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TFT LCM基础培训 TFT LCD的显示原理 技术指标TFT LCM的组成BL TP FPC的基础知识TFT LCM的生产流程TFT LCM的测试简介2011 05 05注 本资料根据公司实际情况定制 适用于小尺寸TFT液晶模组 LCD的显示原理 什么是液晶物质有三态 固态 液态和气态有些物质 它们在从固态转变成液态的过程中 不是直接从固态变为液态 而是一种中间状态 这些能在一定的温度范围内兼有液体和晶体的特性的物质叫做液晶 LiquidCrystal 又称为物质的第四态 液晶最早是奥地利植物学家莱尼茨尔 F Reinitzer 于1888年发现的 1889年 德国物理学家莱曼 O Lehmann 将正式它命名为 液态晶体 LCD的显示原理 LC之三态 a 固态 低于 50 LC分子结合性强 无法动作 b 液晶态 介于两者之间 LC具有旋光之作用 可改变光行进的方向 c 液态 高于100 LC活动力大 外加电场无法控制 固体结晶 液晶 液体 加热 加热 冷却 冷却 LCD的显示原理 液晶分子的种类 LCD的显示原理 液晶分子的排列并不象晶体结构那样牢固 容易受到电场 磁场 温度应力以及吸附杂质等外部影响 因而容易使其各项光学特性发生变化 在施加电场的作用下 液晶分子轴会发生移动 液晶分子的排列也随之发生改变 从而改变其光学性质来达到显示的效果 这是液晶做为显示器的基本原理 LCD的显示原理 TN型LCD的显示原理 液晶分子 未加电 加电 利用液晶的旋光特性调变穿透光线 液晶的旋光特性消失 LCD的显示原理 STN型LCD的显示原理 液晶分子 FieldOFF 利用液晶的雙折射特性調變穿透光線 LCD的显示原理 光光是一种电磁波 人眼可见的光的波长范围大致在380纳米至780纳米之间 LCD的显示原理 偏振光与偏振方向通常光是沿直线方式传播的 光波的振动方向垂直于光的传播方向 对自然光 如太阳光 来说在垂直光传播方向的各平面内 光波的振动方向随机均匀分布的 如果光波振动的方向是沿一个方向 这样的光线称为偏振光 这个振动方向称为偏振方向 偏光片的作用只允许振动方向与其偏光轴方向一致的光通过 而振动方向与偏光轴垂直的光将被其吸收 偏振光经过液晶盒后再经过偏光片 称为检偏器 射出 LCD的显示原理 LCD的显示原理 LCD的显示原理 TN STN电光曲线 100 90 10 VnsSTN VsSTN VsTN VnsTN T V 主动矩阵LCD与被动矩阵LCD PM LCD TN STN1 无开关元件2 沒有操作的像素会受其他像素写入电压的影响3 中低解析度 低单价产品AM LCD 1 以TFT作为像素 pixel 开关及储存电容2 适合高分辨率 TFT LCD的显示原理 TFT LCD的显示原理 TFT LCD的构造示意图 1 TFT LCD的显示原理 TFT LCD的构造示意图 2 TFT LCD的显示原理 在LCD模块部分 驱动IC的Source控制部分 或是独立的Source驱动IC 负责控制数据的写入 由驱动IC的Gate控制部分 或是独立的Gate驱动IC 控制TFT的开 关 并配合其它原件的动作 即可在显示器上看到影像 TFT LCD的技术参数 分辨率 解析度 在TFT LCD中 每一个像素点的显示 都分为R G B三个子像素 一个LCD中像素的总数 就是这个LCD的分辨率 QQVGA 128 160QCIF 144 176WQVGA 240 400QVGA 240 320QCIF 176 220HVGA 320 480 TFT LCD的技术参数 色彩数根据液晶分子旋转角度的不同 导致不同的透光率 从而产生色彩的不同 黑白 数据分为0 14灰阶 数据分为 灰阶 数据为 灰阶 数据为 色 将 分为 的形式 所以为 色 所以为 色 所以为 色 表示为 色 表示为 TFT LCD的技术参数 亮度单位面积上的发光强度 单位Cd m2LCD工作在正常工作电压下 垂直入射测量亮态 白色 画面几点的亮度 其平均值定义为LCD的亮度值透过率光通过LCD后前的亮度比值 就是LCD的透过率 TFT LCD的技术参数 对比度液晶显示器工作在正常工作电压下测量的亮态亮度与暗态亮度比值 TFT LCD的技术参数 视角LCD的对比度跟视角 即人眼观察角度 有关 对比度随观察角度变化的特性称之为视角特性 视角特性是由液晶分子的双折射率特性所决定的 因为LC呈椭圆状 具有长轴及短轴不等长的关系 因此 当光进入到LC后 便会因为这样的关系而造成不同的折射率 进而造成不同的视角 有效视角以时钟钟点方位为参考 从观测角度为3点 6点 9点 12点方向视角的对比度值在标准 最低可接受值 之上的角度 称为有效视角 分别也称为右 下 左 上视角最佳视角最佳视角即为画面发黑的观测方向 也即我们公司的视角定义方向 液晶分子 反射光 入射光 TFT LCD的技术参数 响应时间响应时间包括上升时间和下降时间 从非选电压跳变到选择电压时 