LS016I02-QS-V1：1.6英寸IPS TFT LCD模组，400×400分辨率，1600万色，QSPI接口
产品副标题/关键词：
1.6英寸显示屏，400(RGB)×400分辨率，透射式a-Si TFT IPS，QSPI接口，COG+FPC+B/L，1600万色，ST77903驱动，42.14×44.23×1.96 mm，400 cd/m²亮度，-20°C~70°C工作温度，全视角(IPS)
1. 概述与产品定位
LS016I02-QS-V1由立信(万安)智显科技有限公司研发，是一款1.6英寸透射式非晶硅TFT-LCD（a-Si TFT-LCD）模组，采用IPS（面内切换）技术。
本产品规格书（版本1.0，模组类型：COG+FPC+B/L）作为权威技术文档，明确了产品的结构组成（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QSPI（四线串行外设接口）引脚定义与时序，以及全面的电光性能。该产品可实现400(RGB)×400高分辨率方形显示，支持1600万色显示能力，由ST77903控制器驱动。
本文件提供了系统集成到高性能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、接口时序和机械公差，以确保性能可靠和兼容性。
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。
- 显示格式：图形400(RGB)×400点阵。
- 显示特性：最高可显示1600万色。
- 模组结构：COG（玻璃上芯片）+ FPC（柔性印制电路）+ B/L（背光单元）。由TFT-LCD面板、驱动电路和背光单元组成。
- 输入数据：QSPI（四线串行外设接口）。
- 视角方向（灰度反转）：全视角(IPS)——各方向宽视角。
- 驱动IC：ST77903。
- 批准状态：☑ 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 |
|---|---|---|
| 模组尺寸（水平×垂直×厚度） | 42.14 × 44.23 × 1.96 | mm |
| 有效区域（水平×垂直） | 39.84 × 39.84 | mm |
| 点数/分辨率 | 400(RGB) × 400 | 像素 |
| 面板尺寸（对角线） | 1.6 | 英寸 |
关键机械设计说明（摘自外形尺寸图）：
- 显示模式：16.7M 色 TFT，透射式，常黑模式。
- 模组亮度：400 cd/m²。
- 驱动 IC：ST77903。
- 视角方向：全视角（IPS）。
- 工作温度：-20°C ~ +70°C。
- 存储温度：-30°C ~ +80°C。
- 一般公差：±0.20 mm。
- 角度公差：∠ ±1/4°。
- ROHS 合规：所有材料均须符合 RoHS 及无卤素标准。
- 背光驱动条件：IF = 60mA，Vf = 2.8 ~ 3.3V（典型值）。
- 钢片补强 + FPC 总厚度：0.30 mm。
- 钢片补强厚度：0.2 mm。
- TP 接口：模组包含 TP（触摸屏）接口，引脚定义如下：TP_GND、TP_VDD、TP_INT、TP_RST、TP_SDA、TP_SCL。
- PD 接口定义：模组包含 PD（可能为电源/显示）接口，引脚包括：VCI、IOVCC、ID/NC、RESET、DA2、DA3、SCL、DA、CS、TP_GND、TP_VDD、TP_INT、TP_RST、TP_SDA、TP_SCL、GND、LEDA、LEDK、TE、GND。
- 黄色绝缘纸：随附，用于组装过程中的操作保护。
- 银浆点：模组上设有银浆点。
- 连接器：OK-14GM024-04（亚奇公座连接器）。
- FPC 弯折：FPC 设有指定弯折区域（易撕贴手撕位）。
- 元件区域：FPC 上设有指定元件区域。
- LCD AA：39.84 mm。
- LCD & CF：41.74 mm。
- BL：42.14 mm。
- POL：41.24 mm。
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 | 4.6 | V | Note1 Note2 |
