COG (Chip On Glass) — 用于液晶显示屏的经济可靠技术

如今，很多液晶显示器都通过连接一个带封装的液晶驱动器IC实现显示功能，其通过印刷电路板(PCB)进行物理显示（见图1a）。这个概念（后文称为“表面贴装器件”或SMD概念）提供了一个坚固的机械解决方案，但要求更复杂及更区域聚集的PCB设计。

COG (Chip On Glass)技术是另一种设计方法，其液晶驱动器直接安装于显示屏上（见图1b）。这个概念（后文称为COG概念）减少了PCB上的走线和层数，削减了电路板的尺寸和复杂性，并减少了SMD概念中使用的IC封装。整体效果是降低了系统成本。

与SMD概念相反，COG要求IC和液晶模块制造商之间有严格的生产和设计协调。NXP有实力支持COG应用，因其与世界各地的主要液晶模块制造商关系紧密，且在为COG应用设计液晶驱动器方面已有超过10年的经验。

2. 表面贴装器件概念

对于SMD液晶屏来说，显示器和显示器驱动都直接安装在PCB上。显示器和PCB之间的连接通过固定引脚或弹性连接器(ZEBRA)实现。以4*60 液晶区段驱动器为例,在复用1:4模式下具有最高240个区段，结果是显示驱动器和PCB以及PCB和显示器之间具有最高64个连接。（128区段显示和36连接的示例，见图2）。

SMD显示屏包括液晶单元，一个金属或塑料边框，后者将液晶单元压到弹性连接器(ZEBRA)上，然后与PCB上的走线连接。ZEBRA连接器由交替的细间距导电段和隔离段组成，嵌于两个隔离带之间。金属或者塑料边框都施加一种压力，轻微挤压ZEBRA以保证液晶屏与PCB严密接触。

3. COG (Chip On Glass)液晶屏概念

COG模块的组成为：

显示屏，代表有效显示区域。

显示屏周围的密封环，保护并密封显示屏。

连接平台，为液晶驱动器IC提供空间。

液晶驱动器IC自身产生显示器控制和驱动信号。弹性面板连接器(FPC)将显示驱动器IC连接到微控制器（见图4）。

在COG模块中，组成液晶屏的两块玻璃板之一向外延伸，提供安装和连接液晶驱动器的空间（见图4和图5）。通过铟锡氧化物(ITO)电极与显示屏连接，前者装配于玻璃板表面并通过异方性导电膜(ACF)连接到安装于驱动器IC的连接垫上的金接点。

COG技术在液晶模块设计方面的限制很少：

对于COG，非封装显示驱动器IC（没有封装的显示驱动器）已足够；只要求显示驱动器IC具有可以接触到液晶屏上的ITO走线的金接点。

LCD驱动器IC的放置可以在有效显示区域的任何一侧。这允许将液晶驱动器IC放置在较小的一侧以使接触平台最小化，降低费用。

COG技术允许几个液晶驱动器IC直接串接在接触平台上，以便能够驱动更大的显示屏分辨率。

COG技术允许将显示屏连接到PCB的最恰当位置，即使与微控制器有些距离也可以。

4. 表面贴装器件与COG (Chip On Glass)的比较

4.1 元件和设计工作

下面将对SMD和COG显示系统进行比较（见图6）。在SMD概念中，显示器和显示器驱动都直接安装在PCB上。在COG概念中，显示驱动器安装在显示器模块上且通过弹性面板连接器(FPC)连接到PCB。

4.2 成本方面问题

成本方面，需要重视以下问题（见表3）：

从表3可以确定四个关键参数 ，它们决定了SMD或COG显示系统的成本：

1. PCB，

2. 液晶驱动器，

3. 显示屏，

4. 材料和装配。

1. PCB：

PCB是主要的成本因素；PCB越大越复杂（层数、过孔数），成本越高。通过将SMD液晶模块换为COG液晶模块，PCB可以去掉显示模块和显示驱动器，节省了电路板空间并降低了电路板复杂性。这将有助于降低整个系统成本。

2. 液晶驱动器：

液晶驱动器也是一项主要成本，驱动器的大部分成本源于封装。将封装液晶驱动器换为未封装液晶驱动器可以节省大量成本（见图7）。但是图7没有反映出COG液晶模块所需的金接点的额外成本：

3. 显示屏：

显示屏是液晶模块成本的下一主要项目，它的成本直接与显示区域大小成比例。在COG案例中，要求额外的显示屏区域来容纳液晶驱动器IC。此附加区域的尺寸主要取决于：(1)驱动器IC的物理尺寸和(2)液晶元件的X-Y尺寸。理想情况是，驱动器IC设计的越长越好，这样其宽度可以最小。驱动器IC越窄，额外要求的显示屏区域就越窄。大部分NXP COG液晶驱动器IC设计时都谨记这一目标——长而窄，以降低显示屏成本（见图10)。

为了进一步降低成本，显示驱动器IC应尽量放置在有效显示区域的较小一侧（见图11）：

为了灵活地进行此操作，显示驱动器IC应尽量在其两侧都配有背板输出。所有最新NXP COG显示驱动器IC设计时都谨记这一目标——两套背板输出，IC的每个长边都有一套（见图12）。

4. 材料和装配：

在材料和装配方面，COG液晶显示器方案比SMD液晶显示器方案在