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【拆解】+TFT LCD 通用测试仪拆解 目前对于车载行业，显示屏在整车的份额越来越高。各个供应商或者下级供应商都会回针对TFT的开发做规划。那么，在TFT测试方面，他们是如何进行产品开发前的测试和有效性验证的内。是的，无非就是他们公司自己开发点亮治具或者从治具供应商那边购买点亮设备。客户只需要提供客户需求。有能力的供应商就好针对需求进行分解开发。在规定的时间内完成产品的开发和交付。今天我们就来看看用在车载显示屏或者消费电子上面的TFT点亮治具—TFT LCD通用测试仪式怎么设计出来的。 如下就是产品的外观，一个黑黑的金属盒子，正面是产品的功能键和要实现的功能。 如上图实现产品的电源开关控制。测试的复位。显示界面的翻页和暂停。便于测试人员进行功能的验证和观察。发现试验过程中的细微差异。如电流不一致。液晶屏的亮点，暗点，漏光等。 在右上方是显示屏的接口。产品应该是通过更换该接口板子来满足各个客户的点亮显示的需求。只需要更改软件的代码，缩短了开发周期和验证周期。无需重头开发。 侧面接口是RS232接口，估计是要跟电脑上位机通讯进行控制之类的，还有个D口USB接口，两个接口供用户选择。 功能按键区域通过按钮形式 输出接口，背光电流输出40-180mA,看接口是LVDS接口。低压差分线，实现视频信号的传输。UD和LR预留的相关显示屏方向的控制。 拆解 首先，拔下接口转接板。 拧开侧两边的各四颗螺丝。 拆下上盖板，内部主板就呈现在眼前 亮上产品线路板的正面，让我们看一下使用了哪些芯片。 原来在里面还有一个接口转换板，来实现客户所需接口的转换。这个产品使用的转接板是Thine 的THC63LVD103。这款芯片实现的功能是TTL电平转换为LVDS接口。实现产品的接口匹配。 THC63LVD103D支持主机和平板显示器最大1080p（60Hz）的像素数据传输。THC63LVD103D将35位CMOS/TTL数据转换为四个LVDS数据流。在160MHz的传输时钟频率下，每个LVDS信道以1120Mbps的有效速率传输30位RGB数据和5位定时和控制数据（HSYNC、VSYNC、DE、CONT1）。 芯片的框图 在接口转换芯片的下方还有一款电源IC( AAT1176B) 是类比出品的一颗专为TFT LCD面板设计的多通道电源管理集成电路。它集成了升压调节器、电荷泵、运算放大器、门脉冲调制（GPM）电路和复位输出，适用于TFT LCD面板的电源管理。4个可调电阻实现VGH ,AVDD,VCOM,VGL电压的调节。满足不同类型显示屏的需求 参考规格书，各个功能引脚如下： 引脚名称 功能描述 电压范围 输入电压 (VIN) 提供给升压调节器的输入电压 2.5V 至 5.5V 输出电压 (VOUT) 升压调节器的输出电压 最高可达 18V 电荷泵输出 (VGH, VGL) 为TFT LCD的栅极驱动器提供正负电压 可通过外部电阻分压器调整 运算放大器输出 (VCOM) 驱动LCD背板 铁轨到铁轨输入和输出，±200mA 输出短路电流，40V/μs 滑动速率 复位输出 (RESET) 监控设备供电电压，当供电电压低于可编程阈值时发出复位信号 阈值由外部电阻设置，延迟时间由外部电容设置 转接板的接口如下（输入-输出） 好了，然后把我们的焦点聚焦到主板上来。一个非常巧妙的设计，类似硬盘一样，一插一卡，两边锁扣发出“叮”一声。扣紧核心板。实现核心的模块化设计。根据不同客户不同需求，组合设计，缩短硬件开发成本。 核心板上使用的是三星的主控IC（S3C2416CH）,是一款32/16位RISC低成本、低功耗、高性能微处理器解决方案，适用于GPS导航和手机市场等一般应用。