各项目LCM问题总结报告.ppt

各项目LCM问题总结 冯小勇2007 3 15 2020 2 9 2 目录 LCM基础知识介绍LCM问题总结LCM设计及注意事项 2020 2 9 3 LCM基础 LCDLiquidCrystalDisplay液晶显示器件一种利用液晶光电效应调制环境光线达到显示目的的平板显示器件 LCMLiquidCrystaldisplayModule液晶显示模块将液晶显示器件 连接件 集成电路 PCB线路板 背光源 结构件装配在一起的商品化的组件 按照国家标准的有关规定 只有不可拆分的一体化部件才可称为 模块 可拆分的称为 组件 因此规范的叫法应该是 液晶显示组件 但长期以来人们已经习惯称其为 模块 LCM 2020 2 9 4 TN型LCD显示原理 FieldOFF FieldON 利用液晶的旋光特性调节穿透光线 液晶的旋光特性消失 2020 2 9 5 LCD的基本参数1 1 对比度 ContrastRatio 对比度可以简单表示为黑色与白色的对比程度 通俗的说就是 白的越白 黑的越黑 TFTLCD一般的对比度为150 200左右 2020 2 9 6 LCD的基本参数2 2 响应时间 Responsetime 2020 2 9 7 LCD的基本特性3 3 视角 Viewingangle ThedefinitionofviewinganglerangeisthatthecontrastratioishigherthanCR10 CR 10 2020 2 9 8 LCD的显示方式 按照后偏光片的类型 显示方式可以分为 1 透射式 TransmissiveMode 2 反射式 ReflectiveMode 3 半反半透式 TransflectiveMode 2020 2 9 9 TFT LCD的显示原理 一 2020 2 9 10 TFT LCD的显示原理 二 2020 2 9 11 TFTLCDs等效电路 RowDrivers ColumnDriver TFT LCD的显示原理 三 2020 2 9 12 1 因TFT元件的作用类似一个开关 Switch 液晶元件的作用类似一个电容 借Switch的ON OFF对电容存储的电压值进行更新 保持 2 SWON时信号写入 加入 记录 在液晶电容上 在其他时间SWOFF 可防止信号电压从液晶电容洩漏 3 在必要時可将保持电容与液晶电容并联 以改善其保持特性 TFT LCD的显示原理 四 2020 2 9 13 1 上图为TFT一个像素的等效电路图 扫描线连接同一列所有TFT栅极电极 而信号线连接同一行所有TFT源极电极 2 当ON时信号线的数据写入保持电容 此时 TFT元件是低阻抗 RON 当OFF时TFT元件成高阻抗 ROFF 可防止信号线数据的洩漏 3 一般RON与ROFF电阻比至少约为105以上 TFT LCD的显示原理 五 2020 2 9 14 色彩组成 3基色原理 2020 2 9 15 目录 LCM基础知识介绍LCM问题总结LCM设计及注意事项 最近出现的LCM问题 D198 D199trulyLCMflicker问题D198VPLCM RF干扰问题H330 VP LCMESD RF问题D308truly屏闪问题 PWM干涉 D308 VP触摸屏失效问题H300LCMESD问题 all 2020 2 9 17 D198 D199LCM flick问题 问题描述 客户至高处 发现在华勤已经封样的Truly的部分LCM存在较严重的Flicker现象 表现为轻轻晃动屏幕时 出现明显的抖动的横条纹现象 尤其在camerapreview界面下更为明显 不良比例达到20 通过比较客户的故障屏和华勤的封样样品 发现封样样品效果很好 而truly出货的产品和封样样品品存在明显的差异 2020 2 9 18 D198 D199LCM flick问题 原因分析这个需要从横条纹出现的原理说起 由于液晶分子本身具有直流劣化的特性 因此需要使用交流电压驱动 这就涉及到电压极性翻转的方式 在中小尺寸的TFTLCMdriverIC的中 一般使用的有两种电压极性翻转的方式1 frameinversion当扫描完一帧图象后 电压的极性变化一次 2 n lineinversion one lineinversion 每扫描n行后 电压的极性变化一次 通常是扫描完一行信号后 翻转一次 由于one lineinversion相比较frameinversion具体很多优点 比如图象显示质量高 没有crosstalk现象 因此在TFT驱动方式中广泛使用 2020 2 9 19 D198 D199LCM flick问题 当驱动液晶的正负电压的幅值完全相等时 