LCD驱动IC

LCD的驱动方式

　　液晶显示的驱动方式有许多种，常用的驱动方法有：静态驱动法和动态驱动法。对于TN及STN-LCD一般采用静态驱动或多路驱动方式。这两种方式相比较各有优缺点。静态驱动响应速度快、耗电少、驱动电压低，但驱动电极度数必须与显示笔段数相同，因而用途不如多路驱动广。

　　1.静态驱动法 静态驱动法是获得显示质量的最基本的方法。它适用于笔段型液晶显示器件的驱动。表一示出此类液晶显示器件的电极结构，当多位数字组合时，各位的背电极BP是连接在一起的。振荡器的脉冲信号经分频后直接施加在液晶显示器件的背电极BP上，而段电极的脉冲信号是由显示选择信号A与时序脉冲通过逻辑异或合成产生，当某位显示像素被显示选择时，A=1,该显示像素上两电极的脉冲电压相位相差180.,在显示像素上产生2V的电压脉冲序列，使该显示像素呈现显示特性；当某位显示像素为非显示选择时，A=0,该显示像素上两电极的脉冲电压相位相同，在显示像素上合成电压脉冲为0V,从而实现不显示的效果。这就是静态驱动法。为了提高显示的对比度，适当地调整脉冲的电压即可。

　　当液晶显示器件上显示像素众多时，如点阵型液晶显示器件，为了节省庞大的硬件驱动电路，在液晶显示器件电极的制作与排列上作了加工，实施了矩阵型的结构，即把水平一组显示像素的背电极都连在一起引出，称之为行电极，把纵向一组显示像素的段电极都连接起来一起引出，称之为列电极。在液晶显示器上每一个显示像素都由其所在的列与行的位置确定。在驱动方式上相应地采用了类同于CRT的光栅扫描方法。液晶显示的动态驱动法是循环地给行电极施加选择脉冲，同时所有为显示数据的列电极给出相应的选择或非选择的驱动脉冲，从而实现某行所有显示像素的显示功能，这种行扫描是逐行顺序进行的，循环周期很短，使得液晶显示屏上呈现出稳定的图象。我们把液晶显示的扫描驱动方式称为动态驱动法。

发展现状

　　LCD的驱动类型大体可区分成TN（TwistedNematic）、STN（Super-TwistedNematic）（附注1），以及TFT（Thin-FilmTransistors）等3类，其中TNLCD多半使用在数字表、计算器等简单的数字显示，而TFT则小至数字相机的观景窗，大至数十英寸的液晶平面电视都有使用。

　　所以，数字表也需要LCD驱动IC,大尺寸液晶显示也需要驱动IC,然不同类型的LCD、不同尺寸的LCD却必须搭配不同的驱动IC,没有一种LCD驱动IC可以合乎各种类型、各种尺寸的驱动需求，因此在谈论LCD驱动IC时必须有更明确、更具体的范畴定义，才能够完整说明与讨论。

　　当然，有关TN、STN之类的LCD驱动IC其技术已相当成熟，技术发展与市场增长都达一定程度，因此已少有人关注，也因为技术的成熟，使大陆的IC设计业者也逐步跨入此领域，如此也迫使日本、南韩、台湾的驱动IC设计业者必须朝更高技术性的LCD驱动IC发展，从TN、STN转向TFT,从小尺寸转向大尺寸。

　　另外一个加速台湾驱动IC提升的动力，是来自液晶面板厂。由于台湾已经成为全球液晶面板的组装、制造重镇，如果LCD驱动IC仍要持续倚赖进口，将难以掌握制造成本、制造时程，所以国内的面板大厂也都积极于LCD驱动IC的国产化，例如奇美电子（CHIMEI）即转投资奇景光电（Himax），由奇景光电研制LCD驱动IC,以大宗供应给奇美电子。

接口

　　LCD驱动IC必须先接收来自LCD控制IC的画面讯号，之后才能透过数字转模拟的程序来进行驱动，而这个接收的输入接口仍在持续演化中。

　　目前最常见的接口是RSDS（ReducedSwingDifferentialSignaling），这是美国国家半导体（NationalSemiconductor;NS,简称：国半）以LVDS（Low-VoltageDifferentialSignaling,低电压差动信号）接口为基础所定义出的接口，此接口的优点在于低电磁干扰（EMI）、低功耗，并尽可能保有传输效能与画面分辨率。RSDS原本是NS自有的技术，不过之后则开放使用，今日多数的时序控制器芯片、源极驱动器芯片都实行RSDS接口。此外也有人支持最传统的TTL（Transistor-TransistorLogic）接口。

