Миронюк Станислав КОМПЭЛ

Tianma — крупнейший китайский производитель ЖК-дисплеев

Компания Tianma Microelectronics была основана в Китае в 1983 году и благодаря инновационному подходу и непрерывному совершенствованию своей продукции к настоящему времени занимает лидирующие позиции ведущего международного поставщика дисплеев на жидких кристаллах.

Быстрый рост объемов производства Tianma и её последние достижения в создании новейших технологических процессов обусловлены повышенным спросом на ЖКИ, изготовляемых по специальным технологиям. Для удовлетворения этого спроса компания открыла четвертую фабрику Tianlong (“Небесный дракон”), на которой запущено производство пассивных цветных и высококачественных монохромных STN-дисплеев. Новая фабрика обеспечивает производство 420000 пар CSTN и 700000 пар FSTN листов ITO-стекол¹ размерами 14 x 16 дюймов. Совокупные объемы производства Tianma Microelectronics сейчас достигают 4 млн. ЖК-модулей в год. В их числе полноцветные модели с диагональю от 1" до 5,7" предлагаются как стандартная продукция. На рис. 1 приведена динамика роста объемов продаж компании.

В настоящее время в Tianma работает свыше 1800 человек. Департамент R&D² компании в 1996 г. официально признан одним из трех ведущих центров разработок провинции Guandong и лучшим центром R&D города Shenzhen в 2000 г. Китайская государственная комиссия по науке и технологиям внесла компанию в список 76 ключевых высокотехнологичных предприятий Китая в 1996 г.

1. ITO-стекло — лист стекла с нанесенной на негопленкой оксидов индия и олова.
2. R&D (Research and Development) — исследования и разработки, научные исследования и опытно-конструкторские разработки, НИОКР.

Рис. 1. Динамика роста объема продаж

Долговременный успех Tianma обусловлен высокой технической квалификацией персонала и технологическими наработками команды R&D. Дисплеи компании удовлетворяют многим специфическим требованиям, функционируя в наиболее тяжелых условиях окружающей среды. Tianma производит дисплеи, устойчивые к экстремальным температурам -40°…+85°С при низких рабочих напряжениях. Компания предлагает широкую номенклатуру традиционных и специальных жидкокристаллических технологий: TN, HTN, ETN, BMTN, STN, FSTN, FFSTN, NFSTN, DSTN, ESTN, ECB, FSLS, LFSL, многоцветные TN и полностью цветные STN, SFD. Основные особенности и различия наиболее распространенных классических ЖК-технологий приведены в табл. 1.

Таблица 1. Особенности традиционных технологий изготовления ЖКИ Tianma

Технология	Угол обзора, град.	Время срабатывания	Особенности	Область применения
TN (скрученный нематик)	45 типичн.	150 мc при 4,7 В и 64 Гц	Самая низкая стоимость	Повсеместно в недорогих изделиях с низкими требованиями к контрастности изображения
STN (нематики с суперскручиванием)	75 типичн., 90 максимум	150 мc	Подходит для отображения графики	Повсеместно в изделиях с повышенными требованиями к контрастности изображения
CSTN (многоцветные скрученные нематики)			Широкий диапазон рабочих температур (-30°…+80°С), дешевизна	Автомобильные дисплеи (максимальное количество различных цветов — три)
FSTN (суперскрученный нематик с пленочной компенсацией)	80 типичн.	150 мc	Улучшенный в сравнении с STN угол обзора	Повсеместно в изделиях с повышенными требованиями к контрастности изображения
HTN (сильноскрученный нематик)	65 типичн.	50 мc	Низкое рабочее напряжение (2,5 В) и низкая стоимость	Идеальны для использования в переносных устройствах с батарейным питанием
DSTN (сдвоенные ячейки, заполненные суперскрученным нематиком)	Превышает показатели дисплеев с STN	Превышает показатели дисплеев с STN	Диапазон рабочих температур от -30° до +80°С	Идеальны для автомобильной электроники. Всегда делаются на заказ
ECB, VAN (электронноуправляемое двойное лучепреломление или вертикально выровненный нематик)		Около 250 мc	Очень узкий диапазон рабочих температур	Малое быстродействие и узкий температурный диапазон не позволяют использовать эти устройства в автомобильной технике и видеосистемах. Всегда делаются на заказ

