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LCD閃爍的原因
圖2. LCD顯示屏中閃爍的視覺例子
(a)(左圖)LCD經優化的閃爍。 (b)(右圖)LCD有過量閃爍
在LCD顯示屏上的閃爍有別於CRT,LCD閃爍乃本身呈現褪色,而并非是脈動光。如圖2a及2b所示,圖2a是LCD顯示屏經己被調節至減少閃爍,而圖2b是LCD有過強閃爍,這是因為LCD的刷新率高達300Hz所致。
圖3. 單一LCD像圖之電路
圖3所示為驅動單一LCD像素的電路。柵極電壓充電為一個開關,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,在這節點上的電壓為Vcom。
這種布局方式雖發揮作用,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電壓造成電荷儲存。在長期來講,因著像素上的電極電鍍
有離子雜質而令到像素惡化,這是導致影像殘留的原因,常見於舊的TFT-LCD屏板上顏色變淡。
LCD屏幕的結構是對稱的(圖1),正壓與負壓任一個都可利用來調校液晶體,其中可以充份利用這方面的是將公共電壓移到視頻信號的中點(5V),現在視頻信號上下擺動於公共電壓(Vcom)上,於是在像素上制造出一個“凈零效果”(net-zero effect)。這個發生在液晶體上的凈零效果消除了老化和影像殘留問題。這種技術要在清晰度上作出協調,因為視頻信號行走5V至全亮度,代替10V。
圖4. 交替幀中對於三種反轉模式的LCD像素相位分布∶幀反轉、線反轉、點反轉
要在顯示屏上獲得一個凈零效果,可以在整個LCD畫面上使用各種不同的反轉模式(圖4)。最簡單類型是幀反轉(Frame Inversion),在這種驅動方法下,畫面上每一像素都在繼後每一幀中反轉了。幀反轉在像素上造出一個相對於時間的凈零效果。其他兩種方法都是納入於每一幀內的反轉,線反轉(line inversion)在每一水平線上交替改變相位。線反轉的交替方式施加在一對水平線的公共相位上(而非單一線),稱為線對反轉(line-paired inversion)。點反轉(dot inversion)是反轉每一相鄰像素的相位好像西洋象棋的棋盤。三種方法也是在像素上造出相對於時間的凈零效果。反轉模式由廠方選擇,并將之嵌入在驅動電路里。在所有情況當中,每一顯示幀都是交替反相的。
Vcom電壓需準確放置在視頻信號中點上才能避免閃爍。當要說明為何顯示屏會閃爍,假定因為制造屏幕的關系。Vcom定在5.5V。倘若視頻信號擺動於0V與10V之間,滿度電壓就會在每一圖場有所差別,在一圖場上滿度電壓是4.5V,而在另一圖場的滿度電壓是5.5V,在滿度電壓中這個差異會轉化為光度差,於是出現閃爍。
圖5. 使用光敏傳感器EL7900測量屏幕的閃爍
圖5示出有與無閃爍下的畫面光強差別,淺色波形有較大DC電平,錄得畫面沒有閃爍,是次測量利用一個EL7900光敏傳感器。光敏傳感器將光強轉變為電流,電流越大,在示波器上產生的電壓偏轉也越大。
為了讓大家明白這些結果,首先需知道有兩種LCD畫面∶“白”畫面與“黑”畫面。白畫面在緩和狀態中(沒有電壓施加在液晶體上)給光通過液晶體,而黑畫面則在緩和狀態中阻隔全部光。當施加在液晶體上的電壓增加時,液晶體旋轉。此舉阻隔更多光(正如在白畫面的情況)或者讓更多光通過(正如在黑畫面的情況)。屏幕測試是白畫面,所以液晶體上施加的電壓越大,畫面就越暗。倘若Vcom電壓準確設定在中間(無閃爍),那麼,平均AC電壓便是零,畫面仍會是在其最亮點。倘若Vcom電壓不在中間。那麼,結果AC電壓就會更高,於是畫面亮度會較暗。
圖2b中的褪色是由於Vcom電壓不平衡導致液晶體上錯誤電壓所造成,并非是整體光強問題。
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文章來源:中國投影網
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