Wat is COG-weergave?

Abstract
Voor ontwerpers van industriële, automobiel- en draagbare apparatuur, Chip-on-Glass (COG) LCD-modules (liquid crystal display)bieden veel voordelen in vergelijking met traditionele LCD-modules met een verpakte LCD-driver.Deze whitepaper vergelijkt COG-modules met conventionele LCD-modules, toont de belangrijkste verschillen tussen de twee en legt uit waarom COG-modules dunner zijn, een grotere betrouwbaarheid hebben, een flexibel ontwerp bieden en kosteneffectiever zijn.

Invoering

•LCD's worden vaak geleverd als LCD-modules met een ingebouwd drivercircuit dat de installatie vereenvoudigt en de betrouwbaarheid verbetert.De toevoeging van verpakte stuurcircuits in LCD-modules heeft echter ook een aantal nadelen, omdat het:

◇ Verhoogt de dikte van het scherm
◇ Verhoogt de kosten
◇ Creëert een grotere kwetsbaarheid voor storingen van de modules

• Al deze nadelen zijn belangrijke overwegingen als het gaat om displays voor industriële, auto- en draagbare apparatuur.Daarom zouden ontwerpers op deze gebieden sterk moeten overwegen om Chip-on-Glass (COG) LCD-modules te gebruiken.Chip-on-Glass (COG) LCD-modules bieden een zeer dun profiel, verbeterde betrouwbaarheid en een redelijke prijs.

Het Chip-on-Glas-concept

• Bij een conventionele LCD-module is de LCD-driver gemonteerd op een printplaat aan de achterzijde van de module.Dit verdubbelt de totale dikte van het scherm meer dan.De aandrijfverbinding wordt gemaakt met behulp van vaste pennen of elastomeer connectoren.Voor de connectoren zijn verschillende verbindingen vereist voor elke drive-ingang naar het LCD-scherm. En omdat LCD's over het algemeen veel drive-ingangen vereisen (zelfs wanneer multiplex-aandrijftechnieken worden gebruikt), is de kwaliteit van deze verbindingen een kritieke factor bij het bepalen van de betrouwbaarheid.

• Ter vergelijking: bij COG-modules is de LCD-driver direct gemonteerd op een overlappende rand van een van de glasplaten waaruit de LCD bestaat.De resulterende module is een geïntegreerd scherm, minder dan 3 mm dik, waarbij alle verbindingen van de LCD-driver naar de LCD volledig geïsoleerd zijn van de omgeving.Bij COG-modules heeft elke verbinding slechts één verbinding nodig, wat zorgt voor een optimale betrouwbaarheid van de module.

Een kijkje achter de schermen bij Chip-on-Glass Manufacturing

• Productie van LCD-cellen

◇ In een COG-module wordt een van de twee glasplaten waaruit het LCD-scherm bestaat, verlengd om ruimte te maken voor een LCD-driver die kan worden gemonteerd en aangesloten.Net als bij conventionele LCD's worden ITO-elektrodepatronen (Indium Tin Oxide) gecreëerd op het oppervlak van de glasplaten.In COG LCD's worden deze patronen uitgebreid met een connectorspoor voor de LCD-driver.Daarnaast wordt aan de rand ook een externe connector gebruikt.

◇ Voor een betrouwbare werking moet de soortelijke weerstand van de connectorsporen naar de LCD-driver lager zijn dan de soortelijke weerstand van de ITO-verbindingen die worden gebruikt in een conventionele LCD-cel.Om ACF-verbindingstechnologie mogelijk te maken, zijn de LCD-drivers geproduceerd met gouden bultjes op de verbindingspads.De verbindingen tussen de LCD-driver en de interfaceconnector worden ook gevormd door ITO, waarbij brede sporen worden aanbevolen voor lage impedantie.De sporen naar het scherm kunnen een hogere impedantie hebben, maar voor een ideale balans moeten ze ongeveer dezelfde impedantie hebben (alle rijen, alle kolommen).

Chipbinding met anisotrope geleidende film (ACF)

•Voor Chip-on-Glass-productie zijn drie componenten vereist: LCD-cel, LCD-driver en de ACF (verbindingsmedia), zoals weergegeven in afbeelding 3.

◇ De ACF bestaat uit een epoxy (vergelijkbaar met UV-uithardende lijm) met daarin elektrische geleiderparels.
◇ De geleiderkralen zorgen voor contact tussen de gouden bultjes van de LCD-driver en de ITO-geleiders op het glas.Het uitharden van de ACF-lijm zorgt voor de nodige druk tussen de chip en het glas om een ​​goede elektrische verbinding tussen de hobbels en de sporen op het glas te verzekeren. Ongeveer 30 parels per hobbel garanderen een betrouwbaar contact.
◇ Door de oppervlaktespanningen van de lijm op de geleiderparels is er geen horizontaal contacttussen de kralen, waardoor kortsluitingen tussen naburige gouden bobbels van de LCD-driver worden vermeden.