| 供电电压 | IOVCC | -0.3 | 4.6 | V | Note1 Note2 |
| 工作温度 | TOPR | -20 | 70 | °C | Note1 Note2 |
| 存储温度 | TSTR | -30 | 80 | °C | Note1 Note2 |
注释（解读）：
- Note1/Note2：超出上述额定值的应力可能导致永久性损坏；在这些条件下不保证正常功能运行。
3.2.2 电气特性（DC – 推荐工作条件）
3.2.3 引脚说明（24 针 FPC）
| 引脚编号 | 符号 | I/O | 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | CS | I | 片选引脚，低电平使能。 |
| 2 | DA0 | I | I |
| 3 | DA1 | I | QSPI 数据引脚。 |
| 4 | SCL | I | 串行接口模式下的串行输入/输出时钟 |
| 5 | DA3 | I | QSPI 数据引脚。 |
| 6 | DA2 | I | QSPI 数据引脚。 |
| 7 | NC | — | 未连接 |
| 8 | NC | — | 未连接 |
| 9 | RESET | I | 该信号用于复位器件，必须施加此信号以确保芯片正确初始化 |
| 10 | NC | — | — |
| 11 | NC | — | 未连接 |
| 12 | GND | P | 接地。 |
| 13 | TE | O | 撕裂效应输出。 |
| 14 | IOVCC | P | 电源 |
| 15 | VCI | P | 电源 |
| 16 | LEDK | P | LED 背光负极电源 |
| 17 | LEDA | P | LED 背光正极电源 |
| 18 | GND | P | 接地。 |
| 19 | TP_SCL | I | 触摸屏 SCL 引脚 |
| 20 | TP_SDA | I/O | 触摸屏 SDA 引脚 |
| 21 | TP_RST | I | 触摸屏复位引脚 |
| 22 | TP_INT | I | 触摸屏中断信号 |
| 23 | TP_VDD | P | 电源 |
| 24 | TP_GND | P | 接地。 |
接口概览：
- QSPI 接口：引脚 2、3、5、6（DA0、DA1、DA2、DA3）构成 Quad SPI（QSPI）总线——一种高速 4 位串行接口，数据传输速率可达标准 SPI 的 4 倍。
- 控制引脚：CS（片选，引脚 1）、SCL（串行时钟，引脚 4）、RESET（复位，引脚 9）。
- 电源引脚：VCI（引脚 15）为主逻辑供电，IOVCC（引脚 14）为 I/O 接口供电，GND（引脚 12、18）为接地。
- 背光：配备专用 LEDA（阳极，引脚 17）和 LEDK（阴极，引脚 16）引脚。
- TE 引脚（引脚 13）：撕裂效应输出——可用于帧同步。
- 触摸面板接口：引脚 19-24 提供外部触摸面板专用接口（TP_SCL、TP_SDA、TP_RST、TP_INT、TP_VDD、TP_GND）。
- 未使用引脚：引脚 7、8、10、11 为 NC——保持悬空。
3.2.4 QSPI 接口时序特性
测试条件：VDDI=1.65 至 3.3V，VDD=2.4 至 3.3V，AGND=DGND=0V，Ta=25°C。
备注：输入信号的上升时间和下降时间（Tr、Tf）规定为 15 ns 或更短。输入信号的逻辑高电平和低电平分别规定为 VDDI 的 30% 和 70%。
A. 写操作时序：
| 信号 | 符号 | 参数 | 最小值 | 最大值 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CSX | 片选 "H" 脉冲宽度 | 待定 | — | ns | ||
| SCL | 串行时钟周期（写） | 待定 | — | ns | ||
| SCL | SCL "H" 脉冲宽度（写） | 待定 | — | ns | ||
| SCL | "L" 脉冲宽度（写） | 待定 | — | ns | ||
