深入談談TFT LCD的使用心得--技術學院--中華液晶網--全球最大的液晶產業門戶網站

最 近一段時間工作上一直在使用TFT LCD，主要是3、5寸LCD，以SAMSUNG的LTV350QV及其一些臺灣的兼容產品為主。工作的內容就是把這些屏在我們的產品上應用起來，經過這 一段時間后，發覺對TFT LCD的內部結構還是不怎么清楚，所以最近幾天花了一些時間了解TFT LCD的結構以及工作原理，并整理下來加深自己的理解以及提供大家參考，這只是我自己的一些理解，錯誤的地方請大家多指正。

首先，我們了解一些TFT LCD的結構，如下圖所示，主要由偏振片、慮色器基板、液晶、TFT基板、片振片、背光源組成。在慮色器基板和TFT基板封入扭曲向列型液晶（TN），構 成液晶盒，慮色器基板上制作有透明的公共電極，TFT基板上制作了矩陣式薄模晶體管，用來開光象素電極的電壓信號，為了使液晶層保持一定的厚度，在兩塊玻 璃基板中間放有透明隔墊（聚酯模片或玻璃小球）。

TFT LCD電信號部件組成：主要由背光電路和顯示電路組成。

背光電路： 3、5寸TFT LCD背光，大都采用白光LED作為背光源，一般由6個串連的白光LED組成（如下圖），驅動電壓大概20V左右，20mA電流左右，是一個耗電量很大的 部件。對于電池供電系統，大都采用升壓型DC/DC進行驅動，很多廠家都有推出專門針對串連白光LED的驅動器。

顯示電路：顯示電路一般由Timing Controller、Source Driver、Gate Driver組成。有的IC把Timing Controller和Source Driver集成在一起了，也有的IC把三個部分都集成了。這三部分電路一般都集成在TFT LCD模組里面了，也有的TFT LCD把Timing Controller IC放到外面了（如SHARP的一些LCD）。

SAMSUNG LTV350QV LCD框圖分析（如下圖）：LTV350QV的DRIVER IC是S6F2002， S6F2002集成了Timing Controller、Source Driver、Gate Driver部分和電源管理部分，164RGB X 240驅動能力，所以對于320 X 240 QVGA的分辨率，需要兩片S6F2002。兩片S6F2002，一片作為主控制器，一片作為從控制器，正是由于LVT350QV是有兩片DRIVER IC驅動的緣故，如果上電時序配合不好，很容易出現顯示異常（一半顯示不正常，一半顯示正常）。

一個臺灣TFT LCD框圖分析（如下圖）：它的驅動IC主要有兩片，一片集成了Timing Controller和Source Driver，另外一片是Gate Driver。

TFT LCD常用信號解釋：

LED_Cathode/LED_Anode：LCD背光電源供電
M/POL：液晶驅動極性轉換型號，用于產生VCOM信號
RESET：全局復位信號 CS/SCL/SDI：LCD TCON IC的配置端口
DATA[0:23]：LCD RGB24BIT數據信號，一般我們使用16BIT，因為在人的肉眼觀察下16BIT的色彩和24BIT的色彩沒有太大區別，而16BIT所需處理的數據量比24BIT小很多，一般情況我們把剩余的地位數據線連接到高位。
HSYNC：水平同步時鐘信號
VSYNC：垂直同步時鐘信號
DOTCLK：象素時鐘信號
VDD：數字電源，一般是3、3V
AVDD:模擬電源，一般是5V
VGL:GATE OFF控制電壓
VGH：GATE ON控制電壓
VCOM:LCD公共驅動電極
ENABLE：data enable信號

TFT電路驅動原理：由CPU通過LCD接口送來的視頻信號及時鐘經過TCON的時序轉換，RGB數據經過D/A轉換送到SOURCE端，同時 TCON產生移位時鐘信號驅動GATE端，選通一行，打開這一行的所有晶體管，SOURCE向液晶電容充電，液晶產生灰度并保持，通過GATE的移位，繼 續向下面行寫入液晶圖像，當整個行寫完，又重新從第一行開始。

如果一直顯示靜止的圖像，液晶電極上的電壓就會一直不變，當撤銷電壓時，液晶很難回復原狀，容易造成液晶損壞。解決這問題的方法就是改變液晶的控制 電壓的極性，也就是說即使是靜止的圖像，液晶電極上的電壓也一直在翻轉。一般的LCD都采用行翻轉的形式，通過改變公共端的電壓極性VCOM而達到翻轉的 目的。TCON IC一般會送出一個M或者POL的信號，我們用這個信號產生VCOM，一般的轉換電路使用非們或者運方電路。通過調節VCOM的DC端，我們可以改變 LCD的色彩，調節AC端，可以改變LCD的對比度。也許是由于行翻轉的緣故，有的LCD會產生水平的條紋（Flicker現象），LTV350QV不怎 么明顯，一般的臺灣LCD比較明顯。

點屏心得：

常用點屏步驟：
 
1、 確保數據、時鐘、電源等連接正常。
2、 確保LCD的幾組工作電源VDD/AVDD/VGL/VGH正常。
3、 LCD配置：有的LCD的TCON IC需要使用SPI接口進行配置。
a） 配置的內容主要是時鐘信號的極性、掃描方向等，還有一些TCON IC支持CCIR601/656/OSD功能等，主要根據實際情況配置。
b） GAMMA校正：一般根據LCD廠家提供的參數進行校正，以前調LTV350QV就是因為廠家給的GAMMA參數不正確，造成色彩顯示不正常。
c） SPI時序：一般不同的LCD屏的SPI時序和寄存器都會有一些差別，我一般是根據時序圖進行操作寄存器（如下圖），通過寫寄存器，只要LCD有反應了，表明SPI通訊基本沒有什么問題了。

 
4、 時鐘設置：
a） 一般的LCD SPEC中都會給出關于時序的參數以及時序圖，我們按照圖中進行設置就可以了。如下圖：我們就可以知道時鐘頻率、脈沖寬度、前掃、回掃等。

通過如下圖的畫面我們就可以知道HSYNC和VSYNC時鐘極性為負。

通過下圖我們就可以知道是上升沿鎖存數據，下降沿改變數據了 通過以上步驟LCD上面應該會出現美麗動人的畫面了，有可能圖像位置還會有一些偏差，不過沒關系，看著屏幕的圖像調節前掃、回掃進行左右上下移動就OK了。

圖像異常處理： 圖像顏色不正常：有可能時鐘型號極性反，還有可能VCOM調節不正常。 出現水波紋：確保電源VDD/AVDD/VGL/VGH紋波足夠小，確保VCOM波形正確，VCOM電路端的電源穩定。 上電出現白屏：一般TFT LCD對上電要求都比較嚴格，需要按照LCD SPEC中時序上電，如下圖