Tianma выпускает как простые стеклянные пластины с ЖК-веществом для сторонних производителей дисплеев, так и расширенный ассортимент дисплеев собственного производства с интегрированными контроллерами. В производстве дисплейных модулей компания использует все основные современные методы монтажа кристалла контроллера ЖК на стекло или печатную плату дисплейного модуля:

• SMT (Surface Mounting) — технология поверхностного монтажа;
• TAP (Tape Automated Bonding) — автоматизированная сборка ИС на ленте-носителе;
• COB (Chip-On-Board) — монтаж бескорпусного кристалла непосредственно на печатной плате;
• COG (Chip-On-Glass) — монтаж кристалла контроллера на стекло ЖКИ.

Менеджмент Tianma особо подчеркивает факт постоянного наличия кристаллов драйверов ЖК-дисплеев и микроконтроллеров для них на своих складах даже в моменты высокого спроса на эти устройства на рынке ЖКИ.

В модулях Tianma может устанавливаться подсветка четырех типов. Различия в их характеристиках можно узнать из табл. 2.

Таблица 2. Характеристики элементов подсветки дисплейных модулей Tianma

Разновидность подсветки	Особенности	Характеристики
Светодиодная (LED)	Состоит из последовательно расположенных SMD светодиодов	доступные цвета: желто-зеленый, красный, янтарный, зеленый, голубой, белый; срок службы: длительный, обычно 50000 часов; рабочая температура: -30°…+70°С; питание от постоянного напряжения. Конверторы DC/AC не нужны; простое подключение: +5 В (анод) и общий (катод); типичное напряжение всех стандартных версий светодиодной подсветки 4,2 В
Электролюминесцентная (EL)	Основана на тонкой мембране, состоящей из двух покрытых электродных пластин с алюминиевым рефлектором	доступные цвета: белый (стандартный), голубой, желто-зеленый; питание от переменного напряжения; необходим инвертор DC/AC; рабочая температура: -20°…+50°С; срок службы (при темпер. 20°С и 70% влажности): 4000 часов (при питании от инвертора) и 1500 часов (при питании от генератора частоты)
Флуоресцентная (ССFL)	Основана на миниатюрной высоковольтной лампе с холодным катодом (CCFL) с ртутью внутри	доступные цвета: белый (стандартный); высокая яркость и эффективность, повышенная вибростойкость; срок службы 15000, 20000 часов; рабочая температура: -20°…+50°С; малое энергопотребление и превосходные световые характеристики; низкое тепловыделение и доступность очень тонких ламп малого диаметра
Волоконно-оптическая (FIBER OPTIC)	Представляет собой волоконную оптику, сплющенную и зажатую между двумя частями гибкого пластика	доступные цвета: белый, зеленый, голубой, янтарный или красный; в качестве источника света может использоваться светодиод или галогенная лампа; срок службы: длительный; удаленный источник света может иметь время жизни от 10000 до 100000 часов, а его конструкция позволяет осуществлять его легкую замену; рабочая температура (оптоволокна): -40°…+85°С; малое энергопотребление, меньше чем у EL, CCFL и массива светодиодов. Не нужен инвертор. Типичное потребление 10...20 мА при 2 В; компактность, малая толщина, отсутствие тепловыделения и EMI; высокая надежность. На оптоволокно не действует влага и перепады температур

Все серийно выпускаемые модели ЖК-панелей и модулей Tianma на основе широко распространенных TN- и STN-материалов доступны в различных температурных версиях. В таблице 3 представлены температурные характеристики этих изделий.

