液晶显示器与模块应用须知

    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、 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。