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TFT液晶模组工作原理及常见故障分析报告

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TFT液晶显示模组原理及常见故障分析

— 仙宇电子有限公司研发部 一、TFT LCD

1 、什么叫TFT

TFT-----Thin Film Transistor (薄膜晶体管) 。 TFT LCD------薄膜晶体管液晶显示器 2、TFT LCD 工作原理

在TFT-LCD中,TFT的功能就是一个开关管。常用的TFT是三端器件。利用施加于栅极的电压来控制源、漏电极间的电流。

对于显示屏来说,每个像素从结构上可以看作为像素电极和共同电极之间夹一层液晶。更重要的是从电的角度可以把它看作电容。其等效电路为图2所示。要对j行i列的像素P(i,j)充电,就要把开关T(i,j)导通,对信号线D(i)施加目标电压。当像素电极被充分充电后,即使开关断开,电容中的电荷也得到保存,电极间的液晶分子继续有电场作用。数据(列)驱动器的作用是对信号线施加目标电压,而栅极(行)驱动器的作用是起开关的导通和断开。

图1: PANEL 结构示意图

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图2 :1个TFT的结构示意图

图3:整块PANEL 等效电路

显示图像的关键还在于液晶在电场作用下的分子取向。一般通过对基板内側的取向处理,使液晶分子的排列产生希望的形变来实现不同的显示模式。在电场作用下,液晶分子产生取向变化,并通过与偏光片的配合,使入射光在通过液晶层后强度发生变化。从而实现图像显示 。

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图4:图像显示的实现

TFT-LCD彩色化则一般是通过加一层彩色滤光片(CF),在显示器的前面板上实现。它要求在每个像素上制作红、绿、蓝三色和遮光用黑矩阵。 3、TFT LCD制造工艺

TFT-LCD的制造工艺有以下几部分:在TFT基板上形成TFT阵列;在彩色滤光片基板上形成彩色滤光图案及ITO导电层;用两块基板形成液晶盒;安装外围电路、组装背光源等的模块组装。

4.TFT LCD DRIVER 的作用

产生液晶显示所需各种电压,处理外部CPU送过来的指令。 5. LCD, IC, FPC, POL 的结构关系:

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图5:液晶模组结构

6、LCD+IC+FPC+POL 常见不良现象分析 1)白屏:

A. 原理错误,LAYOUT错误。IM0,IM3接错,左右反,其中某一引线错误,电源线

接错,地线没接等。100%不良。

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B.测试架接线错误。IM0,IM3接错,数据线接错,电源线接错,地线没接等。100%

不良。

C.程序错误。8/16选择错,高,低8位选择错误(P0,P2口),初始化代码错误,

程序中复位时间不够,某个函数没调用。100%不良。

D 金手指接触不良。焊接的,有夹锡,虚焊。 E. 连接器接触不良。 F. 焊接式FPC, 金手指断。

G FPC上元器件虚焊(倍压电容虚焊, 晶振电阻虚焊),元器件损坏(二极管断

路),晶振电阻太小。

H. 插拔式连接器,补强处金属走线断(显微镜下可观察到部分走线断)。

I. FPC压接不良。小端金手指某处有异物,ACF导电粒子,压接温度,压接时的

压力等等。 造成某个或几个金手指断线或接触电阻过大。

J . IC压接不良。IC PAD上异污, ACF上导电粒子,压接温度,压力等。造成

某个或几个关键PAD接触不良(断路)或接触电阻过大。

总结:引起白屏原因分软件与硬件两方面原因,软件方面需查找分析程序,硬件部

分说白了就是某个地方发生断线或短接。一般白屏时,VGH,VGL没升压。

2)花屏—显示不规则的花点,如下图。 有升压(VGH,VGL电压正常),不能正常

显示红绿蓝及图片等。 一般是软件原因,常见于方案公司调程序时。

图6:花屏

A. 数据位数不对。16/18位。 B. 送显示数据前没送显示指令。 C. 设置窗口指令有误。

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D 显示图片的图片CODE 有误。240*320——》241*320

3)显示颜色淡

A. 初始化代码。部分淡,部分不淡,常见GAMMA代码不对。GAMMA 代码需LCD供应商提供。初始化代码不要改变GAMMA值。

B. FPC上元器件虚焊(倍压电容,虑波电容),造成VGH,VHL电压过小。

C. 晶振电阻过小。选择的晶振电阻过小。

D. 一般情况下与二极管无关。

E. FPC压接原因。小端金手指某处有异物,ACF导电粒子,ACF上导电粒子导电性能,压接温度,压接时的压力等等。造成某处接触电阻过大。

F. IC压接原因。IC PAD 上异污, ACF上导电粒子,ACF上导电粒子导电性能,压接温度,压力等。造成某处接触电阻过大。

H. 偏光片切错,贴反。针对宽视角偏光片(2.4“及以上产品用,厚0.22)

而言,普通视角偏光片(2.2及以下产品用,厚0.12)不存在此问题。

原则:偏光片吸引轴方向与LCD图纸上吸引轴方向一致。 车间:按偏光片图纸切小片及画线,按偏光片图纸贴(上远下靠) 4)屏闪(原因同屏淡差不多,偏光片原因不会造成屏闪)

