自制屏模組測試儀表

莊輝迅

(廈門華僑電子股份有限公司，福建廈門 361006)

1 液晶電視的屏幕組裝概述

由于近年來液晶電視產業的競爭越來越激烈，企業只有不斷加強垂直整合力度，才能有效解決與國際大廠爭奪關鍵原材料、成本降低、產品差異化等問題。從當前產業發展形勢上看，垂直整合日益盛行，平板電視產業供應鏈的業務模式，也正從傳統面板(OPENCELL)、背光模組、LCM液晶模組、系統整機各段分開運作，轉移到MIB(背光零組件和液晶模組整合)、BMS(背光零組件、模組零組件、電視機械零組件整合)等新模式。

液晶電視，主要由屏(背光零組件和液晶模組)、部件板、機殼三大部分裝配組成，屏廠家生產時需帶鐵殼保護，整機廠裝配部件板時需要增加轉接支架固定，成本高。為此，整機廠通過一體化設計，把背光零組件、模組零組件整合到整機生產流程中，整機外殼、屏外殼、部件板固定支架等通過設計合并優化，大幅降低材料成本，提升裝配效率，簡稱 BMS(Backlight Module System Integration)模式［1］。

在導入BMS生產工藝后，須組建屏模組裝配車間，把OPENCELL、LED燈條、光學膜片、前框、鐵背板等，在無塵車間中裝配成屏模組。在裝配過程中，為了保證質量，需要對多個工序通電測試［2］，包括OPENCELL上線前檢驗，裝配光學模片后檢驗燈條、異物等，屏模組完整裝配后性能檢驗、OQA抽檢、維修等工序。一條線需要5套測試工裝，一個車間3條線需要15套。如購買專用LVDS信號源，1套信號源近6萬元，資金投入很大。而且，公司生產機型品種多，不同機型背光電壓從60～200 V不等，市面上供應的專用信號源不能滿足這種電壓范圍變化;同樣，如果直接采用整機信號板和電源板，作為測試驅動，則測試不同型號屏模組時，需要更換不同的驅動板，成本高、切換時間長。為此，考慮自行設計開發通用測試工裝。

屏模組裝配流程如圖1所示。

圖1 屏模組裝配流程圖

2 通用工裝需要解決的主要問題

屏模組測試工裝，需要給屏提供LVDS信號驅動屏工作，并給燈條提供供電電源，提供背光驅動。

LVDS(Low Voltage Differential Signaling)是一種低壓差分信號技術接口，除了包括RGB數據信號外，還包括行同步、場同步、像素時鐘等信號，是當前液晶屏通用接口。

1)須適應不同屏參，屏幕尺寸范圍:19～65 in(1 in=2.54 cm)，主要參數如表1 所示［3］。

表1 屏參規格

2)輸出各種測試圖譜;

3)背光供電電壓:60～200 V，電流:100～2 000 mA，恒流源供電;

4)信號和電源能組合一起，單鍵控制開關;

5)信號和電源斷電后，再通電信號出現快，方便下一個屏檢驗，同時迅速放電，防止殘留電壓損壞屏。

6)制作成本低、工作可靠、使用方便、不同機型切換方便等。

3 設計總體方案

基于以上需求，為降低成本，考慮盡可能利用現有閑置儀表和公司資源，初步設計總體方案如下:

1)測試圖譜:利用閑置VGA信號源VG－3150。

2)采用公司正在量產的主流機型主板32ME83為LVDS信號驅動板，不同屏參切換，通過USB口，升級對應軟件解決。

3)背光供電，外購恒流電壓源。參數如下:電壓為0～200 V，電流為0～2 A。

4 存在問題和解決方法

1)LVDS信號開機后圖像出現慢。信號板開機時，需要對CPU(集成在主IC中)進行初始化等操作，需要5 min左右信號才能穩定，如果每檢驗一臺機器，都做通斷電操作，會嚴重影響檢驗節拍，但如果帶電插拔LVDS線，會損壞屏。為此，對LVDS各引腳電壓進行分析，各引腳功能和電壓如表2所示。

由表2可見，各信號腳電壓低、電流小，拔插時不會因電沖擊損傷元件，只有12 V供電腳電壓高，如帶電拔插，會因為拔插過程存在短路或電火花損壞器件，拔插前需要關斷。據此，對信號板進行改造，在斷電時，只把LVDS信號輸出中的12 V供電切斷，但保留主IC不斷電，這樣，既可以保證在更換檢驗下一個屏時，拔插LVDS線材，不會損壞屏，同時由于信號板主IC持續工作中，圖像可以快速出現。

