10 四月
显示器

电子纸/电子墨水前置灯介绍

LCD 模块通常带有背光，因为它们是透射式的，而电子纸是反射式的，无需背光，因此在日光下也能完美使用。然而，电子纸在夜间也有应用需求，因此出现了一个新术语“前光”。这其中也包括与电子纸显示器相关的触控技术和层压技术的讨论。

电子纸触控前光模组结构

这是电子纸模组的整体示意图，上方红框表示触控贴合，下方红框表示导光组件，下方依次为EPD模组和EMR模组。触控贴合模组由盖板、传感器、柔性电路和OCA胶片组成。前光组件包括导光板、OCA胶片和含珠子的柔性电路。OCA胶片至少有三层，因此至少需要六道贴合工序。该组装方案设计为一种导光方式（导光板的点状图案）、两种发光方式（冷色和暖色，或者标准色域和高色域）、三种材料（导光板、传感器和OCA胶片的材料），以及至少六道贴合工序。

光导原理

本描述涉及一种前置照明系统的示意图，该系统利用类似齿轮的输入结构和底部的点状图案来控制来自侧面光源的光线。这些结构会折射或反射LED光线，改变其方向，使其均匀分布在整个导光板上。右图展示了从点（光源）到线（光带）再到导光板整个表面的这一过程。

色彩饱和度：导光板解决方案

与单色电子纸模块相比，彩色电子纸模块需要光线两次穿过RGB彩色滤光片，导致光损失严重，亮度降低，色彩也更淡。为了提升亮度，我们改进了导光板上的点阵图案。更小的点阵尺寸和角度调整提高了有效光反射率。点阵角度从50°调整到30°，经测试，光输出提升了10%。

 

色彩饱和度：LED 灯珠解决方案

另一种增强色彩饱和度的方法是使用LED灯。具体来说，就是使用蓝色LED芯片，激发红色和绿色荧光粉，使其产生各自的颜色。通过扩大这些相互作用发生的三角形区域，可以显著拓宽整体色域。在讨论的图像中，左侧由于这种效应而呈现出一些偏黄的色彩失真。尽管除了LED灯珠的类型外，其他方面都相同，但这却导致了截然不同的视觉效果。

 

OCA材料的影响

OCA材料：导光板带有点状结构，通常呈凹陷状。压合后，OCA会完全浸入导光板的点状结构中，对光学匹配和导光性能产生很大影响。左侧图像整体偏暗，测试数据中也体现了这一点，而右侧数据则整体偏亮。仅仅是OCA材料的差异就会导致这种差异，因此选择不同的OCA材料对于对应产品的压合至关重要。

 

传感器材料的影响

目前使用的传感器材料主要有ITO Film和Metal Mesh两种。在透明度方面，尤其是彩色电子纸对透明度的要求更高，彩色电子纸通常更倾向于使用Metal Mesh。ITO Film和Metal Mesh与单色电子纸配合良好，没有任何问题。

导光材料的影响

导光板的材料对其性能有显著的影响，因为不同的材料对点图案的有效性的影响不同。

如果您对前灯有任何疑问，请联系 我们的工程师.

 

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电子报

24 二月
显示器

电子纸简介

1.电子纸的概念

电子纸在断电状态下仍能保持显示，具有一定的记忆能力，具备传统纸张的大部分功能。电子纸的基材主要为聚酯化合物，表面涂有电路，通过外界电场的变化控制电路内电子胶囊的运动，改变文字和图像。电子纸具有功耗低、可弯曲等特点，显示效果细腻，视角广，阳光下可视性好，无盲区。

1999年，E Ink公司首次推出采用电子墨水的显示器。2007年，亚马逊发布第一代Kindle电子阅读器，搭载6英寸、4级电子墨水显示屏。从经典的黑白电子墨水显示屏发展到如今，已实现八原色全彩显示能力。相比传统显示器，电子墨水屏具有双稳态特性，仅在像素颜色变化时消耗电量，断电后屏幕仍能保留图像。而且，作为一种显示技术，电子墨水屏可以模拟印刷和在纸上书写的视觉体验。

2. 电子纸显示原理

电子纸的技术路线有多种，包括电泳显示技术（EPD）、胆固醇液晶显示技术（Ch-LCD）、双稳态扭曲向列液晶技术（Bi-TNLCD）、电润湿显示技术（EWD）、电流体显示技术（EFD）、干涉调制技术（iMod）等，其中以电泳显示技术最具代表性，已量产多年，工艺成熟，成本低，性能高，与传统纸张最为相似。

电泳显示技术是最早开发的类纸显示技术之一，其基本原理是利用外部电场控制液体中带电粒子的运动，当这些粒子移动到特定位置时，就会显示出不同的颜色。

电泳墨水技术，俗称电子墨水，是将电子墨水涂在一层塑料薄膜上，再在上面覆盖一层薄膜晶体管（TFT）电路，在驱动IC的控制下，形成像素图形，形成电子纸显示器（EPD）。与一般利用光发射产生图像的平板显示器不同，电子墨水屏幕主要采用电泳显示技术，依靠反射环境光来显示图像，使阅读更加舒适。而且，即使在阳光直射下，显示的图像仍然清晰，视角非常广，理论上可达180度。

 

3. 电子纸的构造

电子纸显示器 (EPD) 通常由防眩光玻璃、前光源、触摸功能、电子墨水膜、TFT 背板、控制器和电源管理器等组件组成。电子墨水膜通常由数百万个微胶囊组成。这些微胶囊包含带正电或负电的黑色和白色粒子。它们响应电场的变化而移动，使特定区域呈现黑色或白色，从而形成相应的像素图形。

E Ink元太科技微胶囊电子墨水技术的核心物质是电子墨水，主要由黑色染料和白色带电二氧化钛电泳粒子两部分组成。

电子粒子悬浮在染料中，排列均匀，运动随机，被透明外壳包裹，在外界电场作用下，白色粒子可以感应电荷，向不同方向运动，白色粒子聚集的一侧可以显示白色，而另一侧则显示染料的颜色，即黑色。电子纸就是利用这一原理，实现文字和图像的色彩过渡。

4. 电子纸材料

  • 基材：电子纸基板通常由塑料（例如聚酯薄膜）或玻璃制成。塑料基板具有重量轻和可弯曲的优点，适合制造可弯曲的电子纸。另一方面，玻璃基板提供更好的保护和耐用性。
  • 微胶囊材料： 微胶囊是电子纸的核心部件，通常由高分子材料制成，每个微胶囊内有黑色和白色颗粒，一般由炭黑或白色二氧化钛等材料制成，微胶囊的尺寸一般在几微米到几十微米之间。
  • 导电材料： 电子纸的透明电极一般采用氧化铟锡（ITO）或者其他导电材料，这些材料不仅导电性好，而且透明度高，能够有效传导电流，且不影响显示质量。
  • 油墨材料： 电子墨水中使用的颜料粒子通常由无机或有机材料制成，具有良好的分散性和稳定性，以保证显示图像的清晰度和寿命。
  • 保护膜： 为了提高电子纸的耐用性，通常会在电子纸表面涂上一层保护膜。这层膜有助于防止划痕和外部损坏，从而延长电子纸的使用寿命。

 

5. 电子纸制造流程

电泳墨水技术（通常称为电子墨水）是电子纸制造工艺的核心。该工艺涉及在塑料薄膜上涂一层电子墨水。然后将薄膜晶体管 (TFT) 电路层压到此涂膜上。在驱动器 IC 的控制下，这种布置有助于形成像素图形，而像素图形是电子纸显示器 (EPD) 的组成部分。这种方法可以精确控制和操纵微胶囊内的墨水颗粒，使显示器能够通过在电影响下重新排列这些颗粒来显示图像和文本。

为了控制生产成本，并考虑到电泳显示材料的特性，目前微胶囊电泳显示薄膜的生产方式多采用卷对卷涂布方式，此种制程可快速生产符合产品应用需求的显示材料，上图即为此种连续制程中薄膜材料卷的示意图。

6.电子纸的优点和缺点

· 产品优势

    • 低能耗： 电子纸的耗电量非常低，通常只在刷新显示时消耗电力，因此在待机模式下几乎不消耗任何电量。
    • 良好的可读性： 电子纸由于其反射式显示特性，在强光下也能保持良好的可读性，与传统纸张相似。
    • 轻巧灵活： 电子纸的轻便性和灵活性使其适用于各种便携式设备和柔性显示器。
    • 眼部舒适度： 电子纸可减少眩光和蓝光辐射，让长时间阅读更加舒适。

· 缺点

    • 收费标准： 电子纸的生产成本相对较高，这限制了它在某些低端市场的普及。然而，由于电泳显示技术（尤其是微胶囊显示技术）的制造工艺简单，采用与纸张生产类似的卷对卷涂布方法，预计其产量将逐年提高。随着产量和产量的提高，电子纸显示器的成本预计将逐年下降。与其他电子产品一样，电子纸显示器的价格可能会继续下降，随着成本的下降，各种新兴应用也将随之出现。
    • 刷新率较慢： 电子纸的刷新率相对较慢，不适合显示动态视频或快速变化的内容。为了满足双稳态的性能要求，电子纸显示技术牺牲了响应速度，更新时间长达数百毫秒，这对于视频应用而言是不够的。随着技术的进步，响应速度更快的电子纸材料已经出现，响应时间已缩短至数十毫秒，未来还有进一步改进的潜力，以满足客户的需求。
    • 全彩色化： 目前，电子纸显示技术大多以单色为主，彩色电子纸的成本较高，技术难度较大。目前，彩色电泳显示电子纸有两种实现方式：一是在黑白电子纸上加彩色滤光片；二是使用彩色粒子或染料，目前已有样品。但由于电子纸依靠反射光成像，因此与液晶屏幕的亮度和色彩准确度相比，电子纸屏幕显得有些暗淡。因此，彩色化是电子纸技术的革命性突破，目前已投入大量资源进行研发，彩色电子纸显示技术未来必将大有可为。
    • 耐用性： 电子纸虽然耐用性较好，但在高温高湿等极端条件下，电子纸的性能可能会受到影响。与传统阅读器不习惯将书卷起来不同，柔性电子纸显示屏的主要目的不是可卷曲，而是便携性和抗冲击性。柔性电子纸显示屏可以选择塑料基板作为背板。采用塑料基板的电子纸比采用玻璃材料的电子纸轻约 80%，厚度仅为约 0.3 毫米，满足了轻薄和抗冲击的需求。然而，塑料基板面临的最大挑战是其耐热性和化学稳定性，需要不断改进基板材料。

 

