改善液晶電視顯示性能的技術(shù)和方案分析
減少運(yùn)動(dòng)模糊
在LCD顯示器上觀看視頻的一個(gè)最大問題就是運(yùn)動(dòng)模糊。這是由于顯示器中液晶的響應(yīng)速度慢而引起的,并導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)圖像后面出現(xiàn)拖尾的現(xiàn)象。當(dāng)前的液晶技術(shù)能支持的響應(yīng)時(shí)間在12到16毫秒之間,盡管這比兩年前的20到30毫秒快了不少,但仍然不能完全消除這種拖尾現(xiàn)象。當(dāng)然,這已經(jīng)成為L(zhǎng)CD開發(fā)的一個(gè)主要關(guān)注焦點(diǎn),目前有很多技術(shù)可以用來解決這個(gè)問題。
圖3:S形的“珈瑪曲線”顯示了像素發(fā)出的光 |
來自LCD面板陣線最有效的方案是加快液晶材料的響應(yīng)速度。通過對(duì)每個(gè)像素采用過驅(qū)動(dòng)可提高當(dāng)前材料的響應(yīng)速度,然而這還無法達(dá)到所需的響應(yīng)速度?,F(xiàn)在有些公司正在展示灰色到灰色的響應(yīng)時(shí)間為5毫秒、灰色到黑色的響應(yīng)時(shí)間為1毫秒的新材料?;疑胶谏目焖夙憫?yīng)能夠使黑色插入技術(shù)得到非常有效的利用。黑色插入技術(shù)在每個(gè)圖像幀之間插入黑色幀,產(chǎn)生與CRT相似的快速脈沖調(diào)制效應(yīng)。人腦可以濾除這種閃爍并自動(dòng)產(chǎn)生中間圖像。在最近的展覽中對(duì)黑色插入技術(shù)的演示證明該技術(shù)是非常有效的。
如果沒有響應(yīng)速度快的液晶,這種效果也可以通過對(duì)背光進(jìn)行脈沖調(diào)制來仿真。這種方法也已證明非常有效。通過從頂部到底部對(duì)背光進(jìn)行掃描,可進(jìn)一步消除運(yùn)動(dòng)圖像的拖尾現(xiàn)象,這樣可以得到非常清楚的運(yùn)動(dòng)圖像。
減少畫面閃爍
由于LCD面板存在偏壓,所需的VCOM電壓可能與AVDD電壓值一半的理想值稍微不同,這會(huì)使顯示器的畫面閃爍。為了消除這種影響,通常要對(duì)每個(gè)面板的VCOM進(jìn)行調(diào)節(jié),直到消除閃爍。這種機(jī)械的方法現(xiàn)在被數(shù)字電位計(jì)代替,數(shù)字電位計(jì)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)這些偏移,消除了由于人為失誤產(chǎn)生偏移電壓的可能性。圖4a顯示的是用Intersil公司的ISL45041驅(qū)動(dòng)該應(yīng)用中的EL5111大功率VCOM放大器的示意圖。
由于每根線都鎖定到LCD面板,所以注入到VCOM平面的電荷也能引起導(dǎo)致畫面閃爍的偏移電壓。為解決這個(gè)問題,如今在新的面板中利用面板里實(shí)際VCOM值去關(guān)閉一個(gè)能將這些偏移電壓最小化的控制環(huán),這樣可以減少畫面閃爍。具體電路如圖4b所示。
第三個(gè)方法是設(shè)法降低在每條線末端的切換電流,采用Von削減(Von-slice)電路在每條線末端釋放Von電壓,以減少注入到VCOM線的切換電荷。
消除珈瑪失配
