LCD

lcd显示器件在中国已有二十多年的发展历程，已经从最初的以数字显示为主转变为以点阵字符、图形显示为主。lcd显示设备以其低电压驱动、微小功耗、能够与cmos电路和lsi直接匹配、具有极薄的扁平结构、可以在极亮的环境光下使用、工艺简单等等特点成为了极有发展前景的显示器件。lcd显示器件种类繁多、发展迅速，从种类到原理、从结构到效应、从使用方式到应用范围差异很大，从测试原理上来说也就会有一些不同，目前比较常用的是stn和tft的lcd显示器件。由于色彩表现能力、反应/刷新时间、视角等因素的限制，stn已经退出了大屏幕lcd器件的市场。不过由于彩屏手机、pda市场的拓广，stn器件凭借其结构简单，技术要求不高，而且投资成本低等特点目前依然占有相当的市场份额。tft型的lcd器件通过晶体管可以迅速地控制每个单元，由于各单元之间的电干扰很小，所以在使用大电流驱动时也不会有虚影和拖尾现象。较大的电流能提供更高的对比度、更锐利和更明亮的图像。为了使lcd设备工作，必须用到lcd driver芯片，图1中所示的是比较常见的lcd 器件的工作原理，当然也有许多厂商将这些部件集合在一起，称为lcd显示模块，但在生产设计时lcd driver芯片依然是一个独立的部件。并且它的模拟输出直接驱动显示面板，因而lcd driver ic的品质是液晶显示效果的决定性因素，因此出厂前必须经过严格的测试。由于这类ic具有大量高密度模拟输出引脚、低电压高频输入信号等特征，对于测试环境也是一个不小的考验，而且这种ic发展迅速，测试环境必须有一定的裕量，只有选择合适高效的测试系统才能够节约成本，提高生产效率。由于stn并不是发展的趋势和主流，后文中我们将主要针对tft的lcd driver ic来谈谈此类ic的测试方法。为了驱动tft的液晶显示器需要使用gate driver 和source driver两种driver ic，其中source driver负责提供列上各色素点的驱动电压，而gate driver控制每一行像素的选通状态。tft driver ic的难点主要是在于source driver ic的设计开发和测试。lcd driver的测试方法和普通的ic一样，lcd driver ic在生产过程中同样需要两次以上的测试，只不过由于其自身的特点而具有一些特殊的测试项目。 一般来说，lcd driver ic会执行以下的一些测试项目：（1） 参考电压源的动态电流测试（芯片处于运行状态）主要是测试参考电压源引脚在芯片运作时的电流消耗，由于只是作为d/a转换时的基准电源，因此这个电流通常应当不大。 （2） 功能测试用于检验ic能否完成应当具备的功能，例如：接受rgb输入并输出合适的驱动电压，选通进入特定的工作模式等。和一般逻辑ic测试的方法一样，需要使用pattern程序为ic提供输入信号，并且检验引脚的输出是否和期待值相符和。（3） dc参数测试（vsim / isvm）测定ic的一些具体的电流、电压参数。例如：各引脚的漏电流、输入/输出的电压电流等等，通常需要使用dc（直流参数测试部件）或hvdc（高压直流参数测试部件）进行测试。（4） contact测试（联接完好性测试）和一般ic的测试步骤一样，这是芯片测试时首先要进行的测试项目，电源引脚、参考电压源引脚、rgb输入和控制信号引脚、以及lcd输出引脚都需要分别进行contact测试。contact测试包括短路（short）和断路（open）测试两种。测试的方法多种多样，通常都是借助于ic内部的反偏保护二极管进行测试的。（5） 动态电源电流和平均电源电流测试用于衡量ic的平均功耗和瞬时功耗，一般情况下tft driver ic的功耗比stn的driver ic 要大一些。另外，许多lcd 器件都有standby（待机）模式和节能模式，这时就需要使用pattern程序为ic输入特定的信号选通进入指定的模式，然后再进行电流的测试。（6） 色阶测试这是彩色（灰度）lcd driver ic最重要的测试项目，由液晶器件的显示原理可知，lcd显示器件的色彩表现是通过向lcd面板加不同的电压来实现的，因此测试的方法就是在向ic输入不同rgb信号组合的同时检验ic 驱动引脚的输出电压是否是在预期的范围内来完成测试的，如图2所示。