近年來，面板廠商專注于高品質(zhì)面板的開發(fā)，各家紛紛投入高端面板設(shè)計進行差異化;產(chǎn)品類型包括筆記本電腦、電視、顯示器和 AIO(一體機)電腦。然而，隨著高端面板的興起，也出現(xiàn)了許多新的問題。
● 面板信號傳輸原理
讓我們從面板架構(gòu)開始。有人說液晶是面板的心臟，時間控制器(T-CON)是面板的大腦。T-CON從電視或筆記本的GPU(Graphics Processing Unit)接收圖像數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為source driver的格式，產(chǎn)生控制信號給Gate driver，Source IC輸出電壓控制液晶排列方向制作畫面。T-CON 接收器(Rx)和發(fā)射器(Tx)的傳輸接口隨著不同分辨率的需要而變化。
● T-CON發(fā)射機接口的演進與問題推導(dǎo)
低壓差分信號 (LVDS) 是 T-CON Rx 傳輸接口中最基本的類型。自 1994 年 Apple 和 National Semiconductor 推出此接口以來，一直沿用至今。但隨著電視尺寸、屏幕分辨率和頻率等規(guī)格的提高，LVDS已無法滿足新一代8K傳輸要求。因此，面板中以下兩種高速接口的使用量逐年增加：日本Thine的V-by-One技術(shù)和Intel/AMD/Nivida和Apple聯(lián)合推出的eDP(VESA Embedded Display Port)技術(shù)。
靜電放電 (ESD) 是環(huán)境中無法避免的自然現(xiàn)象。面板有多個工序，在對位和鍍膜時有很多機會與其他物體接觸。組裝時也必須貼膜和拆膜;它們會引起摩擦發(fā)電。此外，隨著面板分辨率的提高;多個電路板連接需要更多端口，增加了組裝和測試期間的插拔次數(shù)。因此會產(chǎn)生 ESD 損壞 IC 并導(dǎo)致屏幕異常。
關(guān)于插拔造成的損壞，請參考江新勤博士在ESD保護設(shè)計技術(shù)中提出的熱插拔討論 1. 使用Direct pin injection test方法，將ESD直接施加于I/O，模擬實際的熱插拔。
● 8K新一代傳輸ESD解決方案——接收器
針對以上問題，可以在T-CON邏輯板的外接端口放置ESD保護器件作為前線保護。此時，在選擇保護器件時需要注意兩點：首先，ESD保護器件的寄生電容要足夠低，V-by-One®HS和V-by的寄生電容下限-一個®美國是不同的。其次，對于 Direct pin injection 測試，ESD 事件期間 ESD 保護器件的鉗位電壓必須足夠低，以防止傳輸過程中的錯誤和 T-CON 損壞。
Amazing Microelectronic 提供最有效的 ESD 保護器件——TVS(瞬態(tài)電壓抑制器件)。與其他 ESD 保護器件相比，TVS 的低鉗位電壓特性使其保護效果達到 A 級。LVDS 和 V-by-One®HS 的一般寄生電容為 0.45 pF TVS[AZ1043-08F]，其布局如圖所示圖 2. Feed-through 的特性使布局更方便，更容易實現(xiàn)阻抗匹配。8K階段的V-by-One®US，由于差分對的傳輸速度達到16Gbps，推薦使用能夠通過IEC 61000最高測試等級的AZ111S-08F TVS -4-2：接觸8kV/空氣15kV，如圖3;其極低的寄生電容(0.1pF)滿足未來各種高速應(yīng)用。
● 8K新一代傳輸ESD方案——發(fā)射器等端口
如上所述，ESD保護器件必須位于T-CON邏輯板的外部連接端口，T-CON的Tx端也包括在內(nèi)(如圖1所示)。目前最常見的傳輸接口是Mini-LVDS。當(dāng)ESD從其端口進入時，可能會損壞Mini-LVDS，導(dǎo)致面板出現(xiàn)垂直亮線。因此，建議在 Mini-LVDS 端口上安裝 TVS，以防止數(shù)據(jù)傳輸受到 ESD 影響甚至永久損壞 T-CON。Mini-LVDS 的傳輸速度為 331Mbps，因此可以在 Mini-LVDS 端口上添加一個 0.45pF AZ1043-08F 進行保護。此外，還顯示了面板的接口還包括I2C、控制信號和PWM信號，用于調(diào)節(jié)背光控制。這些低速信號或其他電源線對 TVS 的電容值沒有嚴格要求。
從整個面板的結(jié)構(gòu)來看，它包含了很多大面積的絕緣材料(比如玻璃)。它在前端過程中積累靜電，當(dāng)組裝過程中發(fā)生ESD事件時，很容易轟炸內(nèi)部IC。隨著T-CON的高階化，芯片工藝的微復(fù)制更容易因ESD而損壞。與其他領(lǐng)域的電子產(chǎn)品相比，面板組裝機的不良率高得多的原因有很多。TVS現(xiàn)在在面板制造保護中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。一個好的TVS可以避免面板制造過程中昂貴的主芯片被燒毀和產(chǎn)線停機。
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