COG Display چیست؟

خلاصه
برای طراحان تجهیزات صنعتی، خودرویی و قابل حمل، ماژول‌های نمایشگر کریستال مایع (LCD) Chip-on-Glass (COG)در مقایسه با ماژول های LCD سنتی با درایور LCD بسته بندی شده، مزایای زیادی را ارائه می دهد.این مقاله سفید ماژول‌های COG را با ماژول‌های LCD معمولی مقایسه می‌کند، تفاوت‌های کلیدی بین این دو را نشان می‌دهد، و توضیح می‌دهد که چرا ماژول‌های COG نازک‌تر هستند، قابلیت اطمینان بیشتری دارند، طراحی انعطاف‌پذیری ارائه می‌دهند و مقرون به صرفه‌تر هستند.

معرفی

•LCD ها اغلب به عنوان ماژول های LCD عرضه می شوند که دارای مدارهای درایور داخلی هستند که نصب را ساده می کند و قابلیت اطمینان را بهبود می بخشد.با این حال، افزودن مدارهای درایور بسته بندی شده در ماژول های LCD نیز منجر به تعدادی از معایب می شود زیرا:

◇ ضخامت نمایشگر را افزایش می دهد
◇ هزینه ها را افزایش می دهد
◇ آسیب پذیری بیشتری برای خرابی ماژول ها ایجاد می کند

• همه این معایب در مورد نمایشگرهای تجهیزات صنعتی، خودرویی و قابل حمل، ملاحظات مهمی هستند.به همین دلیل است که طراحان در این زمینه ها باید به شدت استفاده از ماژول های LCD Chip-on-Glass (COG) را در نظر بگیرند.ماژول‌های LCD چیپ روی شیشه (COG) مشخصات بسیار نازکی، قابلیت اطمینان بالا و قیمت مناسب را ارائه می‌دهند.

مفهوم چیپ روی شیشه

• در یک ماژول LCD معمولی، درایور LCD بر روی PCB در پشت ماژول نصب می شود.این ضخامت کلی نمایشگر را بیش از دو برابر می کند.اتصال درایو با استفاده از پین های ثابت یا اتصالات الاستومری انجام می شود.برای کانکتورها، چندین پیوند برای هر ورودی درایو به LCD مورد نیاز است. و از آنجایی که LCDها به طور کلی به ورودی های درایو زیادی نیاز دارند (حتی زمانی که از تکنیک های درایو مالتی پلکس استفاده می شود)، کیفیت این پیوندها عامل مهمی در تعیین قابلیت اطمینان است.

• در مقایسه، ماژول‌های COG دارای درایور LCD هستند که مستقیماً روی لبه‌های همپوشانی یکی از صفحات شیشه‌ای که LCD را تشکیل می‌دهند، نصب شده است.ماژول به دست آمده یک صفحه نمایش یکپارچه با ضخامت کمتر از 3 میلی متر است که تمام اتصالات از درایور LCD به LCD کاملاً از محیط جدا شده است.با ماژول های COG، هر اتصال فقط به یک اتصال نیاز دارد که اطمینان بهینه ماژول را تضمین می کند.

نگاهی از درون به تولید تراشه روی شیشه

• تولید سلول ال سی دی

◇ در یک ماژول COG، یکی از دو صفحه شیشه‌ای که LCD را تشکیل می‌دهند گسترش می‌یابد تا جایی برای نصب و اتصال درایور LCD ایجاد شود.همانند ال سی دی های معمولی، الگوهای الکترود ITO (ایندیوم قلع اکسید) روی سطح صفحات شیشه ای ایجاد می شود.در LCD های COG، این الگوها به گونه ای گسترش می یابند که یک مسیر اتصال برای درایور LCD را شامل می شود.علاوه بر این، یک رابط خارجی نیز در لبه استفاده می شود.

◇ برای عملکرد مطمئن، مقاومت مسیرهای اتصال به درایور LCD باید کمتر از مقاومت اتصالات ITO مورد استفاده در یک سلول LCD معمولی باشد.برای فعال کردن فناوری اتصال ACF، درایورهای LCD با برجستگی‌های طلایی روی پدهای اتصال تولید می‌شوند.اتصالات بین درایور LCD و کانکتور رابط نیز توسط ITO شکل می‌گیرد و مسیرهای عریض برای امپدانس کم توصیه می‌شود.مسیرهای نمایشگر می توانند امپدانس بالاتری داشته باشند، اما برای تعادل ایده آل، باید تقریباً امپدانس یکسانی داشته باشند (همه سطرها، همه ستون ها).

پیوند تراشه با فیلم رسانای ناهمسانگرد (ACF)

•برای تولید تراشه روی شیشه، سه جزء مورد نیاز است: سلول LCD، درایور LCD و ACF (رسانه اتصال)، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است..

◇ ACF از یک اپوکسی (شبیه به چسب قابل درمان با اشعه ماوراء بنفش) حاوی دانه‌های هادی الکتریکی تشکیل شده است.
◇ مهره های هادی تماس بین برجستگی های طلایی درایور LCD و هادی های ITO روی شیشه را تضمین می کند.سخت شدن چسب ACF فشار لازم را بین تراشه و شیشه ایجاد می کند تا از اتصال الکتریکی خوب بین برجستگی ها و مسیرهای روی شیشه اطمینان حاصل شود. تقریباً 30 مهره در هر ضربه، تماس قابل اعتماد را تضمین می کند.
◇ به دلیل کشش سطحی چسب بر روی مهره های هادی، تماس افقی وجود نخواهد داشت.بین مهره ها، در نتیجه از اتصال کوتاه بین برجستگی های طلایی مجاور درایور LCD جلوگیری می شود.

