Cos'è il display COG?

Astratto
Per i progettisti di apparecchiature industriali, automobilistiche e portatili, moduli display a cristalli liquidi (LCD) Chip-on-Glass (COG)offrono molti vantaggi rispetto ai moduli LCD tradizionali con un driver LCD integrato.Questo white paper confronta i moduli COG con i moduli LCD convenzionali, mostrando le principali differenze tra i due e spiegando perché i moduli COG sono più sottili, hanno una maggiore affidabilità, offrono un design flessibile e sono più convenienti.

introduzione

•Gli LCD sono spesso forniti come moduli LCD dotati di circuiti driver incorporati che semplificano l'installazione e migliorano l'affidabilità.Tuttavia, l'aggiunta di circuiti driver impacchettati nei moduli LCD comporta anche una serie di svantaggi perché:

◇ Aumenta lo spessore del display
◇ Aumenta i costi
◇ Crea maggiore vulnerabilità per guasti dei moduli

• Tutti questi inconvenienti sono considerazioni importanti quando si tratta di display per apparecchiature industriali, automobilistiche e portatili.Ecco perché i progettisti in queste aree dovrebbero prendere in seria considerazione l'utilizzo di moduli LCD Chip-on-Glass (COG).I moduli LCD Chip-on-Glass (COG) offrono un profilo molto sottile, maggiore affidabilità e un prezzo ragionevole.

Il concetto Chip-on-Glass

• In un modulo LCD convenzionale, il driver LCD è montato su un PCB nella parte posteriore del modulo.Questo più che raddoppia lo spessore complessivo del display.Il collegamento dell'azionamento viene effettuato utilizzando perni fissi o connettori in elastomero.Per i connettori, sono necessari diversi collegamenti per ogni ingresso di unità all'LCD. E poiché gli LCD generalmente richiedono molti ingressi di unità (anche quando vengono utilizzate tecniche di unità multiplex), la qualità di questi collegamenti è un fattore critico nel determinare l'affidabilità.

• In confronto, i moduli COG hanno il driver LCD montato direttamente su un bordo sovrapposto di una delle lastre di vetro che compongono l'LCD.Il modulo risultante è un display integrato, di spessore inferiore a 3 mm, con tutte le connessioni dal driver LCD all'LCD completamente isolate dall'ambiente.Con i moduli COG, ogni connessione richiede un solo legame, che garantisce un'affidabilità ottimale del modulo.

Uno sguardo all'interno della produzione di chip su vetro

• Produzione celle LCD

◇ In un modulo COG, una delle due lastre di vetro che compongono l'LCD viene estesa per fare spazio a un driver LCD da montare e collegare.Come con gli LCD convenzionali, sulla superficie delle lastre di vetro vengono creati modelli di elettrodi ITO (Indium Tin Oxide).Negli LCD COG, questi modelli sono estesi per includere una traccia del connettore per il driver LCD.Inoltre, sul bordo viene utilizzato anche un connettore esterno.

◇ Per un funzionamento affidabile, la resistività delle tracce del connettore al driver LCD deve essere inferiore alla resistività delle connessioni ITO utilizzate all'interno di una cella LCD convenzionale.Per abilitare la tecnologia di incollaggio ACF, i driver LCD sono prodotti con protuberanze dorate sui pad di collegamento.Anche le connessioni tra il driver LCD e il connettore di interfaccia sono formate da ITO, con piste larghe consigliate per bassa impedenza.Le tracce del display possono avere un'impedenza maggiore, ma per un bilanciamento ideale dovrebbero avere all'incirca la stessa impedenza (tutte le righe, tutte le colonne).

Chip Bonding con film conduttivo anisotropico (ACF)

•Per la produzione Chip-on-Glass, sono necessari tre componenti: cella LCD, driver LCD e ACF (supporto di connessione), come mostrato nella Figura 3.

◇ L'ACF è costituito da una resina epossidica (simile alla colla polimerizzabile UV) contenente perline conduttrici elettriche.
◇ Le sfere del conduttore assicurano il contatto tra le protuberanze dorate del driver LCD e i conduttori ITO sul vetro.L'indurimento della colla ACF stabilisce la pressione necessaria tra il chip e il vetro per garantire un buon collegamento elettrico tra le protuberanze e le tracce sul vetro. Circa 30 perline per protuberanza garantiscono un contatto affidabile.
◇ A causa delle tensioni superficiali della colla sui cordoni del conduttore, non ci sarà alcun contatto orizzontaletra le sfere, evitando così i cortocircuiti tra le protuberanze d'oro vicine del driver LCD.