此外，为了实现更低的系统成本、更高的性能和低功耗，S3C2416采用65nm低功耗CMOS ARM926EJ CPU 400MHz制造，具有16KB I缓存和16KB D缓存双端口外部存储控制器：DRAM/ROM控制和芯片选择逻辑64KB内部通用SRAM 32KB内部ROM，用于moviNAND引导LCD控制器，实现 2D图像高速处理。 搭配主IC的是一款256Mb的三星NAND flash （K9F2G08U0B） 实现图像和代码存储运行。比如TFT为1280*720的分辨率，那么一张图大约就占3MB以内的空间。各个格式图片占用不一的空间。 在内存使用上，该产品使用的是三星的DDR2 SDRAM (K4T51163QJ)容量是64MB。满足系统运行所需的空间。 在USB接口接口部分，使用的IC的TI的（TPS2052B）,高电平有效的双通道、0.5A 负载、2.7V 至 5.5V、70mΩ USB 电源开关, 当输出负载超过限流阈值或者短路出现时， 该器件通过切换至恒定电流模式， 并通过将过流 (OCx) 下拉至逻辑输出低电平来将输出电流限制在安全水平上。如果持续重过载和短路增加了开关内的功率耗散，则将引起结温上升，此时，过热保护电路将关闭此开关以避免器件损坏。一旦器件充分冷却， 此器件将自动从热关断中恢复实现的参数如下： 在RS232接口使用的IC(SP3232EEN), 是一款RS-232收发器解决方案, SP3232EE系列具有高效率的电荷泵电源,3.3V运行时需要0.1uF电容.该电荷泵允许收发器能够从3.3至5V单电源下提供真正的RS-232性能.该设备具有低功耗关断模式,其中设备驱动器输出与电荷泵会被禁用.关断期间,电源电流降至1uA以下.这款芯片的作用应该是跟电脑上位机进行通讯。实现检测数据的收发和控制。应用与产检设备。典型电路如下： 在电源方面，产品使用的是两颗2A的buck IC（Z1016AI）分别降压给不同的下级负载供电。通过半导小芯搜索这款IC似乎已经停产了。4-16v输入（本产品是外部开关电源输入12v）。通过FB反馈电阻（R19.R11 R20.R12）实现可调固定电压输出。本产品输出的电压是5v输出. 在二级LDO上，产品使用了多颗AMS1117线性LDO，将一级输入的DC_5V通过LDO转换输出DC_3.3V.DC_1.8V等电压。输出不同的电压给到不同的模块供电，如3.3V应用与RS232 ,蜂鸣器，LED，LCD所需电压。1.8V应用于SOC和NANDflash。 AMS1117 系列可调或固定稳压器可提供 800Ma 输出电流和处理输入-输出之间低至 1V 的电压差。器件的压差在最大电流输出下达到 1.3V 的最大值，并随着负载电流的降低而减小。片上调整可将参考电压调整至 1%。电流限制也被调整，以使稳压器或电源电路过载情况下的系统压力降至最低。 框图 大致产品框图如下 成本分析 序号 线路板 外壳 开关电源 成本预估 成本 120元 5元 5元 130元 如果定制开发，涉及到软件部分，那就是需要付开发费了。该产品淘宝上大致价格150-300元不等。 个人评价 亮点设计： 1、模块化电路设计方便产品变更迭代替换局部电路，无需大幅度更改导致硬件成本浪费 2、产品上预留了多个功能方便后期增加定制化需求（如UART,SD卡扩容等），为产测提供对接设计。 3、为了防止转接板受力不均，采用合适的铜柱做结构支撑。 4、PCB布局上模块清楚分类，互补影响，在螺丝连接处做了开窗处理，便于ESD的泄放。接口上也做了ESD防护和匹配电阻，防止信号不匹配。 5、可以后期增加LCD界面便于用户的直观查看测试参数，实现本地化控制的人机交互。