7. 电子纸的应用

  • 电子书阅读器： 电子纸最常用于电子书阅读器，例如亚马逊的 Kindle。由于电子纸具有与纸张相似的阅读体验，因此用户即使长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。

  • 广告牌和信息显示屏： 许多企业和公共场所开始使用电子纸作为广告牌和信息显示系统。电子纸在阳光下清晰且能耗低，非常适合长时间显示信息。

  • 智能标签： 在零售和物流领域，电子纸标签​​（如电子货架标签）应用广泛，可实时更新价格和产品信息，降低人工更新成本。
  • 可穿戴设备： 一些智能手表和健身追踪器已经开始采用电子纸显示技术，以延长电池寿命并提高各种光照条件下的可读性。

  • 教育设备： 电子纸技术正逐渐被应用于教育领域，例如电子试卷、学习平板电脑等，提供更灵活、更环保的学习方式。

 

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电子报

15 一月三十一日
显示器

液晶显示器ESD标准及改进

IEC 61000-4-2 是国际电工委员会 (IEC) 制定的电磁兼容性 (EMC) 标准，专门用于测试抗静电放电 (ESD) 能力。该标准旨在评估和验证电子设备和系统抵抗静电放电的能力。它定义了静电放电测试程序和各种测试级别。

1. IEC 61000-4-2 测试级别

IEC 61000-4-2 标准定义了两种主要放电类型：

1)接触放电：通过与设备接触的测试电极将静电放电直接施加到设备上。

空气放电：通过将测试电极靠近设备（非直接接触）来施加静电放电。

每种放电都有不同的电压测试等级，以模拟各种环境中可能遇到的静电放电强度。IEC 61000-4-2 中定义的标准测试等级如下：

接触放电水平：

  • 1级：2kV
  • 2级：4kV
  • 3级：6kV
  • 4级：8kV
  • 特殊等级：>8kV（用户可根据实际需要定义更高的电压等级）

空气排放水平：

  • 1级：2kV
  • 2级：4kV
  • 3级：8kV
  • 4级：15kV
  • 特殊等级：>15kV（同样，用户可以根据实际需要定义更高的电压等级）

仅对于 LCD 显示器，最高测试为 4 级。

 

2.测试程序

在实际测试过程中，设备必须经过一系列规定的静电放电操作，以确保其能够承受预期的静电放电环境。具体测试程序包括：

1) 选择测试级别：根据设备预期的使用环境，选择合适的测试级别（1级至4级，或更高的特殊级别）。

2) 设置测试设备：使用 IEC 61000-4-2 标准规定的静电放电枪和其他必要的测试设备。

3）放电方法：

  • 接触放电：让放电枪尖端与设备的金属部件直接接触。
  • 空气排放：将放电枪的尖端靠近设备的非金属部件，逐渐靠近直至发生放电。

4) 重复放电：通常，每个测试点需要进行多次放电（通常 10 次或更多），以验证设备在所有测试点上的静电放电抗扰度。

5) 观察与记录：每次放电后，观察设备的反应（如重启、数据丢失、功能失效等）并记录测试结果。

 

3.液晶屏ESD测试失败的主要现象

当液晶屏未通过 ESD（静电放电）测试时，通常会出现以下现象：

1）屏幕 闪烁 or 闪烁：由于静电放电引起的不稳定性，显示屏可能会间歇性闪烁或闪烁。

2）永久性 显示伪像：屏幕上可能会出现永久的线条、斑点或扭曲，表明 LCD 面板或电路已损坏。

3) 屏风 冻结：显示器可能会冻结或无响应，需要重新启动或电源循环才能恢复。

4) 色彩失真：屏幕上的颜色可能会失真或不正确，这可能是由于显示驱动器或其他电子元件损坏造成的。

5) 显示功能丧失：屏幕可能完全空白或无法显示任何图像，这表明屏幕内部组件出现更严重的故障。

6) 触摸功能故障 （如果适用）：在触摸式 LCD 屏幕中，发生 ESD 事件后，触摸功能可能会变得无响应或不稳定。

7) 意外重启：由于 ESD 影响设备的电源管理或控制电路，设备可能会意外重启。

8) 数据丢失或损坏：可能会丢失或损坏数据，特别是当 ESD 影响内存或存储组件时。
这些现象表明液晶屏或其相关电子设备已受到静电放电的损害，需要进一步调查，并可能需要额外的屏蔽或电路保护。

 

4. 静电放电（ESD）改善措施

1）设计阶段的预防措施

a. 板级设计

  • 地平面设计：确保 PCB 具有完整的接地平面，以增强其抗干扰能力。坚固的接地平面有助于为电流提供低阻抗路径，有效降低噪声并提高电路板的整体电磁兼容性 (EMC)。
  • ESD保护装置：在关键信号线上添加 ESD 保护器件，例如 TVS（瞬态电压抑制）二极管和 ESD 保护电容器。这些元件有助于钳制电压尖峰并安全地消散 ESD 能量，保护敏感电路免受损坏。
  • 信号返回路径优化：优化信号返回路径，以最大限度地减少通过关键电路的 ESD 电流。正确设计的返回路径可确保 ESD 电流远离敏感区域，从而降低电路损坏的可能性并提高整体 ESD 弹性。

b. 外壳设计

  • 导电涂层：在塑料外壳内部涂上导电涂层，以提供屏蔽效果。该涂层有助于阻挡和消散静电放电 (ESD)，保护内部组件。
  • 金属外壳接地：确保金属外壳正确接地，为 ESD 放电提供有效路径。良好的接地有助于安全地将静电从敏感电子设备上消散。
  • 增加TFT LCD金属框架与产品PCB之间的接地面积：扩大 TFT LCD 金属框架与产品 PCB 之间的接地面积。这有助于创建更有效的 ESD 路径，并提高设备整体对静电放电的免疫力。
  • 增加外壳和 TFT 触摸屏之间的浮动间隙：增加外壳和 TFT 触摸屏之间的浮动间隙。更大的间隙可以提供更多空间让潜在放电消散，而不会影响敏感元件，从而有助于最大限度地减少 ESD 对触摸屏的直接影响。

2）布线及布局优化

  • 关键部件的保护：将敏感组件放置在可能接触 ESD 的区域之外，例如按钮、连接器和接口。这可降低 ESD 到达这些组件并造成损坏的风险。
  • 短接地线：尽量缩短接地线的长度，以降低接地电阻和电感。较短的接地路径为 ESD 电流消散提供了更有效的路径，从而提高了整体保护效果。
  • 隔离区：在 PCB 上创建专用的 ESD 保护区，将敏感电路与可能接触 ESD 的区域隔离。这可能涉及添加屏障、接地平面或保护线，以保护关键组件免受潜在放电路径的影响。

3）过滤和缓冲

  • 滤波电容器：在关键信号线添加滤波电容，以吸收 ESD 脉冲。
  • 串联电阻：将小电阻与信号线串联以限制 ESD 电流。

4）过滤和缓冲

  • 滤波电容器：在关键信号线上添加滤波电容，吸收ESD脉冲。
  • 串联电阻：将小电阻与信号线串联以限制 ESD 电流。

5）屏蔽和接地

  • 屏蔽罩：在液晶显示器上安装金属或ITO（氧化铟锡）屏蔽罩，以减少ESD的直接影响。
  • 接地路径优化：确保屏蔽罩、导电涂层和金属外壳具有良好的接地连接，以形成低阻抗的 ESD 放电路径。

6）接口和按钮保护

  • 接口保护：在显示屏的输入输出接口处添加ESD保护器件，如TVS二极管。
  • 按钮保护：为按钮设计适当的屏蔽和接地，以减少通过它们传导的 ESD 干扰。

7）电源和地线处理

  • 隔离变压器：使用隔离变压器将电源部分与信号部分分开，降低ESD通过电源传导的可能性。
  • 地面线路处理：在电源输入端添加共模电感器和滤波电容，以减少ESD通过电源线传导的可能性。

8）产品测试和验证

  • ESD 枪测试：使用 ESD 枪进行模拟测试，找出薄弱环节并实施纠正措施。
  • 重复验证：在不同环境下进行重复的ESD测试，以确保纠正措施有效。

9）材料选择

  • 防静电材料：为显示器外壳选择具有防静电性能的材料，例如防静电塑料。
  • 导电胶：按键及接口处采用导电橡胶，增强防静电能力。

 

5.具体改进示例

1）监视器接口的 SD 保护

为了保护显示器上的 HDMI、VGA、USB 和其他接口免受 ESD（静电放电）的影响，请考虑以下保护策略：

  • 并联 TVS 二极管：在 HDMI、VGA、USB 和其他接口的信号线上并联安装瞬态电压抑制 (TVS) 二极管。TVS 二极管有助于钳制由 ESD 引起的电压尖峰，保护敏感电路免受高压浪涌的影响。
  • 添加小电容器：在接口附近放置小电容，形成低通滤波器。这些电容有助于吸收和滤除高频 ESD 脉冲，进一步保护显示器的内部元件。

 

2）按钮的 ESD 保护

为了保护按钮免受静电放电 (ESD) 的影响，可以采取以下措施：

  • 导电橡胶垫：在按钮和电路板之间放置导电橡胶垫，以确保按下按钮时有效接地。导电橡胶为 ESD 提供了一条安全消散到地面的路径，降低了电路损坏的风险。
  • 串联电阻：在按钮线上串联小电阻。这些电阻有助于限制可能流入电路的 ESD 电流，通过减少 ESD 脉冲的影响为敏感元件提供额外保护。

3）电源线的ESD保护

为了防止通过电源线的静电放电（ESD），可以采取以下措施：

  • 共模扼流圈：在电源输入端安装共模电感器。这些电感器有助于抑制共模噪声并减少可通过电源线传导的 ESD 能量。
  • X/Y 电容器：在电源输入端使用 X 和 Y 电容来滤除通过电源线传导的 ESD 脉冲。X 电容跨接在线路和中性线之间，而 Y 电容连接在线路/中性线和地之间。它们共同构成一个有效的滤波网络，以吸收和缓解高频 ESD 脉冲。

4) 带 RC 电路的复位引脚

为了保护复位引脚免受 ESD 的影响并确保稳定运行，可以添加 RC（电阻-电容）电路。建议的元件值为：

  • R1 = 1kΩ（1千欧姆）：该电阻有助于限制流向复位引脚的电流，从而缓冲由于 ESD 引起的突然电压尖峰。
  • C1 = 0.1 µF（微法拉）：该电容器充当滤波器，平滑任何快速的电压变化并为复位信号提供稳定性。
  • C2 = 0.047 µF（微法拉）：可以并联一个额外的电容器来进一步完善滤波，确保复位引脚不易受到高频噪声和 ESD 脉冲的影响。

