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什么是(shi)(shi)液(ye)(ye)晶顯(xian)示屏(ping)的(de)(de)封(feng)裝(zhuang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)?無論(lun)是(shi)(shi)手(shou)機(ji)、顯(xian)示器、或者手(shou)持設(she)備、他們的(de)(de)屏(ping)幕(mu)并不(bu)是(shi)(shi)一塊單純的(de)(de)液(ye)(ye)晶玻璃就可以了(le)(le),為了(le)(le)讓屏(ping)幕(mu)“點亮”,需要將(jiang)液(ye)(ye)晶面板(ban)連(lian)接到顯(xian)示驅動(dong)IC、FPC排線。驅動(dong)IC主要是(shi)(shi)控制液(ye)(ye)晶層電壓(ya)從而(er)控制每個像素亮度,FPC是(shi)(shi)顯(xian)示模組和(he)設(she)備主板(ban)的(de)(de)連(lian)接載體,而(er)我們說的(de)(de)封(feng)裝(zhuang)技(ji)(ji)術(shu)(shu),就是(shi)(shi)如何實現液(ye)(ye)晶面板(ban)、驅動(dong)IC、FPC排線的(de)(de)互相連(lian)接,從而(er)點亮液(ye)(ye)晶屏(ping)。封(feng)裝(zhuang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)發展非常迅速(su),COB、COG、COF、COP等(deng)封(feng)裝(zhuang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。不(bu)過,COF和(he)COP因(yin)為屏(ping)占(zhan)比等(deng)優勢(shi),多(duo)數是(shi)(shi)運用在(zai)智能(neng)手(shou)機(ji)市場的(de)(de),在(zai)傳統的(de)(de)工業顯(xian)示領域(yu),主流的(de)(de)還是(shi)(shi)COG技(ji)(ji)術(shu)(shu)。
COG 封(feng)裝技(ji)術英文全稱為(wei)chip on glass,顧名思義,就是玻(bo)璃上(shang)的(de)芯片技(ji)術。它直接通過(guo)各(ge)項(xiang)異性導(dao)電膠(jiao)(ACF)將驅(qu)動IC封(feng)裝在(zai)液(ye)晶(jing)玻(bo)璃上(shang),實(shi)現驅(qu)動IC導(dao)電凸點與液(ye)晶(jing)玻(bo)璃上(shang)的(de)ITO透明導(dao)電焊盤互(hu)連封(feng)裝在(zai)一(yi)起(qi),從而實(shi)現點亮屏幕。
COG封裝技術的簡介
對(dui)于工業顯示(shi)、車載顯示(shi)和便攜式設(she)備的(de)設(she)計者來說,COG封(feng)裝技(ji)術的(de)液晶屏與傳統(tong)封(feng)裝相(xiang)比(bi),具有許多優勢(shi)。本文將對(dui)COG技(ji)術與傳統(tong)封(feng)裝技(ji)術進行比(bi)較,顯示(shi)了兩者之間的(de)主要區別(bie),并解(jie)釋為什么COG顯示(shi)模組更(geng)(geng)薄(bo),具有更(geng)(geng)高的(de)可靠性,為客戶提(ti)供(gong)靈活的(de)設(she)計,并且更(geng)(geng)具成本效(xiao)益。
COG模塊結構圖
液(ye)晶顯示屏通常以液(ye)晶顯示模(mo)塊(kuai)的(de)形式呈(cheng)現,其內(nei)置(zhi)的(de)驅動電(dian)路(lu)(lu)安裝簡易,并具有(you)很高可靠性(xing)。然(ran)而,在液(ye)晶模(mo)塊(kuai)中(zhong)增加(jia)傳(chuan)統封裝的(de)驅動電(dian)路(lu)(lu)也會導致一些(xie)弊端,比如:1>增加(jia)了(le)(le)顯示器的(de)厚度2>提(ti)高了(le)(le)成本3>增加(jia)了(le)(le)液(ye)晶模(mo)塊(kuai)的(de)故障(zhang)率(lv) 。
當(dang)涉及到工業(ye)、汽車和(he)便攜式(shi)設備的顯示(shi)時,所有(you)這(zhe)(zhe)些缺點都是(shi)重(zhong)要(yao)的考慮因素。這(zhe)(zhe)就是(shi)為(wei)什么這(zhe)(zhe)些領(ling)域的設計者應(ying)該強烈考慮使用(yong)COG封裝技(ji)術的液晶模塊(kuai)。COG顯示(shi)模塊(kuai)具有(you)非常薄的外形,較高的可靠性,以及合理(li)的成(cheng)本價(jia)格。
