移動電話用STN-LCD的技術(shù)動向

移動電話用STN-LCD的技術(shù)動向——大容量化和彩色化
    目前，移動電話市場迅速發(fā)展壯大，進入1999年以后，I-mode 的成功和帶WAP
功能移動電話的銷售，人們可用以收發(fā)E－mail并訪問Internet。與此同時，對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
    從1997年開始顯示圖形的LCD成為主流，這是為使用漢字顯示電話簿的需要而
發(fā)展起來的。由最初的1／32發(fā)展到1／64占空比的顯示容量。預(yù)計今后將發(fā)展到
1／80占空比左右。因此，對于LCD來說，除了字符和圖形的差異以外，容量也階段
性地增加了。進入1999年后，I－mode和WAP的出現(xiàn)，使LCD的畫面由96×108像素發(fā)
展到120×160像素。
    要進行以E－mail和Internet為基礎(chǔ)的服務(wù)內(nèi)容而作I-mode顯示時，最小容量
是8列×6行漢字（對于12點陣字體是96 ×72像素），加上表示天線圖標的顯示區(qū)
域。今后，隨著服務(wù)內(nèi)容的擴充，服務(wù)內(nèi)容供應(yīng)商（特別是娛樂類）對彩色化的要
求日益增強。1999年末起，彩色LCD移動電話開始出現(xiàn)，預(yù)計2000年彩色化會進一
步發(fā)展。今后移動電話所要求的顯示
            規(guī)格
    隨著移動電話服務(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，但同時實現(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)生如下問題：
    1．功牦增大（驅(qū)動電壓升高）
    橫軸表示驅(qū)動條件（占空比或偏壓），縱軸表示驅(qū)動電壓。用minx3～minx6表
示3～ 5倍升壓時的最小電壓。用階梯狀線表示任意升壓倍率可能的驅(qū)動條件。例
如，對于1／64占空比，用4倍升壓來解決驅(qū)動電壓問題。而1／120占空比時，則需
要6倍升壓。驅(qū)動 LCD的升壓電路內(nèi)裝在 LCD驅(qū)動電路上。當采用5倍或6倍升壓時，
效率降低，功耗也將增大，加負載時電壓下降也很大，顯示品質(zhì)下降。另外，隨著
今后顯示向著多灰度級和彩色化的發(fā)展，功耗要比顯示黑白兩態(tài)時增加2～3倍。為
了解決上述問題，將采用MLS驅(qū)動（后敘）降低功耗并正在嘗試使用下面講述的2畫
面驅(qū)動而使占空比減半。
    2.死區(qū)（非里示區(qū)域）增大（畫面小型化）
    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時的預(yù)計值。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，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。
    對于移動電話，人們最關(guān)心的是左右區(qū)域變窄。如果左右合計（A＋A或A＋B）
超過10mm在實際應(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。為了解決這個問題，驅(qū)動2畫面采用方式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。
    另外，在方式3中，具有與占空比無關(guān)，死區(qū)一定的特點，更加適合于大容量
顯示。但因左右死區(qū)不對稱，在移動電話設(shè)計上需下一番功夫。
        彩色化的發(fā)展
    對STN－LCD彩色化來說，考慮到功耗因素，采用反射式或半透射式是必要的。
下面從用于移動電話的反射和半透射LCD出發(fā)，對其電路的構(gòu)成、屏的構(gòu)成和照明
方式進行介紹。
    1．電路的構(gòu)成
    我們以Seiko－Epson公司的TCM－A1197為例，說明半透射型彩色STN－LCD的電
路構(gòu)成。為實現(xiàn)低功耗及高對比度采用了MLS驅(qū)動。SEG驅(qū)動器內(nèi)設(shè)RGB－RAM，可顯
示256色。移動電話用接口電路采用一般總線控制方式，可與黑白LCD兼容。
    由于開發(fā)了新的驅(qū)動器和電源IC，2”的256色顯示功耗可達到2mW。另外，為
了減少待機時功耗，增加了部分顯示功能。利用這一功能，待機時，功耗可減少到
0.3～0.5mW（顯示16行時）。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，從各自的特點考慮，就畫面質(zhì)量來說，內(nèi)面反射式具有更好的畫面質(zhì)量；
而從生產(chǎn)性方面來說，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電話顯示是非常必要的。所以無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，當前的照明方式是半透過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電話的半透射式彩色LCD屏、驅(qū)動電路、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
    以上敘述了移動電話用 LCD在卜mode和WAP的應(yīng)用，STN半透射彩色顯示。與
此同時，2001年W－CDMA開始動畫傳送服務(wù)，移動電話預(yù)計也將采用有源矩陣LCD。
今后，根據(jù)服務(wù)內(nèi)容和目標價格的不同，分別使用STN半透過彩色顯示和有源矩陣
LCD的時代即將到來。