Dasar-dasar LCD Berkedip
Apa itu Flicker
01
TFT-LCD menggunakan perubahan voltase untuk mengontrol kekuatan medan listrik dalam kotak kristal cair, mengubah arah penyelarasan molekul kristal cair, dan mengontrol apakah cahaya ditransmisikan. Saat LCD menampilkan layar, gambar sering muncul, dan fenomena ini disebut “Flicker”.
Mengapa mata manusia bisa mengamati Flicker
02
Saat mata manusia mengamati suatu pemandangan, dibutuhkan waktu singkat untuk mengirimkan sinyal cahaya ke otak. Saat efek cahaya selesai, gambar visual tidak akan langsung hilang. Penglihatan sisa ini disebut "pasca{2}}gambar", yang disebut "retensi visual sementara", juga disebut "efek sisa cahaya". Karena efek pijaran, mata manusia perlu merasakan gambar bergerak, dan frekuensi pembaruan gambar tetap setidaknya 16 ~ 24Hz. Namun nyatanya, perbedaan kecerahan gambar masih dapat dirasakan pada frekuensi pembaruan gambar 30Hz, dan perasaan intuitifnya adalah melihat gambar berkedip. Oleh karena itu, untuk memperoleh kualitas gambar yang lebih baik, semakin tinggi frekuensi pembaruan gambar, semakin baik.
Mengapa orang mengamati fenomena Flicker saat menampilkan monitor LCD? Hal ini karena kecerahan (tingkat abu-abu) tampilan layar depan dan belakang tidak konsisten, dan kecerahan tersebut disebabkan oleh transmisi cahaya kotak LCD yang berbeda, dan transmisi cahaya ditentukan oleh derajat defleksi molekul kristal cair.
Mekanisme pembangkitan Flicker
03
LCD mengontrol sudut berdiri kristal cair dengan besaran tegangan untuk mengontrol kecerahan, dan kristal cair digerakkan dalam mode AC. Seperti terlihat pada gambar di bawah ini, jika nilai Vcom tidak diatur dengan baik, karena adanya ΔVp setara dengan penerapan tegangan DC pada lapisan kristal cair, Vp+ ≠ Vp-, sehingga terjadi perbedaan kecerahan frame positif dan negatif, mengakibatkan kedipan dan fenomena lainnya, yang memperpendek umur kristal cair; Oleh karena itu, tegangan mendadak ΔVp perlu diimbangi. Untuk mengimbangi bagian dari tegangan mendadak ΔVp, tegangan umum Vcom dapat diubah menjadi variabel (dapat disesuaikan), yang secara efektif dapat memecahkan masalah Flicker.
Faktor penting yang menentukan kualitas saklar TFT adalah kapasitansi parasit Cgs antara logam gerbang TFT dan logam sumber. Umumnya, sisi tempat TFT dihubungkan ke elektroda piksel ditetapkan sebagai sumber. Karena saklar TFT dekat dengan transien, ketika tegangan gerbang Vgs turun seketika dari VGH tingkat tinggi ke VGL tingkat rendah, jumlah perubahan Vgs ΔVgs digabungkan pada elektroda piksel oleh kapasitor parasit TFT Cgs, menyebabkan tegangan piksel Vp melonjak, dan lompatannya adalah ΔVp. Karena adanya ΔVp maka tegangan piksel menjadi (Vp-ΔVp).
Metode evaluasi Flicker
04
Saat transformasi bingkai positif dan negatif pada gambar konvensional, piksel-piksel yang berdekatan saling mengimbangi, membuat kedipan kedipan gambar konvensional tidak dapat diamati. Ketika bingkai positif dan negatif berubah dalam keadaan layar berkedip, kedipan Flicker hanya dapat diamati karena penyimpangan kecerahan piksel bingkai positif dan negatif. Di bawah ini adalah dua metode evaluasi Flicker yang umum di industri.
Umumnya ada dua jenis metode pengujian kedipan dalam standar VESA (Video Electronics Standards Association): metode pengujian JEITA dan metode pengujian FMA.
Metode pengujian JEITA adalah menyesuaikan frekuensi penyegaran layar dengan frekuensi saat sedang beroperasi, dan menggunakan pengukur spektrum dan perangkat konversi fotolistrik untuk menguji kurva perubahan kecerahan dari waktu ke waktu dalam suatu bingkai. Melalui transformasi Fourier cepat, diubah menjadi kurva perubahan kecerahan terhadap frekuensi F(w). Selanjutnya ambil F(ω) pada frekuensi yang sama dengan sampel yang diuji, jika mengambil F60Hz dan F0Hz pada DC, maka ambil logaritma F(ω)/F0Hz, hasilnya adalah nilai kedipan, dan rumusnya dinyatakan sebagai:
Kondisi pengujian metode pengujian FMA (Flicker Modulation Amplitude, FMA) sama dengan metode JEITA. Kecerahan diubah menjadi sinyal listrik termodulasi amplitudo melalui konverter fotolistrik, dan nilai maksimum Vmax dan nilai minimum Vmin dibaca. Secara kualitatif diyakini bahwa (VmaX-Vmin) adalah komponen AC dan (Vmx+Vmin)/2 adalah komponen DC. Maka ekspresi flashing MaX adalah:
Dampak Vcom pada Flicker
05
Kedipan optimal produk dalam mode putih berangsur-angsur berkurang seiring dengan meningkatnya tingkat abu-abu, sedangkan kedipan optimal produk mode hitam berangsur-angsur menurun, namun Vcom yang sesuai secara bertahap meningkat.
