Qu'est-ce que l'affichage COG ?

Abstrait
Pour les concepteurs d'équipements industriels, automobiles et portables, modules d'affichage à cristaux liquides (LCD) à puce sur verre (COG)offrent de nombreux avantages par rapport aux modules LCD traditionnels avec un pilote LCD intégré.Ce livre blanc compare les modules COG aux modules LCD conventionnels, montrant les principales différences entre les deux et expliquant pourquoi les modules COG sont plus minces, ont une plus grande fiabilité, offrent une conception flexible et sont plus rentables.

Introduction

•Les écrans LCD sont souvent fournis sous forme de modules LCD dotés de circuits de commande intégrés qui simplifient l'installation et améliorent la fiabilité.Cependant, l'ajout de circuits de commande intégrés dans les modules LCD entraîne également un certain nombre d'inconvénients car il :

◇ Augmente l'épaisseur de l'écran
◇ Augmente les coûts
◇ Crée une plus grande vulnérabilité aux défaillances des modules

• Tous ces inconvénients sont des considérations importantes lorsqu'il s'agit d'écrans pour équipements industriels, automobiles et portables.C'est pourquoi les concepteurs dans ces domaines devraient sérieusement envisager d'utiliser des modules LCD Chip-on-Glass (COG).Les modules LCD Chip-on-Glass (COG) offrent un profil très fin, une fiabilité accrue et un prix raisonnable.

Le concept puce sur verre

• Dans un module LCD conventionnel, le pilote LCD est monté sur un circuit imprimé à l'arrière du module.Cela fait plus que doubler l'épaisseur globale de l'écran.La connexion du variateur s'effectue à l'aide de broches fixes ou de connecteurs en élastomère.Pour les connecteurs, plusieurs liaisons sont nécessaires pour chaque entrée d'entraînement vers l'écran LCD. Et comme les écrans LCD nécessitent généralement de nombreuses entrées d'entraînement (même lorsque des techniques d'entraînement multiplex sont utilisées), la qualité de ces liaisons est un facteur critique pour déterminer la fiabilité.

• En comparaison, les modules COG ont le pilote LCD monté directement sur un bord superposé de l'une des plaques de verre qui composent l'écran LCD.Le module résultant est un écran intégré, de moins de 3 mm d'épaisseur, avec toutes les connexions du pilote LCD à l'écran LCD complètement isolées de l'environnement.Avec les modules COG, chaque connexion ne nécessite qu'une seule liaison, ce qui assure une fiabilité optimale du module.

Un regard intérieur sur la fabrication de puces sur verre

• Production de cellules LCD

◇ Dans un module COG, l'une des deux plaques de verre qui composent l'écran LCD est étendue pour faire de la place pour un pilote LCD à monter et à connecter.Comme avec les écrans LCD conventionnels, des motifs d'électrodes ITO (oxyde d'indium et d'étain) sont créés à la surface des plaques de verre.Dans les LCD COG, ces modèles sont étendus pour inclure une piste de connecteur pour le pilote LCD.De plus, un connecteur externe est également utilisé sur le bord.

◇ Pour un fonctionnement fiable, la résistivité des pistes de connexion au pilote LCD doit être inférieure à la résistivité des connexions ITO utilisées dans une cellule LCD conventionnelle.Pour activer la technologie de liaison ACF, les pilotes LCD sont produits avec des bosses dorées sur les plots de connexion.Les connexions entre le pilote LCD et le connecteur d'interface sont également formées par ITO, avec des pistes larges recommandées pour une faible impédance.Les pistes vers l'affichage peuvent être d'impédance plus élevée, mais pour un équilibre idéal, elles doivent avoir à peu près la même impédance (toutes les lignes, toutes les colonnes).

Collage de puces avec film conducteur anisotrope (ACF)

•Pour la fabrication de puces sur verre, trois composants sont nécessaires : la cellule LCD, le pilote LCD et l'ACF (support de connexion), comme illustré à la figure 3.

◇ L'ACF est constitué d'un époxy (similaire à la colle durcissable aux UV) contenant des billes conductrices électriques.
◇ Les perles conductrices assurent le contact entre les bosses dorées du pilote LCD et les conducteurs ITO sur le verre.Le durcissement de la colle ACF établit la pression nécessaire entre la puce et le verre pour assurer une bonne connexion électrique entre les bosses et les pistes sur le verre. Environ 30 billes par bosse garantissent un contact fiable.
◇ En raison des tensions superficielles de la colle sur les perles conductrices, il n'y aura pas de contact horizontalentre les perles, évitant ainsi les courts-circuits entre les bosses dorées voisines du pilote LCD.

