数学模型与测试资料下载.pdf
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Ic=Uab/（Rr2+1/c）Id=Uab/RstaticIs=Id+Ic通过式可以得到以下结论：
在高频率驱动LCD显示器时会降低C对交流电压的容抗，流经Rr2、C的通路电流加大从而导致在Rr2上的压降变大，而施加在图元C上的有效电压下降。
通过式得到以下结论：
静态电流与测试的频率f没有关系，在LCD制成以后它与驱动电压表现为线性关系。
12）LCD显示电流理论说明显示电流理论说明LCD的全显示电流为Istatic和Ic两部分的有效值之和.a.对于动态电流Ic有以下公式：
Ic=2f（0rS）*Von/d其中：
f：
测试频率r：
LC平行介电常数S：
盒显示面积，d：
盒厚，Von：
测试电压有效值从式可见：
一旦LCD空盒制成（d、S固定），LC选定（r确定），测试则测试Ic都相同。
b.对于静态电流有以下下公式：
Is=S.Von/（d*）其中:
盒中LC的电阻率,其大小决定于以下多种因素:
玻璃基板PI边框胶封口胶选取以及LCD空盒制作过程中离子污染控制水平,还决定于LC本身电阻率和LC灌注过程中离子污染控制情况,总之,值是一个随生产过程波动而及易波动的量,其大小的稳定性真正反映了LCD生产过程的稳定性,同时与LCD产品品质及寿命直接相关。
而SVond为定值,所以Is是一个随变化而变化的量。
3）LCD电流测试结论电流测试结论a.为了检测LCD生产过程稳定性及控制水平，Istatic是一个重要参照；
b.LCD在Von的测试条件下得到的功耗电流是由Istatic和Ic共同作用的真有效值；
这个值一般也是LCD用户提供给制造厂商的重要参数；
c.在正常的LCD生产过程中,Istatic在全显示电流中所占比例非常小，除非LCD盒中存在较大硬性短路或者离子污染。
而且Istatic不应该随着驱动频率的变化而变化，它体现为一个非容性电阻，只与驱动电压的高低相关而且是线性关系；
d.Istatic电流在LCD测试过程中可以作为重要的测试比对条件，能够有效筛选出存在不可靠或者微短路的故障显示器。
例如:
一片LCD在测试过程中,全显示电流为:
50uA,合格产品的Istatic测试电流会非常小比如：
Istatic=0.8uA,当存在一片存在隐性故障或者微短路的LCD，此时的Istatic=2.0uA,那么次品LCD的2全显示电流值为：
Idis=50ua+（2.0-0.8）=51.2uA此时的I/Idis=1.2/50=2.4%,对于测试仪而言，全显示电流的筛选余量太小，排除设备测试误差温漂等不可避免的偏差，此时将无法挑出不合格品。
但是如果用Istatic作为筛选标准得到：
Istatic/Istatic=（2.0-0.8）/0.8*100%=150%很明显Istatic作为筛选条件可以有效检测出次品。
所以全显示功耗电流是作为客户功耗测试的必选测试项同时Istatic是近一步挑选的补充，可以有效减少产品的测试漏检，并且能够发现许多不可靠的隐形缺陷。
而且可以看出，由于Istatic电流数值非常小，一般Istatic电流所用量程小于Id，因此相当于增加了电流测试的精度。
4）静态电流设定标准推荐静态电流设定标准推荐LCD静态电流大小与工作寿命显示质量紧密相关。
因此,对其标准规定必须以保证产品质量为前提。
我们经过对大量的标准尺寸盒进行测试及统计，对于LCD，假设盒厚d=7um，显示面积S=1cm2测试方波电压有效值Von=1.90V，静态电流Istatic0.6uA从而得到标准尺寸盒LCD的导电率：
R=V/I=*d/s?
1.90/0.6=*0.6/1?
