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液晶模块
来源:深圳市赛亿科技开发有限公司作者:日期:2017-12-15 11:25:06点击:252次
液晶模块是即“liquid crystal display module”,简称“lcm”,是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、pcb线路板、背光源、结构件装配在一起的组件。主要完成液晶显示器的连接功能。
 
 
中文名 外文名 组成 功能
液晶模块 LCD MODULE 屏、背光板、PCB板、铁框 显示汉字字符或图形
 
目录
 
1、液晶模块的定义
2、液晶模块的生产工艺
3、液晶模块的主要参数
4、液晶模块的分类
5、液晶模块的使用注意事项
 
 
 
 
液晶模块的定义:
液晶模块简单点说就是屏+背光板+PCB板+铁框。电力终端、仪器仪表等的显示部件就是液晶模块,其地位相当于CRT中的显像管。其它部分包括电源电路,信号处理电路等,当然还有外壳什么的。模块主要分为屏和背光灯组件。两部分被组装在一起,但工作的时候是相互独立的(即电路不相关)。液晶显示的原理是背光灯组件发出均匀的面光,光通过液晶屏传到我们的眼睛里。屏的作用就是按像素对这些光进行处理,以显示图像。
 
液晶模块的生产工艺:
SMTSurfacemounttechnology即表面安装技术,这是一种较传统的安装方式。其优点是可靠性高,缺点是体积大,成本高,限制LCM的小型化。COBChipOnBoard即芯片被邦定(Bonding)在PCB上,由于IC制造商在LCD控制及相关芯片的生产上正在减小QFP(SMT的一种)封装的产量,因此,在今后的产品中传统的SMT方式将被逐步取代。TABTapeAotomatedBonding各向异性导电胶连接方式。将封装形式为TCP(TapeCarrierPackage带载封装)的IC用各向异性导电胶分别固定在LCD和PCB上。这种安装方式可减小LCM的重量、体积、安装方便、可靠性较好!
液晶模块的主要参数:
3.1.对比度
液晶面板制造时选用的控制IC、滤光片和定向膜等配件,与面板的对比度有关,对一般用户而言,对比度能够达到350:1就足够了,但在专业领域这样的对比度平还不能满足用户的需求。相对CRT显示器轻易达到500:1甚至更高的对比度而言。只有高档液晶显示器才能达到这样如此程度,由于对比度很难通过仪器准确测量,所以挑的时候还是要自己亲自去看才行。提示:对比度很重要,可以说是选取液晶的一个比亮点更重要的指标,当你了解到你的客户买的液晶是用来娱乐看影碟,你们就可以强调对比度比无坏点更重要,我们在看流媒体时,一般片源亮度不大,但要看出人物场景的明暗对比,头发丝灰到黑的质感变化,就要靠对比度的高低来显现了.优派的VG和VX一直强调对比度的指标,VG910S是1000:1的对比度,我们当时拿这款和三星的一款用双头显卡对比测试,三星液晶就明显比不过,大家有兴趣可以试试.测试软件中的256级灰度测试中在平视时能看清楚更多的小灰格即是对比度好!
3.2.亮度
液晶是一种介于固态与液态之间的物质,本身是不能发光的,需借助要额外的光源才行。因此,灯管数目关系着液晶显示器亮度。最早的液晶显示器只有上下两个灯管,发展到现在,普及型的最低也是四灯,高端的是六灯。四灯管设计分为三种摆放形式:一种是四个边各有一个灯管,但缺点是中间会出现黑影,解决的方法就是由上到下四个灯管平排列的方式,最后一种是“U”型的摆放形式,其实是两灯变相产生的两根灯管。六灯管设计实际使用的是三根灯管,厂商将三根灯管都弯成“U”型,然后平行放置,以达到六根灯管的效果。提示:亮度也是一个比较重要的指标,越亮的液晶给人很远一看,就从一排液晶墙中脱颖而出,我们在CRT中经常见到的高亮技术(优派叫高亮,飞利浦叫显亮,明基叫锐彩)都是通过加大阴罩管的电流,轰击荧光粉,产生更亮的效果,这样的技术,一般是以牺牲画质,和显示器的寿命来换取的,所有采用此类技术的产品在缺省状态下都是普亮的,总要按个钮才能实行,按一下3X亮玩游戏;再按一变成5X亮看影碟,他细一看都变糊了,要看文本还得老实的回到普通的文本模式,这样的设计其实就是让大家不要常用高亮.LCD显示亮度的原理和CRT不一样,他们是靠面板后面的背光灯管的亮度来实现的.所以灯管要设计的多,发光才会均匀.早期我们卖液晶时和别人说液晶是三根以是很牛的事了,但当时奇美CRV,就搞出了一个六灯管技术,其实也就是把三管弯成了”U”型,变成了所谓的六根;这样的六灯管设计,加上灯管发光本身就很强,面板就看到很亮,这样的代表作在优派中以VA712为代表;但所有高亮的面板都会有一个致命伤,屏会漏光,这个术语一般人很少提及,我个人认为他很重要,漏光是指在全黑的屏幕下,液晶不是黑的,而是发白发灰.所以好的液晶不要一味的强调亮度,而是要多强调对比度,优派的VP和VG系列就是不讲亮度,讲对比度的产品!