在(zai)傳統的(de)液(ye)(ye)晶(jing)模(mo)塊中,驅(qu)動(dong)IC被安裝(zhuang)在(zai)液(ye)(ye)晶(jing)模(mo)塊后(hou)部的(de)一個PCB上。這(zhe)使顯示屏(ping)的(de)整體厚(hou)度(du)增加了一倍多(duo)。驅(qu)動(dong)IC是用(yong)固(gu)定針腳與PCB連接的(de),由于LCD通常需要許多(duo)驅(qu)動(dong)輸入(即(ji)使使用(yong)了多(duo)路驅(qu)動(dong)技(ji)術),因此這(zhe)些固(gu)定針腳的(de)質量是決定液(ye)(ye)晶(jing)產品可靠性的(de)關鍵因素(su)。而(er)且這(zhe)樣傳統的(de)封(feng)裝(zhuang)方式,驅(qu)動(dong)IC暴露在(zai)空氣(qi)中,受環(huan)境的(de)影響較大。
相比之下,COG顯示(shi)模(mo)塊將驅(qu)動(dong)(dong)IC直接安裝(zhuang)在液晶玻(bo)璃的(de)重疊邊緣上,厚度不到(dao)(dao)3 毫米(mi),從驅(qu)動(dong)(dong)IC到(dao)(dao)液晶顯示(shi)模(mo)塊的(de)所有連(lian)接都(dou)與(yu)環境完全(quan)隔離。有了COG封裝(zhuang)技術,每(mei)個(ge)驅(qu)動(dong)(dong)IC連(lian)接器只需要一個(ge)綁定,這就確保(bao)了模(mo)塊的(de)最佳可(ke)靠性。
COG液晶模組
COG封裝的制造工藝
在(zai)COG顯(xian)示(shi)模塊中(zhong),構成液晶(jing)模組的(de)兩(liang)塊玻璃(li)基板中(zhong)的(de)一塊被延長(chang),以便為驅動IC的(de)安裝(zhuang)(zhuang)和連(lian)接騰出(chu)空(kong)間。與傳(chuan)統封(feng)裝(zhuang)(zhuang)一樣,ITO(氧化銦(yin)錫)電(dian)極圖案被創建在(zai)玻璃(li)基板的(de)表面。在(zai)COG封(feng)裝(zhuang)(zhuang)的(de)顯(xian)示(shi)屏中(zhong),這(zhe)些(xie)電(dian)極圖案被擴展到用于驅動IC的(de)連(lian)接軌道上。
為(wei)了(le)可(ke)靠地運(yun)行,連(lian)接到(dao)(dao)驅(qu)動(dong)IC的(de)(de)連(lian)接器軌道(dao)電(dian)阻(zu)率必須低于液晶單元內使(shi)用(yong)的(de)(de)ITO連(lian)接電(dian)阻(zu)率。為(wei)了(le)實現ACF綁(bang)定技術,驅(qu)動(dong)IC的(de)(de)連(lian)接焊(han)盤(pan)上都(dou)有(you)(you)(you)金(jin)凸點(dian)。驅(qu)動(dong)IC和玻璃基板(ban)之間的(de)(de)連(lian)接也是由ITO形(xing)成的(de)(de),建議使(shi)用(yong)寬軌道(dao)以(yi)(yi)獲得低阻(zu)抗。到(dao)(dao)顯示屏的(de)(de)軌道(dao)可(ke)以(yi)(yi)有(you)(you)(you)更高的(de)(de)阻(zu)抗,但為(wei)了(le)達到(dao)(dao)理想的(de)(de)平衡,它們(men)應該完全是相同的(de)(de)阻(zu)抗(所有(you)(you)(you)行,所有(you)(you)(you)列)。
驅動芯片與ACF的綁定
對于(yu)COG顯示(shi)模塊的組成,需要三個組件(jian),如(ru)圖(tu)所示(shi):液晶面板、驅動IC和ACF(連接介(jie)質)。
COG綁定的剖面圖
ACF由含有(you)導(dao)(dao)電(dian)(dian)粒(li)子的(de)(de)(de)(de)(de)環氧樹(shu)脂(類似于UV紫外固化膠(jiao)水)組成。導(dao)(dao)電(dian)(dian)粒(li)子保(bao)證了驅動IC的(de)(de)(de)(de)(de)金凸(tu)點(dian)和玻璃上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)ITO導(dao)(dao)體之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)接觸。ACF膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)固定在芯(xin)片和液晶玻璃之(zhi)間(jian)建立了必要的(de)(de)(de)(de)(de)壓力(li),以(yi)確保(bao)凸(tu)點(dian)和液晶玻璃上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)軌道之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)良好(hao)電(dian)(dian)氣連(lian)接。由于導(dao)(dao)體珠上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面張力(li),導(dao)(dao)電(dian)(dian)粒(li)子之(zhi)間(jian)不會有(you)水平接觸,從而避(bi)免了驅動IC的(de)(de)(de)(de)(de)相鄰金凸(tu)點(dian)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)短路。
COG支持多種設計方案
