| 我們?cè)诒容^陰極射線管(CRT)和液晶(LCD)顯示屏?xí)r,除了非常關(guān)心輻射指標(biāo)以外,其次關(guān)注的便是屏幕的閃爍問題。目前普遍認(rèn)為CRT顯示屏是有閃爍現(xiàn)象的,而LCD液晶顯示屏不存在閃爍問題。然而實(shí)際上,無論CRT還是液晶顯示屏其實(shí)都存在一定量的閃爍。因此我們必須用不同的校正方式來有效地消除這類閃爍。本文將著重解釋液晶屏閃爍的成因并在接下來的討論中提出消除閃爍的具體方法。
大家都了解液晶屏是由許多像素元素構(gòu)成的,這類像素靠恒定發(fā)光的背光源照射,恒定的背光源確實(shí)消除了類似CRT顯示屏的脈動(dòng)閃爍現(xiàn)象(即指每個(gè)刷新周期內(nèi)的熒光脈動(dòng))。圖1為單個(gè)LCD像素結(jié)構(gòu)示意圖,像素含上下兩塊金屬夾板,我們稱之為偏光板。偏光板夾板間有相互垂直的開槽,如圖1所示。這些開槽與液晶分子的晶面平行并允許背光源經(jīng)下偏光板向上透出,同時(shí)借助液晶分子來傳導(dǎo)光線至上偏光板。由此液晶顯示屏的發(fā)光強(qiáng)度依賴于液晶分子的排列方向并與供電電壓成正比關(guān)系。 
圖2為單個(gè)LCD像素的驅(qū)動(dòng)電路示意圖。柵極(GATE)電壓作為一個(gè)開關(guān)信號(hào)并被放大為 -5V 至20V。視頻信號(hào)的典型值通常為0V至10V的范圍,它用于控制每個(gè)液晶像素的發(fā)光強(qiáng)度。像素的底層通常與面板的底層襯墊基板相連,此底層基板節(jié)點(diǎn)電壓我們稱作Vcom電壓。 
盡管圖2所示的電路結(jié)構(gòu)可以正常工作,然而這種方式卻會(huì)縮短液晶屏的使用壽命。我們假設(shè)Vcom的電壓接地,那么在加在像素間的視頻信號(hào)的電壓變化范圍為0V至10V時(shí),可以假定電壓的平均值為5V,那么就有這樣一個(gè)穩(wěn)定不變的直流電壓會(huì)加在液晶像素的兩極之上,從而直接導(dǎo)致像素的等效電容Cs上形成電荷的累積和圖像滯留。長(zhǎng)此以往則液晶像素的離子鍍層表面因電場(chǎng)的作用就會(huì)吸滿雜質(zhì)和灰塵,從而使液晶鍍層老化、降級(jí)、以至出現(xiàn)嚴(yán)重的圖像滯留,即我們常說的圖像拖尾和響應(yīng)慢等不良現(xiàn)象。
由示意圖1我們了解LCD液晶面板為對(duì)稱結(jié)構(gòu),也就是說無論正極性還是負(fù)極性的電壓都可用于控制液晶分子的排列分布。我們可以利用這個(gè)特性將Vcom電壓移至視頻信號(hào)0V至10V范圍的中值點(diǎn)5V上,這樣視頻信號(hào)的幅度就處于Vcom電壓的上下兩側(cè),并為像素制造了一個(gè)零點(diǎn)電壓。這個(gè)零點(diǎn)可消除液晶的老化和圖像滯留缺陷。但是由于視頻信號(hào)的最亮處由原來的10V改為現(xiàn)在的5V,因此采用這種方式會(huì)犧牲原有的顯示分辨率。
我們需要非常準(zhǔn)確地按視頻信號(hào)的中值點(diǎn)調(diào)整Vcom電壓以解決液晶屏的閃爍難題。舉例說明為什么液晶屏?xí)霈F(xiàn)閃爍現(xiàn)象。我們假設(shè)液晶屏的Vcom出廠電壓為5.5V,同時(shí)視頻信號(hào)的幅度在0V至10V之間。這樣整個(gè)電壓范圍內(nèi),每個(gè)區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)不同的分段電壓值,一個(gè)區(qū)域?yàn)?.5V,而另一個(gè)區(qū)域則為5.5V。就整個(gè)電壓范圍內(nèi)而言,不同分段電壓就會(huì)造成亮度的不同,也就是我們上面提到的液晶閃爍現(xiàn)象。
