液晶显示器(lcd)是目前唯一的显示技术。响应时间是一个令人关注的问题。其他显示技术,如有机发光二极管(oled)、阴极射线管(crt)、等离子体、真空荧光显示器(vfd)和最新的三星微led显示器,都没有响应时间问题。
为什么液晶显示器s的响应时间较慢,是因为液晶材料是夹在两片玻璃基板电极之间的有机物质流体。当施加功率时,液晶分子在电极之间平行扭曲,液晶分子被迫与电极垂直。这个过程需要时间,因此响应时间,因为液晶流体有粘度。粘度越高,响应时间越长。这就解释了为什么温度越低,液晶显示器的响应就越慢。如果您阅读lcd显示数据表,您将发现lcd显示具有储存及操作温度范围。液晶显示器的响应速度应视应用情况而定。
正常显示器有10毫秒的响应时间。如果你想买一台游戏用的显示器或一台看体育的电视,那么所需的响应时间应该是相当快的(大约1ms)。最极端的例子是lcd焊接头盔,它需要非常快的响应时间(《0.1ms),以防止焊接工人的眼睛受到紫外线伤害。但有些应用对lcd显示的响应时间要求较慢,例如雪崩收发器为了节省功耗而具有很低的刷新速率,为了避免闪烁,要求lcd响应时间很慢。在接下来的工作中,我们将主要尝试以增加lcd的响应时间为目标。
什么是响应时间?
lcd屏幕的响应时间是从一种颜色转换到另一种颜色所需的时间。通常情况下,它是衡量从黑色到白色的背部再到黑色。但更准确地说,它应该是灰色到灰色,因为液晶显示器显示的是灰度,然后是彩色阴影(梯度),而不是纯黑色和同时或rgb(红绿蓝)颜色。
如何提高lcd响应速度(缩短响应时间)?
通常,增加lcd响应速度有两个方向:液晶显示单元lcd驱动的改进
1、液晶显示单元的制造和技术
使用低粘度液晶材料
如我们所知,高粘度是减缓lcd扭曲的主要原因。化学家发明了降低粘度的方法。在这个问题上有许多专利。
缩小液晶单元间距
通常,液晶材料夹在两个电极之间,间隙在6到7微米(微米)左右,在室温下液晶显示器在25毫秒左右。对于电视来说,反应时间不够好。随着电池间隙的减小,电场变大,用更多的功率迫使液晶模块进行改变。但缩小差距会造成产量下降的负面影响,从而推高液晶显示屏的价格。
有一个计算响应时间与粘度和lcd电池间隙的关系式如下。从这里可以看出,细胞间隙对响应速度的影响最大。
lcd技术
虽然所有的液晶显示器都包括液晶材料,并且需要与粘度作斗争。细胞内部的结构可能是不同的。考虑到最流行的lcd类型,tn(扭转向列相)lcd比stn(supertwist向列相)lcd快;活动矩阵(包括tft:薄膜晶体管(lcds)比被动矩阵液晶显示器快,ips(平面内切换)lcd比tn型lcd快。
2、lcd驱动技术
过驱动电路
这是相同的原理,以减少液晶显示单元的间隙。其目的是利用更高的电压来增加电场,并迫使液晶分子更快地转动。通过使用过驱动电路,无论是哪个系统驱动液晶面板,中层响应时间都是接近黑白屏的。
图2这个图表比较了有和没有过驱动电路的响应时间(0=黑色,255=白色)。没有过驱动电路,中间级的响应时间是缓慢的,并且根据色调变化很大(左边的照片)。使用过驱动电路,整个音调范围内的响应时间变得一致(右边的照片)。
但是,使用过驱动电路也有缺点,因为它将改变颜色平衡,使其偏离原始视频源。这是因为对液晶电池施加额外的电压会使其超出目标的音调。例如,当从灰色色调“50”变为“100”时,屏幕上立即显示高于“100”的音调。这叫做超调/下冲。
黑框插入(bfi)
这是一种减少模糊和后图像的技术。通常液晶显示器的刷新频率为60 hz。这意味着屏幕(帧)在一秒钟内改变60次。在帧之间插入一个漆黑的屏幕可以减少模糊图像和后图像的出现。该技术在家用液晶电视中得到了广泛的应用,并取得了很好的效果。但是黑插入的缺点是它降低了亮度并导致闪烁。为了克服这一问题,一些lcd面板将刷新频率提高到120 hz。
加速器驱动器
这是类似于黑帧插入技术。但是,这项技术并没有在显示器中插入一个黑框,而是一次一次地关闭ccfl背光管,按照顺序,屏幕是在人为地帮助从眼睛中清除保留的图像。
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