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LCD 残影问题分析及常见解决办法


1 分析前准备 

设备:平板一台,搭载TFTLCD MIPI 显示屏;操作系统:Android 4.4。 


2 现象复制 

 方法一:开机进入系统,打开图库,选取一图片。最好是画面色彩鲜艳的图片。停留3到5分钟,然后切换到另一个画面。最好是单色浅色的画面。这样就很容易看到之前的图片仍然在新的画面显示。 

 方法二:开机进入系统,打开“时钟”选项,这个应用是黑底白字的界面,色彩最分明,最容易看出残影;旋转屏幕或者左右滑动进入下一界面,当前界面会看到前一画面在相同位置残留的图像。 


3 LCD显示原理 

  LCD 是一种被动式显示器,其本身不发光,主要是依靠屏后面的LED灯管的发光的。LCD利用液晶分子的扭曲-向列效应,通过控制电场使得两片导电玻璃电极间的液晶发生偏转来改变LED灯管的透光率,从而使得LCD的亮度,对比度等发生变化。当去掉电场后,液晶分子又恢复其扭曲结构。把这样的液晶置于两偏振片之间,改变偏振相对位置就可得到图像的显示形式。对于亮度、对比度等参数的控制,也不光只是靠灯管发光来控制,还有视频解码本身所产生的视频信号的参数,以及驱动PANEL本身需要符合的各种时序。 


3.1常见LCD模组组成:偏光片,彩色滤光片,液晶,TFT玻璃,背光模组。 

  偏光片通过旋转角度,使得光线贯通穿过和不能贯通穿过。自然光传播具有2个方向垂直偏振特性。

 

3.2液晶分子 

  液晶分子在LCD中是存放在液晶盒中,对液晶分子施加电压进行角度偏转之后,来改变透过光线的轴向。  

 

QQ图片20180403094350.png

               图1.1                          图1.2 

左图1.1当光线通过偏光片进入LCD内部,通过液晶分子的偏转使得光线路径旋转特定角度,通过下层偏光片透过轴向。 

右图1.2通过施加电压使得液晶分子的排列发生变化,失去了旋转光途径的功能,于是光线不能通过相互垂直的偏光片。 


4 残影出现的原因 

  前面提到LCD的显示原理,实际上是通过电压使得液晶分子旋转角度不同而显示不同的图像。这里需要引入γ值和Vcom这2个概念。 

  γ简单讲就是把从白色到黑色的变化过程分成2 的N(6、8)次幂等份。γ电压就是用来控制显示器辉阶,通常分为G0~G14。第一个γ电压跟最后一个γ电压都是指的同一灰阶,只是分别代表正负电压而已。 

  为了避免液晶分子形成偏转上的惰性,液晶分子的控制需要动态电压进行控制。Vcom电压就是位于G0~G14的中间值的参考电压,具体来说Vcom会在第一个γ电压跟最后一个γ电压中间值。但实际上,由于外围电路的不同,Vcom与γ电压的匹配是需要调整来实现的。 

  当Vcom电压设置不正确的时候,会造成液晶内的带电离子吸附在上下玻璃两端形成内建电场,画面切换之后这些离子不能立刻释放出来或者液晶分子在状态切换时排列错乱,使得液晶分子没有立刻转到应转的角度所造成。

 

5 解决残影的常见方法 


5.1调整Vcom电压,使得Vcom电压与γ电压匹配。避免由于液晶分子残留电压造成残影。 


5.2调整放电时序,使得液晶分子残留电压快速释放。 

  电路设计中,第一个γ电压跟最后一个γ电压通常会有专门的电压进行控制。这里用VGH,VGL分别代表G0和G14。如果系统休眠时,VGH和VGL放电较慢,也会造成液晶分子残留过多电压,系统唤醒回来时候,有几率产生残影


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