=1/2.2设被测玻璃的d=dtS=StVon=Vont静态电流参考标准是：
Istatic=（St*Vont）/（*dt）=（1/）*（St*Von）/dt2.2*（St*Vont/dt）（uA）设设S=6cm2Von=2.4Vd=6um则Istatic2.2*（6*2.4/6）=5.28uA以上经验数值是经过大量实验测试及统计得出的，仅供参考，数据来源与实验时的生产条件、测试工具存在一定关系。
在实际测试过程中具体的测试值也可以通过对样片的小批量测试后得出一个平均值并上调20%的裕量，作为最后的筛选条件。
一般来说正常产品的静态电流是非常小的，只有几个微安或者1ua以下，控制的较好的产品应该是0。
5）SRLT-2688电测机的电流测试原理电测机的电流测试原理SRLT-2688经过全面软硬件升级,可以在自动或者手动过程中准确测试全显示电流和静态离子流。
电测机首先保证端口输出驱动方波的稳定性，使得输出的波形不随LCD负载的不同而发生改变，然后在电路上准确采样电流波形。
具体3参见图2，其中图上方为LCDVon驱动方波，当该方波施加在图1所示的LCD上，在电流采样电路上电测机得到如图2下方的交流电流波形，测试仪对该电流波形进行整流然后均方根运算后得到全显示电流Idis。
其中对于采样点Id的电压进行同步采样保持后提取，就得到了方波基底的Istatic电流，在测量静态电流中由于要进行大量计算，为了准确测试Istatic，驱动采用间歇驱动（即为驱动一段时间停止一段时间计算采样值），屏幕会发生微微闪动，此为正常现象。
Von+Von-X（t）X（t）IstaticIcIaIbIcId图2LCD显示器电流驱动波形高压冲击测试说明高压冲击测试说明高电压测试主要针对的测试目标是层间不稳定短路，所谓层间不稳定短路就是上下层之间的功耗电流在不同的外界压力、震动外力、温度等因素的作用下时而异常、时而正常。
对于类似车载显示器、仪器仪表显示器而言是个严重的4品质缺陷。
目前针对该类问题LCD的分检和消除是各个LCD厂家品质部门所面临的严峻挑战。
1）引入高压冲击测试的原因）引入高压冲击测试的原因尽管LCD生产过程中，对环境严加控制，但内污都不可避免，大的内污被目测检出。
但小的内污极有可能造成LCD的SEG层和COM层短路。
严重的短路，用常规的Von电压检测就可以检出，但总有一些短得不厉害的短路（潜在上下短路），用Von测不出，但客户使用时，由于LCD铁框外力或者温度变化的影响，极易变成严重的上下短路状态，影响正常显示，从而对产品的可靠性造成严重影响。
引起这些故障的原因是多方面的，空盒制成或者灌晶污染、边框胶不纯净都可能引起这一类品质问题。
在实践中曾经出现过一些LCD在这个工装上测试正常，而另外一个工装上测试异常，后研究发现，两个工装的导电条着力点不同，一个着力点压在边框胶上，另一个着力点不在边框胶上，导致着力在边框胶上的工装压迫内污使得测试大电流。
不稳定层间短路的成因主要是在LCD的盒内存在长宽比不同同时颗粒较长方向尺寸大于或者接近LCD盒厚。
在测试时如果短路颗粒长轴方向与LCD平面平行则不会表现出层间电流的异常，当短路颗粒受到外力导致长轴方向与LCD平面垂直并且所在位置上下都有电极存在，则表现出为层间短路。
正是由于颗粒姿态不确定性和位置不确定性导致了此类LCD测试的不确定性，而这些不确定性是用户所不希望看到的现象。
2）高电压冲击及测试的物理原理）高电压冲击及测试的物理原理对于消除层间不稳定短路我们有两个思路：
a.能够在测试时使层间颗粒尽量建立稳定的上下短路通路；
基于这种思路产生了高压冲击后电流测试和中高电压电流测试两种方法。
