Qual é a estrutura dos displays LCD? Como o LCD é classificado?

1. Introdução ao LCD e LCM
LCD, o nome completo de Liquid Crystal Display, traduzido como display de cristal líquido, é um dispositivo de display ultrafino que usa cristal líquido para controlar a tecnologia de transmissão de luz. Ele tem as vantagens de imagens claras e precisas, espessura fina, peso leve, baixo consumo de energia e nenhuma radiação, e agora existe amplamente na vida diária das pessoas. O LCD é um cristal semelhante a um líquido que é torcido sob a ação de um campo elétrico e combinado com a combinação de ângulo da deflexão do polarizador no vidro para formar um display. Simplificando: é um dispositivo de desempenho fotoelétrico com uma estrutura de sanduíche de vidro.

LCM, o nome completo é Módulo de Display de Cristal Líquido, um módulo de display de cristal líquido é um componente que monta displays de cristal líquido, conectores, circuitos integrados, placas de circuito impresso, retroiluminação e peças estruturais.
LCM é um produto estendido do LCD
LCD mais qualquer objeto básico é LCM
     Como: selagem a quente, IC, luz de fundo, PCB, FPC

2. Classificação de LCD
2.1 Classificação de acordo com o modo de condução da tela LCD
Primeiro de tudo, os displays de cristal líquido LCD podem ser divididos em LCD de matriz passiva e LCD de matriz ativa de acordo com diferentes métodos de controle. O LCD de matriz passiva tem defeitos em brilho, ângulo de visão, velocidade de resposta e qualidade de imagem, mas devido ao seu baixo custo, ele é usado apenas em um pequeno número de displays no momento. O LCD de matriz ativa tem um transistor embutido em cada pixel da tela, o que torna o brilho mais brilhante, a cor mais rica e a área de visualização mais ampla. Ele tem sido amplamente utilizado no mercado.
O LCD de matriz passiva pode ser dividido em TN-LCD, STN-LCD e DSTN-LCD, que são respectivamente traduzidos como LCD nemático torcido, LCD nemático super torcido e LCD nemático super torcido de camada dupla. Eles diferem no ângulo de torção, mas o princípio de funcionamento é aproximadamente o mesmo. A seguir, tomaremos o TN-LCD como exemplo para introduzir o princípio de funcionamento do LCD de matriz passiva.
No painel do display de cristal líquido TN-LCD, há dois polarizadores, que são usados ​​para determinar o valor máximo do fluxo luminoso e a cor produzida; os dois polarizadores são dois grandes substratos de vidro, e os filtros de cor são intercalados entre os dois substratos. , Filme de alinhamento, etc., o filtro de cor é um filtro composto de três cores de vermelho, verde e azul, e é feito em um grande substrato de vidro de acordo com certas regras. Há ranhuras formadas por eletrodos e películas de alinhamento nas camadas intermediárias superior e inferior, e a camada intermediária é preenchida com muitas camadas de moléculas de cristal líquido. As moléculas de cristal líquido próximas à camada intermediária superior são organizadas de acordo com a direção da ranhura superior, e as moléculas de cristal líquido próximas à camada intermediária inferior são organizadas de acordo com a direção da ranhura inferior. dispostas na direção.
Quando a luz é irradiada de cima para baixo, ela primeiro atinge o polarizador superior e, em seguida, a luz que passa pelo polarizador superior entra na ranhura da camada intermediária superior. Quando uma voltagem é aplicada à camada de cristal líquido, as moléculas de cristal líquido mudam seu estado inicial e se tornam um arranjo vertical. maneira, de modo que toda a luz é absorvida pelo polarizador inferior, de modo que a tela do visor fica preta; quando nenhuma voltagem é aplicada à camada de cristal líquido, o cristal líquido mantém seu estado inicial e a luz incidente é torcida 90 graus para que tudo possa passar pelo polarizador inferior, fazendo com que o visor pareça branco.
LCD de matriz ativa também pode ser chamado de TFT-LCD (Thin Film Transistor LCD). A estrutura do display TFT-LCD é aproximadamente a mesma do display TN-LCD. A única diferença é que os eletrodos intercalares no display TFT-LCD são transistores FET, e o eletrodo do intercalar inferior é um eletrodo comum.
O display TFT-LCD adota iluminação "back-through". A luz é irradiada de baixo para cima, primeiramente através da placa polarizadora inferior, e a luz é transmitida por meio de moléculas de cristal líquido. Quando os eletrodos FET são ligados, o estado de arranjo das moléculas de cristal líquido muda, e é exibido na tela de exibição através de sombreamento e transmissão de luz; quando os eletrodos FET são cortados, porque o transistor FET tem um efeito capacitivo e pode manter o estado potencial atual, então as moléculas de cristal líquido manterão o estado de alinhamento alterado até que o eletrodo FET seja ligado novamente.