如VCOM 此时是没有横条纹的 但是如果有偏差 比如图中的VCOM VCOM 时 此时正负电压的幅度不一致 在人眼看来 就表现为抖动条纹 对于单体LCM 通常可以调整初始化代码里的VCOM值 GAMMA来解决 由于此现象极难根除 通常调试到很轻微 令人无法察觉的程度即可 2020 2 9 20 D198 D199LCM flick问题 但是在实际情况中 由于液晶材料的差异 显示屏合厚的差异 制作工艺的差异 IC单体差异等均会导致显示屏的VCOM值不完全一致 因此在使用同一套初始化代码时 会出现大部分屏显示OK 而少部分屏NG的情况 以上任何一个因素的变动均会引起flick现象的加重或减轻 对应的软件要进行修正 因此对于此次truly的LCM研发样品与量产出货产品有过LCD玻璃产地的变更 导致根据样品调试的软件不适用量产产品 抖动条纹现象加重 D198truly闪屏分析报告 D198 D199LCM flick问题 解决办法由于此现象的根本原因在与VCOM值的差异 因此对于已经做出来的成品只有通过软件来修正 否则只有报废一途 有可能调试出一套软件兼容好与差的产品 使之都显示正常 因此需要LCM厂商严格控制产品的一致性 在无绝对把握的前提下 不能私自更改原材料 工艺等关键环节 2020 2 9 22 液晶驱动方式介绍 交流驱动中小尺寸的TFTLCD有两种交流驱动方式 1 帧反向 frameinversion 当扫描完一帧图象后 驱动电压的极性变化一次 优点 功耗低 缺点 容易出现Flicker现象和crosstalk现象 显示质量不高 在高像素 QCIF QVGA手机显示屏中使用的已经越来越少 2 线反向 n lineinversion 优点 显示质量比较高 没有crosstalk现象 QVGA QCIF显示屏中使用的非常广泛 缺点 功耗高 容易出现抖动条纹现象 调试比较困难 2020 2 9 23 TFT面板的内部结构 2020 2 9 24 TFTLCD的电压驱动方式 2020 2 9 25 D198 RF干扰问题 问题描述 客户蒙宝的机壳 上面覆盖了一个封闭的金属框 在最大功率下通话时 VP的LCM屏幕 使用的IC SSD1289 上出现明显的波浪形条纹 严重时表现为白色的横线或者花屏 使用这颗IC的其他供应商立德 伟中 莘古也存在这种现象 经过实验验证 发现有三种方法可以消除这种异常现象 1 去除机壳表面的封闭金属框 2 换用其他的DriverIC 如HX8312 R61503B 3 减小RF发射功率到一定程度 干扰现象逐渐减轻只至消失 有两种方法可以减轻这种现象 1 铁框上对称两边接导电布至主板的地 2 加大LCM供电电压的滤波电容容值 2020 2 9 26 D198 RF干扰问题 原因分析主要因素1 封闭金属件 同样的VP的LCM 将蒙宝机壳金属件移除 则干扰现象消失 重新覆盖上就立刻出现 由于其他客户的机壳金属件的大小 形状 与天线的距离都不尽相同 有的甚至没有加金属件 因此暂未发现干扰现象 同时说明金属件的大小 形状 是否接地都会有影响 主要因素2 LCM Driver IC SSD1289 同样的有金属件的机壳 当LCM的IC换为HX8312 R61505B时 也没有任何的干扰现象 反之 使用IC为SSD1289的四家供应商 VP 莘谷 立德 伟中 均或轻或重有干扰现象 表明此IC的EMI性能比较差 由于对客户机壳我们掌控力度比较小 因此这个因素被作为解决问题的主要方向 2020 2 9 27 D198 RF干扰问题 由于IC厂商到现在尚不能给出行之有效的根本解决措施 提出的改善建议有 1 软件上 初始化代码中加入一条指令 可以改善EMI性能 2 硬件上 增大LCM的驱动电压的滤波电容容值 以上两条措施可以改善RF干扰的程度 但是不能根除 亦达不到我们的接受标准 2020 2 9 28 D198 RF干扰问题 临时对策 由于RF干扰改善的程度无法达到我们和客户的标准 目前的VP的LCM不能出货给蒙宝的这套机壳 目前蒙宝采用的为Truly的LCM IC HX8312 VP的LCM暂时出货给其他的客户 根本对策需要IC厂商给出根本原因的分析报告和解决措施 由于客户端的机壳情况不可控 只有减小我们自己的隐患因素 由于SOLOMEN迟迟不能给出根本原因的报告 因此后续项目建议不用这颗IC 2020 2 9 29 D198蒙宝机器的处理方式 导电布接地 导电布与铁框连接 H330 VP LCMESD RF问题 问题描述 1 H330客户CTA送测样机ESD 6KVfail 现象为白屏 2 在送测CTA的H330客户机器中 通顺得意 英特微尔的机器在合盖通话过程中有屏闪现象 飞秒 