TFTLCM基礎(chǔ)培訓(xùn)課件

1、TFT-LCM基礎(chǔ)培訓(xùn)TFT-LCD的顯示原理，技術(shù)指標(biāo)TFT-LCM的組成BL，TP，F(xiàn)PC的基礎(chǔ)知識TFT-LCM的生產(chǎn)流程TFT-LCM的測試簡介2011-05-05注：本資料根據(jù)公司實(shí)際情況定制，適用于小尺寸TFT液晶模組 第1頁，共46頁。LCD的顯示原理什么是液晶 物質(zhì)有三態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài) 有些物質(zhì)、它們在從固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)的過程中，不是直接從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，而是一種中間狀態(tài)。這些能在一定的溫度范圍內(nèi)兼有液體和晶體的特性的物質(zhì)叫做液晶（Liquid Crystal），又稱為物質(zhì)的第四態(tài)。 液晶最早是奧地利植物學(xué)家萊尼茨爾（F.Reinitzer）于1888 年發(fā)現(xiàn)的。 1889 年

2、，德國物理學(xué)家萊曼（O.Lehmann）將正式它命名為“液態(tài)晶體”。第2頁，共46頁。LCD的顯示原理LC之三態(tài)： a. 固態(tài) (低于 -50)： LC 分子結(jié)合性強(qiáng),無法動作 ！ b. 液晶態(tài) (介于兩者之間)： LC 具有旋光之作用，可改變光行進(jìn)的方向。 c. 液態(tài) (高于 100)： LC 活動力大，外加電場無法控制！ 固體結(jié)晶液晶液體加熱加熱冷卻冷卻第3頁，共46頁。LCD的顯示原理液晶分子的種類Smectic LC層狀液晶Nematic LC向列狀液晶Cholesteric LC 膽甾相液晶第4頁，共46頁。LCD的顯示原理液晶分子的排列并不象晶體結(jié)構(gòu)那樣牢固，容易受到電場，磁場、溫

3、度應(yīng)力以及吸附雜質(zhì)等外部影響。因而容易使其各項(xiàng)光學(xué)特性發(fā)生變化。在施加電場的作用下，液晶分子軸會發(fā)生移動，液晶分子的排列也隨之發(fā)生改變。從而改變其光學(xué)性質(zhì)來達(dá)到顯示的效果。這是液晶做為顯示器的基本原理。第5頁，共46頁。LCD的顯示原理TN型LCD的顯示原理Twist 90液晶分子未加電加電利用液晶的旋光特性調(diào)變穿透光線液晶的旋光特性消失第6頁，共46頁。LCD的顯示原理STN型LCD的顯示原理Twist 270液晶分子Field OFFField ON利用液晶的雙折射特性調(diào)變穿透光線第7頁，共46頁。LCD的顯示原理光 光是一種電磁波，人眼可見的光的波長范圍大致在380 納米至780 納米之

4、間。 第8頁，共46頁。LCD的顯示原理偏振光與偏振方向 通常光是沿直線方式傳播的，光波的振動方向垂直于光的傳播方向。對自然光（如太陽光）來說在垂直光傳播方向的各平面內(nèi)，光波的振動方向隨機(jī)均勻分布的。如果光波振動的方向是沿一個方向，這樣的光線稱為偏振光，這個振動方向稱為偏振方向。偏光片的作用 只允許振動方向與其偏光軸方向一致的光通過。而振動方向與偏光軸垂直的光將被其吸收。偏振光經(jīng)過液晶盒后再經(jīng)過偏光片（稱為檢偏器）射出。第9頁，共46頁。LCD的顯示原理第10頁，共46頁。LCD的顯示原理第11頁，共46頁。LCD的顯示原理TN & STN 電光曲線100%90%10%VnsSTN VsSTN

5、VsTNVnsTNTV第12頁，共46頁。主動矩陣LCD與被動矩陣LCDPM-LCD: TN/STN1.無開關(guān)元件2.沒有操作的像素會受其他 像素寫入電壓的影響3.中低解析度, 低單價產(chǎn)品AM-LCD: 1.以TFT作為像素(pixel)開關(guān)及儲存電容2.適合高分辨率第13頁，共46頁。TFT-LCD的顯示原理第14頁，共46頁。TFT-LCD的顯示原理TFT-LCD的構(gòu)造示意圖（1）第15頁，共46頁。TFT-LCD的顯示原理TFT-LCD的構(gòu)造示意圖（2）第16頁，共46頁。TFT-LCD的顯示原理在LCD模塊部分，驅(qū)動IC的Source控制部分(或是獨(dú)立的Source驅(qū)動IC)負(fù)責(zé)控制數(shù)