Таблица 3. Температурные характеристики TN- и STN-модулей и панелей Tianma

Классификация температурного диапазона	Диапазон температур, °С
	TN-модули		TN-панели		STN-модули		STN-панели
	Рабочий	Хранения	Рабочий	Хранения	Рабочий	Хранения	Рабочий	Хранения
Нормальный	0…+50	-20…+60	0…+50	-20…+60	0…+50	-20…+60	0…+50	-20…+60
Расширенный	-20…+70	-30…+80	-10…+60 -20…+70 -30…+80	-20…+70 -30…+80 -40…+90	-20…+70	-30…+80	-20…+70 -30…+85	-30…+80 -40…+90

Tianma также обладает развитыми технологическими возможностями по изготовлению соединителей различных типов для дисплейных модулей:

• FFC (Flexible Flat Cable) — кабель с двумя гладкими или рифлеными, но в сущности плоскими поверхностями. Припаивается к печатной плате или вставляется в разъем с нулевым усилием. Очень надежный.
• FPC (Flexible Print Circuit) — полиамидная пленка с нанесенными на неё медными электродами. Обычно более гибкая, чем FFC.
• Heat Seal — пленка с нанесенным на неё клеем-расплавом, содержащим микроскопические металлические частицы, формирующие проводники. Очень гибкая и подходит для одновременного монтажа сразу множества электродов путем их кратковременного разогрева под давлением.
• Pins — установка модуля в печатную плату в разъем в виде ленточных розеток. Допускается работа в тяжелых условиях окружающей среды. Реализованы два традиционных метода: DIL (Dual-In-Line) и SIL (Single-In-Line).
• Zebra Strip или “Elastomeric” — ленты на основе кремнийорганической резины, составленные из последовательностей проводящего и непроводящего материалов. Наиболее часто используемый соединительный метод в законченных дисплейных модулях. Повышенная стойкость к ударам и вибрации.

Описанные выше технологические возможности Tianma применимы ко всему ассортименту её продукции, который можно разделить на три основные группы:

• традиционные ЖКИ (монохромные символьные и графические, пассивные цветные CSTN);
• цветные модули на основе оригинальной SFD-технологии Tianma;
• активные цветные TFT-модули.

Традиционные ЖК-модули

В составе традиционных ЖКИ Tianma насчитывается свыше сотни моделей, различающихся разрешением, размерами пикселей, разновидностью и цветом подсветки и пр. Многие модели взаимозаменяемы с продукцией других фирм. В рамках настоящей статьи нет возможности привести даже краткую таблицу с перечислением их основных характеристик. Можно лишь отметить, что при создании ЖК-модулей доступны практически любые вариации технологических средств, имеющихся в арсенале компании. Если пользователь не обнаружит подходящего ему варианта, Tianma может изготовить заказной ЖКИ в соответствии со спецификацией заказчика. В таблице 4 приведены данные о стандартно выпускаемых моделях ЖКИ на основе традиционных технологий TN, STN и FSTN.

Таблица 4. Разрешающие возможности традиционных ЖКИ Tianma

Монохромные ЖКИ		Пассивные цветные ЖКИ (CSTN-технология)
Символьные, символов x строк (TN, STN, FSTN, EL, LED)	Графические (STN, FSTN, EL, LED, CCFL)
> 2 x 1; > 8 x 1, 8 x 2; > 12 x 2; > 16 x 1, 16 x 2, 16 x 4; > 20 x 1, 20 x 2, 20 x 4; > 24 x 1, 24 x 2, 24 x 4; > 40 x 2, 40 x 4	> 84 x 64; > 96 x 32; > 100 x 32, 100 x 64; > 122 x 32; > 128 x 32, 128 x 64, 128 x 128; > 160 x 120, 160 x 128, 160 x 160, 160 x 240; > 192 x 64; > 240 x 64, 240 x 128; > 320 x 240; > 480 x 64, 640 x 480	> 94 x 64; > 128 x 96, 128 x 128, 128 x 160; > 320 x 240

В символьных ЖКИ преимущественно используются контроллеры KS0066U, в монохромных графических — SED1520, SED1335, KS0715 и др., а в цветных CSTN — контроллеры S6B33B0. В таблице 5 приведена информацияо модулях, изготовленных по технологии COG, а в табл. 6 даны сведения о ЖКмодулях на основе технологии TAB.

