最新TFT源驅(qū)動(dòng)器的測(cè)試要求以及解決方法

關(guān)鍵詞： TFT , 測(cè)試要求 , 解決方法 , 源驅(qū)動(dòng)器

圖1是摘自日本“Nikkei Electronics”雜志的關(guān)于液晶TV的色解像度的發(fā)展歷史的資料。據(jù)該資料，到2005年為止，所謂10位驅(qū)動(dòng)器，12位驅(qū)動(dòng)器的位數(shù)還不是驅(qū)動(dòng)器的位數(shù)，而是指數(shù)據(jù)處理所達(dá)到的位數(shù)。到了2006年，真正的10位驅(qū)動(dòng)器才正式登場(chǎng)。在2007年的高清電視(HDTV)的高端產(chǎn)品中，10位驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)占領(lǐng)主導(dǎo)地位。10位以上的產(chǎn)品也陸續(xù)出現(xiàn)，比如，由橫河電機(jī)公司的ST6730測(cè)試的就有日本廠商的13位和12位驅(qū)動(dòng)器等等。

10位驅(qū)動(dòng)器為什么能那么快地普及呢?

當(dāng)然這跟人們的對(duì)高畫質(zhì)的追求也是分不開的。主要是10位驅(qū)動(dòng)器的不斷改進(jìn)的結(jié)果。2006年以前的10位驅(qū)動(dòng)器達(dá)到的畫質(zhì)和8位驅(qū)動(dòng)器的相比，實(shí)質(zhì)上沒(méi)有多大的差別。最近，隨著偏光板，LCD彩色濾光片技術(shù)的發(fā)展，10位驅(qū)動(dòng)器有了飛躍性的提高。其畫質(zhì)與8位驅(qū)動(dòng)器的相比已大大不同，甚至可以說(shuō)比實(shí)際的場(chǎng)面還要好看。

就NTSC規(guī)格來(lái)說(shuō)，目前的10位驅(qū)動(dòng)器的水平已經(jīng)達(dá)到了63.9％。(如圖2所示，白色三角形區(qū)域?yàn)镹TSC規(guī)格的100％評(píng)價(jià)，目前的水平是灰色三角形區(qū)域)。一些制造商正努力通過(guò)提高驅(qū)動(dòng)器的解像度來(lái)不斷地提高NTSC評(píng)價(jià)，使顯示面積向白色三角形區(qū)域靠近。

本文將介紹最新的10位TFT源驅(qū)動(dòng)器的以下4條主要測(cè)試要求和與之相對(duì)應(yīng)的充實(shí)，高效的分析工具。

●高速I／F對(duì)應(yīng)

●高精度灰階測(cè)試

●LCD上升波測(cè)試

●高速演算灰階數(shù)據(jù)

1、高速I／F對(duì)應(yīng)

表1是日前主要的一些大屏源驅(qū)動(dòng)器(Largepanel source driver)的接口標(biāo)準(zhǔn)。由于在一定時(shí)間內(nèi)要求輸入數(shù)據(jù)的增多，像mini-LVDS，RSDS之類的接口已經(jīng)無(wú)法滿足其速度，隨之出現(xiàn)了像FP-LVDS，PPmL這樣的接口，它的時(shí)鐘頻率可達(dá)250MHz(Data Rate達(dá)500BPS)。

橫河電機(jī)公司生產(chǎn)的測(cè)試系統(tǒng)ST6730，最高時(shí)鐘頻率可達(dá)375MHz(最高數(shù)據(jù)速率可達(dá)750MBPS)。圖3是實(shí)際驅(qū)動(dòng)器的一shmoo圖，電源電壓3V的時(shí)候，被測(cè)驅(qū)動(dòng)器的最高時(shí)鐘頻率竟然可達(dá)300MHz(數(shù)據(jù)速率可達(dá)600MHz)。

2、高精度灰階測(cè)試

隨著解像度的提高，驅(qū)動(dòng)器的位數(shù)也不斷提高。為此，灰階的測(cè)試精度也必須跟著提高。如果8位驅(qū)動(dòng)器的振幅是18V的話，平均35mV／1灰階，而同樣的10位驅(qū)動(dòng)器將是9mV／1灰階。一般來(lái)說(shuō)，測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試精度是跟輸入電壓成反比的，輸入電壓越高，測(cè)試精度越低。用ST6730進(jìn)行測(cè)試的話，輸入電壓不管是0 V，10 V還是20 V，最大的PIN間偏差都只有0.5mV(如圖4所示)。

3、LCD上升波測(cè)試

最近屏制造商(Panel maker)提出下面2項(xiàng)測(cè)試項(xiàng)目。

●LCD輸出的Slew rate差

●LCD輸出波形差

(1) LCD輸出的Slewrate差

LCD輸出的Slew rate不一致的話，畫面就會(huì)出現(xiàn)圖5(左邊)似的一道一道的豎線。LCD輸出的Slew Rate的差值是因?yàn)轵?qū)動(dòng)器各LCDPIN的LCD輸出能力不同而引起的，因此，我們可以通過(guò)DC測(cè)試來(lái)判斷LCD輸出的Slew rate是否有差異。

