crosstalk 原理及改善对策

⏹如何改善STN LCD中的crosstalk現象

⏹影響液晶顯示器(STN-LCD)功耗的因素

⏹STN-LCD彩屏模組技術及設計

如何改善STN LCD中的crosstalk現象2006-6-2

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在FPD在和許多STN LCD技術中﹐FPD在和許多其他它以其成熟的工藝和低制做成本在大部分顯示器應用領域中佔有優勢﹐例如﹕遊戲機﹑攜帶型電話﹑隨著資和許多其他需要小尺寸顯示器的產品。PDA它以其成熟的工藝和低制做成本在大部分顯示器應用領域中佔有優勢﹐例如﹕遊戲機﹑攜帶型電話﹑隨著資訊產業的在顯示器的規格中對彩色顯示器的要求更苛刻。儘管如此﹐彩色STN顯示器已經開發並被顯示器市場所接受。比較有效矩陣顯示器﹐STN LCD 要面對的困難就是crosstalk的問題。Crosstalk現象大體上講是由相鄰象素相互干涉而產生的一種可見的缺點。它就象一個半透明的尾巴﹐是從屬圖案﹐只會在某些畫面中出現。但不幸的是﹐我們的顯示質量會因此而下降(這種現象如Fig.1所示)。

Crosstalk現象是如何產生的?

產生crosstalk現象的原因有兩種﹕屏的特性和IC的性能。Fig.2所示的是LCD屏的電模型。每個電容表示一個顯示象素﹐每條線上的電阻描述該條線所代表的ITO的阻值。

啟動象素﹐電容兩邊會產生一個電壓。這個均方根電壓通過電容決定象素的亮顯。因此在同一列的象素由一個信號線驅動﹐電壓通過一個象素時會受到同一列的其他象素的影響。當通過同一行的不同象素的電壓不同時﹐crosstalk現象就會產生。

如何測量crosstalk現象?

因為crosstalk現象是一種從屬圖案﹐所以需要特定的測試模式來測量它的存在。Fig.3a和Fig.3b描述了兩種圖案可以有效的檢測crosstalk現象。這些長條會產生更多的crosstalk。實心的線條檢測驅動問題比較有效﹐虛線的長條對於檢測屏的相關問題比較有效。對於灰階或CSTN LCD﹐因為它們更易受到crosstalk現象的影響﹐所以需要橫向的灰色線條。

單色和灰階顯示的不同

Fig.4a和Fig.4b分別描述了單色和灰階顯示器的電壓和透射比(VT)的曲線。假設兩相鄰象素的均方根電壓相差Δv(如Fig.4a所示)﹐透射比相差Δt2﹐Δt2小於Δt1。因此﹐在單色STN 中具有比較陡峭變化的VT曲線的屏會減少crosstalk現象。但是﹐從Fig.4b中可以看出在灰階或CSTN顯示中Δt2大於Δt1﹐這就是說﹐灰階或CSTN顯示幕需要較為帄緩的VT曲線。從Fig.4b還可以看出crosstalk現象在兩灰階處比在黑白區域嚴重。

驅動電壓的要求

由之前的部分可知﹐灰階顯示器的理想VT曲線是線性的(如Fig.5a所示)。

假設灰度級別均勻的分佈在選擇和非選擇區域﹐兩灰度級之間的均方根電壓如Fig.5b所示。

例如﹕一個4k彩色STN顯示器﹐每個三原色象素需要顯示4或16灰階。如果顯示80行﹐並且其VLCD為10V﹐那麼兩灰度級之間的均方根電壓為10mV。為了保證兩相鄰灰度級或顏色之間能被識別﹐crosstalk的影響必須小於這個電壓。隨著顯示器尺寸和灰階數的增加﹐這個電壓也越來越小。

對成品率的影響

對於一個80行﹐16灰階﹑VLCD為10V。Fig.6圖示了一個類比的均方根電壓波形它是500個驅動IC隨意在VL2到VL5之間轉換偏移。從Fig.4b中可以看到在波形的初始階段超過28%的都不能接近需求的10mV電壓。為了改善這種趨勢﹐LCD驅動的輸出電壓必須被改善。

屏的影響

如Fig.7所示可知﹐LCD的ITO電阻和LC電容對均方根電壓有影響。

RC的升降時間與均方根之間的關係如下圖所示。一個1/10bias的屏﹐VLCD為10V﹐它的蜂蜂值由Fig.7可知是2V。為了符合低於10mV漂移(0.5% of 2V)的要求﹐所以RC的升降時間要小於1us。

改善crosstalk現象的解決方案

要減少crosstalk﹐就必需使RC的輸入值盡可能的小。減小電容或ITO電阻對crosstalk現象都會起到改善作用。尤其是COG產品﹐電路中的ITO電阻和佈局﹐以及由ITO引起的雜訊干擾最易產生crosstalk現象。最佳的VT特性曲線對crosstalk現象也有改善作用。

除了以上提到的方法﹐也可以用N行反轉的驅動方法來改善(如SSD1851)。N行反轉的方法可以用軟體設計使任何個指定的N行反轉﹐從而改善由屏引起的crosstalk現象。它的原理是用減少掃描行的數量來影響象素。例如一個64行模組﹐其中一列上的一個選擇態象素會受到其他63個非選擇態象素的影響。如果採用13行反轉﹐影響的象素就會減少到12。

面對市場﹐將來所要做的改進

最近幾年﹐在手機市場上彩色顯示器的採用明顯增多。大約有70%的彩色顯示器採用的是color STN﹐而且這個數字還在持續增長。主要的手機製造商﹐如Motorola﹐SonyErisson和Nokia 都已經連續引進彩屏手機作為下一代。手機顯示器市場正在逐步從單色和灰階顯示轉變為彩色顯示。為了適應市場需求STN LCD的crosstalk現象必需解決。從IC設計到屏的製造﹐許多參數都會影響到最終結果﹐所以各方面的作用都很重要。

影響液晶顯示器(STN-LCD)功耗的因素2006-5-18

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引言

隨著液晶顯示器的廣泛應用，液晶生產廠家逐漸增多，市場競爭已從價格上的競爭逐漸轉移到產品性能和品質上的競爭。改善顯示性能已成為液晶顯示器製作者最重要的工作。然而STN-LCD功耗電流偏大這一難題，令許多企業十分棘手。本文從制程、材料和環境等方面分析影響STN-LCD功耗電流的因素，為解決這一難題提供些參考。

2 制程的影響