TFT液晶模组工作原理及常见故障分析

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

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、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：

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。

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。

D 显示图片的图片COD

E 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)