该 RC 电路有助于消除复位引脚的抖动，并提供额外的保护以防止静电放电和瞬态电压波动。

5）添加 ESD 环

建议在静电接触点处添加 TVS ESD 保护器件，利用其防静电特性，形成 ESD 放电路径，增强保护效果。此外，在面板上添加静电放电环 (ESD 环)。该环为静电放电提供了接地路径，从而保护 VCOM 和 Gate 线免受潜在损坏。

 

6）在每个 VCOM 点添加一个 TVS

建议在每个 VCOM 点添加 TVS（瞬态电压抑制）二极管，以增强 ESD 保护。具体来说，使用雷茂电子的 DFN0511 封装的 ULC1006CDN。该组件已成功应用，并在众多显示器客户中表现出令人满意的效果。

7）面板上裸露的走线

在面板上任何裸露的线路上涂抹绝缘胶或胶带。这有助于防止意外短路并保护线路免受 ESD 损坏。

8) 未使用的引脚

未使用的引脚不应悬空；相反，应将其连接到 MVDDL（最小电压差分数字逻辑）。这可防止悬空引脚拾取噪声或导致电路出现意外行为。

9）软件复位

实现软件重置功能。通过将软件重置为已知的良好状态，系统可以从 ESD 事件或其他问题导致的意外情况或故障中恢复。

10）示例：汽车液晶显示屏

问题描述：在静电放电 (ESD) 测试期间，屏幕在 ±6 kV 接触放电下通过，但在 ±8 kV 空气放电下失败。

分析：液晶屏与主控通过线材连接，接口类型为LVDS（Low-Voltage Differential Signaling，低压差分信号）。目前大屏主要采用LVDS和VBO（Video Bus Output，视频总线输出）差分接口，这种接口对共模干扰有较好的抑制作用。测试中发现的屏幕闪烁现象，可能是LVDS线受到干扰导致的。对LVDS线每条信号线施加500V-1000V的接触放电，发现在两对差分时钟线上，在500V-1000V时均出现屏幕闪烁现象。由此可以确定差分时钟信号特别容易受到ESD干扰。

解决方案：在LVDS线上增加铁氧体磁珠（磁环），增加磁环后再次进行ESD测试，测试通过。所选用的铁氧体磁珠频率阻抗特性曲线如下：
[若有可视格式的铁氧体磁珠的频率阻抗特性曲线，请在此处注明。]
通过使用这些铁氧体磁珠，可以显著降低对 ESD 干扰的敏感性，从而稳定差分时钟信号并防止屏幕闪烁。

11）不同外壳的防静电方法

TFT LCD 显示器很容易受到电磁干扰 (EMI) 和静电放电 (ESD) 的影响，尤其是当它们具有内置触摸屏时。关于 ESD，TFT LCD 显示器齐平安装在设备外部。放电可以到达 LCD 框架的边缘，并且不会被产品外壳完全消散。

更详细地讲，LCD 屏幕的框架通常连接到产品 PCB 的信号接地 (GND)。因此，任何放电电流都可能流入设备电路板。解决方案取决于最终产品的外壳是导电的还是非导电的。

  • 导电（金属）外壳：确保 LCD 框架和边框台阶边缘之间的所有表面均紧密电连接。使用透明导电涂层，例如 ITO（氧化铟锡），表面电阻率延伸至边框台阶边缘。
  • 非导电外壳：提供TFT LCD显示屏作为ESD的入口点。使用屏蔽扁平电缆将LCD框架连接到PCB接地；增加产品外壳和LCD显示模块之间的绝缘间隙（浮动）。

12）示例：白屏/蓝屏问题

白屏或者蓝屏是指模块的屏幕只显示背光，就像刚开机时一样，即使调整对比度也没有任何反应。
该问题是由于模块的电源线（VDD 或 VSS）或 RESET 信号线在工作过程中受到干扰，导致模块复位，从而导致模块内部寄存器初始化，显示屏关闭。

解决方案：

  • 如果干扰来自于电源线，建议在 VDD 和 VSS 电源线之间尽量靠近模块的地方添加去耦电容（10µF）和滤波电容（0.1µF/0.01µF）。
  • 如果干扰在RESET信号线上，建议在RESET信号线与VSS之间尽量靠近模块处增加滤波电容（容值为0.1µF或者0.01µF）。
    电容值的选择应根据实际测试结果来确定。

13) 显示屏显示不正确的字符或随机像素（数据错误），只能通过电源循环解决

该问题是由于控制信号受到干扰，导致寄存器参数被修改，一般在显示数据时，没有对主工作寄存器参数进行重复写入，从而导致上述问题。

解决方案：
如果传输线上存在干扰：

  • 使用铁氧体磁珠，或者用锡箔或薄铜片等材料屏蔽线路。
  • 改变传输线的布线，避开有干扰的区域。
  • 缩短传输线的长度或添加线路驱动器以增加驱动强度并提高抗噪能力。

14）找不到干扰点或电路预防措施不足以消除干扰时该怎么办？

如果无法识别干扰或电路预防措施无法防止其影响，请考虑以下解决方案：
定期寄存器初始化：不使用RESET信号，直接对寄存器进行操作进行初始化。如果发生崩溃且无法恢复，请使用RESET信号进行初始化。但这可能会导致正常显示时屏幕闪烁。为确保正常显示不受初始化影响：
a. 使用寄存器读取数据进行初始化：以从寄存器读取的数据，比如读取显示状态字或者特定的SRAM单元数据，作为判断是否需要初始化的依据。
b. 使用带背光控制的负显模块：对于带负显的模块，不使用时请关闭背光，这样不容易看清显示内容。当需要观察显示内容时，请打开背光，以此时刻作为重新初始化模块的时机，不太引人注意。

15）产品外壳（特别是产品面板）静电干扰测试导致模块白屏或显示错误

这种干扰主要是因为模块的金属框架或玻璃干扰了模块的电路。为了改善这种情况，请考虑以下方法：

  1. 将模块的金属框架接地。
  2. 将模块的金属框架连接到VSS（电路地）。
  3. 让模块的金属框架保持浮动（不连接任何东西）。
  4. 在模块的金属框架和金属外壳之间添加绝缘垫；绝缘垫越厚，静电的减少越多。

这四种方法都应该在实际产品中进行测试，以确定哪一种方法最有效。

16）无外界干扰源也会出现白屏或显示错误
这种情况也属于干扰，但属于系统内部干扰，主要由软件冲突引起。第一步是确定干扰发生的模式。此类问题更有可能发生在模块写入过程中，导致模块冻结或显示错误。
而婴儿腹泻的基本病因又包含以下几个方面：

  • 模块操作（I/O寻址模式）期间中断例程干扰，导致修改控制信号或数据等错误操作，这可能导致模块冻结或显示不正确。
    解决方案：操作模块时禁用中断响应，以防止在关键过程中受到干扰。

17）示例：使用TFT显示屏，产品底盘为金属材质，进行8000V静电放电（ESD）测试，导致显示屏显示乱码。重置和重新初始化模块无效，必须关闭电源并重新启动设备才能恢复正常运行。行业规定不允许底盘接地。
解决方案是将金属底盘换成丙烯酸（有机玻璃）外壳，并在主软件程序中添加定时循环刷新（初始化）程序。在 ESD 测试期间，当 LCD 模块因静电放电而重置时，刷新（初始化）程序会纠正该问题，只会导致短暂闪烁，然后恢复正常运行，从而通过测试。

18）示例：采用TFT显示屏，对产品底盘进行8kV静电放电（ESD）测试，导致模块无显示
为了改善这种情况，在模块的电源引脚上增加了一个 330μF 电容和一个浪涌保护二极管 (P6K1)，在驱动电源的输出 (VOUT) 上也增加了一个 330μF 电容。这些措施显著改善了这种情况。此外，模块的金属框架与底盘绝缘，保持 2mm 的间隙，这有助于通过 ESD 测试。
然而，尽管进行了这些改进，仍然偶尔会出现无显示的情况。为了彻底解决这个问题，我们在程序中增加了一个定期初始化例程，用于重置模块并从干扰中恢复。这彻底解决了显示干扰问题。

19）例：使用TFT显示器，在系统主电源线上施加4kV、150Hz正脉冲群干扰信号试验时，显示器出现乱码
针对此问题，我们在液晶模块接口处的电源线上增加了浪涌吸收器，并减少了冗余传输线的长度，这些措施使得系统通过了测试。

20）开关柜上使用TFT显示屏，受高压电磁干扰，模块无显示
为解决该问题，我们将系统电源更换为隔离电源，在模块的/RESET引脚接入0.01μF电容，断开模块金属边框与VSS的跳线，并加装绝缘垫，将模块金属边框与开关柜隔离。

21) TFT 显示屏与系统主板之间的连接线长度超过 700mm。在重复写入图形数据时，图形的右侧会逐步复制图形数据的最右字节

模块接口的输入信号波形测量结果良好，/WR = 0 宽度为 2μs。在接口信号中添加电容和上拉电阻后，波形没有明显改善。缩短电缆和添加铁氧体磁珠后波形明显改善，但并未完全解决问题。
在/WR信号线中插入施密特触发电路（74HC14）后，问题彻底解决。另外，在/WR信号线中插入680Ω电阻，也能彻底解决问题。

22）示例：LCD 显示屏出现蓝屏

在 ESD（静电放电）测试中，一台工业显示器每次在网络端口、USB 和串行端口以 ±6kV 进行测试时都会出现蓝屏，导致系统崩溃。它会在电源循环后自动恢复，但测试未通过。该板之前曾进行过多次设计修改，重点是接地、滤波和隔离，但这些都无法解决问题。因此，这次采取了一种诊断和纠正根本原因的策略，以识别和解决系统的弱点。
分析与解决方案：
根据观察到的现象，怀疑是CPU功能单元受到干扰，对核心子板（CPU模块电路）引脚进行分析，结合实践经验和信号功能性，发现信号特别敏感，容易受到ESD干扰。
为了识别 ESD 敏感信号，我们使用 ESD 枪对核心子板上的各个信号针脚施加 100V、300V、600V 和 1000V 的接触放电。在这些测试中，问题没有再次发生，从而排除了这些信号是问题的根源。
对核心子板上敏感电路的进一步分析表明，当对敏感的 DDR_CLK 信号施加 100V 接触放电时，问题始终会重复出现。每次施加放电时，问题都会重现。DDR_CLK 走线宽度为 4 mil，设计中没有测试焊盘，这限制了可用的缓解选项。
为了确定静态电磁场是否影响 DDR_CLK 时钟信号，将接地的金属线直接放置在 DDR_CLK 走线上方，并使用 ESD 枪以 6kV 电压对接地线的铜片进行放电。该问题在五次放电内重现，证实 ESD 的电磁辐射影响了 DDR_CLK 信号和 DDR 组件。
分辨率 ：
在确认电磁辐射影响核心板上的DDR模块，导致ESD问题再次发生后，我们用铜箔屏蔽并接地核心板区域，保护敏感的DDR信号和模块。屏蔽核心板模块后，对IO接口进行±6kV、8kV、10kV接触放电，每个测试连续放电40次。系统继续正常运行，表明问题已得到解决。
原因分析：
进一步验证发现影响整个系统的ESD是由于辐射耦合或电容耦合引起的，分析静电放电路径为：IO接口→单板PGND→金属背板→金属机箱→机箱盖→地线。
该路径解释了 ESD 如何影响敏感组件，证实了需要额外的屏蔽和接地来防止干扰。

