LCM特性及功能介紹教材分享

POWERTIP TECH. CORP. DISPLAY DEVICES FOR BETTER ELECTRONIC DESIGN【LCM特性及功能介紹教材】 制定單位: 技術部.產品課版 本: 0 版 制定日期: 2003/3/16 教材編號: DKRJ004核准TOM2003/3/16審核製作王剛2003/3/16LCM特性及功能教材修改履歷表頁次版本修改內容修改日期120LCM特性及功能介紹電子資訊產品因使用者需求輕,薄,短,小,使得平面顯示器逐漸取代陰極射線管.現有的平面顯示器包括電光顯示器(EL),發光二極體顯示器(LED),電漿顯示器(PDP),真空管螢光顯示器(VFD),液晶顯示器(LED)等產品,由于液晶顯示器具有低電壓,低耗電和輕薄的特點,正逐漸取代陰極射線管的市場.液晶顯示器具有如下的特點: 1.重量輕,能以薄形顯示. 2.能以低電壓驅動,消耗電力低. 3.能以全LSI電路驅動. 4.易于彩色化顯示. 5.大容量,高精細顯示內容. 6.可直射型或投射型顯示. 7.耐用年數較長(可靠度較高).因為具有如上的優點,故許多CRT不能應用的場合如:電子計算機及筆記本電腦,車用,航行用及高品味電視等大型顯示處均可見到LCD的身影.所有液晶顯示器的顯示原理都是依靠外場(包括電,光,熱等)作用于初始排列的液晶分子上,依靠液晶分子的偶極矩及各向翼性的特點,使液晶分子的初始排列發生變化,通過液晶顯示器件的外界光被調制,使液晶顯示器件發生明,暗,遮,透,變色等效果,從而達到顯示的目的.對于对于正性TN-LCD，当未加電压到電极时，LCD处于OFF態，光能透过LCD呈白色；当在電极上加上電压LCD处于ON態，液晶分子長軸方向沿電場方向排列，光不能透过LCD，呈黑色。有选擇地在電极上施加電压，就可以顯示出不同的圖案。TN型的液晶顯示器如果顯示屏幕做的越大，其屏幕对比度就会顯得較差，不过藉由STN的改良技术，可以弥補对比度不足的情况 对于STN-LCD，液晶的扭曲角更大，所以对比度更好，視角更寬。STN-LCD是基于双折射原理進行顯示，它的基色一般為黄綠色，字体藍色，成為黄綠色模。当使用紫色偏光片时，基色会變成灰色成為灰模。当使用帶補償膜的偏光片，基色会變成接近白色，此时STN成為黑白模即為FSTN,以上三种模式的偏光片轉90，即變成了藍模，效果会更佳。如果在傳通單色液晶顯示器加上一彩色濾光片（ ）并将单色顯示矩陣之任一像素（pixel）分成三个子像素（sub-pixel），分别通过彩色漉光片顯示紅、綠、藍三原色，再經由三原色比例之調和，也可以顯示出全彩模式的色彩。TFT型的液晶顯示器件复雜，主要的构成包括了熒光管、導光板、偏光板、瀘光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄膜式晶体管等等。首先液晶顯示器必需先利用背光源，也就是光灯管投射出光源，这些光源会先經过一个偏光板然后再經过液晶，这时液晶分子的排列方式而改變穿透液晶的光線角度。然后这些光線接下来还必需經过前方的彩色的瀘光膜与另一块偏光板。因此我們只要改變刺激液晶的電压閥值就可以控制最后出現的光線强度与色彩，并進而能在液晶面板上變化出有不同深浅的顏色組合。依據以上原理,常規的LCM結構如下:1. LCD2. FRAME3. RUBBER OR HEAT SEAL4. PCB5. BACKLIGHT(LED B/L OR EL B/L)6. INTEGRATE CIRCUIT(IC) OR LSI (LARGE SCALE INTEGRATE)7. CR其它組成部分:1. 電容2. 電晶體3. 排針4. 開關5. 發光二極管6. 振蕩器7. 電壓轉換器8. CCFL背光9. 電感10. 連接器11. 二極體12. 焊錫,膠,保護膜,封膠框,熱縮套管,靜電袋,鋁線等.