IC驱动LCD原理

本文主要是介绍一些常用的LCD驱动控制IC的型号，同时附上datasheet，方便学习或正在使用的LCD的朋友能够更好地编写LCD的驱动程序。

因此各位朋友在选择LCD液晶模块的时候，在考虑到串行，还是并行的方式时，可根据其驱动控制IC的型号来判别，当然你还需要看你选择的LCD模块引脚定义是固定支持并行，还是可选择并行或串行的方式。

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

下载：《KS0066 数据手册》（英文）

二、图形点阵型LCD驱动控制IC

1、点阵数122×32－－《SED1520 数据手册》（英文）

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

下载：《ST7920 数据手册》（英文）

（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

下载：《KS0108 数据手册》（英文）

（3）ST7565P，支持串行或并行数据操作方式

下载：《ST7565P 数据手册》（英文）

（4）S6B0724，支持串行或并行数据操作方式

下载：《S6B0724 数据手册》（英文）

（5）T6963C，只支持并行数据操作方式

下载：《T6963C 数据手册》（英文）

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

LCD 驱动IC 元件趋势和技术分析

“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）、以及TFT（Thin-Film Transistors）等3 类，其中TN LCD 多半使用在数字表、计算机等简单的数字显示，而TFT 则小至数位相机的观景窗，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，技术发展与市场成长都达一定程度，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，从小寸数转向大画寸。

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。

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 颗以上的晶片所构成，这包括源极驱动器（Source

体系ＩＳＯ９００１、１３４８５，很多产品已经拿到ＣＥ认证和ＦＤＡ认证。从采购上来讲，他们的采购主要通过本地的分销商，大　

家知道在医疗电子是属于Ｍ＋Ｍ产品，他的订单有的时候几十台，有的时候几千台，他的量太小了，所以通过本地的分　

销商来进行采购比较有优势。　

ＬＣＤ与ＯＬＥＤ驱动ＩＣ产业研究　

水清木华研究中心研究总监周彦武　

目前ＬＣＤ面板主要以ＴＦＴ—ＬＣＤ面板为主。按照全球大尺寸ＴＦＴ－ＬＣＤ面板厂家２００５年　第３季度的出货量情况来看，三星第一，ＬＧ．Ｐｈｉｌｉｐｓ第二，友达第三。奇美、广辉等也具备相当的　

竞争实力。图１是２００５年第２季度大尺寸ＴＦＴ．ＬＣＤ驱动ＩＣ出货量的市场占有率情况。联　

咏，三星，ＮＥＣ、奇景等出货量排名前四。　

ＬＣＤ驱动ｌＣ的原理　

液晶显示器讯号扫描方式为一次一列，并且逐列而下。Ｇａｔｅ　Ｄｒｉｖｅｒ　ＩＣ连结至晶体管之Ｇａｔｅ端，负责每一列晶　体管的开关，扫描时一次打开一整列的晶体管。当晶体管打开（ＯＮ）时，Ｓｏｕｒｃｅ　Ｄｒｉｖｅｒ　ＩＣ才能够逐行将控制亮度、灰　

阶、色彩的控制电压透过晶体管Ｓｏｕｒｃｅ端，Ｄｒａｉｎ端形成的通道进入Ｐａｎｅｌ的画素中。因为Ｇａｔｅ　Ｄｒｉｖｅｒ　ＩＣ负责每　

列晶体管的开关，所以又称为Ｒｏｗ　Ｄｒｉｖｅｒ或Ｓｃａｎ　Ｄｒｉｖｅｒ。当Ｇａｔｅ　Ｄｒｉｖｅｒ逐列动作时，Ｓｏｕｒｃｅ　Ｄｒｉｖｅｒ　ＩＣ负责在每一　

列中将数据电压逐行输入，因此又称为Ｃｏｌｕｍｎ　Ｄｒｉｖｅｒ　

或Ｄａｔａ　Ｄｒｉｖｅｒ。　

大尺寸ＬＣＤ驱动ｌＣ的特点　

第一，高电压工艺。模拟电路中电压越高，驱动能力　

越强，因此大尺寸ＬＣＤ驱动ｌＣ采用高电压制造工艺，通　

常Ｓｏｕｒｃｅ　Ｄｒｉｖｅｒ　ＩＣ为１０￣１２Ｖ，Ｇａｔｅ　Ｄｒｉｖｅｒ　ＩＣ更高，达　４０Ｖ。　

第二，运行频率高。液晶显示器的分辨率越来越高，　

这就意味着扫描列数的增加，Ｇａｔｅ　Ｄｒｉｖｅｒ　ＩＣ必须不断提　高开关频率．Ｓｏｕｒｃｅ　Ｄｒｉｖｅｒ　ＩＣ必须不断提高扫描频率。　图１　２００５年第２季度全球大尺寸ＴＦＴ・ＬＣＤ驱动ＩＣ厂商的出货量情况　

LCD显色及驱动原理

上周参观比亚迪LCD厂家，通过参观、交流与学习，对LCD的相关知识有了更深刻的认识，对今后测试工作中LCD相关测试、故障处理会有较多帮助，现将一些收获与大家一起分享一下。

首先来看一下LCD的结构，如图一。

图一 TFT LCD切面结构图

先来看偏光板，偏光板的作用就像是栅栏一般，会阻隔掉与栅栏垂直的分量，只准许与栅栏平行的分量通过。所以如果我们拿起一片偏光板对着光源看，会感觉像是戴了太阳眼镜一般，光线变得较暗。但是如果把两片偏光板迭在一起，那就不一样了。当您旋转两片的偏光板的相对角度，会发现随着相对角度的不同，光线的亮度会越来越暗。当两片偏光板的栅栏角度互相垂直时，光线就完全无法通过了(见图二、三) 。而液晶显示器就是利用这个特性来完成的。利用上下两片栅栏互相垂直的偏光板之间，充满液晶，再利用电场控制液

晶转动，来改变光的行进方向，如此一来，不同的电场大小，就会形成不同灰阶亮度了。(见图四)

图二 偏光板作用示意图

图三 偏光板工作原理

图四 TN型LCD工作示意图

上下两层玻璃与配向膜。这上下两层玻璃主要是来夹住液晶用的。如图四所示，这两片玻璃在接触液晶的那一面，并不是光滑的，而是有锯齿状的沟槽。这个沟槽的主要目的是希望长棒状的液晶分子，会沿着沟槽排列。如此一来，液晶分子的排列才会整齐。因为如果是光滑的平面，液晶分子的排列便会不整齐，造成光线的散射，形成漏光的现象。但在实际的制造过程中，并无法将玻璃作成有如此的槽状的分布，一般会在玻璃的表面上涂布一层PI(polyimide)，然后再用布去做磨擦(rubbing)的动作，好让PI的表面分子不再是杂散分布，会依照固定而均一的方向排列。而这一层PI就叫做配向膜，它的功用就像图四中玻璃的凹槽一样，提供液晶分子呈均匀排列的接口条件，让液晶依照预定的顺序排列。