由于每塊液晶面板生產(chǎn)工藝的差異性,因此面板與面板之間或是單塊面板之間的像素Vcom電壓參考點(diǎn)都會(huì)有所不同。原始出廠的液晶面板必須嚴(yán)格調(diào)整這項(xiàng)參數(shù)以避免像素發(fā)光不均。小尺寸屏的底座基板可認(rèn)同為低 阻接地,我們只需外加一個(gè)普通的單通道機(jī)械電位器調(diào)節(jié)Vcom電壓值進(jìn)行人工校正。這種方式適用于小尺寸或稍大些的面板,但精度不高,并且這種機(jī)械方式的調(diào)節(jié)值非常容易在整機(jī)組裝和模塊放置時(shí)被改變。對(duì)于大于19"的顯示屏,底板不再等效為單個(gè)低阻的結(jié)點(diǎn),因此我們需要在大尺寸屏的不同部位進(jìn)行多路校正。通常采用4個(gè)邊角和1個(gè)中間點(diǎn)的5點(diǎn)補(bǔ)償法。這時(shí),生產(chǎn)廠家可采用多個(gè)數(shù)字電位器(DCP)的方式來自動(dòng)調(diào)節(jié),完成手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)械電位器所不能勝任的工作。 
在設(shè)備中將機(jī)械式的電位器轉(zhuǎn)換為數(shù)字電位器非常簡(jiǎn)單。圖3所示為采用了一個(gè)帶緩沖的數(shù)字電位器作為Vcom的驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用圖。ISL45042為一個(gè)電流輸出、非易失性的數(shù)字電位器(DCP),其模擬AVDD的工作電壓高達(dá)20V。它采用二線制的上下行接口,位數(shù)高達(dá)7比特,具有128段調(diào)節(jié)的極高精度。調(diào)節(jié)好的Vcom值可存貯到電路板上的EEPROM內(nèi)。數(shù)字電路的電壓值為2.25V至3.6V,可與許多市面上的控制器進(jìn)行接口通訊。為階梯電阻提供的模擬電壓可從4.5V高達(dá)20V,這點(diǎn)對(duì)于小尺寸液晶屏而言是一個(gè)非常重要的指標(biāo),原因是小尺寸屏的模擬電壓典型值不到10V,而同時(shí)稍大些的屏卻又必須采用超過15V的電壓。數(shù)字電位器的輸出電壓經(jīng)過EL5111 (輸出電流為180mA) 緩沖至Vcom總線輸出。 結(jié)束語
與我們的通常觀點(diǎn)有所不同,以上的分析得出LCD液晶顯示屏確實(shí)存在著閃爍現(xiàn)象。我們采用調(diào)節(jié)電位器的方法就可以簡(jiǎn)單消除這種影響,因?yàn)長(zhǎng)CD的閃爍是源自于Vcom公共電壓的偏移量而造成像素的發(fā)光不均,這與CRT顯示屏因電子束的刷新造 成的圖像閃爍完全不同。由于LCD屏正越來越流行并且隨著其尺寸的不斷增大,傳統(tǒng)的手動(dòng)單點(diǎn)式基點(diǎn)調(diào)節(jié)方式已成為過去。采用ISL45042和EL5111 Vcom緩沖的方案可在底板的多個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)上自動(dòng)調(diào)節(jié)Vcom的偏移量。 |
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