LS0201I07-S-V1：2.01英寸IPS TFT LCD显示模块，240×296分辨率，262K色彩，4线SPI接口，JD9853驱动
产品副标题/关键词：
2.01英寸显示屏，240(RGB)×296分辨率，透射式a-Si TFT IPS，4线SPI接口，COG+FPC+B/L，262K色彩，JD9853驱动，34.04×38.74×1.6 mm，450 cd/m²亮度，1200:1对比度，30ms响应时间，全视角(IPS)，-10°C~60°C工作温度
1. 概述与产品定位
LS0201I07-S-V1由立信(万安)智显科技有限公司研发，是一款2.01英寸透射式非晶硅TFT-LCD（a-Si TFT-LCD）显示模块，采用IPS（面内切换）技术。
本产品规格书（版本1.0，模块类型：COG+FPC+B/L）作为权威技术文档，定义了产品的结构组成（COG+FPC+B/L）、物理特性、机械尺寸、绝对最大额定值、详细电气特性、完整的4线SPI（串行外设接口）引脚定义与时序，以及全面的电光性能。该产品分辨率为240(RGB)×296，支持262K色彩显示，由JD9853控制器驱动。
本文档提供了将产品集成至紧凑型嵌入式显示应用所需的核心参数。我们明确建议工程师严格遵守本文所述的电气规格、接口时序及机械公差，以确保性能可靠与兼容性。
2. 产品详细概述与架构
- 核心技术：透射式a-Si TFT-LCD（非晶硅薄膜晶体管液晶显示器）。
- 显示模式：有源矩阵TFT，透射式，IPS。
- 显示格式：图形240(RGB)×296点阵。
- 显示特性：可显示高达262千色。
- 模块结构：COG（玻璃上芯片）+ FPC（柔性印制电路）+ B/L（背光单元）。由TFT-LCD面板、驱动电路及背光单元组成。
- 输入数据：4线串行接口。
- 视角方向（灰度反转）：全视角(IPS)——各方向均可实现宽视角。
- 驱动IC：JD9853。
- 审批状态：☑ 仅批准产品规格书（依据签署栏）。
3. 详尽技术规格
3.1 机械与物理规格
| 项目 | 规格 | 单位 |
|---|---|---|
| 模块尺寸（水平×垂直×厚度） | 34.04 × 38.74 × 1.6 | mm |
| 有效区域（水平×垂直） | 32.04 × 39.49 | mm |
| 点数/分辨率 | 240(RGB) × 296 | 像素 |
| 面板尺寸（对角线） | 2.01 | 英寸 |
关键机械设计说明（摘自外形尺寸图）：
- 显示类型：主LCD：透射式，IPS。
- 视角方向：全视角。
- 工作温度：-10°C ~ 60°C。
- 存储温度：-20°C ~ 70°C。
- 主LCD驱动器：JD9853。
- 背光：4颗白光LED并联。
- ROHS合规：是。
- 一般公差：±0.20 mm。
- 角度公差：∠ ±1/4°。
- 外壳设计说明：
- 建议外壳可视区域每边比VAmds小0.3mm。
- 外壳泡棉窗口每边应比VAmds大0.6mm。
- TP边缘不可接触金属导体。
- FPC总厚度：PI补强+FPC总厚=0.20 mm。
- 背光厚度：H-BL 0.74±0.2 mm。
- 偏光片厚度：POL 0.15 mm。
- 银浆点：模块上设有。
- 黄色绝缘纸：随附，用于装配过程中的操作。
- 离型纸/贴纸：随附（易撕贴）。
- 对位标记：白色对位线。
- 背光电路：IF=80mA，Vf=2.8~3.2V（典型值）。
3.2 电气与接口规格
3.2.1 绝对最大额定值
| 项目 | 符号 | 最小值 | 最大值 | 单位 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 供电电压 | VCC | -0.3 | 3.6 | V | Note1 Note2 |
| 供电电压 | IOVCC | -0.3 | 3.6 | V | Note1 Note2 |
| 工作温度 | TOPR | -10 | 60 | °C | Note1 Note2 |
| 存储温度 | TSTR | -20 | 70 | °C | Note1 Note2 |