3.3.信号响应时间
响应时间指的是液晶显示器对于输入信号的反应速度,也就是液晶由暗转亮或由亮转暗的反应时间,通常是以毫秒(ms)为单位。要说清这一点我们还要从人眼对动态图像的感知谈起。人眼存在“视觉残留”的现象,高速运动的画面在人脑中会形成短暂的印象。动画片、电影等一直到现在最新的游戏正是应用了视觉残留的原理,让一系列渐变的图像在人眼前快速连续显示,便形成动态的影像。人能够接受的画面显示速度一般为每秒24张,这也是电影每秒24帧播放速度的由来,如果显示速度低于这一标准,人就会明显感到画面的停顿和不适。按照这一指标计算,每张画面显示的时间需要小于40ms。这样,对于液晶显示器来说,响应时间40ms就成了一道坎,低于40ms的显示器便会出现明显的“拖尾”或者“残影”现象,让人有混沌之感。要是想让图像画面达到流畅的程度,则就需要达到每秒60帧的速度。我用一个很简单的工式算出相应反应时间下的每秒画面数如下:响应时间30ms=1/0.030=每秒约显示33帧画面响应时间25ms=1/0.025=每秒约显示40帧画面响应时间16ms=1/0.016=每秒约显示63帧画面响应时间12ms=1/0.012=每秒约显示83帧画面响应时间8ms=1/0.008=每秒约显示125帧画面响应时间4ms=1/0.004=每秒约显示250帧画面响应时间3ms=1/0.003=每秒约显示333帧画面响应时间2ms=1/0.002=每秒约显示500帧画面响应时间1ms=1/0.001=每秒约显示1000帧画面提示:通过上面的内容我们了解到了响应时间与画面帧数的关系。由此看来响应时间是越短越好。当时液晶市场刚启动时响应时间最低的接受范围是35ms,主要是以EIZO为代表的产品,后来明基的FP系列推出来到25毫秒,从33帧到40帧基本上感觉不出来,真正有质的变化是16MS,每秒显示63帧,以能应付电影,一般游戏的要求,所以到现在为止16MS也不算过时,随着面板技术的提高,明基和优派就开始了速度之争,优派从8MS,4毫秒一直发布到1MS,可以说1MS是LCD速度之争的终节者。对于游戏发烧友来说快1MS就意味意CS的枪法会更准,至少是心理上是这样的,这样的客户就要推荐VX系列显示器.但大家销售时要注意灰度响应,全彩响应的文字区别,有时可能灰阶8MS和全彩5MS说的是一个意思,就和我们以前卖CRT时,我们说点距是.28,LG就非要说他的是.21,水平点距却忽略不谈,其实两面者说的是一个意思,现在近期LG又搞出来一个锐度达1600:1,这也是一个概念的炒作,大家用的屏基本上就哪几家,哪会只有LG一家做到1600:1,而大家都停留在450:1的水平呢?一说消费者就明折了锐度和对比度的意思了,好比是AMD的PR值一样,没有实质意义.