| SDA (DIN) |
B. 读取操作时序：
| 信号 | 符号 | 参数 | 最小值 | 最大值 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CSX | 片选建立时间（读取） | TBD | — | ns | ||
| CSX | 片选保持时间（读取） | TBD | — | ns | ||
| SCL | 串行时钟周期（读取） | TBD | — | ns | ||
| SCL | "H"脉冲宽度（读取） | TBD | — | ns | ||
| SCL |
重要说明：本文档修订版中的所有 QSPI 时序参数均标注为 “TBD”（待定），这意味着这些数值尚待制造商完成最终特性测试后确定。工程师在完成设计定型之前，应直接联系立新（万安）智能显示技术有限公司获取经确认的时序参数。
QSPI 时序图说明（摘自文档）：
时序图（图 7-3）展示了 QSPI 操作中以下信号的相互关系：
- CSX：片选信号。
- SCL：串行时钟信号。
- DA[3:0]：四根数据线（DA0、DA1、DA2、DA3）。
- 该图展示了写入和读取操作期间 CSX、SCL 及 DA[3:0] 信号的建立时间和保持时间。
注 1（摘自文档）：在显示数据（CMD 0x006000）时，当 CSX 变为“H”电平后，必须等待超过 500ns，CSX 才能恢复为“L”电平。
最小行时间条件（摘自文档）：
- 最小行时间必须 > 40us。
- Vsync 脉宽和 Vsync 消隐期均 > 40us。
- 例如：在 60Hz、320RGB×400 分辨率下，Vsync 脉宽=1，Vsync 前后消隐期=12。行时间 = 16.67/(400+1+12) = 40.363us。该行时间满足最小行时间条件。
3.2.5 色彩格式（QSPI）
文档规定了 QSPI 数据传输的三种色彩格式：
A. QSPI RGB888（24 位）：
- 数据以 24 位 RGB 值传输（R[7:0]、G[7:0]、B[7:0]）。
- 时序图展示的数据序列为：指令 → 第 1 个 AD[23:0] → 像素数据。
B. QSPI RGB666（18 位）：
- 数据以 18 位 RGB 值传输（R[5:0]、G[5:0]、B[5:0]）。
- 时序图展示的数据序列为：指令 → 第 1 个 AD[23:0] → 像素数据。
C. QSPI RGB565（16 位）：
- 数据以 16 位 RGB 值传输（R[4:0]、G[5:0]、B[4:0]）。
- 时序图展示的数据序列为：指令 → 第 1 个 AD[23:0] → 像素数据。
3.2.6 复位时序
复位时序说明（摘自文档）：
-
复位解除还包含从 NVM（或类似器件）加载 ID 字节、VCOM 设置及其他设置到寄存器所需的必要时间。每次在 RESX 上升沿后 5 ms 内出现硬件复位解除时间（tRT）时，都会执行此加载操作。
-
尖峰抑制： 因 RESX 线路上的静电放电产生的尖峰不会导致系统异常复位，具体如下表所示：
| RESX 脉冲 | 动作 |
|---|---|
| 短于 5μs | 复位被拒绝 |
| 长于 9μs | 复位 |
| 介于 5μs 与 9μs 之间 | 复位启动 |
-
在复位期间，显示将被消隐（当在 Sleep Out 模式下启动复位时，显示进入消隐序列，最长持续时间为 120 ms。在 Sleep In 模式下，显示保持消隐状态），随后返回硬件复位的默认状态。
-
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 Sleep In 模式下施加复位时。
-
在 Sleep Out 模式下施加复位时。
-
释放 RESX 后必须等待 5msec 才能发送命令。同时，120msec 内不能发送 Sleep Out 命令。
3.2.7 背光单元
| 项目 | 规格 | 单位 |
|---|---|---|
| LED电路 | —（背光电路图见文档） | — |
| 驱动条件 | IF = 60mA，Vf = 2.8 ~ 3.3V（典型值） | — |