2.2 Classificação por modo óptico

2.3 Classificar de acordo com o conteúdo exibido
Tela LCD de código de segmento, tela LCD de caracteres, tela LCD de matriz de pontos gráficos

2.3.1. Módulo de display digital de cristal líquido: Este é um componente funcional montado por um display de cristal líquido do tipo campo e um circuito integrado dedicado. Ele só pode exibir alguns números de display fixos e alguns símbolos de identificação. Este tipo de LCD é geralmente feito em TN e HTN, e STN também é usado para altos requisitos (principalmente para aumentar o alcance do ângulo de visão). O número DUTY é geralmente 1/1, 1/2, 1/3, 1/4, 1/8, e o máximo pode ser 1/32.

2.3.2 Módulo de exibição de cristal líquido de matriz de pontos de caracteres: é montado por display de cristal líquido de matriz de pontos de caracteres, drivers de linha e coluna dedicados, controladores e conectores necessários e peças estruturais, e pode exibir números e caracteres ocidentais. Este módulo de matriz de pontos de caracteres em si tem um gerador de caracteres, que tem grande capacidade de exibição e funções ricas. Geralmente, este tipo de módulo pode exibir pelo menos 8 caracteres e 1 linha de caracteres. O arranjo de matriz de pontos deste módulo é composto de grupos de arranjos de matriz de pontos de 5×7, 5×8 ou 5×11 pixels. O LCD é geralmente feito em TN e STN, e o número DUTY é geralmente maior que 1/8.

2.3.3 Módulo LCD de matriz de pontos gráficos: Este módulo é caracterizado por arranjo contínuo e uniforme de pixels de matriz de pontos, e não há lacunas no arranjo de linhas e colunas. Portanto, um gráfico contínuo e completo pode ser exibido. Além de exibir gráficos, caracteres também podem ser exibidos. O LCD geralmente usa STN, e o número DUTY é geralmente acima de 1/16.

2.4 Classificação por modo de cor

Com diferentes ângulos de torção e ângulos de polarização, o LCD terá os seguintes modos de cor
2.4.1 Classificação do tipo TN:
A. Positividade: O que é exibido são caracteres pretos em um fundo branco.
B. Negatividade: O que é exibido é preto e branco
2.4.2 Classificação do tipo STN:
A. Modo amarelo-esverdeado: O modo amarelo-esverdeado é exibido como uma cor de fundo amarelo-esverdeado, e a fonte é exibida em azul e preto.
B. Modo azul: O modo azul é exibido como uma cor de fundo azul e fonte branca.
C. Modo cinza: O modo cinza é exibido como um fundo cinza-branco com fontes azul-escuras.
2.4.3 Classificação do tipo FSTN (FSTN é adicionar uma ou duas camadas de filme de compensação com base em STN para compensar a cor de interferência de STN):
A. Positividade: O que é exibido são caracteres pretos em um fundo branco claro.
B. Negatividade: O que é exibido são caracteres brancos em um fundo azul e preto.

