شرح تفصيلي لجهد تشغيل شاشات TFT-LCD

يعد الجهد أحد العناصر التقنية الأكثر أهمية. هذه الفولتية هي العوامل الأساسية التي تحدد ما إذا كانت الشاشة يمكن عرضها بشكل طبيعي، وما إذا كانت الألوان دقيقة، وما إذا كانت الصورة مستقرة.

بمجرد أن يكون الجهد غير طبيعي، يمكن أن تحدث بسهولة عيوب شائعة مثل وميض الشاشة، وعدم العرض، واحتباس الصورة، والخطوط الأفقية، وتشويه الشاشة.

ستراجع هذه المقالة بشكل منهجي جهود التشغيل الأكثر شيوعًا في وحدات TFT-LCD ووظائفها، على أمل مساعدتك في العثور على المشكلات بسرعة أكبر وتحسين كفاءة التعامل مع العيوب التي تواجهها في إنتاج وحدات LCD.

المكونات الأساسية لوحدة TFT-LCD

تشتمل وحدة العرض البلورية السائلة TFT- الكاملة بشكل أساسي على لوحة بلورية سائلة ونظام دائرة القيادة الخاص بها، وإضاءة خلفية (BLU) ونظام القيادة الخاص بها، بينما تشتمل الوحدة المغلفة بالكامل أيضًا على لوحة غطاء واقية (CG)، وشاشة لمس سعوية (CTP)، ولاصق بصري (OCA).

من منظور مرحلة العملية، قبل توصيل المستقطب وربط محرك IC، يطلق عليه خلية واحدة؛ بعد توصيل المستقطب وربط المحرك IC وFPC/PCBA، يطلق عليه خلية مفتوحة (OC أو FOG).

في الوقت الحالي، تستخدم المنتجات الصغيرة والمتوسطة الحجم- بشكل عام تقنية GOA (Gate on Array) لتحل محل الدوائر المتكاملة الخاصة بمحرك البوابة التقليدية، كما أن T-CON ولوحة تشغيل المصدر متكاملة بشكل كبير أيضًا، ولكن المبدأ الأساسي لجهد التشغيل يظل كما هو.

العملية العامة لقيادة دائرة تشغيل الخلية- المفتوحة هي كما يلي: تمر الطاقة من مصدر خارجي عبر FPCA وPCBA إلى محرك IC. من خلال الدوائر الداخلية للمحرك IC أو العمل المشترك للدوائر الداخلية والخارجية، يمكن توليد وإخراج الفولتية المختلفة.

تخدم جهود الخرج المجمعة هذه غرضين: أولاً، توفر الطاقة لدائرة التشغيل الخاصة بدائرة IC نفسها، مما يضمن تشغيلها الطبيعي؛ ثانيًا، بعد التعديل، يتم توفيرها إلى لوحة شاشة LCD، مما يضمن العرض العادي. ولذلك، تعتبر هذه الفولتية الدافعة حاسمة وتؤثر بشكل مباشر على تأثير العرض واستقرار شاشة LCD.

الفولتية القيادة المشتركة ووظائفها

فدي

VDDI هو جهد مصدر الطاقة لواجهة الإدخال/الإخراج الخاصة ببرنامج التشغيل IC، والذي يتم توفيره مباشرة بواسطة اللوحة الأم أو أداة الاختبار. يتم استخدامه بشكل أساسي للدوائر المنطقية الخاصة ببرنامج التشغيل IC واتصالات البيانات.

• نطاق الجهد: 1.65 فولت-3.6 فولت
• القيمة المشتركة: يُستخدم 1.8 فولت بشكل شائع في الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية.

يؤثر استقرار VDDI بشكل مباشر على الاتصال بين اللوحة الأم وبرنامج التشغيل IC. إذا كان VDDI غير طبيعي، فغالبًا ما تحدث مشكلات مثل فشل تشغيل الجهاز أو فشل الاتصال.

فسب و فسن

هذا هو جهد مصدر الطاقة التناظري الأساسي لدائرة التشغيل المصدر، مع توفير جهد موجب وجهد سالب بشكل متناظر.

• VSP (الجهد الإيجابي): النطاق النموذجي 4.5 فولت - 6.5 فولت، القيمة شائعة الاستخدام حوالي 5.5 فولت
• VSN (الجهد السلبي): النطاق النموذجي -4.5 فولت - 6.5 فولت، القيمة شائعة الاستخدام تقريبًا -5.5 فولت

VSP وVSN مسؤولان عن توفير الفولتية الدقيقة لأقطاب البكسل البلورية السائلة، مما يؤثر بشكل مباشر على أداء التدرج الرمادي والتباين وتوحيد الصورة.

الظواهر غير الطبيعية الشائعة: وميض الشاشة، عدم العرض، التيار العالي، الصورة غير الطبيعية، إلخ.

فكوم

Vcom هو الجهد المرجعي للقطب المشترك للوحة LCD. يجب تعديل قيمتها بدقة وفقًا لخصائص اللوحة المحددة. يعد ضبط Vcom خطوة حاسمة في معايرة وحدة الإنتاج الضخم، ويعد Vcom غير المناسب سببًا رئيسيًا للمشاكل التالية:

• الخفقان
• الاحتفاظ بالصورة/ظلال الصورة
• تشويه اللون/تبييض
• أداء ضعيف للتدرج الرمادي المنخفض

VGH وVGL

• VGH (مستوى -تشغيل الجهد العالي-): النطاق النموذجي 7 فولت - 20 فولت، وهو المسؤول عن تشغيل صف من TFTs، مما يسمح لجهد بيانات المصدر بشحن مكثفات البكسل.
• VGL (جهد إيقاف التشغيل المنخفض-مستوى-): النطاق النموذجي -7 فولت - 15 فولت، يضمن إيقاف تشغيل TFTs بالكامل، مما يحافظ على شحن ثابت للبكسل.