COG prend en charge de nombreuses options de conception

Un autre avantage de la technologie COG est qu'elle prend en charge une large gamme de conceptions d'affichage, avec peu de limitations :

• Le pilote LCD peut être placé de n'importe quel côté de la zone d'affichage active.Cela permet une utilisation optimale de l'espace disponible autour de l'écran (par exemple, pour fixer des commutateurs).

• Tout type de technologie à cristaux liquides peut être utilisé :

◇ TN : les écrans LCD utilisant la technologie Twisted Nematic (TN) produisent des pixels et des caractères noirs sur un fond clair.Idéal pour les débits multiplex jusqu'à 1:8.
◇ STN : La technologie Super Twisted Nematic (STN) est utilisée pour les écrans nécessitant un taux de multiplexage élevé. Cette technologie fournit un affichage à contraste élevé avec un angle de vision large.
◇ ABN : les écrans dotés de la technologie Advanced Black Nematic (ABN) offrent des rapports de contraste très élevés avec de vrais pixels et caractères noirs, des angles de vision larges et seulement une légère variation des performances et des couleurs en fonction de la température.

• La technologie COG permet la cascade de pilotes LCD pour augmenter le nombre d'éléments d'affichage (pixels).
• L'une des rares limitations de la technologie COG est que seuls les pilotes LCD avec des contacts dorés peuvent être utilisés.

Éclairage

Le polariseur d'affichage arrière a un revêtement réfléchissant pour correspondre au mode d'éclairage requis :

• Mode réfléchissant : un revêtement réfléchissant continu permet de voir dans la lumière ambiante
• Mode transmissif : le polariseur arrière est laissé libre et l'écran doit être éclairé par l'arrière
• Mode transflectif : un fin revêtement réfléchissant offre une réflexion suffisante pour une visualisation par la lumière ambiante et permet au rétroéclairage de briller, de sorte que l'écran peut être utilisé dans des conditions sombres.

Pour les affichages en mode transmissif et transflectif, les systèmes de rétroéclairage suivants peuvent être utilisés :

• LED : plusieurs LED sont montées dans un boîtier plat (de 3 mm à 4 mm de profondeur) qui comprend un guide de lumière qui distribue la lumière uniformément sur l'écran.Les rétroéclairages à LED sont disponibles dans de nombreuses couleurs et produisent un affichage lumineux lorsqu'ils sont alimentés par un faible courant continu.Ils ont une très longue durée de vie allant jusqu'à 1 000 000 d'heures.
• Panneau EL : une feuille imprégnée de phosphore qui fournit un éclairage très uniforme lorsqu'elle est alimentée en courant alternatif
(typiquement 100 V (RMS) à 600 Hz).Les panneaux EL ont un profil très fin mais ne sont pas aussi brillants que les rétroéclairages LED et consomment plus de courant.Ils ont une durée de vie typique de 2 000 heures.
• Lampe à incandescence : Un système d'éclairage peu coûteux mais assez encombrant peut être créé à l'aide d'ampoules conventionnelles.L'affichage doit être soigneusement conçu pour éviter un éclairage inégal.

Connecteurs

Les pistes menant au bord du verre permettent de connecter le module COG à un microcontrôleur.Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour activer cette connexion :

• Flexfoil : Fixé directement sur le verre avec une liaison hermétique.Flexfoil offre une solution hautement fiable et flexible
système de connexion.
• Broches fixes : Clipsées sur le bord du verre, fixées avec de la colle conductrice et scellées à l'époxy, les broches fixes offrent une méthode de connexion très stable et peu coûteuse qui est recommandée pour la plupart des applications.Les broches peuvent être soudées directement sur un circuit imprimé ou montées sur un connecteur d'interface approprié.
• Connecteur collé : Collé directement sur le chant du verre et protégé par un boîtier plastique, ce type de connecteur offre une solution alternative à moindre coût.

Comparaison côte à côte des méthodes de fabrication de modules LCD

Par rapport aux modules LCD avec un pilote LCD intégré, les modules COG offrent des avantages majeurs avec seulement très peu d'inconvénients pour les conceptions d'équipement, comme indiqué dans le tableau ci-dessous :

Comparaison côte à côte des méthodes de fabrication de modules LCD

Les concepteurs d'équipements industriels, automobiles et portables devraient sérieusement envisager d'utiliser des modules LCD COG pour leurs besoins LCD.Les modules COG sont considérablement plus minces, plus fiables, flexibles et plus économiques que les modules LCD traditionnels avec un pilote LCD intégré.

Pour les modules COG, allez àwww.hotmi.com