6、據(jù)的寫入，由驅(qū)動IC的Gate控制部分 (或是獨(dú)立的Gate 驅(qū)動IC)控制TFT的開/關(guān)，并配合其它原件的動作，即可在顯示器上看到影像。 G1G2G3GmGm-1S1S2S3Sn-1SnSource 線儲存電容Gate 線液晶電容TFT第17頁，共46頁。TFT-LCD的技術(shù)參數(shù)分辨率（解析度） 在TFTLCD中，每一個像素點(diǎn)的顯示，都分為R，G，B三個子像素。一個LCD中像素的總數(shù)，就是這個LCD的分辨率。QQVGA：128160 QCIF：144176 WQVGA: 240400QVGA：240320 QCIF+：176220 HVGA: 320480第18頁，共46頁。TFT-LCD的

7、技術(shù)參數(shù)色彩數(shù) 根據(jù)液晶分子旋轉(zhuǎn)角度的不同，導(dǎo)致不同的透光率，從而產(chǎn)生色彩的不同。黑白：數(shù)據(jù)分為0、14灰階：數(shù)據(jù)分為、灰階：數(shù)據(jù)為灰階：數(shù)據(jù)為色：將分為的形式，：，：，：，所以為：色：，：，：，：，所以為：色：，：，：，：，所以為：色：，表示為：色：，表示為：第19頁，共46頁。TFT-LCD的技術(shù)參數(shù)亮度單位面積上的發(fā)光強(qiáng)度，單位Cd/m2LCD工作在正常工作電壓下，垂直入射測量亮態(tài)（白色）畫面幾點(diǎn)的亮度，其平均值定義為LCD的亮度值 透過率光通過LCD后前的亮度比值，就是LCD的透過率。第20頁，共46頁。TFT-LCD的技術(shù)參數(shù)對比度液晶顯示器工作在正常工作電壓下測量的亮態(tài)亮度與暗態(tài)亮

8、度比值。第21頁，共46頁。TFT-LCD的技術(shù)參數(shù)視角LCD的對比度跟視角（即人眼觀察角度）有關(guān)。對比度隨 觀察角度變化的特性稱之為視角特性。視角特性是由液晶分子的雙折射率特性所決定的，因?yàn)長C呈橢圓狀，具有長軸及短軸不等長的關(guān)系。因此，當(dāng)光進(jìn)入到LC后，便會因?yàn)檫@樣的關(guān)系而造成不同的折射率，進(jìn)而造成不同的視角。 有效視角以時鐘鐘點(diǎn)方位為參考。從觀測角度為3點(diǎn)，6點(diǎn)，9點(diǎn)，12點(diǎn)方向視角的對比度值在標(biāo)準(zhǔn)（最低可接受值）之上的角度，稱為有效視角，分別也稱為右，下，左，上視角最佳視角最佳視角即為畫面發(fā)黑的觀測方向。也即我們公司的視角定義方向。液晶分子反射光入射光第22頁，共46頁。TFT-LCD

9、的技術(shù)參數(shù)響應(yīng)時間響應(yīng)時間包括上升時間和下降時間，從非選電壓跳變到選擇電壓時，顯示器亮度變化到從最大變化量的10變化到90的時間間隔為上升時間tr。從選擇電壓變化到非選擇電壓時，顯示器亮度從最大變化量的10跳變到最大變化量的90的時間間隔為下降時間tf。第23頁，共46頁。TFT-LCD的技術(shù)參數(shù)功耗功耗是LCD工作所消耗的能量，一般在微瓦/平方厘米量級，功耗低是LCD最大的優(yōu)點(diǎn)之一。LCD功耗的大小取決于顯示面積，驅(qū)動電壓及頻率、液晶的電阻率、介電常數(shù)和盒厚等。其中液晶的正電阻率很容易隨液晶被污染而急劇下降。故液晶的妥善保存至關(guān)重要。 3.2”以下的LCD，正常工作時消耗的功耗一般在10mA

10、以下，在待機(jī)狀態(tài)時，不到0.5mA。第24頁，共46頁。TFT-LCD的技術(shù)參數(shù)溫度特性AA區(qū)，VA區(qū)AA區(qū)是TFT-LCD上的像素點(diǎn)所組成的區(qū)域，也即可視區(qū)域，Active AreaVA區(qū)是指組裝至客戶產(chǎn)品后?？捎^測到的LCD區(qū)域。第25頁，共46頁。TFT-LCD的生產(chǎn)商日韓：夏普（SHARP），日立，三洋，三星（SAMSUNG），Lg.philips LCD（LGL）中國臺灣：友達(dá)光電（AUO），奇美電（CMO），中華映管（CPT），瀚宇彩晶 （HANNSTAR)，元太（PVI）中國大陸：京東方（BOE），天馬（TMO）第26頁，共46頁。TFT-LCD驅(qū)動IC廠商日韓瑞薩（RENESA