2.5 Classificado de acordo com a forma de entrada da luz

2.5.1 Tipo reflexivo: Ele é exibido refletindo a luz externa; a exibição é altamente dependente da luz externa e não pode ser observada em um ambiente escuro.
2.5.2 Tipo translúcido: Pode usar luz natural e luz de fundo. Quando a luz externa é forte, a luz de fundo pode ser usada. Quando a luz externa é fraca, a luz de fundo pode ser usada.
2.5.3 Tipo totalmente transparente: não depende de luz externa, mas precisa de luz de fundo.

2.6 Tipos de LCM - Classificados a partir do processo (de acordo com a forma de embalagem do CI)
2.6.1 Conexão da tira zebra: Ao usar esse método de conexão, é necessário usar um elemento estrutural para fixar o LCD, a tira adesiva condutora e a placa PCB juntos, porque o espaçamento dos eletrodos pode ser muito pequeno, sendo adequado para produtos com um grande número de canais de acionamento.
2.6.2 Conexão de pino metálico: Fixe o pino de metal no fio externo do LCD, fixe o LCD diretamente no PCB ou insira o LCD no soquete do PCB, a distância entre os pinos de metal é de 2.54 mm, 2.0 mm, 1.8 mm, 1.5 mm, 1.25 mm. As espessuras de vidro aplicáveis ​​são 1.1 mm, 0.7 mm, 0.55 mm.
2.6.3 Conexão de papel zebra (papel prensado a quente): use papel zebra para conectar a placa LCD e PCB. Como a base do filme é macia, é fácil de consertar durante o uso e pode reduzir a espessura da instalação.
2.6.4 TAB (abreviação de Tape Automated Bonding): Ele conecta a fita macia com o circuito de acionamento ao LCD por meio de ACF (Anisotropic Conductive Film). Ele reduz o volume de LCM. É um método de colagem da fita macia com o circuito de acionamento por meio de ACF (Anisotropic Conductive Film) e prensagem a quente sob uma certa temperatura, pressão e tempo para realizar a conexão entre a tela e a placa de circuito de acionamento. um método de processamento. Inclui principalmente quatro processos de pré-carregamento ACF, verificação de alinhamento, prensagem principal e teste.
2.6.5 COB: COB é a abreviação em inglês de Chip On Board. É outro método de processamento de placa de circuito de acionamento LCM.
O processo é colar diretamente o chip nu na posição designada da placa PCB com adesivo, conectar o eletrodo do chip com a almofada correspondente da placa PCB com o fio de alumínio através da máquina de solda e, em seguida, selar o chip e o fio de alumínio com cola preta e solidificar. Desta forma, a conexão elétrica e mecânica entre o chip e os eletrodos da placa de circuito é realizada. O processo inclui sete processos de colagem, cura, soldagem por pressão, teste, selagem, cura e teste. O processo COB adota pequenos chips nus e o equipamento tem alta precisão. É usado para processar placas PCB com mais linhas, lacunas mais finas e requisitos de área menores. Ele é danificado pelo mundo externo e tem alta confiabilidade, mas não pode ser reparado após o dano e só pode ser descartado.
2.6.6 COG: COG é a abreviação em inglês de Chip On Glass. É um método de processamento que conecta diretamente a tela LCD e o circuito IC.
Este processo é colar o chip dedicado LSI-IC dedicado ao LCD na pequena área do fio externo do LCD, soldar os terminais juntos de acordo com os requisitos com o fio de solda de pressão e, em seguida, lançar uma gota de cola de vedação sobre ele. , e o terminal de entrada do IC também é projetado no vidro de chumbo externo do LCD e também é soldado por pressão ao terminal de entrada do chip. Neste momento, o LCD com o chip formou um módulo LCD completo. Basta conectá-lo ao PCB. O processo inclui principalmente sete processos: colocação da tela, colocação do ACF, colocação do chip, inspeção de alinhamento, colagem do chip, vedação da cola e inspeção.
2.6.7 COF: COF é a abreviação em inglês de Chip On Film. É para soldar por pressão o chip de circuito integrado a uma correia de transmissão de filme macio e, em seguida, usar adesivo condutor anisotrópico para conectar a correia de transmissão de filme macio ao fio externo do dispositivo de exibição de cristal líquido. Este método é usado principalmente em sistemas de exibição que exigem um tamanho pequeno.
2.6.8 SMT: SMT é a abreviação em inglês de Surface Mounted Technology. Traduzido como tecnologia de montagem em superfície.
O processo SMT é um dos processos de fabricação da placa de circuito de acionamento de display de cristal líquido (placa PCB). Ele usa o equipamento de montagem para fixar os componentes de montagem (chips, resistores, capacitores, etc.) às posições de pad correspondentes da placa PCB impressas com pasta de solda. É um método de processamento no qual os componentes são soldados na placa PCB por meio de equipamento de refluxo.
O processo inclui cinco processos de serigrafia, colocação, refluxo, limpeza e teste. Devido à influência do tamanho (tamanho do pacote) dos componentes montados (especialmente chips), o número de lacunas entre os pinos do chip e a precisão do equipamento, o processo SMT é adequado para o processamento de placas de PCB de grande área e, como suas juntas de solda são expostas, altamente vulneráveis ​​a danos, mas fáceis de reparar.