　　在RSDS后NS又提出一种新的接口，称为PPDS（PointtoPointDifferentialSignaling），新接口的优点在于支持更高的画面分辨率、更高的传输（运作）频率，同时也能缩减传输的线路数目，不仅能抑止EMI,同时节省电路板布线面积及成本。另外还也一种迷你型的LVDS,称为mini-LVDS,也是因应高尺寸趋势而有的新技术提案，mini-LVDS也有助于传输线路数的缩减，mini-LVDS往后也可能实行点对点作法，如此将称为PPmL（PointtoPointmini-LVDS）。

常见的

　　一、字符型LCD驱动控制IC

　　市场上通用的8×1、8×2、16×1、16×2、16×4、20×2、20×4、40×4等字符型LCD,基本上都采用的KS0066作为LCD的驱动控制器

　　二、图形点阵型LCD驱动控制IC

　　1、点阵数122×32

　　2、点阵数128×64

　　（1）ST7920/ST7921,支持串行或并行数据操作方式，内置中文汉字库

　　（2）KS0108,只支持并行数据操作方式，这个也是最通用的12864点阵液晶的驱动控制IC

　　（3）ST7565P,支持串行或并行数据操作方式

　　（4）S6B0724,支持串行或并行数据操作方式

　　（5）T6963C,只支持并行数据操作方式

　　3、其他点阵数如192×64、240×64、320×64、240×128的一般都是采用T6963c驱动控制芯片

　　4、点阵数320×240,通用的采用RA8835驱动控制IC

拓展功能

　　LCD驱动IC可运用其驱动控制手法来提升液晶画质，由于传统CRT（阴极射线管，俗称：映像管）的显示是用电子光束打击荧光质，光束移位后荧光质的发光效应就开始消退，相对的LCD的显示是持续持留性的，因此LCD的动态显示效果不如传统CRT,为了达到逼近于CRT的显示特性，因此LCD驱动IC改变了驱动方式，也实行类似电子光束的间歇脉冲方式（ImpulseType）来驱动，以此改善动态画质。

　　另外LCD有液晶反应较慢的残影（附注4）问题，为了减少残影对画质的影响，LCD驱动IC也会提供「插黑，插入全黑色的影像」的驱动控制功效，即是在替换成下一个画面前，会先停止整个液晶画面的驱动，使液晶呈现黑色，之后再换替成下一张画面，当然，这个黑色画面的时间很短暂，仅十数毫秒，但却具有消除残影的效果。为了实现插黑机制，与TFTLCD驱动器芯片相搭配运作的时序控制器也必须能共同配合才行。

　　要注意的是，由LCD驱动IC进行插黑控制，主要是使用CCFL背光源，而今有许多液晶电视、液晶显示器开始改采LED背光源，由于LED的点亮、熄灭速度反应极快，不像CCFL的点亮、熄灭较慢，因此LED背光也可用短时间内熄灭所有背光LED来达到插黑效果，这时就不用透过LCD驱动IC来进行插黑。

　　附带一提的是，此一插黑若是透过软件或影像数据传输的方式来实现，那么将会增加视讯传输的频宽耗占，为了避免此一耗占就必须在TFTLCD驱动器芯片中，直接内建插黑的控制功效，TFTLCD驱动器芯片的设计业者对此问题，也增加了芯片的控制接脚（或称：引脚），例如增加了BWSEL（BlackWhiteSelect）的信号，将此接脚输入Hi（High）信号即可对TFTLCD进行插黑。

　　当然，改善残影、残像的方式不是只有一种，也有试图从其它层面来解决的构想。例如有业者开发OCB高速液晶材料，使液晶的扭转操作更为快速，或者也有业者认为，改变液晶的操作维度也可加速扭转的角度变化，此称为垂直扭转，垂直扭转虽然可以达到更快速的扭转，但也因为扭转角度的减少使液晶的遮光能力变差，结果很可能是：液晶转变的速度变快了，但全黑时的黑度却也更差了，因为液晶扭转至时，仍会有光从背光穿透到前端。