Таблица 5. Характеристики ЖК-модулей Tianma на основе технологии GOG

Тип	Разрешение	Размер модуля, мм	Видимая область изображения, мм	Размер точки	Тип контроллера
Символьные модули
TM082A-G	8 x 2	36 x 23,5 x 1,7	32 x 14,5	2,95 x 5,55	PCF2119
TM161B-G	16 x 1	60,2 x 23,7 x 2,85	54,2 x 10,7	5,2 x 2,62	KS0031
TM162A-G	16 x 2	69,5 x 27,4 x 2,7	61,0 x 15,1	5,55 x 2,95	KS0032
TM162C-G	16 x 2	72,6 x 29,7 x 2,85	68,5 x 17,95	6,75 x 3,45	KS0032
TM162E-G	16 x 2	64,2 x 27,6 x 2,0	60,2 x 16,6	4,85 x 2,95	SEG1233-DGB
TM162I-G	16 x 2	66,0 x 27,7 x 2,0	61,0 x 15,7	5,15 x 2,95	KS0032
TM162J-G	16 x 2	66,0 x 27,7 x 2,1	61,0 x 15,7	5,15 x 2,95	KS0032
TM162N-G	16 x 2	69,5 x 27,4 x 2,7	61,0 x 14,5	2,95 x 5,55	NT7603
TM164A-G	16 x 4	68,0 x 39,0 x 2,85	62,0 x 26,0	4,75 x 2,95	KS0094
Графические модули
TM9632A-G	96 x 32	36,0 x 29,0 x 2,0	33,0 x 19,0	0,28 x 0,25	KS0715
TM9632E-G	96 x 32	34,0 x 29,0 x 2,0	30,8 x 16,7	0,27 x 0,38	KS0715
TM10032A-G	100 x 32	43,5 x 24,0 x 2,85	40,5 x 14,0	0,36 x 0,36	KS0715
TM10064A-G	100 x 64	48,0 x 40,0 x 1,7	44,0 x 27,0	0,33 x 0,33	NT7502
TM10481A-G	104 x 81	50,0 x 48,0 x 2,85	47,0 x 36,0	0,36 x 0,36	S6B0718
TM10656A-G	106 x 56	36,6 x 28,0 x 2,0	32,6 x 17,6	0,27 x 0,27	KS0715
TM11264J-G	112 x 64	37,5 x 32,5 x 4,6	32,0 x 21,0	0,22 x 0,25	S6B0724
TM12864A2-G	128 x 64	89,7 x 49,8 x 6,0	66,8 x 35,5	0,48 x 0,48	S1D15605
TM12864B2-G	128 x 64	77,5 x 51,3 x 2,8	70,7 x 38,8	0,48 x 0,48	S1D15605
TM12864L-G	128 x 64 точек	57,6 x 42,0 x 3,8	54,6 x 32,0	0,36 x 0,4	KS0724
TM12864N-G	128 x 64	70,0 x 43,0 x 2,85	59,0 x 30,5	0,39 x 0,39	KS0724
TM13265E-G	132 x 65	49,2 x 32,5 x 2,0	45,2 x 21,9	0,27 x 0,27	NT7502
TM132128A-G	132 x 128	132,0 x 107,4 x 18,3	79,6 x 66,2	0,42 x 0,42	SSD1815
TM160120A-G	160 x 120	67,7 x 53,7 x 2,0	57,0 x 43,0	0,32 x 0,32	SPLC560A
TM160240A-G	160 x 240	55,2 x 70,1 x 3,8	41,4 x 60,6	0,22 x 0,22	S6B0794
TM320240A-G	160 x 240	88,3 x 70,0 x 2,2	79,8 x 60,6	0,22 x 0,22	отсутствует

Таблица 6. Характеристики ЖК-модулей Tianma на основе технологии TAB

Тип	Разрешение	Размер модуля, мм	Видимая область изображения, мм	Размер точки	Тип контроллера
Графические модули
TM128128C-T	128 x 128	35,0 x 33,0 x 5,5	32,0 x 27,5	0,17 x 0,22	S2B0741
TM160160D-T	160 x 160	70,2 x 70,5 x 7,0	61,0 x 61,0	0,335 x 0,335	SED1335
TM160160B-T	160 x 160	67,6 x 70,8 x 2,8	59,0 x 62,2	0,35 x 0,35	отсутствует
TM320240A-T	320 x 240	183,0 x 140,0 x 12,7	141,0 x 106,0	0,39 x 0,39	SSD1870
TM640480A-T	640 x 480	231,2 x 173,4 x 9,1	186,5 x 158,0	0,25 x 0,29	S6B0794

