隨著市場競爭日益激烈,，LCD產(chǎn)品的上市時(shí)間成為制約產(chǎn)品市場銷量的關(guān)鍵因素。過去,，工程設(shè)計(jì)人員需要一個(gè)星期才能獲得特定TFT-LCD面板的最佳Gamma電壓和VCOM電壓,，而利用AGCS可以將Gamma電壓和VCOM電壓的優(yōu)化過程縮短到幾秒鐘以內(nèi)。
LCD面板的用戶對(duì)于面板的Gamma規(guī)格要求非常嚴(yán)格,，因此,，LCD制造商必須針對(duì)每個(gè)面板模塊建立Gamma曲線，而生產(chǎn)過程中不同面板Gamma電壓的差異超出了用戶對(duì)Gamma參數(shù)的要求,。LCD模塊廠商可以借助AGCS在生產(chǎn)線上對(duì)每塊面板進(jìn)行微調(diào),。
本文介紹了一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，能夠在工程試驗(yàn)中對(duì)TFT-LCD面板進(jìn)行Gamma和閃爍校準(zhǔn),，最終目標(biāo)是將高級(jí)Gamma校準(zhǔn)系統(tǒng)(AGCS)嵌入到TFT-LCD生產(chǎn)線,。AGCS軟件運(yùn)行在個(gè)人計(jì)算機(jī),，執(zhí)行以下操作：
液晶顯示模塊(LCM)的顯示測試模板;利用Konica Minolta CA-210測量亮度和閃爍;利用快速算法軟件建立Gamma曲線，抑制閃爍;將Gamma和VCOM代碼燒錄到Maxim的MAX9669 16通道可編程Gamma芯片,，同時(shí)提供可編程VCOM,。
AGCS最終可以在一定的灰度等級(jí)范圍內(nèi)(而不僅僅是在一個(gè)灰度等級(jí))降低閃爍。
圖1：AGCS系統(tǒng)框圖,。
圖1所示為AGCS系統(tǒng)原理框圖,，軟件指令控制計(jì)算機(jī)通過數(shù)字視頻接口(DVI)發(fā)送視頻測試模板。TFT-LCD面板隨后顯示測試模板,。接下 來，軟件通過USB接口向Konica Minolta CA-210 (LCD彩色分析儀)發(fā)送指令,，測量面板的亮度和閃爍(CA-210的遠(yuǎn)端光學(xué)探頭應(yīng)該置于面板前方),。AGCS軟件計(jì)算Gamma和VCOM代碼，并通 過USB和I2C接口將其裝載到MAX9669的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)寄存器,。MAX9669具有16個(gè)可編程Gamma緩沖通道和1路可編程VCOM 放大器,。此外，器件內(nèi)部提供多時(shí)間編程(MTP)存儲(chǔ)器(圖2所示),。利用MTP存儲(chǔ)器能夠?qū)amma和VCOM代碼寫入非易失存儲(chǔ)器,，并在上電時(shí)裝載 到DAC寄存器。
圖2：MAX9669可編程Gamma緩沖器,，帶有MTP,。
下列式(1)、(2)和(3)給出了Gamma曲線,、亮度和亮度誤差的表達(dá)式,。
式中，T(j)為LCD在灰度等級(jí)j的能見度,，對(duì)于8位面板,，j = 1至255;L(j)為灰度等級(jí)j的亮度，?(j)為亮度誤差,，LT(j)是由式(2)計(jì)算得到的目標(biāo)亮度,。當(dāng)亮度誤差在用戶定義的容限范圍以內(nèi)時(shí)，即可 進(jìn)行成功的Gamma校準(zhǔn),。從圖3 Gamma校準(zhǔn)曲線可以看出,，利用AGCS能夠?qū)⒆畲罅炼日`差從42%降至23%。本文介紹的測試平臺(tái)能夠在13秒內(nèi)完成Gamma校準(zhǔn),。