| 引脚编号 | 符号 | I/O | 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | P | 接地 |
| 2 | RS | I | 4线串行接口的数据/命令选择引脚 |
| 3 | CS | I | 片选输入引脚 |
| 4 | SCL | I | 该引脚用作串行接口时钟 |
| 5 | NC | — | 不连接 |
| 6 | NC | — | 不连接 |
| 7 | NC | — | 不连接 |
| 8 | SDA | I/O | SPI接口的串行输入/输出信号 |
| 9 | RESET | I | 该信号用于复位器件，必须施加以确保芯片正确初始化 |
| 10 | VCI | P | 电源 |
| 11 | VCI | P | 电源 |
| 12 | LEDA | P | LED背光阳极电源 |
| 13 | LEDK | P | LED背光阴极电源 |
| 14 | TE | O | 撕裂效应输出引脚，用于同步MPU与帧写入 |
| 15 | GND | P | 接地 |
A. 写操作时序：
| 信号 | 符号 | 参数 | 最小值 | 最大值 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CSX | tcss | 片选建立时间（写） | 15 | — | ns | |
| CSX | tcsh | 片选建立时间（写） | 15 | — | ns | |
| DCX | tas | 地址建立时间 | 10 | — | ns | |
| DCX | tah | 地址保持时间（写/读） | 10 | — | ns | |
| SCL（写） | twc | 写周期 | 16 | — | ns | |
| SCL（写） | twrh | 控制脉冲“H”持续时间 | 7 | — | ns | |
| SCL（写） | twrl | 控制脉冲“L”持续时间 | 7 | — | ns |
B. 读操作时序：
| 信号 | 符号 | 参数 | 最小值 | 最大值 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CSX | tcss | 片选建立时间（读） | 60 | — | ns | |
| CSX | tcsh | 片选保持时间（读） | 65 | — | ns | |
| DCX | tas | 地址建立时间 | 10 | — | ns | |
| DCX | tah | 地址保持时间（写/读） | 10 | — | ns | |
| SCL（读） | trc | 读周期 | 150 | — | ns | |
| SCL（读） | trdh | 控制脉冲“H”持续时间 | 60 | — | ns | |
| SCL（读） | trdl | 控制脉冲“L”持续时间 | 60 | — | ns |
C. 数据时序：
关键时序要点：
- 写入时序明显快于读取时序： 写入周期（twc）为 16ns（62.5 MHz），而读取周期（trc）为 150ns（6.67 MHz）。
- 数据建立/保持时间： tds = tdt = 7ns——速度极快，对 PCB 布局布线要求较高。
- 片选建立时间： 写入为 15ns，读取为 60ns。
3.2.5 复位输入时序
| 符号 | 参数 | 相关引脚 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|
| $t_{RW}$ | 复位脉冲宽度 | RESX | 10 | — | µs |
| $t_{RT}$ | 复位完成时间 | — | — | 5（注 5） | ms |
| $t_{RT}$ | 复位完成时间 | — | — | 120（注 6、7） | ms |
复位时序说明（摘自文档）：
- RESX 线上因静电放电产生的尖峰脉冲不会导致系统异常复位。宽度小于 5µs 的脉冲将被抑制，而宽度大于 9µs 的脉冲则会触发复位。
- 在复位期间，显示屏将处于空白状态（当从睡眠退出模式启动复位时，最长可达 120ms）。
