改善液晶電視顯示性能的技術(shù)和方案分析

減少運動模糊

在LCD顯示器上觀看視頻的一個最大問題就是運動模糊。這是由于顯示器中液晶的響應(yīng)速度慢而引起的，并導(dǎo)致運動圖像后面出現(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LCD開發(fā)的一個主要關(guān)注焦點，目前有很多技術(shù)可以用來解決這個問題。

圖3：S形的“珈瑪曲線”顯示了像素發(fā)出的光 與施加在像素上的電壓之間的非線性關(guān)系。

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。通過對每個像素采用過驅(qū)動可提高當(dāng)前材料的響應(yīng)速度，然而這還無法達到所需的響應(yīng)速度?，F(xiàn)在有些公司正在展示灰色到灰色的響應(yīng)時間為5毫秒、灰色到黑色的響應(yīng)時間為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產(chǎn)生中間圖像。在最近的展覽中對黑色插入技術(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背光進行脈沖調(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背光進行掃描，可進一步消除運動圖像的拖尾現(xiàn)象，這樣可以得到非常清楚的運動圖像。

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，這會使顯示器的畫面閃爍。為了消除這種影響，通常要對每個面板的VCOM進行調(diào)節(jié)，直到消除閃爍。這種機械的方法現(xiàn)在被數(shù)字電位計代替，數(shù)字電位計可以自動調(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。為解決這個問題，如今在新的面板中利用面板里實際VCOM值去關(guān)閉一個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珈瑪曲線，這意味著當(dāng)多個面板并排放置在一起時，每個面板具有稍微不同的色彩響應(yīng)。對于很多應(yīng)用來說，這是不期望的。為克服這個問題，理論上珈瑪曲線需要作為閉環(huán)系統(tǒng)的一部分逐一進行設(shè)置。可編程珈瑪發(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、暗圖像的對比度

LCD顯示器的另外一個問題是，它們在顯示非常明亮或非常暗的圖像時不擅長區(qū)分不同的對比度等級?？梢圆捎脛討B(tài)珈瑪克服這個問題，動態(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通常要針對每個面板進行調(diào)節(jié)， Intersil ISL45041可驅(qū)動該應(yīng)用中的大功率VCOM放大器。 圖4b：新面板利用面板中實際VCOM值去關(guān)閉一個控制環(huán)。

采用CCFL技術(shù)作為背光源會嚴重影響能在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 信號所能傳輸?shù)纳?。如今用新的大功率LED技術(shù)作為背光源，可以將對NTSC信號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。對于大面積面板，可采用分離的紅色、綠色和藍色LED，這使顯示器的色溫可以很容易進行調(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份額的巨大壓力。如果成本不降低，市場增長將受到限制，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競爭的加劇，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)用在強調(diào)文本和圖表顯示的企業(yè)環(huán)境，但是對于快速增長的LCD-TV市場以及家庭PC多媒體設(shè)備，圖像質(zhì)量將成為一個非常重要的因素。Intersil具有針對這兩個市場的產(chǎn)品。針對LCD-TV市場，Intersil能提供DC/DC、VCOM、DCP、珈瑪和背光產(chǎn)品。對于桌面顯示器市場來說，高度集成能降低成本，而EL76?2在一個封裝里集成DC/DC、VCOM、珈瑪和Von削減(Von-slicing)功能。