TFT液晶模組工作原理及常見故障分析

1、TFT液晶顯示模組原理及常見故障分析 仙宇電子有限公司研發(fā)部一、TFT LCD 1 、什么叫TFTTFT-Thin Film Transistor (薄膜晶體管) 。 TFT LCD-薄膜晶體管液晶顯示器2、TFT LCD 工作原理 在TFT-LCD中，TFT的功能就是一個(gè)開關(guān)管。常用的TFT是三端器件。利用施加于柵極的電壓來控制源、漏電極間的電流。 對(duì)于顯示屏來說，每個(gè)像素從結(jié)構(gòu)上可以看作為像素電極和共同電極之間夾一層液晶。更重要的是從電的角度可以把它看作電容。其等效電路為圖2所示。要對(duì)j行i列的像素P（i,j）充電，就要把開關(guān)T（i,j）導(dǎo)通，對(duì)信號(hào)線D（i）施加目標(biāo)電壓。當(dāng)像素電極被充分

2、充電后，即使開關(guān)斷開，電容中的電荷也得到保存，電極間的液晶分子繼續(xù)有電場作用。數(shù)據(jù)（列）驅(qū)動(dòng)器的作用是對(duì)信號(hào)線施加目標(biāo)電壓，而柵極（行）驅(qū)動(dòng)器的作用是起開關(guān)的導(dǎo)通和斷開。 圖1： PANEL 結(jié)構(gòu)示意圖圖2 ：1個(gè)TFT的結(jié)構(gòu)示意圖 圖3：整塊PANEL 等效電路顯示圖像的關(guān)鍵還在于液晶在電場作用下的分子取向。一般通過對(duì)基板內(nèi)側(cè)的取向處理，使液晶分子的排列產(chǎn)生希望的形變來實(shí)現(xiàn)不同的顯示模式。在電場作用下，液晶分子產(chǎn)生取向變化，并通過與偏光片的配合，使入射光在通過液晶層后強(qiáng)度發(fā)生變化。從而實(shí)現(xiàn)圖像顯示。 圖4：圖像顯示的實(shí)現(xiàn)TFT-LCD彩色化則一般是通過加一層彩色濾光片（CF），在顯示器的前面

3、板上實(shí)現(xiàn)。它要求在每個(gè)像素上制作紅、綠、藍(lán)三色和遮光用黑矩陣。 3、TFT LCD制造工藝 TFT-LCD的制造工藝有以下幾部分：在TFT基板上形成TFT陣列；在彩色濾光片基板上形成彩色濾光圖案及ITO導(dǎo)電層；用兩塊基板形成液晶盒；安裝外圍電路、組裝背光源等的模塊組裝。 4.TFT LCD DRIVER 的作用 產(chǎn)生液晶顯示所需各種電壓，處理外部CPU送過來的指令。5. LCD, IC, FPC, POL 的結(jié)構(gòu)關(guān)系： 圖5：液晶模組結(jié)構(gòu)6、LCD+IC+FPC+POL 常見不良現(xiàn)象分析 1）白屏：A. 原理錯(cuò)誤，LAYOUT錯(cuò)誤。IM0,IM3接錯(cuò)，左右反，其中某一引線錯(cuò)誤，電源線接錯(cuò)，地線

4、沒接等。100%不良。B.測試架接線錯(cuò)誤。IM0,IM3接錯(cuò)，數(shù)據(jù)線接錯(cuò)，電源線接錯(cuò)，地線沒接等。100%不良。C.程序錯(cuò)誤。8/16選擇錯(cuò)，高，低8位選擇錯(cuò)誤（P0,P2口），初始化代碼錯(cuò)誤，程序中復(fù)位時(shí)間不夠，某個(gè)函數(shù)沒調(diào)用。100%不良。D金手指接觸不良。焊接的，有夾錫，虛焊。E. 連接器接觸不良。F. 焊接式FPC, 金手指斷。G FPC上元器件虛焊(倍壓電容虛焊, 晶振電阻虛焊)，元器件損壞（二極管斷路），晶振電阻太小。H. 插拔式連接器，補(bǔ)強(qiáng)處金屬走線斷（顯微鏡下可觀察到部分走線斷）。I. FPC壓接不良。小端金手指某處有異物，ACF導(dǎo)電粒子，壓接溫度，壓接時(shí)的壓力等等。 造成某個(gè)