11、S），三星（SAMSUNG），愛普生（EPSON）中國臺灣奕力（ILITEK），矽創(chuàng)（ST），奇景（HIMAX），旭耀（ORISE），所羅門（SOLOMON ），晶宏（ULTRACHIP），聯(lián)詠（NOVATEK）第27頁，共46頁。TFT-LCM的組成TFT-LCM是薄膜晶體管液晶顯示模組的英文Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display Module的縮寫。其典型結(jié)構(gòu)如下:Liquid Crystal Display Module 第28頁，共46頁。TFT-LCM的組成TFT-LCD是有源矩陣LCD，由其上的IC及FPC組成的電路驅(qū)動觸摸屏(Tou

12、ch Panel,簡稱TP)是一種多層復(fù)合薄膜，能夠接收點(diǎn)觸信號，并反饋至處理器做出相應(yīng)處理。背光源(BackLight,簡稱BL)是提供光源的部件。鐵框的主要作用是固定模組結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)模組可靠性。第29頁，共46頁。觸摸屏電阻式觸摸屏四線電阻式電容式觸摸屏純平觸摸屏第30頁，共46頁。為LCD提供面光源分為串聯(lián)，并聯(lián)背光源第31頁，共46頁。FPC柔性線路板（Flexible Printed Circuit ）分為單層板，雙層板，多層板名詞解釋：金手指，Pitch，MARK點(diǎn)，定位孔金手指一排金黃色的導(dǎo)電焊盤組成，因其表面鍍金而且導(dǎo)電觸片排列如手指狀 Pitch：兩PIN的間距MARK點(diǎn)：對位

13、點(diǎn)，如LCD上的MARK點(diǎn)用于FPC熱壓時的對位，F(xiàn)PC上的MARK點(diǎn)用于SMT的對位定位孔：用于焊接至客戶產(chǎn)品時對位之用，或制做測架時對位用連接方式焊接式，ZIF插入式，Board-Board（板對板）補(bǔ)強(qiáng)板材質(zhì)PI，F(xiàn)R4，鋼片第32頁，共46頁。ACF第33頁，共46頁。COG工藝第34頁，共46頁。FPC熱壓第35頁，共46頁。數(shù)據(jù)接口并口，串口，RGB接口并口：8，9，16，18位數(shù)據(jù)接口CS，RS，WR，RD（I80或稱8080）CS，RS，E，RW（M68或稱6800）DB0DB7： 8位 DB0DB8：9位DB0DB15：16位 DB0DB17：18位串口：三線制，四線制SCL

14、，SDA，CS，RS 四線制SCL，SDA，CS三線制RGB接口（+SPI接口）RGB：HSYNC，VSYNC，DOTCLK，ENABLESPI：SCL，SDA，CS數(shù)據(jù)線：DB0-DB17，R6G6B6第36頁，共46頁。電子元件電阻RSMD電阻封裝1inch=1000mil，1inch=25.4mm英制：0402，0603，0805，1206公制：1005，1608，2012，3216額定功耗0402：1/16W0603：1/10W0805：1/8W1206：1/4W電阻值的標(biāo)示采用科學(xué)記數(shù)法，SMD封裝阻值范圍：0.120Mohm如三位阻值A(chǔ)BC：AB 10C ohm四位阻值：ABCD：

15、ABC 10D ohm例：103：10103=10K 224：22104=220K 3481：348101=3.48K 1501：150101=1.5K 6R8：6.8 R100：0.1第37頁，共46頁。電子元件電容C容值1F=1000mF=106uF=109nF=1012pF材質(zhì)陶瓷電容NPO 、X7R、Z5U、Y5V例如，X5R的意思就是該電容的正常工作溫度為-55C+85C，對應(yīng)的電容容量變化為15%。耐壓同一封裝，容值越大，相對耐壓越低第38頁，共46頁。生產(chǎn)流程1. 元件SMT將元器件SMT至FPC上2. 貼LCD上偏光片，擦試LCD，并烘干，邦定IC第二步第一步第39頁，共46頁。生產(chǎn)流程3. 熱壓FPC，電測4. LCD偏光片下片貼附，點(diǎn)硅膠，風(fēng)干，脫泡，電測第四步第三步第40頁，共46頁。生產(chǎn)流程5.貼遮光膠帶/泡棉，組裝背光源（組裝上鐵框）組裝觸摸屏外觀檢驗(yàn)BL,TP焊接電測第41頁，共46頁。生產(chǎn)流程6. 貼黃色絕緣膠帶于BL,TP焊盤和LCD封口處貼易撕貼，產(chǎn)品條形碼電測外觀檢驗(yàn)包裝出貨根據(jù)要求展開或彎折放入吸塑盤第42頁，共46頁。模組的電測為了檢測LCM是否能正常工作，需要在生產(chǎn)時進(jìn)行必要的LCM測試。我司的LCM測試系統(tǒng)是采用ARM7處理器LP2138組成的硬件系統(tǒng)。測試架接線按照LCM接口與ARM7測試系統(tǒng)的