显示器亮度变化到从最大变化量的10 变化到90 的时间间隔为上升时间tr 从选择电压变化到非选择电压时 显示器亮度从最大变化量的10 跳变到最大变化量的90 的时间间隔为下降时间tf TFT LCD的技术参数 功耗功耗是LCD工作所消耗的能量 一般在微瓦 平方厘米量级 功耗低是LCD最大的优点之一 LCD功耗的大小取决于显示面积 驱动电压及频率 液晶的电阻率 介电常数和盒厚等 其中液晶的正电阻率很容易随液晶被污染而急剧下降 故液晶的妥善保存至关重要 3 2 以下的LCD 正常工作时消耗的功耗一般在10mA以下 在待机状态时 不到0 5mA TFT LCD的技术参数 温度特性AA区 VA区AA区是TFT LCD上的像素点所组成的区域 也即可视区域 ActiveAreaVA区是指组装至客户产品后 可观测到的LCD区域 TFT LCD的生产商 日韩 夏普 SHARP 日立 三洋 三星 SAMSUNG Lg philipsLCD LGL 中国台湾 友达光电 AUO 奇美电 CMO 中华映管 CPT 瀚宇彩晶 HANNSTAR 元太 PVI 中国大陆 京东方 BOE 天马 TMO TFT LCD驱动IC厂商 日韩瑞萨 RENESAS 三星 SAMSUNG 爱普生 EPSON 中国台湾奕力 ILITEK 矽创 ST 奇景 HIMAX 旭耀 ORISE 所罗门 SOLOMON 晶宏 ULTRACHIP 联咏 NOVATEK TFT LCM的组成 TFT LCM是薄膜晶体管液晶显示模组的英文ThinFilmTransistor LiquidCrystalDisplayModule的缩写 其典型结构如下 LiquidCrystalDisplayModule TFT LCM的组成 TFT LCD是有源矩阵LCD 由其上的IC及FPC组成的电路驱动触摸屏 TouchPanel 简称TP 是一种多层复合薄膜 能够接收点触信号 并反馈至处理器做出相应处理 背光源 BackLight 简称BL 是提供光源的部件 铁框的主要作用是固定模组结构 增强模组可靠性 触摸屏 电阻式触摸屏四线电阻式电容式触摸屏纯平触摸屏 为LCD提供面光源分为串联 并联 背光源 FPC 柔性线路板 FlexiblePrintedCircuit 分为单层板 双层板 多层板名词解释 金手指 Pitch MARK点 定位孔金手指一排金黄色的导电焊盘组成 因其表面镀金而且导电触片排列如手指状Pitch 两PIN的间距MARK点 对位点 如LCD上的MARK点用于FPC热压时的对位 FPC上的MARK点用于SMT的对位定位孔 用于焊接至客户产品时对位之用 或制做测架时对位用连接方式焊接式 ZIF插入式 Board Board 板对板 补强板材质PI FR4 钢片 ACF COG工艺 FPC热压 数据接口 并口 串口 RGB接口并口 8 9 16 18位数据接口CS RS WR RD I80或称8080 CS RS E RW M68或称6800 DB0 DB7 8位DB0 DB8 9位DB0 DB15 16位DB0 DB17 18位串口 三线制 四线制SCL SDA CS RS四线制SCL SDA CS三线制RGB接口 SPI接口 RGB HSYNC VSYNC DOTCLK ENABLESPI SCL SDA CS数据线 DB0 DB17 R6G6B6 电子元件 电阻RSMD电阻封装1inch 1000mil 1inch 25 4mm英制 0402 0603 0805 1206公制 1005 1608 2012 3216额定功耗0402 1 16W0603 1 10W0805 1 8W1206 1 4W电阻值的标示采用科学记数法 SMD封装阻值范围 0 1 20Mohm如三位阻值ABC AB 10 Cohm四位阻值 ABCD ABC 10 Dohm例 103 10 10 3 10K224 22 10 4 220K3481 348 10 1 3 48K1501 150 10 1 1 5K6R8 6 8R100 0 1 电子元件 电容C容值1F 1000mF 10 6uF 10 9nF 10 12pF材质 陶瓷电容NPO X7R Z5U Y5V例如 X5R的意思就是该电容的正常工作温度为 55 C 85 C 对应的电容容量变化为 15 耐压同一封装 容值越大 相对耐压越低 生产流程 1 元件SMT将元器件SMT至FPC上2 贴LCD上偏光片 擦试LCD 并烘干 邦定IC 第二步 第一步 生产流程 3 热压FPC 电测4 LCD偏光片下片贴附 点硅胶 风干 脱泡 电测 第四步 第三步 生产流程 5 贴遮光胶带 泡棉 组装背光源 组装上铁框 组装触摸屏外观检验BL TP焊接电测 生产流程 6 贴黄色绝缘胶带于BL TP焊盘和LCD封口处贴易撕贴 产品条形码电测外观检验包装出货根据要求展开或弯折放入吸塑盘 模组的电测 为了检测LCM是否能正常工作 需要在生产时进行必要的LCM测试 我司的LCM测试系统是采用ARM7处理器LP2138组成的硬件系统 测试架接线