1. LCM的基礎知識
液晶顯示模塊是一種將液晶顯示器件、連接件、集成電路、PCB線路板、背光源、結構件裝配在一起的組件.英文名稱叫“LCD Module”,簡稱“LCM”,中文一般稱為“液晶顯示模塊”。實際上它是一種商品化的部件.根據我國有關國家標準的規定:只有不可拆分的一體化部件才稱為“模塊”,可拆分的叫作“組件”。所以規范的叫法應稱為“液晶顯示組件”
LCM的分類:
(1)SMT (2)COB (3)TAB (4)COF
(1)SMT:是英文“Surface mount technology”的縮寫。即表面安裝技術,這是一種較傳統的安裝方式。其優點是可靠性高,缺點是體積大,成本高,限制LCM的小型化。
(2)COB:是英文“Chip On Board”的縮寫。即芯片被邦定(Bonding)在PCB上,由于IC制造商在LCD控制及相關芯片的生產上正在減小QFP(SMT的一種)封裝的產量,因此,在今后的產品中傳統的SMT方式將被逐步取代。
(3)TAB:是英文“Tape Aotomated Bonding”的縮寫。即各向異性導電膠連接方式。將封裝形式為TCP(Tape Carrier Package帶載封裝)的IC用各向異性導電膠分別固定在LCD和PCB上。這種安裝方式可減小LCM的重量、體積、安裝方便、可靠性較好!
(4)COF:是英文“Chip On Film”的縮寫。即芯片被直接安裝在柔性PCB上。這種連接方式的集成度較高,外圍元件可以與IC一起安裝在柔性PCB上,這是一種新興技術,目前已進入試生產階段。
1.液晶顯示模塊按顯示分類:
(1)筆段類 (2)點陣類
這是一種由段型液晶顯示器件與專用的集成電路組裝成一體的功能部件,只能顯示數字和一些標識符號。段型液晶顯示器件大多應用在便攜、袖珍設備上,如BP機、電話機、電子手表、計算器、MP3等;也有用在一些儀器儀表上,如汽車音響、加油機之類。由于這些設備體積較小,所以盡可能不將顯示部分設計成單獨的部件,即使一些應用領域需要單獨的顯示組件,那么也應該使其除具有顯示功能外,還應具有一些信息接收、處理、存儲傳遞等功能,由于它們具有某種通用的、特定的功能而受市場的歡迎。其顯示如圖:
A筆段類的結構:
(1)LED (2) LCD (3)COB
LED是英文light emitting diode(發光二極管)的縮寫,它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料,置于一個有引線的架子上,然后四周用環氧樹脂密封,起到保護內部芯線的作用,所以LED的抗震性能好。發光二極管的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片,在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層,稱為p-n結。在某些半導體材料的PN結中,注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓,少數載流子難以注入,故不發光。這種利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管,通稱LED。:當然在我們行業中一般情況下都將背光源稱之為”LED”.一般情況下客許戶要買LED其實都指整個背光源.如果客戶需要 購買發光二極管時都是稱其為購買LED燈.
一.背光源分類
A:側部背光源:(側部LED) B:底部背光源
(1)側部背光源:(側部LED)
側部背光源:發光源為擺在側邊,導光板采用印刷設計般常用于小尺寸的背光模組,其側邊入射的光源設計,擁有輕量、薄型、窄框化、低耗電的特色,亦為手機、個人數位助理(PDA) 、筆記型電腦的光源,目前亦有大尺寸背光模組采用側光式結構。
側部LED的組成部分:a:導光板 b:反射膜 c:擴散膜 d:遮光膜 e:LED燈f:牙簽板.
側部LED如圖
a:導光板: 導光板其實是用來改變背光源光線光線傳播方向。展現背光亮度的塑膠薄板,多用與LCD顯示方面..
