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华视界光电有限公司技术培训液晶显示模块（LCM）认识技术部·刘钱2007年3月一. 名词解释液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB线路板、背光源、结构件装配在一起的组件．英文名称叫“LCD Module”，简称“LCM”，中文一般称为“液晶显示模块”。
实际上它是一种商品化的部件．根据我国有关国家标准的规定：只有不可拆分的一体化部件才称为“模块”，可拆分的叫作“组件”。
所以规范的叫法应称为“液晶显示组件”。
但是由于长期以来人们都已习惯称其为“模块”。
二. LCM分类LCM主要分为三大类1、笔段型液晶显示模块（Segment LCM).2、字符型液晶显示模块（Character LCM).3、图型液晶显示模块（Graphic LCM).笔段型液晶显示模块（Segment LCM)笔段型液晶显示模块是指以长条状显示像素组成一位显示类型的液晶器件，简称笔段型液晶显示模块。
笔段型液晶显示模块主要用于数字显示，也可以显示西文字母、某些专用符号或固定图形，还可以将一个汉字或一个汉字组成为一个段显示。
笔段型液晶显示模块主要是为了显示数字，或围绕数字显示。
在形状上总是围绕数字“8”的结构变化。
从显示“8”的形状上分类，可分为七段，八段，九段，十四段，十六段显示等。
最常见的就是七段和十四段显示，广泛用于电子表、数显仪表、计时器、计数器、示意显示等。
字符型液晶显示模块（Character LCM)字符型液晶显示模块是一类专用于显示字母，数字，符号等的点阵型液晶显示模块。
之所以称字符型液晶显示模块是因为其液晶显示器件的电极图形是由若干个5X8或5X11点阵组成的字符块集。
每个字符块是一个字符位，每一位都可以显示一个字符，字符位之间空有一个点距产间隔起着字符间距和行距的作用，这是其一；其二是这类模块使用的是专用于字符显示控制与驱动的IC芯片。
这两种因素确定了这类模块的应用范围仅局限于字符而显示不了图形，所以称之为字符型液晶示示模块。
第3章 LCM液晶显示模组设计 主要内容:新项目结构评估新项目电子评估立项报告LCM液晶显示模组的设计流程Top-Down设计样品制作及物料认证DR checksheet样品确认及量产准备我们在新项目前期评估设计时，根据客户提供的Inquiry要求来检讨评估项目的设计合理性，主要物料的通用性，生产加工工艺的操作性，品质要求的信赖性等。
一般地，我们分为结构和电子两部分来评估及给客户一些合理改善建议。
根据最终的评估结果来确定此新项目是否可以立项。
3.1 新项目结构评估A．Panel匹配性评估筛选出所有符合要求尺寸的Panel（如2.8inch WQVGA）。
根据客户要求的显示要求，种类和AA尺寸，选择合适的Panel。
B．外形尺寸评估根据刚选择好的Panel确认产品的外形尺寸，是否满足客户的外形尺寸要求。
长度，宽度，厚度不能超过客户图纸要求。
显示区域AA到产品边缘的尺寸必须符合客户图纸要求，即AA位置完全与客户图纸要求一致。
C．主要资源确认根据选取的Panel，选择兼容的驱动IC，且保证Panel与IC的采购性，批量生产性。
根据产品的外形尺寸尺寸，筛选符合条件的背光源BLU，触摸屏TP，电路板FPA、PCB等主要资源。
如果除Panel和IC以外的物料无法公用，就必须设计图纸开模。
D．显示效果要求根据客户对显示效果的要求，确定整个显示模组的表面亮度，均一度，色度等要求。
显示颜色：65k，262k，1600w。
视角：一般视角，超宽视角，全视角。
E．连接方式评估信号接口方式确认，是否满足设计加工要求。
一般有两种连接方式：焊接（包括热压Hot bar），CON连接器（ZIF，B2B）。
FPA位置是否合理，易于加工等评估。
F．各物料供应商加工能力评估各物料的现有供应商加工能力是否能达到设计图纸要求。
比如FPA最小线宽，线距，表面处理能力，SMT精度是否达到要求。
比如背光源Frame薄壁的最小加工能力，高亮LED，最新高亮增光膜等材料是否已经认证可使用，导光板V-cut技术，Frame与BZ一体化注塑技术等是否成熟并能批量生产。
lcm工艺流程图LCM（Liquid Crystal Display Module）液晶显示模块工艺流程图是用来制造液晶显示器的重要工艺流程图。
下面是一个简单的LCM工艺流程图：1. 基板准备：选取适当的玻璃基板，并进行清洗和化学处理，以去除表面的污垢和杂质，并提高基板的表面质量。
2. Indium Tin Oxide（ITO）涂覆：将导电性较强的ITO材料喷涂或蒸发在玻璃基板上，形成透明电极。
