手机显示模组简介

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显示模组简介
2013-2-16
LCM&CTP规划工程师高庆
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•目录
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45显示模组中的名词
LCM 定义LCM结构组成LCM 显示原理简介
LCM 生产制程简介
显示模组中的名词
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显示模组中的名词（1）
•LCD: Liquid Crystal Display 液晶显示器
•IC（LSI）：Integrate Circuit集成电路（Large-scale integration超大规模集成电路）
•FPCA: Flexible Printed Circuit Assembly 柔性线路板组件•BL: Back Light背光源
•POL: Polarizer偏光片
•TP：Touch Panel触摸屏
•CTP：Capacitance Touch Panel电容式触摸屏
•ITO：Indium Tin Oxide氧化铟锡
•ST: Stainless Steel铁框
•PM-OLED:无源矩阵发光二极体
•AM-OLED:有源矩阵发光二极体
•CF：Color Filter彩膜
•ARRAY：液晶显示面板阵列图案制作(Array制程：薄膜/黄光/蚀刻/剥膜）
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手机显示模组中的名词（2）
•COG: Chip-on-Glass使用ACF将芯片直接邦定在玻璃上，实现LCD 与IC的电气连接；
•FOG: FPC-on-Glass使用ACF将FPC直接邦定在玻璃上，实现LCD与FPCA的电气连接；
•ACF: anisotropy conducting film各向异性导电膜；
•硅胶：silicon 密封隔绝空气的胶，一般为黑色或白色；
•TUFFY胶：密封隔绝空气的胶，一般为蓝色；
•清洁剂：显示模组在生产制程中使用的擦拭溶剂，一般为有机液体（无水乙醇、乙醚等）；
•无尘布：显示模组在生产制程中使用的不产尘的清洁布，一般分为10级、百级等；
•无尘室：显示模组在生产制程中的生产环境，一般分为百级（偏贴、CTP与显示模组贴合及BL贴合）、千级（COG&FOG)、万级(组装）•偏贴：偏光片贴片工艺名词。

•以上名词会在后面的章节中逐步详细讲解
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LCM定义
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LCM 定义
•LCM（LCD Module）即LCD显示模组、液晶模块，是指将液晶显示器件，连接件，控制与驱动等外围电路，FPCA/PCB电路板，背光源，结构件等装配在一起的组件。

•中小尺寸LCM模组应用领域广泛，以手机为主，MP3、MP4、数码相机、数码摄像机、数码相框、游戏机、学习机、GPS、车载显示器、掌上电脑、便携式电视等多媒体影音产品。

需求市场比较灵活，类型较多。

LCM结构组成
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LCM 结构组成
LCM
POL LCD IC FPCA
BL CTP
其他部件
10Polarizing
ＣＥＬＬ
ＡＣＦ
ＩＣ
ＡＣＦＦＰＣＡ黑白双面胶Silicone
扩散膜ＢＥＦ１导光板
反射膜胶框
ＢＥＦ２ＬＥＤLCM 结构组成
LCM结构组成
• LCD:Liquid Crystal Display ---- 液晶显示器
LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液态的晶体，两片玻璃中 间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方 向，将光线折射出来产生画面。

ITO玻璃
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LCM结构组成
• IC:Integrated Circuits ---- 集成电路(集成芯片)其 通过COG工序邦定在LCD上，由此驱动LCD进行 画面显示。

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LCM结构组成
• POL:Polarizer ---- 偏光片
其主要作用是可以将不具偏振性的自然光转化为偏振光，使与 电场呈垂直方向的光线通过，加上液晶分子扭转特性，达到控制光线 的通过与否，让LCD面板能正常显示影像。

下图为POL组成材料。

剥离膜(Release Film) 压敏胶(PSA) TAC PVA 偏光膜(Polarizing Film） TAC 胶(Adhesive) 增亮膜(ＡＰＦ－Ｖ３) 保护膜(Protection Film)
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LCM结构组成
• FPC: Flexible Printed Circuit ---- 柔性线路板
又称软性线路板、柔性印刷电路板。

由此FPC与手机主板连接， 通电，使得显示模组正常显示。

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LCM结构组成
• BLU:Back Light Unit ---- 背光源
背光单元，是液晶显示面板的关键零组件之一，由于液晶本身不具发光特性，因 此必须在LCD面板底面加上一个发光源，方能达到饱满的色彩显示效果，背光模组之功 能即在于供应充足的亮度与分布均匀的平面光源，使LCD能正常显示影像。

组成LCM模组的部件中，BLU是较为特殊的一个。

它本身是由LED、FPC、胶框和各种膜材 组成的复合体。

以下就是它的总体结构：
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LCM结构组成
BL部件 LED LED_FPC 注 塑 导光板 胶框 反射片(1pcs) 光 学 膜 材 扩散片(1pcs) 增光片(2pcs) 黑白胶(1pcs) 其他双面胶 作用 侧发光LED，用于提供背光光源 LED软性电路板，LED与驱动级的连接 使LED光源有效地分布成背光视窗区域面光源 主要起支撑各个背光组件和LCD的作用 从导光板出射的光线重新利用 雾化光线，达到面光源效果 收敛光线、提高模组亮度 固定LCD作用；也起到遮光、反光的效果 固定作用
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LCM结构组成
BL光学膜（增光膜BEF ）原理见下：
Useful Light High Angle Light
Recycled Light (by another prism)
Diffuse Input
Recycled Light 17


