Столкнулись с трудностями в проекте встраиваемого дисплея?
Не позволяйте сложной интеграции или проблемам цепочки поставок замедлить ваш выход на рынок. Забронируйте бесплатную консультацию с экспертной командой RJY для получения индивидуальной поддержки в проектировании и производстве.
Индивидуальный TFT ЖК-дисплей: Инженерное руководство для OEM-производителей
Published:
12 минут чтения
Updated:
Пользовательский TFT ЖК-дисплей должен решать четко определенную задачу интеграции. Он не должен начинаться как неограниченный запрос на создание нового размера панели, разрешения или архитектуры пикселей.
Для многих проектов OEM практичным путем является выбор существующего модуля TFT ЖК-дисплея, чья активная область, разрешение, интерфейс, временные характеристики, оптическое поведение и механический корпус подходят. Затем проект может оценить изменения вокруг этой платформы, включая сенсорный экран, защитное стекло, подсветку, FPC, разъем, плату контроллера, встроенное ПО, структуру соединения и корпус.
Это различие влияет на осуществимость, объем разработки, документацию, оснастку, валидацию и контроль жизненного цикла. Оно также помогает инженерным группам сравнивать предложения, которые могут быть описаны как “пользовательские дисплеи”, но предполагают совершенно разный объем работ.
Что такое пользовательский TFT ЖК-дисплей?
Пользовательский TFT ЖК-дисплей — это существующая платформа дисплея, скоординированная или модифицированная для удовлетворения требований конкретного продукта. Объем может варьироваться от изменения чертежа защитного стекла до полной сборки дисплея, сенсора, платы контроллера, встроенного ПО и механических компонентов.
Уровень проекта
Типичный объем
Основные инженерные работы
Стандартный модуль
Существующий TFT ЖК-дисплей используется без физических изменений
Совместимость с хост-системой, кабель, питание, подсветка, встроенное ПО, сенсор и механическая валидация
Конфигурируемый модуль
Существующий ЖК-дисплей комбинируется с доступной конфигурацией сенсора, защитного стекла, кабеля или контроллера
Выбор конфигурации, чертежи, драйверы, сборка и тестирование полного образца
Полу-пользовательский дисплей
Основной ЖК-дисплей остается неизменным, а окружающие компоненты адаптируются
Существующий ЖК-дисплей поставляется с платой контроллера или вычислительной платой и интеграцией под конкретный продукт
Вывод изображения, драйвер панели, сенсорный ввод, питание, подсветка, программное обеспечение, кабели и валидация корпуса
Запрос на новую платформу панели
Требуемый размер, активная матрица или разрешение недоступны на существующей платформе
Отдельная оценка осуществимости, объема, инвестиций, квалификации, поставок и жизненного цикла
Практический путь кастомизации RJY Display начинается с существующего модуля дисплея. Это не должно интерпретироваться как неограниченная разработка любого произвольного размера TFT ЖК-дисплея, разрешения, активной области или архитектуры панели.
Уровни проектов: стандартный, конфигурируемый, полу-пользовательский и интегрированный TFT ЖК-дисплей
Когда на самом деле необходима кастомизация?
Кастомизация не всегда лучше стандартного модуля. Если существующий дисплей удовлетворяет обязательным электрическим, оптическим, механическим, сенсорным, экологическим, программным требованиям и требованиям жизненного цикла, его использование без изменений может сократить объем проекта.
Кастомизация становится актуальной, когда задокументированное требование не может быть удовлетворено предпочтительной стандартной конфигурацией.