1. 关键词： FPD：Flat Panel Display，平板显示，当今主要包括TFT-LCD、LTPS-AMOLED（刚性屏与柔性屏） TFT：Thin Film Transistor，薄膜晶体管，LCD与AMOLED FPD显示器的基本驱动元器件，当前FPD的TFT技术类型包括a-Si、LTPS、Oxide TFT Array Glass：TFT阵列玻璃，上面包括LCD产品显示的基本驱动电路元件，是LCD产品显示面板两块玻璃之一 CF Glass：Color Filter Glass，彩色滤光玻璃，是LCD产品显示面板的另一块玻璃 LCD：Liquid Crystal Display，液晶显示器 Mother glass：母板玻璃，FPD产品前段Fab与中段Cell的产品型态，一张mother glass上可以切出多块显示屏的面板（single panel） 2. FPD产品的全段制造过程 FPD产品的生产制造分为Front-end前段（TFT Array Fab， Color Filter Fab）、Middle-end中段（Cell成盒装配）与Back-end后段（Module装配）。其中以front-end Fab为FPD产品制造涉及的生产工艺技术最为核心（ 这也是后端模组工厂客户以及FPD终端客户很少有机会接触到的产线 ），同时也是静电影响FPD产品生产良率、产品可靠性最为主要的生产过程。 图1. FPD全段制造的前中后段 3. FPD产品Front-end Fab产线中的静电风险简览 FPD产品front-end Fab阶段，以TFT array Fab的生产过程中的静电导致的问题为主。 TFT Array Fab生产过程，就是在mother glass上通过与半导体wafer Fab类似的工艺技术制作出TFT器件为主的array线路的各膜层器件元件。而TFT的fab过程中TFT glass的各种产品型态就容易受到较强的静电作用，从而导致其中局部线路元件的电性损坏，参见前述的文章《概说静电对于微电子产业的影响》。 图2. 5层光罩BCE TFT Fab制程 而TFT array各膜层的大量生产工序涉及的工艺操作都会产生并会不断累积高静电，从而TFT array glass的静电损坏来自于这些高静电带电的生产工序。 图3. TFT Array Fab主要工序流程 TFT array Fab生产过程中的静电产生与累积 TFT array fab中大量生产工序包括低压真空环境下的沉积镀膜、刻蚀与常压环境下的涂覆、曝光、检测等。 以常压环境的生产设备exposure（曝光）为例，TFT array glass进入设备中，完成曝光过程，再送出设备的过程，就会在glass上累积大量的静电（ 尤其是使用多年的设备，玻璃带高静电显著更高 ）。而这种glass操作产生大量静电的过程，在其他设备上也是常见的。 图4. TFT Array Fab中真空吸附平台上顶起玻璃的过程产生大量静电 TFT array Fab产线中都有很多rolling transfer线体用于在不同工序间来穿传送array glass。而glass在roller上的传送过程就会不断在glass背面累积大量的静电。 图5. TFT array Fab rolling transfer导致玻璃上累积高静电 FPD产品以智能手机屏为例，一款6.5英寸的屏幕（分辨率1600*720），其TFT array glass上的显示区域的TFT就有3456000个之多，另外手机屏上有效显示区域之外的区域也含有大量包括TFT等元件构成的显示控制线路。 图6. 6.5英寸LCD手机屏幕 （源自OPPO A11S） 由此，一块手机屏幕TFT array glass的Fab生产过程都要经过数十道乃至上百道上述生产工序。以当前业内生产手机屏幕的6代线（玻璃尺寸1850*1500）为例每张mother glass上有200多块6.5英寸的手机屏，每块手机屏上包含300多万颗TFT等元件。所以， 要将TFT array Fab工厂产线的静电不良率控制到很低的目标，对于每一个Array Fab工厂来说，其技术难度与生产工艺控制挑战性都会是一项艰巨而庞大的工程。