ΔVp, produk mode putih normal, secara bertahap meningkat seiring dengan peningkatan skala abu-abu (pergeseran negatif Vcom), sehingga menyebabkan perbedaan kecerahan positif dan negatif meningkat, tetapi kecerahan rata-rata gambar juga menunjukkan tren peningkatan seiring dengan peningkatan skala abu-abu (faktor utama), yang mengarah pada pengurangan kedipan optimal; sedangkan ΔVp, skala abu-abu dari produk mode hitam normal, secara bertahap menurun (pergeseran positif Vcom), sehingga menyebabkan perbedaan kecerahan positif dan negatif menurun secara bertahap, dan karena kecerahan rata-rata gambar juga menunjukkan tren peningkatan, kedipan optimal secara bertahap menurun.
Dampak VGH pada Flicker
06
Dalam percobaan, tegangan VGH dihubungkan secara eksternal ke catu daya DC, dan VGL serta Vcom tetap tidak berubah. Nilai kedipan pada tegangan VGH yang berbeda dalam mode putih normal dan produk mode hitam normal diuji masing-masing. Hasilnya ditunjukkan pada gambar di bawah, yang menunjukkan bahwa VGH mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kedipan. Alasan dilakukannya analisis adalah:
Pada tahap pertama, ketika VGH rendah, di satu sisi, ΔVp meningkat seiring dengan peningkatan VGH. Sebaliknya, jika VGH rendah, piksel tidak terisi penuh, dan perbedaan kecerahan antara frame positif dan negatif besar (faktor utama). Saat VGH meningkat, piksel secara bertahap terisi, dan perbedaan kecerahan antara bingkai positif dan negatif berkurang. Pada tahap ini, kedipan berkurang seiring dengan peningkatan VGH;
Pada tahap kedua, VGH meningkat sampai batas tertentu dan piksel terisi penuh. Pada saat ini, ΔVp meningkat seiring dengan meningkatnya VG, yang menyebabkan perbedaan kecerahan frame positif dan negatif meningkat, yaitu kedipan meningkat.
Tegangan VGH berbeda dari dua mode produk, dan kedipan optimal serta hubungan Vcom yang sesuai. Hasil percobaan yang ditunjukkan pada gambar di bawah menunjukkan bahwa VGH meningkat dan kedipan optimal hampir tidak berubah, tetapi Vcom yang sesuai secara bertahap menurun. Oleh karena itu, ketika tegangan VGH berubah, kedipan dapat disesuaikan untuk mencapai kedipan terbaik.
Dampak VGL pada Flicker
07
Dalam percobaan, tegangan VGL dihubungkan secara eksternal ke catu daya DC, dan VGH serta Vcom tetap tidak berubah. Nilai kedipan di bawah tegangan VGL berbeda dalam mode putih normal dan produk mode hitam normal diuji masing-masing. Hasilnya ditunjukkan pada gambar di bawah ini, yang menunjukkan bahwa VGL mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kedipan. Alasan dilakukannya analisis adalah:
Pada tahap pertama, ketika VGL secara bertahap menurun dari -2 V ke titik terendah (sekitar -8 V), meskipun ΔVp meningkat secara bertahap, Ioff TFT secara bertahap menurun (faktor utama), dan tegangan piksel memiliki karakteristik retensi yang lebih baik, yang menyebabkan perbedaan kecerahan bingkai positif dan negatif menurun secara bertahap, yaitu kedipan berkurang secara bertahap;
Pada tahap kedua, VGL terus menurun, dan Ioff ΔVp dan TFT meningkat secara bertahap. Kombinasi keduanya menyebabkan perbedaan kecerahan antara bingkai positif dan negatif meningkat secara bertahap, yaitu kedipan meningkat secara bertahap.
Apa itu Flicker drift
08
Bila terdapat medan listrik bias DC di LCD, medan listrik bias tersebut menarik ion, sehingga menyebabkan-medan listrik bawaan dihasilkan di dekat elektroda. Medan listrik bawaan ini terus menguat hingga kompensasi medan listrik bias DC selesai. Efek interaksi medan listrik bawaan dan medan listrik bias DC menyebabkan Flicker melayang.
Pengaruh pembalikan polaritas piksel pada Flicker
09
Fenomena metode transformasi polaritas inversi bingkai terlihat jelas
Fenomena metode transformasi polaritas inversi Flicker tidak terlihat jelas
Fenomena Flicker pada metode transformasi polaritas inversi Kolom tidak terlihat jelas
Metode transformasi polaritas inversi titik Flicker hampir tidak ada fenomena
Biasanya kita mengoptimalkan fenomena Flicker dengan mengatur tegangan Vcom dan memilih metode inversi polaritas.
