STN反射式彩色LCD的规格规格

项目	规格
型号	TCM-A1197
驱动方式	无源矩阵
显示模式	STN半透射彩色显示
LCD外形尺寸	40.6 55.0 6.5mm
画面尺寸	对角51mm（2.0型）
像素Pitch	0.085 0.255mm
像素数	120（RGB） 160
显示颜色	256色
驱动占空比	1/160
背光源	白色LED