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
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。( www.national.com )
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。