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1、新型驱动技术介绍一、过驱动(Overdrive)技术介绍二、三伽马校正技术 ACC(Accurate Color Capture)三、动态伽马技术介绍(Dynamic Gamma Control)四、背光调暗技术(Backlight Dimming Control)五、运动插值帧频变换技术(Motion Interpolated Frame Rate Conversion)六、插黑/灰技术(Black/七、闪烁背光控制技术(Blinking backlight control)八、扫描背光技术(Scanning Backlight)九、10 Bit 色深技术(lObit Color Depth
2、)薄膜晶体管液晶显示器(TFT- LCD)具有分辨率高、体积小、质量轻、功耗小和零辐射等优点，因此在桌 上显示器、笔记本电脑和其他移动通信方面获得广泛应用。近几年由于在响应速度、视角、亮度和色域等 方面性能的改善，使它在高端显示器和电视市场方面的竞争力也有了实质性提高。但是当显示快速的运动 图像时，LCD会出现边缘模糊或拖影现象，无法达到CRT的标准。另外在色彩表现方面，由于冷阴极荧 光管(CCFL)背光源的限制，目前LCD-TV的色域只能达到NTSC (美国国家电视标准委员会)色域的 72%，而且由于LCD会在不同亮度下产生色温偏移的现象，导致显示不逼真，这些都是目前LCD所要急 需克服的。
3、因此改善画面的动态响应时间和色彩表现，是面板厂商技术攻关的重点。其中前者，一般都是 通过缩短响应时间，减少液晶的保持型显示特征，模拟CRT电视的脉冲型显示方式，包括黑/灰画面插入、 帧频加倍，或者改用动态背光等技术实现。后者则主要是增加色彩位数(color bit depth)使色彩表现更细腻， 改善背光源色谱以扩大颜色表现范围，采用更先进的伽马校正(gamma correction)技术克服颜色失真。此 外随着液晶电视尺寸的变大，所需要的背光灯管数量急遽增加，所消耗的功耗也急遽增加，因此有必要通 过合适的驱动方式以减少背光功耗，这些都是我们要研究的课题。通过设计TFT-LCD的驱动系统，将上
4、面提到的各类技术有机结合，获得显示性能优化的液晶电视机 和高端液晶显示器。是当前研究的重点方向，下面就各类技术进行简单的介绍。一、过驱动(Overdrive)技术介绍由于传统 ISO 定义响应时间的着眼点太过简单，只考虑了用时最短的像素黑白黑极端切换的时间，在 衡量实际使用时出现最多的灰阶切换时没有太多指导价值。从液晶的显示原理来说，当像素从较浅灰度转 变为较深灰度时，其加在像素两端电极电压也相应加强。但是和iso规范中定义的黑白黑切换的最大激励 电压相比，在灰度切换时相应的施加电压要低得多，因此在这种情况下液晶分子反转响应的速度也会变慢。 因此要想使得响应时间真的具有实际参考价值，提供必要的
5、灰阶响应时间参数才是有意义的。 overdrive 技术就是一种能够有效提高液晶灰阶响应速度的新技术。实际上该技术的原理相当简单，为了让液晶分子 达到更快的反应速度，在初始阶段会比以一般状态下施加更高的激励电压，待到液晶分子方向趋于目标方 向时，激励电压恢复目标灰阶水平。如图1所示，OD技术只需要改变驱动系统的结构，成本较小，过程 简单，因此受到了广泛关注。虽然该技术的出发点就是为了改善液晶电视的响应速度问题，但是在中高端 液晶显示器上也需要Overdrive技术以获得更好的显示效果。CiGn-2! ii-1! ii !i+ n+2!n+3 FrameTransmission图 1 Overd
6、rive 驱动原理简图OD技术又被称为DCC(Dynamic Capacitance Compensation),即由于传统TN模式液晶响应时间较慢， 液晶电容的变化速度由于液晶分子的惰性跟不上外界施加电压的变化速度，而是在施加电压的一段时间内 仍然保持初始电容值，因此在一帧后液晶分子没有达到所需的灰度，因此要对液晶的电容进行补偿以达到 所需要的灰度。具体公式如下：CVstart X V Vend C t arg ett arg etend (1)这意味着在一帧后液晶分子没有达到所需的灰度。液晶分子经过几帧的加电和弛豫后，才能逼近 Vtarget所对应的目标灰度。如图2所示。(Volts)图