b.能够在测试时尽量消除层间短路颗粒对显示的影响或者减小短路颗粒的尺寸；
基于这种思路产生了超高电压冲击消除的测试方法。
具体原理及方法描述如下：
52.a高压冲击检测高压冲击检测当LCD在高压冲击过程中，液晶分子会在高电压状态下发生快速偏转。
由于LCD在高电压冲击时，等于增强了盒内交流电场，液晶分子受力大大增强。
由于液晶的定向方向存在概率一致性，同时偏转方向也有概率一致性，所以在内污颗粒附近的LC分子的动能合力具有一致性，这样在冲击的过程中能够使得内污在外力的作用下发生偏转滚动，从而使得一些原来没有导致短路的颗粒偏转后建立了上下层的电阻通路，所以在高压冲击后尽快进行全显示电流的测试，可以大大提高这种隐形短路的检出概率。
由于这种短路颗粒的不确定性，同时也有可能使得短路的LCD在冲击后恢复正常。
所以高压冲击测试，不能保证100%检出所有的隐性短路，只能提高故障检出的概率。
2.b中高压电流测试中高压电流测试中高压电流测试指在对LCD测试时在进行Von电流测试的同时用较高电压（1012V）再进行一次测试，同时比较测试电流是否异常。
原理是LC中的短路颗粒的质量较大，可能在Von测试时施加的电场能量不够，从而无法大幅度改变悬浮颗粒的姿态，那么在增大测试电压以后就有足够的能量使它改变姿态并且翻转，在测试过程中就算无法在层间建立稳定的短路通道偶尔的瞬间短路也能够增大显示电流的有效值。
所以用中高压进行LCD显示电流的测试也是目前针对这一品质问题的测试手段之一。
2.c超高压消除超高压消除超高压消除是除了上述测试手段以外目前目前在用的另外一种方法，说它为工艺手段可能比测试手段更为合适。
就是在测试过程中对LCD显示器进行交流40V80V的超高交流方波冲击。
这样高的电压对于悬浮颗粒能够有效击穿并且消除，对于阻值较小的短路颗粒会在盒内燃烧并且损坏PI层。
我们曾对冷冻后Von层间短路的LCD（为不稳定短路）进行此法测试，有部分内部短路点击穿并燃烧，然后进行Von层间电流测试，此时表现为稳定的层间短路，显微镜下观察：
PI局部损伤并有燃烧痕迹。
而且此时短路颗粒已经在层间建立了稳定的6短路通路。
另一部分短路LCD进行超高压冲击后，再进行多次层间电流测试始终没有出现短路现象，用显微镜进行观察没有发现内部有PI或者其他显示上的损伤，此法可能对于部分不稳定短路存在消除功能。
对于正常的LCD我们也进行了超高压冲击测试，在显微镜下观测没有看到任何表面的损伤。
PI的损伤是由于短路的颗粒局部燃烧而导致的，对于没有短路的LCD不会损伤PI外观。
我们咨询相关用户，超高电压用于测试流程后，层间不稳定短路现象的退货和投诉大大减少。
由于我们试验的数量只有20PCS左右，此法对LCD是否会带来损伤，及冲击后的使用寿命还没有一个准确的评估，所以用户可以在进行试验后再进行效果确定。
对于超高压测试所带来的设备、人员安全问题我公司已经全面解决，在此不做介绍可参考相关的技术说明书。
即便如此，上述3种方法依然不能完全消除层间不稳定短路，原因是悬浮短路颗粒的位置不确定，颗粒如果移动的位置不在上下电极投影的相交点上述方法也无能为力，但是如果颗粒位置能够在上下电极之间，用上述方法对于测试和消除层间不稳定短路是十分有效的。
高频测试说明高频测试说明高频测试是在近年来引入的一种新的测试手段。
主要是用于显示效果的观测，SRLT-2688在进行显示效果检测的同时能够测试高频驱动时的电流。
参见：
公式，由于驱动频率加大从而导致测试电流会急剧增加。
高频测试的本质就是通过增大显示电流来扩大通路电阻引起的显示差异，从而发现类似线路过蚀刻、导电银点接触不良等问题。
1）高频驱动电路依据高频驱动电路依据参见LCD数学模型，得到以下公式：
