TFT液晶模组工作原理及常见故障分析报告.docx

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TFT液晶模组工作原理及常见故障分析报告

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、TFTLCD

1、什么叫TFT

TFT-----ThinFilmTransistor（薄膜晶体管）。

TFTLCD------薄膜晶体管液晶显示器

2、TFTLCD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

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

。

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、TFTLCD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.TFTLCDDRIVER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：

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。

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。

GFPC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。

ICPAD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。

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。

ICPAD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。

ICPAD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）

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

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。

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

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.TPFPC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