我司目前使用到的LCD依型態可分為以下几類:1. TN.2. HTN3. STN4. FSTN5. Color STN其結構分別如下:TN、HTN、STN的结构： (圖一)FSTN、ECB-Multi-color STN的结构： (圖二)Color STN的结构： (圖三)Frame(Rubber) ZebraLCDPCB COB (圖四)(圖五 ) LCD PIN H/S PCBCOB 圖六 按顯示的方式可分類為; 直視型與投射型 單色顯示與彩色顯示 固定顯示與點陣顯示 正向顯示與負向顯示 字元型與圖元型顯示,節型顯示 有背光顯示與無背光顯示按背光的驅動方式可分為 A,K直接驅動 客戶透過界面另增電源PIN驅動(如15,16PIN驅動或19,20PIN驅動) 客戶模組電源與背光電源共用驅動(如1,2PIN驅動)LCM目前久正的形式有如下几種: COB(CHIP ON BOARD) SMT(Surface Mounting Technology) TCP(Tape Carrier Package) COF(Chip On Film) COG(Chip On Glass) Total Solution 售價COG, COB較便宜 ( package )輕薄短小則以TCP, COF, COG為主信賴性較佳以SMT, COB為主目前Mobil Phone TCP, COF, COG為主 OA, Industry SMT, COB為主 Hand Hold TCP, COF, COG為主 Consumer COG, COB為主 設計上 COG, COF較無空間發揮,因為多為單面設計,其附屬功能靠周邊發揮 TCP, COF, COG則須考慮熱壓能力,目前業界極限45um以上 COB, SMT則須考慮外觀大小,因為IC封裝較大 其他如OLED, CSTN基本上設計上同目前任何一種型態,只是Panel型態改變 OLED目前Tooling不詳,Driver專屬無法共用LCD,軟體可共用 CSTN目前Tooling 200500百萬(TW), 以TCP, COF, COG為主 需瞭解RGB三原色配合,軟體方可掌控以上的類型中,目前東坑久正主要為類型為COB及SMT,其制程分別如下: 一.COB制程1. PCB印錫膏2. CHIP取付3. 流焊4. 檢PCB(修復)5. 清洗6. LSI放置7. 烘烤8. 焊線9. 功能測試10. 封膠11. 烘烤12. 熱壓13. 加工14. 組裝15. 測試16. FQC檢驗17. 包裝18. OQC檢驗二.SMT制程1. PCB印錫2. SMT著裝3. 流焊4. 檢PCB(修復)5. 清洗6. 功能測試7. 熱壓(視實際情況而定是否有該工序)8. 加工9. 組裝10. 測試11. FQC檢驗12. 包裝13. OQC客戶使用模組的方式為: 通過MCU按照LCM生產商提供的界面及指令,寫入程序,控制LCM的Controller IC或是Driver IC,將相應的LCD 驅動電壓加在COM,SEG線上,當加在LCD COM,SEG上的電壓達到LCD的閥值電壓后,LCD即產生偏轉,從而使透過的光線發生改變,以達到顯示目的.按顯示的時序可分為8080(即INTEL時序) 時序及6800(即MOTOROLA時序) 時序.按數據線又可分為并行模式,串行模式.并行模式又可分為1,2,4,8下面分別簡述如下;1. Data mode一般可分1 / 2 / 4 / 8 / 9 / 12.Bit Data Format配合FLM, M, CL1 ,CL2.(圖七) 1 Bits Format (圖八) 4 Bits Format (圖九) 8 Bits Format2. Control mode一般可分 Serial, IC, Parallel 4, Parallel 8, Parallel 16Data Format配合Chip Select, Read, Write, RS, ResetControl Pin(圖十) Serial Control Reference (圖十一) IC Control Reference (圖十二) SERIAL BUS(圖十三) 4 Bit