COG supporta molte opzioni di progettazione

Un altro vantaggio della tecnologia COG è che supporta un'ampia gamma di design di display, con poche limitazioni:

• Il posizionamento del driver LCD può essere su qualsiasi lato dell'area di visualizzazione attiva.Ciò consente un utilizzo ottimale dello spazio disponibile attorno al display (ad esempio, per collegare gli interruttori).

• È possibile utilizzare qualsiasi tipo di tecnologia a cristalli liquidi:

◇ TN: gli LCD che utilizzano la tecnologia Twisted Nematic (TN) producono pixel e caratteri neri su uno sfondo chiaro.Ideale per velocità multiplex fino a 1:8.
◇ STN: la tecnologia Super Twisted Nematic (STN) viene utilizzata per i display che richiedono un'elevata frequenza multiplex. Questa tecnologia fornisce un display ad alto contrasto con un ampio angolo di visione.
◇ ABN: i display con tecnologia Advanced Black Nematic (ABN) offrono rapporti di contrasto molto elevati con pixel e caratteri in vero nero, ampi angoli di visualizzazione e solo una leggera variazione di colore e prestazioni dipendenti dalla temperatura.

• La tecnologia COG consente di collegare in cascata i driver LCD per aumentare il numero di elementi del display (pixel).
• Una delle poche limitazioni della tecnologia COG è che possono essere utilizzati solo driver LCD con contatti dorati.

Illuminazione

Il polarizzatore del display sul retro ha un rivestimento riflettente per adattarsi alla modalità di illuminazione richiesta:

• Modalità riflettente: un rivestimento riflettente continuo consente la visualizzazione alla luce ambientale
• Modalità trasmissiva: il polarizzatore posteriore viene lasciato libero e il display deve essere illuminato da dietro
• Modalità transflettiva: un sottile rivestimento riflettente offre un riflesso sufficiente per la visualizzazione alla luce ambientale e consente alla retroilluminazione di risplendere, in modo che il display possa essere utilizzato in condizioni di scarsa luminosità.

Per i display in modalità trasmissiva e transflettiva, è possibile utilizzare i seguenti sistemi di retroilluminazione:

• LED: diversi LED sono montati in una scatola piatta (profonda da 3 mm a 4 mm) che include una guida luminosa che distribuisce la luce uniformemente sul display.Le retroilluminazione a LED sono disponibili in molti colori e producono un display luminoso se alimentate con una bassa corrente CC.Hanno una durata molto lunga fino a 1.000.000 di ore.
• Pannello EL: un foglio impregnato di fosforo che fornisce un'illuminazione molto uniforme se alimentato con tensione CA
(tipicamente 100 V (RMS) a 600 Hz).I pannelli EL hanno un profilo molto sottile ma non sono così luminosi come le retroilluminazione a LED e assorbono più corrente.Hanno una durata tipica di 2.000 ore.
• Lampada a incandescenza: è possibile creare un sistema di illuminazione a basso costo, ma piuttosto ingombrante, utilizzando lampadine convenzionali.Il display deve essere progettato con cura per evitare un'illuminazione non uniforme.

Connettori

Le tracce che portano al bordo del vetro consentono di collegare il modulo COG a un microcontrollore.Diversi metodi possono essere utilizzati per abilitare questa connessione:

• Flexfoil: fissato direttamente sul vetro con un legame sigillato ermeticamente.Flexfoil offre un altamente affidabile e flessibile
sistema di connessione.
• Perni fissi: agganciati al bordo del vetro, fissati con colla conduttiva e sigillati con resina epossidica, i perni fissi offrono un metodo di connessione molto stabile ed economico, consigliato per la maggior parte delle applicazioni.I pin possono essere saldati direttamente su un PCB o montati su un connettore di interfaccia adatto.
• Connettore incollato: Incollato direttamente sul bordo del vetro e protetto da un alloggiamento in plastica, questo tipo di connettore offre una soluzione alternativa a basso costo.

Confronto fianco a fianco dei metodi di produzione dei moduli LCD

Rispetto ai moduli LCD con un driver LCD integrato, i moduli COG offrono grandi vantaggi con pochissimi svantaggi per la progettazione delle apparecchiature, come mostrato nella tabella seguente:

Confronto fianco a fianco dei metodi di produzione dei moduli LCD

I progettisti di apparecchiature industriali, automobilistiche e portatili dovrebbero prendere in seria considerazione l'utilizzo di moduli LCD COG per le loro esigenze LCD.I moduli COG sono notevolmente più sottili, più affidabili, flessibili e più convenienti rispetto ai moduli LCD tradizionali con un driver LCD integrato.

Per i moduli COG, vai awww.hothmi.com