O que é exibição de COG?

Abstrato
Para projetistas de equipamentos industriais, automotivos e portáteis, módulos de cristal líquido (LCD) Chip-on-Glass (COG)oferecem muitas vantagens em comparação com os módulos LCD tradicionais com um driver de LCD integrado.Este white paper compara os módulos COG aos módulos LCD convencionais, mostrando as principais diferenças entre os dois e explicando por que os módulos COG são mais finos, têm maior confiabilidade, oferecem design flexível e são mais econômicos.

Introdução

•Os LCDs geralmente são fornecidos como módulos LCD que possuem circuitos de driver integrados que simplificam a instalação e melhoram a confiabilidade.No entanto, a adição de circuitos de driver integrados em módulos LCD também resulta em uma série de desvantagens porque:

◇ Aumenta a espessura da tela
◇ Aumenta os custos
◇ Cria maior vulnerabilidade para falhas dos módulos

• Todas essas desvantagens são considerações importantes quando se trata de monitores para equipamentos industriais, automotivos e portáteis.É por isso que os designers nessas áreas devem considerar fortemente o uso de módulos LCD Chip-on-Glass (COG).Os módulos LCD Chip-on-Glass (COG) oferecem um perfil muito fino, maior confiabilidade e um preço razoável.

O conceito chip-on-glass

• Em um módulo de LCD convencional, o driver do LCD é montado em uma PCB na parte traseira do módulo.Isso mais que dobra a espessura geral da tela.A conexão do inversor é feita usando pinos fixos ou conectores de elastômero.Para os conectores, várias ligações são necessárias para cada entrada de drive no LCD. E como os LCDs geralmente requerem muitas entradas de drive (mesmo quando técnicas de drive multiplex são usadas), a qualidade dessas ligações é um fator crítico para determinar a confiabilidade.

• Em comparação, os módulos COG têm o driver LCD montado diretamente em uma borda sobreposta de uma das placas de vidro que compõem o LCD.O módulo resultante é um display integrado, com menos de 3 mm de espessura, com todas as conexões do driver do LCD ao LCD completamente isoladas do ambiente.Com os módulos COG, cada conexão requer apenas uma ligação, o que garante a confiabilidade ideal do módulo.

Uma visão interna da fabricação de chips em vidro

• Produção de Células LCD

◇ Em um módulo COG, uma das duas placas de vidro que compõem o LCD é estendida para dar espaço para que um driver LCD seja montado e conectado.Como nos LCDs convencionais, os padrões de eletrodos ITO (Indium Tin Oxide) são criados na superfície das placas de vidro.Em LCDs COG, esses padrões são estendidos para incluir uma trilha de conector para o driver LCD.Além disso, um conector externo também é usado na borda.

◇ Para uma operação confiável, a resistividade dos trilhos do conector para o driver LCD deve ser menor que a resistividade das conexões ITO usadas em uma célula LCD convencional.Para habilitar a tecnologia de ligação ACF, os drivers LCD são produzidos com saliências douradas nas almofadas de conexão.As conexões entre o driver do LCD e o conector da interface também são feitas por ITO, com pistas largas recomendadas para baixa impedância.As trilhas para o display podem ser de impedância mais alta, mas para um balanceamento ideal, elas devem ter aproximadamente a mesma impedância (todas as linhas, todas as colunas).

Ligação de chip com filme condutivo anisotrópico (ACF)

•Para a fabricação do Chip-on-Glass são necessários três componentes: célula de LCD, driver de LCD e o ACF (meio de conexão), conforme Figura 3.

◇ O ACF consiste em um epóxi (semelhante à cola curável por UV) contendo grânulos condutores elétricos.
◇ As esferas condutoras asseguram o contato entre as protuberâncias douradas do driver do LCD e os condutores ITO no vidro.A cura da cola ACF estabelece a pressão necessária entre o chip e o vidro para garantir uma boa conexão elétrica entre as saliências e os trilhos do vidro. Cerca de 30 grânulos por saliência garantem um contato confiável.
◇ Devido às tensões superficiais da cola nos cordões condutores, não haverá contato horizontalentre as esferas, evitando assim curtos-circuitos entre saliências de ouro vizinhas do driver do LCD.