COG技術(shu)的(de)另(ling)一個好處是,它支(zhi)持多種設計方案(an),幾乎沒有限制。驅動IC的(de)位置可以放在液(ye)晶顯示區域的(de)任何一側。這樣(yang)可以最佳地利用顯示屏周圍的(de)可用空間(例如,安(an)裝開關)。
任何類型的液晶技術都可以使用(yong):
TN顯示技術(shu):使用(yong)扭曲向列(TN)技術(shu)的(de)(de)液晶(jing)顯示屏在清晰的(de)(de)背(bei)景下產生黑(hei)色的(de)(de)像素(su)和字符(fu)。非常適合于(yu)高達1:8的(de)(de)復用(yong)率(lv)。
STN顯示技術(shu)(shu):超級扭曲向列(STN)技術(shu)(shu)用于需(xu)要高復用率的(de)顯示屏。這種技術(shu)(shu)提供了(le)一個具有寬視角(jiao)的(de)高對比度顯示屏。
ABN顯(xian)示技術(shu):采用AdvancedBlack Nematic(ABN)技術(shu)的(de)顯(xian)示器(qi)具有非常高的(de)對比度,具有真正的(de)黑色像素和(he)字符,視角(jiao)寬廣,只有輕微的(de)隨溫度而(er)變化的(de)性能和(he)色差。
COG技術(shu)允(yun)許(xu)驅(qu)動IC的級聯,以(yi)擴大顯示元素(su)(像素(su))的數(shu)量。COG技術(shu)的少數(shu)限制之(zhi)一,是只能(neng)使用具有金凸點接觸(chu)的驅(qu)動IC。
COG模組的背光系統
COG顯示(shi)模(mo)組的(de)后側顯示(shi)的(de)偏(pian)振片(pian)有一個反射(she)涂層,以配合所(suo)需的(de)照明模(mo)式(shi):
反射模式:連(lian)續的反射涂層允許在(zai)環境光下觀看
透射式(shi)模式(shi):背面的(de)偏(pian)振(zhen)片是透明的(de),顯示屏必須從后面照亮。
半反半透模式:一層薄(bo)薄(bo)的(de)反射涂層為環境(jing)光的(de)觀察提供了足夠的(de)反射,并允許背光照射,因(yin)此(ci)顯示屏可以在(zai)昏暗的(de)條件下(xia)使用。
對于(yu)透(tou)射式和半反(fan)半透(tou)模(mo)式的(de)顯示屏,可(ke)以(yi)使用以(yi)下背光系統(tong):
LED背(bei)光:幾個LED單元被安裝(zhuang)在(zai)一個扁平的(3毫米到4毫米深)盒(he)子(zi)里,其中包括一個可(ke)將(jiang)光線均(jun)勻(yun)地分布在(zai)顯示屏上的導光板(ban)。LED背(bei)光燈有多(duo)種顏色,在(zai)提供低(di)直流(liu)電流(liu)的情(qing)況下可(ke)產(chan)生明亮的顯示效(xiao)果。它們(men)的使用壽命非(fei)常長,可(ke)達100萬小時。
EL面板(ban)(ban):一種磷酸鹽浸漬的板(ban)(ban)材,當(dang)有(you)交流電壓時,能提供非(fei)常均(jun)勻的照(zhao)明(ming)。(通常是100V(RMS),600Hz)。EL面板(ban)(ban)有(you)一個非(fei)常薄的輪廓(kuo),但(dan)沒有(you)LED背光燈那么亮,而且電流更大。它們的使用壽命一般為2000小時。
白熾燈(deng):可以使用傳統的(de)燈(deng)泡創建一(yi)個低成本,但相(xiang)當笨重(zhong)的(de)照明(ming)系統。顯示器(qi)必須(xu)仔細(xi)設計,以避(bi)免不均勻的(de)照明(ming)。
驅動IC的固定方式
液(ye)晶(jing)玻(bo)璃邊緣的軌道與驅動IC之(zhi)間的連接(jie),有幾(ji)種方(fang)法可以實現:
Flexfoil(柔性發(fa)泡劑):驅動IC直接固定(ding)在(zai)玻(bo)璃上,有一(yi)個(ge)密封的粘(zhan)合劑。柔性發(fa)泡劑提供(gong)了(le)一(yi)個(ge)高度可靠(kao)和靈活的連接方式。
引腳固定(ding):引腳夾在玻璃的(de)(de)(de)邊緣(yuan),用(yong)導電(dian)膠固定(ding),用(yong)環氧樹(shu)脂(zhi)密封,固定(ding)引腳提供了一種非常穩定(ding)和低成(cheng)本的(de)(de)(de)連接方法,適合用(yong)于大多數液晶顯示產品的(de)(de)(de)應用(yong)。
膠(jiao)接式連接器:直接粘在玻璃(li)的(de)邊緣,并有(you)塑料外殼保(bao)護,這種類型的(de)連接方式提供了一個低成本的(de)解決(jue)方案(an)。
醫療設(she)備(bei)(bei)、車載顯(xian)(xian)示(shi)和(he)便(bian)攜式(shi)設(she)備(bei)(bei)等工業顯(xian)(xian)示(shi)領域的(de)設(she)計者,應該著重考(kao)慮使(shi)用COG封裝技術的(de)液晶(jing)模組來滿足他(ta)們(men)的(de)顯(xian)(xian)示(shi)需求(qiu)。COG顯(xian)(xian)示(shi)模組比傳統封裝方式(shi)的(de)液晶(jing)顯(xian)(xian)示(shi)產(chan)品更薄,更可靠,更靈活,更有成本(ben)效益。