- 尖峰抑制同样适用于有效复位脉冲期间：宽度小于 20ns 的正向尖峰将被抑制。
- 在睡眠进入模式下施加复位时。
- 在睡眠退出模式下施加复位时。
- 释放 RESX 后需等待 5msec 方可发送命令。睡眠退出命令在 120msec 内不可发送。
3.2.6 背光单元
| 项目 | 规格 | 单位 |
|---|---|---|
| LED 电路 | 4 颗白光 LED 并联 | — |
| 驱动条件 | IF = 80mA，Vf = 2.8 ~ 3.2V（典型值） | — |
光学规格说明（续）
| 项目 | 项目 | 符号 | 条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 响应时间 | 响应时间 | Tr + Tf | θx = θy = 0 | — | 30 | 35 | ms | 注1 |
| 对比度 | 对比度 | CR | θx = θy = 0 | 800 | 1200 | — | — | 注2 |
| 透过率 | 透过率 | T% | θx = θy = 0 | 4.8 | 5.33 | — | % | |
| 色度坐标（CIE1931） | 白色 | W x | θx = θy = 0 | — | 0.311 | — | — | |
| 色度坐标（CIE1931） | 白色 | W y | θx = θy = 0 | — | 0.334 | — | — | |
| 可视角 | θT | CR > 10 | 80 | 85 | — | Deg. | 注3 | |
| 可视角 | θB | CR > 10 | 80 | 85 | — | Deg. | 注3 | |
| 可视角 | θL | CR > 10 | 80 | 85 | — | Deg. | 注3 | |
| 可视角 | θR | CR > 10 | 80 | 85 | — | Deg. | 注3 | |
| 亮度（IF = 80mA） | 亮度（IF = 80mA） | L | — | 450 | — | cd/m2 | 注4 |
注2：对比度定义
对比度（CR）由以下公式进行数学定义：对比度 = LCD处于“白色”状态时测得的亮度 / LCD处于“黑色”状态时测得的亮度
注3：视角定义
视角是指对比度大于10时的角度。角度分别沿水平方向（x轴）和垂直方向（y轴）相对于垂直于LCD表面的z轴进行测定。
注4：背光电路
- 驱动条件：IF = 80mA，Vf = 2.8 ~ 3.2V（典型值）
3.4 版本记录
| 版本 | 修订日期 | 页码 | 内容 |
|---|---|---|---|
| 00 | 2025-4-10 | 全部 | 首次发布 |
4. 应用指南与关键注意事项
预期用途
- 智能手表、健身追踪器及其他可穿戴设备
- IoT显示节点与智能家居控制面板
- 微型手持仪器
- 任何需要紧凑型显示屏且具备优异IPS视角和高亮度的应用场景
关键设计注意事项
-
接口（4线串行SPI）： 本模块采用4线串行SPI接口进行通信。主控MCU至少需要5个GPIO（SCL、SDA、RS、CS、RESET）来驱动显示屏。
-
电源供应：
- 为主逻辑电路提供稳定的VCI（2.6V至3.3V，典型值2.8V）（连接至引脚10、11）。
- 为I/O接口提供稳定的IOVCC（1.65V至3.3V，典型值2.8V）。
- 背光需要恒流LED驱动器，连接至LEDA（阳极，引脚12）和LEDK（阴极，引脚13），设置为80 mA，电压约为2.8~3.2V。
-
接口时序要求：
- 对于写操作，串行时钟周期（twc）必须≥ 16ns（最高62.5 MHz）。这是非常快的写入速度，需要精心的PCB布局。
- 对于读操作，串行时钟周期（trc）必须≥ 150ns（最高6.67 MHz）。
- 数据建立时间（tds）和数据保持时间（tdt）必须≥ 7ns。
- 地址建立时间（tas）和地址保持时间（tah）必须≥ 10ns。
-
复位电路：
- RESET引脚（引脚9）为低电平有效。
- 上电期间必须将其拉低至少10 µs以确保正确初始化。
