最新TFT源驅動(dòng)器的測試要求以及解決方法

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。據該資料，到2005年為止，所謂10位驅動(dòng)器，12位驅動(dòng)器的位數還不是驅動(dòng)器的位數，而是指數據處理所達到的位數。到了2006年，真正的10位驅動(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位驅動(dòng)器已經(jīng)占領(lǐng)主導地位。10位以上的產(chǎn)品也陸續出現，比如，由橫河電機公司的ST6730測試的就有日本廠(chǎng)商的13位和12位驅動(dòng)器等等。

10位驅動(dòng)器為什么能那么快地普及呢?

當然這跟人們的對高畫(huà)質(zhì)的追求也是分不開(kāi)的。主要是10位驅動(dòng)器的不斷改進(jìn)的結果。2006年以前的10位驅動(dòng)器達到的畫(huà)質(zhì)和8位驅動(dòng)器的相比，實(shí)質(zhì)上沒(méi)有多大的差別。最近，隨著(zhù)偏光板，LCD彩色濾光片技術(shù)的發(fā)展，10位驅動(dòng)器有了飛躍性的提高。其畫(huà)質(zhì)與8位驅動(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規格來(lái)說(shuō)，目前的10位驅動(dòng)器的水平已經(jīng)達到了63.9％。(如圖2所示，白色三角形區域為NTSC規格的100％評價(jià)，目前的水平是灰色三角形區域)。一些制造商正努力通過(guò)提高驅動(dòng)器的解像度來(lái)不斷地提高NTSC評價(jià)，使顯示面積向白色三角形區域靠近。

本文將介紹最新的10位TFT源驅動(dòng)器的以下4條主要測試要求和與之相對應的充實(shí)，高效的分析工具。

●高速I(mǎi)／F對應

●高精度灰階測試

●LCD上升波測試

●高速演算灰階數據

1、高速I(mǎi)／F對應

表1是日前主要的一些大屏源驅動(dòng)器(Largepanel source driver)的接口標準。由于在一定時(shí)間內要求輸入數據的增多，像mini-LVDS，RSDS之類(lèi)的接口已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足其速度，隨之出現了像FP-LVDS，PPmL這樣的接口，它的時(shí)鐘頻率可達250MHz(Data Rate達500BPS)。

橫河電機公司生產(chǎn)的測試系統ST6730，最高時(shí)鐘頻率可達375MHz(最高數據速率可達750MBPS)。圖3是實(shí)際驅動(dòng)器的一shmoo圖，電源電壓3V的時(shí)候，被測驅動(dòng)器的最高時(shí)鐘頻率竟然可達300MHz(數據速率可達600MHz)。

2、高精度灰階測試

隨著(zhù)解像度的提高，驅動(dòng)器的位數也不斷提高。為此，灰階的測試精度也必須跟著(zhù)提高。如果8位驅動(dòng)器的振幅是18V的話(huà)，平均35mV／1灰階，而同樣的10位驅動(dòng)器將是9mV／1灰階。一般來(lái)說(shuō)，測試系統的測試精度是跟輸入電壓成反比的，輸入電壓越高，測試精度越低。用ST6730進(jìn)行測試的話(huà)，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上升波測試

最近屏制造商(Panel maker)提出下面2項測試項目。

●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(huà)，畫(huà)面就會(huì )出現圖5(左邊)似的一道一道的豎線(xiàn)。LCD輸出的Slew Rate的差值是因為驅動(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測試來(lái)判斷LCD輸出的Slew rate是否有差異。

一般情況下，DC測試的話(huà)，用DC模塊，電流輸出電壓測試或者電壓輸入電流測試。但是，如果各PIN的輸入電流很大的話(huà)，同時(shí)可以測試的PIN數就非常有限(如圖6(左)所示)。因為電源的驅動(dòng)能力有限，而且由于各同定電阻的存在測試精度也會(huì )受到很大的影響。這樣一來(lái)，測試次數要增多，測試所需時(shí)間也大大增加。

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

①只對要測試的LCDPIN設定有效負載(activeload)值和閾值。

②在圖形(pattern)走行的同時(shí)，順序地切換各LCDPIN的有效負載(active load)開(kāi)關(guān)

③當開(kāi)關(guān)開(kāi)通時(shí)，用各PIN數字轉換器(perpin digitizer)來(lái)測試各LCDPIN的電壓。

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

(2) LCD輸出波形差

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

4、高速演算灰階數據

從8位驅動(dòng)器到10位驅動(dòng)器，灰階數據增加了4倍。另外，隨著(zhù)測試精度的提高，演算種類(lèi)也會(huì )不斷增多。為此，橫河電機公司開(kāi)發(fā)了名為“Arrav U-nit”的高速數據處理器。圖8是“Array Unit”的框圖。它有以下的特點(diǎn)：

◇演算函數可以自由定義。

◇可以在120毫秒內完成10位驅動(dòng)器的灰階數據的演算。

◇10位驅動(dòng)器全PIN全灰階數據的變數可以同時(shí)定義408個(gè)。

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

5、與上述測試要求相對應的充實(shí)，高效的分析工具

隨著(zhù)上述各種測試項目的增加，將給調試和分析工作帶來(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)，它可以高速測得如圖10所示的全LCDPIN的波形。在10位驅動(dòng)器的上升波測試或者調試中，利用該機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”的調試工具。象10位驅動(dòng)器全PIN全灰階的變數，在A(yíng)rray Plot上可以同時(shí)描畫(huà)49個(gè)。另外在調試過(guò)程中，如圖11所示，在描畫(huà)的波形上，用鼠標點(diǎn)擊的話(huà)就可以顯示該點(diǎn)的坐標(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(GSNUMBER，PIN NUMBER)進(jìn)行檢索或者尋找失效（FAIL）點(diǎn)。

6、總結

最后，最新的TFT源驅動(dòng)器(10位以上)的測試要求和橫河電機公司的ST6730的解決方法總結如表2。

以上通過(guò)日本橫河電機公司的FPD測試系統ST6730為例，介紹了最新的TFT源驅動(dòng)器(10位以上)的測試要求，以及對應的測試解決方案。隨著(zhù)驅動(dòng)器的解像度的不斷提高，還會(huì )不斷有新的測試要求出現，相信日本橫河電機公司的FPD測試系統也會(huì )不斷地跟著(zhù)提高，不斷地創(chuàng )出新的實(shí)績(jì)。