LCM结构组成
模组亮度与各部件透过率有关，具体原理见下：
?=%
Surface Polarizer Color Filter LC Polarizer Light pipe Backlight 90% 90% 30%
95%
5~10%
6% 7%
23%
40% 60% 100%
24% 60%
100%
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LCM结构组成
• • • 当前我司手机要求显示屏尺寸在４＂以上，亮度在300ｃｄ／ｍ²～ ４5０ｃｄ／ｍ²。

针对无源显示器件来讲，实际亮度往往取决于显示器件本身透过率 及光源增亮。

以３.９７＂手机屏为例：当前手机屏客户要求最终亮度最低为２8０ ｃｄ／ｍ²，最高可达到３８０ｃｄ／ｍ²；为达到手机显示屏最终亮 度要求，ＢＬ亮度要至少达到5600ｃｄ／ｍ²（带ＢＥＦＲＰ）。

为减少光的损失，专业厂商从增亮膜方面着手加以改善，提高背光 的利用率。

•
模组亮度计算公式（估值）：
luminace(LCM) = luminace(BLU) × transmissivity（panel）
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LCM结构组成
TP【Touch Panel（触摸屏）】：根据显示屏表面接 触（手指、笔）或感应、依靠计算机识别其触摸位置， 做出相应的反映的一种电子设备，智能手机触摸屏以电 容屏为主。

ST（stainless）:不锈钢支撑框，分上支撑框、下支 撑框及上下支撑框。

主要作用，加固LCM模组。

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显示及触摸原理简介
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显示及触摸原理简介
1、偏光片原理
2、LCD结构及液晶简介
3、LCD显示原理
4、CTP触摸原理
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显示及触摸原理简介
偏光片原理
偏光片(polarizer)—光栅作用
光是一种电磁波，其特点就是波动性，光波的行进方向是与电场及磁场互相垂直的，同时光波本身的电场与磁场分量也是互相垂直的。

也就是说行进方向与电场及磁场分量，彼此是两两互相平行的。

形象的讲，偏光板的作用就像是栅栏一般，会阻隔掉与栅栏垂直的分量，只准许与栅栏平行的分量通过。

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如果把两片偏光板迭在一起，当旋转两片的偏光板的相对角度，会发现随着相对角度的不同，光线的亮度会越来越暗。

当两片偏光板的栅栏角度互相垂直时，光线就完全无法通过了。

偏光片基本原理
显示及触摸原理简介
LCD结构及液晶简介
•LCD结构：两片玻璃基板中间夹着液晶层，通过TFT元件控制上下基板的电场实现液晶分子的旋转，来达到显示目的
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液晶简介：
物质有三态：固体，液体，气体。

通常固体加热至熔点就会变成透明的液体。

它的固态晶体加热到
145℃时，便熔成液
体，液体是浑浊的，
而一切纯净物质熔化
时却是透明的。

如果
继续加热到175℃
时，它似乎再次熔
化，变成清澈透明的
液体。

后来，德国物理学
家列曼把处于“中间
地带”的浑浊液体叫
做液态晶体。

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•
液晶：
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•液晶种类有很多，其中按依分子排列的有序性来分，则可以分成以下四类
:
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•其中线性液晶分子在空间上具有一维的规则性排列，所有棒状液晶分子长轴会选择某一特定方向(也就是指向矢)作为主轴并相互平行排列. 与层列型液晶比较其排列比较无秩序，也就是其秩序参数较小. 另外其黏度较小，所以较易流动(它的流动性主要来自对于分子长轴方向较易自由运动)。

以上这些特性使它成为现在液晶显示器常用的液晶.
•Nematic LC
•线状液晶
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液晶分子在LCD内部排列：液晶分子在LCD盒
内呈螺旋状排布，在两
个表面间扭转了90度(如
下图)。

当光线通过没有
加电的LCD时，经过第一层偏光片变成偏振光，
偏振光在经过LCD内部时，受螺旋状排布的液
晶分子影响，光的偏振方向旋转90度，刚好与另一层的偏光片方向相同，光线顺利通过。

（注意：前后的两张偏光片光轴方向相互垂直）•Twist 90
LCD显示原理
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•当LCD电极加电时，液晶分子的按照电场方向重新排布，不再呈螺旋状，偏振光因此不再旋转，当到达第二片偏光片时，无法通过。

•Twist 90
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正是通过对液晶两端LCD电极的加电控制，使液晶在LCD内部做不断旋转，达到光线的通过或阻隔，从而实现显示白色画面（光线透过）和黑色画面（光线阻隔）。

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如果拿着放大镜，靠近液晶显示器的话. 你会发现下图中所显示的样子. (这里的颜色反映的是LCD上彩色滤波片的颜色)
我们知道红色，蓝色以及绿色，是所谓的三原色。