Ic=Uab/（Rr2+1/c）Uc=Von-（Ic+Is）Rr1-Ic*Rr2如公式，当驱动频率增大时，电路中的LC的容抗下降，导致Ic上升，由于Is与频率没有直接关系，所以从式中得到，频率升高后，压降在线路上7的电压Ic*（Rr2+Rr1）会加大，施加在图元上的有效电压Uc会降低，显示对比度会下降。
2）高频驱动的检测原理：
）高频驱动的检测原理：
为什么高频驱动能够检测通路电阻匹配异常呢？
参见公式举例如下：
设：
两个通路电阻一个为：
10K一个为1K；
Von=2.0V当低频驱动时，通路电流为：
1UA则图元上的有效电压为：
Vc（1K）=2.0-1000*0.000001=2.0-0.001=1.999VVc（10k）=2.0-10000*0.000001=2.0-0.01=1.99VV=1.999-1.99=0.009V当高频驱动时，通路电流增加到100Ua则图元上的有效电压为：
Vc（1K）=2.0-1000*0.0001=2.0-0.1=1.9VVc（10k）=2.0-10000*0.0001=2.0-1=1.0VV=1.9-1.0=0.9V显然：
频率较低时，由于驱动电流较小，通路电阻不匹配所引起的电压差异很小只有0.009V，在显示效果上不会有明显的差异。
但是当驱动电流变大以后，通路电阻的差异导致的电压差异急剧加大，如上10k与1k的有效电压差达到：
0.9V，表现为显示对比度上的明显区别。
这就是高频测试通路电阻异常的理论原理。
当电流变大时，能够放大通路异常导致的显示差异，所以对于选择多大的高频驱动，需要更据实际情况确定，频率越高显示越不均匀。
3）高频驱动对制成工艺的观测）高频驱动对制成工艺的观测当测试仪进行高频驱动时，参见图1，其中导致重大变化的是C，而LCD的制成过程中控制的就是C，当介电常数r发生变化时就会导致局部电容C的不同。
这样我们就可以认为：
由于驱动频率比较高，如果在像素中间存在异常介质（排除短路等硬性故障）时能够表现出较大的容抗差别，从而导致显示效果的不同。
同样，当存在影响介电常数的差异就能够表现在显示效果上，比如LCD在生产过程中要对PI进行摩擦，导致PI层存在槽沟，槽沟的存在导致了盒厚的局8部差异，最终表现在电容C上，所以在高频驱动时，如果LCD为负显产品我们可以清晰地看到摩擦痕迹。
图元缺失的测试方法图元缺失的测试方法在LCD测试过程中，对于图元的缺失的测试一直以来是个难题，LCD的显示内容如果图元较大，在全显示时就能够发现漏缺的笔段，当图元较多而且较小时，某个SEG线路由于过蚀刻而不能显示时，由于测试人员长期的高强度工作，在目测过程中很容易漏笔不能及时发现，而导致漏检。
如何才能够对于那些易于漏检的图元进行重点检查，是我们面临的问题。
如果在测试过程中对于那些容易缺失容易缺失的的SEG进行单独显示进行单独显示，其他的图元不显示，此时由于整个显示器显示的图元已经很少，对于那些缺失的内容更容易发现。
SRLT-2688电测机新开发了可编辑画面功能，即可以结合工装连接方式在参数输入过程中编辑四屏显示内容。
比如某产品SEG20对应一个微小图元，我们可以在工装设计过程中单独引一根线与电测机SEG8相连，其他的SEG可以按照通用并联方式与电测机的SEG1-4相连。
在测试过程中，可以编辑画面单独显示SEG8的内容进行观测，这样由于显示的内容变的很少，对于漏笔的检测会十分有效。
SRLT-2688的画面编辑功能是按照笔段编辑的，即可以选择某个SEG或者多个SEG显示，也可以选择某个COM或者多个COM显示，对于阵列STN的检测可以编辑出：