導光板如圖所示 (未切割成型)
(1)導光板的功能:導光板主要功能在于要將背光源入射光.導向LCD液晶顯示屏,用于展現背光源和顯示屏的亮度,同時有透光的亮度和透光均勻度的要求. 光從背光源射出,在導光板里進行傳播,并在網點面發生折射。反射和全反射。部分光被導光板吸收,余下的光穿過導光板,入射到液晶材料,通過控制電路以實現液晶顯示.
(2)導光板的分類:導光板按其形狀分為2大類
A:平板導光板 B:楔形導光板
平板導光板圖片 楔形導光板圖片
①板導光板:從導光板入光處看來,截面為長方形。平板導光板應用廣泛,因為自身厚度均一,在透光均勻度方面表現突出但在亮度方面不及楔形導光板。
②行導光板:從導光板入光處看來一邊為厚一邊為薄形成楔形(三角形)但是因為自身厚度厚薄不一,在透光亮度方面表現突出,但均勻度不如平板導光半.
(3)依制程原理導光板可分為2類
A:絲印類(印刷式) B:非絲印類(非印刷式即開模)
①絲印式導光板是在導光板上用具高反射率且不吸光的材料(TIO2 INO2O3)在導光板底面采用網版印刷印上圓形或多邊形的擴散點,絲印式導光板對光線折射和反射作用較高,網點制作投資小,制作工藝較簡單,網點設計靈活性大,但制程穩定性差,適合與大中型導光板的生產。
②非絲印式導光板(開模)是利用精密模具成型,讓導光板在射出成型中直接在導光板平面形成密布的微小網點。非絲印的技術成型難度較高,投資較大,網點設計加工成型后,不可以更改靈活性不如絲印式式導光板的成型。但是開模式的導光板生產穩定性好,生產效率高,后期工序少,對光線折射效果好,在透光亮度上表現優異,主要應用于小型電子產品方面.需要付開模費。
總結:受LCD產品結構,形狀. 大小用于實現透光亮度和均勻度的透光顯示效果要求以及加工成本等方面的影響,導光板的網點方式也不一樣.
(4)導光板的工作原理: 導光板是利用光學級的壓克力/PC板材,然后用具有極高反射率且不吸光的高科技材料,在光學級的壓克力板材底部用UV網版印刷技術印上導光點。利用光學級壓克力板材吸取從燈發出來的光在光學級壓克力板材表面的停留,當光線射到各個導光點時,反射光會往各個角度擴散,然后破壞反射條件由導光板正面射出。通過各種疏密、大小不一的導光點,可使導光板均勻發光. .
(5) 導光板的選材
A: 光學級亞克力(PMMA) B: PC板材
① 光學級亞克力(PMMA): 亞克力是專指純聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料,而把PMMA板材稱作亞克力板。PMMA具有質輕、價廉,易於成型等優點。可以大批量生產,制程簡單,成本低. 其優點是極佳透明度, 無色透明有機玻璃板材,透光率達92%以上. 壓克力板品種繁多、色彩豐富,并具有極其優異的綜合性能,為設計者提供了多樣化的選擇,壓克力板可以染色,表面可以噴漆、絲印或真空鍍膜 ..無毒 即使與人長期接觸也無害,還有燃燒時產生的氣體不產生有毒氣體.
價格較為便宜.
② PC板材: 聚碳酸酯(PC) PC是一種綜合性能優良的非晶型熱塑性樹脂,具有優異的電絕緣性、延伸性、尺寸穩定性及耐化學腐蝕性,較高的強度、耐熱性和耐寒性;還具有自熄、阻燃、無毒、可著色等優點. 可以染色,表面可以噴漆、絲印或真空鍍膜.價格比PMMA較貴.
b:反射膜:反射自燈管所入射的光并且對光源有散射的效應。
A:類別
(1)金屬反射膜,(2)全電介質反射膜。(3)鋁箔反射膜
(1) 金屬反射膜:缺點是光損大,反射率不可能很高.基本不用
(2) 全電介質反射膜:光學表面上鍍一層折射率高于基體材料的薄膜,就可以增加光學表面的反射率.經常使用.
