瑞祥微电子液晶显示器与模块应用须知

作者：瑞祥微电子点击：2197 时间：2018/12/11

瑞祥微电子液晶显示器件和模块的特殊结构和性能因在应用时必须遵循一定的特殊要求,本文将分述如下。

液晶显示器件的连接工艺

液晶显示器件由两片玻璃构成。外引线是由附着于表面的透明导电膜光刻而成,不能使用传统焊接工艺。目前常用的有如下连接工艺：

1、导电橡胶连接

这是比较传统的一种方式。导电橡胶条全称为斑马导电橡胶条,是由一层导电橡胶,一层绝缘橡胶相间层压成很厚的一块,再按垂直于面的方向切割成条状橡胶条。

使用时,只需将液晶显示器件外引线与线路板引线端对应整齐,将斑马导电胶条夹在其间,压紧即可。为此,必须要制作一个压框。压框的材质外形可任意设计,但必须保证有0.2mm左右的压紧量即可,还需保证压力均匀,不得弯曲。

2、金属插脚连接

将金属冲压成插脚,先将其插接固定在液晶显示器件外引线端处,即可在用户使用时,或焊接或插接在线路板上。

以上两种方式多应用于数字型、外引线不多（线间距>1.25mm以上）的液晶显示器件。

3、热压胶片软连接

计算器和数字型通信设备上常用。其热压导电连接带为聚酯膜,在上间隔的印上一条条石墨导电条和绝缘热压胶。使用时,将一端的导电胶条对准液晶显示器件外引线贴紧、加势、加压,再将另一端导电条纹对准线路板引线端贴紧、加热、加压即可。由于它需要一定的压力和温度,故用户需配置一台专用热压机。

4、各向异性导电胶连接

所谓各向异性导电胶是如图1所示的一种热压胶膜。胶膜中散布有表面镀金的塑料球,将其夹在液晶显示器与线路板之间加热、加压后,引线因胶膜压薄,而通过导电塑料球连接,由于引线间距大,所以不会横向串接。故称为各向异性导电连接。也称TAB连接。

这种连接方式可以轻而易举的连接线间距仅0.1mm的器件。是目前高密度大信息量液晶显示器件必备的连接工艺。

由于它需要高精度对位及精确的压力、温度控制,需要一套价格昂贵的专用设备才行。

使用TAB连接方法有将芯片直接压在液晶显示器件玻璃上的COG安装方式、将芯片压在硬线距板上的COB安装方式及将芯片压在软线路板上的COF安装方式。

液晶显示器件的采光

液晶显示是被动显示器件,本身不发光,靠调制外界光实现显示,所以采光是液晶显示应用的关键技术。采光一般分为自然采光、外光源设置和投影光源。

1、自然采光

利用自然光是最省事,最便宜,又不需要能源的好办法,大多数计时、记数,便携式仪器的液晶显示都是以自然采光为主的。其自然采光技术主要包括：

（1）光照最佳视角。不同的产品常用视角方向不同,将液晶显示器件最佳视角方向与常用视角一致即可。

（2）尽量突出显示窗。将液晶显示窗设计尽量突前即可。

（3）灵活寻找外光源。将仪器设计成扁平、手持式,便于使用时找寻外界光。

（4）避免光干扰。对于某些反射式液晶显示器件,除应注意寻找外界光外,还需避免波动表面的光造成的光干扰。

2、外光源设置

外光源设置一为解决无外界光时的可视性,二为改善显示效果。

常用液晶显示器件的外光源设置主要指背光源设置。背光源的设置主要要求是亮度均匀的面光源亮度可调为好,体薄量轻,其色准、功耗小,成本低。常用的背光源有半导体发光二极管（LED）,电致发光（EL）和冷阴极荧光灯CCF。表1为几种背光源性能、特点。一般小型设备多用LED和EL,中型设备多用EL,较大面积液晶显示及彩色液晶显示多用CCF。

背光源驱动。背光源不同驱动条件也不同,LED是电流型器件,是低压大电流驱动,务必串接限流电阻。EL是高压、交流驱动、需逆变器。其驱动频率电压、都会影响亮度、寿命和颜色。CCF是高压、交流驱动、起辉近千伏,必须用电容或电阻限流。否则管子会烧毁。

液晶显示器件与模块使用注意事项

1、液晶显示器件使用注意事项

在液晶显示器件使用、安装、维护、保养上应注意：

（1）避免对器件表面施加压力。液晶显示器件由两片波动封装成盒,之间灌入液晶,间隙为5～7μm,且内表面覆有精细的分子定向膜,稍遇外力,极易损坏。故安装时切记压力要均匀,只能在边上,不能压中央。万一使用中施加了一定压力（如手按）,应放置一段时间后再通电。