- 短于5 µs的脉冲将被拒绝。
- 释放RESET后，需等待5 ms才能发送任何命令。在120 ms内不能发送Sleep Out命令。
- 建议使用简单的RC电路（10kΩ电阻接VCC，1μF电容接GND）或MCU的GPIO。
-
TE（撕裂效应）引脚（引脚14）：
- TE引脚输出显示屏的撕裂效应信号。
- 该信号可用于将MCU的帧写入与显示屏内部刷新周期同步，防止屏幕撕裂。
- 如不使用，请将此引脚悬空。
-
机械集成：
- 模块外形尺寸： 34.04mm（高）× 38.74mm（宽）× 1.6mm（厚）。
- 有效区域： 32.04mm × 39.49mm。
- FPC： 本模块采用15针FPC。
- 外壳设计： 文档针对外壳视窗开口相对于LCD AA（有效区域）提供了具体建议：
- 外壳可视区域：每侧比VAmds小0.3mm。
- 外壳泡棉视窗：每侧比VAmds大0.6mm。
- TP边缘不得接触金属导体。
-
视角特性：
本产品采用IPS面板，具备优异的视角性能（CR > 10）：- 上视角（12点钟方向）：85°（典型值）
- 下视角（6点钟方向）：85°（典型值）
- 左视角（9点钟方向）：85°（典型值）
- 右视角（3点钟方向）：85°（典型值）
该模块在各个方向均提供近乎完美的视角，非常适合可穿戴设备。
-
光学性能：
- 响应时间：30ms（典型值）、35ms（最大值）——足以满足大多数GUI应用的快速刷新需求。
- 对比度：800（最小值）、1200（典型值）——IPS面板具备出色的对比度表现。
- 透光率：4.8%（最小值）、5.33%（典型值）。
- 白色色度坐标（CIE1931）：Wx = 0.311，Wy = 0.334（典型值）。
- 亮度（IF = 80mA）：450 cd/m²（典型值）——高亮度确保在各种光照条件下均具有良好的可读性。
温度限制：
- 工作温度：-10°C 至 +60°C。
- 存储温度：-20°C 至 +70°C。
操作与合规
- 该模块符合ROHS标准。
- 在操作和组装过程中，请遵守标准的ESD防护措施。
- 该模块包含易碎玻璃和15针FPC——请小心轻放。
- 避免急剧弯折FPC，尤其是在连接器接口附近。
- 该模块总厚度为1.6mm——操作时请注意避免受力弯曲。
- 该模块附带黄色绝缘纸和离型膜/贴纸，便于组装过程中的操作。
5. 总结与设计支持
LS0201I07-S-V1规格书详细描述了一款高性能2.01英寸IPS显示模块，采用4线SPI接口和JD9853驱动芯片——对于需要高亮度、出色图像质量和宽视角的可穿戴及紧凑型显示应用而言，是极佳的选择。
核心优势：
-
高亮度：450 cd/m²（典型值）确保在室内外条件下均具有出色的可读性。
-
卓越的IPS技术：各方向85°视角确保从任何角度观看都能获得一致的图像质量——这对可穿戴设备至关重要。
-
出色的对比度：1200:1（典型值）为IPS面板提供卓越的图像质量。
-
标准4线SPI接口：仅需5个GPIO即可完成通信，简化集成。
-
快速写入速度：16ns写入周期（62.5 MHz）支持快速屏幕刷新。
-
TE（撕裂效应）支持：专用TE引脚可实现无撕裂的图形同步。
-
完善的时序文档：提供详细的串行接口时序参数，包括写入和读取时序特性。
-
高透光率：5.33%（典型值）实现高效的背光利用率。
主要设计要点：
- 关键设计任务是正确实现串行接口时序，尤其是16ns写入周期要求，这需要精心的PCB布局和短走线设计。
- 配套要求：
- 提供稳定的VCI（典型值2.8V）和IOVCC（典型值2.8V）电源。
- 提供恒流背光驱动，设置为80 mA、2.8~3.2V。
- 机械集成——模块外形尺寸为34.04mm × 38.74mm × 1.6mm。
- FPC连接器——确认15针FPC。
- 外壳设计——遵循相对于LCD AA的推荐窗口开口尺寸。
- 复位时序——确保正确的复位脉冲宽度（≥10μs）和等待时间（复位后5ms，Sleep Out后120ms）。
该模块是高端可穿戴设备、智能手表以及任何需要高亮度IPS显示屏、出色视角和快速接口速度的紧凑型IoT应用的理想选择。