Наблюдаемая проблема
Возможная реакция проекта
Необходимые доказательства
Дизайн лицевой панели требует другого контура или печатной рамки
Пользовательское защитное стекло на основе выбранного ЖК-дисплея и сенсорной структуры
Чертеж защитного стекла, материалы, допуски, критерии внешнего вида, область соединения и CAD корпуса
FPC дисплея конфликтует с печатной платой или корпусом
Оценка альтернативного модуля, адаптера, кабеля или возможного изменения FPC
Распиновка ЖК-дисплея, определение разъема, компоновка печатной платы, требования к сигналам и механический корпус
Готовый дисплей трудночитаем в предполагаемых условиях эксплуатации
Проверка подсветки, стека защитного стекла, обработки поверхности, соединения, пользовательского интерфейса и установки
Условия окружающего освещения, направление обзора, оптический стек, бюджет энергопотребления и тестирование физического образца
Хост-система не поддерживает интерфейс панели
Выбор другого ЖК-дисплея, доработка хост-системы или оценка активного контроллера или моста
Версия платы, информация о схеме, поддерживаемые режимы вывода, временные характеристики панели, распиновка и встроенное ПО
Инструмент ввода, количество контактов, окружающая среда, данные контроллера, структура защитного стекла и приемочные испытания
Модуль не подходит для сборки
Сравнение другой существующей платформы перед началом механической кастомизации
Полный чертеж дисплея, стек допусков, печатная плата, защитное стекло, кабель и CAD корпуса
Требование должно быть классифицировано как обязательное, предпочтительное или обсуждаемое. Это предотвращает превращение косметического предпочтения в работу по оснастке или встроенному ПО, которая не дает полезного преимущества для продукта.
Координация интерфейса TFT ЖК-дисплея, FPC, разъема, материнской платы, питания, подсветки, сенсора и встроенного ПО
Сформируйте базовый набор требований перед выбором дисплея
Полезная экспертиза пользовательского TFT ЖК-дисплея начинается с продукта, а не с общей спецификации экрана.
Область требований
Вопросы для решения
Применение
Что делает продукт, кто его использует, и какая информация или элементы управления должны оставаться доступными?
Геометрия дисплея
Какую активную область, область просмотра, контур, ориентацию, толщину и габариты заднего компонента может принять продукт?
Пользовательский интерфейс
Какие разрешение, физический размер текста, графическая нагрузка, языки, предупреждения и состояния системы требуются?
Хост-платформа
Какой MCU, процессор приложений, вычислительный модуль, контроллерная плата или источник видео будут управлять дисплеем?
Сенсорный ввод
Какие палец, перчатка, стилус, количество касаний, жесты, влажность и поведение при ложных касаниях должны быть проверены?
Условия просмотра
Какие условия окружающего освещения, расстояния просмотра, угла установки, затемнения, отражения и температуры применимы?
Механическая сборка
Где находятся рамка, крышка, опоры, клей, FPC, разъем, печатная плата, крепежные элементы, кабели и источники тепла?
Жизненный цикл
Какие процессы прототипирования, пилотного выпуска, производства, управления версиями, уведомления об изменениях и замены требуются?
Предоставляйте репрезентативные изображения и чертежи пользовательского интерфейса на ранних этапах. Один только размер по диагонали не определяет физическое изображение, контур модуля, видимое отверстие, пиксельную нагрузку или геометрию сенсорных целей.
Выберите существующую платформу TFT ЖК-дисплея
Базовый модуль определяет, какие последующие изменения реалистичны. Используйте текущий контролируемый технический паспорт и механический чертеж, а не сводку на странице продукта.
Сравнивайте кандидатов, используя:
Точную модель, версию, драйвер IC и текущий статус поставок
Активную область, область просмотра, контур модуля, толщину и собственную ориентацию
Разрешение, формат пикселей, собственную синхронизацию и требования к инициализации
Интерфейс, электрические уровни, линии или каналы, распиновку и разъем
Электрические требования подсветки, включение, затемнение и тепловое поведение
Положение FPC, направление контакта, усилитель, компоненты и безопасную зону изгиба
Оптические характеристики и предполагаемые условия просмотра
Документированные пределы эксплуатации и хранения для точной конфигурации
Пример встроенной дисплейной системы NXP показывает, что функционирующий тракт ЖК-дисплея требует согласованной собственной синхронизации, полярности сигналов, питания, сброса, управления подсветкой, тактовых частот интерфейса и специфического для панели драйвера.[1] Поэтому соответствующего разрешения или метки интерфейса недостаточно для утверждения базового модуля.
Настройте сенсорный экран и защитное стекло совместно
Сенсорный датчик, сенсорный контроллер, покровное стекло, структура склеивания, дисплей, хост-драйвер, заземление и корпус образуют одну систему ввода. Изменение передней линзы может изменить конструкцию сенсора, даже если ЖК-дисплей остается неизменным.