表2 LVDS各引腳功能和電壓

信號板改進如圖2所示。

圖2 LVDS 12 V供電通斷控制電路圖

當控制板輸出端輸出5 V高電平，V306導通，V307 G極為低電平，V307導通，VCC－PANEL為12 V，LVDS信號正常輸出，驅動屏顯示;當控制板輸出端輸出0 V低電平，V306截止，V307 G極為高電平，V307截止，VCC－PANEL為0 V，LVDS信號關斷，這時插拔LVDS線不會損壞器件。

2)整合信號板和背光電源:在檢驗完成后，除了要關斷信號板LVDS 12 V供電，還要關斷背光供電。整合成單鍵同時關信號和背光電源，可防止生產檢驗過程中，因漏關電源損壞屏。改造方案:給背光供電的恒流電源采用輕觸開關控制輸出通斷，取背光電源電壓輸出，經分壓并穩壓處理后作為控制腳，控制信號主板LVDS 12 V供電腳通斷。當背光輸出為0時，關斷LVDS 12 V，這樣，背光電壓關斷時，LVDS 12 V同時關斷，圖像消失，從而實現了單鍵開關控制?？刂圃韴D如圖3所示。

3)檢驗不同型號屏，屏參不同，需要升級，常規升級操作麻煩，正常屏參升級時需要接PC看屏幕操作，為了簡化操作，提高換票速度，開發了插U盤自動升級功能，增加指示燈提示，在升級時，通過指示燈變換，可以顯示是否升級成功。

圖3 背光電源控制信號板輸出電路圖

5 工裝操作說明

工裝整體框架如圖4所示。

圖4 工裝連接圖

1)工裝連接

如圖4所示，通過VGA線連接工裝與VGA信號源SG3150;用專用六芯線連接工裝控制信號輸入與恒流電源的正負極輸出;將三芯電源線接到工裝電源輸入口;根據CELL LVDS接口選擇對應的LVDS線，接入工裝LVDS輸出口。

2)恒流電源設置

恒流電源設置如圖5所示。

(1)電壓、電流值設定

按動左右移動鍵，將位選光標移動到要設定的數位上，旋轉飛梭，調節數字到欲設定的電壓值，電壓值設定完成，按下電壓/電流切換鍵，開始設定電流值，按動左右移動鍵，將位選光標移動到要設定的數位上，旋轉飛梭，調節數字到欲設定的電流值，電流設定完成。

圖5 恒流電源按鈕和接線柱功能說明

(2)電壓、電流的輸出

電壓、電流值設定完成后，按下“啟動/停止”鍵，使儀表“啟動/停止狀態顯示”為“ON”，電源開始輸出。此時顯示屏右邊為電壓、電流設定值，左邊為電壓、電流實際輸出值。

具體機型電壓電流參數見表3。

3)工裝軟件升級方法:

(1)將點屏工裝電源及恒流電源開關關閉;

(2)根據機型選擇相應軟件拷貝至U盤根目錄下，軟件名以MERGE.BIN命名;

(3)將U盤插入工裝的USB升級口;

(4)按住工裝的升級按鍵不放，打開工裝的電源開關，透過面板關注主板遙控接收板的指示燈，指示燈連續閃爍時，放開升級按鍵，直到遙控接收板指示燈長亮后變滅，升級成功，拔掉U盤。

具體機型對應軟件見表4。

4)開始檢驗:按一下穩壓電源“啟動/停止”鍵，使穩壓電源“啟動/停止狀態顯示”為“OFF”，將工裝LVDS線插入待檢屏模組 LVDS接口，再按一下“啟動/停止”鍵，使“啟動/停止狀態顯示”為“ON”，屏模組點亮，開始檢驗，切換VG－315鍵盤，可輸出各種需要的測試圖譜。檢驗結束后，先按一下“啟動/停止”鍵，使“啟動/停止狀態顯示”為“OFF”，將LVDS線拔出被檢屏模組LVDS接口。注意:不能在穩壓電源“啟動/停止狀態顯示”為“ON”時拔插LVDS線，避免損壞屏模組。

6 結論

屏自制測試工裝，已投入生產使用，經批量生產驗證，完全勝任檢驗任務，快捷方便，安全可靠，節省了近百萬元儀表采購資金。后續擬增加測試工裝與MES系統的合成，通過MES系統自動調用切換LVDS屏參和背光電壓電流，進一步提高測試系統使用方便性和防止認為參數設定錯誤。

表3 屏模組背光電壓電流設置對照表

表4 通用點屏工裝機型尺寸軟件對應表

:

［1］陳炳欣.中國LED背光模組產業的三大勢力［J］.中國科技投資，2011(3):30－31.

［2］陳洪財，張榮學，孫名偉.基于FPGA的LCD外接功能接口連通性快速測量系統［J］.電視技術，2011，35(20):79－81.

［3］董春雷，王康平，陳威.LVDS技術在LCD數據傳輸中的應用［J］.電子技術，2011(2):48－49.