LCD顯示屏出現(xiàn)閃爍的原因與解決
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LCD閃爍的原因
圖2. LCD顯示屏中閃爍的視覺(jué)例子
(a)(左圖)LCD經(jīng)優(yōu)化的閃爍。 (b)(右圖)LCD有過(guò)量閃爍
在LCD顯示屏上的閃爍有別於CRT,LCD閃爍乃本身呈現(xiàn)褪色,而并非是脈動(dòng)光。如圖2a及2b所示,圖2a是LCD顯示屏經(jīng)己被調(diào)節(jié)至減少閃爍,而圖2b是LCD有過(guò)強(qiáng)閃爍,這是因?yàn)長(zhǎng)CD的刷新率高達(dá)300Hz所致。
圖3. 單一LCD像圖之電路
圖3所示為驅(qū)動(dòng)單一LCD像素的電路。柵極電壓充電為一個(gè)開(kāi)關(guān),一般被放大至成為-5V至20V,視頻源極上一般電壓范圍由0V至10V,提供出現(xiàn)在像素上的亮度信息。像素下面是被連接到屏幕的底板,在這節(jié)點(diǎn)上的電壓為Vcom。
這種布局方式雖發(fā)揮作用,但卻減低屏幕壽命,假定Vcom電壓在地。像素上的電壓變化由0V至10V,假定平均為5V,這就有重大的DC電壓在每一像素的兩端,這DC電壓造成電荷儲(chǔ)存。在長(zhǎng)期來(lái)講,因著像素上的電極電鍍
有離子雜質(zhì)而令到像素惡化,這是導(dǎo)致影像殘留的原因,常見(jiàn)於舊的TFT-LCD屏板上顏色變淡。
LCD屏幕的結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的(圖1),正壓與負(fù)壓任一個(gè)都可利用來(lái)調(diào)校液晶體,其中可以充份利用這方面的是將公共電壓移到視頻信號(hào)的中點(diǎn)(5V),現(xiàn)在視頻信號(hào)上下擺動(dòng)於公共電壓(Vcom)上,於是在像素上制造出一個(gè)“凈零效果”(net-zero effect)。這個(gè)發(fā)生在液晶體上的凈零效果消除了老化和影像殘留問(wèn)題。這種技術(shù)要在清晰度上作出協(xié)調(diào),因?yàn)橐曨l信號(hào)行走5V至全亮度,代替10V。
圖4. 交替幀中對(duì)於三種反轉(zhuǎn)模式的LCD像素相位分布∶幀反轉(zhuǎn)、線反轉(zhuǎn)、點(diǎn)反轉(zhuǎn)
要在顯示屏上獲得一個(gè)凈零效果,可以在整個(gè)LCD畫(huà)面上使用各種不同的反轉(zhuǎn)模式(圖4)。最簡(jiǎn)單類型是幀反轉(zhuǎn)(Frame Inversion),在這種驅(qū)動(dòng)方法下,畫(huà)面上每一像素都在繼後每一幀中反轉(zhuǎn)了。幀反轉(zhuǎn)在像素上造出一個(gè)相對(duì)於時(shí)間的凈零效果。其他兩種方法都是納入於每一幀內(nèi)的反轉(zhuǎn),線反轉(zhuǎn)(line inversion)在每一水平線上交替改變相位。線反轉(zhuǎn)的交替方式施加在一對(duì)水平線的公共相位上(而非單一線),稱為線對(duì)反轉(zhuǎn)(line-paired inversion)。點(diǎn)反轉(zhuǎn)(dot inversion)是反轉(zhuǎn)每一相鄰像素的相位好像西洋象棋的棋盤(pán)。三種方法也是在像素上造出相對(duì)於時(shí)間的凈零效果。反轉(zhuǎn)模式由廠方選擇,并將之嵌入在驅(qū)動(dòng)電路里。在所有情況當(dāng)中,每一顯示幀都是交替反相的。
Vcom電壓需準(zhǔn)確放置在視頻信號(hào)中點(diǎn)上才能避免閃爍。當(dāng)要說(shuō)明為何顯示屏?xí)W爍,假定因?yàn)橹圃炱聊坏年P(guān)系。Vcom定在5.5V。倘若視頻信號(hào)擺動(dòng)於0V與10V之間,滿度電壓就會(huì)在每一圖場(chǎng)有所差別,在一圖場(chǎng)上滿度電壓是4.5V,而在另一圖場(chǎng)的滿度電壓是5.5V,在滿度電壓中這個(gè)差異會(huì)轉(zhuǎn)化為光度差,於是出現(xiàn)閃爍。
圖5. 使用光敏傳感器EL7900測(cè)量屏幕的閃爍
圖5示出有與無(wú)閃爍下的畫(huà)面光強(qiáng)差別,淺色波形有較大DC電平,錄得畫(huà)面沒(méi)有閃爍,是次測(cè)量利用一個(gè)EL7900光敏傳感器。光敏傳感器將光強(qiáng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鳎娏髟酱,在示波器上產(chǎn)生的電壓偏轉(zhuǎn)也越大。
為了讓大家明白這些結(jié)果,首先需知道有兩種LCD畫(huà)面∶“白”畫(huà)面與“黑”畫(huà)面。白畫(huà)面在緩和狀態(tài)中(沒(méi)有電壓施加在液晶體上)給光通過(guò)液晶體,而黑畫(huà)面則在緩和狀態(tài)中阻隔全部光。當(dāng)施加在液晶體上的電壓增加時(shí),液晶體旋轉(zhuǎn)。此舉阻隔更多光(正如在白畫(huà)面的情況)或者讓更多光通過(guò)(正如在黑畫(huà)面的情況)。屏幕測(cè)試是白畫(huà)面,所以液晶體上施加的電壓越大,畫(huà)面就越暗。倘若Vcom電壓準(zhǔn)確設(shè)定在中間(無(wú)閃爍),那麼,平均AC電壓便是零,畫(huà)面仍會(huì)是在其最亮點(diǎn)。倘若Vcom電壓不在中間。那麼,結(jié)果AC電壓就會(huì)更高,於是畫(huà)面亮度會(huì)較暗。
圖2b中的褪色是由於Vcom電壓不平衡導(dǎo)致液晶體上錯(cuò)誤電壓所造成,并非是整體光強(qiáng)問(wèn)題。
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