Сенсорная или покровная область
Что необходимо определить
Технологию сенсорного ввода
Проекционно-емкостная, резистивная или другая поддерживаемая конфигурация ввода
Сенсорный контроллер
Точный контроллер, прошивка, хост-интерфейс, напряжение, сброс, прерывание, контакты и драйвер
Инструменты ввода
Голый палец, указанная перчатка, пассивный стилус, активный стилус или ввод на основе давления
Покровное стекло
Контур, толщина, отверстие, печатная рамка, материал, детали кромки, требования к поверхности и область нанесения клея
Склеивание
Воздушный зазор или склеенная структура, клей, выравнивание, внешний вид, допуски и требования к переделке
Поведение программного обеспечения
Диапазон координат, начало координат, масштабирование, поворот, привязка к дисплею, сон, пробуждение и восстановление
Условия эксплуатации
Влага, очистка, металлические конструкции, электрические помехи, работа на краю и критерии ложных касаний
Microchip описывает разработку емкостного сенсорного датчика как комбинированную механическую и электрическую задачу проектирования и специально включает эффекты покровного стекла в процесс проектирования.[2] Это означает, что индивидуальное покровное стекло не должно выпускаться независимо от проверки сенсора и контроллера.
В системах Android конфигурация сенсора также может управлять привязкой к дисплею, калибровкой и отображением координат с учетом ориентации.[3] Проверьте утвержденную прошивку контроллера и хост-программное обеспечение с окончательным поворотом, покровным стеклом, рамкой, заземлением и корпусом.
Настройте подсветку исходя из оптических требований и требований к энергопотреблению
Запрос на подсветку должен начинаться с требования к просмотру готового продукта. Максимально доступная яркость не является автоматически правильной целью.
Проверьте:
Требуемые условия окружающего освещения и просмотра
Стек ЖК-дисплея, поляризатора, сенсора, склеивания, покровного стекла и обработки поверхности
Конфигурацию светодиодов и электрические данные подсветки
Доступную схему драйвера, ток, сигнал включения и метод затемнения
Бюджет мощности и рабочие состояния
Локальный нагрев и температуру готового корпуса
Поведение при низкоуровневом затемнении и управление приложением
Критерии внешнего вида и согласованности для утвержденного образца
Не делайте выводов о читаемости на солнце, пригодности для наружного использования, тепловых характеристиках или сроке службы на основе номинального значения яркости. Эти выводы требуют данных для конкретной конфигурации и проверки готового продукта.
Согласуйте интерфейс, гибкий печатный кабель (FPC), разъем и материнскую плату
Настройка интерфейса — это не просто изменение напечатанного названия рядом с разъемом. ЖК-дисплей и хост должны согласовываться электрически, логически, механически и программно.
Область интеграции
Пункты для подтверждения
Интерфейс дисплея
RGB, MIPI DSI, LVDS, eDP, SPI или другой реализованный маршрут и его полная конфигурация
Все соединения дисплея, управления, питания, заземления, сброса, подсветки и сенсорного ввода
Разъем
Номер детали, шаг, сторона контакта, высота, направление вставки, ответная часть и доступ
Механика FPC
Направление выхода, длина, усилитель, зона изгиба, контур компонентов, фиксация и последовательность сборки
Высокоскоростной тракт
Плата, разъем, FPC, кабель, заземление, обратный путь и анализ целостности сигнала (где применимо)
Программное обеспечение
Драйвер панели, инициализация, регуляторы, GPIO, ориентация, режим сна, пробуждение и восстановление после ошибок
MIPI Alliance определяет MIPI DSI как высокоскоростной последовательный интерфейс между хост-процессором и модулем дисплея.[4] Общая маркировка DSI не гарантирует, что хост и панель имеют требуемые линии, режим работы, синхронизацию, команды, последовательность питания, разъем или программную поддержку.
Индивидуальный FPC может перенаправить совместимые сигналы или улучшить механическую интеграцию. Он не может создать отсутствующий контроллер дисплея, добавить неподдерживаемые линии, исправить несовместимые уровни напряжения или заменить отсутствующую прошивку панели.
Координация интерфейса TFT ЖК-дисплея, FPC, разъема, материнской платы, питания, подсветки, сенсора и встроенного ПО
Определите обязанности контроллерной платы и встроенного программного обеспечения
Контроллер или вычислительная плата должны оцениваться на уровне платы. В техническом описании процессора могут быть перечислены интерфейсы, которые не выведены на готовую PCB или не поддерживаются текущим программным образом.
