數(shù)字測試式LCD控制驅動電路測試方法

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

1 前言

LCD顯示器件以其低電壓驅動、低功耗等諸多突出優(yōu)點，在眾多場合得到了廣泛的應用，尤其是在便攜式電子產品上，STN、TFT等液晶顯示器的應用使其得到了飛速發(fā)展。LCD控制驅動電路(LCDDriver IC)的模擬輸出直接驅動各種LCD顯示面板，對各種LCD顯示器的像素點陣進行控制操作，是LCD顯示器上的核心器件，因而LCD控制驅動電路的品質直接決定了液晶顯示的效果，因此該類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(shù)字測試系統(tǒng)的LCD控制驅動電路的簡單測試方法及筆者在實踐中總結的一些小技巧。

2 LCD控制驅動電路的測試難點

2.1 管腳數(shù)量多

LCD控制驅動電路的驅動管腳數(shù)量少則幾十，多則上千，相應的測試設備必須配置數(shù)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級驅動電壓。因此測試設備必須能夠快速準確地測量LCD驅動器件輸出的階梯模擬信號，分辨率需要達到毫伏水準。由于驅動電壓是否穩(wěn)定、均勻對LCD顯示效果具有決定意義，此項尤為重要。

2.3 輸出驅動電壓范圍廣

LCD控制驅動電路的輸出驅動電壓遠高于普通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，驅動電壓極性需要不斷翻轉。因此對測試設備來說，其測量范圍要達到30V以上，并且能夠應付驅動電壓的極性改變。

2.4 其他

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

3 LCD控制驅動電路的測試方法

由上面簡單列舉的LCD控制驅動電路測試時的一些典型問題可以看出，此類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控制驅動電路來說，最佳的測試設備非LCD電路專用測試系統(tǒng)莫屬，比如全球最大的測試設備商日本愛德萬(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IC封測廠量產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IC,輸出引腳數(shù)至736腳，但現(xiàn)在因多信道技術產品(液晶電視等)的推動，輸出引腳數(shù)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、愛德萬的ND1及ND2、 泰瑞達的D750Ex等均可對此進行支持(ND2可支持引腳數(shù)至1 500腳以上，D750Ex最高可支持2 400腳)。

但考慮到相應帶來的測試成本增加問題，對于某些LCD控制驅動電路也可以采用數(shù)字測試系統(tǒng)來進行簡單測試。下面將對基于數(shù)字測試系統(tǒng)平臺下的LCD控制驅動電路測試方法進行介紹。

LCD控制驅動電路同其他普通電路一樣，需要進行一些常規(guī)測試項的測試，同時因為其自身的特點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控制驅動電路的LCD驅動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(shù)字測試系統(tǒng)進行測試時，可以對同一段測試碼選擇兩種門檻電平進行兩次測試，以達到對LCD驅動輸出端的基本測試。

3.1.1 編程技巧一

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

3.1.2 編程技巧二

功能測試碼有時需要自行編寫，而不是由設計人員通過邏輯仿真提供，此時，結合縮短測試時間、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間的目的。這依賴于自身對電路功能的理解程度及實踐經驗。

比如某LCD控制驅動電路，功能測試時需要通過電路的可讀寫雙向數(shù)據口完成指令與數(shù)據的傳輸后，與其他邏輯單元配合再將寫入的數(shù)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雙向口進行讀寫驗證，無需再送至LCD驅動輸出端上檢驗，而雙向口讀寫速度可遠快于顯示輸出部分，因此RAM這樣測試時，可適當加快讀寫時鐘頻率，以降低測試時間。

3.2 參數(shù)測試

LCD驅動電路的其他參數(shù)測試與一般數(shù)字電路基本無異，這里提到的是個別需要關注的特殊參數(shù)。

3.2.1 LCD輸出驅動測試

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

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

(1)對于LCD專用測試系統(tǒng)，具有多個數(shù)字采樣器(Digitizer)，可以用來連續(xù)地進行電壓采樣，使電路在較短時間內就能完成此項測試。比如橫河電機的ST6730測試系統(tǒng)是使用每個LCD輸出引腳配備一個數(shù)字采樣器的配置方法，而愛德萬的測試系統(tǒng)則是每8個LCD輸出引腳配備1個數(shù)字采樣器。

采用數(shù)字采樣器測試方法的示意圖如圖1

圖1 采用數(shù)字采樣器測試方法示意圖

(2)某些測試系統(tǒng)帶有pe r pin可編程負載(Active load)，如果所測LCD驅動器件的各段工作電壓在系統(tǒng)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驅動輸出腳帶載進行功能測試的方法，簡便、省時地在功能測試的同時完成此項參數(shù)的測試。此方法的示意圖如圖2。

3.2.2 動態(tài)分壓端漏電測試

此參數(shù)非LCD控制驅動電路說明書中的主流參數(shù)，但使用數(shù)字系統(tǒng)測試該類電路時，增加此項參數(shù)的測試，可有效提高電路的故障覆蓋率。具體測試方法為：

寫入數(shù)據，使電路LCD驅動輸出端能夠以棋盤格模式正常顯示，然后對此時電路的各分壓電平輸入端進行動態(tài)漏電流測試。

圖2 驅動輸出腳帶載進行功能測試方法示意圖

4 結束語

隨著科技的發(fā)展，LCD驅動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(shù)字測試系統(tǒng)的LCD控制驅動電路的測試方法做了簡單介紹，并共享了一些筆者在實踐中總結的測試小技巧，適用于進行LCD控制驅動電路低成本、高品質的測試。