3.4.可视角度
液晶的可视角度是一个让人头疼的问题,当背光源通过偏极片、液晶和取向层之后,输出的光线便具有了方向性。也就是说大多数光都是从屏幕中垂直射出来的,所以从某一个较大的角度观看液晶显示器时,便不能看到原本的颜色,甚至只能看到全白或全黑。为了解决这个问题,制造厂商们也着手开发广角技术,到目前为止有三种比较流行的技术,分别是:TN+FILM、IPS(IN-PLANE-SWITCHING)和MVA(MULTI-DOMAINVERTICALalignMENT)。TN+FILM这项技术就是在原有的基础上,增加一层广视角补偿膜。这层补偿膜可以将可视角度增加到150度左右,是一种简单易行的方法,在液晶显示器中大量的应用。不过这种技术并不能改善对比度和响应时间等性能,也许对厂商而言,TN+FILM并不是最佳的解决方案,但它的确是最廉价的解决方法,所以大多数台湾厂商都用这种方法打造15寸液晶显示器。IPS(IN-PLANE-SWITCHING,板内切换)技术,号称可以让上下左右可视角度达到更大的170度。IPS技术虽然增大了可视角度,但采用两个电极驱动液晶分子,需要消耗更大的电量,这会让液晶显示器的功耗增大。此外致命的是,这种方式驱动液晶分子的响应时间会比较慢。MVA(MULTI-DOMAINVERTICALalignMENT,多区域垂直排列)技术,原理是增加突出物来形成多个可视区域。液晶分子在静态的时候并不是完全垂直排列,在施加电压后液晶分子成水平排列,这样光便可以通过各层。MVA技术将可视角度提高到160度以上,并且提供比IPS和TN+FILM更短的响应时间。这项技术是富士通公司开发的,目前台湾奇美(在大陆奇丽是奇美的子公司)和台湾友达获得授权使用此技术。优派的VX2025WM即是此类面板的代表作,水平,垂直可视角度均为175度,基本无视觉死角,并且还承诺无亮点;可视角度分为平行和垂直可视角度,水平角度是以液晶的垂直中轴线为中心,向左和向右移动,可以清楚看到影像的角度范围。垂直角度是以显示屏的平行中轴线为中心,向上和向下移动,可以清楚看到影像的角度范围。可视角度以“度”为单位,目前比较常用的标注形式是直接标出总水平、垂直范围,如:150/120度,目前最低的可视角度为120/100度(水平/垂直),低于这个值则不能接受,最好能达到150/120度以上
液晶模块的分类:
4.1.数显液晶模块
这是一种由段型液晶显示器件与专用的集成电路组装成一体的功能部件,只能显示数字和一些标识符号。段型液晶显示器件大多应用在便携、袖珍设备上。由于这些设备体积小,所以尽可能不将显示部分设计成单独的部件,即使一些应用领域需要单独的显示组件,那么也应该使其除具有显示功能外,还应具有一些信息接收、处理、存储传递等功能,由于它们具有某种通用的、特定的功能而受市场的欢迎。常见的的数显液晶显示模块有以下几种
4.1.1计数模块这是一种由不同位数的七段型液晶显示器件与译码驱动器,或再加上计数器装配成的计数显示部件。它具有记录、处理、显示数字的功能。目前我国市场上能够见到的主要产品有由CD4055译码驱动器驱动的单位液晶显示器件显示模块,以及由ICM72ll,ICM7231,ICM7232,CDl4543,UPDl45001,HD44100等集成电路与相应配套的液晶显示器件组装成的4位、6位、8位、10位、12位、16位计数模块.在选用这类计数模块时必须注意以下几点:弄清功能:虽说都叫“计数模块“,但其中大部分并不能直接计数。它们的输人端口有的仅是BCD码接口形式,有的是BCD码加选通端输人接口形式,还有的是可直接与串行、并行口相接的接口形式等等,如需要计算或记录一串数字,还必须配置相应的电路,当然也有将计数电路配好在模块上的产品。认准结构:液晶显示器件有不同的安装方法和安装结构。固此,在选用时要注意其结构特点,一般来说,这种计数模块大都由斑马导电橡胶条、塑料(或金属)压框和PCB板将液晶显示器件与集成电路装配在一起而成。其外引线端有焊点式、插针式、线路板插脚式几种。注意电源:一台设备应该尽量使用统一的电源,常见的液晶显示器件计数模块有单电源型和双电源型,有5V和9V等不同规格。
4.1.2计量模块这是一种有多位段型液晶显示器件和具有译码、驱动、计数、A/D转换功能的集成电路片组装而成的模块。由于所用的集成电路中具有A/D转换功能,所以可以将输入的模拟量电信号转换成数字量显示出来。我们知道任何物理量,甚至化学量(如酸碱度等)都可以转换为模拟电量,所以只要配上一定的传感器,这种模块就可以实现任何量值的碉量和显示,使用起来十分方便。计量模块所用的集成电路型号主要有ICL7106、ICL7116、ICL7126、ICL7136、ICL7135、ICL7129等,这些集成电路的功能、特性决定了计量模块的功能和特性。作为计量产品,按规定必须进行计量鉴定。经计量部门批准在产品上贴有计量合格证。