Запись:
Точная модель платы, конфигурация памяти и ревизия аппаратного обеспечения
Реализованный вывод дисплея и разъем
Поддерживаемая собственная синхронизация и конфигурация панели
Цепи питания, сброса, включения и подсветки панели
Сенсорный ввод и путь драйвера
Версия Android, Linux, RTOS, MCU SDK, ядра, BSP или загрузчика
Результаты по драйверу панели и инициализации
Исходный код, бинарные файлы, конфигурация, сборка и границы владения
Поведение при обновлении, восстановлении, сне, пробуждении и прерывании питания
“Индивидуальная прошивка” не является неограниченным результатом. Допустимый объем определяет плату, ЖК-дисплей, сенсорный контроллер, программную платформу, версию, требуемое поведение, результаты, владение и приемочные испытания.
Согласуйте механическую конструкцию до начала изготовления оснастки
Чертеж ЖК-дисплея, чертеж крышки, сенсорный датчик, FPC, PCB, кабель, опоры, клей, крепеж и CAD корпуса должны рассматриваться как единая цепь допусков.
Механический элемент
Требование к проверке
Активная область и область просмотра
Выравнивание с отверстием рамки, печатью крышки, сенсорной зоной и пользовательским интерфейсом
Габаритный контур модуля
Стекло ЖК-дисплея, подсветка, рамка, клей, FPC, усилитель и задние компоненты
Поддержка и фиксация
Утвержденные зоны опор, клея, кронштейнов и крепежа без локальной нагрузки на стекло
Трасса кабеля
Достижимость FPC, изгиб, доступ к разъему, фиксация, нагрев, движущиеся части и последовательность сборки
Выравнивание крышки и сенсора
Отверстие, печатная граница, клей, базовая структура и накопленные допуски
Доступ для обслуживания
Эксплуатация разъема, осмотр, замена и защита дисплейного узла
Не выпускайте корпус, основываясь только на номинальных размерах дисплея. Используйте контролируемый чертеж и учитывайте максимальные условия материала и допуски сборки, где применимо.
Используйте контролируемый процесс разработки пользовательского дисплея
Этап
Требуемый результат
Вопрос для утверждения
Определение требований
Обязательные, предпочтительные и обсуждаемые требования к продукту
Описывает ли спецификация продукт и условия приемки?
Выбор базового модуля
Кандидатные технические описания, чертежи, анализ совместимости и открытые вопросы
Является ли существующая платформа ЖК-дисплея технически подходящей?
Анализ осуществимости
Границы кастомизации, ответственность, оснастка, программное обеспечение, план тестирования и коммерческие допущения
Является ли каждое запрошенное изменение осуществимым и контролируемым?
Выпуск чертежей и конфигурации
Определения ЖК-дисплея, сенсора, крышки, FPC, разъема, платы, прошивки и механики
Все ли стороны проверяют одну и ту же ревизию?
Сборка образца
Отслеживаемые образцы аппаратного и программного обеспечения с зарегистрированными отклонениями
Представляет ли образец предлагаемую производственную конфигурацию?
Системная валидация
Результаты испытаний в соответствии с согласованными критериями приемки
Работает ли готовый продукт в требуемых условиях?
Выпуск в производство
Утвержденная конфигурация, критерии контроля, упаковка, управление ревизиями и закрытие открытых вопросов
Является ли выпущенный продукт той же конфигурацией, которая была валидирована?
Не начинайте оснастку только потому, что дисплей может показывать изображение на оценочной плате. Электрическая работа — лишь одна часть утверждения.
