移动电话用STN-LCD的技术动向

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。







 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
    
  











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
    
  




摘自《电子产品世界》