（2）防止波动破损。整机设计应考虑防振性。

（3）保护插脚。插脚式液晶显示器件在安装插件时,要用力均匀,不得用猛力,若焊接应留出尽量长的插脚,避免局部过热、断路。

（4）器件防潮。由于液晶低压、微功耗,故玻璃表面受潮后可能引起显示的串挠。若使用环境潮湿,应设计防潮机箱。

（5）防止划伤、污染。液晶显示器件表面是塑料制的隔光片,极易被划伤。故在装配中不要揭去表面保护膜。此外,应严格防止手汗、油污、化装品等污染表面,任何污染都不易去净。

（6）防止直流电流。驱动中的直流成份会引起电化学反应。造成劣化,损坏。故在设计电路时的背驱动脉冲要引入二分频电路,以消除直流成分。

（7）防紫外线。液晶及偏光片都是有机物,在紫外线照射下会产生光化学反应、劣化,特别是隔光片。所以经常用于阳光下的产品应该设置防紫外滤色膜。

（8）在规定的温度范围内使用和贮存。超过温度上限,液晶态消失,全屏变黑,但可恢复,超过温度下限。则液晶结晶,会破坏定向层,不可恢复。

（9）防静电干扰。由于微功耗,低电压工作,所以任何静电都可能会产生串挠,或乱码显示。

2、液晶显示器件使用中的故障查寻和排除

（1）简易故障查寻。液晶显示器件的主要故障就是像素不能正确显示。正规的检测应该使用仪器,下文只介绍两个简易查寻法。
使用万用表的x10k档,由于是直流,所以最好是用手握黑表笔,同时用手指捏住液晶背电极,用另一红表笔逐个测试各段电极。应逐个正常显示,在冬春北方干燥季节有时会出现非测试点像素也显示,这是由于其电极悬空造成的,用手指轻触其外引线端显示即可消失。也可用市电的感应电测试。取一万用表笔在台灯线上绕一至二绕,用手握住液晶显示器件背电极代替背电源,用以上表笔逐个测试段电极,应逐个正常显示。由于感应过强,天气干燥,也会出现全屏显示,这是静电干扰,非显示段电极没接地所至,用指端轻触,干挠即消失。

（2）故障排除。合格的显示器件,由于使用不当也会产生故障,这种故障是可以排除的。

“字痕”排除使用几小时或几天,出现黑色“字痕”,这是直流成份过大造成电化学反应的结果。应检查电路排除直流成份后更换新的显示器件。若刚刚出现“字痕”,可在排除直流成份后对液晶加热,至全屏变黑后,逐渐降至常温“字痕”可消失。

串扰显示即不该显示笔段也显示,其原因可能是引线外不净;天气潮,引线处绕露;背电极悬空;交流方波不对称;连接错位。

对比度过低或负像显示。多数是背电极悬空,或电压过低所至。

混乱显示连接错位或干扰所至,排除即可。

缺笔段。引线处沾污,连接不良,清洁后重新装配即可

无规律不正常显示背光电极悬空,电源波动,接触不良,直流成份过大等都会产生这种毛病。

3、其他注意事项

液晶显示模块的使用常识液晶显示模块是指将点阵液晶显示器件、电路板、驱动控制电路装成一体的一个组件。除应遵循液晶显示器件一般使用要求外,还应注意：

（1）处理好保护膜。在整机装好前,使用前不要揭去液晶显示器件前的保护膜。

（2）加装衬垫。需防振的产品上,装前面板时最好加装一防振垫。

（3）严防静电。CMOS的驱动控制电路极易被静电击穿,故操作装配时应极小心防静电。静电击穿,不可修复,务必注意,不可大意。

（4）装配时注意。不要扭动固定爪、拆卸;不要随意修改PCB板、装配孔、电路;不要修改导电胶条;不要压、碰、摔、折、扭动模块。

（5）焊接注意。温度小于280℃焊接时间要少于3秒;不要用酸性焊剂,使用恒温焊锡;重复焊接少于3次,间隔大于5分钟。

（6）模块的使用与保养。严格按模块通断电时序接电,即,必须在正电源接入后再输入信号电平,只有断开信号电平后才能断开电源,否则模块将损坏;液晶驱动阈值电压受温度影响较大,故应调整Vee,使视角、对比度最佳时使用;在液晶使用温度范围内使用,勿超范围使用,以免损坏。用力按压显示部位会产生显示异常;应予避免;表面结雾时,勿通电,以免电极损坏;不要长期在阳光下使用。

（7）模块的储存、保管。若期不用时,建议装入聚乙稀袋中,封口保存;在-10℃～30℃范围保证;在暗处避光保存;不得在表面压放重物;不要长期在极限条件下保存。

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