液晶驱动器掀起高速化浪潮，2Gbps传输技术走向实用化

　“知名液晶面板厂商已经决定采用，最快将配备于2011年上市的电视机产品上”。

　　THine Electronics开发出了在平板电视和个人电脑上用于连接液晶驱动器IC和时序控制器（Timing controller）IC的高速数据传输技术“CalDriCon”（图1）。每1对（1个信号通道）信号线的最大数据传输速度为2Gbit/秒。与目前普遍用于连接液晶驱动器IC和时序控制器IC的最大数据传输速度为300Mbit/秒的“mini-LVDS”相比，传输速度提高到了7倍左右。THine Electronics的估算显示，在使用CalDriCon传输1080p、120帧/秒影像数据时，与使用300Mbit/秒的“mini-LVDS”相比，接口所需的信号线数量可减少一半。

   
     CalDriCon的样品芯片（摄影：THine Electronics）

　　除了本文开篇提到的那家面板厂商之外，日本和台湾还各有一家液晶驱动器IC厂商计划采用CalDriCon，采用CalDriCon的驱动器IC已经试制成功。THine Electronics也将推出采用CalDriCon的时序控制器IC产品。

　　为了推动普及，THine Electronics将向液晶驱动器IC厂商和相关LSI厂商等免费公开CalDriCon技术参数。

分别传输数据和时钟信号

　THine Electronics开发CalDriCon的背景是显示器显示性能的迅速提高，例如3维（3D）显示、以高速切换实现影像流畅播放的“4倍速”显示以及可表现更高灰阶的“多位彩色显示”等。

   
  
   图1：随着高速化的实现，信号线数量减少

    THine Electronics开发出用于连接液晶驱动器IC和时序控制器的接口技术“CalDriCon”。每1对信号线的最大数据传输速度高达2Gbit/秒（a）。在这种情况下，与利用现有“mini-LVDS”的情况相比，可以减少信号线的数量（b）。另外，图中假定各液晶驱动器IC的数据信号线为1对。

　　比如说，2011年以后平板电视领域成为主流的帧频率将为240帧/秒的（4倍速）显示，与现有平板电视领域中60帧/秒显示相比，单位时间内需要传输的影像数据量将增加到四倍。此前设法通过增加mini-LVDS信号线的数量来勉强应对，但该做法已经接近极限。“如果想要制造1080p、240帧/秒、30位以上彩色显示的电视机，mini-LVDS是难以应对的（某液晶驱动器IC厂商）。这是由于随着信号线数量的急剧增多，材料成本上升和IC端子数量增加等问题会更加突出”。

　　CalDriCon的特点在于分别传输数据信号和时钟信号。 目前，在最大数据传输速度超过1Gbit/秒的高速接口方面，重叠传输数据信号和时钟信号的方法是主流。比如说，配备于个人电脑等产品上的PCI Express和USB 3.0便是其中的典型。这是由于对数据信号和时钟信号分别进行高速传输时，容易产生偏移（Skew）问题。

　　THine Electronics之所以采用分别传输数据信号和时钟信号的方法，原因是液晶驱动器IC存在因空间较小而难以采取措施来应对电磁噪声和发热的特殊性。在电视机和个人电脑显示器领域，外壳薄型化和显示器窄边框化正在推进。在这样的状况下，由于需要在液晶面板周边的有限空间内配置液晶驱动器IC，因此难以另外应对电磁噪声和发热。

　　另外由于液晶驱动器IC利用COF（chip on film）技术安装在了柔性基板上，因此与安装于普通刚性基板上的情况相比，IC更难以散热。

　　在重叠传输数据信号和时钟信号的情况下，液晶驱动器IC上需要CDR（clock data recovery）用PLL。这个PLL的工作“可能会受电磁噪声和发热影响而变得不稳定”（THine Electronics）。因此THine Electronics选择了无需PLL、分别传输数据信号和时钟信号的方法。

    增加自调节功能

   为了在分别传输数据信号和时钟信号的同时实现高速化，对信号发送端的时序控制器IC采取了偏移对策。虽然并未公布详情，不过估计是增加了检测液晶驱动器IC的状态、反馈给时序控制器IC、对信号传输时序和电压电平等进行自动调节的功能（图2）。

   
  
    图2：检测液晶驱动器IC的状况并进行自动调节

    CalDriCon通过把液晶驱动器IC的状态反馈给时序控制器IC，据此自动对信号发送端的时序和电平（电压）等进行调节，使稳定的数据传输成为可能。（图片由本刊根据THine Electronics的资料制成）


　　CalDriCon为了防止信号质量的恶化，预先在时序控制器IC上进行了增强高频率成分的Emphasis（波形加权）处理。由此可以解决高速化导致的信号的高频率成分容易衰减的问题。这个波形加权处理也是先检测出液晶驱动器IC的状态，然后由时序控制器IC自动进行的。（日经BP社 记者：根津 祯）