LCM的基础知识

1、lcm 的基础知识（） lcm是液晶显示器功能模块的简称，其具有可编程控制的显示功能，其主要由显示器（ lcd ），驱动电路，控制电路，升压电源电路，背光电路等组成 1.1 功能模块如下属示： 接口背光驱动电路部分电源电路部分控制器(一般是列驱动器 ( 一般是行驱动器 (一般是显示器1.2 lcd 的类型有tn ，htn ，stn ，cstn ，tft等 1.2.1 tn lcd(twist nematic liquid crystal display) 适用于 static至 1/16 duty 驱动条件之应用，亦即驱动画面不太复杂情况可得良好的对比。 应用如手表、 计算器、 简单的仪表显示

2、、 掌上型电玩、 一般的通信产品 (如：pager 呼叫器 )和汽车音响等。 1.2.2 htn lcd(high twist nematic liquid crystal display) 有较 tn 型产品更宽的驱动范围和更佳的光电特性，一般为 1/8 、1/32duty驱动的产品应用，如电话来电识别器 (caller id)，个人手帐 (data bank) 和要求较宽视野角的汽车音响、儿童游戏机、学习机等。 1.2.3 stn lcd(super twist nematic liquid crystal display) 可在高驱动条件如 1/16 1/240 duty时，仍拥有优秀的

3、光电特性，因此stn产品适用于位图型显示的产品，诸如显示仪表、电子字典，以及要求较高特性的通信类产品，例如：行动电话，个人卫星导航系统(gps)等，皆为stn产品的使用范畴。 1.2.4 cstn lcd（color super twist nematic liquid crystal display） 在 stn的基础上加上一层color fillter，可实现256 色，4k 色，65k 色，262k等多种色彩显示，应用与数码产品，行动电话等产品。 1.2.5 tft lcd （thin film transistor liquid crystal display） 主动式显示器，全彩化等

4、优点，因此在各类显示器材上得到了广泛的应用。 1.3 行列驱动器，控制器，电源部分基本上是集成电路（ic），笔端产品基本是控制器与驱动器集成在一起，请参考典型ic ht1621 ；字符产品控制器与驱动器是分开的，请参考s6a0069与 s6a0065 ，s6a2067 ；点阵产品大部分集成在一起，独立的典型控制器请参考t6963，sid13305 等。 1.4 lcm 接口就是lcm的控制 ic 与使用者cpu之间的连接互相传递信息(数据)的方式。cpu通过接口线路传递数据 / 指令到lcm ，lcm也可以通过接口线路传回给cpu ，lcm的 ic 在接到正确的指令 / 数据后会作出正确的反应

5、，显示cpu 所指定的图像或字符在 lcd屏上。 lcm接口可以简单地分为并行(xing) 口、串行和i2c 总线。并行接口指的是4 位或 8位数据线同时传输指令、数据的接口方式，一般以8 位为主，像现有的cob 模块就多为并行接口，字符型的有4 位/8 位两种并行方式，图像型的则都是8 位并行口的。8位数据线名为db0 、db1 、db7 。 串行口指的是一条数据线传输指令、数据的接口方式， 多用在 cog/tab/cof 方式的模块上。一条数据线通常名为sda 、或 sid。 i2c 总线则是一种独特方式的串行口，它是有接口简单，易于进行主/ 从选择，可以接线最少4 根的简单接线、除开2

6、根电源线 (一正一负 )外，只有23 根线与 cpu连接。 一般 tab产品有并 / 串选择。 cog 产品可以将ps引出进行并 / 串选择 各自优缺点： 类型 优点 缺点 并行口 传递数据速度快 接口线多， 有些 cpu接线不足时无法使用 串行口 接口线少， cpu易连接 速度稍慢。 i2c 总线 接口线更少 因是 philips的专利 ,ic一般较贵。 2. 按制成分类可分为： cog ，tab ，cof ，cob等。 2.1 cog 是英文 chip on glass 的缩写，即芯片通过acf （anisotropic conductive film各向异性导电膜）被直接邦定在玻璃上。这

7、种安装方式可大大减小整个lcd模块的体积，又比tab方式更低成本， 且易于大批量生产，适用于消费类电子产品用的lcd ，如：手机、 pda 、mp3 等便携式电子产品。这种安装方式在ic 生产商的推动下，是当今 ic 与 lcd的主要连接方式。 2.2 tab 是英文 tape automated bonding的缩写 即各向异性导电胶 (acf)连接方式将封装形式为tcp （tape carrier package带载封装）的ic 用各向异性导电胶分别固定在 lcd上。这种安装方式可减小lcm 的重量、 体积、安装方便、 可靠性较好！ 最重要的是可以弯折 2.3 cof 是英文 chip o

8、n film的缩写 即芯片被直接安装在柔性pcb上。这种连接方式的集成度较高， 外围组件可以与ic 一起安装在柔性pcb上， 随着 cof 薄膜 （film ）的迅速发展，目前已可以进入大量产阶段。这种连接方式可以方便地使代替tab ，又不用太贵的开模费用。并且可以做一些cog 无法做到的小面积应用领域。 2.4 cob 是英文 chip on board 的缩写，即芯片被邦定（bonding）在pcb上，这样可大大地减少模块体积，同时在价格方面也可降低成本。由于ic 制造商在lcd控制及相关芯片的生产上正在减小qfp （smt型 ic 的一种， 四边都有脚的那种）封装的产量，因此，在今后的产

