液晶面板常见不良现象原理解析整理

Gate-line Source-line 十字线

理论依据：

Clc的两端是分别接到显示电极与Common，显示电极与TFT是在同一片玻璃上，那Common就在另一片玻璃上。

每一个TFT与Clc跟Cs所并连的电容代表一个显示的点。

如上图示，Gate输出的波形，依序将每一行的TFT打开，好让整排的Source driver同时将一整行的显示点充电到各自所需的电压，以显示不同的灰阶。

这一行充好电时, gate driver便将电压关闭, 然后下一行的gate driver便将电压打开, 再由相同的一排source driver对下一行的显示点进行充放电. 如此依序下去, 当充好了最后一行的显示点, 便又回过来再对第一行开始充电。

成因原理解析:

以上两图为Source Line 现象图

出现Gate line,是因为某一行的TFT 一直打开，或者说此行TFT 充电后无法关闭； 出现Source line,是因为某一列的TFT 一直打开，或者说此列TFT 充电后无法关闭；

出现十字线，是因为Gate driver 某一行的TFT 一直打开，Source driver 的某一列一直打开，或者说这些行/列的TFT 充电后无法关闭.

白屏现象解析

理论依据一：

LC 的一种特性，就是不能固定在一个电压不变。不然时间长了，即使电压被取消掉，LC 会因为特性的破坏而无法因电场的变化而转动。

初步判断一：

LC 分子被破坏。

理论依据二：

Source driver 的功用是当Gate driver 将LC Panel 上一行行的TFT 打开时，Source driver 会将相对应的显示资料转换成电压，把LC Panel 上的Clc ，Cs 充电到欲显示的灰阶电压。

不管是单画素输入或是双画素输入的驱动晶片，都得将多颗晶片串接起来，以便同时将一行的TFT 做充放电动作。

而这整个系统需要一个clock 来作同步动作，好让LCD control 将欲显示的画面资料，依序送到这一串互相串接的Source driver （如图）。

XGA解析度的Source driver串接工作原理

由于这一串的Source driver 是将每1个的输入资料，全部都接在同一个汇流排上。因此需要1个SPI的起动信号，依序启动每一个Source dirver,来抓取LCD control送到汇流排上的显示资料。

当第1颗的Source driver将欲显示的资料抓满之后，便会由SPO送出信号到下1颗Source driver (上一颗的SPO信号，是接到下一颗的SPI 信号)，直到这一串上所有的Source driver都抓取到要显示的画面资料为止。

Source driver的硬体架构

所有的Source driver都抓好资料后，等Gate driver把相对应的一行TFT打开，便可以由LS（latch signal）发号施令，要求这一串的Source driver将所输入的显示资料画面资料转换成相对应的灰阶电压，并且大家同时将各自所负责的灰阶电压送出到TFT上。

当Gate driver打开一行的TFT时间内，Source driver除了对TFT充放电外，同时也在LCD control所送出的资料汇流上抓取下一行的画面资料，就这样一行一行接替下去，直到整个面板都充好相对应的灰阶电压为止。

初步判断二：

显示资料没有转换成相应的灰阶电压。

理论依据三：

Level Shifter---主要功用就是要将3.3V的信号，提升到大约10V的信号（若是广视角面板的驱动晶片，可能要15V），以便次输入的显示资料，转换成类比电路能够处理的信号。初步判断三：

输出电压没有达到10V或15V。

结论：

萬用表测量白屏面板的VGL与VGH间发现有(0.60~0.75)*20kΩ不等的阻抗。正常情况下，VGL约-6V，VGH约15V。如果VGL与VGH导通，造成VGL电压升高（> -6V），从而无法驱动VGL关闭一行行的TFT。

黑屏现象解析

理论依据一：

Gate driver功能为依序打开TFT

二阶驱动Gate driver输出波形

整个系统需要一个Clock作同步的动作，好让Gate driver将同一行的TFT打开，而SPI(Start Pulse Input)则是让Gate driver输出开始动作的同步信号。当Gate driver一接收到SPI的信号后，便会依序由OUT1.OUT2....OUT199.OUT200送出一个个的脉波，来打开LC panel上一行行的TFT。

在最后一个脉波送出的同时，会同时由SPO送出信号到下一颗Gate driver,好让下一颗Gate driver能接续下去，输出打开TFT的脉波，直到Panel上所有的TFT都打开过并

充好电为止。

初步判断一：

Gate driver没有接收到SPI (start pulse input)的输出开始动作的同步信号，一行行的TFT 没有打开；

理论依据二：

Gate driver的硬体架构

Level shifter 界面电压是2.3~3.6V之间，输出界面的工作电压是20~30V，所以Bi-directional shift register的输出传送到Output circuit时，就必须用Level shifter作升压动作。