传统上当你设计一个带有液晶显示的产品时，显示部分的子系统会有以下的功能块。 从上可以看得出产品的主系统需要完全掌控显示的任务，这对主板上的MCU和软件都会是一个不小的要求。 智能显示模块应用 一直以来拓普微的产品理念都是“提供可靠易用的显示产品”。几年前，拓普微推出了颠覆性的产品 - 智能显示模块。智能显示模块包揽了全部的显示任务，外部系统仅用简单的指令就能完成复杂的显示。 智能显示模块的优势 拓普微智能液晶显示模块是介于传统的TFT液晶屏应用和人机界面(HMI)设备之间的产品。HMI设备可独立工作，但价格不菲。智能显示模块则提供了一个性价比很高，能简单迅速实现人机交互界面的解决方案。 图形化的用户界面设计器，大幅降低界面开发难度与开发时间 界面设计预存在智能显示模块中，界面反应与交互完全由模块执行，减轻了产品主机的负担，而且提高显示反应速度 一体化结构，改善EMC的表现，提升ESD的等级，从而提高产品的可靠性 模块支持脚本语言，可创建出功能丰富的人机界面 内置RJ45网口，支持远程更新，大大提高可扩展性 智能TFT显示模块 vs 传统TFT LCD

全球主要偏光片供应商集中于日本韩国及台湾地区，日本主要是日东电工、住友化学、三立化工；韩国的LG 化学；台湾地区的力特光电、奇美材料等厂商也有涉足。目前，国内仍以批量生产TN 和STN 型偏光片产品为主，仅有盛波光电、三利谱等几家配套生产TFT 液晶面板用偏光片。由于竞争日趋加剧，偏光片盈利逐渐下滑。偏光片构成中，TAC 膜和PVA 膜技术门槛高，供给也集中，这两种膜材料合计占偏光片成本的75%左右。 　　TAC 膜全球主要由日企厂商供应，富士写真和柯尼卡美能达两家日企全球市占率分别为70%和20%，两者几乎占据全球TAC 膜市场约90%的份额。德国、台湾厂商包括国内的乐凯也在做TAC膜，但出货量很少。 而日企KUARARY则占据了全球PVA膜市场65%。另外在偏光片的其它原材料膜层方面，日本也居于垄断地位，例如，90%以上的AG膜(防眩层)市场由日本电工和大日本印刷占据。 目前，全球主要偏光片企业超过15家，生产线约有81条，主要集中在韩日台。日本的日东电工、友立化工；韩国的LG化学以及台湾的力特光电等，日本企业占有率超过50％。偏光片需求取决于面板生产线，即使国内在建拟建的高世代液晶面板线全部投产，我国偏光片市场需求也只占全球的7％-8％（三星现在占偏光片需求的20％-30％）。如表近几年全球厂商新增偏光片产能一览表。 目前，老牌的偏光片生产厂商如日东电工已经开始转型不再开出新的产能，LG化学和住友化学也放慢了扩张步伐。韩国ACE和日本三立子因为资金问题，新线项目也处于停滞。现在日系原料厂认为最有发展前景的还是大陆市场及本土的偏光片厂。 　　 本土市场发展状况 　　据统计，2011年本土批准的七条高世代液晶面板产线，四条量产、两条在建，一条暂缓，加上合肥、重庆、南京的三条高世代液晶面板线，国内有10条高世代产线，仅为满足这些项目的需求，到2014年粗略估计就需要8-9条TFT-LCD用宽幅偏光片生产线的产能，而目前国内仅有盛波光电和三利谱两条宽幅TFT偏光片产线，与市场需求相差甚远，国产液晶面板厂商不得不从国外采购。因此，为降低成本，面板厂商对实现偏光片国产化的欲望也十分强烈。仅从产业链角度来看，国内面板产能的快速提升无疑将推动对上游原材料的需求，有利于TFT-LCD用偏光片等原材料厂商发展。随着LCD TV 市场的升温，大型TFT- LCD 面板的需求将逐渐提升，将带动大尺寸（宽幅）偏光片市场的急剧扩大。 　　