当机箱盖未拧紧在金属机箱上或机箱盖未安装到位时，观察到没有静电放电（ESD）问题。这排除了辐射耦合的问题。在这种情况下，ESD放电路径如下：IO接口→单板PGND→金属背板→金属机箱。这表明核心板上敏感的DDR区域与机箱盖之间存在静电电容耦合（因为它们彼此非常接近），如下图所示。

综上所述，整个系统核心子板上的静电耦合简化模型如下图所示：

诊断时，在核心子板增加屏蔽罩后，此时的静电耦合模型如下图所示。
从图中可以看出，在核心子板上加装屏蔽罩后，机箱后盖的静电能量会直接耦合到金属屏蔽罩上，再通过屏蔽罩的接地针脚泄放到地上，从而避免了ESD直接耦合到DDR敏感模块上，解决了该问题。
综合以上分析，此次ESD问题是由于机箱后盖的静电干扰通过电容耦合到DDR模块电路引起的。
由于核心子板为客户公司的平台产品，模块上的DDR电路敏感度较高，因此建议无论在测试还是量产时，都使用屏蔽罩对敏感的核心子板模块进行保护，该方案简单有效、可靠。

 

23）LCD 显示器的 EMI 保护

主要方法是屏蔽容易受到EMI影响的元件。
a. 对于触摸控制器和LCD驱动IC等敏感元件，使用EMI屏蔽织物提供单面或双面保护。
b.由于部分液晶屏会发出高频信号，因此可以在底部采用金属框架，在顶部采用ITO（氧化铟锡）层进行屏蔽。

 

22 十一月
控制板, 显示器

两轮电动车触摸屏对触摸控制器的独特要求

尽管关于交通运输未来的无数文章都聚焦于四轮电动车，但越来越多的出行方式更加依赖经济型两轮电动车，包括踏板车、重型摩托车、电动摩托车、电动轻便摩托车和电动自行车。这些两轮电动车遵循了四轮电动车的设计趋势，采用触摸屏进行控制，取代了物理旋钮、按钮和机械表盘。

采用触摸屏使两轮电动车设计师能够设计出外观时尚、布局灵活、设计时尚的车型。它还可以根据不同车型甚至个别车辆轻松定制。用户友好的菜单系统可以满足两轮电动车更复杂的控制、显示和功能要求，同时还可以实现导航、信息娱乐系统、远程支付和车辆安全等增值功能。

两轮电动车的触摸屏经常暴露在恶劣的户外环境中，容易受到雨、雪、灰尘或沙子的影响。在炎热的气候下，这些车辆有时可能会停在阳光直射下，受到强烈的紫外线和红外线辐射。此外，它们还容易发生事故或被故意损坏。

考虑到这些因素，两轮电动车的触摸屏最好具有 IP65/68 防护等级和厚盖玻璃，以保护底层触摸传感器和 LCD 或 OLED 显示屏组件。为了防止阳光和紫外线辐射造成的损害，需要使用紫外线/红外线滤光片，并应使用防反射/防眩光涂层，以增强所有照明条件下的屏幕可见度。

因此，显示屏堆栈需要采用厚的多层设计。然而，每增加一层，手指和电容式触摸传感器之间的距离就会增加，这让准确检测屏幕表面的触摸输入变得更加困难。

在寒冷地区，驾驶员经常戴着厚手套操作触摸屏，这进一步增加了手指与触摸传感器之间的距离。此外，在潮湿的天气里，屏幕上的雨水或雪水也会导致误触或漏输入。

高品质的触摸屏不仅必须可靠地跟踪手指在屏幕上移动的路径，还必须准确检测在潮湿条件下戴着厚手套做出的多指手势，从而实现地图导航等功能。触摸屏需要满足各种环境要求，对触摸屏控制器 IC 提出了严格的要求，必须解决以下设计挑战：

更厚的显示屏堆栈

触摸屏控制器必须支持高度的灵活性，以适应显示屏堆栈中触摸传感器上方的各个层。需要采用等效厚度为 10 毫米或更大的先进技术，从而能够使用防反射和防眩光涂层，以及 4 毫米厚的盖玻璃，并允许戴着 3 毫米厚的手套进行操作。或者，触摸屏设计师可以在屏幕和玻璃之间留出一个气隙，以便在损坏时更换顶部玻璃层而无需更换整个显示屏。然而，厚度的增加使触摸屏控制器更难以准确检测和解码触摸输入。控制器必须迎接这一挑战。

可靠的触摸性能

两轮电动车在其使用寿命的大部分时间里通常在户外使用。触摸屏控制器算法必须防止水滴被误认为触摸，仅检测手指或戴手套的手的输入。电容式感应还必须区分导电清洁溶液（如漂白剂）及其与水的混合物，确保不会发生误触摸。

功能安全

全球各地的两轮电动车都需要功能安全功能来保护使用触摸屏的骑手。骑行过程中的导航和免提通话等功能可能会分散注意力。屏幕可能需要符合 ISO 26262 (ASIL-B) 等安全标准。控制器必须提供自检功能、文档和指南以支持认证。

安全性

在租赁场景中，触摸屏可用于输入 PIN，授予租车人车辆访问权限。它们还支持通过信用卡或智能手机进行非接触式支付。触摸屏控制器必须包含加密和固件身份验证，以确保数据隐私。

噪音抗扰度

驱动电动机的动力系统电路会产生辐射和传导电磁噪声。基于开关电源的充电器会将噪声引入车辆电源线，照明系统也可能导致传导噪声。甚至 LCD 或 OLED 面板也会发出电磁干扰。如果没有适当的噪声控制，这些源可能会降低触摸屏的功能。控制器必须包含噪声过滤算法，以避免误激活，尤其是在运行期间。

Microchip 的 maXTouch® 触摸屏控制器

Microchip 的 maXTouch® 系列配备了满足这些严格要求并增强触摸屏体验的功能。主要功能包括：

  • 支持2至34英寸各种宽高比的屏幕。
  • 兼容厚度达 10 毫米的厚盖玻璃以及 0.2 毫米或更大的气隙。
  • 通过 5 毫米厚的手套（例如滑雪手套或摩托车手套）进行精确的触摸检测。
  • 防潮，防止由水滴、水流、3.5%盐水或清洁溶液引起的误触摸。
  • 加密消息和隐藏的 PIN 配置。
  • 与NFC（近场通信）技术的互操作性。
  • 高传导噪声抗扰度（通过 A 级 IEC 61000-4-6 认证）。
  • 自我诊断和报告功能。
  • 支持 Linux®/Android™ 操作系统。

结语

两轮电动车的设计与四轮车非常相似，非常复杂。设计师不断添加新功能以满足不断变化的消费者期望。增强型触摸屏由功能强大的触摸屏控制器支持，可提供将这些功能集成到车辆设计中所需的灵活性。通过满足独特要求并精心选择触摸屏控制器，可以有效满足两轮电动车设计的需求。

22 十一月
控制板, 显示器

显示屏不亮怎么办？

解决显示屏无法打开问题的步骤摘要

步骤1：
提供原理图及测试程序，一般95%的客户都能根据信息点亮显示屏。

步骤2：
如果显示器仍然无法打开，客户需要确定问题出在硬件还是软件上。此时，最好向客户提供一个演示单元。这可以帮助客户确认显示器本身没有损坏，并大大有助于他们的故障排除过程。

步骤3：
如果问题仍然存在，客户可以与工厂工程师分享他们的原理图设计和软件，以便进行审查，以找出任何潜在问题。此步骤应该可以解决 99% 的问题。

步骤4：
如果完成上述步骤后显示屏仍无法打开，客户可以将其设计的电路板发送给工厂工程师以获得进一步的故障排除帮助。

注：有些客户会把他们使用的 MCU 或者评估套件（例如开发板）发给我们，要求我们提供设计建议。但这非常具有挑战性。市场上的 MCU 种类繁多，我们工程师想要熟悉所有 MCU 是不现实的。

例如，这类似于我们的工程师擅长修理丰田汽车，但客户开着特斯拉汽车过来要求诊断的情况。工程师需要花费大量时间来研究和理解新系统。

以下是该问题的详细描述：

我们经常会收到这样的客户邮件：
“我无法让显示器正常工作。我该怎么办？”

在对无法打开的显示屏进行故障排除时，问题通常分为两类： 硬件 or 软件.

