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顯示面板驅(qū)動芯片類型通常由面板設(shè)計(jì)規(guī)格決定,而面板設(shè)計(jì)規(guī)格源于下游市場及客戶的需求。一款顯示面板是選擇使用整合型驅(qū)動芯片方案還是分離型驅(qū)動芯片方案,通常在面板設(shè)計(jì)初期就會決定,一旦面板設(shè)計(jì)定型后,相應(yīng)的面板驅(qū)動芯片架構(gòu)也隨之確定。
以上三種架構(gòu)在玻璃基板走線以及芯片綁定連接的Pin腳設(shè)計(jì)均完全不同,每一種面板設(shè)計(jì)架構(gòu)對應(yīng)一種芯片,即或是分離型芯片,或是整合型芯片。分離型芯片(包括TED芯片)適配的面板,無法用單芯片替代,反之亦然。
受應(yīng)用場景、客戶需求的影響,單芯片產(chǎn)品與分離型芯片產(chǎn)品的技術(shù)路線存在較大差異。單芯片架構(gòu)需整合數(shù)字電路、模擬電路、算法軟件等,相比分離型芯片要投入較多資源、人力滿足高整合、低功耗、抗干擾等多個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)格;而在模擬電路設(shè)計(jì)方案、通信接口協(xié)議、系統(tǒng)架構(gòu)等方面,整合型芯片與分離型芯片的設(shè)計(jì)方案均存在明顯差異。所以DDIC企業(yè)一般需搭建立研發(fā)團(tuán)隊(duì)開展整合型、分離型的研發(fā)工作,資源、人力成本投入高。行業(yè)內(nèi)惟有個(gè)別企業(yè),能在小尺寸(移動終端)、大尺寸兩個(gè)領(lǐng)域同時(shí)擁有先發(fā)優(yōu)勢。
大尺寸LCD驅(qū)動IC的特點(diǎn)
,高電壓工藝。模擬電路中電壓越高,驅(qū)動能力越強(qiáng),因此大尺寸LCD驅(qū)動IC采用高電壓制造工藝,通常Source Driver IC為10~12V, Gate Driver IC更高,達(dá)40V。
第二,運(yùn)行頻率高。液晶顯示器的分辨率越來越高,這就意味著掃描列數(shù)的增加, Gate Driver IC不斷提高開關(guān)頻率, Source Driver IC不斷提高掃描頻率。
第三,封裝工藝特殊。LCD驅(qū)動IC通常綁定在LCD面板上,因此厚度盡可能地薄,通常采用高成本的TCP封裝。還有特別追求薄的,采用COG封裝,再有就是目前正在興起的COF封裝。
第四,管腳數(shù)特別多。Gate Driver IC少256腳, Source Driver IC少384腳。
第五,單一型號出貨量特別大。驅(qū)動IC 單月平均出貨量高達(dá)1.5億片,而其中平均每個(gè)型號的出貨量達(dá)差不多在300萬片左右。
驅(qū)動IC其實(shí)就是一套集成電路芯片裝置,用來對透明電極上電位信號的相位、峰值、頻率等進(jìn)行調(diào)整與控制,建立起驅(qū)動電場,終實(shí)現(xiàn)液晶的信息顯示。
在液晶面板中,有源矩陣液晶顯示屏是在兩塊玻璃基板之間封入扭曲向列(TN)型液晶材料構(gòu)成的。其中,接近顯示屏的上玻璃基板沉積有紅、綠、藍(lán)(RGB)三色彩色濾光片(或稱彩色濾色膜)、黑色矩陣和公共透明電極。下玻璃基板(距離顯示屏較遠(yuǎn)的基板),則安裝有薄膜晶體管(TFT)器件、透明像素電極、存儲電容、柵線、信號線等。兩玻璃基板內(nèi)側(cè)制備取向膜(或稱取向?qū)樱挂壕Х肿佣ㄏ蚺帕小刹AЩ逯g灌注液晶材料,散布襯墊(Spacer),以間隙的均勻性。四周借助于封框膠黏結(jié),起到密封作用;借助于點(diǎn)銀膠工藝使上下兩玻璃基板公共電極連接。
驅(qū)動IC是控制液晶面板及AMOLED面板開關(guān)及顯示方式的集成電路芯片。隨著面板顯示分辨率及數(shù)據(jù)傳輸速度的提高,其對驅(qū)動芯片的要求也不斷提高。顯示驅(qū)動芯片(Display Driver IC,簡稱“DDIC”)是面板的主要控制元件之一,也被稱為面板的“大腦”,主要功能是以電信號的形式向顯示面板發(fā)送驅(qū)動信號和數(shù)據(jù),通過對屏幕亮度和色彩的控制,使得諸如字母、圖片等圖像信息得以在屏幕上呈現(xiàn)。
上下兩玻璃基板的外側(cè),分別貼有偏光片(或稱偏光膜)。當(dāng)像素透明電極與公共透明電極之間加上電壓時(shí),液晶分子的排列狀態(tài)會發(fā)生改變。此時(shí),入射光透過液晶的強(qiáng)度也隨之發(fā)生變化。液晶顯示器正是根據(jù)液晶材料的旋光性,再配合上電場的控制,便能實(shí)現(xiàn)信息顯示。
DDIC的封裝形式
自從三星在2013年推出曲面屏(Curved Display),柔性顯示屏技術(shù)迅速發(fā)展。大體上,顯示屏分兩類,即硬質(zhì)顯示屏和柔性顯示屏。硬質(zhì)顯示屏使用硬質(zhì)玻璃作為基板,而柔性屏使用一種塑料(polyimide,聚酰亞胺,簡稱PI,有機(jī)高分子材料)作為基板,具有可彎曲、可折疊、可卷曲的性能。一些智能手機(jī)在屏幕邊緣彎折,提升了質(zhì)感,就是歸功于這種材料。
客觀來說,COG、COF、COP是當(dāng)下屏幕顯示驅(qū)動芯片的3種不同封裝技術(shù),在廣大媒體傳導(dǎo)下也被稱為“屏幕封裝”。三者主要的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)手機(jī)或電視系統(tǒng)對其屏幕(LCD,OLED)的驅(qū)動控制,以及與其它系統(tǒng)例如主板FPCB、部件等的信號鏈接。
COG(Chip On Glass)是將手機(jī)屏幕顯示驅(qū)動芯片(Display Driver IC,DDIC)直接粘合鏈接到在玻璃材質(zhì)為主的剛性玻璃基板上(Glass Substrate),之后由FPCB鏈接至手機(jī)其余PCB或部件。通常用于剛性顯示屏,例如LCD。
COF(Chip On Film),是將DDIC間接通過粘合薄膜(Adhesive Thin Film)粘合在柔性塑料基板(Plastic Substrate)以實(shí)現(xiàn)柔性顯示屏,例如OLED。
COP(Chip On Plastic)是將DDIC直接固定在柔性塑料基板上(Plastic Substrate)。
隨著柔性屏發(fā)展,為了提高屏占比(screen to body ratio),DDIC的COF(chip on film)封裝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
那么在COF封裝中,TFT薄膜晶體電路的基材也是玻璃,但是與COG不一樣的是,驅(qū)動電路集成到了FPC軟板上,所以下border部分只需要預(yù)留出一個(gè)bonding的區(qū)域給FPC和TFT連接,這樣能將下border的厚度減少1.5mm左右,如下圖所示。目前,各大廠商的非旗艦安卓機(jī)基本都是采用COF封裝形式。
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