TFT-модули

В августе 2004 г. Tianma Microelectronics инвестировала свыше 800 млн. долл. в строительство завода по производству TFT ЖКИ. Новая производственная линия будет полностью запущена в 2006 г., а объем выпускаемой на ней продукции достигнет 60000 модулей в месяц, большая часть которых будет представлять собой 11–15" TFT-панели. В настоящее время Tianma предлагает цифровые TFTдисплеи с диагональю 1,85", 2,5" и 3,5", изготавливаемые на CSTN фабриках, а также аналоговые TFT-дисплеи диагоналей 3,5", 6,2", 6,5" и 7". Опционально доступны платы с интегрированными микросхемами контроля тайминга и декодерами NTSC. В таблице 7 представлены характеристики выпускаемых в данный момент TFT-модулей Tianma. Все модули имеют трансмиссивные поляризаторы и отображают 262К цветов. На рис. 2 показан выставочный образец модуля TMT062AG.

Рис. 2. Демонстрационный макет 6,2" модуля TMT062AG

Таблица 7. Характеристики аналоговых и цифровых TFT-модулей Tianma

Тип	Разрешение	Размер модуля, мм	Видимая область изображения, мм	Диагональ	Интерфейс	Питание, В	Подсветка	Контроллер
TM128160ANFWG	128 x 160	35 x 47,2 x 2,82	29,62 x 36,98	1,86"	COG	3	белые светодиоды	-
TM0324ANFW*	128 x 160	34,25 x 47,85 x 4,43	29,62 x 36,98	1,86"	цифровой	3	белые светодиоды	-
TM0363ANFW*	176 x 220	37,2 x 50,6 x 4,6	33,68 x 41,6	2,2"	цифровой	3	белые светодиоды	-
TM0364ANFW*	176 x 220	37,2 x 50,6 x 4,6	33,68 x 41,6	2,2"	цифровой	3	белые светодиоды	-
TM0276ANFWG	176 x 220	40,3 x 54,36 x 2,6	35,0 x 45,0	2,5"	COG	3	белые светодиоды	HD667B89
TMT025B	160 x 234	нет данных	нет данных	2,5"	аналоговый	5	белые светодиоды/ CCFL**	-
TMT035A	320 x 234	83,7 x 63,1* x 3,6	73,6 x 54,65	3,5"	аналоговый	5	белые светодиоды/ CCFL**	-
TMT035B	480 x 234	83,7 x 68,6 x 6,6	73,6 x 54,65	3,5"	аналоговый	5	белые светодиоды/ CCFL**	-
TMT035C	320 x 240	нет данных	нет данных	3,5"	цифровой	5	белые светодиоды	-
TMT035D	640 x 480	84,25 x 65,4 x 3,45	75,2 x 55,56	3,5"	цифровой	12	белые светодиоды/ CCFL**	-
TMT062AG01	480 x 234	155,0 x 105,0 x 7,5	138,0 x 77,25	6,2"	аналоговый	5	CCFL**	-
TMT064DG01	640 x 480	нет данных	нет данных	6,4"	цифровой	12	CCFL**	-
TMT065AG01	400 x 234	158,0 x 90,7 x 7,8	147,4 x 83,3	6,5"	аналоговый	5	CCFL**	-
TMT070AG01	480 x 234	166,0 x 100,0 x 7,1	157,2 x 89,5	7,0"	аналоговый	5	CCFL**	-

*) Двусторонние дисплеи (с дополнительным ЖКИ, расположенным с обратной стороны для использования в сотовых телефонах).

**) CCFL — cold cathode fluorescent lamp (лампа с холодным катодом).

Рис. 3. Образцы дисплеев

Новаторские технологические решения Tianma, серьезная производственная база и большие объемы инвестиций способствуют дальнейшему интенсивному росту компании, что позволяет ей расширять ассортимент продукции, повышать объемы производства и снижать себестоимость изделий, привлекая все новых клиентов по всему миру.

Статья была опубликована в журнале Chip News №6 2005 г.