O COG oferece suporte a muitas opções de design

Outro benefício da tecnologia COG é que ela oferece suporte a uma ampla gama de designs de monitores, com poucas limitações:

• O posicionamento do driver do LCD pode ser em qualquer lado da área de exibição ativa.Isso permite o uso ideal do espaço disponível ao redor da tela (por exemplo, para conectar interruptores).

• Qualquer tipo de tecnologia de cristal líquido pode ser usado:

◇ TN: LCDs que usam a tecnologia Twisted Nematic (TN) produzem pixels e caracteres pretos contra um fundo claro.Ideal para taxas multiplex de até 1:8.
◇ STN: A tecnologia Super Twisted Nematic (STN) é usada para monitores que exigem uma alta taxa de multiplexação. Essa tecnologia fornece um monitor de alto contraste com um amplo ângulo de visão.
◇ ABN: Os monitores com tecnologia Advanced Black Nematic (ABN) fornecem taxas de contraste muito altas com pixels e caracteres pretos verdadeiros, amplos ângulos de visão e apenas um leve desempenho dependente da temperatura e mudança de cor.

• A tecnologia COG permite a cascata de drivers de LCD para aumentar o número de elementos de exibição (pixels).
• Uma das poucas limitações da tecnologia COG é que apenas drivers de LCD com contatos dourados podem ser usados.

Iluminação

O polarizador da tela traseira possui um revestimento refletivo para corresponder ao modo de iluminação necessário:

• Modo reflexivo: um revestimento reflexivo contínuo permite a visualização na luz ambiente
• Modo transmissivo: O polarizador traseiro é deixado claro e o visor deve ser iluminado por trás
• Modo transfletivo: Um revestimento refletivo fino oferece reflexão suficiente para visualização pela luz ambiente e permite que a luz de fundo brilhe, para que a tela possa ser usada em condições de pouca luz.

Para telas de modo transmissivo e transfletivo, os seguintes sistemas de retroiluminação podem ser usados:

• LED: Vários LEDs são montados em uma caixa plana (3 mm a 4 mm de profundidade) que inclui um guia de luz que distribui a luz uniformemente sobre o display.As retroiluminações de LED estão disponíveis em várias cores e produzem uma exibição brilhante quando fornecidas com uma corrente DC baixa.Eles têm uma vida útil muito longa de até 1.000.000 horas.
• Painel EL: Uma folha impregnada de fósforo que fornece iluminação muito uniforme quando fornecida com tensão CA
(normalmente 100 V (RMS) a 600 Hz).Os painéis EL têm um perfil muito fino, mas não são tão brilhantes quanto as luzes de fundo LED e consomem mais corrente.Eles têm uma vida útil típica de 2.000 horas.
• Lâmpada incandescente: Um sistema de iluminação de baixo custo, mas bastante volumoso, pode ser criado usando lâmpadas convencionais.O display deve ser cuidadosamente projetado para evitar iluminação desigual.

Conectores

Os trilhos que levam à borda do vidro permitem que o módulo COG seja conectado a um microcontrolador.Vários métodos podem ser usados ​​para habilitar essa conexão:

• Flexfoil: Fixado diretamente no vidro com colagem hermeticamente fechada.Flexfoil oferece uma solução altamente confiável e flexível
sistema de conexão.
• Pinos fixos: Presos na borda do vidro, fixados com cola condutora e selados com epóxi, os pinos fixos oferecem um método de conexão muito estável e de baixo custo, recomendado para a maioria das aplicações.Os pinos podem ser soldados diretamente a um PCB ou encaixados em um conector de interface adequado.
• Conector colado: Colado diretamente na borda do vidro e protegido por um invólucro plástico, esse tipo de conector oferece uma solução alternativa de baixo custo.

Comparação lado a lado dos métodos de fabricação de módulos de LCD

Comparados aos módulos LCD com um driver de LCD integrado, os módulos COG oferecem grandes benefícios com apenas algumas poucas desvantagens para projetos de equipamentos, conforme mostrado na tabela abaixo:

Comparação lado a lado dos métodos de fabricação de módulos de LCD

Os projetistas de equipamentos industriais, automotivos e portáteis devem considerar fortemente a utilização de módulos LCD COG para suas necessidades de LCD.Os módulos COG são consideravelmente mais finos, mais confiáveis, flexíveis e mais econômicos do que os módulos LCD tradicionais com um driver de LCD integrado.

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