D. 硅胶与 Tuffy 胶：
| 序号 | 缺陷项目 | 判定标准 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 1 | 硅胶用量（次要缺陷） | 露出 ITO 及电路区域。【拒收】 | 注：对照工程图纸进行比较。 |
3.4.3.2 电气标准
| 序号 | 缺陷项目 | 判定标准 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 1 | 无显示（主要缺陷） | 无显示【拒收】 | |
| 2 | 缺线（主要缺陷） | 缺线【拒收】 | |
| 3 | 段-公共极明暗不均（主要缺陷） | 段-公共极明暗不均【拒收】 | ND filter 2% 测试 |
| 4 | 静止画面无显示（主要缺陷） | 静止画面无显示【拒收】 | |
| 5 | 画面闪烁（主要缺陷） | 画面闪烁【拒收】 | |
| 6 | Mura 不均（主要缺陷） | ND filter 2% 测试 | |
| 7 | 过流（主要缺陷） | 过流【拒收】 | |
| 8 | 电压超出规格（主要缺陷） | 电压超出规格【拒收】 | |
| 9 | 画面模糊、错误代码（主要缺陷） | 画面模糊、错误代码【拒收】 | |
| 10 | 暗光、闪烁（主要缺陷） | 暗光、闪烁【拒收】 |
E. 纤维、玻璃划伤、偏光片划伤/折叠（次要缺陷）：
3.5 版本记录
| 版本 | 修订日期 | 页码 | 内容 |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 2025-6-13 | 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
- 任何需要紧凑型高分辨率方形显示屏并具备 IPS 视角的应用场景
关键设计注意事项
-
QSPI 接口——高速设计：
- 本模块采用 QSPI（Quad SPI）接口，配备 4 条数据线（DA0、DA1、DA2、DA3） 进行同步数据传输，吞吐量为标准 SPI 的 4 倍。
- 主控 MCU 必须具备 QSPI 外设，或能够以足够的速度模拟 QSPI 时序。
- PCB 布局： 4 条 QSPI 数据线（DA0-DA3）和时钟线（SCL）应尽可能短，且长度相等，以减小信号偏斜。
- 在靠近主控 MCU 的每条 QSPI 线上串联一个电阻（10-22Ω），以减少信号反射。
- 使用独立的 CS（片选） 信号线进行芯片选择。
-
电源供应：
- 为主逻辑和模拟电路提供稳定的 VCI（2.6V 至 3.3V，典型值 2.8V）（连接至 Pin 15）。
- 为 I/O 接口提供稳定的 IOVCC（1.65V 至 3.3V，典型值 1.8V）（连接至 Pin 14）。
- 背光需要连接恒流 LED 驱动器至 LEDA（阳极，Pin 17） 和 LEDK（阴极，Pin 16），设定电流为 60 mA，电压约为 2.8~3.3V。
-
触摸面板接口：
- 本模块包含专用 TP 接口（Pin 19-24），用于连接外部电容式触摸面板。
- TP 接口使用：TP_SCL（I²C 时钟）、TP_SDA（I²C 数据）、TP_RST（复位）、TP_INT（中断）、TP_VDD（电源）和 TP_GND（接地）。
- 确保通过 I²C 接口正确初始化触摸面板控制器。
-
TE（撕裂效应）引脚（Pin 13）：
- 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，防止画面撕裂。
- 若不使用，请将此引脚悬空。
-
复位电路：
- RESET 引脚（Pin 9） 为低电平有效。
- 上电时需将其拉低至少 10 μs 以确保正常初始化。
- 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。Sleep Out 命令（0x11）在 120 ms 内不可发送。
- 建议使用简单的 RC 电路（10kΩ 电阻接 VCC，1μF 电容接 GND）或 MCU GPIO 进行控制。
-
色彩格式选择：