(3) Dike鋁箔隔熱卷材,又稱阻隔膜、隔熱膜、隔熱箔、拔熱膜、反射膜等。由鋁箔貼面+聚乙烯薄膜+纖維編織物+金屬涂膜通過熱熔膠層壓而成,鋁箔卷材具有隔熱保溫、防水、防潮等功能.基本不用。
反射膜圖片
c:擴散膜:擴散膜是LED組成之一,擴散膜(Diffuser)也有人叫它擴散片, 主要功能就是要讓光線透過擴散涂層產生漫射, 讓光的分布均勻化。 材料需選擇光透過率高的材料如PET/PC/PMMA。
(1) 正面光滑, (上擴散片:).修正光進行的角度反面粗糙。
(2) 反面粗糙 (下擴散片:)將反射光源均勻擴散,遮蓋網點,防止正面出現散射點
擴散膜如圖
d :遮光膜
:所在的部位為燈箱燈管兩側。雖然燈管的外面最后會用鋁材包裹,但如果在這二者之間能再包裹一層就可以達到更好的效果。首先,如果用鍍銀遮光膜遮蓋,燈管沒有射到導光板方向的余光可以集中到中間;再者鋁材邊角的光不會外漏.。要求:亮度好,耐高溫,材料完全不透光。例如:擴散膜圖片2邊的白色部分。
e :LED燈:
(1)支架燈 (2)貼片燈
A:支架燈:
一種底側兩用高效LED燈,其主體是一個內空的殼體,其特征在于:所述殼體是長棱柱體,殼體內設置有發光LED芯片,殼體內填充有激發熒光劑,發光LED芯片的正負極同支架之間通過金絲連接,殼體兩側對稱設置有用于殼體同屏幕實現90°平焊和180°直焊兩種焊接方式的連接件,連接件有兩個平面分別同殼體的側面和底面平行。
支架燈圖片
(1)支架燈可做顏色及正常點亮電壓:
2.0V紅色 3.0V白色 3.0V藍色 3.0V綠色 2.0V黃色(輸入電流15MA) 還包括橙色,琥珀色等.
(2)支架燈的選擇及其優點:
插件燈在整個LED上使用大于0.6CM的發光區域,其優點是成本低,亮度比貼片燈的高,亮度不均勻.
B:貼片燈:
能夠被用SMT技術(就是表面組裝技術其工序包括印刷(或點膠)--> 貼裝 --> (固化) --> 回流焊接******如不理解請參照技術資料+什么叫SMT+)焊接在固定焊盤處的LED(且沒有金屬引腳)發光二極管.
貼片燈
貼片燈的顏色及其需要點亮的電壓:
白色(3.0V) 紅色(2.0V) 翠綠色(3.0) 蘭色(3.0V)
橙色(3.0V)
貼片燈使用于發光區域小于較少的LED.并且在使用時要配套相應的牙簽板,價格比插件燈稍貴.
f :牙簽板:
A基本結構:
(1) 主要是鋁基板,鋁基板是一種獨特的金屬基覆銅板,它具有良好的導熱性,電氣絕緣性和機械加工性。它能夠采用表面貼裝技術(SMT),在電路設計中對熱擴散進行極為有效的處理,降低產品運行溫度,提高產品功率密度和可靠性,延長成品使用壽命:縮小產品體積,降低硬件及裝配成本,取代易碎的陶瓷基板,獲得更好的機械耐久力
(2) 導電層:電路層要求具有很大的載流能力,厚度一般18UM-140UM。
(3) 絕緣層:一般是由環氧玻璃布或特殊的聚合物構成,熱組小粘彈性能優良,具有抗熱老化的能力。
B牙簽板的分類
(1) 雙面牙簽板 (2)單面牙簽板
雙面牙簽板 單面牙簽板
LED被安裝在導光板的左、右兩邊
LED被安裝在導光板的上邊(或下邊)
LED被安裝在導光板的上、下兩邊
2.LCD
A:LCD的顯示模式 TN HTN STN FSTN DFSTN BTN(黑膜)www.tekelai.com
TN:Twisted Nematic 扭曲向列。液晶分子的扭曲取向偏轉90。一般用于顯示內容比較少顯示器,比如加油機、汽車音響、出租車計價器、電話機、空調遙控器等等。視角范圍比較窄。
