LCM的基礎(chǔ)知識(shí)

1、lcm 的基礎(chǔ)知識(shí)（） lcm是液晶顯示器功能模塊的簡(jiǎn)稱，其具有可編程控制的顯示功能，其主要由顯示器（ lcd ），驅(qū)動(dòng)電路，控制電路，升壓電源電路，背光電路等組成 1.1 功能模塊如下屬示： 接口背光驅(qū)動(dòng)電路部分電源電路部分控制器(一般是列驅(qū)動(dòng)器 ( 一般是行驅(qū)動(dòng)器 (一般是顯示器1.2 lcd 的類型有tn ，htn ，stn ，cstn ，tft等 1.2.1 tn lcd(twist nematic liquid crystal display) 適用于 static至 1/16 duty 驅(qū)動(dòng)條件之應(yīng)用，亦即驅(qū)動(dòng)畫面不太復(fù)雜情況可得良好的對(duì)比。 應(yīng)用如手表、 計(jì)算器、 簡(jiǎn)單的儀表顯示

2、、 掌上型電玩、 一般的通信產(chǎn)品 (如：pager 呼叫器 )和汽車音響等。 1.2.2 htn lcd(high twist nematic liquid crystal display) 有較 tn 型產(chǎn)品更寬的驅(qū)動(dòng)范圍和更佳的光電特性，一般為 1/8 、1/32duty驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品應(yīng)用，如電話來電識(shí)別器 (caller id)，個(gè)人手帳 (data bank) 和要求較寬視野角的汽車音響、兒童游戲機(jī)、學(xué)習(xí)機(jī)等。 1.2.3 stn lcd(super twist nematic liquid crystal display) 可在高驅(qū)動(dòng)條件如 1/16 1/240 duty時(shí)，仍擁有優(yōu)秀的

3、光電特性，因此stn產(chǎn)品適用于位圖型顯示的產(chǎn)品，諸如顯示儀表、電子字典，以及要求較高特性的通信類產(chǎn)品，例如：行動(dòng)電話，個(gè)人衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(gps)等，皆為stn產(chǎn)品的使用范疇。 1.2.4 cstn lcd（color super twist nematic liquid crystal display） 在 stn的基礎(chǔ)上加上一層color fillter，可實(shí)現(xiàn)256 色，4k 色，65k 色，262k等多種色彩顯示，應(yīng)用與數(shù)碼產(chǎn)品，行動(dòng)電話等產(chǎn)品。 1.2.5 tft lcd （thin film transistor liquid crystal display） 主動(dòng)式顯示器，全彩化等

4、優(yōu)點(diǎn)，因此在各類顯示器材上得到了廣泛的應(yīng)用。 1.3 行列驅(qū)動(dòng)器，控制器，電源部分基本上是集成電路（ic），筆端產(chǎn)品基本是控制器與驅(qū)動(dòng)器集成在一起，請(qǐng)參考典型ic ht1621 ；字符產(chǎn)品控制器與驅(qū)動(dòng)器是分開的，請(qǐng)參考s6a0069與 s6a0065 ，s6a2067 ；點(diǎn)陣產(chǎn)品大部分集成在一起，獨(dú)立的典型控制器請(qǐng)參考t6963，sid13305 等。 1.4 lcm 接口就是lcm的控制 ic 與使用者cpu之間的連接互相傳遞信息(數(shù)據(jù))的方式。cpu通過接口線路傳遞數(shù)據(jù) / 指令到lcm ，lcm也可以通過接口線路傳回給cpu ，lcm的 ic 在接到正確的指令 / 數(shù)據(jù)后會(huì)作出正確的反應(yīng)

5、，顯示cpu 所指定的圖像或字符在 lcd屏上。 lcm接口可以簡(jiǎn)單地分為并行(xing) 口、串行和i2c 總線。并行接口指的是4 位或 8位數(shù)據(jù)線同時(shí)傳輸指令、數(shù)據(jù)的接口方式，一般以8 位為主，像現(xiàn)有的cob 模塊就多為并行接口，字符型的有4 位/8 位兩種并行方式，圖像型的則都是8 位并行口的。8位數(shù)據(jù)線名為db0 、db1 、db7 。 串行口指的是一條數(shù)據(jù)線傳輸指令、數(shù)據(jù)的接口方式， 多用在 cog/tab/cof 方式的模塊上。一條數(shù)據(jù)線通常名為sda 、或 sid。 i2c 總線則是一種獨(dú)特方式的串行口，它是有接口簡(jiǎn)單，易于進(jìn)行主/ 從選擇，可以接線最少4 根的簡(jiǎn)單接線、除開2

