LCDPANEL的TCON信号培训

LCDPANELTCON信号的培训前言本文主要先讲解TFT-LCD的工作原理，然后引申出TCON讯号，分类介绍了TTL接口的模拟PANEL和数字PANEL的TCON讯号以及讯号之间的相互关联，最后介绍了常见的案例分析。目录一.TFT-LCD原理1.1TFT-LCD模块的组成1.2液晶PIXEL的排列方式1.3LCD液晶顯示器的原理二.TCON信号分析与调整.2.1.TTL接口模拟PANEL的讯号分析（T118EL+7’’模拟屏）2.2.TTL接口数字PANEL的讯号分析2.3.带SPI接口的TTL数字PANEL的讯号分析三.常见故障分析.1.1TFT-LCD模块的组成TFT-LCD系统由两个部分组成：LCD控制模块和LCD面板模块。实际应用中液晶面板又分两种，传统面板和智慧整合型面板，结构下图所示。下图为TFT-LCD系统结构组成部分TFT-LCDMonitor系统包括模数转换器，处理PC显卡输出的模拟信号、数字视频接口、视频解码器(处理视频信号)、TMDS接收器、在屏显示、控制单元、时序控制器，Source驱动器、Gate驱动器等组成。TFT-LCD显示器工作时，前端部分的控制电路模块主要工作是将PC主机或是影音装置(如DVDPlayer)输出的讯号进行转换，例如由PC显示卡输出的模拟讯号，经由ADC组件的转换，成为数字讯号；类似地，影音讯号则经由VideoDecoder的转换，成为相同的数字讯号，这些讯号再经过ScalerIC作放大或缩小的动作，并进行数字影像处理，再由cable线传输讯号到液晶模块，然后通过时序控制器产生所需要的时序控制信号驱动纵向的驱动Ic和横向的驱动IC，其中纵向的驱动IC负责控制数据的写入，由横向的驱动IC控制晶体管的开/关，并配合其它组件，如供电模块，即可正确显示图像。1﹑LCD液晶顯示器的組成組成部件組成數量1.Nextframeofiron(下鐵框)1PCS2.ReflectiveTape(反射膜)1PCS3.lightguide(導光板)1PCS4.DiffuserTape(擴散片)2PCS5.BEF-RP(增光片)1PCS6.LED(發光二极管)12PCS7.Line(LED燈導線)1PCSLCD模组由由液晶玻璃和背光源兩部分組成﹐其中背光源又分為CCFL和LED兩种﹐以7’’LED背光模組为例A﹑背光源即LED背光模組組成如下﹕8.PCB(放置LED燈的硬基板)1PCS9.Housing(朔膠框)1PCS10.Topframeofiron(上鐵框)1PCS1.Polarizer(偏光片)2PCS2.Glasssubstrate(玻璃基板)2PCS3.Colorfilter(彩色濾光片)1PCS4.LiquidCrystal(液晶)/5.TFT(薄膜晶體管)480*3*234*PCS6.SourceIC(DATAIC)2或3PCS7.GateIC(TFTMOS管打開和截止IC)1PCS1.2colorfilterRGB排列方式备注：1.目前我们市场上应用的COLORFILTERRGB排列的方式主要为“Stripe”,“Delta”,“Dialogue”三种，但目前后两种的排列方式最多,PANEL的规格书上一般都会有介绍的.1.3LCD液晶顯示器的原理•TCON信号简单说是时序控制,要理解TCON信号,首先必须了解整个TFT-LCD的工作原理.A.液晶显示器(LCD/LiquidCrystalDisplay）的显像原理，是将液晶置于两片导电玻璃之间，靠两个电极间电场的驱动，引起液晶分子扭曲向列的电场效应，以控制光源透射或遮蔽功能，在电源关开之间产生明暗而将影像显示出来，若加上彩色滤光片，则可显示彩色影像。在两片玻璃基板上装有配向膜，所以液晶会沿着沟槽配向，由于玻璃基板配向膜沟槽偏离90度，所以液晶分子成为扭转型，当玻璃基板没有加入电场时，光线透过偏光板跟着液晶做90度扭转，通过下方偏光板，液晶面板显示白色（如下图左）；当玻璃基板加入电场时，液晶分子产生配列变化，光线通过液晶分子空隙维持原方向，被下方偏光板遮蔽，光线被吸收无法透出，液晶面板显示黑色（如下图右）。