一種LCD控制驅動(dòng)電路測試方法介紹

　　隨著(zhù)液晶顯示器在日常生活中得到越來(lái)越廣泛的應用，其核心部件——LCD控制驅動(dòng)電路的品種及需求量也日益增多。通常情況下，對LCD控制驅動(dòng)電路的測試是在LCD電路專(zhuān)用測試系統上完成的，但因其價(jià)格昂貴，使得測試成本也相應地大幅抬高，成為制約LCD控制驅動(dòng)電路批量生產(chǎn)的瓶頸。文章針對上述原因，提出了一種基于數字測試系統的LCD控制驅動(dòng)電路的測試方法，以便低成本、高品質(zhì)地實(shí)現LCD控制驅動(dòng)電路的測試。同時(shí)針對LCD控制驅動(dòng)電路的特點(diǎn)，結合實(shí)踐經(jīng)驗介紹了一些LCD控制驅動(dòng)電路的測試技巧。

　　1前言

　　LCD顯示器件以其低電壓驅動(dòng)、低功耗等諸多突出優(yōu)點(diǎn)，在眾多場(chǎng)合得到了廣泛的應用，尤其是在便攜式電子產(chǎn)品上，STN、TFT等液晶顯示器的應用使其得到了飛速發(fā)展。LCD控制驅動(dòng)電路(LCDDriver IC)的模擬輸出直接驅動(dòng)各種LCD顯示面板，對各種LCD顯示器的像素點(diǎn)陣進(jìn)行控制操作，是LCD顯示器上的核心器件，因而LCD控制驅動(dòng)電路的品質(zhì)直接決定了液晶顯示的效果，因此該類(lèi)型電路測試方案的設計也尤為重要。本文主要介紹了基于數字測試系統的LCD控制驅動(dòng)電路的簡(jiǎn)單測試方法及筆者在實(shí)踐中總結的一些小技巧。

　　2 LCD控制驅動(dòng)電路的測試難點(diǎn)

　　2.1管腳數量多

　　LCD控制驅動(dòng)電路的驅動(dòng)管腳數量少則幾十，多則上千，相應的測試設備必須配置數量龐大的測試通道，一般達到256~512通道，甚至1024通道。

　　2.2管腳驅動(dòng)電壓精細

　　就4096色普通彩色顯示屏而言，RGB三色每種色彩就具有16級灰度，對應16級驅動(dòng)電壓，也就是16(R)×16(G)×16(B)=4096，如果是真彩色的顯示屏，每種色彩就是256級灰度，對應256級驅動(dòng)電壓。因此測試設備必須能夠快速準確地測量LCD驅動(dòng)器件輸出的階梯模擬信號，分辨率需要達到毫伏水準。由于驅動(dòng)電壓是否穩定、均勻對LCD顯示效果具有決定意義，此項尤為重要。

　　2.3輸出驅動(dòng)電壓范圍廣

　　LCD控制驅動(dòng)電路的輸出驅動(dòng)電壓遠高于普通CMOS器件的5V電壓，甚至達到30V以上，而且由于LCD顯示屏的特殊性，驅動(dòng)電壓極性需要不斷翻轉。因此對測試設備來(lái)說(shuō)，其測量范圍要達到30V以上，并且能夠應付驅動(dòng)電壓的極性改變。

　　2.4其他

　　對于某些顯示驅動(dòng)電路，測試設備需要有強大的信號分析軟件，用來(lái)對測試通道采樣的模擬電壓數據進(jìn)行運算處理，以便得到每一像素點(diǎn)具體的色彩信息，判斷器件的狀態(tài)。

　　3 LCD控制驅動(dòng)電路的測試方法

　　由上面簡(jiǎn)單列舉的LCD控制驅動(dòng)電路測試時(shí)的一些典型問(wèn)題可以看出，此類(lèi)電路的測試對測試設備的測試能力提出了很高要求，因此對于LCD控制驅動(dòng)電路來(lái)說(shuō)，最佳的測試設備非LCD電路專(zhuān)用測試系統莫屬，比如全球最大的測試設備商日本愛(ài)德萬(wàn)(Advantest)公司的T6371、T6373、ND1、 ND2等，2008年泰瑞達(Teradyne)推出的D750Ex，以及目前LCD驅動(dòng)IC封測廠(chǎng)量產(chǎn)中主要使用的橫河電機(Yokoga wa)的TS670及TS6700等。TS670及TS6700兩種平臺最多只能支持單顆LCD驅動(dòng)IC，輸出引腳數至736腳，但現在因多信道技術(shù)產(chǎn)品(液晶電視等)的推動(dòng)，輸出引腳數由目前的300腳至400腳，大幅拉高到800腳到1 000腳以上，橫河電機的ST6730、愛(ài)德萬(wàn)的ND1及ND2、泰瑞達的D750Ex等均可對此進(jìn)行支持(ND2可支持引腳數至1 500腳以上，D750Ex最高可支持2 400腳)。

　　但考慮到相應帶來(lái)的測試成本增加問(wèn)題，對于某些LCD控制驅動(dòng)電路也可以采用數字測試系統來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單測試。下面將對基于數字測試系統平臺下的LCD控制驅動(dòng)電路測試方法進(jìn)行介紹。

