完全分離型顯示驅(qū)動(dòng)芯片方案,TCON+Source IC+Gate IC
在完全分離型芯片架構(gòu)中,TCON立于Driver IC設(shè)計(jì)在PCB上,Source IC和Gate IC分別綁定在玻璃側(cè)邊和底部。TCON輸出Display Data、Source Control和Gate Control信號(hào),通過PCB、FPC和玻璃基板走線,分別傳輸給Source IC和Gate IC。Source IC和Gate IC分別通過玻璃基板走線向Display Area(顯示區(qū)域)傳輸電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)顯示面板工作。
整合型顯示驅(qū)動(dòng)單芯片方案,One Chip Solution
隨著面板制造技術(shù)的進(jìn)步,以及市場(chǎng)需求的推動(dòng),面板廠逐步引入GIA(Gate Driver in Array)技術(shù), 使用GIA電路取代Gate IC, 將Gate IC和Source IC進(jìn)行整合。
傳統(tǒng)TFT-LCD面板Gate線路采用配線從驅(qū)動(dòng)芯片導(dǎo)入信號(hào)使TFT開啟,將顯示信號(hào)輸入到像素單元完成畫面顯示。由于每一條配線對(duì)應(yīng)一行Gate電路,配線條數(shù)較多,占用空間較大。為對(duì)應(yīng)窄邊框和高解析度產(chǎn)品需求,集成柵極驅(qū)動(dòng)電路(GIA, Gate Driver in Array)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。GIA即在TFT玻璃上通過用MOSFET所搭建的電路,給每行設(shè)計(jì)一組GIA電路,僅輸入少量GIA Timing信號(hào),可輸出多路Gate控制信號(hào),從而替代Gate Driver IC的功能。目前GIA方案已廣泛應(yīng)用在智能手機(jī)、平板電腦等主流顯示市場(chǎng),促進(jìn)了智能手機(jī)、平板電腦等領(lǐng)域整合型顯示驅(qū)動(dòng)芯片的發(fā)展。
顯示面板驅(qū)動(dòng)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(chǎng)及客戶的需求。一款顯示面板是選擇使用整合型驅(qū)動(dòng)芯片方案還是分離型驅(qū)動(dòng)芯片方案,通常在面板設(shè)計(jì)初期就會(huì)決定,一旦面板設(shè)計(jì)定型后,相應(yīng)的面板驅(qū)動(dòng)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(duì)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(chǎng)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(dòng)終端)、大尺寸兩個(gè)領(lǐng)域同時(shí)擁有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。
驅(qū)動(dòng)IC其實(shí)就是一套集成電路芯片裝置,用來對(duì)透明電極上電位信號(hào)的相位、峰值、頻率等進(jìn)行調(diào)整與控制,建立起驅(qū)動(dòng)電場(chǎng),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(chǔ)電容、柵線、信號(hào)線等。兩玻璃基板內(nèi)側(cè)制備取向膜(或稱取向?qū)樱?,使液晶分子定向排列。兩玻璃基板之間灌注液晶材料,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。
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(jiǎn)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(dòng)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(duì)其屏幕(LCD,OLED)的驅(qū)動(dòng)控制,以及與其它系統(tǒng)例如主板FPCB、部件等的信號(hào)鏈接。
COG(Chip On Glass)是將手機(jī)屏幕顯示驅(qū)動(dòng)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(dòng)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。