液晶显示器便是根据此电压有无，使面板达到显示效果任何復雜的圖形或畫面都是由許許多多細小單元組成﹐組成畫面的這些細小單元稱為像素。像素越小﹐顯示的信息量越大﹐畫面也更清晰。無論哪種液晶顯示器件﹐它們基本原理是一樣的﹕利用液晶的電光效應做成電光調制器件﹐控制外界光在顯示屏上不同區域的強弱有無來達到顯示效果﹐它是一種被動型顯示方式。(见下图）1.3LCD液晶顯示器的原理1.3LCD液晶顯示器的原理•目前市場上使用的液晶顯示器都是”點矩陣”﹐其顯示的根本原理是由”點像素’矩陣構成字符或圖像﹐而點矩陣又分為無源矩陣和有源矩陣兩種。無源矩陣LCD缺點是顯示活動畫面時﹐由于電場消失有一定滯后時間﹐會造成圖象模糊﹐對比度低等﹐目前市場都是有源矩陣的液晶顯示器﹐即在每個像素上設計一個非線性有源器件﹐使每個像素可以被獨立驅動﹐從而克服像素間的互相串擾﹐解決了大容量多路顯示遇到的困難﹐同時提高了畫面質量。有源矩陣的特點是﹕圖象清晰。亮度高﹐無陰影視角大﹐它們都是利用集成電路技朮被制作在玻璃基板上﹐其電極也分為行電極和列電極﹐行列電極都是制作在同一玻璃基板上且互相絕緣﹐另一片玻璃基板則只有公共電極﹐下面給大家介紹的TFT就是目前市場上用在有源矩陣中的有源器件。1.3LCD液晶顯示器的原理1.3LCD液晶顯示器的原理1.3LCD液晶顯示器的原理1.SOURCEIC在玻璃的下面，GATEIC在玻璃右侧。依解析度的不同分别使用若干晶片组成。2.SOURCEIC有三PIN接RGB三原色讯号，GATEIC的有一个PIN控制TFT的打开或关闭，即负责显示每列讯号的开关动作，当显示器进行一次一列且逐列向下做扫描动作时，GATEIC配合打开一整行开关，让SOURCEIC进行讯号输入动作。SOURCEIC负责显示器每列像素讯号的输入动作，当GATEIC打开一整行开关时，SOURCEIC即时的输入该像素资料电压，提供显示画面的讯号。3.TFT的柵極接掃描線(行線)﹐也就是以上圖一中G1,G2……Gm掃描線﹔源極接數據信號線(列線)﹐也就是以上圖一中S1,S2……Sn掃描線﹔漏極接像素透明電極﹐也就是以上圖一中LCcapacitor.顯示是按照順序掃描的﹐若在某時刻某一行被選中(即該行施加正脈沖)﹐則挂在該行的所有的TFT都具備導通條件﹐與此同時﹐并行的圖象數據信號脈沖加在各條數據線上﹐有脈沖的數據線便通過TFT源極和漏極對子像素電容LC充電﹐無脈沖的數據線便不能充電。這樣被充電的驅動電極和共用電極間的區域液晶因受到電磁力而排列發生變化﹐由此﹐背光源的入射光便被電1.3LCD液晶顯示器的原理信號所調制﹐從而實現圖象的顯示.最后通過液晶面板上的彩色濾光(濾光片的作用是只容許某一種彩色通過。余下全部濾除)﹐這樣我們就可以欣賞到R,G,B三基色混合相加的絢麗多彩的畫面。4.所謂的子像素電容LC就是由下玻璃基板上的透明驅動電極和上玻璃基板上的共用電極所組成的平板電容。當行掃描過去后﹐TFT立刻截止﹐但LC上的電容量并不立刻消失﹐液晶仍處于電場的作用下﹐只要容量選擇適當﹐保証電荷消失時間維持一幀掃描時間﹐則圖象將正好在換幀之前得以保持。5.每個顯示器件的TFT數目是其像素的3倍﹐如分辨率為480*3*234的顯示器其TFT數目为480*3*234小结了解了TFT-LCD内部的工作原理对于我们后面了解TCON讯号会有很大的帮助。2TCON信号分析与调整1.LCD上接口，一般有两种接口，一个是TTL接口,一个是LVDS接口。两者都为scalar与panel的内部通信方式，与monitor等外部设备无关。TTL（Transistor-TransistorLogic）接口信号需要5V电压驱动，功率大而且抗干扰不强，为以前LCD所采用,主要应用在小尺寸的LCD上.LVDS(LowVoltageDifferentialSignaling)格式，速度快而且抗噪较好。