目前偏光片的制造技术一直被日本、韩国、中国台湾等国家和地区所垄断，大陆企业生产TFT 型偏光片在技术上非常困难， 面对着TFT 型偏光片市场巨大缺，以及对外企中高端偏光片的依赖，极大影响了国内液晶产品的竞争力。因而发展偏光片项目对完善我国液晶上游产业链，降低产品成本，提高市场竞争力有着重要意义。 　　据统计，现有本土企业在偏光片领域生产规模偏小，主要厂商有盛波光电、三利谱 、富鸿电子、玮达光电、温州侨业、乐凯等。这些企业大都批量供应中低端TN-LCD用偏光片和部分STN-LCD用偏光片，主要应用在各类精密仪器仪表盘、眼镜、电子词典、MP3、MP4、手机、数码相机、平板电脑等中小尺寸领域。相反，电脑、液晶显示器、电视机等高端产品的偏光片还是要从日本、韩国或台湾地区进口。虽说偏光片用功能膜材料只有TN-LCD或部分STN-LCD的TAC膜部分实现了国产化，但其他偏光片用原材料则全部依赖进口。 虽然盛波光电、三利谱本土厂商投产了国内最先进的幅宽为1490mm TFT-LCD用偏光片生产线，年产能为880万平方米，但是与国外主要偏光片厂商相比仍然差距较大，不能实现规模经济，无法成为主流供应商。从战略意义上讲，盛波光电的偏光片国产化完善了中国大陆液晶面板产业链。但从某种程度上看，偏光片企业都有点给上游“打工”的意味。据分析，由于关键上游材料被国外垄断，偏光片生产企业，尤其是产能较小的大陆企业议价能力十分有限，而行业的超额利润大多被上游材料厂商攫取。 日本高端设备代理商君凌科技有限公司销售工程师谢建军表示，虽然国内本土在液晶面板产业取得长足进步，但在很多液晶材料方面还存在很多断层，其中偏光片就是薄弱环节的之一。 　 找准产业发展切入点 　　偏光片并不是基础材料，它是TAC、PVA等各种薄膜材料的组合而成的。本土发展壮大偏光片产业，从何处切入是一个很关键的问题。乐凯集团副总经理王英茹认为，如果不解决偏光片所用的材料，本土企业上马偏光片还是会被“卡脖子”。因为偏光片国产化是很复杂的工程，链条也很长。认识到偏光片自身产业链条的特点和关键点，才能有效发展偏光片产业，实现偏光片国产化。 　　目前，乐凯集团经过多年的努力，已经掌握了部分偏光片上关键材料的制造技术，乐凯与富士、柯达等有历史的竞争渊源，如果乐凯进入偏光片产业，这些公司非常敏感。因为乐凯是一家材料厂商，将在偏光片用的各种薄膜材料研究上突破国外企业的封锁，从根本上推动本土偏光片产业的发展。而日本日东、台湾力特是偏光片制造商，他们与富士与柯尼卡等不构成竞争关系。如果乐凯进入偏光片产业，就与富士与柯尼卡形成竞争关系，乐凯进入偏光片产业是要从偏光片的材料切入，从源头切入，相应地困难程度也可想而知。 　　所以，偏光片技术主要是材料以及成膜技术，大陆的偏光片成膜技术若要保证每一片都均匀、无粉尘，就非常困难了，成品的一致性也非常困难，也就是说规模是偏光片产业难点。把一片做成世界先进水平是可以的，但几万米都能保证品质和一致性，大陆企业目前还做不了。国内企业发展偏光片要过几关，第一要能做出来，第二要能够批量生产，第三要使客户批量使用，第四是成本。也就是要从工程样品到批量生产，从边缘客户进入主流市场，同时达到规模生产和降低成本，与国际产品竞争。 　　偏光片厂商除了要有上游偏光片基础材料厂商的配合，还要有下游面板厂商的合作，其中盛波携手华星光电实现偏光片国产化便是行业合作的典范。为更快更好地实现国产化产业链配套，华星光电和盛波光电于2012年10月就偏光片产品及相关服务等方面内容签署了合作备忘录。合作方式包括但不限于偏光片产品采购、服务采购、技术支持、技术交流、新产品共同开发等。同时，华星光电承诺，在同等产品和条件下，华星光电愿意优先采购盛波产品。2013年1月，深纺织第五届董事会第三十次会议审议通过了《关于2013年度日常关联交易预计的议案》。议案显示，本项关联交易为公司全资子公司盛波光电向华星光电出售偏光片产品，预计2013年度销售产品总金额不超过4亿元。 