2.7 Luz de fundo
O dispositivo de exibição de cristal líquido é um dispositivo de exibição passivo, que não emite luz por si só, mas realiza a exibição modulando a luz externa. Geralmente, a tecnologia de iluminação do display de cristal líquido é dividida em tecnologia de iluminação natural e tecnologia de iluminação de luz de fundo. Atualmente, as fontes de luz de fundo comumente usadas são principalmente:
2.7.1 Tubo emissor de luz semicondutor (LED): O LED é uma luz de fundo comumente usada atualmente e há dois tipos: LED emissor de luz inferior e LED emissor de luz lateral.
2.7.2 Eletroluminescência (EL): O formato da lâmpada é muito fino, o que dificilmente aumenta a espessura do conjunto LCD (geralmente apenas 0.3 MM de espessura). Acionamento CA, a alimentação CA é geralmente de 70~110 V 400 Hz, e pode ser acionada por chips periféricos.
2.7.3 Lâmpada Fluorescente de Cátodo Frio (CCFL): A cor é geralmente branca e o brilho é muito alto. É necessário um drive externo.

2.8 Dividido de acordo com as características de exibição da tela LCD:
2.8.1 Tela de alto brilho: Brilho da tela LCD acima de 500 cd/m2, adequado para dispositivos de exibição que precisam ser visíveis sob luz solar externa.
2.8.2 Tela LCD com ângulo de visão total: Possui características de ângulo de visão total e também alto contraste, saturação de cor e definição dinâmica.
2.8.3 Tela LCD ampla de temperatura: adequado para locais com condições severas de temperatura, a temperatura de trabalho e de armazenamento pode atingir -30 ℃ a +85 ℃, e o limite de alta temperatura de alguns modelos pode atingir 85 ℃.
2.8.4 Tela semi-reflexiva e semitransparente: Possui excelente efeito de exibição para dispositivos de exibição que funcionam sob luz forte e excelente desempenho de leitura em ambientes com pouca luz e pouca iluminação.

2.9 De acordo com o tipo de painel LCD:

2.9.1 Painel de cristal líquido TN: o modo de exibição mais básico e comum, simples de fabricar, alta transmitância e baixo custo.
2.9.2 Painel IPS: excelentes características de ângulo de visão total, definição dinâmica, efeito de reprodução de cores.
2.9.3 Painel de cristal líquido VA: Com suas vantagens de amplo ângulo de visão, alto contraste e sem necessidade de alinhamento por fricção, ele se tornou a primeira escolha para painéis de cristal líquido TFT LCD de grande porte.

2.10 De acordo com o tipo de interface da tela LCD: as interfaces mais comuns são a interface RGB, a interface SPI, a interface MCU, a interface MIPI, a interface LVDS e outras incluem a interface HDMI, a interface TTL, a interface STN, etc.

2.11 De acordo com os campos de aplicação das telas de cristal líquido LCD: exibição de eletrodomésticos, exibição de veículos, exibição comercial, exibição médica, exibição industrial, instrumentação, dispositivos portáteis para ambientes externos e outros campos de exibição.