STN-LCD彩屏模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　STN-LCD彩屏模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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，其下是白光LED和背光板，還包括LCD的驅(qū)動IC， 和給LCD驅(qū)動IC提供一個穩(wěn)定電源的低壓差穩(wěn)壓器(LDO)，二到八顆白光LED，LED驅(qū)動的升壓穩(wěn)壓IC。

　　LCM電路結(jié)構(gòu)

　　STN -LCD彩屏模塊的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，外來電源Vcc經(jīng)LDO降壓穩(wěn)壓，向LCD驅(qū)動IC如三星的S6B33BOA提供工作電壓，驅(qū)動彩色STN- LCD的液晶顯示圖形和文字;外來電源Vcc經(jīng)電荷泵升壓穩(wěn)壓，向白光LED如99-21UWC提供恒定的恒壓、恒流電源，LED的白光經(jīng)背光板反射，使 LCD液晶的65K色彩充分表現(xiàn)出來，LED的亮度直接影響LCD色彩的靚麗程度。

　　LCM主要光電器件

　　l Colour STN-LCD

　　l LCD Driver ： S6B33BOA

　　l LCD Driver LDO ：AAT3221-2.8V AAT3221-3.0V

　　l White LED ： 99-21UWC/TR8 99-215UWC/TR8

　　l LED Driver ： AAT3110 AAT3113 AAT3123 AAT3134 NCP5007 NCP5008/9

　　l Backlight Board

　　LCD

　　LCD液晶顯示器是英文Liquid Crystal Display的簡稱，LCD屬于平面顯示器的一種，依驅(qū)動方式來分類可分為靜態(tài)驅(qū)動(StaTIc)、單純矩陣驅(qū)動(Simple Matrix)以及主動矩陣驅(qū)動(Active Matrix)三種。其中，被動矩陣型又可分為扭轉(zhuǎn)式向列型(Twisted Nematic;TN)、超扭轉(zhuǎn)式向列型(Super Twisted Nematic;STN)及其它被動矩陣驅(qū)動液晶顯示器;而主動矩陣型大致可區(qū)分為薄膜式晶體管型(Thin Film Transistor;TFT)及二端子二極管型(Metal/Insulator/Metal;MIM)二種方式。TN、STN及TFT型液晶顯示器因其利用液晶分子扭轉(zhuǎn)原理之不同，在視角、彩色、對比及動畫顯示品質(zhì)上有高低層次之差別，使其在產(chǎn)品的應(yīng)用范圍分類亦有明顯區(qū)隔。以目前液晶顯示技術(shù)所應(yīng)用的范圍以及層次而言，主動式矩陣驅(qū)動技術(shù)是以薄膜式晶體管型(TFT)為主流，多應(yīng)用于筆記本電腦及動畫、影像處理產(chǎn)品。而單純矩陣驅(qū)動技術(shù)目前則以扭轉(zhuǎn)向列(TN)、以及超扭轉(zhuǎn)向列(STN)為主，STN液晶顯示器經(jīng)由彩色濾光片(color filter)，可以分別顯示紅、綠、藍(lán)三原色，再經(jīng)由三原色比例之調(diào)和，可以顯示出全彩模式的真彩色。目前彩色STN-LCD的應(yīng)用多以手機(jī)、PDA、數(shù)碼相機(jī)和視屏游戲機(jī)消費(fèi)性產(chǎn)品以及文書處理器為主。

　　LCD驅(qū)動IC

　　LCD驅(qū)動IC多選用日立、三星公司產(chǎn)品，如三星公司的S6B33BOA是一顆具有很好性能/價格比的65K色彩飽和度的STN-LCD驅(qū)動IC。

　　由于手機(jī)、PDA、數(shù)碼相機(jī)和視屏游戲機(jī)消費(fèi)性產(chǎn)品都是以電池為電源的，隨著使用時間的增長，電源電壓波動較大，LCD驅(qū)動IC需要一個穩(wěn)定的工作電壓，因此設(shè)計電路時往往經(jīng)由一個低壓差穩(wěn)壓器(LDO)提供一個穩(wěn)定的2.8V或3.0V電壓，如AAT3221。