9、品中传统的smt方式将被逐步取代。 3. cog/tab/cof 模块的结构与生产制作方法： 3.1 cog 模块一般由以下几个部分组成：lcd （含偏光片）、ic、acf 、fpc 、硅胶、黑纸，以下逐个介绍各组成部分： lcd ：同上面介绍 ic：是整个液晶显示器的驱动部分，接收外界提供电源及单片机（cpu/mcu/mpu）所传过来的信号，而产生各种不同驱动波形到segment 线和 common线，从而产生不同的图案。 acf ：各向异性导电膜，主体为粘胶，在常温度下上具有轻微粘性，在温度为22010时具有很强粘性，使ic 与 lcd玻璃连接在一起，这种粘胶的里面掺杂有导电金球，这种金球

10、只有410m直径，一旦受到适当压力就会变扁，甚至被压裂。如图示，当金球受热时，最外层的塑胶会被熔化掉，ic金引脚（突起）会压在金球上，金球又与lcd玻璃的引脚（ ito 线）连在一起，所以电信号可以从ic 传往 lcd 。 acf一般分为cog 用（如 ac8501 、ac8304 ），tab用（ac7106 ）。 fpc ：软性线路板。柔软，可折叠，可适用于要求轻、折叠、体积小的手机、无绳电话机、便携式机器、家电（如mp3 ）等上。一般来说， fpc 一端镀金，另一端镀金或锡，接触lcd一端一定要镀金，以保持良好接触性能。fpc压至 lcd一端也是通过acf来实现的上下导通的。但可以选用金球

11、比较大的ac7106型来压，因为fpc pitch一般 0.2mm ，而ac7106的导电球大小为10m 。 金，镍合金塑胶绝缘层塑胶球塑胶球金，镍合金ic上的金突起lcd 的ito引线lcdic硅胶：起绝缘、保护ito 引线等作用。 黑纸：起保护ic 不让紫外光直射ic 的作用。因为ic 为半导体其线路部分在紫外光下会紊乱，从而造成不显示或全黑屏问题。 3.2 cog 的制作方法：见cog 生产微观图 3.3 tab 模块的结构及生产制造方法 tab模块一般由以下几个部分组成：lcd 、ic（tcp封装）、黑纸、 tab 胶水。 其中 ic 为 tcp封装，是一种带状的封装，卷成整卷，像电影

12、胶片一样，又称为菲林ic。tab 模块也是与cog 一样，通过acf连接的，通常用的acf型号有 ac7106 。 3.4 cof 模块的制作方法： 如下图所示， ic 通过 acf压到 fpc上，fpc又通过另一种acf压到 lcd玻璃上。 3.4.1按连接方式分：插pin（装针）型、导电纸型、导电胶条型、导电胶条与导电纸混合型。 装针型 导电纸型 导电胶条型 2、 cob 各组成部分的说明： pcb ：printed circuit board的缩写，“印刷电路板”之意，线路通常用铜，板材基层用纤维板或纸板，在板的金手指或焊盘处镀金，使不易氧化及保持接触良好，有单、双、4层板之分，有不同厚

13、度0.4mm 、0.6mm 、0.8mm 、1.0mm 、1.2mm 、1.6mm等区分。 ic：通常cob ic 被称作裸片ic，即从晶圆切割后未经其它封装的裸ic，通过邦定机用铝线或金线将ic 与 pcb板连在一起， 然后封上黑胶， 将 ic 与 pcb板固定在一起。其它电子组件：电阻、 电容、 电极、 三极管等通过smt （表面贴装技术）连接到 pcb板上，也可以手焊至pcb板上。 导电胶条：作用是上下导电，将lcd与 pcb连通电路，如图所示，导电胶条上下导通，左右绝缘。 白色塑胶绝缘层黑色导电碳层白色塑胶绝缘层pin：金属做，导电性能佳，与lcd之间是通过碳或银浆接触，并用uv胶加以

14、固定在 lcd玻璃上。 导电纸：又称斑马纸或热压纸，分碳导电纸和银导电纸两种，银导电纸导电性能更佳。 铁框：一般用铁片做成框架后，喷黑漆在铁框上，也有通过电镀上漆的，除铁外，也有用不锈钢作材料的（例如8001 的铁框）。有不同厚度0.2 、0.4 、0.5 、0.6 、0.8mm之分 3。按显示类别可分为：笔段型，字符型，点阵绘图型： 3.1 笔段型其显示内容由笔划构成或一些特殊的图形构成，如“8”字及一些图案。 3.2 字符型与图像型的显示内容都是由点阵组成，所不同的是字符型一般显示英文、数字， 显示的字体为5x7点阵或 5x8点的字， 而图像型则可显示相对任意尺寸大小的字或图像， 从 ic

15、 内部构造来说， 字符型 ic 内带字库（英文， 数字，日文及常用符号） ，图像型则不带字库（ t6963 等控制器也带有字库除外）而是提供动态存储器，提供给用户写图案数据。 4. lcd 专业术语解释 lcd ： liquid crystal display 液晶显示 lcm ：liquid crystal module 液晶模块 tn ：twisted nematic 扭曲向列。液晶分子的扭曲取向偏转90 stn ： super twisted nematic 超级扭曲向列。约180270扭曲向列 fstn ：formulated super twisted nematic 格式化超级扭曲

16、向列。一层光程补偿片加于 stn ，用于单色显示 tft ：thin film transistor 薄膜晶体管 cob ： chip on board 通过邦定将ic 裸片固定于印刷线路板上 cof ：chip on film (fpc) 将ic 固定于柔性线路板 上 cog ：chip on glass 将芯片固定于玻璃上 backlight ： 背光 lightguide : led: light emitting diode 发光二极管 el: electro luminescence 电致发光。 el层由高分子量薄片构 ic：integrated circuit 集成电路 tcp ： tape carrier