A. 初始化代码。部分闪,部分不闪,常见GAMMA代码不对。GAMMA 代码需LCD供应商提供。初始化代码不要改变GAMMA值。帧频设置值过小。

B. FPC上元器件虚焊(倍压电容,虑波电容),造成VGH,VHL电压过小。

C. 晶振电阻过大。选择的晶振电阻过大。

D. 一般情况下与二极管无关。

E. FPC压接原因。小端金手指某处有异物,ACF导电粒子,ACF上导电粒子导电性能,压接温度,压接时的压力等等。造成某处接触电阻过大。

F. IC压接原因。IC PAD 上异污, ACF上导电粒子,ACF上导电粒子导电性能,压接温度,压力等。造成某处接触电阻过大。

5)CROSSTALK (多见于黑底白字,白字两侧能见到淡的横条,如下图)

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图7:Crosstalk现象

A. 晶振电阻过小。

B. 初始代码问题。帧频设置值过大。

C.元器件(倍压电容)虚焊,VGH,VGL 升压不够。 D. FPC压接问题。 E. IC压接问题。 二、偏光片的构造

偏光片的构造如图2所示,主要由PVA膜,TAC膜,胶,离型膜,保护膜组成。PVA膜在经过延伸之后,通常机械性质会降低,变得易碎裂。所以在偏光基体(PVA)延伸完后,要在两侧贴上三醋酸纤维(TAC)所组成的透明基板,一方面可做保护,一方面则可防止膜的回缩。此外,在基板外层再加一层感压胶、离型膜及保护膜(如图2)。

图8:偏光膜的构造简图

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LCD用偏光膜的质量特性 表面处理

表面加工处理可增加偏光膜的光学及机械性能。现今为了满足LCD多样化的要求,具有复合功能的偏光膜已在市场上销售。 1. 抗反射(AR)处理

当光经过偏光膜的表面时,会有5%左右的反射损失,由于光度的损失及反射光将造成LCD辨识度的降低。改善的方法是在偏光膜的表面蒸镀上一层金属膜,利用光的干涉原理来降低反射值,将反射率降至1%以下。 (2) 抗眩(AG)处理

为了避免光线被过度集中,将偏光膜的表面加工做成凹凸状,将光线均匀地分散,可达到防眩的效果。 二、常用不良分析

1 偏光片没按图纸切片。

图9:偏光片切片图

1) 切片时注意箭头指向大张偏光片标识点。常见错误,45<---->135 。

2) 宽视角偏光片,标识线的画法影响偏光片的贴法,为保证各型号偏光片贴法的一

致法(上远下靠),画线必须保证与图纸一致。常见画线上,下巅倒。

2 偏光片贴错(没按图纸要求贴) 公司常规贴法:上远下靠。 但个别型号:上远下远。(如YL7904POR)与玻璃视角有关。 3. 偏光片图纸设计错误。

1)宽视角偏光片,偏光片吸引轴与LCD吸收轴必须一致,包括箭头方向。 2)普通视角偏光片,保证角度一致。45度与135度不能搞反。贴法中上,下方向不影响显示效果,所以不用画线。

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图10:玻璃视角与吸收轴的关系

三.触摸屏

1.工作原理

模组常用TP为电阻触摸屏,TP本质上就是电阻分压器。它们由两个电阻薄层组成,这两个薄层被非常薄的绝缘层隔开,绝缘层通常以塑料微粒子的形式存在。当你触摸屏幕时,会使两个电阻薄层变形到足以使它们之间发生电气连接。然后由软件通过检测分压器上产生的电压计算出两层的短接位置,并最终确定触摸位置。

检测X坐标:X+,X-间加参考电压,Y+,Y-接一起,测出Y+Y-电压,然后根据分压原理即可计算出触摸点的X坐标。

检测Y坐标:Y+,Y-间加参考电压,X+,X-接一起,测出X+X-电压,然后根据分压原理即可计算出触摸点的Y坐标。

上述过程由测试板上的TP驱动IC及程序自动完成。

图到11:触摸屏结构示意图

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图12:触摸屏等效电路

2. 常见故障分析:

1)无触摸:触摸无反应

A. TP FPC断线。用万用表检测TP焊盘处电阻值。直接量X+X-间电阻,Y+Y-间电阻值,其值应该在300~900欧阳间。

B. 焊接虚焊,短接。用万用表检测主屏FPC金手指对应脚间电阻值。 C. 程序问题。100%

2)触摸线性不良。左右,上下有偏位。 A. TP本身问题。

B. 程序问题。没校正程序,或校正程序做得不好。 3)触摸点上下左右巅倒。 A. 程序问题。

B. 设计问题。引线定义错误

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