这些透明电极用于LCD中的像素点驱动。
3. Passivation层涂覆：为了保护ITO电极和减少液晶分子与ITO之间的相互作用，涂覆一层薄的Passivation层。
4. 对齐层涂覆：在Passivation层上涂覆一层对齐层，用于定向液晶分子的方向，以控制光的传播。
5. 涂覆液晶：将液晶物质涂覆在对齐层上，制造液晶层。
液晶分子的定向将决定其对入射光的偏振状态的影响，从而实现光的控制。
6. 粘合：将上述制备好的液晶层和另一片玻璃基板粘合在一起，形成液晶夹层。
7. 制作色彩滤光片：在另一片玻璃基板上制作色彩滤光片，用于过滤不同颜色的光以实现彩色显示。
8. 粘合液晶夹层和色彩滤光片：将液晶夹层和色彩滤光片粘合在一起，固定玻璃基板和液晶层之间的间隙。
9. 切割：将制作好的大尺寸液晶玻璃切割为合适的尺寸，以适应最终产品的大小和形状。
10. COG焊接：COG（Chip On Glass）焊接是将驱动芯片（常见的是TSB（TAB super COG）类型的芯片）焊接到玻璃上，用于控制LCD的像素。
11. 封装：将制作好的小尺寸液晶玻璃和驱动芯片组装到LCD 模块中。
封装过程涉及到粘贴和固定各个组件，并进行初始测试。
12. 模块测试：对组装好的液晶显示模块进行电性能和显示效果的测试，以确保产品的质量。
13. 模组壳体组装：为了保护LCD模块和方便使用，将LCD 模块安装到模组壳体中，并完成模组壳体的组装，包括固定螺丝、连接线路等。
液晶显示模块设计中应注意的几个问题随着信息产业的迅速发展，作为信息显示终端之一的LCD器件也得到了空前的发展。
在FPD(Flat panel display)器件中，LCD以其轻、薄、小、耗电低等优点而一枝独秀。
为LCD配置了驱动电路，就形成了液晶显示模块LCM(Liquid Crystal Module)。
它的基本组成部件除了LCD、驱动电路外一般还有连接件、背光源等。
液晶显示模块同一个系统中的其他电路一样，有简单的接口，并提供了丰富的控制显示的指令系统。
为整机的开发节约了时间。
下面讨论LCM设计中的应注意的几个问题及解决方法。
对比度对比度是描述一个显示器件在显示时前景(如显示的文字、图形等)和背景之间明暗差别大小的一个量。
以正性液晶显示器件为例，对比度公式如下：Cr=(N1/N2)×100%Cr是对比度，N1是像素点未显示时的光线透过率，N2是像素点显示时的光线透过率。
对比度越大，显示就越清楚，反之，则显示暗淡不清。
LCD的对比度与其自身的特性关系较大，如电光特性曲线的陡度等。
从电路驱动的角度来讲对比度的控制主要受下面几个参数的影响。
●偏压电路设IC的驱动路数为N，那么驱动波形的占空比D和偏压B为：以HITACHI的驱动芯片HD61203为例，驱动LCD的最大路数为64，即占空比为D=1/64，那么偏压比B=1/9，如图1所示，偏压电路中R2的取值应是R1的5倍，R2=5R1。
例如R1=1k，则R2=5R1=5k。
当芯片的驱动路数大于64个时，芯片的工作频率也会相应提高，同时偏压电阻也会因为偏压比的增大而提高阻值。
这样就不可避免地使偏压电路的几个输出端V1、V2等的驱动能力下降，这就对LCD的驱动带来了负面影响。
为了解决高路数屏的驱动问题，在偏压电路的设计上，应当提高V1、V2等输出端的驱动能力。
在图1中，在各输出端增加了运算放大器LM324。
LM324是一个具有四运放的可使用正负电源工作的运算放大器。
常用液晶显示模块驱动程序设计1常用液晶显示模块驱动程序设计引言第1章绪论1.1 液晶显示器件概述1.1.1液晶显示器件在显示技术中的地位1.1.2液晶显示器件的优异性能及发展前景1.2 论文选题的意义1.3 本文的主要工作第2章液晶显示基本原理及应用基础2.1 液晶显示基本知识2.2 液晶显示原理2.3 液晶显示器件的优点2.4 液晶显示驱动原理2.4.1 静态驱动方法简述2.4.2 动态驱动方法简述第3章液晶显示模块3.1 液晶显示模块的分类3.1.1 数显液晶显示模块3.1.2 点阵字符型液晶显示模块3.1.3 点阵图形液晶显示模块3.2 液晶显示控制器的原理3.2.1 设计特性3.3 液晶显示控制器的应用第4章段式液晶显示模块的原理及应用4.1 段式液晶显示模块LCM061A简介4.1.1 段式液晶显示模块LCM061A的基本功能4.1.2 段式液晶显示模块LCM061A的引脚说明4.1.3 段式液晶显示模块LCM061A指令集…4.2 段式液晶显示模块LCM061A接口方案及论证4.3 段式液晶显示模块LCM061A应用程序设计4.3.1功能程序模块详解4.3.2程序设计流程图第5章字符型液晶显示模块的原理及应用5.1 