STN-LCD彩屏模块

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stn-lcd彩屏模块

摘要：本文介绍了彩色stn-lcd模块的内部结构、主要器件，以及设计选用要求。

关键词：彩色stn-lcd模块lcmled电荷泵升压器ldo背光板

越来越多的手机、pda、数码相机和视屏游戏机采用stn-lcd全彩色显示器，因此，stn-lcd彩屏模块(lcm—lcdmodule)的需求量激增，国产的lcd液晶显示器的质量已可与国外的媲美，许多手机设计、生产厂商开始要求使用国内lcd厂家生产的lcd彩屏模块。2001年全世界生产手机3.8亿部，2003年将增长到4.3亿部，2005年将增长到5.2亿部。2004年lcm彩屏手机会占整个手机产量的35-40%，因此stn-lcd彩屏模块（lcm）的年需求量会增长到几亿块。

lcm内部结构

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，其下是白光led和背光板，还包括lcd的驱动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，led驱动的升压稳压ic。

lcm电路结构

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，向lcd驱动ic如三星的s6b33boa提供工作电压，驱动彩色stn-lcd的液晶显示图形和文字；外来电源vcc经电荷泵升压稳压，向白光led如99-21uwc提供恒定的恒压、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。

lcm主要光电器件

lcolourstn-lcd
llcddriver：s6b33boa
llcddriverldo：aat3221-2.8vaat3221-3.0v
lwhiteled：99-21uwc/tr899-215uwc/tr8
lleddriver：aat3110aat3113aat3123aat3134ncp5007ncp5008/9
lbacklightboard

lcd

lcd液晶显示器是英文liquidcrystaldisplay的简称，lcd属于平面显示器的'一种，依驱动方式来分类可分为静态驱动（static）、单纯矩阵驱动（simplematrix）以及主动矩阵驱动（activematrix）三种。其中，被动矩阵型又可分为扭转式向列型（twistednematic；tn）、超扭转式向列型（supertwistednematic；stn）及其它被动矩阵驱动液晶显示器；而主动矩阵型大致可区分为薄膜式晶体管型（thinfilmtransistor；tft）及二端子二极管型（metal/insulator/metal；mim）二种方式。tn、stn及tft型液晶显示器因其利用液晶分子扭转原理之不同，在视角、彩色、对比及动画显示品质上有高低层次之差别，使其在产品的应用范围分类亦有明显区隔。以目前液晶显示技术所应用的范围以及层次而言，主动式矩阵驱动技术是以薄膜式晶体管型（tft）为主流，多应用于笔记本电脑及动画、影像处理产品。而单纯矩阵驱动技术目前则以扭转向列（tn）、以及超扭转向列（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，再经由三原色比例之调和，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性产品以及文书处理器为主。

lcd驱动ic

lcd驱动ic多选用日立、三星公司产品，如三星公司的s6b33boa是一颗具有很好性能/价格比的65k色彩饱和度的stn-lcd驱动ic。

由于手机、pda、数码相机和视屏游戏机消费性产品都是以电池为电源的，随着使用时间的增长，电源电压波动较大，lcd驱动ic需要一个稳定的工作电压，因此设计电路时往往经由一个低压差稳压器(ldo)提供一个稳定的2.8v或3.0v电压，如aat3221。

白光led

按背光源的设计要求，需要前降电压（vf）、前降电流（if）小，亮度高（500-1800mcd）的白光led。以手机lcm为例，目前都使用3--4颗白光led，随着led的亮度增加和手机厂商要求降低成本和功耗，予计到2004年中lcm都会选用2颗高亮度白光led（1200—2000mcd）。pda和smartphone由于lcd屏较大会按需要使用4--8颗白光led。

el99-21/215ucw/tr8是具有很好性能

/价格比、自带反射镜的白光smdled，其亮度分为t、s、r三个等级，t为720-1000mcd，s为500-720mcd，都是在手机lcd背光适用之列。其品质等同于nacw215/nscw335。

led驱动

白光led的驱动需要供给恒定的电压或恒定的电流，而手机电源一开始工作电压就往下降，因而需要升压器件升压、稳压。为了减少升压器件的工作频率对手机射频（rf）的影响，一般选用以电容器为电能传递中间体的电容式电荷泵；以电感器为电能传递中间体的升压器能输出较高电压。

电容式电荷泵的效率按其升压方法分有倍频和分数倍频二种，前者效率约90%，后者效率约93-95%；电感式升压器效率约83-85%；电容式电荷泵按其输出分有恒压输出、恒流输出；按其对led驱动的方法分有并联恒压驱动、单个恒流驱动、串联恒流驱动；电感式升压器都是恒流输出，输出电压较高，对led串联驱动。

倍频升压的电容式电荷泵如aat3110，5v恒压输出，最大电流120ma，并联驱动led，如图3所示。
分数倍频升压的电容式电荷泵如aat3113，有4-6路恒流输出，每路能输出20ma电流，单个恒流驱动led，具有32级调光功能，如图4所示。aat3134将输出dac模块分成二块，其输出可分别驱动双屏显示的大小lcm模块。

ncp5009是带光敏传感器的背光led驱动升压器，适用于自动调光的高档手机lcm，对led串联驱动，如图5所示。ncp5007是可恒流驱动5颗串联的led、pwm调光的背光led驱动升压器，如图6所示。
新型的电荷泵、升压器输出端内部都内置mosfet，可动态地调整负载内阻，省却为平衡由于led内阻不一需要外加的匀流电阻；

开关工作频高的电容式电荷泵其所需的滤波电容器容量也小，对rf的干扰也小。

电容器最好选择陶瓷电容器，因为陶瓷电容器无极性和具有较低的等效串联电阻(esr)，典型值小于100mω。陶瓷电容器的等效串联电阻值(esr)、电介质材料优劣、电容值的大小对输出纹波有重大影响。x7r电容器电介质是最好的，成本略高；x5r电容器电介质居中上，可以选用；y5v电介质较差，不推荐选用。

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