COG ondersteunt vele ontwerpopties

Een ander voordeel van COG-technologie is dat het een breed scala aan schermontwerpen ondersteunt, met weinig beperkingen:

• De plaatsing van de LCD-driver kan aan elke kant van het actieve weergavegebied zijn.Hierdoor kan optimaal gebruik worden gemaakt van de beschikbare ruimte rondom het display (bijvoorbeeld om schakelaars te bevestigen).

• Elk type vloeibare kristaltechnologie kan worden gebruikt:

◇ TN: LCD's met Twisted Nematic (TN)-technologie produceren zwarte pixels en tekens tegen een heldere achtergrond.Ideaal voor multiplexsnelheden tot 1:8.
◇ STN: Super Twisted Nematic (STN)-technologie wordt gebruikt voor beeldschermen die een hoge multiplexsnelheid vereisen. Deze technologie biedt een contrastrijk beeldscherm met een brede kijkhoek.
◇ ABN: beeldschermen met Advanced Black Nematic (ABN)-technologie bieden zeer hoge contrastverhoudingen met echt zwarte pixels en tekens, brede kijkhoeken en slechts een geringe temperatuurafhankelijke prestatie en kleurverschuiving.

• COG-technologie maakt cascadering van LCD-drivers mogelijk om het aantal weergave-elementen (pixels) te vergroten.
• Een van de weinige beperkingen van de COG-technologie is dat alleen LCD-drivers met goudkleurige contacten kunnen worden gebruikt.

Verlichting

De polarisator aan de achterkant van het display heeft een reflecterende coating die past bij de vereiste verlichtingsmodus:

• Reflecterende modus: Een continue reflecterende coating maakt kijken in omgevingslicht mogelijk
• Doorlatende modus: de achterpolarisator blijft vrij en het display moet van achteren worden verlicht
• Transflectieve modus: een dunne reflecterende coating biedt voldoende reflectie voor weergave door omgevingslicht en laat achtergrondverlichting door, zodat het scherm kan worden gebruikt in donkere omstandigheden.

Voor weergaven in transmissieve en transflectieve modus kunnen de volgende achtergrondverlichtingssystemen worden gebruikt:

• LED: Meerdere LED's zijn gemonteerd in een platte (3 mm tot 4 mm diepe) doos met een lichtgeleider die het licht gelijkmatig over het display verdeelt.LED-achtergrondverlichting is verkrijgbaar in vele kleuren en produceert een helder scherm wanneer deze wordt geleverd met een lage gelijkstroom.Ze hebben een zeer lange levensduur tot wel 1.000.000 uur.
• EL-paneel: een met fosfor geïmpregneerde plaat die een zeer gelijkmatige verlichting geeft bij voeding met wisselspanning
(typisch 100 V (RMS) bij 600 Hz).EL-panelen hebben een zeer dun profiel, maar zijn niet zo helder als LED-achtergrondverlichting en trekken meer stroom.Ze hebben een typische levensduur van 2.000 uur.
• Gloeilamp: een goedkoop, maar nogal omvangrijk verlichtingssysteem kan worden gemaakt met conventionele gloeilampen.Het display moet zorgvuldig worden ontworpen om ongelijkmatige verlichting te voorkomen.

Connectoren

Via de sporen die naar de rand van het glas leiden, kan de COG-module worden aangesloten op een microcontroller.Er kunnen verschillende methoden worden gebruikt om deze verbinding mogelijk te maken:

• Flexfoil: Direct op het glas bevestigd met een hermetisch afgesloten verbinding.Flexfoil biedt een zeer betrouwbare en flexibele folie
verbinding systeem.
• Vaste pinnen: Geklemd op de rand van het glas, gefixeerd met geleidende lijm en verzegeld met epoxy, bieden vaste pinnen een zeer stabiele en goedkope verbindingsmethode die wordt aanbevolen voor de meeste toepassingen.De pinnen kunnen direct op een printplaat worden gesoldeerd of op een geschikte interfaceconnector worden aangesloten.
• Gelijmde connector: rechtstreeks op de rand van het glas gelijmd en beschermd door een plastic behuizing, biedt dit type connector een alternatieve, goedkope oplossing.

Zij-aan-zij vergelijking van productiemethoden voor LCD-modules

Vergeleken met LCD-modules met een verpakte LCD-driver, bieden COG-modules grote voordelen met slechts zeer weinig nadelen voor apparatuurontwerpen, zoals weergegeven in de onderstaande tabel:

Zij-aan-zij vergelijking van productiemethoden voor LCD-modules

Ontwerpers van industriële, auto- en draagbare apparatuur zouden sterk moeten overwegen om COG LCD-modules te gebruiken voor hun LCD-behoeften.COG-modules zijn aanzienlijk dunner, betrouwbaarder, flexibeler en kosteneffectiever dan traditionele LCD-modules met een verpakte LCD-driver.

Ga voor COG-modules naarwww.hothmi.com