　　LCD控制驅動(dòng)電路同其他普通電路一樣，需要進(jìn)行一些常規測試項的測試，同時(shí)因為其自身的特點(diǎn)而具有一些特殊測試方法。

　　3.1功能測試

　　與一般的邏輯電路相同，LCD控制驅動(dòng)電路的功能測試需要對電路的各功能模塊均加以驗證。但LCD控制驅動(dòng)電路的LCD驅動(dòng)信號輸出端輸出的電平不是普通邏輯器件的“0”、“1”邏輯電平，而是階梯模擬信號，采用數字測試系統進(jìn)行測試時(shí)，可以對同一段測試碼選擇兩種門(mén)檻電平進(jìn)行兩次測試，以達到對LCD驅動(dòng)輸出端的基本測試。

　　3.1.1編程技巧一

　　某些LCD驅動(dòng)電路內部帶有RAM存儲區，需要至少以棋盤(pán)格模式分別寫(xiě)入0101、1010數據測試其讀寫(xiě)功能，使其相鄰地址單元處于不同邏輯電平狀態(tài)下，有時(shí)甚至也需要寫(xiě)入全0及全1數據，以全面覆蓋此類(lèi)功能測試。

　　3.1.2編程技巧二

　　功能測試碼有時(shí)需要自行編寫(xiě)，而不是由設計人員通過(guò)邏輯仿真提供，此時(shí)，結合縮短測試時(shí)間、降低測試成本的因素，需要巧妙地考慮功能測試方法，以達到既能全面覆蓋電路各項功能，又能有效減少測試時(shí)間的目的。這依賴(lài)于自身對電路功能的理解程度及實(shí)踐經(jīng)驗。

　　比如某LCD控制驅動(dòng)電路，功能測試時(shí)需要通過(guò)電路的可讀寫(xiě)雙向數據口完成指令與數據的傳輸后，與其他邏輯單元配合再將寫(xiě)入的數據顯示在LCD輸出端口上。對其內部的RAM單元測試就完全可以通過(guò)雙向口進(jìn)行讀寫(xiě)驗證，無(wú)需再送至LCD驅動(dòng)輸出端上檢驗，而雙向口讀寫(xiě)速度可遠快于顯示輸出部分，因此RAM 這樣測試時(shí)，可適當加快讀寫(xiě)時(shí)鐘頻率，以降低測試時(shí)間。

　　3.2參數測試

　　LCD驅動(dòng)電路的其他參數測試與一般數字電路基本無(wú)異，這里提到的是個(gè)別需要關(guān)注的特殊參數。

　　3.2.1 LCD輸出驅動(dòng)測試

　　如前所述，在LCD驅動(dòng)電路的所有參數中，LCD輸出驅動(dòng)(或叫LCD輸出電壓偏差、LCD輸出端的導通電阻)是其關(guān)鍵參數。它對LCD顯示器件的顯示效果具有決定性影響，尤其對于規格較大(像素點(diǎn)較多)的顯示器件來(lái)說(shuō)，LCD控制驅動(dòng)電路的驅動(dòng)輸出引腳數量較多，如果各引腳在相同負載下的輸出電壓偏差太大，那么在顯示時(shí)就會(huì )出現LCD顯示器上各像素顯示顏色不一致的現象，因此，必須對LCD控制驅動(dòng)電路的所有驅動(dòng)輸出引腳在相同負載下的輸出電壓偏差逐一進(jìn)行測試，以確保其均在允許范圍內。

　　通常測試系統的直流參數測試單元的測試時(shí)間為幾到幾十毫秒，因此電路的驅動(dòng)輸出引腳數量越多，僅此一項的測試時(shí)間就會(huì )越長(cháng)，電路的測試生產(chǎn)成本也隨之上升。較好的測試方法為：

　　(1)對于LCD專(zhuān)用測試系統，具有多個(gè)數字采樣器(Digitizer)，可以用來(lái)連續地進(jìn)行電壓采樣，使電路在較短時(shí)間內就能完成此項測試。比如橫河電機的ST6730測試系統是使用每個(gè)LCD輸出引腳配備一個(gè)數字采樣器的配置方法，而愛(ài)德萬(wàn)的測試系統則是每8個(gè)LCD輸出引腳配備1個(gè)數字采樣器。

　　采用數字采樣器測試方法的示意圖如圖1.

　　圖1采用數字采樣器測試方法示意圖

　　(2)某些測試系統帶有pe r pin可編程負載(Active load)，如果所測LCD驅動(dòng)器件的各段工作電壓在系統硬件允許的條件范圍內，且測試通道足夠多，也可以采用各LCD驅動(dòng)輸出腳帶載進(jìn)行功能測試的方法，簡(jiǎn)便、省時(shí)地在功能測試的同時(shí)完成此項參數的測試。此方法的示意圖如圖2.

　　3.2.2動(dòng)態(tài)分壓端漏電測試

　　此參數非LCD控制驅動(dòng)電路說(shuō)明書(shū)中的主流參數，但使用數字系統測試該類(lèi)電路時(shí)，增加此項參數的測試，可有效提高電路的故障覆蓋率。具體測試方法為：

　　寫(xiě)入數據，使電路LCD驅動(dòng)輸出端能夠以棋盤(pán)格模式正常顯示，然后對此時(shí)電路的各分壓電平輸入端進(jìn)行動(dòng)態(tài)漏電流測試。

　　圖2驅動(dòng)輸出腳帶載進(jìn)行功能測試方法示意圖

　　4結束語(yǔ)

　　隨著(zhù)科技的發(fā)展，LCD驅動(dòng)電路的品種也日新月異，對于這一系列的電路，針對不同的電路性能，其測試方法也各有不同。本文僅對基于數字測試系統的LCD控制驅動(dòng)電路的測試方法做了簡(jiǎn)單介紹，并共享了一些筆者在實(shí)踐中總結的測試小技巧，適用于進(jìn)行LCD控制驅動(dòng)電路低成本、高品質(zhì)的測試。