Основи на LCD Flicker
Какво е Flicker
01
TFT-LCD използва промени в напрежението, за да контролира силата на електрическото поле в кутията с течни кристали, променя посоката на подреждане на молекулите на течните кристали и постига контрол върху това дали светлината се предава. Когато LCD показва екрана, картината често се появява и това явление се нарича "трептене".
Защо човешкото око може да наблюдава трептене
02
Когато човешкото око наблюдава сцена, отнема кратък период от време, за да предаде светлинния сигнал към мозъка. Когато светлинният ефект приключи, визуалното изображение няма да изчезне веднага. Това остатъчно зрение се нарича „след-изображение“, което се нарича „визуално временно задържане“, наричано още „ефект на последващо сияние“. Поради ефекта на последващо сияние, човешкото око трябва да усети движещата се картина и честотата на актуализиране на картината остава поне 16 ~ 24Hz. В действителност обаче разликата в яркостта на картината все още може да се усети при честотата на актуализиране на картината от 30 Hz и интуитивното усещане е да видите как картината трепти. Следователно, за да получите по-добро качество на картината, колкото по-висока е честотата на актуализиране на картината, толкова по-добре.
Защо хората наблюдават феномена на трептене, когато показват LCD монитор? Това е така, защото яркостта (нивото на сивото) на предния и задния екран на дисплея е несъвместима, а яркостта е защото пропускането на светлина на LCD кутията е различно и предаването на светлина се определя от степента на отклонение на молекулите на течните кристали.
Механизмът на генериране на трептене
03
LCD контролира ъгъла на изправяне на течния кристал чрез големината на напрежението, за да контролира яркостта, а течният кристал се задвижва в AC режим. Както е показано на фигурата по-долу, ако стойността на Vcom не е регулирана добре, тъй като съществуването на ΔVp е еквивалентно на прилагане на постоянно напрежение в слоя с течни кристали, Vp+ ≠ Vp-, което води до разлики в яркостта на положителните и отрицателните кадри, което води до трептене и други явления, което скъсява живота на течния кристал; следователно е необходимо да се компенсира внезапното напрежение ΔVp. За да се компенсира частта от внезапното напрежение ΔVp, общото напрежение Vcom може да се превърне в променлива (може да се регулира), което може ефективно да реши проблема с трептенето.
Важен фактор, който определя качеството на TFT превключвателя, е паразитният капацитет Cgs между метала на TFT затвора и метала на източника. Обикновено страната, където TFT е свързан към пикселния електрод, се задава като източник. Тъй като превключването на TFT е близо до преходен процес, когато напрежението на гейта Vgs спадне мигновено от високото ниво VGH до ниското ниво VGL, количеството на промяната на Vgs ΔVgs се комбинира на пикселния електрод от TFT паразитния кондензатор Cgs, което води до скок на напрежението на пиксела Vp и скокът е ΔVp. Поради наличието на ΔVp напрежението на пиксела става (Vp-ΔVp).
Метод за оценка на Flicker
04
Когато положителните и отрицателните кадрови трансформации се извършват под конвенционална картина, съседните пиксели се компенсират взаимно, правейки трептенето на конвенционалната картина невидимо. Когато положителните и отрицателните рамки се променят в състояние на трептене на екрана, трептенето на трептене може да се наблюдава само поради отклонението на яркостта на пикселите на положителната и отрицателната рамка. По-долу са два често срещани метода за оценка на Flicker в индустрията.
Обикновено има два вида методи за изпитване на трептене в стандарта VESA (Асоциация за стандарти за видео електроника): метод за изпитване JEITA и метод за изпитване FMA.
Тестовият метод JEITA е да настрои честотата на опресняване на дисплея спрямо честотата, когато той работи, и използва спектрометър и устройство за фотоелектрическо преобразуване, за да тества кривата на промяна на яркостта във времето в рамките на кадър. Чрез бърза трансформация на Фурие тя се преобразува в кривата на промяна на яркостта спрямо честотата F(w). След това вземете F(ω) при същата честота като пробата, която се тества, ако вземете F60Hz и F0Hz при постоянен ток, след това вземете логаритъма от F(ω)/F0Hz, резултатът е стойността на трептене и формулата се изразява като:
Условията на изпитване на метода за изпитване FMA (Flicker Modulation Amplitude, FMA) са същите като тези на метода JEITA. Яркостта се преобразува в амплитудно модулиран електрически сигнал чрез фотоелектричен преобразувател и се отчитат максималната стойност на Vmax и минималната стойност на Vmin. Качествено се смята, че (VmaX-Vmin) е AC компонент, а (Vmx+Vmin)/2 е DC компонент. Тогава изразът на мигането на MaX е:
Влиянието на Vcom върху Flicker
05
Оптималното трептене на продуктите в бял режим постепенно намалява с увеличаване на нивото на сивото, докато оптималното трептене на продуктите в черен режим постепенно намалява, но съответното Vcom постепенно се увеличава.