　　白光LED

　　按背光源的設(shè)計要求，需要前降電壓(VF)、前降電流(IF)小，亮度高(500-1800mcd)的白光LED。以手機(jī)LCM為例，目前都使用3 --4顆白光LED，隨著LED的亮度增加和手機(jī)廠商要求降低成本

　　和功耗，予計到2004年中LCM都會選用2顆高亮度白光LED(1200— 2000mcd)。PDA和Smartphone由于LCD屏較大會按需要使用4--8顆白光LED。

　　EL 99-21/215UCW/TR8是具有很好性能/價格比、自帶反射鏡的白光SMDLED，其亮度分為T、S、R三個等級，T為720-1000 mcd，S為500-720 mcd，都是在手機(jī)LCD背光適用之列。其品質(zhì)等同于NACW215 / NSCW335。

　　LED驅(qū)動

　　白光LED的驅(qū)動需要供給恒定的電壓或恒定的電流，而手機(jī)電源一開始工作電壓就往下降，因而需要升壓器件升壓、穩(wěn)壓。為了減少升壓器件的工作頻率對手機(jī)射頻(RF)的影響，一般選用以電容器為電能傳遞中間體的電容式電荷泵;以電感器為電能傳遞中間體的升壓器能輸出較高電壓。

　　電容式電荷泵的效率按其升壓方法分有倍頻和分?jǐn)?shù)倍頻二種，前者效率約90%，后者效率約93-95%;電感式升壓器效率約83-85%;電容式電荷泵按其輸出分有恒壓輸出、恒流輸出;按其對LED驅(qū)動的方法分有并聯(lián)恒壓驅(qū)動、單個恒流驅(qū)動、串聯(lián)恒流驅(qū)動;電感式升壓器都是恒流輸出，輸出電壓較高，對 LED串聯(lián)驅(qū)動。

　　倍頻升壓的電容式電荷泵如AAT3110，5V恒壓輸出，最大電流120mA，并聯(lián)驅(qū)動LED，如圖3所示。

　　分?jǐn)?shù)倍頻升壓的電容式電荷泵如AAT3113，有4-6路恒流輸出，每路能輸出20mA電流，單個恒流驅(qū)動LED，具有32級調(diào)光功能，如圖4所示。AAT3134將輸出DAC模塊分成二塊，其輸出可分別驅(qū)動雙屏顯示的大小LCM模塊。

　　NCP5009是帶光敏傳感器的背光LED驅(qū)動升壓器，適用于自動調(diào)光的高檔手機(jī)LCM，對LED串聯(lián)驅(qū)動，如圖5所示。NCP5007是可恒流驅(qū)動5顆串聯(lián)的LED、PWM調(diào)光的背光LED驅(qū)動升壓器，如圖6所示。

　　新型的電荷泵、升壓器輸出端內(nèi)部都內(nèi)置MOSFET，可動態(tài)地調(diào)整負(fù)載內(nèi)阻，省卻為平衡由于LED內(nèi)阻不一需要外加的勻流電阻;

　　開關(guān)工作頻高的電容式電荷泵其所需的濾波電容器容量也小，對RF的干擾也小。

　　電容器最好選擇陶瓷電容器，因?yàn)樘沾呻娙萜鳠o極性和具有較低的等效串聯(lián)電阻(ESR)，典型值小于100mΩ。陶瓷電容器的等效串聯(lián)電阻值 (ESR)、電介質(zhì)材料優(yōu)劣、電容值的大小對輸出紋波有重大影響。X7R 電容器電介質(zhì)是最好的，成本略高;X5R 電容器電介質(zhì)居中上，可以選用;Y5V 電介質(zhì)較差，不推薦選用。