恒贯伟业的机器在通话过程中没有屏闪现象 现象与D198 蒙宝机器闪屏现象一致 判定为RF干扰 H330 VP LCMESD RF问题 原因分析 1 ESD问题依然没有找到根本原因 2 RF干扰问题与D198基本相同 唯一区别金属件占的比例小些 也是天线 金属件 IC SSD1289的相互作用引起的 改变其中任意一个因素都可以解决 通过实验发现 将LCM的FPC整个用铜箔包上并良好接地 可以很大程度上改善这个问题 仍然会有轻微的屏闪 但是整个过程有很大的不确定性 贴铜箔的大小 位置 接地与否都不好掌握 因此建议将对策料加在LCM上作为一个整体 H330 VP LCMESD RF问题 解决措施 1 针对ESD问题 VP更改FPC设计 优化走线 增加抗ESD器件等 已经于3 2号完成验证 没有太大改善 10kvPass 6kvfail白屏 2 针对RF ESD干扰问题 VP更改FPC设计 在FPC镀一层银箔接地 已经于3 9号完成验证 效果依然没有太大改善 3 VP更改driverIC为HX8312 预计3 20号出样品 H330样品比较 truly VP 1 VP 2 2020 2 9 34 D308屏闪问题 问题描述在客户飞秒 宇康处 反馈TRULY的LCM在背光进入半暗状态时 屏上出现规律性的滚动条纹 不良比例达到20 左右 而在truly出货检验时却不能发现此现象 D308屏闪问题 原因分析 通过观察不良现象 怀疑此现象可能与背光的PWM信号的频率有关 经过一些实验 发现改变背光的PWM频率对水波纹有直接的影响 同时改变LCD的frameRATE也有直接的影响 所以此现象为背光PWM信号与LCD刷新有干涉导致 而truly不能发现是因为truly的测试架上使用的背光芯片是脉冲控制方式 不存在干涉现象 这个现象在H300项目前期也发现过 后调节PWM解决 D308 truly分析报告 D308屏闪问题 解决措施 1 truly借客户手机板做出货检验 2 truly加强LCD来料的批次性控制 3 华勤修改软件 PWM LCD初始化 使之兼容所有的LCD都没有问题 4 后续项目可以考虑改用脉冲方式控制的背光控制方式 2020 2 9 37 D308触摸屏失效问题 故障现象客户金力 蒙宝 河源等在产线上 售后 维修时均发现较大比例的触摸屏失效问题 主要现象包括 1 售后触摸屏点击无反应 包括在校准界面下 2 触摸屏状态时好时坏 无规律可循 3 触摸屏点击有反应 但是校准不过 4 校准后的X Y坐标有偏移 2020 2 9 38 D308触摸屏失效问题 原因分析 由于不良现象比较多 甚至同一台机器可能会兼有几个不同的异常现象 给分析带来很大难度 许多实验的结果会自相矛盾 通过对客户端不良现象的深入了解 公司内部各个部门的实验分析 以及LCM供应商的分析 最终的主要归结为 1 TP供应商 华瑞川 的品质不良 2 D308的上板TP控制芯片虚焊 3 客户产线员工的不规范操作 主要针对校准后X Y坐标偏移 2020 2 9 39 原因1 TP原材不良 如右图 1 TP供应商 华瑞川 的品质不良主要表现在TP连接FPC与玻璃的连接处存在隐患 可靠性差 使用一段时间后 FPC与玻璃逐渐出现开路 量测到的ITO电阻极不稳定 判断触摸屏单体不良的方法 万用表量测引脚的电阻 标准为 XL XR 200 500ohm YU YD 480 880ohm 不在此范围内的可视为触摸屏单体不良 TP连接FPC 2020 2 9 40 对策 1 原供应商 华瑞川 的工艺改进TPFPC焊盘由镀锡改为镀金处理 2 对于D308的客户 VP导入TP新供应商洋华 在业内享有较好声誉 从2006 11 1号开始交货 并更换客户所有有问题的触摸屏 华勤对触摸屏的品质问题做持续的跟踪 2020 2 9 41 原因2 TP芯片虚焊 2 如由图 TP芯片与背面的功能键几乎重叠 实际使用中 这两个键的使用频率比较高 由于上板比较薄 0 4mm 如果结构支撑不好的话 按键的同时会造成PCB变形 时间一长 会造成背面的TP芯片虚焊 触摸屏芯片 左功能键 2020 2 9 42 解决对策 1 客户机壳进行修模处理 使用TP控制芯片有可靠支撑 2 客户售后维修对TP控制芯片重新焊接后实行点胶处理 3 OEM工厂出货的D308上板触摸屏控制芯片点胶处理 2020 2 9 43 原因3 操作问题 原因3 产线员工操作不规范1 产线员工校准速度比较快 2 有的甚至使用手指代替触摸笔 对策 1 由3点校准法改为5点校准法 降低误差概率 缺点 效率比较低 且不容易一次完成 未采用 2 规范触摸屏的校准指导书 用以指导产线员工的操作手法 并督促其认真执行 触摸屏校准指导书 2020 2 9 