液晶显示之闪烁Fliker

希望能帮助到你！
注：通常所说的60HZ驱动频率是指光学响应波形，而不是指电信号波形（实际为30HZ）
液 晶 驱 动 电 压
Vcom
光
学
时间
响
应
强
Vcom漂移
度
红色虚线为理想光学 响应图形。一个柱子 即一帧周期。可以看 出实际光学响应为两 帧为一周期
对策
点反转驱动
+- +- +- + +- +- +- +
N N+1
目前设计上多采用空间融合（亮度平均化）的方式去改善Fliker。 让相邻像素保持相反的驱动极性，使得相邻像素的光学响应波形存在π（180)的相位差。这样，相邻像素的波 形在空间上实现融合，人眼就分辨不出具体每个像素中存在的闪烁成分（如下页图）。但需要提醒的是，这种 方法是通过“欺骗”人眼实现闪烁抑制，而不是在本质上消除闪烁。所以，可以用特殊的显示画面让闪烁“现 出原形”。只是这种特殊的显示画面很少用到。
点/列/列2点/行2点都属于COM直流驱动方式，数据驱动IC的最大输出电压一般在9~15V。行反转的优 势在于COM交流驱动方式，数据驱动IC的最大输出电压可以降低到4~5V。低电压输出不仅功耗地，还 可大大降低IC设计成本。但也有缺点，就是横向串扰，COM负载大，会有一定延迟。
对策
Feedthrough 电压Vft
的运动掩盖及切换掩盖。随着时间轴变化频率的增加，人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升 趋势，视觉上的这种动态对比灵敏度特性表现为图像序列之间相互掩盖效应。
由上可知，在低频下，人眼对亮度变化敏感，需要对屏幕的fliker进行监控
ps：影响人眼识别能力的三大要素是速度、亮度和密度。 ① 速度包括亮度变化的周期和响应速度。亮度变化周期越大，波动越容易被识别。 ② 亮度指各种和灰阶相关的亮度差异，像素正负极性之间的亮度差、显示灰阶和周围环境之间的亮度差等，差异越大，越易被识别。 ③ 密度主要指像素的大小，像素空间融合的大小，人眼视线的移动幅度。
定义&规格
定义：帧与帧之间亮度发生周期性变化，反应在视觉上就是闪烁，影响视觉体验 规格(依客户而定）:根据屏幕反转情况（一般有帧反转，列反转，行反转，点反转
等），选择相应的测试画面，在JEITA方法下测试30HZ的值，<-30dB,则认为达标
注： 1. 厂内采用的是列反转，属低频率反转，最省功耗。 2. 根据人眼视觉特性，频率越低对亮度变化越敏感，所以一般确认30HZ下的Fliker情况（特定显示画面下会用到30HZ） 3. 测试画面：根据人眼视觉特性，颜色对比辨认度&亮度对比辨认度对不同颜色和灰阶的敏感度不一样。
一样，导致发生 面内闪烁。
COM电压
目前来看，对Fliker的根源分析都集中在像素点压上。实际上，作为液晶基准电压的Vcom变化也会引起 闪烁。如果面内不同区域的Vcom写入能力不同，无论怎么调整Vcom，都会发生区域性闪烁现象。
调整前的闪烁区域（黄色）
调整前的闪烁区域（黄色）
对策
闪烁融合：闪光融合是指当刺激不是连续作用而是断续作用的时候，随着断续频率的增加，感觉到的不再是
N N+1
平均化
N N+1
对策
如上所述，设计上常用的抑制闪烁的方法：相邻像素光学响应波形的空间融合，这就要求相邻像素的 驱动电压保持极性相反。能实现相邻像素极性相反的驱动方式很多，主要有点反转、2H1V反转、1H2V反 转、列反转和行反转5中驱动方式。具体选择哪种驱动方式要结合每种驱动方式的显示品质、功耗、驱动电 压大小、伴随的不良等因素平衡利弊后决定
Vft电压主要由寄生电容耦合产生。其公式如下。Vft在面内所有像素/所有灰阶并不是一样的（灰阶不同 Clc,（Vgh-Vgl）不同），无法通过Vcom调节来消除正负极性像素电压的差异。
原理分析
漏电流
漏流的途径主要有2个：TFT通道和液晶通道。漏电流引起闪烁的本质是不同灰阶或者不同位置漏电流大 小不同，引起像素电压不同，导致闪烁。 不同灰阶。灰阶不同，源漏之间的压差不一样，在相同TFT膜质下，压差大的漏流大。 不同位置。由于工艺（GI/a-Si等）存在波动（U%），导致不同位置的TFT膜质、Cst等不一样，漏流也不
断续的刺激，而是连续的刺激的一种景象，我们看到一系列的闪光，当每分钟的次数增加到一定程度时，人眼 就不再感到闪光，而感到是一种固定或连续的光，在视觉的方法改善闪烁（一般临界频率为50HZ）。但提高的同时增加能耗。目前各大手机 厂商都提出了续航能力，所以功耗这一块是非常需要平衡的。
