TFTLCM基础培训课件

1、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 第1页，共46页。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（Liquid Crystal），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

2、，德国物理学家莱曼（O.Lehmann）将正式它命名为“液态晶体”。第2页，共46页。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第3页，共46页。LCD的显示原理液晶分子的种类Smectic LC层状液晶Nematic LC向列状液晶Cholesteric LC 胆甾相液晶第4页，共46页。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

3、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。第5页，共46页。LCD的显示原理TN型LCD的显示原理Twist 90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第6页，共46页。LCD的显示原理STN型LCD的显示原理Twist 270液晶分子Field OFFField ON利用液晶的雙折射特性調變穿透光線第7页，共46页。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

4、间。 第8页，共46页。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。第9页，共46页。LCD的显示原理第10页，共46页。LCD的显示原理第11页，共46页。LCD的显示原理TN & STN 电光曲线100%90%10%VnsSTN VsSTN

5、VsTNVnsTNTV第12页，共46页。主动矩阵LCD与被动矩阵LCDPM-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.适合高分辨率第13页，共46页。TFT-LCD的显示原理第14页，共46页。TFT-LCD的显示原理TFT-LCD的构造示意图（1）第15页，共46页。TFT-LCD的显示原理TFT-LCD的构造示意图（2）第16页，共46页。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

6、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。 G1G2G3GmGm-1S1S2S3Sn-1SnSource 线储存电容Gate 线液晶电容TFT第17页，共46页。TFT-LCD的技术参数分辨率（解析度） 在TFTLCD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：128160 QCIF：144176 WQVGA: 240400QVGA：240320 QCIF+：176220 HVGA: 320480第18页，共46页。TFT-LCD的

7、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：第19页，共46页。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。第20页，共46页。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

8、度比值。第21页，共46页。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第22页，共46页。TFT-LCD

9、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。第23页，共46页。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

10、以下，在待机状态时，不到0.5mA。第24页，共46页。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，Active AreaVA区是指组装至客户产品后。可观测到的LCD区域。第25页，共46页。TFT-LCD的生产商日韩：夏普（SHARP），日立，三洋，三星（SAMSUNG），Lg.philips LCD（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）第26页，共46页。TFT-LCD驱动IC厂商日韩瑞萨（RENESA

11、S），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）第27页，共46页。TFT-LCM的组成TFT-LCM是薄膜晶体管液晶显示模组的英文Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display Module的缩写。其典型结构如下:Liquid Crystal Display Module 第28页，共46页。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(Tou

12、ch Panel,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。第29页，共46页。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第30页，共46页。为LCD提供面光源分为串联，并联背光源第31页，共46页。FPC柔性线路板（Flexible Printed Circuit ）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

13、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，钢片第32页，共46页。ACF第33页，共46页。COG工艺第34页，共46页。FPC热压第35页，共46页。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）DB0DB7： 8位 DB0DB8：9位DB0DB15：16位 DB0DB17：18位串口：三线制，四线制SCL

14、，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第36页，共46页。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：0.120Mohm如三位阻值ABC：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页，共46页。电子元件电容C容值1F=1000mF=106uF=109nF=1012pF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-55C+85C，对应的电容容量变化为15%。耐压同一封装，容值越大，相对耐压越低第38页，共46页。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第二步第一步第39页，共46页。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，电测第四步第三步第40页，共46页。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焊接电测第41页，共46页。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第42页，共46页。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。测试架接线按照LCM接口与ARM7测试系统的