- QSPI 接口支持 RGB888（24 位）、RGB666（18 位）和 RGB565（16 位）色彩格式。
- 请根据系统的色深需求和带宽限制选择合适的格式。
最小行时间：
- 最小行时间必须 > 40 μs。
- Vsync 宽度和 Vsync 消隐期必须 > 40 μs。
- 在 60Hz 刷新率、400 行的条件下：行时间 = 16.67ms / (400 + 1 + 12) = 40.363 μs，满足最低要求。
CSX 高电平脉冲宽度：
- 当 CSX 变为“H”时，必须等待超过 500ns 后，CSX 才能恢复为“L”电平（在显示数据 CMD 0x006000 时）。
机械集成：
- 模组外形尺寸： 42.14mm（水平）× 44.23mm（垂直）× 1.96mm（厚度）。
- 有效显示区域： 39.84mm × 39.84mm——完美的正方形显示区域。
- FPC： 模组采用 24 针 FPC，0.5mm 间距（图纸标注：Pitch 0.5*9=4.50±0.05）。请确保正确选型连接器。
- FPC 弯折： FPC 设有指定弯折区域——安装时请按照预定弯折方向操作。
- 钢片补强： FPC 包含 0.2mm 钢片补强，以增强结构完整性。
- 背光突出部分： 背光走线区域可能存在突出——请在壳体中预留机械间隙。
温度限制：
- 工作温度：-20°C 至 +70°C。
- 存储温度：-30°C 至 +80°C。
质量标准：
- 模组按照 **GB/T 2828-2003 进行检验，AQL 为主要缺陷 0.65、次要缺陷 1.5。
- 针对玻璃缺陷、FPC 缺陷、胶带缺陷和电气缺陷，提供了全面的检验标准。
操作与合规
- 该模组符合 ROHS 标准且无卤素。
- 在操作和组装过程中，请遵守标准的 ESD 防护措施。
- 该模组包含易碎玻璃和 24 针 FPC——请小心轻放。
- 避免剧烈弯折 FPC，尤其是在连接器接口附近。
- 模组包含用于组装操作的黄色绝缘纸。
- 模组设有银胶点——请避免接触这些区域。
- 模组包含用于组装操作的易撕贴。
5. 总结与设计导入支持
LS016I02-QS-V1 规格书详细描述了一款高性能 1.6 英寸方形 IPS 显示模组，配备高速 QSPI 接口——对于需要高分辨率和快速数据传输的可穿戴及紧凑型显示应用而言，是极佳的选择。
核心优势：
-
高分辨率方形显示： 1.6 英寸方形格式下的 400×400 分辨率，非常适合圆形或环形表盘（配合圆形遮罩）或对称 UI 设计。
-
IPS 技术： Free（IPS）视角方向确保从任何角度都能获得一致的图像质量——这对可穿戴设备至关重要。
-
高速 QSPI 接口： 4 位并行数据传输为流畅动画和快速屏幕刷新提供了出色的吞吐量。
-
高色深： 16M 色（24 位真彩色）提供出色的色彩还原能力。
-
集成触摸面板接口： 专用 TP 接口（引脚 19-24）简化了与外部电容式触摸面板的集成。
-
TE（撕裂效应）支持： 专用 TE 引脚可实现无撕裂的图形同步。
-
全面的检验标准： 基于 AQL 的详细检验标准确保品质一致性。
-
宽工作温度范围： 工作温度 -20°C 至 +70°C，存储温度 -30°C 至 +80°C。
-
ROHS 及无卤素合规： 符合环保标准。
主要设计要点：
- 关键设计任务是正确实现高速 QSPI 接口，并配合精心的 PCB 布局（数据线等长匹配、串联端接电阻）。
- 配套要求：
- 提供稳定的 VCI（典型值 2.8V）和 IOVCC（典型值 1.8V）电源。
- 提供恒流背光驱动器，设置为 60 mA、2.8~3.3V。
- 机械集成——模组外形尺寸为 42.14mm × 44.23mm × 1.96mm。
- FPC 连接器——确认 24 针 FPC、0.5mm 间距。
- 触摸面板集成——通过专用 TP 接口连接并初始化外部触摸面板。
- 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）。
该模块非常适合高端可穿戴设备、智能手表以及任何需要高分辨率方形IPS显示屏、现代高速QSPI接口和集成触摸面板支持的紧凑型物联网应用。