硬件：

配置问题

LCD 屏幕通常有很多引脚，工厂可能已经实施了特定的配置。仅仅依靠数据表来排除故障有时会非常困难。客户不仅需要熟悉 LCD 驱动程序，还需要处理组件配置或故障，这有时会让他们感到沮丧。

适当的文档和详细的示意图对于帮助客户克服这些硬件挑战至关重要。

由于我们的工程师已经成功点亮了显示屏，最简单的解决方案是向客户提供我们显示屏测试设置的示意图。这样我们配置显示屏和组件的方法一目了然。

虽然客户的 MCU 可能与工厂测试时使用的 MCU 不同，但它们的功能通常相似。共享此原理图有助于客户在故障排除过程中避免不必要的弯路。

该示意图通常如下所示：

当一切看起来都正确时，但显示 仍然不亮：

有时，即使所有配置都正确，显示器仍然无法打开。这可能是由于常见的物理问题造成的，例如：

  • 显示屏损坏 （例如由于处理或制造缺陷）。
  • FPC（柔性印刷电路）撕裂，从而破坏电气连接。
  • 静电放电（ESD）损坏，这可能会破坏敏感元件。

对于精密、高精度的显示器，建议至少保留两个备用单元，以避免因损坏而导致停机。

如果显示屏仍然无法工作，客户应该考虑购买我们的 演示板 or 评估板. 这些提供了预先测试的可靠参考设计，大大缩短了客户的开发周期，并帮助他们确定问题出在他们的设置还是显示器本身。

 

软件（固件）

对于某些显示器，配置可能非常复杂，尤其是寄存器配置等设置。这些设置通常需要细致的理解和编程，甚至工厂工程师也偶尔会犯错误。

好消息是， 集成电路制造商 通常提供 示例代码 和 库文件，可处理最复杂的任务。通过包含库文件，工程师可以简化其工作流程：

c

复制代码

＃包括

这样就可以将 IC 制造商的预定义设置导入到程序中。之后，工程师只需定义界面和所需的功能即可。

对于不熟悉我们使用的IC的客户，最好提供 样例代码 从我们的产品测试中获取更多信息。这有助于他们避免不必要的弯路，并大大简化他们的开发过程。

示例代码可以以.txt文件、.h（十六进制文件）或其他格式提供，所有这些都可以为客户带来有用的参考。

示例代码通常如下所示：

或者（使用编译器 IDE 时）

通过上述硬件和软件支持，95% 的客户可以解决问题。但是，有些客户可能仍然无法点亮显示屏。这可能表明客户的主板存在问题。

支持客户的主板对工厂来说是一项挑战，主要是因为他们使用的控制器种类繁多。工厂工程师需要投入大量时间彻底研究客户的控制器和 PCB 接线。

也就是说，如果工厂工程师熟悉常用的控制器，例如 51系列, STM32 系列或 Arduino 系列，他们也许能够提供帮助。

如果工厂工程师了解客户的 MCU，他们可以通过以下方式提供有针对性的支持：

  • - 连接方式 MCU与LCD之间（如下图所示）。
  • 相应 样例代码 进行具体设置。

请注意：

  1. 演示板和评估板（评估套件）之间的区别：
    • 演示板：
      专为工厂演示显示功能而设计。客户无法修改图像或显示配置，或者很难修改。
    • 评估板：
      更加灵活，因为它允许客户编程和上传自己的图像，甚至修改显示设置。目前，我们提供两种价格实惠的评估板：

      • 爵士乐-MCU-01：
        设计用于驱动具有 SPI、I2C、8 位或 16 位 MCU/TTL 接口的显示器。工厂可以预加载客户提供的图像，或者如果客户熟悉 AGU 的产品，他们可以上传自己的图像。
      • 爵士-HDMI-01:
        设计用于驱动具有 RGB、LVDS 或 MIPI 接口的显示器。由于它使用 HDMI，客户可以将其连接到计算机以直接查看所需的图像和视频。
  2. 软件（代码）和固件之间的区别：
    • 固件：
      固件也是代码，但用于硬件的较低级别。它通常涉及很少更改的基本硬件设置。例如，在触摸控制 IC 中，出厂设置的固件通常包括触摸灵敏度和温度曲线等设置。
    • 代码（软件）：
      软件建立在固件之上，通过实现高级功能来增强硬件的功能。它允许用户进行特定的自定义和更高级别的操作。
11 十一月
控制板, 显示器

嵌入式触摸显示驱动芯片（TDDI）简介

TDDI（触摸和显示驱动器集成）技术将触摸功能与显示驱动器集成在单个芯片中，简化了显示结构并提高了性能。在 TDDI 技术中，触摸传感器通常直接集成到显示面板的玻璃基板中，从而形成一体化触摸和显示解决方案。

具体来说，TDDI 技术将触摸传感器嵌入到显示屏的彩色滤光片基板和偏光片之间，将触摸传感器定位在显示屏的玻璃层内。这种高集成度使显示和触摸功能以精简的形式实现。这种设计使显示屏更薄，边框更窄，屏占比更高，并简化了供应链。结构如下：

  1. - GFF（玻璃-薄膜-薄膜） 方案采用显示和触摸分离的结构，显示和触摸是独立的模块。
  2. - 在细胞 该方案将触控传感器嵌入到彩色滤光片基板与显示屏偏光片之间，将触控传感器定位在显示屏玻璃上，使显示屏与触控模块合二为一，但IC与FPC仍保持分离，采用两种不同的设计。
  3. - TDDI 该解决方案将触摸传感器完全集成到显示器的TFT面板中，将显示和触摸模块、IC和FPC统一到单个设计中。这是一个高度集成的显示和触摸功能解决方案。

TDDI方案因集成度高，具有屏幕薄型化、降低成本、简化供应链等优势，已成为智能手机LCD屏幕的主流方案，截至2020年，LCD TDDI方案在智能手机显示及触控应用占比已超过50%。

智能手机TDDI显示技术的发展趋势包括 高刷新率、窄边框、高功能集成.

（1）高刷新率的优势

  1. 减少图像显示中的闪烁和抖动，有助于缓解眼睛疲劳。
  2. 增强游戏应用中的动态场景，减少快速移动过程中的模糊和屏幕撕裂。
  3. 提高屏幕转换或滚动时的流畅度，最大限度地减少图像和视频中的模糊和重影。

TDDI IC 的要求： 为了支持高刷新率，TDDI IC需要更快的MIPI数据接收、更高的振荡频率（OSC）、更强的驱动能力以及更快的响应和处理速度。

全高清 LTPS TDDI：144Hz 显示器已实现量产，但 160Hz 仍处于 RFI（Request for Information）阶段，尚未有对应产品。另外，160Hz LCD TDDI 需求仍不明朗，因此大多数制造商都采取观望态度。

高清 a-Si TDDI：产量已达到 90Hz，而新的凹陷凸块 IC 现在支持 120Hz。对于高清 120Hz 显示器，不存在技术瓶颈或额外成本。一旦成本兼容的主板配置面市，制造商计划启动项目，可能将高清显示器升级到 120Hz。

（2）窄边框、超窄下边框，全面屏设计

厂商也在追求超窄边框，尤其是底部，以实现真正的全面屏体验。

窄边框技术解决方案：

  1. 焊盘排列：
    - 交错 相比之下 无交错 设计，可以在不增加成本或影响性能的情况下减少底部边框约 1mm。因此，自 2017 年以来，隔行扫描已取代无隔行扫描成为主流选择。
  2. 粘合类型：
    - COF （薄膜芯片）解决方案的优势 COG COF 封装方式有利于实现窄边框，但 COF 封装成本较高，不太适合中低端 LCD 机型，因此 COG 封装方式仍是 LCD TDDI 方案的主要封装方式。
  3. 大门设计：
    2018 年至 2019 年期间，显示器和 IC 制造商推出了 双门 高清 a-Si 显示屏的设计，以实现更窄的底部边框。然而，由于双栅极设计存在性能问题，并且与 2019 年末出现的高刷新率趋势相冲突，市场很快就放弃了它。目前，传统的 单门 设计主导智能手机的 TDDI。
  4. 凸块设计：
    在双闸板方法停止使用后，玻璃制造商提出了一种新的 凹陷凸块 设计以实现更窄的边框。这种设计不会增加额外成本，也不会影响其他性能领域。预计它将逐渐取代标准 正常凸起 设计，成为主流方法。

全高清LTPS：采用源极分离器设计，传统普通凸块配置的底部边框已经约为 3.1mm。通过切换到凹陷凸块实现的减少微乎其微，因此对这种改变的需求并不强烈，并且仍在预研究中。

高清晰度非晶硅：传统普通凸点设计下边框为4.0-4.2mm，凹陷凸点设计可将其缩小至3.0-3.2mm，实现约1mm的缩小。此方案优先应用于高清产品，目前已在部分智能手机机型上量产，预计2022年下半年将实现量产，凹陷凸点有望逐步取代普通凸点成为主流方案。

以下是一些主要的TDDI（触摸和显示驱动器集成）芯片制造商及其产品示例：

  1. 联咏:
    • NT36525：支持高分辨率显示器，适合智能手机和平板电脑。
    • NT36523：专为中高端智能手机设计，具有高刷新率。
  2. 焦点科技:
    • FT8756：支持全高清（FHD）分辨率，适合智能手机。
    • FT8751：中低端设备的高性价比选择。
  3. 奇景:
    • HX8399：支持高分辨率显示器，适合智能手机和平板电脑。
    • HX8394：适合具有良好显示性能的中档智能手机。
  4. 晶门科技:
    • SSD2010：支持454RGBx454分辨率，非常适合可穿戴设备。
  5. 集创北方:
    • ICNL9911C：支持HD/HD+分辨率，适合智能手机。
  6. 德阳科技:
    • TD4160：支持高刷新率和多指触摸，适用于智能手机和平板电脑。
  7. Synaptics的:
    • TD4303：支持混合in-cell面板技术，适用于智能手机。

这些TDDI芯片广泛应用于智能手机、平板电脑和可穿戴设备，具有集成度高、显示和触控性能优异等特点。

如果您对显示屏和触摸防水要求有任何疑问，请联系东方显示 支持工程师

11 十一月
控制板, 显示器

显示器盖板玻璃简介

盖板玻璃（Cover Lens）主要用作触控屏幕的最外层，其主要原料为超薄平板玻璃，具有抗冲击、耐刮擦、防油污、防指纹、透光率高等特性，目前广泛应用于各类具有触控显示功能的电子消费产品。

1.玻璃的分类

a.钠钙玻璃：主要成分为SiO₂，附加含量为15%的Na₂O和16%的CaO。
b. 铝硅酸盐玻璃：主要由SiO₂和Al₂O₃组成。
c. 石英玻璃：SiO₂ 含量超过 99.5%。
d. 高硅玻璃：含有约96％的SiO₂。
e. 铅硅酸盐玻璃：主要由SiO₂和PbO组成。
f. 硼硅酸盐玻璃：主要由SiO₂和B₂O₃组成。
g. 磷酸盐玻璃：主要成分为五氧化二磷（P₂O₅）。

类型 c 到 g 在显示中很少使用，因此这里不再讨论。

2. 玻璃原料加工工艺

浮法玻璃

浮法玻璃采用海砂、石英砂岩粉、纯碱、白云石等原料生产，在熔炉中混合、高温​​熔化，熔融的玻璃不断从熔炉中流出，浮在熔融金属槽表面，形成均匀厚度的平板玻璃带，经火焰抛光，冷却硬化后与熔融金属分离，再经退火、切割，制成透明无色的平板玻璃。浮法玻璃的成型过程在有保护气体的锡槽中完成，从而形成玻璃的锡侧与空气侧的区别。

b.溢出过程：

溢流工艺中，熔融玻璃从进料段进入溢流通道，沿长溢流槽表面向下流动，汇聚在溢流槽下方楔形体的底部，形成玻璃带，经退火后即为平板玻璃。此工艺是目前制造超薄盖板玻璃的流行工艺，加工良率高，品质优良，整体性能优异。与浮法玻璃不同，溢流玻璃没有锡面或空气面。