تأثيرات غير طبيعية: عدم ظهور الشاشة، تبييض الشاشة بأكملها، خطوط أفقية، ظلال، صورة غير مستقرة، وما إلى ذلك.

VSS

يوفر VSS، المعروف أيضًا باسم VSSA، وVSSD، وما إلى ذلك، أرضية مرجعية للدوائر المختلفة. عادة ما يكون 0V. على الرغم من أنه أرضي، إلا أن جودة التأريض تؤثر بشكل مباشر على مستوى الضوضاء الإجمالي واستقرار الجهد. يجب أن تكون نظيفة ولها مقاومة منخفضة.

جهد جاما (GVDDP / GVDDN)

• GVDDP (جاما موجبة): يتراوح عادةً من 3.0 فولت إلى 6.0 فولت
• GVDDN (جاما السالبة): يتراوح عادةً من -3.0 فولت إلى -6.0 فولت

يتم استخدام جهد جاما لتوليد منحنى الجهد الرمادي داخل برنامج التشغيل IC. وعادةً ما يتم ضبطه بدقة-بخطوات تبلغ 10 مللي فولت أو 20 مللي فولت، ويكون له تأثير كبير على توازن اللون الأبيض، ومنحنى جاما، وتدرج الصورة.

أوضاع إمداد الطاقة الشائعة للسائقين المرحلية

استنادًا إلى عدد الفولتية المدخلة وتصميم دائرة التعزيز الداخلية، يمكن تقسيم الدوائر المتكاملة للسائق إلى عدة أوضاع مختلفة لإمداد الطاقة.

2 وضع الطاقة

جهد الإدخال: VDDI + VCI

مطلوب IC طاقة خارجية لتوليد الفولتية العالية مثل VSP، VSN، Vcom، VGH، وVGL.

الخصائص: يحتوي هذا الحل على الدوائر الخارجية الأكثر تعقيدًا والأعلى تكلفة، ولكنه يفرض متطلبات أقل على الدوائر الداخلية للمحرك IC. نادرًا ما يتم استخدامه في المنتجات الصغيرة-إلى-المتوسطة-الحجم ويعتبر حلاً غير-متداولًا، ويظهر بشكل أساسي في بعض التصميمات المبكرة أو المحددة منخفضة التكلفة-.

3 وضع الطاقة

جهد الإدخال: VDDI + VSP + VSN

تدمج وحدة التشغيل IC دائرة تعزيز لتوليد جهد VGH، وVGL، وVcom، وGamma، وهو الحل الأكثر انتشارًا حاليًا لمنتجات -TFT-LCD صغيرة ومتوسطة الحجم.

المزايا: دوائر محيطية بسيطة، تكلفة منخفضة لقائمة مكونات الصنف (BOM)، استهلاك إجمالي جيد للطاقة، وصعوبة تصميم اللوحة الأم منخفضة نسبيًا، مما يجعلها مستخدمة على نطاق واسع في الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية والسيارات ومنتجات التحكم الصناعية.

4 وضع الطاقة

جهد الإدخال: VDDI + VSP + VSN + VDD

يؤدي هذا إلى إضافة VDD مقارنةً بوضع 3Power (عادةً لتشغيل الدوائر الرقمية الداخلية للسائق أو وحدات محددة).

الميزات: تدعم معظم وحدات التشغيل المرحلية الحديثة التوافق مع وضعي 3Power و4Power، مما يسمح بالتبديل المرن بناءً على الاحتياجات الفعلية.

المزايا: يوفر عزلًا أفضل للطاقة واستقرارًا عند الحاجة إلى أداء أعلى أو وظائف محددة، مما يجعله مناسبًا للمنتجات المتوسطة-إلى-العالية-.

5 وضع الطاقة

يشتمل جهد الإدخال عادةً على: VDD + AVDD + VSP + VSN + Vcom.

هذا هو الوضع الأكثر تكاملاً، حيث يتطلب من برنامج التشغيل IC التعامل مع المزيد من مجالات الجهد داخليًا.

السيناريوهات المناسبة: بالنسبة للمنتجات ذات متطلبات جودة العرض العالية للغاية، والتي تحتاج إلى تحكم دقيق ومستقل في Vcom، أو منتجات محددة ذات شاشات كبيرة/معدل تحديث مرتفع.

المزايا: إدارة أكثر مرونة للطاقة، ومساحة أكبر لتحسين جودة العرض؛ العيوب: تصميم إمدادات الطاقة للوحة الأم معقد نسبيًا.

خاتمة

تعمل الفولتية الدافعة لـ TFT-LCD على توصيل اللوحة الأم ولوحة LCD. كل مجموعة جهد لها وظيفة محددة. إن الفهم العميق لوضع مصدر الطاقة ودور كل جهد لا يمكن أن يحل المشكلات الحالية فحسب، بل يساعدك أيضًا على تجنب المخاطر المحتملة أثناء مرحلة تصميم المنتج.