Проведите валидацию полного образца пользовательского TFT ЖК-дисплея
Область валидации
Минимальный обзор
Идентификация и документация
Модель ЖК-дисплея, драйвер IC, чертеж, сенсорный контроллер, ревизия платы, прошивка, кабели и отклонения
Отображение изображения
Собственные временные параметры, полноэкранные шаблоны, ориентация, цвета, экраны пользовательского интерфейса, запуск, спящий режим, пробуждение и перезагрузка
Сенсорный ввод
Координаты, края, поворот, требуемые средства ввода, покровное стекло, шум, критерии влажности, спящий режим и пробуждение
Оптические характеристики
Требуемый пользовательский интерфейс, окружающее освещение, направления обзора, стеклопакет, отражения, затемнение и внешний вид
Питание и подсветка
Запуск, нормальная работа, включение, затемнение, выключение, прерывание питания и температура корпуса
Программное обеспечение
Загрузчик, драйвер панели, BSP или SDK, приложение, обновление, восстановление и состояния ошибок
Механическая сборка
Выравнивание, поддержка, трассировка FPC, доступ к разъему, клей, допуски, фиксация и процедура обслуживания
Условия эксплуатации
Определяемые приложением температура, очистка, влажность, механические, световые и электрические условия
Управление конфигурацией
Полная утвержденная спецификация материалов, чертежи, прошивка, образ программного обеспечения, записи испытаний и нерешенные вопросы
Утверждать полную конфигурацию, а не только модель ЖК-дисплея. Последующее изменение драйвера панели IC, сенсорного контроллера, покровного стекла, FPC, ревизии платы, прошивки, клея, подсветки, кабеля или корпуса может потребовать частичной повторной валидации.
Подготовьте полный запрос котировок (RFQ) на пользовательский TFT ЖК-дисплей
Предоставить:
Целевой продукт, пользователи, рабочий процесс и целевые рынки
Требуемая активная область, разрешение, ориентация, контур и механический объем
Репрезентативные полноразмерные элементы пользовательского интерфейса и графическая нагрузка
Точный MCU, процессор, контроллерная плата, вычислительный модуль или источник видео
Ревизия платы, реализованный вывод дисплея, разъем и программная платформа
Технология сенсора, контроллер, средства ввода, количество контактов и требования к окружающей среде
Чертеж покровного стекла, материал, толщина, печать, кромка, отверстие и требования к поверхности
Подсветка, затемнение, питание, окружающее освещение и требования к обзору
Направление FPC, положение разъема, компоновка печатной платы, кабель и ограничения сборки
Прошивка, драйвер, BSP, загрузчик, обновление и объем восстановления
CAD корпуса и информация о допусках
Требуемые испытания, стандарты, отчеты, декларации и ответственные стороны
Прототип, пилотная партия, серийное производство и ожидаемые годовые объемы
Ожидания по жизненному циклу, ревизии, уведомлению об изменениях и замене
Существующая документация по дисплею при замене другого модуля
Пользовательский TFT ЖК-дисплей обычно представляет собой существующую платформу дисплея, настроенную или модифицированную для конкретного продукта в таких областях, как сенсор, покровное стекло, подсветка, FPC, интерфейс, контроллерная плата, прошивка, склеивание или механическая структура.
Может ли RJY Display разработать любой новый размер или разрешение ЖК-дисплея?
Нет. Практический путь настройки начинается с существующего модуля дисплея. Запрос на недоступный размер, активную матрицу, разрешение или новую архитектуру панели требует отдельной проверки осуществимости и не должен предполагаться как доступный.
Какие части TFT ЖК-модуля могут быть настроены?
В зависимости от выбранного базового модуля и осуществимости проекта, работа может включать покровное стекло, сенсорный экран, склеивание, подсветку, FPC, разъем, координацию интерфейса, контроллерную плату, прошивку и механическую структуру.
Делает ли изменение FPC любой ЖК-дисплей совместимым с моей платой?
Нет. FPC может маршрутизировать совместимые сигналы и улучшить механическую подгонку, но не может добавить отсутствующий контроллер дисплея, создать неподдерживаемые линии, исправить несовместимое напряжение или временные параметры или заменить отсутствующую прошивку панели.
Что следует тестировать на образце пользовательского дисплея?
Тестировать задокументированные временные параметры и изображение дисплея, поведение сенсора, стеклопакет, оптические характеристики, питание и подсветку, прошивку, запуск и восстановление, нагрузку приложения, механическую сборку, требуемые условия окружающей среды и полную идентификацию конфигурации.
Какая информация необходима для котировки пользовательского TFT ЖК-дисплея?
Предоставить приложение, геометрию дисплея, разрешение, элементы пользовательского интерфейса, хост-плату, интерфейс, требования к сенсору и покровному стеклу, потребности в подсветке и питании, ограничения FPC и разъема, объем прошивки, чертежи корпуса, требования к валидации, объемы и ожидания по жизненному циклу.