4.1.3计时模块计时模块将液晶显示器件用于计时历史最久,将一个液晶显示器件与一块计时集成电路装配在一起就是一个功能完整的计时器。声于它没有成品钟表的外壳,所以称之为计时模块。计时模块虽然用途很广,但通用、标准型的计时模块却很难在市场上买到,只能到电子钟表生产厂家去选购或定购合适的表芯,计时模块和计数模块虽然外观相似,但它们的的显示方式不同,计时模块显示的数字是由两位一组两位一组的数字组成的.而计数模块每位数字均是连续排列的。由于不少计时模块还具有定时、控制功能,因此这类模块可广泛装配到一些加电、设备上,如收录机、CD机、微波炉、电饭煲等电器上。
4.2.液晶点阵字符模块
它是由点阵字符液晶显示器件和专用的行、列驱动器、控制器及必要的连接件,结构件装配而成的,可以显示数字和西文字符。这种点阵字符模块本身具有字符发生器,显示容量大,功能丰富。一般该种模块最少也可以显示8位1行或16位l行以上的字符。这种模块的点阵排列是由5×7、5×8或5×11的一组组像素点阵排列组成的。每组为1位,每位间有一点的间隔,每行间也有一行的间隔,所以不能显示图形。一般在模块控制、驱动器内具有已固化好192个字符字模的字符库CGROM,还具有让用户自定义建立专用字符的随机存储器CGRAM,允许用户建立8个5×8点阵的字符。
4.3.点阵图形液晶模块
这种模块也是点阵模块的一种,其特点是点阵像素连续排列,行和列在排布中均没有空隔。因此可以显示了连续、完整的图形。由于它也是有X-Y矩阵像素构成的,所以除显示图形外,也可以显示字符。
4.3.1行、列驱动型这是一种必须外接专用控制器的模块,其模块只装配有通用的行、列驱动器,这种驱动器实际上只有对像素的一般驱动输出端,而输入端一般只有4位以下的数据输入端、移位信号输人端、锁存输人端、交流信号输人端等,如HD44100,IID66100等.此种模块必须外接控制电路,如HD61830,SEDl330等才能与计算机连接.该种模块数量最多,最普遍。虽然需要采用自配控制器,但它也给客户留下了可以自行选择不同控制器的自由。
4.3.2行、列驱动-控制型这是一种可直接与计算机接口,依靠计算机直接控制驱动器的模块。这类模块所用的列驱动器具有I/O总线数据接口,可以将模块直接挂在计算机的总线上,省去了专用控制器,因此对整机系统降低成本有好处。对于像素数量不大,整机功能不多,对计算机软件的编程又很熟悉的用户非常适用。不过它会占用你系统的部分资源。
4.3.3.行、列控制型这是一种内藏控制器型的点阵图形模块。也是比较受欢迎的一种类型.这种模块不仅装有如第一类的行、列驱动器,而且也装配有如T6963C等的专用控制器。这种控制器是液晶驱动器与计算机的接口,它以最简单的方式受控于计算机,接收并反馈计算机的各种信息,经过自己独立的信息处理实现对显示缓冲区的管理,井向驱动器提供所需要的各种信号、脉冲,操纵驱动器实现模块的显示功能。这种控制器具有自己一套专用的指令,并具有自己的字符发生器CGROM.用户必须熟悉这种控制器的详细说明书,才能进行撮作。这种模块使用户摆脱了对控制器的设计、加工、制作等一系列工作,又使计算机避免了对显示器的繁琐控制,节约了主机系统的内部资源。
液晶模块的使用注意事项:
5.1.处理保护膜
在装好的模块成品液晶显示器件表面有一层保护膜,以防装配时玷污表面。在整机装配结束之前不得揭往,以免弄脏或玷污显示面。
5.2.加装衬垫
在模块与前面板之间最好加装一个约0.1MM左右的衬垫。面板还应保持尽对平整。,一保证在装配以后不产生扭曲力。并进步抗震性能。
5.3.严防静电
模块中的控制、驱动电路是低压、微功耗的CMOS电路,极易被静电击穿,而人体有时会产生高达几拾伏或上百伏的高压静电,所以在操纵、装配,以及使用中都要小心,严防静电。为此:
5.3.1不要用手随意往摸外引线,电路板上的电路及金属框。
5.3.2若必须直接接触时,应使人体一模块保持同一电位,或将人体良好的接地。
5.3.3 焊接使用的电烙铁必须良好接地,没有漏电。
5.3.4操纵的电动该锥等工具必须良好接地,没有漏电。
5.3.5不得使用真空吸尘器进行清洁处理。由于它会产生很强的静电。
5.3.6空气干燥,也会产生静电,因此,工作间湿度应在RH60%以上。
5.3.7地面、工作台、椅子、架子、推车及工具间都应形成电阻接触,以保持在同一电位上,否则也会产生静电。
5.3.8取出或放回包装袋或移动位置时,也虚格外小心,不要产生静电。不要随意换或舍弃原包装。
静电击穿是一种不可修复的损坏,务必留意,不可大意。
5.4.装配操纵时的留意事项
模块是经精心设计组装而成的,请勿随意自行加工,修整。
5.4.1金属框抓不得随意扭曲,拆卸。
5.4.2不要随意修改加工PCB板外形,装配孔,线路及部件。
5.4.3不得修改导电胶条。
5.4.4 不要修改任何内部支架。
5.4.5不要碰,摔,折曲,扭动模块。
5.5.焊接
在焊接模块外接、接口电路,应按若下规程进行操纵。
5.5.1 烙铁头温度小于280℃
5.5.2焊接时间小于3-4S
5.5.3 焊接材料:共晶型、低熔点。
5.5.4不要使用酸性助焊剂。
5.5.5重复焊接不要超过3次,且每次重复需要间隔5分钟/