6、根電源線 (一正一負(fù) )外，只有23 根線與 cpu連接。 一般 tab產(chǎn)品有并 / 串選擇。 cog 產(chǎn)品可以將ps引出進(jìn)行并 / 串選擇 各自優(yōu)缺點(diǎn)： 類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 并行口 傳遞數(shù)據(jù)速度快 接口線多， 有些 cpu接線不足時(shí)無法使用 串行口 接口線少， cpu易連接 速度稍慢。 i2c 總線 接口線更少 因是 philips的專利 ,ic一般較貴。 2. 按制成分類可分為： cog ，tab ，cof ，cob等。 2.1 cog 是英文 chip on glass 的縮寫，即芯片通過acf （anisotropic conductive film各向異性導(dǎo)電膜）被直接邦定在玻璃上。這

7、種安裝方式可大大減小整個(gè)lcd模塊的體積，又比tab方式更低成本， 且易于大批量生產(chǎn)，適用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品用的lcd ，如：手機(jī)、 pda 、mp3 等便攜式電子產(chǎn)品。這種安裝方式在ic 生產(chǎn)商的推動(dòng)下，是當(dāng)今 ic 與 lcd的主要連接方式。 2.2 tab 是英文 tape automated bonding的縮寫 即各向異性導(dǎo)電膠 (acf)連接方式將封裝形式為tcp （tape carrier package帶載封裝）的ic 用各向異性導(dǎo)電膠分別固定在 lcd上。這種安裝方式可減小lcm 的重量、 體積、安裝方便、 可靠性較好！ 最重要的是可以彎折 2.3 cof 是英文 chip o

8、n film的縮寫 即芯片被直接安裝在柔性pcb上。這種連接方式的集成度較高， 外圍組件可以與ic 一起安裝在柔性pcb上， 隨著 cof 薄膜 （film ）的迅速發(fā)展，目前已可以進(jìn)入大量產(chǎn)階段。這種連接方式可以方便地使代替tab ，又不用太貴的開模費(fèi)用。并且可以做一些cog 無法做到的小面積應(yīng)用領(lǐng)域。 2.4 cob 是英文 chip on board 的縮寫，即芯片被邦定（bonding）在pcb上，這樣可大大地減少模塊體積，同時(shí)在價(jià)格方面也可降低成本。由于ic 制造商在lcd控制及相關(guān)芯片的生產(chǎn)上正在減小qfp （smt型 ic 的一種， 四邊都有腳的那種）封裝的產(chǎn)量，因此，在今后的產(chǎn)

9、品中傳統(tǒng)的smt方式將被逐步取代。 3. cog/tab/cof 模塊的結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)制作方法： 3.1 cog 模塊一般由以下幾個(gè)部分組成：lcd （含偏光片）、ic、acf 、fpc 、硅膠、黑紙，以下逐個(gè)介紹各組成部分： lcd ：同上面介紹 ic：是整個(gè)液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)部分，接收外界提供電源及單片機(jī)（cpu/mcu/mpu）所傳過來的信號(hào)，而產(chǎn)生各種不同驅(qū)動(dòng)波形到segment 線和 common線，從而產(chǎn)生不同的圖案。 acf ：各向異性導(dǎo)電膜，主體為粘膠，在常溫度下上具有輕微粘性，在溫度為22010時(shí)具有很強(qiáng)粘性，使ic 與 lcd玻璃連接在一起，這種粘膠的里面摻雜有導(dǎo)電金球，這種金球

10、只有410m直徑，一旦受到適當(dāng)壓力就會(huì)變扁，甚至被壓裂。如圖示，當(dāng)金球受熱時(shí)，最外層的塑膠會(huì)被熔化掉，ic金引腳（突起）會(huì)壓在金球上，金球又與lcd玻璃的引腳（ ito 線）連在一起，所以電信號(hào)可以從ic 傳往 lcd 。 acf一般分為cog 用（如 ac8501 、ac8304 ），tab用（ac7106 ）。 fpc ：軟性線路板。柔軟，可折疊，可適用于要求輕、折疊、體積小的手機(jī)、無繩電話機(jī)、便攜式機(jī)器、家電（如mp3 ）等上。一般來說， fpc 一端鍍金，另一端鍍金或錫，接觸lcd一端一定要鍍金，以保持良好接觸性能。fpc壓至 lcd一端也是通過acf來實(shí)現(xiàn)的上下導(dǎo)通的。但可以選用金球

11、比較大的ac7106型來壓，因?yàn)閒pc pitch一般 0.2mm ，而ac7106的導(dǎo)電球大小為10m 。 金，鎳合金塑膠絕緣層塑膠球塑膠球金，鎳合金ic上的金突起lcd 的ito引線lcdic硅膠：起絕緣、保護(hù)ito 引線等作用。 黑紙：起保護(hù)ic 不讓紫外光直射ic 的作用。因?yàn)閕c 為半導(dǎo)體其線路部分在紫外光下會(huì)紊亂，從而造成不顯示或全黑屏問題。 3.2 cog 的制作方法：見cog 生產(chǎn)微觀圖 3.3 tab 模塊的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)制造方法 tab模塊一般由以下幾個(gè)部分組成：lcd 、ic（tcp封裝）、黑紙、 tab 膠水。 其中 ic 為 tcp封裝，是一種帶狀的封裝，卷成整卷，像電影