利用这三种颜色，便可以混合出各种不同的颜色. 很多平面显示器就是利用这个原理来显示出色彩. 我们把RGB三种颜色，分
成独立的三个点，各自拥有不同的灰阶变化，然后把邻近的三个RGB显示的点，当作一个显示的基本单位，也就是pixel. 那这一个pixel，就可以拥有不同的色彩变化了
.
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如：薄膜晶体管（TFT）为有源矩阵液晶显示器件
在每个像素点上设计一个场效应开关管，TFT在液晶的背部设置特殊光管，可以“主动的”对屏幕上的各个独立的象素进行控制，这样就容易实现真彩色、高分辨的液晶显示器件。

率
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OLED 显示原理简介
OLED (Organic Light Emitting Display)：有机致电发光二极体，是一种在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致有机材料发光的显示器件。

与其他平板显示器相比，OLED 具有成本低、全固态、主动发光、亮度高、对比度高、视角宽、响应速度快、厚度薄、低电压直流驱动、功耗低、工作温度范围宽、可实现软屏显示等特点，被称为“梦幻显示器”。

OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同：
1.无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光；
2.OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，无可视角度限定，并且能够显著节省电能；
3.虽然将来技术更优秀的OLED会取代TFT等LCD,但有机发光显示技术还存在使用寿命短、屏幕大型化后良率低等缺陷。

OLED simpler, thinner structure 起偏器
ITO (anode)
功能部分衬底上部封装部分
OLED seal 阴极接触观察面
彩色发射有机层RGB
金属电极
(cathode)
OLED多层结构示意图
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381.载流子注入 2.载流子传输
3.激子的形成和扩散
4.
发光
玻璃之间夹有阴极、阳极电
极以及电子传输层、空穴传
输层和发光层，在有偏压的
情况下，从阴极注入电子,从
阳极注入空穴,被注入的电子
和空穴在有机层内传输。

被
注入的电子和空穴在有机层
内传输（以碰撞波的形式传
输）,并在发光层内复合,从
而激发发光层分子产生单态
激子,单态激子辐射衰减而发
光。

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AMOLED：active matrix有源矩阵驱动式OLED
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OLED产业在2008年开始步入AMOLED的产业化快车道，在可 预见的未来， AMOLED 必将形成具竞争力的市场规模，同时 在显示产业占据越来越重要的地位。

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CTP触摸原理
普通电容式触摸屏的感应屏是 一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表 面和夹层各涂有一层导电层，最外层 是一薄层矽土玻璃保护层。

当我们用 手指触摸在感应屏上的时候，人体的 电场让手指和和触摸屏表面形成一个 耦合电容，对于高频电流来说，电容 是直接导体，于是手指从接触点吸走 一个很小的电流。

这个电流分从触摸 屏的四角上的电极中流出，并且流经 这四个电极的电流与手指到四角的距 离成正比，控制器通过对这四个电流 比例的精确计算，得出触摸点的位置。

电容式触摸屏简介
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LCM生产制程简介
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LCM生产流程已经很成熟，主要步骤简单分为以下六步：
CELL切裂& 清洗工艺
偏贴工艺
COG工艺
FOG工艺
模组组 装焊接工艺
CTP贴 合工艺
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LCM工艺流程分解
CELL切裂& 清洗工艺 偏贴工艺 COG工艺 FOG工艺 模组组 装工艺 CTP贴 合工艺
烘干
清洗
装卡槽
检查
裂片
大板切割
说明：将封装好的整片大板玻璃，分别在正面（CF)和反面(Array)玻璃上，按照小片Cell设 计确定好的切割标，用切割机的刀轮在玻璃上划线，将大板玻璃划成一粒一粒的小片Cell,将 整片大板玻璃裂开成一粒一粒的小片Cell，检查合格后竖直插装在CST内，经过纯水清洗处理 并烘干后送至下一道工序。

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手动清洗视频（Truly 中试线）
说明： 1、这是TRULY的一条中试线，当前有规模的模组厂已经使用全自动清洗设备进行清洗了； 2、清洗的目的是LCD-CELL表面不允许有残留玻璃碎屑及大颗粒脏污存在（φ≥0.1mm的颗粒 或客户有其它要求的颗粒），否则会造成后段工位作业不良。

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LCM工艺流程分解
CELL切裂& 清洗工艺 偏贴工艺 COG工艺 FOG工艺 模组组 装工艺 CTP贴 合工艺
偏贴
POL裁切
按设计要求 标识角度
POL来料 检查
说明： 1、偏贴工艺即POL贴附工艺，利用偏光片切割机按照设计要求的角度与尺寸将大张偏光片裁 切为小片偏光片，在贴附在LCD上、下玻璃表面的工艺； 2、由于灰尘、毛线及杂质对偏贴质量影响较大，所以对作业环境、清洁方式及清洁剂要求较 高，如： a、作业环境要求在万级以内的无尘室内进行作业； b、使用无尘布（最好是超细纤维或亚超细纤维无尘布）清洁贴片表面； c、使用高纯度清洁剂进行清洁，并且保证溶剂瓶内无杂质存在。

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POL
剖面图
正面图
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偏贴视频（Truly 中试线）
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