3. 钠钙玻璃简介

a.又称钠玻璃（英文：soda-lime glass），采用浮法加工而成，故又称浮法玻璃。由于玻璃中含有微量铁离子，从侧面看呈绿色，故又称绿玻璃。

b. 钠钙玻璃厚度：0.3–10.0 毫米

c. 钠钙玻璃品牌：

  • 日本品牌：旭硝子（AGC）、日本板硝子（NSG）、中央硝子（CENTRAL）等。
  • 中国品牌：南玻集团、信义玻璃、洛阳玻璃、中航三鑫、金晶集团等。
  • 台湾品牌：台湾玻璃（TGC）。

4.高铝硅酸盐玻璃（高铝玻璃）简介

a. 高铝玻璃品牌美国：康宁大猩猩玻璃，由康宁公司生产的一种环保型铝硅酸盐玻璃。日本：龙迹玻璃，由AGC公司生产，这种玻璃通常被称为“龙迹玻璃”。中国：熊猫玻璃，由旭虹公司生产，是一种高铝玻璃。其他制造商包括南玻集团和旗滨集团。

b.盖板玻璃加工涉及盖板玻璃加工的公司包括蓝思科技、博恩光学、深圳欣濠、智泰光电、江西星辰、比亚迪等。

5. 玻璃的化学强化

a. 原理：

将玻璃浸入熔融盐浴（KNO₃）中。高浓度的 K⁺ 离子渗透到玻璃表面并取代玻璃中的 Na⁺ 离子。由于 K⁺ 的离子半径大于 Na⁺ 的离子半径，这种取代会增加玻璃的表面密度，从而在表面产生压应力。此过程通过化学强化提高了玻璃的强度。

 

b. 化学强化检测项目

层深度（DOL）：表示玻璃经过强化后的应力层的深度。

压缩应力（CS）：表示化学强化玻璃的表面压缩应力。

表面硬度：使用铅笔硬度测试进行评估。

落球试验：一种评估玻璃抗冲击性能的破坏性试验。

请注意：

  1. 根据我们的项目经验，我们建议如下： a. IK1.1 使用 04 毫米厚的玻璃。b. IK1.8 使用 06 毫米厚的玻璃。c. IK3.0 使用 08 毫米厚的玻璃。

    d. 对于IK6.0，请使用10毫米厚的玻璃。

  2. 物理钢化玻璃 主要推荐用于安全至上的客户。这是因为，物理钢化玻璃破碎后会碎成小颗粒，而化学钢化玻璃则会碎成锋利的碎片，造成安全隐患。
  3. 对于化学强化玻璃为了增强安全性，在表面进行光学粘合或施加防碎膜可以防止玻璃碎片在破碎时散落。

6. 玻璃盖板生产工艺流程

切割→CNC（刨边、钻孔、磨边、倒角）→超声波清洗→化学强化→超声波清洗→毛坯玻璃全检→丝网印刷→烘烤→玻璃全检→超声波清洗→表面AR镀膜→AF防指纹镀膜→玻璃全检→镀膜包装。

关键步骤解释如下：

a.切割

使用金刚石砂轮刀将原始玻璃板切割，然后将其切成矩形块，每边比最终产品尺寸大 20-30 毫米。

b. CNC（成型、钻孔、修边和倒角）

采用高硬度的金刚石砂轮高速旋转，在良好的冷却润滑条件下对玻璃基片进行机械磨削，以达到所需的结构尺寸。设计不同的刀具形状和粒度以满足不同的加工要求。

c. 化学强化

在高温下，玻璃与KNO₃发生离子交换，KNO₃中的离子取代了玻璃中的离子，由于取代离子的原子半径较大，钢化后玻璃表面会产生压应力，当玻璃受到外力作用时，这层压应力可以抵消部分拉应力，防止玻璃破裂，而这种压应力又可以增加玻璃的抗弯曲、抗冲击性能。影响化学钢化玻璃强度性能的因素（如落球试验、四点弯曲试验）包括：1）玻璃的钢化性能指标（DOL、CS）；2）玻璃内部及表面缺陷（微裂纹、划痕）；3）CNC加工过程中形成的边缘崩边、隐藏损伤；4）玻璃原料本身的固有缺陷（原料中的杂质、不平整部位、气泡、夹杂物等，这些属于不可控因素）。

d. 抛光

使用配备有抛光垫和抛光粉的双面磨床对玻璃材料进行研磨和抛光。此过程可去除表面杂质和微裂纹，提高玻璃表面的光滑度并降低粗糙度。抛光粉的主要成分是二氧化铈。二氧化铈抛光粉颗粒呈多边形，边缘清晰，平均直径约为2微米，莫氏硬度为7-8。二氧化铈抛光粉的粒度和纯度直接影响抛光效果。

e.超声波清洗

当高频振动（28-40 kHz）传递到清洗介质时，液体介质会产生近乎真空的空化气泡，这些气泡在碰撞、融合、消散的过程中，会在液体内部产生数千个大气压的局部压力爆发，如此高的压力使周围的物质发生各种物理和化学变化，这一过程称为“空化”。空化可以破坏物质分子中的化学键，导致物理变化（溶解、吸附、乳化、分散）和化学变化（氧化、还原、分解、合成），有效去除污染物并清洁产品。

f. 印刷

印刷的原理是利用感光材料制作模版，将油墨置于网框内，用刮刀施加压力，将油墨从网孔中推到承印物上，形成与原设计完全相同的图案和文字。

g. 涂层

在真空条件下（10⁻³Pa），电子枪发射高速电子束轰击镀膜材料并加热，使其蒸发沉积在基材表面，形成薄膜。镀膜设备主要由真空系统、蒸发系统、膜厚监控系统组成。常见的镀膜有AF（防指纹）、AR（防反射）、AG（防眩光）等功能性膜、高硬度膜、NCVM（非导电真空镀膜）等装饰性膜、彩虹膜等。

7.IK评级

IK 等级是一种国际分类，表示电气外壳针对外部机械冲击提供的保护程度。

IK 等级定义为 IK00 至 IK10。IK 等级量表确定了外壳抵抗冲击能量水平的能力，以焦耳 (J) 为单位，符合 IEC 62262 (2002)。

IEC 62262 规定了测试时外壳的安装方式、所需的大气条件、测试冲击的数量和分布以及每个 IK 等级要使用的冲击锤。测试由夏比摆锤冲击试验机进行。

IK00 未受保护

IK01 防止0.14焦耳的冲击。
相当于 0.25 公斤重的物体从受冲击表面上方 56 毫米处落下所受的冲击。

IK02 防止0.2焦耳的冲击。
相当于 0.25 公斤重的物体从受冲击表面上方 80 毫米处落下所受的冲击。

IK03 防止0.35焦耳的冲击。
相当于 0.25 公斤重的物体从受冲击表面上方 140 毫米处落下所受的冲击。

IK04 防止0.5焦耳的冲击。
相当于 0.25 公斤重的物体从受冲击表面上方 200 毫米处落下所受的冲击。

IK05 防止0.7焦耳的冲击。
相当于 0.25 公斤重的物体从受冲击表面上方 280 毫米处落下所受的冲击。

IK06 防止1焦耳的冲击。
相当于 0.25 公斤重的物体从受冲击表面上方 400 毫米处落下所受的冲击。

IK07 防止2焦耳的冲击。
相当于 0.5 公斤重的物体从受冲击表面上方 400 毫米处落下所受的冲击。

IK08 防止5焦耳的冲击。
相当于 1.7 公斤重的物体从受冲击表面上方 300 毫米处落下所受的冲击。

IK09 防止10焦耳的冲击。
相当于 5 公斤重的物体从受冲击表面上方 200 毫米处落下所受的冲击。

IK10 防止20焦耳的冲击。
相当于 5 公斤重的物体从受冲击表面上方 400 毫米处落下所受的冲击。

 

如果您对显示器盖板玻璃有任何疑问，请联系 Orient Display， 支持工程师

 

08 八月
显示器

触摸和显示屏防水要求分析

通常，对于我们的显示屏，当客户提到防水时，我们需要明确显示器的哪个部分需要防水。

产品需要防水，这个要求一般都是带触摸屏的产品，显示屏背面的防水要看客户的外壳，我们主要关注盖板和客户外壳之间的密封，以及触摸屏和显示屏交界处的密封。

  • 触摸屏盖板在组装到客户的产品中时需要防水。这种要求相当普遍，客户通常对密封有特定的数据要求，例如 IP 等级——对外壳抵抗灰尘或液体侵入的等级。在这种情况下，我们只需要选择合适的 3M 双面胶带即可达到所需的效果。如果设计中没有触摸面板，偏光片将无法抵抗长期的水腐蚀。在显示屏顶部涂上一层丙烯酸保护层，并用胶水牢固地粘贴。
  • 显示屏与触摸屏之间的区域需要防水。虽然我们的部分触摸屏与显示屏采用OCA贴合，但传感器部分仍暴露在外。因此，需要使用RTV密封胶密封触摸屏与TFT贴合区域周围的周边。
  • 防水触摸屏功能。在某些情况下，客户可能会在有水滴的情况下使用触摸屏。触摸屏需要在有水滴的情况下正常工作（有水时触摸功能正常/不会因水滴落下而导致误触摸）。对于这种情况，需要选择合适的触摸 IC 和特殊的传感器设计以确保更好的可靠性。
  • 防水 PCB。有时客户要求 PCB 防水。在这种情况下，需要在 PCB 上添加一层保形涂层。这涉及在 PCB 上涂一层透明聚合物薄膜，以保持印刷电路板的形状并保护 PCB 上的电子元件免受环境损害，从而提高和延长其使用寿命。对于更严格的防风雨要求，整个电路板完全封装在胶水中，有效地将电路板浸入粘合剂中。这种胶水必须是中性的，没有任何酸性或碱性，以防止元件腐蚀。
  • 外壳组装。组装外壳后，在外壳接缝处涂抹密封剂，以确保整个硬件部件密封。但是，即使采取这些措施，也不能保证水蒸气不会渗透，因为水分子非常普遍。目标是尽可能减少侵入。加入透气通风口，如 Gore 通风口，允许空气通过但阻挡水和湿气。有时，利用激光焊接在设备外壳上形成精确而牢固的密封。
  • 其他防水理念
    • 灌封：在连接器和电缆周围涂抹灌封化合物以密封任何潜在的入口点。
    • 密封连接器：使用防水连接器和电缆，防止连接点处湿气侵入。
    • 添加干燥剂：将干燥剂放入设备内部以吸收任何残留的水分。

