napięcie jest jednym z najważniejszych elementów technicznych. Napięcia te są podstawowymi czynnikami określającymi, czy ekran może wyświetlać normalnie, czy kolory są wierne i czy obraz jest stabilny.
Gdy napięcie jest nieprawidłowe, łatwo mogą wystąpić typowe defekty, takie jak migotanie ekranu, brak obrazu, zatrzymywanie obrazu, poziome linie i zniekształcenie ekranu.
W tym artykule systematycznie omawiane są najczęstsze napięcia sterujące w modułach TFT-LCD i ich funkcjach, mając nadzieję, że pomogą Ci szybciej znaleźć problemy i poprawić efektywność radzenia sobie z defektami napotykanymi podczas produkcji modułów LCD.
Podstawowe elementy modułu TFT-LCD
Kompletny moduł wyświetlacza ciekłokrystalicznego TFT-LCD składa się głównie z panelu ciekłokrystalicznego i jego układu obwodów sterujących, podświetlenia (BLU) i układu sterującego, natomiast w pełni laminowany moduł zawiera również osłonę ochronną (CG), pojemnościowy ekran dotykowy (CTP) i klej optyczny (OCA).
Z punktu widzenia etapu procesu, przed podłączeniem polaryzatora i podłączeniem układu scalonego sterownika, nazywa się to pojedynczym ogniwem; po podłączeniu polaryzatora i połączeniu układu scalonego sterownika oraz FPC/PCBA, nazywa się to ogniwem otwartym (OC lub FOG).
Obecnie małe i średnie produkty-z reguły wykorzystują technologię GOA (Gate on Array) w celu zastąpienia tradycyjnych układów scalonych sterownika bramki, a T-CON i płyta sterownika źródła są również wysoce zintegrowane, ale podstawowa zasada napięcia sterującego pozostaje taka sama.
Ogólny proces sterowania obwodem sterownika-z otwartą komórką jest następujący: Zasilanie z zewnętrznego źródła przechodzi przez FPCA i PCBA do układu scalonego sterownika. Poprzez wewnętrzne obwody układu scalonego sterownika lub połączone działanie obwodów wewnętrznych i zewnętrznych, można generować i wyprowadzać różne napięcia.
Te połączone napięcia wyjściowe służą dwóm celom: po pierwsze, zapewniają zasilanie obwodów sterownika samego układu scalonego, zapewniając jego normalne działanie; po drugie, po regulacji są dostarczane do panelu wyświetlacza LCD, zapewniając normalne wyświetlanie. Dlatego te napięcia sterujące są kluczowe i bezpośrednio wpływają na efekt wyświetlania i stabilność wyświetlacza LCD.
Typowe napięcia sterujące i ich funkcje
VDDI
VDDI to napięcie zasilania interfejsu we/wy sterownika IC, dostarczane bezpośrednio przez płytę główną lub urządzenie testowe. Stosowany jest głównie w obwodach logicznych sterownika IC i transmisji danych.
- Zakres napięcia: 1,65 V-3,6 V
- Wspólna wartość: 1,8 V jest powszechnie stosowane w telefonach komórkowych i tabletach.
Stabilność VDDI bezpośrednio wpływa na komunikację pomiędzy płytą główną a układem scalonym sterownika. Jeśli VDDI działa nieprawidłowo, często występują problemy, takie jak brak zasilania urządzenia lub awarie komunikacji.
VSP i VSN
Jest to podstawowe napięcie zasilania analogowego obwodu sterownika źródła, przy czym jedno napięcie dodatnie i jedno ujemne są dostarczane symetrycznie.
- VSP (napięcie dodatnie): typowy zakres 4,5 V-6,5 V, powszechnie stosowana wartość około 5,5 V
- VSN (napięcie ujemne): typowy zakres -4,5 V-6,5 V, powszechnie stosowana wartość około -5,5 V
VSP i VSN odpowiadają za dostarczanie precyzyjnego napięcia do elektrod pikseli ciekłokrystalicznych, bezpośrednio wpływając na wydajność skali szarości, kontrast i jednolitość obrazu.
Typowe nieprawidłowe zjawiska: migotanie ekranu, brak obrazu, wysoki prąd, nieprawidłowy obraz itp.
Vcom
Vcom to napięcie odniesienia dla wspólnej elektrody panelu LCD. Jego wartość należy dokładnie dostosować do specyficznych cech panelu. Strojenie Vcom jest kluczowym krokiem w kalibracji modułu produkcji masowej. Niewłaściwy Vcom jest główną przyczyną następujących problemów:
- Migocący
- Retencja obrazu/duchy obrazu
- Zniekształcenie/wybielenie kolorów
- Słaba wydajność przy niskiej skali szarości
VGH i VGL
- VGH (napięcie-wysokiego poziomu włączenia-): typowy zakres 7–20 V, odpowiedzialny za włączenie rzędu tranzystorów TFT, umożliwiając źródłowemu napięciu danych ładowanie kondensatorów pikselowych.