12、膠片一樣，又稱為菲林ic。tab 模塊也是與cog 一樣，通過acf連接的，通常用的acf型號(hào)有 ac7106 。 3.4 cof 模塊的制作方法： 如下圖所示， ic 通過 acf壓到 fpc上，fpc又通過另一種acf壓到 lcd玻璃上。 3.4.1按連接方式分：插pin（裝針）型、導(dǎo)電紙型、導(dǎo)電膠條型、導(dǎo)電膠條與導(dǎo)電紙混合型。 裝針型 導(dǎo)電紙型 導(dǎo)電膠條型 2、 cob 各組成部分的說明： pcb ：printed circuit board的縮寫，“印刷電路板”之意，線路通常用銅，板材基層用纖維板或紙板，在板的金手指或焊盤處鍍金，使不易氧化及保持接觸良好，有單、雙、4層板之分，有不同厚

13、度0.4mm 、0.6mm 、0.8mm 、1.0mm 、1.2mm 、1.6mm等區(qū)分。 ic：通常cob ic 被稱作裸片ic，即從晶圓切割后未經(jīng)其它封裝的裸ic，通過邦定機(jī)用鋁線或金線將ic 與 pcb板連在一起， 然后封上黑膠， 將 ic 與 pcb板固定在一起。其它電子組件：電阻、 電容、 電極、 三極管等通過smt （表面貼裝技術(shù)）連接到 pcb板上，也可以手焊至pcb板上。 導(dǎo)電膠條：作用是上下導(dǎo)電，將lcd與 pcb連通電路，如圖所示，導(dǎo)電膠條上下導(dǎo)通，左右絕緣。 白色塑膠絕緣層黑色導(dǎo)電碳層白色塑膠絕緣層pin：金屬做，導(dǎo)電性能佳，與lcd之間是通過碳或銀漿接觸，并用uv膠加以

14、固定在 lcd玻璃上。 導(dǎo)電紙：又稱斑馬紙或熱壓紙，分碳導(dǎo)電紙和銀導(dǎo)電紙兩種，銀導(dǎo)電紙導(dǎo)電性能更佳。 鐵框：一般用鐵片做成框架后，噴黑漆在鐵框上，也有通過電鍍上漆的，除鐵外，也有用不銹鋼作材料的（例如8001 的鐵框）。有不同厚度0.2 、0.4 、0.5 、0.6 、0.8mm之分 3。按顯示類別可分為：筆段型，字符型，點(diǎn)陣?yán)L圖型： 3.1 筆段型其顯示內(nèi)容由筆劃構(gòu)成或一些特殊的圖形構(gòu)成，如“8”字及一些圖案。 3.2 字符型與圖像型的顯示內(nèi)容都是由點(diǎn)陣組成，所不同的是字符型一般顯示英文、數(shù)字， 顯示的字體為5x7點(diǎn)陣或 5x8點(diǎn)的字， 而圖像型則可顯示相對(duì)任意尺寸大小的字或圖像， 從 ic

15、 內(nèi)部構(gòu)造來說， 字符型 ic 內(nèi)帶字庫（英文， 數(shù)字，日文及常用符號(hào)） ，圖像型則不帶字庫（ t6963 等控制器也帶有字庫除外）而是提供動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，提供給用戶寫圖案數(shù)據(jù)。 4. lcd 專業(yè)術(shù)語解釋 lcd ： liquid crystal display 液晶顯示 lcm ：liquid crystal module 液晶模塊 tn ：twisted nematic 扭曲向列。液晶分子的扭曲取向偏轉(zhuǎn)90 stn ： super twisted nematic 超級(jí)扭曲向列。約180270扭曲向列 fstn ：formulated super twisted nematic 格式化超級(jí)扭曲

16、向列。一層光程補(bǔ)償片加于 stn ，用于單色顯示 tft ：thin film transistor 薄膜晶體管 cob ： chip on board 通過邦定將ic 裸片固定于印刷線路板上 cof ：chip on film (fpc) 將ic 固定于柔性線路板 上 cog ：chip on glass 將芯片固定于玻璃上 backlight ： 背光 lightguide : led: light emitting diode 發(fā)光二極管 el: electro luminescence 電致發(fā)光。 el層由高分子量薄片構(gòu) ic：integrated circuit 集成電路 tcp ： tape carrier