初步判断二：

如果输出的电压不够，就无法达到所需的灰阶。

理论依据三：

Cs (storage capacitor) 主要是为了让充好电的电压能保持到下一次更新画面时之用。All output on(将所有的Gate driver输出接脚，全部都送出打开TFT所需的高电位电压)画面上所有的Pixel都因为TFT导通，而有相同电压，相同灰阶。再利用Source driver 输出电压，迅速将LC Panel充放电到全黑的画面。

初步判断三：

Cs没有充好电，或者是充好电而没有保持到下一次画面更新。

结论：

萬用表测量20PCS面板的VGL与Vcom间发现有(0.53~5.54)*20kΩ不等的阻抗。正常情况下，VGL约-6V，Vcom约1.98V。如果VGL与Vcom导通，造成VGL电压> -6V，从而无法驱动VGH打开一行行的TFT。

区块不均解析

理论依据:

Source Driver的主要功用是当Gate driver把液晶面板上一行行的TFT打开时，将其

上的电容充电到欲显示的灰阶电压。不管是单画素输入或是双画素输入的驱动晶片，都得将多颗晶片串接起来，以便同时将一行的TFT做充放电动作。而这整个系统需要一个clock 来作同步动作，好让LCD control 将欲显示的画面资料，依序送到这一串互相串接的Source driver（如图）。

XGA解析度的Source driver串接工作原理

由于这一串的Source driver 是将每1个的输入资料，全部都接在同一个汇流排上。因此需要1个SPI的起动信号，依序启动每一个Source dirver,来抓取LCD control送到汇流排上的显示资料。

当第1颗的Source driver将欲显示的资料抓满之后，便会由SPO送出信号到下1颗Source driver (上一颗的SPO信号，是接到下一颗的SPI 信号)，直到这一串上所有的Source driver都抓取到要显示的画面资料为止。

所有的Source driver都抓好资料后，等Gate driver把相对应的一行TFT打开，便送入LS(latch signal)信号，要求这一串的Source driver将所输入的显示画面资料转换成相对应的灰阶电压，并且大家同时将各自所负责的灰阶电压送出到TFT上。

当Gate driver打开一行的TFT时间内，Source driver除了对TFT充放电外，同时也在LCD control所送出的资料汇流上抓取下一行的画面资料，就这样一行一行接替下去，直到整个面板都充好相对应的灰阶电压为止。

双画素输入384输出的source driver输入信号波形图

要抓满384个输出所需的显示资料，仅需要384/6=64个clock, 当第1个source driver的SPI输出之后，经过64个clock便会输出SPO到下一个source driver 的SPI接脚，这时就轮到第2个source driver来抓取所需要的显示资料，如此依序下去，直到所有串接的驱动晶片都抓到所需要的显示资料为止。

成因原理解析:

Source IC的SPI或SPO信号受到影响或者干扰,由第一个图的现象可以知道三第一颗Source IC的

FLICKER成因

因为液晶有一种特性，就是不能够保持在一个电压不变，不然时间久了即使电压取消掉，液晶分子会因为特性的破坏而无法再因应电场的变化来转动。所以

若第一个画面亮，第二个画面暗持续交替，则人眼会感觉到闪烁。

LCD以电压大小来控制液晶站起角度来控制亮度，如果Vcom没有调节好，则V+≠V-会有亮暗效果产生。

下面介绍3种极性变换方式：

1．frame inversion

[这种方式是整个画面所有相临的点都是相同的极性。]

极性变化：

因为TN型液晶为normally white,所加电压越低，亮度越高假如V+>V-，那么V-就亮些，就会产生flicker.

2．ROW inversion

[相邻的行拥有相同的极性]

这种方式中V+，V-产生均化，可以解决flicker现象，但是却会导致crosstalk

Crosstalk指相邻的点之间显示的资料会影响到对方，以至与显示的画面会有不正确的状况。只要相邻点的极性不一样，可以减低此现象的发生

如上所示，Line Inversion則會造成上述Crosstalk現象。

Gate Line Inversion發生在左、右，而Source Line Inversion則發生在上、下。为解决flicker现象和crosstalk，因此产生了第3种极性变化方式。

3． Dot inversion

[每个点与自己相邻的上下左右四个点是不一样的极性]

如上所述，Dot Inversion則可解決flicker及crosstalk現象。(CPT目前採用此方式。

Dot Inversion如何檢查Vcom有無調好？(由於TFT-LCD製程上無法準確做到TFT上相關電容值相同，故在製程中須有一檢查站來檢查Vcom值是否符合規格。

如上所示，圈起來部份為亮部份，未圈部份為暗部份，此畫面為flicker 檢查畫面，由圖中可發現在第一個frame均為V+亮、第二個frame則均為V-亮，故若Vcom值未調好則在此檢查畫面下最容易看出flicker現象(如前frame inversion所述)。但因TFT製程關係，無法將每個TFT做的均相等，故調整時只須調整至中間不閃，兩旁閃即可。