基于Goodix软件检测On-Cell模式液晶屏触控失效研究

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2024年5月1日发(作者：)

ELECTRONICS WORLD

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探索与观察

基于Goodix软件检测On-Cell模式液晶屏触控失效研究

合肥京东方显示技术有限公司 贾博超 薛 松 卢开玲 蔡云牧 宋飞飞

刘 杰 王 涛 郝西魁 孙 勇 郑 友

触控液晶屏目前已经覆盖各型号手机、平板产品，而在触控液

晶屏生产检测过程中，一直都存在触控失效的情况，为了更好的提

高触控液晶屏的产出和良率，需要有效分析检测过程中触控失效的

原因，该检测过程基于对应的芯片及测试软件。对此本文综述了关

于On cell触控结构，在Goodix（汇顶科技公司）芯片/软件下报出的

各项触控失效原因分析。

析造成不便，时效性打折扣。

本文针对On-Cell这种触控结构，搭配Goodix芯片、软件测试显示

出的触控失效进行分析归类，更加直观、快速的反应出具体原因。

2.触控On-Cell模式

触控线路制作在TFT上层玻璃表面，ITO Sensor与CF Glass共用

一块Glass，即是On-Cell模式，包括全贴合和框贴合两种方式。可

1.引言

自1960年美国最早开启了研究触摸屏技术的大门，1972年美国

PLATO（Programmed Logic for Automated Teaching Operations）项

目首先推出一款触摸屏，公寓计算机辅助教学，随着触摸屏的技术

越来越进步，其应用也越来越广泛（赵婕，浅谈触摸屏技术及其应

用：电子世界，2018），其技术从最早的红外模式、电阻模式，到

目前的电容模式，其实现的方式主要为：On-Cell、In-Cell和Cover

Lens，均为面板厂主导的一些技术，但无论哪种实现触控的方式，

在面板厂检测时均存在着一定比率的触控失效情况，不同芯片、软

件反馈出来的触控失效方式也均不同，需要生产人员进行详细的

处理才可以确认原因，再针对性采取改善措施，例如触控FPC线路

Open；触控Sensor ITO Open、Short、阻值异常；产品排线插接异

常等。软件上的触控失效信息无法直观体现这些问题，对问题的分

应用在LCD和OLED产品上，图1所示为TFT-LCD产品On-Cell结构

图示。

该触控线路为电容式，其中Sensor的电极设计尤为关键，目前

主流的电极设计主要有菱形图案、条形图案以及网状图案等，如图

2所示。其中条形和菱形图案可以制造成单层ITO膜，但需要搭桥

方式连接X方向或Y方向的电极（孙杨，单层TIO多点电容触摸屏的

设计：液晶与显示，2010）。随着用户使用需求的提高，例如手机

产品的触控屏幕已经由单点触控演变为可实现多点触控，而电容屏

要实现多点触控，靠的是增加互电容的电极，简单地说，就是将屏

幕分块，在每一个区域里设置一组互电容模块且都是独立工作，所

以电容屏就可以独立检测到各区域的触控情况，进行处理后，简单

地实现多点触控（触摸屏当道，区分电容屏和电阻屏方法：天新网

/）。

芯片及测试

本研究以一款采用互电容式触控基本原

理的产品为例，采用Goodix芯片，在对应测

试软件上测试。

（1）打开软件界面如图3所示，确认软

件版本号及测试版固件版本号，这部分是与

对应测试产品相关；黑色区域分别为显示状

态区、触摸坐标显示区；下方绿色区域为测

图1 TFT-LCD产品On-Cell结构示意图

试信息输出区，主线显示测试结果信息。

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4.测试失败情况分析研究

对于测试失败情况，需根据测试失败下

面显示的内容确定类型，本文以最常见的最

小容值超过限定值、IC固件版本出错和Drv

间短路三种触控缺陷情况进行分析研究。

（1）最小容值超过限定值

当测试失败显示内容为“最小容值超

图2 Sensor的电极设计

过限定值”时，点击软件上“原始值”按

钮，查看面板整个容值分布点位的测试值，报错部位的数值

呈现红色，依据形态分为三种情况(a)横向区域及横向间隔点

偏低；(b)竖向区域容值偏低；(c)点状区域容值偏低，具体显

示结果如图5所示。触控通道对应软件原始值及分布如图6所

示。

图3 软件测试界面

图5 最小容值超过限定值

图6 触控通道对应软件原始值及分布

图5中(a)情况表示某R通道对应的全部或部分T通道失

效，失效位置靠近边缘一侧，推测在Panel一侧触控连接出

现问题；通过模拟测试进行进一步验证，使用刀具将OK产

品一侧的触控连接割断不同程度，测试后出现的失效情况同

图4 测试失败具体报错信息

图5(a)一致。对已经出现(a)情况的屏在相同位置细致查看，

同样存在一侧触控连接断开的情况，表明(a)不良情况为触控

FPC peel off导致。

图5中(b)情况表示所有R通道的某T通道分线全部Open，

（2）导入对应产品配置文件，并确认设定全屏最大、最小和相邻最

大偏差容值数据等；点击开始测试，测试ok显示如图3所示，测试失效如

图4所示，本次主要分析说明测试失效部分的原因分析。

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即某T通道总线Open，而T通道总线为触控FPC IC引脚对应线路，