- VGL (niskie-napięcie-wyłączania): typowy zakres od -7 V do 15 V, zapewniający całkowite wyłączenie wyświetlaczy TFT i utrzymanie stabilnego naładowania pikseli.
Nieprawidłowe efekty: brak obrazu, wybielenie całego ekranu, poziome linie, zjawy, niestabilny obraz itp.
VSS
VSS, znany również jako VSSA, VSSD itp., zapewnia masę odniesienia dla różnych obwodów. Zwykle jest to 0 V. Chociaż jest uziemione, jakość uziemienia bezpośrednio wpływa na ogólny poziom hałasu i stabilność napięcia. Musi być czysty i mieć niską impedancję.
Napięcie gamma (GVDDP / GVDDN)
- GVDDP (dodatnia gamma): Zwykle mieści się w zakresie od 3,0 V do 6,0 V
- GVDDN (ujemna gamma): Zwykle mieści się w zakresie od -3,0 V do -6,0 V
Napięcie gamma jest wykorzystywane do generowania krzywej napięcia w skali szarości wewnątrz układu scalonego sterownika. Zwykle jest on dostosowywany-w krokach co 10 mV lub 20 mV i ma znaczący wpływ na balans bieli, krzywą gamma i gradację obrazu.
Typowe tryby zasilania dla układów scalonych sterowników
W oparciu o liczbę napięć wejściowych i konstrukcję wewnętrznego obwodu wzmacniającego, układy scalone sterownika można podzielić na kilka różnych trybów zasilania.
2 Tryb zasilania
Napięcie wejściowe: VDDI + VCI
Do generowania wysokich napięć, takich jak VSP, VSN, Vcom, VGH i VGL, wymagany jest zewnętrzny układ scalony zasilania.
Charakterystyka: To rozwiązanie ma najbardziej złożone obwody zewnętrzne i najwyższy koszt, ale stawia mniejsze wymagania obwodom wewnętrznym układu scalonego sterownika. Jest rzadko stosowane w małych-do-średnich-produktach i jest uważane za rozwiązanie spoza-głównego nurtu, pojawiające się głównie w niektórych wczesnych lub określonych, niedrogich-projektach.
3 Tryb zasilania
Napięcie wejściowe: VDDI + VSP + VSN
Układ scalony sterownika zawiera obwód wzmacniający w celu generowania napięć VGH, VGL, Vcom i Gamma, co jest obecnie najpopularniejszym rozwiązaniem dla małych i średnich-produktów TFT-LCD.
Zalety: Proste obwody peryferyjne, niski koszt BOM, dobre ogólne zużycie energii i stosunkowo niewielka trudność w projektowaniu płyty głównej, dzięki czemu jest szeroko stosowana w telefonach komórkowych, tabletach, produktach motoryzacyjnych i przemysłowych.
4 Tryb zasilania
Napięcie wejściowe: VDDI + VSP + VSN + VDD
Dodaje to VDD w porównaniu z trybem 3Power (zwykle do zasilania wewnętrznych obwodów cyfrowych sterownika IC lub określonych modułów).
Cechy: Większość nowoczesnych układów scalonych sterowników obsługuje kompatybilność zarówno z trybami 3Power, jak i 4Power, umożliwiając elastyczne przełączanie w zależności od rzeczywistych potrzeb.
Zalety: Zapewnia lepszą izolację zasilania i stabilność, gdy wymagana jest większa wydajność lub określone funkcje, dzięki czemu nadaje się do produktów ze średniej-i-wysokiej-produktów.
5 Tryb zasilania
Napięcie wejściowe zazwyczaj obejmuje: VDD + AVDD + VSP + VSN + Vcom.
Jest to najbardziej zintegrowany tryb, wymagający od układu scalonego sterownika wewnętrznej obsługi większej liczby domen napięcia.
Odpowiednie scenariusze: w przypadku produktów o wyjątkowo wysokich wymaganiach dotyczących jakości wyświetlania, wymagających precyzyjnej i niezależnej kontroli Vcom lub określonych produktów z dużym-ekranem i wysoką częstotliwością odświeżania.
Zalety: Bardziej elastyczne zarządzanie energią, większe możliwości optymalizacji jakości wyświetlania; Wady: Stosunkowo skomplikowana konstrukcja zasilacza płyty głównej.
Wniosek
TFT-Napięcia sterujące wyświetlaczem LCD łączą płytę główną i panel LCD. Każda grupa napięciowa ma określoną funkcję. Dogłębne zrozumienie trybu zasilania i roli każdego napięcia może nie tylko rozwiązać bieżące problemy, ale także pomóc uniknąć potencjalnego ryzyka na etapie projektowania produktu.
