crosstalk 原理及改善对策

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1、n如何改善STNLCD中的crosstalk現象n影響液晶顯示器(STN-LCD)功耗的因素nSTN-LCD彩屏模組技術及設計www.tft-lcd.com如何改善STNLCD中的crosstalk現象2006-6-2--------------------------------------------------------------------------------在FPD在和許多STNLCD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

2、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﹐STNLCD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

3、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

4、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CSTNLCD﹐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Δ

5、t2﹐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顯示幕需要較為平緩的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

6、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

7、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%of2V)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

8、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