水平隔行错位显示、垂直隔行错位显示、斜交显示等多种显示模式，可以有效地避免边缘SEG或者COM的漏笔。
老款AT-2188的错位显示功能可以通过画面编辑实现，具体使用请参考产品说明书。
对于CSTN，如果解决与LCD的PIN对PIN连接问题（可选用PROBECARD），SRLT-2688电测机可以编辑出6种色彩，并且结合激光修复设备可以对CSTN同层短路进行定位并修复。
9LCD驱动方式及应用条件驱动方式及应用条件：
1）驱动波形的分类）驱动波形的分类a.静态驱动：
静态驱动：
静态驱动指在LCD驱动过程中，显示器只存在一个COM电极，LCD显示器显示的图元SEG段和COM之间有有效值为Von的稳定交流方波输出，而没有显示的SEG笔端则与COM电极的合成电压为0，静态显示的驱动波形就是占空比为1/2的方波驱动。
这种驱动方式只有两种状态：
0V或者Von。
所以显示的对比度高、可靠性高，可以提供较宽的视角。
缺点是显示SEG电极繁多，驱动成本高、尺寸大。
适用于信息量不大的显示器。
b.动态驱动：
动态驱动：
LCD显示器存在一个以上的COM电极，在显示过程中COM电极是分时扫描的驱动方式。
例如：
存在一个显示器有N个COM电极，则驱动器将一个周期的时间平均分配给每个COM电极，循环选择，每个COM电极的有效作用时间为:
T/N。
每个COM对应的SEG图元，只有在所在COM被选择有效的时间内根据显示缓冲区内的二进制内容输出相应的电压信号。
为什么选择动态驱动？
主要目的是减少驱动电路的连接电极，如果有N个显示图元，静态驱动需要N个SEG电极和一个COM电极，而动态驱动只要SEG电极数s和COM电极数c的乘积s*c=N就可以了。
由于行列电极的共用，所以带来了交叉显示效应（相关的交叉效应的知识请参考相关文献资料），为了消除交叉效应从而产生目前成熟的LCD动态驱动方式。
2）LCD驱动波形说明驱动波形说明LCD动态驱动存在两种驱动波形：
TYPEA和TYPEB。
这两种波形在真有效值的转换上是一致的，但是在显示效果上却有完全不同的效果。
LCD动态驱动电压与真有效值折算公式：
10V（on）=VP+（N-1）（VP/B）/NV（off）=（1-2/B）VP+（N-1）（VP/B）/N其中：
VP：
为驱动电压的峰值N：
为LCD驱动的DUTY数B：
为LCD的驱动分压比BIAS数；
TYPEA波形如图波形如图3：
驱动器分时扫描每个COM线，在一个显示周期内每根COM选择一次，在COM线扫描时，所有的SEG在1/f*duty周期内电压极性交变一次。
当图元所在COM被选择时，如果图元当前状态为显示，则合成输出幅值为Vp的显示选择电压，如果图元当前状态为不显示时，输出幅值为（B-2）*Vp/B的交变半选电压。
如果图元所在COM没有被选择时，则合成幅值为Vp/B的交变非选电压。
Y轴TAPEA1/5BAIS1/16DUTY全选波形T=1/FVpVp/5Td1234161Td=1/（F*duty）4Vp/5Vp/B图3TYPEA全显示波形如图3，我们将驱动波形进行分解为图3下方的两个波形的叠加，ATYPE波形可以看作是频率为：
F*DUTY的方波幅值为：
Vp/B的方波和幅值为Vp*（B-1）/B11的周期性选择脉冲叠加而成。
所以ATYPE波形可以看作频率为：
F*Duty的高频驱动信号。
从高频驱动的原理中我们了解到，频率越高对LCD盒的介电常数和通路电阻就越敏感，因而在高DUTY数的STN中如果驱动选用ATYPE容易显示不均匀。
但在驱动的电路设计上，此种波形容易产生，电路结构较为简单，所以很多低DUTY数的驱动电路产生的波形为TYPEA型。
