LCD驱动IC诸元趋势分析 - 中显液晶.DOC

LCD驱动IC诸元趋势分析 发布来源： 发布时间：2010-5-5 8:37:52 　单只谈「LCD的驱动IC」其实是一个范畴相当广的议题。 　　LCD的驱动类型大体可区分成TN（Twisted Nematic）、STN（Super-Twisted Nematic）（附注1），以及TFT（Thin-Film Transistors）等3类，其中TN LCD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。 △图说：TFT LCD驱动 IC控工艺序示意图。（制图：郭长佑） 　　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。 　　因此，本文以下将以大尺寸、TFT类的LCD驱动IC为主，只有在特有情况下才会谈论TN、STN类的驱动IC，同样的也在特有情况下才会谈论中小尺寸的驱动IC。 　　驱动IC类型 　　首先，LCD驱动IC并非只有1颗，而是由2颗以上的芯片所构成，这包括源极驱动器（Source Driver）芯片、闸级驱动器（Gate Driver）芯片、以及时序控制器（Timing Controller；TCON或T-CON）芯片等（附注2），此外也可能需要运算放大器（Operational Amplifier；OP AMP）或缓冲器（Buffer）的搭配。有时源极驱动器还区分成数字型或模拟型，不过多数业者都实行数字型，仅少数业者实行模拟型（附注3）。 　　要注意的是，源极驱动器有时也称为数据驱动器（Data Driver），而闸级驱动器则称为扫瞄驱动器（Scan Driver）。 △图说：NS公司的TFT LCD驱动IC：FPD33684，该驱动芯片强调低EMI、低功耗并支持RSDS接口，适合用于笔记本电脑或桌上型液晶显示器上。（） 　　输入接口 　　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（Reduced Swing Differential Signaling），这是美国国家半导体（National Semiconductor；NS，简称：国半）以LVDS（Low-Voltage Differential Signaling，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-Transistor Logic）接口。 　　在RSDS后NS又提出一种新的接口，称为PPDS（Point to Point Differential Signaling），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（Point to Point mini-LVDS）。 　　△图说：在手机用的TFT LCD驱动器芯片上NEC有其独到的接口传输技术：Mobile MCADS（Mobile Current Mode Advanced Differential Signaling），其技术优点在于缩减线路用数与降低EMI噪声，图中粉红色区块即是NEC电子的LCD驱动器芯片的位置。（） 　　电压、频率、色阶、信道数