ΔVp, продуктът на нормалния бял режим, постепенно се увеличава с увеличаване на сивата скала (Vcom отрицателно изместване), като по този начин причинява увеличаване на положителната и отрицателната разлика в яркостта, но средната яркост на картината също показва тенденция на нарастване с увеличаване на сивата скала (основни фактори), което води до намаляване на оптималното трептене; докато ΔVp, сивата скала на продукта с нормален черен режим, постепенно намалява (Vcom положително изместване), като по този начин причинява постепенно намаляване на положителната и отрицателната разлика в яркостта и тъй като средната яркост на картината също показва тенденция на нарастване, оптималното трептене постепенно намалява.
Влиянието на VGH върху трептенето
06
В експеримента VGH напрежението беше външно свързано към DC захранването, а VGL и Vcom останаха непроменени. Стойностите на трептене при различни VGH напрежения в нормалния бял режим и продуктите в нормален черен режим бяха тествани съответно. Резултатите са показани на фигурата по-долу, което показва, че VGH има значително влияние върху трептенето. Причините за анализа са:
В първия етап, когато VGH е нисък, от една страна, ΔVp се увеличава с увеличаването на VGH. От друга страна, когато VGH е нисък, пикселите не са напълно запълнени и разликата в яркостта на положителните и отрицателните кадри е голяма (основен фактор). С увеличаването на VGH пикселите постепенно се запълват и разликата в яркостта на положителните и отрицателните кадри намалява. В този етап трептенето намалява с увеличаването на VGH;
Във втория етап VGH се увеличава до известна степен и пикселите са напълно запълнени. По това време ΔVp се увеличава с увеличаването на VG, което води до увеличаване на разликата в яркостта на положителните и отрицателните кадри, тоест трептенето се увеличава.
VGH напрежението е различно от двата режима на продуктите и оптималното трептене и съответната връзка Vcom. Експерименталните резултати, показани на фигурата по-долу, показват, че VGH се увеличава и оптималното трептене е почти непроменено, но съответното Vcom постепенно намалява. Следователно, когато VGH напрежението се промени, трептенето може да се регулира, за да се постигне най-доброто трептене.
Влиянието на VGL върху Flicker
07
В експеримента VGL напрежението беше външно свързано към DC захранването, а VGH и Vcom останаха непроменени. Стойностите на трептене при различни VGL напрежения в нормалния бял режим и продуктите в нормален черен режим бяха тествани съответно. Резултатите са показани на фигурата по-долу, което показва, че VGL има значително влияние върху трептенето. Причините за анализа са:
В първия етап, когато VGL постепенно намалява от -2 V до най-ниската точка (около -8 V), въпреки че ΔVp постепенно се увеличава, Ioff на TFT постепенно намалява (основен фактор) и напрежението на пиксела има по-добри характеристики на задържане, което води до постепенно намаляване на разликата в яркостта на положителните и отрицателните кадри, тоест трептенето постепенно намалява;
Във втория етап VGL продължава да намалява и Ioff на ΔVp и TFT постепенно се увеличава. Комбинацията от двете води до постепенно увеличаване на разликата в яркостта между положителните и отрицателните кадри, т.е. трептенето постепенно се увеличава.
Какво е Flicker drift
08
Когато в LCD има постояннотоково електрическо поле, то привлича йони, което води до генериране на вградено електрическо поле близо до електрода. Това вградено-електрическо поле продължава да се засилва, докато компенсацията на DC отклонението на електрическото поле завърши. Ефектът на взаимодействие на това вградено-електрическо поле и DC предубеденото електрическо поле кара трептенето да се отклонява.
Ефект от обръщането на полярността на пиксела върху трептенето
09
Феноменът на метода за трансформация на полярността на инверсия на рамката е очевиден
Феноменът на метода за трансформация на полярността на инверсия на трептене не е очевиден
Феноменът на трептенето в метода за трансформация на полярността на инверсия на колоната не е очевиден
Метод на трансформация на полярността на инверсия на точки Трептенето почти не е явление
Обикновено ние оптимизираме феномена на трептенето чрез регулиране на Vcom напрежението и избиране на метода за обръщане на полярността.
