最新TFT源驅(qū)動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(jù)該資料，到2005年為止，所謂10位驅(qū)動器，12位驅(qū)動器的位數(shù)還不是驅(qū)動器的位數(shù)，而是指數(shù)據(jù)處理所達到的位數(shù)。到了2006年，真正的10位驅(qū)動器才正式登場。在2007年的高清電視(HDTV)的高端產(chǎn)品中，10位驅(qū)動器已經(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，由橫河電機公司的ST6730測試的就有日本廠商的13位和12位驅(qū)動器等等。

10位驅(qū)動器為什么能那么快地普及呢?

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

就NTSC規(guī)格來說，目前的10位驅(qū)動器的水平已經(jīng)達到了63.9％。(如圖2所示，白色三角形區(qū)域為NTSC規(guī)格的100％評價，目前的水平是灰色三角形區(qū)域)。一些制造商正努力通過提高驅(qū)動器的解像度來不斷地提高NTSC評價，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)動器的以下4條主要測試要求和與之相對應(yīng)的充實，高效的分析工具。

●高速I／F對應(yīng)

●高精度灰階測試

●LCD上升波測試

●高速演算灰階數(shù)據(jù)

1、高速I／F對應(yīng)

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

橫河電機公司生產(chǎn)的測試系統(tǒng)ST6730，最高時鐘頻率可達375MHz(最高數(shù)據(jù)速率可達750MBPS)。圖3是實際驅(qū)動器的一shmoo圖，電源電壓3V的時候，被測驅(qū)動器的最高時鐘頻率竟然可達300MHz(數(shù)據(jù)速率可達600MHz)。

2、高精度灰階測試

隨著解像度的提高，驅(qū)動器的位數(shù)也不斷提高。為此，灰階的測試精度也必須跟著提高。如果8位驅(qū)動器的振幅是18V的話，平均35mV／1灰階，而同樣的10位驅(qū)動器將是9mV／1灰階。一般來說，測試系統(tǒng)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進行測試的話，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，畫面就會出現(xiàn)圖5(左邊)似的一道一道的豎線。LCD輸出的Slew Rate的差值是因為驅(qū)動器各LCDPIN的LCD輸出能力不同而引起的，因此，我們可以通過DC測試來判斷LCD輸出的Slew rate是否有差異。

一般情況下，DC測試的話，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，同時可以測試的PIN數(shù)就非常有限(如圖6(左)所示)。因為電源的驅(qū)動能力有限，而且由于各同定電阻的存在測試精度也會受到很大的影響。這樣一來，測試次數(shù)要增多，測試所需時間也大大增加。

ST6730的各LCD PIN上的有效負載(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測試可以用下面的方法來替代：

①只對要測試的LCDPIN設(shè)定有效負載(activeload)值和閾值。

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

③當開關(guān)開通時，用各PIN數(shù)字轉(zhuǎn)換器(perpin digitizer)來測試各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，畫面就會出現(xiàn)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(shù)字轉(zhuǎn)換器(per pin digitizer)同時對所有LCDPIN在特定的兩個時間(t1，t2)進行測試，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(shù)據(jù)

從8位驅(qū)動器到10位驅(qū)動器，灰階數(shù)據(jù)增加了4倍。另外，隨著測試精度的提高，演算種類也會不斷增多。為此，橫河電機公司開發(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：

◇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)動器的灰階數(shù)據(jù)的演算。

◇10位驅(qū)動器全PIN全灰階數(shù)據(jù)的變數(shù)可以同時定義408個。

用“Array Unit”進行灰階數(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試同時進行(灰階數(shù)據(jù)演算的背景(background)化)，使得灰階數(shù)據(jù)的演算時間幾乎可以縮小到零，測試所需時間大大縮短(如圖9所示，使用“Array Unit”后，測試時間只有原來的50％)。

5、與上述測試要求相對應(yīng)的充實，高效的分析工具

隨著上述各種測試項目的增加，將給調(diào)試和分析工作帶來很多困難。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(qū)動器的上升波測試或者調(diào)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(diào)試工具。象10位驅(qū)動器全PIN全灰階的變數(shù)，在Array Plot上可以同時描畫49個。另外在調(diào)試過程中，如圖11所示，在描畫的波形上，用鼠標點擊的話就可以顯示該點的坐標(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)進行檢索或者尋找失效（FAIL）點。

6、總結(jié)

最后，最新的TFT源驅(qū)動器(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(jié)如表2。

以上通過日本橫河電機公司的FPD測試系統(tǒng)ST6730為例，介紹了最新的TFT源驅(qū)動器(10位以上)的測試要求，以及對應(yīng)的測試解決方案。隨著驅(qū)動器的解像度的不斷提高，還會不斷有新的測試要求出現(xiàn)，相信日本橫河電機公司的FPD測試系統(tǒng)也會不斷地跟著提高，不斷地創(chuàng)出新的實績。