44 触摸屏基本规格 2020 2 9 45 触摸屏装配示意图 2020 2 9 46 H300LCMESD问题 问题描述H300客户CTA送测手机ESD测试Fail 现象表现为在对机器进行静电放电干扰时屏幕出现画面定格 白屏 花屏等现象 其中以画面定格最为频繁 且无法通过常规的处理方法得到有效解决 通过试验发现主板6KV 上板4KV放电均能较容易复现定格现象 继续放电屏幕有时可恢复刷新 画面定格器件除屏刷新失效外手机其余部分工作正常 实验发现 4家供应商的LCM均有以上问题 使用的DriverIC有 R61503B和LGDP4522 2020 2 9 47 H300LCMESD问题 原因分析1 由于ESD的故障现象基本上是集中在LCM上 特别是屏幕定格现象 因此我们针对这个现象做了重点的分析 2 使用常规的 堵 导 效果均不明显 3 经过DIRIVERIC厂商的协助分析 发现此两种驱动IC R61503B LGDP4522 的故障原因基本类似 均为IC的SystemInterface模块受到ESD干扰导致时序错乱 主要为RS WR信号 数据线处于等待状态 不能继续发送数据来更新屏幕 2020 2 9 48 IC R61503的原因分析 因此建议使用CPUinterface时 尽量优先选择16 18databusmode 2020 2 9 49 IC LGDP4522的原因分析 SystemInterfaceBlock 在4KV的ESD冲击下 DriverIC内部的功能CPU接口块 systeminterfaceBlock 的工作出现了异常 2020 2 9 50 H300ESD问题 Fig2 3timestogglingofRSsignal 软件对策 IC已经被干扰到了 怎么办 在每次 blockwrite 函数前面 RS的信号在正常工作前先发3个脉冲使让 systeminterfaceblock 的FunctionError自动回复 复原 2020 2 9 51 设计建议 根据Drvier IC厂商renesas的答复 由于IC内部的架构原因 使得此两款IC在使用8 9bitdatabus时 systeminterfaceblock在受到异常信号干扰时 如ESD 时序容易出现问题 而使用16 18bit时会有较大改善 而出现这种问题时 除了在软件上进行 纠错 没有其他好的办法 因为对这种改动对LCM的性能和正常使用没有任何影响 因此推荐后续的项目加上这段代码 2020 2 9 52 H300ESD问题 硬件对策 如何避免IC收到干扰 LCM厂商更改FPC电路设计 增强其抗ESD性能 具体措施包括 1 在关键信号线上加ESD保护器件 2 加粗重要的信号线 优化走线 3 增加接地面积 使回路更加通畅 4 把LCM与手机相连的FPC改为双层 增加接地的充分性 目录 LCM基础知识介绍LCM问题总结LCM设计及注意事项 2020 2 9 54 LCM设计流程 LCM样品设计及测试流程 项目立项 LCM结构设计 供应商设计制样与送样 样品测试 样品确认 LCM电路设计 1 华勤根据整机的要求设计LCM结构图纸和硬件接口 作为供应商制样的参考 2 供应商在正式打样前 电路原理图 PCB图和结构图需要得到华勤确认 3 华勤收到LCM样品后 需要对结构方面和电气性能方面做详细验证 4 样品测试通过后 华勤给出限量封样并进行小批量试产 如果样品有问题 则与供应商沟通解决 直到问题解决 LCM组成 D808 LCM举例 D808示意图 touchpanel LCD backlight DriverIC FPC 2020 2 9 56 器件选择 对LCD玻璃的选择需要关注视角方向 显示模式 显示区域 外围尺寸 光电参数等来确定 对DriverIC的选择需要关注与baseband的时序合 ESD EMI性能等来确定 对导光板的选择需要关注背光连接方式 LED灯的数量以及背光的色调来确定 对背光IC的选择 尽可能采用脉冲控制方式 因为PWM波形可能会带来背光噪声和背光有水波纹或者干扰RF指标 2020 2 9 57 硬件电路 主板与LCM接口附件增加ESD保护器件 对reset receiver和speaker等信号进行ESD保护 LCD的高频数字信号 可以加合适的EMIfilter器件 LCM FPC需要合理走线 其中重要信号线 reset RS WR 走粗 并加ESD保护器件 TVS VAR 需预留LCM ID信号 一套软件以兼容不同方案 供应商的LCM 结构设计 必须考虑LCM与主板的连接方式及位置的合理性 LCM的接地的可靠性 比如LCD铁框与主板必须接地 LCM的driverIC不能与天线靠的太近 会产生相互干