 

IP 等级 — IP XX

IP 后面的两位数字表示设备外壳对固体物体和水的防护等级。第一位数字表示防尘和防异物的防护等级，第二位数字表示防潮和防水的防护等级。数字越高，防护等级越高。

例如，IP 等级为 IP54：

  • IP：表示保护标记。
  • 5：第一位数字表示对接触和异物的防护等级。
  • 4：第二位数字表示防水等级。

第一个数字（5）表示防尘和有限颗粒侵入的防护等级。第二个数字（4）表示防止从任何方向溅水的防护等级。

防尘等级

IP 等级系统中的第一位数字代表针对固体物体（包括灰尘）的防护等级。以下是可能的等级：

  • 0：没有针对物体接触和进入的保护。
  • 1：防止超过50毫米的固体物体（例如，手意外触摸）。
  • 2：防止超过12.5毫米的固体物体（例如手指）。
  • 3：防护超过2.5毫米的固体物体（例如，工具，粗电线）。
  • 4：防护超过 1 毫米的固体物体（例如，大多数电线、螺丝）。
  • 5：有限的防尘保护（无有害沉积物）。
  • 6：完全防止灰尘进入。

防水等级

IP 等级系统中的第二个数字表示防水等级。以下是可能的级别：

  • 0：无保护。
  • 1：防止垂直滴水。
  • 2：倾斜15度以内时，防滴水。
  • 3：防护以高达 60 度的角度喷水。
  • 4：防止从任何方向溅水。
  • 5：防止来自任何方向的水喷射。
  • 6：防强力水射流。
  • 7：防水深度可达1米。
  • 8：防止在1米以上的水中持续浸泡。

浸没 IP 等级说明

  • 7：设备能在规定压力的水中浸泡规定时间，确保进水量不超过有害程度。
  • 8：设备可在制造商和用户商定的条件下持续浸入水中，通常比IP67更为严格。

 

ISO 16750 和其他国际标准：

  1. 适用范围

防水测试包括第二位特征数字从1到8，对应防护等级IPX1至IPX8。

  1. 各等级防水测试内容

(1)IPX1

  • 方法名称：垂直滴水试验
  • 测验设备：滴水试验装置及其试验方法
  • 样品放置：将试样以正常工作位置置于旋转试样台上，转速为每分钟1转（r/min），试样顶部至滴水口距离不得超过200mm。
  • 测试条件:
    • 滴速：1.0+0.5mm/min
    • 测试时长：10分钟

(2)IPX2

  • 方法名称：倾斜滴水试验
  • 测验设备：滴水试验装置及其试验方法
  • 样品放置：将样品从正常工作位置倾斜 15 度，分为四个固定位置，每个倾斜方向一个。
  • 测试条件:
    • 滴速：3.0+0.5mm/min
    • 测试时长：每个倾斜方向 2.5 分钟（总共 10 分钟）

(3)IPX3

  • 方法名称: 喷水试验
  • 测验设备：振荡喷雾试验装置或喷嘴
  • 样品放置：将样品放置在正常工作位置。
  • 测试条件:
    • 以与垂直方向最大 60 度的角度喷水。
    • 水流量：10升/分钟。
    • 测试时长：5分钟。

(4)IPX4

  • 方法名称: 溅水测试
  • 测验设备：振荡喷雾试验装置或喷嘴
  • 样品放置：将样品放置在正常工作位置。
  • 测试条件:
    • 从四面八方溅起水花。
    • 水流量：10升/分钟。
    • 测试时长：5分钟。

(5)IPX5

  • 方法名称: 水射流试验
  • 测验设备：喷嘴直径为6.3mm
  • 样品放置：将样品放置在正常工作位置。
  • 测试条件:
    • 射水流量：12.5升/分钟。
    • 距离：2.5至3米。
    • 测试时长：每平方米3分钟，至少3分钟。

(6)IPX6

  • 方法名称: 强力水射流试验
  • 测验设备：喷嘴直径为12.5mm
  • 样品放置：将样品放置在正常工作位置。
  • 测试条件:
    • 射水流量：100升/分钟。
    • 距离：2.5至3米。
    • 测试时长：每平方米3分钟，至少3分钟。

(7)IPX7

  • 方法名称: 浸没试验
  • 测验设备： 水箱
  • 样品放置：将样品浸入水中。
  • 测试条件:
    • 深度：1米。
    • 测试时长：30分钟。

(8)IPX8

  • 方法名称：连续浸泡试验
  • 测验设备： 水箱
  • 样品放置：在制造商和用户同意的条件下将样品浸入水中。
  • 测试条件:
    • 深度：一般比IPX7更深，具体情况由协议定义。
    • 测试持续时间：通常比 IPX7 长，具体时间另行商定。

这些测试确保设备根据其预期用途和环境条件满足特定的防水标准。

 

如果您对显示屏和触摸防水要求有任何疑问，请联系东方显示 支持工程师

29 XNUMX年XNUMX月XNUMX日
显示器

显示及触控防水要求分析

对于我们的显示屏来说，当客户提到防水时，我们必须了解他们需要防水的具体部分。

  • 产品需要防水。 这通常适用于带有触摸屏的产品，显示屏的背面防水依靠客户的外壳来保证。我们主要考虑的是盖板和客户外壳的密封，以及触摸屏和显示屏之间接口的密封。
    • 客户产品上的触摸屏盖组件需要防水。这种要求很常见，客户通常对密封有特定的数据要求，例如 IP 等级，它对外壳抵御灰尘或液体侵入的能力进行分级。这种情况下，我们只需选择合适的3M双面胶即可达到理想的防水效果。
    • 显示屏和触摸屏之间需要防水。尽管我们的一些触摸屏采用光学透明粘合剂 (OCA) 粘合到显示屏上，但传感器部分仍然暴露在外。因此，需要使用RTV密封胶来密封触摸屏和TFT（薄膜晶体管）显示器之间的粘合的外围。
  • 触摸屏功能的防水：

在某些情况下，客户可能会在存在水滴的环境中使用触摸屏。在这种情况下，即使有水滴，触摸屏也应该能够正常工作（确保有水时正常触摸功能，并防止水滴落下的意外触摸）。在这种情况下，有必要选择合适的 IC 以获得更好的水或盐水稳定性。

  • PCB的防水：

有时，客户要求 PCB 防水。在这种情况下，解决方案通常包括在 PCB 上添加一层三防漆（也称为三防漆）。这种涂层是一种涂在PCB上的透明聚合物薄膜，可保持印刷电路板的形状，同时保护电子元件免受环境损害。这个过程增强并延长了它们的可用性。

IP 等级 — IP XX

“IP”后面的两位数字表示设备外壳针对固体异物和水进入的防护能力。第一个数字代表防尘和防固体异物进入的防护等级，第二个数字代表防潮和防水的防护等级。数字越大表示保护级别越高。

例如，在IP54等级中，“IP”是名称字母，“5”是第一个数字，表示防止固体异物接触和进入，“4”是第二个数字，表示防止水进入。

1st 数字 入侵防护 2nd 数字 防潮
0 没有保护。 0 没有保护。
1 防止超过 50 毫米的固体物体，例如手的意外接触。 1 防止垂直落下的水滴，例如冷凝。
2 防止超过 12 毫米的固体物体，例如手指。 2 防止垂直方向 15 度范围内的水直接喷射。
3 防止超过 2.5 毫米的固体物体，例如工具和电线。 3 防止垂直方向 60 度范围内的水直接喷射。
4 防止超过 1 毫米的固体物体，例如电线和钉子。 4 防止从各个方向溅水，允许有限的进入。
5 防止灰尘进入，无有害沉积物。 5 防止来自各个方向的低压水射流，允许有限的进入。
6 完全防尘。 6 防止强烈水射流，例如在船舶甲板上，允许有限的进入。
/ / 7 能够承受在指定压力下浸入水中一段设定的时间，而不会导致进水达到造成伤害的程度。
/ / 8 在制造商和用户商定的条件下，产品应能够浸入水中而不会达到有害的进水水平。

 

ISO 16750标准

ISO 16750 是一项国际标准，规定了道路车辆电气和电子设备的环境条件和测试。它涵盖了机械载荷、振动、温度和湿度等各个方面，以确保汽车电子元件和系统的可靠性和耐用性。

1。 范围
防水测试包括第二特征数字，范围为1至8，对应防护等级代码为IPX1至IPX8。

2、各级别防水测试内容：
(1)IPX1
测试方法：垂直滴水测试
测试设备：滴水测试装置及其测试方法
样品放置：将样品放置在以每分钟 1 转（1r/min）旋转的样品台上的正常操作位置，样品顶部到滴嘴的距离不超过 200mm。
测试条件：滴速1.0±0.5毫米/分钟；测试时间：10分钟

 

(2)IPX2
测试方法：15°倾斜滴水测试
测试设备：滴水测试装置及其测试方法
样品放置：将样品与垂直方向倾斜15°，样品顶部到滴嘴的距离不超过200mm。测试一侧后，旋转到另一侧，重复此过程四次。
测试条件：滴速3.0±0.5毫米/分钟；测试持续时间：4个周期，每个周期2.5分钟，总共10分钟。

 

(3)IPX3
测试方法：降雨测试
A。振荡管淋雨试验
测试设备： 振荡管淋雨测试设备
样品放置：选择合适的振荡管半径，使样品平台的高度处于振荡管直径位置。将样品放置在平台上，确保样品顶部到喷水嘴的距离不大于200mm。样品平台不旋转。
测试条件：水流量根据振荡管内喷水孔的数量计算，每孔0.07L/min。降雨时，从摆管中点两侧60°弧段范围内的喷水孔喷水，共120°。将测试样品放置在振荡管半圆的中心。摆管在垂直线两侧摆动60°，总共120°。每次摆动（2×120°）大约需要4秒。
试验压力：400kPa；测试时间：持续降雨10分钟；测试 5 分钟后，将样品旋转 90°。

b.喷嘴类型淋雨试验
测试设备：手持式降雨测试设备
样品放置：放置样品，使样品顶部到手持喷雾喷嘴的平行距离在 300mm 至 500mm 之间。
试验条件：试验时应安装带有平衡重块的屏蔽罩。水流量设置为 10 L/min。
测试时间：测试时间根据测试样品外壳表面积计算，每平方米1分钟（不包括安装面积），最短5分钟。