因此推测此情况是由于触控FPC失效导致。为验证推测首先进行触

控FPC交叉测试，将失效Panel的FPC同OK Panel连接，OK Panel出

现相同不良，这表明推测成立；为进一步分析不良发生的具体原

因，采用X-Ray对触控FPC进行巡线观察，结果如图7所示，触控

FPC上T通道线路从IC对应引脚到线路分裂前有明显的Open点，表

明(b)不良情况为该Open点导致。

间电容C2取下，测量2片产品，1片CN1与IC1仍短路，将IC1取下测

量对应AVDD Pin对GND仍短路，IC1存在ESD情况；1片CN1与IC1

未短路，确认为电容C2 ESD击穿。此类不良分析首先查看连接器

部分，可以发现大部分原因。

图8 Sensor ITO上线路划伤

（3）Drv间短路

图7 触控FPC线路Open

此种测试情况时，理论上为软件报的对应通道Short，其原因

推测为屏上Sensor ITO间有金属异物导致Short或触控FPC金手指

Bonding区有金属异物导致Short，故此种情况需要根据对应报错通

道数进行巡线查看。选取10片不良品进行巡线测试，8片屏CF Glass

上的Sensor ITO对应线路间发现划伤、异物；2片屏触控FPC金手指

Bonding区发现异物。

图5中(c)情况表示某R通道中的一个T通道出现Open，采用显微

镜对屏上ITO、触控FPC金手指Bonding区域和触控FPC金手指线路

（1条T通道分裂后的线路）巡线观察，发现屏上Sensor ITO对应线

路存在划伤，不良如图8所示，因此导致对应测试通道Open，在软

件上则体现为某一点触控失效。在实际生产过程中，选取样品进行

触FPC交叉测试（选择一片触控测试OK的产品）表1所示，8片屏

无变化，即触摸屏出现问题，显微镜观察对应线路，Sensor ITO对

应线路均Open；2片屏原触摸屏不良消失，触控FPC金手指线路折

伤导致；因此针对此不良，优先对屏上Sensor ITO进行巡线排查，

可节省分析时间，提升分析效率。出现这种不良大概率（测试结果

为80%）是Sensor ITO线路划伤，这是因为Sensor ITO在CF Glass表

面，模组制程工艺在CF Glass贴附偏光片前，Sensor ITO无保护，

5.结论

本文以Goodix芯片及软件测试触控失效的触摸屏，统计结果

如下，对测试失败中（1）电容值偏低；（2）IC固件版本失效；

（3）Drv间短路分别进行分析，针对（1）容值偏低中竖向类型，

明确触控FPC对应T通道线路Open；横向类型，明确触控FPC Peel

off导致；点状类型，80%为Sensor ITO对应线路出现Open导致。对

表1 触控失效产品A

1

-A

10

，触控ok产品B触控FPC交叉测试

组

A触控失效点

A触控FPC+B屏

B触控FPC+A屏

1

R0,T18

OK

R0,T18

2

R5,T8

OK

R5,T8

3

R10,T12

OK

R10,T12

4

R4,T9

R4,T9

OK

5

R8,T16

OK

R8,T16

6

R10,T14

OK

R10,T14

7

R8,T12

OK

R8,T12

8

R7,T18

OK

R7,T18

9

R0,T0

R0,T0

OK

10

R6,T9

OK

R6,T9

存在划伤、脏污的制程风险，因而导致该种不良较高。

（2）IC固件版本出错

若测试时出现此失效情况，则无原始值，这表明未检测到Sen-

sor IC的正常连接。需从查看触控FPC与屏的主FPC插接端口，连接

是否正常及插接端口CN1 Pin角焊接是否有虚焊。不良品的大量统

计分析确认，46%的IC固件版本失效是由触控FPC与屏的主FPC插

接断开导致，即人员操作未进行插接动作，6%是屏的主FPC插接

端口引脚明显虚焊，电压无法正常输入导致；48%通过触控FPC交

叉测试，确定为触控FPC失效，挑选2片样品测试触控FPC上CN1第

8Pin AVDD与GND短路，根据电路图，将IC1（触控芯片）与CN1

（2）固件版本失效类型，为触控FPC上IC及元件ESD和触控FPC与

屏的主FPC插接断开两部分导致。（3）Drv间短路类型，80%为屏

CF Glass上的Sensor ITO间划伤、异物导致，20%为触控FPC金手指

Bonding区异物导致。极大的帮助了现场分析人员快速、批量的进

行分析，提高人员效率。

作业简介：贾博超（1987—），男，汉族，吉林长春人，大学

本科，现就职于合肥京东方显示技术有限公司，研究方向为TFT-

LCD液晶显示面板工艺改善。

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本文标签： 触控测试分析