HTN:向列型液晶分子被夾在兩塊透明玻璃之間,在兩層玻璃之間,液晶分子的取向偏轉110~130度。這種類型LCD的特點是對比度高、功耗低、驅動電壓低、動態驅動性能不夠好,但視角比TN型的要寬。
STN:STN是Super Twisted Nematic。是功耗小 具有省電的最大優勢,視角比TN和HTN都要寬。有比較寬的顯示視角范圍,顯示容量最高可以達到640x480像素,一般帶有黃綠或藍紫等顏色,也可以做成灰白色
FSTN:FSTN(格式化超扭曲向列型)。FSTN型LCD是STN型LCD的一種,與普通STN的主要區別在于使用的偏光片不同。FSTN型LCD除了可以具有普通STN型LCD的動態驅動性能良好及視角寬以外,可以實現黑白顯示,且具有較好的對比度。
DSTN:DSTN(double-layersuper-twistednematic即雙層STN。
DFSTN:DFSTN有雙補償膜。
B:正向顯示(通常簡稱:正顯)
所謂正顯就是當該點關顯示時,該點是透明的,當該點開顯示時,該點是渾濁不透明的。這類顯示模式通常是顯示內容都小于背景,因此這種模式主要應用于光線比較強的環境,并且有助于提高對比度,特別是反射的顯示類型。
常見的一個例子是,在一個較大的背景上顯示一個英文字符。英文字符上的每個點或筆段會吸收光線(呈黑色),背景(更大的區域)會反射光線以增強顯示字符效果。以下是幾種常見的顯示模式與透光方式搭配的顯示效果。
TN: 黑色字符,灰色背景
STN-黃綠: 藍紫/黑色字符,黃綠背景
STN-銀灰: 藍紫/黑色字符,灰色背景
FSTN: 黑色字符,白色或灰色背景
:
正顯 白底黑字 如圖www.tekelai.com
負向顯示(通常簡稱:負顯)
所謂負顯就是當該點關顯示時,該點渾濁不透明的,當該點開顯示時,該點是透明的。
既然顯示內容通常小于背景,這類模式中可以反光并能顯示字符的部分盡可能做到最小。
因此這類模式通常用在有背光以及光線比較弱的環境。
通過使用背光,因為當該象素點被點亮時,可以通過該點看到背光,看起來就象該透明的段會“發光”。就算有較強的光線也不會減弱背光的光線。
以下是幾種常見的顯示模式與透光方式搭配的顯示效果。(假設使用以下顏色的背光):
TN: 黃綠字符,淺灰色背景 (黃綠背光)
STN ("藍膜-負顯"):黃綠字符,淺藍色背景 (黃綠背光)
FSTN: 白色字符,黑色背景(白色背光)
負顯:黑底白字 如圖:www.tekelai.com
C: 透光方式
每片LCD都有兩片偏光片,上偏光片及下偏光片,具體選用哪種偏光片由字符顏色及背景顏色來決定。上偏光片通常是全透的,用戶不可選的。而下偏光片有三種選擇,下面列出這三種方式:
反射型
反射型LCD下偏光片是不透明的,包括一個擴散的反射面,就象刷上一層鋁。這個反射面將透過LCD的光線再反射回去。反射型LCD要有光線才能看到。這類LCD通常亮度高,對比度高,視角寬,特別適合用于電池供電的、光線足夠的設備。反射型LCD不能使用背光,但有些場合也可以在上偏光附近放光源
全透型
全透型LCD上下偏光片都是清晰透明的。因此它們依靠背后透過的光源才看到清。
半透型
半透型LCD的下偏光片是半透明的,它可以反射部分的光線,并能透過下偏光片背后的光源。正如它的名字一樣,它包含了全透型及反射型這種兩透光方式。光線好的時候,可關掉背光源;光線差時,可點亮背光源。 www.tekelai.com