由此可见，在本土偏光片产业发展上，一定要找准切入点。整个本土产业链上下游通力合作，不仅偏光片厂商自身在偏光片领域潜心研发，而且还需要偏光片的原材料厂商及面板厂商的大力支持，来彻底解决偏光片供应链问题，才能提高我国TFT-LCD产业的竞争力。 　　政府方面也对国内偏光片产业进行扶持，并相继出台了多项优惠政策。如财政部、海关总署与国家税务总局发布《关于印发彩色滤光膜、偏光片生产企业进口物资范围及首批享受政策企业名单的通知》，决定自2012年6月1日至2015年12月31日，对符合国内产业自主化发展规划的彩色滤光膜、偏光片等属于新型显示器件产业上游的关键原材料、零部件的生产企业，进口国内不能生产的自用生产性原材料、消耗品时，免征进口关税，但须照章征收进口环节增值税。如图：偏光片企业进口原材料、消耗品一览表。 　 从以表中也可以看出，目前本土在偏光片原材料方面与国外的差距有多大。另外，偏光片人才匮乏，国家应着手改观这一现象。 国内市场发展趋势 　　在大尺寸面板产能逐步往国内转移的大背景下，国内高世代面板生产线将逐步实现量产，面板产出量有望从2010年的594万平方米，提升至2014年的2432万平方米。故此可推算偏光板的需求面积也将从2010年的1188万平方米，提升至2014年的6330万平方米，潜在需求提升约6倍。 　　国内偏光片巨大的需求形成鲜明对比的是，目前国内自有的大尺寸偏光片产能。2010-2012年，国内自有大尺寸偏光片供应产能几乎为零，预计到2014年，随着盛波光电和三利谱的产能释放，有望提升至近900万平方米，但仍仅为当时国内偏光片需求的19%。在国内偏光片如此低的自给率的推动下，全球偏光片的主体供应链有望逐步转向国内。 　　据韩国和台湾的经验，在面板产能逐渐转移到我国的情况下，偏光片产业的大规模进口替代即将到来。下游客户普遍有强烈意愿配套使用国产偏光片，中低档产品中国产偏光片已经占有相当比例。预计国内市场在未来3-5年内的年TFT偏光片需求量将超过6000万平方米，市场规模达到120亿元以上。

           数控系统 未来的发展方向将为推动机器人产业快速有序发展，在自动化和智能化的发展下，机器人在工业中应用越来越广泛，地位越来越重要，一个融合了机械、电子、传感器、计算机、人工智能等多领域技术的机器人，已经日益成为智能制造装备业发展的有利支撑。   　　其中数控机械系统里的传感器是用来检测机器人自身的工作状态，以及 机器人 智能探测外部工作环境和对象状态的核心部件，能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。          为了实现在复杂、动态及不确定性环境下的自主性，目前研制人员逐渐将视觉、听觉、压觉、热觉、力觉传感器等多种不同功能的传感器合理地组合在一起，形成机器人的感知系统，为机器人提供更为详细的外界环境信息，进而促使机器人对外界环境变化做出实时、准确、灵活的行为响应。 遵循五个通讯协议(Ethernet、Ethernet/IP、DeviceNet、Profinet和一个CAN-Bus接口)，通过LAN实现 远程控制 ，并且具有独一无二的接口兼容性，可以通过网页界面进行配置。它可以应用到产品测试、机器人组装、加工任务如打磨和抛光、机器人手术，以及康复和神经学等其它领域。因此可以用于自动化复杂装配、加工和完成过去人工或利用复杂的特殊机器才能完成的任务。   　　目前，要使数控机械系统信息融合体系化尚有困雄,而且缺乏理论依据，数控机械系统信息融合的理想目标应是人类的感觉、识别、控制体系,但由于对后者尚无一个明确的工程学的阐述，所以机器人数控机械系统融合体系要具备什么样的功能尚是一个模糊的概念。相信随着机器人智能水平的提高,亚之星数控机械系统信息融合理论和技术将会逐步完善和系统化。