COG Display คืออะไร?

เชิงนามธรรม
สำหรับนักออกแบบอุตสาหกรรม ยานยนต์ และอุปกรณ์พกพา โมดูลจอแสดงผลคริสตัลเหลว (LCD) แบบชิปออนแก้ว (COG)มีข้อได้เปรียบมากมายเมื่อเทียบกับโมดูล LCD แบบดั้งเดิมที่มีไดรเวอร์ LCD แบบแพ็คเกจเอกสารไวท์เปเปอร์นี้เปรียบเทียบโมดูล COG กับโมดูล LCD ทั่วไป โดยแสดงความแตกต่างที่สำคัญระหว่างโมดูลทั้งสอง และอธิบายว่าเหตุใดโมดูล COG จึงบางกว่า มีความน่าเชื่อถือมากกว่า มีการออกแบบที่ยืดหยุ่น และคุ้มค่ากว่า

การแนะนำ

•จอ LCD มักจะให้มาในรูปแบบโมดูล LCD ซึ่งมีวงจรไดรเวอร์ในตัวซึ่งช่วยลดความยุ่งยากในการติดตั้งและเพิ่มความน่าเชื่อถืออย่างไรก็ตาม การเพิ่มวงจรไดรเวอร์แบบแพ็คเกจในโมดูล LCD ยังส่งผลให้เกิดข้อเสียหลายประการ เนื่องจาก:

◇ เพิ่มความหนาของจอแสดงผล
◇ เพิ่มต้นทุน
◇ สร้างช่องโหว่มากขึ้นสำหรับความล้มเหลวของโมดูล

• ข้อเสียทั้งหมดเหล่านี้เป็นข้อพิจารณาที่สำคัญเมื่อพูดถึงจอภาพสำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม ยานยนต์ และอุปกรณ์พกพานั่นเป็นเหตุผลที่นักออกแบบในพื้นที่เหล่านี้ควรพิจารณาอย่างยิ่งที่จะใช้โมดูล LCD แบบ Chip-on-Glass (COG)โมดูล LCD แบบ Chip-on-Glass (COG) มีโปรไฟล์ที่บางมาก เพิ่มความน่าเชื่อถือ และราคาสมเหตุสมผล

แนวคิด Chip-on-Glass

• ในโมดูล LCD ทั่วไป ไดรเวอร์ LCD จะติดตั้งอยู่บน PCB ที่ด้านหลังของโมดูลซึ่งเพิ่มความหนาโดยรวมของจอแสดงผลมากกว่าสองเท่าการเชื่อมต่อไดรฟ์ทำได้โดยใช้พินแบบตายตัวหรือตัวเชื่อมต่อแบบอีลาสโตเมอร์สำหรับตัวเชื่อมต่อ จำเป็นต้องใช้ตัวเชื่อมหลายตัวสำหรับทุกอินพุตของไดรฟ์ไปยัง LCD และเนื่องจาก LCD โดยทั่วไปต้องการอินพุตของไดรฟ์หลายตัว (แม้ว่าจะใช้เทคนิคไดรฟ์แบบมัลติเพล็กซ์) คุณภาพของตัวเชื่อมเหล่านี้จึงเป็นปัจจัยสำคัญในการพิจารณาความน่าเชื่อถือ

• ในการเปรียบเทียบ โมดูล COG มีไดรเวอร์ LCD ติดตั้งโดยตรงบนขอบที่ซ้อนทับกันของหนึ่งในแผ่นกระจกที่ประกอบกันเป็น LCDโมดูลที่ได้คือจอแสดงผลในตัวที่มีความหนาน้อยกว่า 3 มม. โดยมีการเชื่อมต่อทั้งหมดจากไดรเวอร์ LCD ไปยัง LCD ที่แยกออกจากสภาพแวดล้อมโดยสิ้นเชิงด้วยโมดูล COG การเชื่อมต่อแต่ละครั้งต้องการเพียงหนึ่งพันธะ ซึ่งรับประกันความน่าเชื่อถือสูงสุดของโมดูล

เจาะลึกการผลิตชิปบนกระจก

• การผลิตเซลล์แอลซีดี

◇ ในโมดูล COG แผ่นกระจกหนึ่งในสองแผ่นที่ประกอบกันเป็น LCD จะถูกขยายออกเพื่อให้มีที่ว่างสำหรับติดตั้งและเชื่อมต่อไดรเวอร์ LCDเช่นเดียวกับ LCD ทั่วไป รูปแบบอิเล็กโทรด ITO (อินเดียมทินออกไซด์) จะถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของแผ่นกระจกใน COG LCD รูปแบบเหล่านี้จะขยายเพื่อรวมแทร็กตัวเชื่อมต่อสำหรับไดรเวอร์ LCDนอกจากนี้ยังใช้ขั้วต่อภายนอกที่ขอบ