7、2 液晶电容在电容-电压图上的变化轨迹(没有加 OD 时)因此为加快液晶反应速度，施加一个比目标电压Vtarget更低的电压VOD ,并且使V X CV 二 t arg ett arg et VODCt arg etstart如下图所示，图 3 液晶电容在电容-电压图上的变化轨迹（加 OD）这样保证液晶分子经过一帧的电荷保持后，弛豫到所需的平衡态（目标电压Vtarget和目标电容 Ctarget）,达到目标灰度。DCC的电路实现框图（图4）包括数据缓存，帧数据存储器，OD电压表LUT, OD控制器和数据输出。 当前帧的数据Gn和从帧数据存储器取出的前一帧的数据Gn-1经过比较，由LUT查表得到
8、OD电压所对 应的灰阶Gn俞出。控制器对帧数据存储器和LUT查表过程进行控制。GGn“SyncDateData3. write2. read 0.32- Bstore AC* AicerAC C0.280.25 0.27 O.ES D.29 0.30 0.31 D.32 0.33 0.34图9 ACC之前和之后色座标比较应用到各种伽马值中：ACC是一种改变原始伽马曲线到新伽马曲线的技术，所以有必要评价当原始伽马曲 线变动后应用ACC的效果，前面选择了 LCD中原始伽马为2.4时的优化ACC数据。将同样ACC数据应 用到具有各种不同伽马值的LCD时，伽马值从2.0到2.8，图10显示了 ACC应
9、用到各种伽马值的结果，如图所示，即使伽马值从2.0变化到2.8,都可以得到几乎不变的CCT，但是会有微小的Ax和Ay值变动。一 dJIUKLadulaJ！01占 PEE1 aLUQaJL-I-L2.92釦瞅1 G国I笑4图10 ACC后测量的CCT与伽马值关系三、动态伽马技术介绍ASICDisphy DataInpiLC DntJi(fj) ConveuTiociifiL LCD即使采用了 ACC技术对RGB的伽马进行调制，在色彩表现方面也还是不能尽如人意的。因为人眼会根 据自己的熟悉程度对不同物体进行判断，为了更进一步表现图像的细腻程度，很少有人尝试不通过改变数 据就达到提高图像质量的。但动
10、态伽马控制0GC）是第一种提高图像质量而没有操控数据的方法oDGC 通过改变LCD的伽马电压来自适应和自动改变伽马曲线。传统LCD伽马电压通过串联电阻来改变伽马电 压，但是当设定了电阻串之后就没有办法改变伽马电压了。为了克服这个问题，可以采用具有串联数据接 口的多通道数模转换器（DAC）o如图所示。使用这种DAC，伽马电压可以很轻松的根据帧而改变。DGC 由2种技术组成：直方图抽取和伽马电压控制。(b) LCD wich DGC Seeliflijque图11伽马参考电压发生电路直方图抽取伽马电压数模依赖于LCD的数据驱动IC,每个伽马电压被分配了不同的数据电平，根据被分配的数据 电平之间的数
11、据分布，DGC改变伽马电压。通过将图像数据组合到为伽马电压分配的数据电平之间抽取数 据分布。伽马电压处理改变伽马电压的原理是在某个范围内，存在的数据越多，这个范围的伽马电压就越陡峭。某组中数据分布越密的地方给出比其它地方更高的数据对比度。所以，最简单的使那组中的数据具有更高对比度的方 法就是使伽马电压更陡峭。例如，假设图12 (a)中在063灰阶具有最多的数据，如图(b)所示。(c)显 示了传统具有伽马值2.5的LCD和DGC的LCD的参考电压处理。如(c)所示，采用DGC的方法在具有更多 数据的区域提高了电压的陡度，减少了具有较少数据地方的陡度，则如(d)所示，这个简单而有效的处 理明显提高了对比度。(n.) Original linage5x，(b| ExtL!L：ted bislDn 卫 a 就 曲 w * a aQi r-iK-i!(c) nna vdi