字符型液晶显示模块基本特点5.2 字符型液晶显示控制及驱动器HD447805.2.1 HD44780的特点5.2.2 HD44780的硬件工作原理5.2.3 HD44780的指令集5.3 基于HD44780字符型液晶显示器LCM1602的原理及应用5.3.1 字符型液晶显示器LCM1602的原理5.3.2 字符型液晶显示器LCM1602接口方案及论证5.4 字符型液晶显示器LCM1602应用程序设计5.4.1 程序设计流程图5.4.2 功能程序模块详解第6章图形式液晶显示模块的原理及应用6.1 图形式液晶显示模块的基本特点6.2 图形式液晶显示控制及驱动器HD612026.2.1 HD61202的特点6.2.2 HD61202硬件工作原理6.2.3 HD61202的硬件工作原理6.2.4 HD61202的指令集6.3 基于HD61202图形式液晶显示器LGM12864应用6.3.1 图形式液晶显示器LGM12864原理6.3.2 图形式液晶显示器LGM12864接口方案及论证6.4 图形式液晶显示器LG12864应用程序设计6.4.1 功能程序模块详解6.4.2 程序设计流程图第7章仿真总结致谢参考文献附录A HD44780的内部字符集附录B程序清单附录C 芯片引脚图【摘要】由于液晶显示模块特殊的连接方式和所需的专用设备并非人人了解，因此虽然它已应用广泛，但用户在使用、装配时感到困难。
为了用户使用方便，需将液晶显示器件与控制、驱动集成电路装在一起，形成一个功能部件。
而驱动程序是使这个功能部件稳定有序工作，准确实现显示的重要环节。
本设计在分别介绍了分段式、点阵图形、点阵字符型液晶显示模块的芯片功能及其应用原理的基础上，主要针对一些常用液晶显示模块的典型代表系列设计其与单片机的接口电路和驱动程序。
【关键词】液晶显示模块；驱动控制器；单片机；驱动程序；点阵Commonly used liquid crystal display module design-driven process【Abstract】LCD module due to special connections and special equipment is not required for everyone to understand, so even though it is already widely used, but users in the use of, the assembly found it difficult. To the user ease of use, the need for liquid crystal display devices and control, driver integrated circuits mounted together to form a feature. The driver's role is to make this feature to work stable and orderly, accurate display. The design introduced in the sub-style, dot-matrix graphics, dot matrix character LCD module and its application of the chip functions based on the principle, mainly for some commonly used liquid crystal display module of a typical representative of the design series with SCM interface circuit and driver.Key words: liquid crystal display module; drive controller; singlechip; driver; lattice452 引言液晶显示器件(LCD)是一种高新技术的基础元器件。
它利用液晶的各种电光效应，把液晶对电场、磁场、光线和温度等外界条件的变化在一定条件下转换为可视信号而制成的显示器。
虽然其应用已很广泛，但对很多人来说，使用、装配时仍感到困难。
特别是点阵型液晶显示器件，使用者更是会感到无从下手。
特殊的连接方式和所需的专用设备也非人人了解和具备，故此液晶显示器件的用户希望有人代劳，将液晶显示器件与控制、驱动集成电路装在一起，形成一个功能部件，用户只需用传统工艺即可将其装配成一个整机系统。
而驱动程序是使这个功能部件稳定有序工作，准确实现显示的重要环节。
随着模块的标准化，用户在选择和使用过程中只关心模块的接口，对于模块的设计和构造以及在使用中出现的因为模块设计原因产生的问题并不了解。