Y轴TAPEA1/5bias1/16duty半选波形F=Fre*dutyVP*3/5VP*1/5VP*2/5Vp*（B-2）/BVp*1/B图4TYPEA半选波形TYPEA半选波形如图4：
在整体波形上它与全选的极为相似，区别在COM有效选择信号到来时，半选SEG的电压幅值为：
Vp*（B-2）/B。
正是这个电压的不同导致在整个显示周期内产生了Von和Voff两种不同的平均有效值电压。
由于TYPEA在驱动时存在较高的高频信号分量，所以仅用驱动频率和折算的有效电压的方波测试LCD是不能完全反映真正的驱动状态。
其中主要是高频率驱动信号增大了电路对通路电阻和图元介电常数的敏感度，从而导致对显示的影响。
所以会有一种情况出现：
12用Von按照驱动频率测试显示正常，但是在与驱动IC连接后，就出现显示不均匀的情况。
TYPEB波形如图5：
驱动器将一个显示扫描周期分为两部分，每根COM电极分时扫描两遍，第一遍所有的图元合成电压为同一极性，第二次扫描时所有的图元极性翻转，实现在一个周期内极性翻转。
Y轴TYPEB1/5BAIS1/16DUTY全选波形VpVp*1/51234567812345678T=1/fV*4/5Td=1/（f*2*duty）Vp/BAIS图5TYPEB显示波形TYPEB的波形我们得出：
TYPEB的有效值和TYPEA完全一样；
但是，它的基波频率和LCD扫描频率一致，都是F。
可见，TYPEB的高频影响要远远小于TYPEA，同样的有效值电压，但是TYPEB的显示效果要优于TYPEA，尤其是在高DUTY数的显示器中表现更为明显。
13Y轴TYPEB1/5BAIS1/16DUTY半选波形Vp*（BAIS-2）/BAISVp*3/5图6TYPEB半选波形3全仿真驱动在全仿真驱动在LCD测试中的应用问题测试中的应用问题很明显，如果要得到与真实驱动状况一致的显示效果，用全仿真波形是个最好的选择，我们也曾研制全仿真驱动的测试仪，在实践过程中，发现依然不能全面反映IC驱动的情况，在测试仪上测试正常的产品在连接到IC上时显示还是不同，经过对波形的监测和原理分析得到以下结论：
a.显示器的显示效果不但与波形相关而且与输出端口的带负载能力相关。
显示器的显示效果不但与波形相关而且与输出端口的带负载能力相关。
在使用IC驱动时，LCD与电路的连接是PIN对PIN连接，每个电极的功耗电流很小，在驱动时所有的LCD电极都分别连接一个IC输出端，LCD总体存在一定的功耗但是分配到每个电极上的电流非常小。
而每个IC的14LCD驱动端存在一个导通内阻（如HD61202的Ron最大可也达到7.5K）,由于IC制造工艺的不同，这个导通内阻存在差异性，导通内阻越小，端口负载电流越小，端口波形失真就越小，端口带负载能力就越高。
所有的LCDDRIVER对端口的负载电流的输出都有一个规定的范围，对一对SEG和COM所驱动的显示面积是有不同的限制的，对于带载LCD后的驱动波形的畸变也有一定范围。
我们LCD功耗做的越小，适应面就越宽，因为对驱动能力要求就越低。
因而，即便是PIN对PIN完全可以替代的IC,它们的驱动内阻也存在差别，这就是为什么有些LCD用户替换不同制造商的IC后，同样的LCD显示就出现对比度或者均匀性问题。
同样，如果LCD电流指标控制不好，在同样的DRIVER上也会出现不同的显示结果，电流大的显示效果一定比电流小的显示器要差，更容易不均匀。
b.要反映实际的显示效果，需要测试仪输出端有与用户要反映实际的显示效果，需要测试仪输出端有与用户IC相匹配的输出电阻。
相匹配的输出电阻。
不是PIN对
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