◇ สำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้ ความต้านทานของตัวเชื่อมต่อที่ติดตามไปยังไดรเวอร์ LCD จะต้องต่ำกว่าความต้านทานของการเชื่อมต่อ ITO ที่ใช้ภายในเซลล์ LCD ทั่วไปเพื่อเปิดใช้งานเทคโนโลยีการเชื่อม ACF ไดรเวอร์ LCD จะถูกผลิตขึ้นด้วยการกระแทกสีทองบนแผ่นเชื่อมต่อการเชื่อมต่อระหว่างไดรเวอร์ LCD และตัวเชื่อมต่ออินเทอร์เฟซนั้นเกิดจาก ITO ด้วย แนะนำให้ใช้แทร็กกว้างสำหรับอิมพีแดนซ์ต่ำแทร็กไปยังจอแสดงผลอาจมีอิมพีแดนซ์สูงกว่า แต่เพื่อความสมดุลที่เหมาะสม แทร็กเหล่านั้นควรมีอิมพีแดนซ์เท่ากันโดยประมาณ (ทุกแถว คอลัมน์ทั้งหมด)

การติดชิปด้วยฟิล์มนำไฟฟ้าแบบแอนไอโซโทรปิก (ACF)

•สำหรับการผลิต Chip-on-Glass จำเป็นต้องมีส่วนประกอบสามส่วน: เซลล์ LCD, ไดรเวอร์ LCD และ ACF (สื่อเชื่อมต่อ) ดังแสดงในรูปที่ 3.

◇ ACF ประกอบด้วยอีพ็อกซี่ (คล้ายกับกาว UV curable) ที่มีเม็ดบีดตัวนำไฟฟ้า
◇ เม็ดตัวนำรับประกันการสัมผัสระหว่างส่วนกระแทกสีทองของไดรเวอร์ LCD และตัวนำ ITO บนกระจกการบ่มกาว ACF จะสร้างแรงกดที่จำเป็นระหว่างชิปและกระจกเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่ดีระหว่างกระแทกและรางบนกระจก ประมาณ 30 เม็ดต่อการกระแทกรับประกันการสัมผัสที่เชื่อถือได้
◇ เนื่องจากแรงตึงผิวของกาวบนเม็ดบีดตัวนำ จะไม่มีการสัมผัสในแนวนอนระหว่างเม็ดบีด ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงการลัดวงจรระหว่างการกระแทกสีทองที่อยู่ใกล้เคียงของไดรเวอร์ LCD

COG รองรับตัวเลือกการออกแบบมากมาย

ข้อดีอีกประการของเทคโนโลยี COG คือรองรับการออกแบบจอแสดงผลที่หลากหลายโดยมีข้อจำกัดเล็กน้อย:

• ตำแหน่งของไดรเวอร์ LCD สามารถอยู่ที่ด้านใดก็ได้ของพื้นที่แสดงผลที่ใช้งานอยู่ซึ่งช่วยให้ใช้พื้นที่ที่มีอยู่รอบๆ จอแสดงผลได้อย่างเหมาะสมที่สุด (เช่น ติดสวิตช์)

• สามารถใช้เทคโนโลยีผลึกเหลวประเภทใดก็ได้:

◇ TN: LCD ที่ใช้เทคโนโลยี Twisted Nematic (TN) สร้างพิกเซลและตัวอักษรสีดำบนพื้นหลังที่ชัดเจนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับอัตรามัลติเพล็กซ์สูงสุด 1:8
◇ STN: เทคโนโลยี Super Twisted Nematic (STN) ใช้สำหรับการแสดงผลที่ต้องการอัตรามัลติเพล็กซ์สูง เทคโนโลยีนี้ให้การแสดงผลที่มีคอนทราสต์สูงพร้อมมุมมองที่กว้าง
◇ ABN: จอแสดงผลที่มีเทคโนโลยี Advanced Black Nematic (ABN) ให้อัตราส่วนคอนทราสต์ที่สูงมากพร้อมพิกเซลและตัวอักษรสีดำจริง มุมมองกว้าง และประสิทธิภาพที่ขึ้นกับอุณหภูมิเพียงเล็กน้อยและการเปลี่ยนสี

• เทคโนโลยี COG ช่วยให้การเรียงซ้อนของไดรเวอร์ LCD ขยายจำนวนองค์ประกอบการแสดงผล (พิกเซล)
• ข้อจำกัดบางประการของเทคโนโลยี COG คือใช้ได้เฉพาะไดรเวอร์ LCD ที่มีหน้าสัมผัสทองเท่านั้น

ไฟส่องสว่าง

โพลาไรเซอร์ของจอแสดงผลด้านหลังมีการเคลือบสะท้อนแสงเพื่อให้ตรงกับโหมดการส่องสว่างที่ต้องการ:

• โหมดสะท้อนแสง: การเคลือบสะท้อนแสงแบบต่อเนื่องช่วยให้มองเห็นได้ในแสงแวดล้อม
• โหมดการส่งสัญญาณ: โพลาไรเซอร์ด้านหลังจะว่างเปล่าและจอแสดงผลจะต้องสว่างจากด้านหลัง
• โหมดทรานส์เฟลกทีฟ: การเคลือบสารสะท้อนแสงแบบบางให้การสะท้อนที่เพียงพอสำหรับการรับชมด้วยแสงโดยรอบ และช่วยให้แสงจากด้านหลังส่องผ่านได้ ดังนั้นจอแสดงผลจึงสามารถใช้งานได้ในสภาวะแสงสลัว

สำหรับการแสดงโหมดการส่งผ่านและแบบทรานส์เฟลกทีฟ สามารถใช้ระบบแบ็คไลท์ต่อไปนี้ได้:

• ไฟ LED: ไฟ LED หลายดวงติดตั้งอยู่ในกล่องเรียบ (ลึก 3 มม. ถึง 4 มม.) ซึ่งมีตัวนำแสงซึ่งกระจายแสงทั่วหน้าจออย่างสม่ำเสมอแบ็คไลท์ LED มีให้เลือกหลายสีและให้หน้าจอที่สว่างเมื่อจ่ายกระแสไฟ DC ต่ำมีอายุการใช้งานยาวนานมากถึง 1,000,000 ชั่วโมง
• แผง EL: แผ่นเคลือบสารเรืองแสงที่ให้แสงสว่างสม่ำเสมอมากเมื่อจ่ายไฟให้กับไฟฟ้ากระแสสลับ
(โดยทั่วไปคือ 100 V (RMS) ที่ 600 Hz)แผง EL มีโปรไฟล์ที่บางมาก แต่ไม่สว่างเท่ากับไฟแบ็คไลท์ LED และดึงกระแสไฟได้มากกว่ามีอายุการใช้งานโดยทั่วไป 2,000 ชั่วโมง
• หลอดไส้: ระบบส่องสว่างที่มีต้นทุนต่ำแต่ค่อนข้างเทอะทะสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้หลอดไฟธรรมดาจอแสดงผลต้องได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการส่องสว่างที่ไม่สม่ำเสมอ

ตัวเชื่อมต่อ

รางที่นำไปสู่ขอบกระจกทำให้สามารถเชื่อมต่อโมดูล COG กับไมโครคอนโทรลเลอร์ได้สามารถใช้หลายวิธีในการเปิดใช้งานการเชื่อมต่อนี้:

• Flexfoil: ยึดติดกับกระจกโดยตรงด้วยพันธะปิดผนึกอย่างแน่นหนาFlexfoil มีความน่าเชื่อถือและยืดหยุ่นสูง
ระบบการเชื่อมต่อ
• ขายึด: ยึดกับขอบกระจก ยึดด้วยกาวนำไฟฟ้า และปิดผนึกด้วยอีพ็อกซี่ หมุดยึดให้วิธีการเชื่อมต่อที่เสถียรและต้นทุนต่ำ ซึ่งแนะนำสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่หมุดสามารถบัดกรีโดยตรงกับ PCB หรือติดตั้งเข้ากับขั้วต่ออินเทอร์เฟซที่เหมาะสม
• คอนเนคเตอร์แบบติดกาว: ติดกาวโดยตรงที่ขอบกระจกและปกป้องด้วยกล่องพลาสติก คอนเนคเตอร์ประเภทนี้เป็นทางเลือกทางเลือกที่มีต้นทุนต่ำ

การเปรียบเทียบวิธีการผลิตโมดูล LCD แบบเคียงข้างกัน

เมื่อเทียบกับโมดูล LCD ที่มีไดรเวอร์ LCD แบบแพ็คเกจ โมดูล COG ให้ประโยชน์หลักโดยมีข้อเสียเพียงเล็กน้อยเท่านั้นสำหรับการออกแบบอุปกรณ์ดังแสดงในตารางด้านล่าง:

การเปรียบเทียบวิธีการผลิตโมดูล LCD แบบเคียงข้างกัน

ผู้ออกแบบอุปกรณ์อุตสาหกรรม ยานยนต์ และอุปกรณ์พกพาควรพิจารณาอย่างยิ่งที่จะใช้โมดูล COG LCD สำหรับความต้องการ LCD ของตนโมดูล COG นั้นบางกว่ามาก เชื่อถือได้มากกว่า ยืดหยุ่นกว่า และคุ้มค่ากว่าโมดูล LCD แบบดั้งเดิมที่มีไดรเวอร์ LCD แบบแพ็คเกจ

สำหรับโมดูล COG ให้ไปที่www.hothmi.com