STN-LCD控制驱动电路的设计与抗ESD/Latch-up研究

摘要

世界对LCD产品的需求持续呈高速增长之势，经统计，在过去的10年间，LCD产业平均保持20％左右的高速年增长率，预计这种增长率将继续保持5至10年。从目前的市场分配来看，LCD可以粗分TN／STN-LCD和TFT-LCD，面向高端的TFT-LCD目前仍旧被日、韩和中国台北占据90％以上的份额，而应用于中小型终端设备的TN/STN-LCD的制造，国际上已完成了向中国内地的转移，然而观察国内大多数TN／STN-LCD模块生产商会发现，他们使用的LCD控制驱动IC仍旧以进口为主。我们研究所民品部根据国内LCD驱动电路产品的市场规模、发展前景，及自身技术发展的需求，着眼于研发了系列中小规模的TN/STN-LCD控制驱动电路，以适应国家大力发展LCD产业的现状。 本文以系列中的一款点阵式的STN-LCD控制驱动电路的设计为主体，介绍了该电路的设计思路，工作过程及各模块的运作机理，并突出了在发现第一次流片电路出现多个问题时，分析解决它的一个过程，过程中利用国内著名IC实验室的先进设备，设计并采取了多种实验手段，通过设计这些实验验证了分析，定位失效点，帮助最终确定了改版方案，最后的改版成果得到了预想效果。 本文详细总结了通过这次成功改版积累的一系列抗ESD\Latch-up经验教训，这些经验为继续开发同系列产品甚至更大规模的，具有更高要求的LCD控制电路提供了宝贵的依据和参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 课题背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究目标和主要内容

1.4 论文组织

第二章 一款STN—LCD控制芯片的功能及结构特点

2.1 液晶显示器概述

2.2 动态LCD驱动原理

2.3 该STN—LCD控制芯片的概述及功能特点

2.4 功能框图

2.5 各功能块实现机理及特点

2.5.1 MPU接口

2.5.2 通讯数据读写设计

2.5.3 显示开始行寄存器

2.5.4 列地址计数器

2.5.5 页寄存器

2.5.6 显示数据RAM

2.5.7 RC振荡电路

2.5.8 COMMON时序生成器

2.5.9 LCD驱动输出

2.5.10 复位电路

2.5.11 显示RAM地址与显示位置对应关系

2.5.12 指令一览表及对应的逻辑实现方式

2.6 电路版图设计

2.6.1 采用的ESD保护结构

2.6.2 采用的高压工艺

2.6.3 版次

2.7 小结

第三章 存在的问题和故障分析

3.1 问题的发现

3.1.1 漏电问题

3.1.2 ESD问题

3.1.3 Latch—up问题

3.2 问题的分析

3.2.1 漏电问题分析

3.2.2 抗ESD问题分析

3.2.3 抗Latch—up问题分析

3.3 该STN—LCD控制芯片的最后改版方案

3.4 小结

第四章 抗ESD/Latch—up研究和经验总结

4.1 抗ESD研究及经验总结

4.1.1 电路ESD保护的必要性

4.1.2 ESD事件模型

4.1.3 ESD验证平台及以此平台设计的ESD打击方案

4.1.4 ESD现象失效机理和现象

4.1.5 ESD保护结构模型

4.1.6 电路应用级的ESD保护

4.2 Latch—up分析及经验总结

4.2.1 Latch—up产生机理

4.2.2 抗Latch—up措施

4.3 小结

第五章 验证及结果分析

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

谢辞