由于生產(chǎn)和工藝參數(shù)的變化,來自生產(chǎn)線的每個(gè)LCD表現(xiàn)出的珈瑪響應(yīng)稍有不同。通常情況下,所有的面板都采用同一個(gè)珈瑪曲線,這意味著當(dāng)多個(gè)面板并排放置在一起時(shí),每個(gè)面板具有稍微不同的色彩響應(yīng)。對(duì)于很多應(yīng)用來說,這是不期望的。為克服這個(gè)問題,理論上珈瑪曲線需要作為閉環(huán)系統(tǒng)的一部分逐一進(jìn)行設(shè)置??删幊嚏飕敯l(fā)生器能夠通過微處理器控制珈瑪曲線,因此珈瑪曲線可作為生產(chǎn)工藝的一部分被重新編程。
改善明、暗圖像的對(duì)比度
LCD顯示器的另外一個(gè)問題是,它們?cè)陲@示非常明亮或非常暗的圖像時(shí)不擅長(zhǎng)區(qū)分不同的對(duì)比度等級(jí)??梢圆捎脛?dòng)態(tài)珈瑪克服這個(gè)問題,動(dòng)態(tài)珈瑪是根據(jù)顯示圖像內(nèi)容逐幀調(diào)整珈瑪曲線。這可以作為縮放處理的一部分用數(shù)字技術(shù)來實(shí)現(xiàn),但這些器件的位深度限制帶來很多不良的問題。為克服這些問題,新的系統(tǒng)將采用EL5325珈瑪發(fā)生器來調(diào)節(jié)珈瑪參考曲線。
提高色彩再現(xiàn)能力
圖4a:為了消除閃爍,VCOM通常要針對(duì)每個(gè)面板進(jìn)行調(diào)節(jié), |
采用CCFL技術(shù)作為背光源會(huì)嚴(yán)重影響能在LCD顯示器上顯示的色譜。典型的CCFL背光使LCD顯示器只能再現(xiàn)不到50%的NTSC 信號(hào)所能傳輸?shù)纳省H缃裼眯碌拇蠊β蔐ED技術(shù)作為背光源,可以將對(duì)NTSC信號(hào)色譜的覆蓋率提高到超過100%。另外,這些新LED背光沒有CCFL背光所需的水銀,非常適合綠色環(huán)保應(yīng)用。
LED背光還具有很多其它優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于大面積面板,可采用分離的紅色、綠色和藍(lán)色LED,這使顯示器的色溫可以很容易進(jìn)行調(diào)整。這些器件的快速響應(yīng)特性還使它們非常適合于頻閃背光(strobing backlight)應(yīng)用。
成本考量
盡管很多廠商都在采用這些技術(shù)來改善顯示器的圖像性能,但他們還面臨降低成本以贏得市場(chǎng)份額的巨大壓力。如果成本不降低,市場(chǎng)增長(zhǎng)將受到限制,這已經(jīng)致使很多廠商不是在改善顯示器的性能,而是去掉某些功能。如今,不采用珈瑪緩沖器在主流顯示器中很常見,它們通常用一串簡(jiǎn)單的電阻來產(chǎn)生珈瑪曲線,性能下降是不可避免的。
隨著桌面顯示器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇,為獲得更好的視頻性能而在顯示器中采用這些新技術(shù)將十分有限。這些桌面顯示器很多是應(yīng)用在強(qiáng)調(diào)文本和圖表顯示的企業(yè)環(huán)境,但是對(duì)于快速增長(zhǎng)的LCD-TV市場(chǎng)以及家庭PC多媒體設(shè)備,圖像質(zhì)量將成為一個(gè)非常重要的因素。Intersil具有針對(duì)這兩個(gè)市場(chǎng)的產(chǎn)品。針對(duì)LCD-TV市場(chǎng),Intersil能提供DC/DC、VCOM、DCP、珈瑪和背光產(chǎn)品。對(duì)于桌面顯示器市場(chǎng)來說,高度集成能降低成本,而EL76?2在一個(gè)封裝里集成DC/DC、VCOM、珈瑪和Von削減(Von-slicing)功能。
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評(píng)論