 

(4)IPX4
测试方法：水溅测试
A。振荡管水溅测试
测试设备和样品放置：选择合适的振荡管半径，使样品平台的高度处于振荡管的直径位置。将样品放置在平台上，确保样品顶部到喷水嘴的距离不大于200mm。样品平台不旋转。
测试条件：水流量根据振荡管内喷水孔的数量计算，每孔0.07L/min。水从振荡管中点两侧90°弧段内的喷水孔喷出，共180°。将测试样品放置在振荡管半圆的中心。振荡管在垂直线的每一侧摆动180°，总共大约360°。每次摆动（2×360°）大约需要12秒。
测试持续时间：与上文第(3)节中所述的IPX3测试相同（即10分钟）。

b.喷嘴式溅水试验

测试设备：手持式降雨测试设备
样品放置：从设备上取下带有平衡配重的护罩。放置样品，使样品顶部到手持喷雾喷嘴的平行距离在 300mm 至 500mm 之间。
试验条件：试验时应安装带有平衡重块的屏蔽罩。水流量设置为 10 L/min。
测试时间：测试时间根据测试样品外壳表面积计算，每平方米1分钟（不包括安装面积），最短5分钟。

 

(5) IPX4K
测试名称：加压振荡管淋雨测试
测试设备： 振荡管淋雨测试设备。
样品放置：选择合适的振荡管半径，使样品平台的高度处于振荡管直径位置。将样品放置在平台上，确保样品顶部到喷水嘴的距离不大于200mm。样品平台不旋转。
测试条件：水流量根据振荡管内喷水孔的数量计算，每孔0.6±0.5L/min。水从振荡管中点两侧90°弧段内的喷水孔喷出，共180°。将测试样品放置在振荡管半圆的中心。振荡管在垂直线的每一侧摆动180°，总共大约360°。每次摆动（2×360°）大约需要12秒。
测试压力：400 kPa。
测试持续时间：测试90分钟后将样品旋转5°。
注：喷雾管有121个直径为0.5mm的孔：
— 中心 1 个孔
— 核心区2层（每层12个孔，间隔30度分布）
— 外圈 4 圈（每圈 24 个孔，以 15 度间隔分布）
— 可拆卸的盖子
喷雾管由黄铜（铜锌合金）制成。

 

(6)IPX5
测试方法：水射流测试
测试设备：内径6.3mm喷嘴
测试条件：将测试样品放置在距喷嘴 2.5 至 3 米处，水流量为 12.5 L/min (750 L/h)。
测试时间：测试时间根据测试样品外壳表面积计算，每平方米1分钟（不包括安装面积），最短3分钟。

 

(7)IPX6
测试方法：强力水射流测试
测试设备：内径12.5mm喷嘴
测试条件：将测试样品放置在距喷嘴 2.5 至 3 米处，水流量为 100 L/min (6000 L/h)。
测试时间：测试时间根据测试样品外壳表面积计算，每平方米1分钟（不包括安装面积），最少3分钟。注：对于IPX6.3和IPX5K，D=6mm； IPX12.5 的 D=6mm。

 

(8)IPX7
测试方法：浸泡测试
测试设备：浸泡槽。
测试条件：水箱的尺寸应允许测试样品浸没，且样品底部至水面的距离至少为1米。样品顶部到水面的距离应至少为0.15米。
测试时间：30 分钟。

 

(9)IPX8
测试方法：连续浸没测试
测试设备、条件和持续时间：由供需双方商定。严重程度应高于IPX7。

 

(10) IPX9K
测试方法：高压喷射测试
测试设备：内径12.5mm喷嘴
测试条件：

 

喷水角度：0°、30°、60°、90°（4 个位置）
喷水孔数量：4个
样品平台转速：5±1转/分钟（rpm）
距离：距喷嘴100～150mm
持续时间：每个位置 30 秒
水流量：14至16升/分钟
水射流压力：8000～10000kPa
水温要求：80±5℃
测试时间：每个位置 30 秒，总共 120 秒。

 

如果您对显示屏和触摸防水要求有任何疑问，请联系东方显示 支持工程师

29 二月
显示器

LCD残影问题分析及常见解决方案

1. 什么是液晶显示器残影

图像残留是指即使内容发生变化，静态图像仍保留在显示屏上。残影、图像残留、残影，有时也称为屏幕老化现象（烧屏），这些术语用于描述静态图像对后续图像显示的影响。这可能涉及先前静态内容的快速消失或老化图像的暂时挥之不去。

图1 良好的显示效果
图2 残影显示

2.显示残影的定义及产生原因

在 TFT（薄膜晶体管）显示器中，液晶 (LC) 是一种具有极性特性的材料。电场可以使其相应地扭曲。

在 TFT（薄膜晶体管）显示器中，液晶 (LC) 必须由交流电 (AC) 驱动。如果使用直流电 (DC)，则会破坏晶体的极性。事实上，不存在完全对称的交流电。当连续驱动 TFT 的像素时，微小的固有不平衡会将自由离子吸引到内部电极。这些吸附在内部电极上的离子产生类似于直流和交流组合的驱动效果。

在显示器制造过程中，造成残影的主要原因有3个。

(1)对准能力不足
PI（聚酰亚胺）材料负责液晶配向。白色网格区域中的液晶旋转，而黑色网格区域中的液晶不旋转。液晶的旋转受到外部电场和分子间力的影响。液晶表面的PI（聚酰亚胺）分子之间的相互作用力大于外部电场力，因此表面的液晶分子不会旋转。越靠近中间层，外部电场对液晶的影响越大，旋转角度接近理论值。在连续信号输出过程中，白色网格区域的液晶通过分子间力（静电力和色散力）影响表面液晶。如果PI薄膜的配向能力较差，则表面液晶的预倾角会随着液晶的旋转而改变。图C中，切换到灰度图像时，由于白栅区液晶的预倾角与黑栅区液晶的预倾角发生了偏差，在相同灰阶电压下，白栅区液晶的预倾角发生了变化。发生角度偏差的情况下，更有可能旋转到理论角度，导致透过率增加，从而造成残影。

(2)液晶材料的杂质
像素区域发生非对称交流（AC）驱动，电压偏离中心的部分是直流（DC）偏压。直流偏压会吸引屏幕内的杂质离子，导致离子积聚并产生残余直流偏压。当切换显示画面时，由于残余直流偏压的影响，受离子影响的液晶分子无法维持设计所需的状态，导致离子聚集区域与其他区域的亮度差异，从而产生残影现象。

(3)驱动波形失真
通过施加不同的电压，可以控制液晶分子的旋转角度，从而显示不同的图像。这里需要引入γ值和Vcom的概念。
简单来说，γ值将从白色到黑色的转变分成2的N次方（6或8）等份。 γ电压用于控制显示的灰度，通常分为G0至G14。第一个γ电压和最后一个γ电压代表相同的灰度级，但它们分别对应正电压和负电压。
为了防止液晶分子形成惯性偏差，需要进行动态电压控制。 Vcom电压是G0到G14中点的参考电压。具体而言，Vcom通常位于第一个和最后一个γ电压之间。但在实际应用中，由于外围电路的差异，需要调整Vcom和γ电压的匹配。当Vcom调整到最佳值时，像素的正负帧电压是对称的，从而导致正负帧的亮度相等。然而，当Vcom偏离中心值时，像素的正负帧之间的电压差不再相同，导致正负帧之间的亮度发生变化。
当Vcom电压设置不正确时，会导致液晶内部的带电离子吸附在玻璃的上下两端，形成固有电场。切换屏幕后，这些离子可能不会立即释放，或者液晶分子在状态转换过程中可能变得无序，从而阻止液晶分子立即旋转到所需的角度。

3.TFT液晶屏残影测试

下面给出一种快速测试方法：
室内温度;显示黑白棋盘图案（每个方格约60×60像素）；静态显示30分钟。全屏显示128（50%）灰度；等待10秒后，看不到重影即为合格。
（注：这是破坏性可靠性测试，不是常规测试。）

在正常白色的TFT中，白色区域接收最小驱动电压，而黑色区域接收最大驱动电压。 TFT 内的自由离子更有可能被吸引到黑色区域（驱动电压较高的区域）。当显示全屏128（50%）灰度时，整个屏幕将使用相同的驱动电压，导致离子快速离开其先前吸引的位置。此外，当显示全屏 128 (50%) 灰度时，显示中的异常现象更容易被注意到。

4. 解决残影问题的常用方法

1）屏保：系统空闲时，TFT的像素显示不同的内容，要么显示移动的屏保，要么周期性切换内容，避免显示静态图像超过20分钟。

2) 如果已经出现残影，请将 TFT 断电几个小时即可恢复； （在某些情况下，恢复可能需要长达 48 小时）。或者创建一个全白图像并将其在屏幕上移动几个小时而不打开背光。网上有许多图像残留修复软件也可能有所帮助。一旦出现重影，就更有可能再次出现，因此需要采取积极措施来防止 TFT LCD 显示器再次出现残影。

3）调整Vcom电压以匹配γ电压有助于防止液晶分子中残留电压引起的重影。

4) 调整放电时序，保证液晶分子残余电压快速释放。在电路设计中，通常使用专门的电压来控制第一个和最后一个γ电压。这里，VGH和VGL分别代表G0和G14。如果系统睡眠期间VGH和VGL放电缓慢，也会导致液晶分子内残留电压过大。当系统唤醒时，有可能出现重影。

5) LCD 屏幕上的残影通常属于 LCD 显示器的功能缺陷范畴，需要 LCD 面板制造商进行调整。一般来说，信誉良好的液晶显示面板制造商会采用高质量的取向取向PI材料和高纯度的液晶材料，以减少残影的可能性。

• 首先确认当前的VSPR/VSNR 设置是否满足玻璃要求。
• 验证最佳VCOM 值，该值可以通过使用CA210 测量闪烁值来确定。闪烁值越小，VCOM 值越好。
• 重新扫描伽玛并观察重影是否仍然存在。
• 非对称伽玛：通常，调整对称伽玛，其中每个灰度级的正电压和负电压的绝对值相等。这种方法依赖于 LCD 玻璃的 VT 曲线是对称的。但如果玻璃的VT曲线不对称，则需要进行不对称的gamma调整。
• VT 曲线：表示液晶电压与透过率之间关系的曲线。
• 非对称伽马通常出现在两种情况下： 1) 总体极性偏移：在这种情况下，一个极性总体偏移。需要调整 VSPR/VSNR 来解决此状态。 2) 单阶或多阶偏移：在这种情况下，伽玛曲线上的特定点需要调整电压来解决偏移。

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