是一种低摆幅的差分信号技术，它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以400Mbps的速率传输，其低电压和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗,用在大尺寸的LCD上.2.TTL接口按照信号接口可分为模拟PANEL和数字PANEL两种,其中模拟PANEL的分辨率最大为640*240,最大尺寸9寸.数字PANEL的分辨率可以做到1024*768,最大尺寸为12寸左右.3.以下就先从TTL接口的模拟PANEL讲起.2.1TTL接口模拟PANEL的信号分析TCON讯号2.1TTL接口模拟PANEL的信号解释1.针对模拟PANEL，TCON信号归纳如下：STVL------------GATAEIC垂直从上起始场扫描STVR----------GATAEIC垂直从下起始场扫描STHL------------SOURCEIC水平左起始行扫描STHR-----------SOURCEIC水平右起始行扫描CKV-------------场扫描的CLKOEV--------------场扫描的ENABLECPH--------------行扫描的取样CLKOEH--------------行扫描的DATAENABLEVCOM-----------TFT扫描ChargeLC的基准电压，包括AC和DCVGH,VGL.------TFTMOS管在扫描过程中打开/关闭的电压2.1TTL接口模拟PANEL的DCLK计算-以T118EL为例1.PANEL的DOTCLK计算:A.DCLK=每行总的像素数(有效+无效)*每帧总的行数(有效+无效)*帧数(framerate)以480*234分辨率的模拟PANEL为例DCLK:480*234*3*60=20.2MHZ,取样CPH为1/3，即最少的DCLK为20.2/3MHZ以上,因为有消隐信号,故DCLK一定大于20.2/3MHZ,实际上我们用9.7MHZ左右(也就是我们1/103NS所计算的值）。PAGE0—C8，C9，CA，CB，下图为框框图。备注：以上的计算只是理论上的经验值，实际在调试的DCLk一定大于这个理论值，在实际调试PANEL时，我们可以先按照理论值逐渐增加CLK。以7‘’模拟PANEL为例：C8=15（00010101），C9=02（00000010）CA=03（00000011）则PLLDIV_F=16+4+1=21PLLDIV_I=2PLLDIV_O=3FO=27*{(21+2)/[(2+2)*16]}=9.7MHZTCON相关寄存器的设置TconProgrammingGuidee.outputdatainversionfunction(reduceEMI)4.setpage120'h0(PNINV)=1(turnondatainvertfunction)2.setpage12c'h5:0(PNINVDEL)=18'd(6-bitpanel)or24'd(8-bitpanel)forthethreshold1.thewaydatainvertfunctionworkswhentheno.ofbitstransitionbetweenpreviousoutputdata¤toutputdatalargerthanthresholdtheHWwillautomaticinvertthecurrentoutputdataandassertINVOpinasstatus3.setpage121'h3(INVOPOL)toproperpolarityb.startpulse1.thepolarityofSTHcanbeadjustbysettingpage121'h0(STHPL)topropervalue(0:negative,1:postive)2.page12b'h1:0cancontrolthestartpositionofSTH2'b00:STHin