5、或幾個(gè)金手指斷線或接觸電阻過大。J . IC壓接不良。IC PAD上異污， ACF上導(dǎo)電粒子，壓接溫度，壓力等。造成某個(gè)或幾個(gè)關(guān)鍵PAD接觸不良（斷路）或接觸電阻過大?？偨Y(jié)：引起白屏原因分軟件與硬件兩方面原因，軟件方面需查找分析程序，硬件部分說白了就是某個(gè)地方發(fā)生斷線或短接。一般白屏?xí)r，VGH,VGL沒升壓。2）花屏顯示不規(guī)則的花點(diǎn)，如下圖。 有升壓（VGH,VGL電壓正常），不能正常顯示紅綠藍(lán)及圖片等。 一般是軟件原因，常見于方案公司調(diào)程序時(shí)。圖6：花屏 A. 數(shù)據(jù)位數(shù)不對(duì)。16/18位。 B. 送顯示數(shù)據(jù)前沒送顯示指令。 C. 設(shè)置窗口指令有誤。D 顯示圖片的圖片CODE 有誤。240*3

6、20241*320 3）顯示顏色淡 A. 初始化代碼。部分淡，部分不淡，常見GAMMA代碼不對(duì)。GAMMA 代碼需LCD供應(yīng)商提供。初始化代碼不要改變GAMMA值。 B. FPC上元器件虛焊（倍壓電容，慮波電容），造成VGH,VHL電壓過小。C. 晶振電阻過小。選擇的晶振電阻過小。 D. 一般情況下與二極管無關(guān)。 E. FPC壓接原因。小端金手指某處有異物，ACF導(dǎo)電粒子，ACF上導(dǎo)電粒子導(dǎo)電性能，壓接溫度，壓接時(shí)的壓力等等。造成某處接觸電阻過大。 F. IC壓接原因。IC PAD 上異污， ACF上導(dǎo)電粒子，ACF上導(dǎo)電粒子導(dǎo)電性能，壓接溫度，壓力等。造成某處接觸電阻過大。 H. 偏光片切錯(cuò)

7、，貼反。針對(duì)寬視角偏光片（2.4“及以上產(chǎn)品用，厚0.22）而言，普通視角偏光片（2.2及以下產(chǎn)品用，厚0.12）不存在此問題。 原則：偏光片吸引軸方向與LCD圖紙上吸引軸方向一致。 車間：按偏光片圖紙切小片及畫線，按偏光片圖紙貼（上遠(yuǎn)下靠）4）屏閃（原因同屏淡差不多，偏光片原因不會(huì)造成屏閃） A. 初始化代碼。部分閃，部分不閃，常見GAMMA代碼不對(duì)。GAMMA 代碼需LCD供應(yīng)商提供。初始化代碼不要改變GAMMA值。幀頻設(shè)置值過小。 B. FPC上元器件虛焊（倍壓電容，慮波電容），造成VGH,VHL電壓過小。C. 晶振電阻過大。選擇的晶振電阻過大。 D. 一般情況下與二極管無關(guān)。 E. F

8、PC壓接原因。小端金手指某處有異物，ACF導(dǎo)電粒子，ACF上導(dǎo)電粒子導(dǎo)電性能，壓接溫度，壓接時(shí)的壓力等等。造成某處接觸電阻過大。 F. IC壓接原因。IC PAD 上異污， ACF上導(dǎo)電粒子，ACF上導(dǎo)電粒子導(dǎo)電性能，壓接溫度，壓力等。造成某處接觸電阻過大。 5）CROSSTALK (多見于黑底白字，白字兩側(cè)能見到淡的橫條，如下圖) 圖7：Crosstalk現(xiàn)象 A. 晶振電阻過小。 B. 初始代碼問題。幀頻設(shè)置值過大。C.元器件（倍壓電容）虛焊，VGH,VGL 升壓不夠。 D. FPC壓接問題。 E. IC壓接問題。二、偏光片的構(gòu)造偏光片的構(gòu)造如圖2所示，主要由PVA膜，TAC膜，膠，離型膜