本文通过对常用液晶显示模块的结构和显示、驱动原理进行详细介绍。
并针对一些常用液晶显示模块的典型代表系列设计其与单片机的接口电路和驱动程序。
使读者可以较为全面地掌握液晶显示驱动控制的原理。
第1章绪论1.1 液晶显示器介绍液晶显示器件[1](LCD)是一种高新技术的基础元器件。
它利用液晶的各种电光效应，把液晶对电场、磁场、光线和温度等外界条件的变化在一定条件下转换为可视信号而制成的显示器。
液晶显示器具有低电压、低功耗的特点，与CMOS集成电路相匹配.电池作为电源，适合于便携式显示。
STN-LCD是通过电场控制液晶分子的排列从而改变液晶盒内偏振光的双折射效应而实现显示，STN-LCD是目前LCD生产的中档产品，它具有显示信息量大的特点，主要应用于各种仪器仪表、手机、PDA、笔记本电脑等。
液晶显示器还具有易彩色化，非发光式被动显示的特点。
彩色液晶显示是利用液晶的光阀特性和彩色滤光膜及三基色灯来实现的，现有技术容易制造彩色滤光膜和三基色灯。
还有液晶显示靠调制外界光来实现的，显示体本身不发光，不刺激眼睛，不易疲劳等优点。
利用液晶光阀特性容易实现投影大屏幕显示。
因而，液晶显示应用几乎覆盖所有显示应用领域。
液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件(斑马条、斑马纸或金属管脚等)、PCB线路板、液晶显示控制器、行列驱动控制器、负压发生器、偏置电路、温度补偿电路、背光源、背光源驱动控制电路、结构件（框架或模具)等装配在一起的组件。
1.2 液晶显示发展历史、现状和趋势作为液晶最重要的一种应用，液晶显示伴随液晶的诞生经历了漫长的发展道路[2]。
早在1888—1889年，奥地利植物学家F.Reinitzer与和德国物理学家共同发现了第一种液晶材料.20世纪20年代人们就已经合成出300多种液晶,并完成了至今还应用的近晶相、向列相和胆甾相的液晶分类。
从30年****始，众多物理学家展开了液晶物理特性的研究,首次揭示了液晶的各向异性特性以及在外场作用下向列相变形及其阈值特性.这些工作为液晶显示的应用研究奠定了良好的基础.60年代中期美国首先发现液晶显示原理，1968年公开在刊物上发表向列相液晶动态散射显示原理和显示样机。
第一台成型的液晶显示媒体出现在1971年，这就是最初的TN-LCD(扭曲向列液晶显示器)，80年代初TN-LCD 商品大量上市，主要被用作手表、时钟、电子计算机、电话、传真机及一般家电品的数字显示，目前简单矩阵驱动的TN型产品以小尺寸黑白文字显示类LCD为主。
1984年欧美提出了STN-LCD超扭曲向列液晶显示器)，同时也提出了TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)技术，但在那时还不够成熟。
80年代末，日本掌握了STN-LCD的大规模生产技术，LCD工业开始飞跃发展。
1993年日本又掌握了TFT-LCD生产技术，液晶显示器开始一方面向廉价、低成本的方向发展，随后DSTN-LCD(双层超扭曲向列)诞生;另一方面向高端的薄膜晶体管TFT-LCD发展。
1997年，日本成了一大批以550mm×700mm为代表的大基板尺寸第三代TFT-LCD生产线。
在此期间，韩国和台湾也开始介入液晶显示器生产领域，我国内地企业引进生产线，生产TN-LCD.我国于1969年开始研究液晶显示，但规模生产起步较晚。
目前我国虽然是世界上最大的TN-LCD生产国，在原材料技术和生产工艺技术上已落后一步。
而东亚地区，逐渐发展成为世界液晶显示器的主要生产地，日本、韩国和我国台湾则走在了最前列。
近年，随着中国大陆改革开放的深入和加入WTO，日本、韩国和我国台湾己经将大部分STN的生产线和部分TFT生产线向中国大陆转移，中国大陆已经陆续投产几条较为先进的TFT生产线。
但生产工艺、技术和部分原材料的专利仍掌握在日本或其它少数国家手中，这是中国大陆LCD产业发展的不利因素。
1.3 论文选题的意义液晶显示器件是一种高新技术的基础元器件，虽然其应用已很广泛，但对很多人来说，使用、装配时仍感到困难。
特别是点阵型液晶显示器件，使用者更是会感到无从下手。
特殊的连接方式和所需的专用设备也非人人了解和具备，故此液晶显示器件的用户希望有人代劳，将液晶显示器件与控制、驱动集成电路装在一起，形成一个功能部件，用户只需用传统工艺即可将其装配成一个整机系统。
随着模块的标准化，用户在选择和使用过程中只关心模块的接口，对于模块的设计和构造以及在使用中出现的因为模块设计原因产生的问题并不了解。
本文通过对常用液晶显示模块的几个典型，介绍液晶显示模块的结构和显示、驱动原理。