① 不同灰阶下的Clc引起闪烁。采用△e小的液晶材料（会增加驱动电压，须折中）； ② 增大Cst存储电容。需要和像素开口率、写入能力，阻抗等折中 ③ （Vgh-Vgl）差异。扫描线的不同位置，差异不同。VghVgl的跳转瞬间，不是马上进入到Vgl，而是处
于中间状态（0~Vgl），靠近扫面线越末端越接近0V。所以需要降低阻抗（低阻材料、厚度、CD等）、 减小寄生电容；设计上还可以通过渐变式的Cgs或Cst或IC 波形削角处理来匹配补偿（Vgh-Vgl）差异。
= (Vmax - Vmin)/{(Vmax + vmin)/2}×100%
30HZ周期亮度变化
原理分析
引起帧与帧之间亮度变化主要有下面几个因素： Feedthrough 电压Vft 漏电流Ioff Vcom
Vgh Vdata Vpixel
Vcom
Vgl
Vft电压影响下像素电压
Feedthrough 电压Vft
原理分析
显示屏在实际的工作过程中，正负极性不断变化（防止液晶极化），且由于Vft电压的存在，正负极性 的像素电压绝对值并不完全对称，导致帧与帧之间亮度发生变化。
Vpixel
亮度
Vcom
1帧
it is considered that AC component (b) overlaps on the DC component (a). With the contrast method, the ratio of AC component to DC component is defined as the flicker amount. AC component (a) is defined as Vmax – Vmin DC component (b) as (Vmax + Vmin)/2, Flicker amount = AC component / DC component=b/a
驱动方式
像素驱动极性图
点反转
驱动信号波形 以一条data线上信号为例
显示品质 ★★★
功耗 ★
驱动电压 高
备注
列反转 行反转 1H2V 2H1V
★ ★ ★★★ ★★
★★★ ★
★★ ★
高
纵向串扰
低
横向串扰 Com反转
高
高
对策
1. 点反转在闪烁的空间融合上做的最细腻，细化到每个子像素，抑制闪烁最有效。但其data线的驱动波 形是以一个寻址时间（1Hsync周期）为单位，属高频率反转，data功耗极高。
2. 列反转相邻两列在也存在180的相位差，一定程度上起到了抑制闪烁的作用（容易发生列闪烁）。但效 果没有点反转细腻。驱动波形以一帧时间（1Vsync周期）为单位，属于低频率反转，功耗最低
3. 行反转。效果上与列反转相当（容易发生行闪烁），驱动信号同点反转，功耗大。 4. 1H2V，1V2H分析同上。
改善fliker主要还是在设计层面，和工艺相关的U%问题，在当前工艺能力下，已接近设备能 力，改善不大（工艺面比较可行的方案就是寻找新膜层）
结尾
闪烁严重影响显示屏品质。以LCD屏为例，虽然无法从根源上去解决闪烁，但可以通过巧妙的设计去规 避它，降低它的影响。工艺上的改进方法不多，除非去探索一些新的膜层/膜质改善根源品质问题（降低 IOFF，最有效的方式是减小晶粒大小，但这意味着Ion要降低，这又会带来另外一些严重的显示问题。膜层 动作最多的改善界面缺陷，但改善幅度不大）。
漏电流Ioff
① 改善TFT沟道膜质、改善工艺波动（降低U%）。工厂能力一般比较固定，U%的改善一般不大，可以tune 一些新的膜质/层去从本质上改善Ioff（界面/晶粒）。
② 合理设计Vgl的值。改善不同灰阶下正负电极的漏电流差异。
Vcom ① 改善不同区域的Vcom写入能力。降低COM电阻，改善U%
LCD Fliker
概念
人眼的视觉系统对图像的认知是非均匀的和非线性的，并不是对图像中的任何变化都能感知。如图像系数 的量化误差引起的图像变化在一定范围内是不能为人眼所觉察的。闪烁（Fliker）是人眼对亮度变化的一 种响应，是非线性的。通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。 这个阀值不是固定，人眼视觉特性的一个重要特征是视觉掩盖：视觉信息间的相互作用或相互干扰。科研 人员通过对视觉系统的长期观察发现掩盖效应跟信号的带宽、相位、方向、频率等特性有关。 常见掩盖效应: ① 由于边缘存在强烈的亮度变化，人眼对边缘轮廓敏感，而对边缘的量度误差不敏感，即对比度掩盖; ② 图像纹理区域存在较大的亮度以及方向变化，人眼对该区域信息的分辨率下降，即纹理掩盖; ③ 视频序列相邻帧间内容的剧烈变动(如目标运动或者场景变化)，导致人眼分辨率的剧烈下降，即时域