9、，保護(hù)膜組成。PVA膜在經(jīng)過延伸之后，通常機(jī)械性質(zhì)會(huì)降低，變得易碎裂。所以在偏光基體(PVA)延伸完后，要在兩側(cè)貼上三醋酸纖維(TAC)所組成的透明基板，一方面可做保護(hù)，一方面則可防止膜的回縮。此外，在基板外層再加一層感壓膠、離型膜及保護(hù)膜(如圖2)。 圖8：偏光膜的構(gòu)造簡圖LCD用偏光膜的質(zhì)量特性表面處理表面加工處理可增加偏光膜的光學(xué)及機(jī)械性能?，F(xiàn)今為了滿足LCD多樣化的要求，具有復(fù)合功能的偏光膜已在市場上銷售。1. 抗反射(AR)處理當(dāng)光經(jīng)過偏光膜的表面時(shí)，會(huì)有5%左右的反射損失，由于光度的損失及反射光將造成LCD辨識(shí)度的降低。改善的方法是在偏光膜的表面蒸鍍上一層金屬膜，利用光的干涉原理來

10、降低反射值，將反射率降至1%以下。(2) 抗眩(AG)處理為了避免光線被過度集中，將偏光膜的表面加工做成凹凸?fàn)?，將光線均勻地分散，可達(dá)到防眩的效果。二、常用不良分析 1 偏光片沒按圖紙切片。 圖9：偏光片切片圖1) 切片時(shí)注意箭頭指向大張偏光片標(biāo)識(shí)點(diǎn)。常見錯(cuò)誤，45135 。2) 寬視角偏光片，標(biāo)識(shí)線的畫法影響偏光片的貼法，為保證各型號(hào)偏光片貼法的一致法（上遠(yuǎn)下靠），畫線必須保證與圖紙一致。常見畫線上，下巔倒。2 偏光片貼錯(cuò)（沒按圖紙要求貼） 公司常規(guī)貼法：上遠(yuǎn)下靠。 但個(gè)別型號(hào)：上遠(yuǎn)下遠(yuǎn)。（如YL7904POR）與玻璃視角有關(guān)。3. 偏光片圖紙?jiān)O(shè)計(jì)錯(cuò)誤。 1）寬視角偏光片,偏光片吸引軸與LC

11、D吸收軸必須一致，包括箭頭方向。2）普通視角偏光片，保證角度一致。45度與135度不能搞反。貼法中上，下方向不影響顯示效果，所以不用畫線。圖10：玻璃視角與吸收軸的關(guān)系三觸摸屏 1.工作原理模組常用TP為電阻觸摸屏，TP本質(zhì)上就是電阻分壓器。它們由兩個(gè)電阻薄層組成，這兩個(gè)薄層被非常薄的絕緣層隔開，絕緣層通常以塑料微粒子的形式存在。當(dāng)你觸摸屏幕時(shí)，會(huì)使兩個(gè)電阻薄層變形到足以使它們之間發(fā)生電氣連接。然后由軟件通過檢測分壓器上產(chǎn)生的電壓計(jì)算出兩層的短接位置，并最終確定觸摸位置。檢測X坐標(biāo)：X+,X-間加參考電壓，Y+,Y-接一起，測出Y+Y-電壓，然后根據(jù)分壓原理即可計(jì)算出觸摸點(diǎn)的X坐標(biāo)。檢測Y坐標(biāo)：Y+,Y-間加參考電壓，X+,X-接一起，測出X+X-電壓，然后根據(jù)分壓原理即可計(jì)算出觸摸點(diǎn)的Y坐標(biāo)。上述過程由測試板上的TP驅(qū)動(dòng)IC及程序自動(dòng)完成。 圖到11：觸摸屏結(jié)構(gòu)示意圖圖12：觸摸屏等效電路2. 常見故障分析： 1）無觸摸：觸摸無反應(yīng) A. TP FPC斷線。用萬用表檢測T