一般情況下，DC測(cè)試的話，用DC模塊，電流輸出電壓測(cè)試或者電壓輸入電流測(cè)試。但是，如果各PIN的輸入電流很大的話，同時(shí)可以測(cè)試的PIN數(shù)就非常有限(如圖6(左)所示)。因?yàn)殡娫吹尿?qū)動(dòng)能力有限，而且由于各同定電阻的存在測(cè)試精度也會(huì)受到很大的影響。這樣一來(lái)，測(cè)試次數(shù)要增多，測(cè)試所需時(shí)間也大大增加。

ST6730的各LCD PIN上的有效負(fù)載(activeload)模塊的開關(guān)可以在線控制，并且還可以與圖形(pattern)同期在線控制。于是LCD輸出能力的DC測(cè)試可以用下面的方法來(lái)替代：

①只對(duì)要測(cè)試的LCDPIN設(shè)定有效負(fù)載(activeload)值和閾值。

②在圖形(pattern)走行的同時(shí)，順序地切換各LCDPIN的有效負(fù)載(active load)開關(guān)

③當(dāng)開關(guān)開通時(shí)，用各PIN數(shù)字轉(zhuǎn)換器(perpin digitizer)來(lái)測(cè)試各LCDPIN的電壓。

于是測(cè)試速度比DC模塊測(cè)試要大大加快。該測(cè)試方案對(duì)于電流測(cè)試有求的器件，比如RON測(cè)試也同樣適用。

(2) LCD輸出波形差

LCD輸出波形不一樣的話，畫面就會(huì)出現(xiàn)圖5(右邊)似的斑駁。LCD輸出波形是否相同的測(cè)試，也就是LCDPIN的AC測(cè)試。我們可以用ST6730的各PIN數(shù)字轉(zhuǎn)換器(per pin digitizer)同時(shí)對(duì)所有LCDPIN在特定的兩個(gè)時(shí)間(t1，t2)進(jìn)行測(cè)試，然后看是不是所有LCDPIN的測(cè)試值的差(△V1，△V2，△V3…)都一樣。

4、高速演算灰階數(shù)據(jù)

從8位驅(qū)動(dòng)器到10位驅(qū)動(dòng)器，灰階數(shù)據(jù)增加了4倍。另外，隨著測(cè)試精度的提高，演算種類也會(huì)不斷增多。為此，橫河電機(jī)公司開發(fā)了名為“Arrav U-nit”的高速數(shù)據(jù)處理器。圖8是“Array Unit”的框圖。它有以下的特點(diǎn)：

◇演算函數(shù)可以自由定義。

◇可以在120毫秒內(nèi)完成10位驅(qū)動(dòng)器的灰階數(shù)據(jù)的演算。

◇10位驅(qū)動(dòng)器全PIN全灰階數(shù)據(jù)的變數(shù)可以同時(shí)定義408個(gè)。

用“Array Unit”進(jìn)行灰階數(shù)據(jù)的演算不但演算速度加快，還可以將演算處理與其他測(cè)試同時(shí)進(jìn)行(灰階數(shù)據(jù)演算的背景(background)化)，使得灰階數(shù)據(jù)的演算時(shí)間幾乎可以縮小到零，測(cè)試所需時(shí)間大大縮短(如圖9所示，使用“Array Unit”后，測(cè)試時(shí)間只有原來(lái)的50％)。

5、與上述測(cè)試要求相對(duì)應(yīng)的充實(shí)，高效的分析工具

隨著上述各種測(cè)試項(xiàng)目的增加，將給調(diào)試和分析工作帶來(lái)很多困難。這里介紹一些ST6730上裝備的一些便利有效的分析工具。

(1) LCD示波器(osci lloscope)

ST6730的各LCDPIN上裝有LCD示波器(oscilloscope)，它可以高速測(cè)得如圖10所示的全LCDPIN的波形。在10位驅(qū)動(dòng)器的上升波測(cè)試或者調(diào)試中，利用該機(jī)能可以迅速知道是否有Slew rate或者波形不同的LCDPIN的存在。

(2) Array Plot

Array Plot是“Array Unit”的調(diào)試工具。象10位驅(qū)動(dòng)器全PIN全灰階的變數(shù)，在Array Plot上可以同時(shí)描畫49個(gè)。另外在調(diào)試過(guò)程中，如圖11所示，在描畫的波形上，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊的話就可以顯示該點(diǎn)的坐標(biāo)(GS NUMBER，PIN NUMBER)(圖11_b)。還可以如圖11_c所示，直接輸入指定的坐標(biāo)(GSNUMBER，PIN NUMBER)進(jìn)行檢索或者尋找失效（FAIL）點(diǎn)。

6、總結(jié)

最后，最新的TFT源驅(qū)動(dòng)器(10位以上)的測(cè)試要求和橫河電機(jī)公司的ST6730的解決方法總結(jié)如表2。

以上通過(guò)日本橫河電機(jī)公司的FPD測(cè)試系統(tǒng)ST6730為例，介紹了最新的TFT源驅(qū)動(dòng)器(10位以上)的測(cè)試要求，以及對(duì)應(yīng)的測(cè)試解決方案。隨著驅(qū)動(dòng)器的解像度的不斷提高，還會(huì)不斷有新的測(cè)試要求出現(xiàn)，相信日本橫河電機(jī)公司的FPD測(cè)試系統(tǒng)也會(huì)不斷地跟著提高，不斷地創(chuàng)出新的實(shí)績(jī)。