COG از بسیاری از گزینه های طراحی پشتیبانی می کند

یکی دیگر از مزایای فناوری COG این است که از طیف گسترده ای از طرح های نمایشگر پشتیبانی می کند، با محدودیت های کمی:

• قرار دادن درایور LCD می تواند در هر طرف ناحیه نمایش فعال باشد.این امکان استفاده بهینه از فضای موجود در اطراف نمایشگر را فراهم می کند (مثلاً برای اتصال سوئیچ ها).

• می توان از هر نوع تکنولوژی کریستال مایع استفاده کرد:

◇ TN: ال سی دی های با استفاده از فناوری Twisted Nematic (TN) پیکسل ها و کاراکترهای سیاه را در یک پس زمینه واضح تولید می کنند.ایده آل برای نرخ های مالتی پلکس تا 1:8.
◇ STN: فناوری Super Twisted Nematic (STN) برای نمایشگرهایی که به نرخ مالتی پلکس بالایی نیاز دارند استفاده می شود. این فناوری صفحه نمایشی با کنتراست بالا با زاویه دید وسیع ارائه می دهد.
◇ ABN: نمایشگرهایی با فناوری پیشرفته سیاه نماتیک (ABN) نسبت کنتراست بسیار بالایی را با پیکسل‌ها و کاراکترهای سیاه واقعی، زوایای دید وسیع و فقط عملکرد جزئی وابسته به دما و تغییر رنگ ارائه می‌کنند.

• فناوری COG به درایورهای LCD اجازه می دهد تا تعداد عناصر نمایشگر (پیکسل) را بزرگتر کند.
• یکی از معدود محدودیت های فناوری COG این است که فقط می توان از درایورهای LCD با کنتاکت های طلایی استفاده کرد.

روشنایی

پلاریزه کننده نمایشگر پشتی دارای یک پوشش بازتابنده برای مطابقت با حالت روشنایی مورد نیاز است:

• حالت انعکاسی: یک پوشش بازتابنده پیوسته امکان مشاهده در نور محیط را فراهم می کند
• حالت انتقالی: قطبش عقب روشن باقی می ماند و صفحه نمایش باید از پشت روشن شود
• حالت Transflective: یک پوشش بازتابنده نازک انعکاس کافی را برای مشاهده توسط نور محیط ارائه می دهد و به نور پس زمینه اجازه می دهد تا از طریق آن بدرخشد، بنابراین صفحه نمایش می تواند در شرایط کم نور استفاده شود.

برای نمایشگرهای حالت انتقالی و انتقالی، می توان از سیستم های نور پس زمینه زیر استفاده کرد:

• LED: چندین LED در یک جعبه مسطح (3 میلی متر تا عمق 4 میلی متر) نصب شده اند که شامل یک راهنمای نور است که نور را به طور یکنواخت روی نمایشگر پخش می کند.نور پس‌زمینه‌های LED در رنگ‌های زیادی موجود هستند و هنگامی که با جریان DC کم عرضه می‌شوند، نمایشگر روشنی ایجاد می‌کنند.آنها طول عمر بسیار طولانی تا 1000000 ساعت دارند.
• پانل EL: ورق آغشته به فسفر که با ولتاژ AC روشنایی بسیار یکنواخت را فراهم می کند.
(معمولا 100 ولت (RMS) در 600 هرتز).پانل های EL دارای مشخصات بسیار نازکی هستند اما به روشنایی نور پس زمینه LED نیستند و جریان بیشتری را جذب می کنند.طول عمر معمولی آنها 2000 ساعت است.
• لامپ رشته ای: یک سیستم روشنایی کم هزینه اما نسبتاً حجیم را می توان با استفاده از لامپ های معمولی ایجاد کرد.نمایشگر باید با دقت طراحی شود تا از نور ناهموار جلوگیری شود.

اتصال دهنده ها

مسیرهای منتهی به لبه شیشه به ماژول COG اجازه می دهد تا به یک میکروکنترلر متصل شود.برای فعال کردن این اتصال می توان از چندین روش استفاده کرد:

• Flexfoil: مستقیماً روی شیشه با یک چسب مهر و موم شده ثابت می شود.Flexfoil بسیار قابل اعتماد و انعطاف پذیر است
سیستم اتصال
• پین های ثابت: پین های ثابت که به لبه شیشه بسته شده، با چسب رسانا ثابت شده و با اپوکسی مهر و موم شده اند، یک روش اتصال بسیار پایدار و کم هزینه را ارائه می دهند که برای اکثر کاربردها توصیه می شود.پین ها را می توان مستقیماً به PCB لحیم کرد یا به یک رابط رابط مناسب نصب کرد.
• کانکتور با چسب: مستقیماً به لبه شیشه چسبانده شده و توسط یک محفظه پلاستیکی محافظت می شود، این نوع کانکتور یک راه حل جایگزین و کم هزینه ارائه می دهد.

مقایسه کنار هم روش‌های ساخت ماژول‌های LCD

در مقایسه با ماژول‌های LCD با درایور LCD بسته‌بندی‌شده، ماژول‌های COG مزایای عمده‌ای را ارائه می‌کنند که تنها دارای معایب بسیار کمی برای طراحی تجهیزات هستند که در جدول زیر نشان داده شده است:

مقایسه کنار هم روش‌های ساخت ماژول‌های LCD

طراحان تجهیزات صنعتی، خودرویی و قابل حمل باید به شدت از ماژول های COG LCD برای نیازهای LCD خود استفاده کنند.ماژول های COG به طور قابل توجهی نازک تر، قابل اعتماد تر، انعطاف پذیرتر و مقرون به صرفه تر از ماژول های LCD سنتی با درایور LCD بسته بندی شده هستند.

برای ماژول های COG، بهwww.hothmi.com