圖3：Gamma曲線和誤差函數(shù),。
為了降低殘余直流電壓(該電壓可能導(dǎo)致圖像殘留)，像素兩端的電壓需要逐幀在正極性和負(fù)極性之間交替轉(zhuǎn)換,。但是,，由于寄生電容的存在仍然會(huì)駐留 直流成分,，從而導(dǎo)致亮度在從正極性變換到負(fù)極性時(shí)發(fā)生變化。這種亮度變化稱為閃爍,，為減小閃爍,，可以在生產(chǎn)線上調(diào)整每個(gè)面板的共模電壓(VCOM)，以消 除像素上殘留的直流電壓,。操作人員可以在生產(chǎn)線上觀察顯示屏,，調(diào)整機(jī)械電位器的抽頭來改變VCOM電壓。
圖4：針對(duì)MAX9669的10位DAC和8位灰度等級(jí)優(yōu)化VCOM DAC碼與灰度等級(jí)特性,。
可編程VCOM緩沖器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn),，無需機(jī)械電位器。AGCS利用快速跟蹤算法進(jìn)行閃爍修正,，針對(duì)某個(gè)灰度等級(jí)的校準(zhǔn)操作可以在2秒鐘內(nèi)完 成,，圖4給出了VCOM針對(duì)不同灰度等級(jí)的優(yōu)化。AGCS可以均衡VCOM,，通過調(diào)整Gamma電壓獲得整個(gè)灰度等級(jí)范圍內(nèi)的最佳VCOM電壓,。圖 5(a)所示是對(duì)40”LCD面板進(jìn)行VCOM均衡的校準(zhǔn)結(jié)果，校準(zhǔn)后的VCOM DAC碼如圖中綠點(diǎn)所示,，目標(biāo)VCOM值為粉色圓圈,，初始VCOM值為藍(lán)色圓圈。校準(zhǔn)后的VCOM與目標(biāo)VCOM的差異不會(huì)超出?2LSB,，而10位 DAC的初始誤差為?6LSB (1LSB約等于16mV),。
圖5所示AGCS GUI包含四個(gè)標(biāo)簽：Hardware、Equalized VCOM,、Flicker和Gamma,。Hardware標(biāo)簽提供手動(dòng)編程Gamma和VCOM電壓的函數(shù);Flicker標(biāo)簽包含閃爍測量功能，具有不 同的測試模板和白色,、綠色彩色選擇,。Gamma標(biāo)簽允許用戶測量并校準(zhǔn)Gamma曲線; Equalized VCOM標(biāo)簽提供一系列的Gamma校準(zhǔn)和VCOM均衡。
在Gamma標(biāo)簽中點(diǎn)擊Calibrate按鍵開啟Gamma校準(zhǔn),，AGCS畫出一條紅色曲線,，代表用戶定義的必須滿足的Gamma曲線。 AGCS測量顯示板的Gamma曲線,，用藍(lán)色顯示,。如果Gamma值不能滿足容限要求，AGCS將利用跟蹤算法校準(zhǔn)Gamma電壓,，已獲得所要求的 Gamma曲線,。綠色曲線顯示是否完成校準(zhǔn)。
閃爍測量包括以下過程：設(shè)置閃爍模板,、編程VCOM電壓、讀取閃爍電平、啟動(dòng)快速算法計(jì)算降低閃爍電平的最佳VCOM電壓,。
VCOM均衡將執(zhí)行一系列AGCS和均衡VCOM (或EVCOM)校準(zhǔn)過程。EVCOM中,，通過調(diào)節(jié)Gamma電壓、測量閃爍電平使閃爍降至最小,。目標(biāo)VCOM電壓如粉色圓圈所示,，校準(zhǔn)后的VCOM電壓 如藍(lán)色圓圈所示，最終得到的VCOM電壓用綠色圓圈表示,。AGCS和EVCOM可能需要幾次重負(fù)過程得到最終結(jié)果,。由此，AGCS軟件允許用戶定制 AGCS和EVCOM過程,。由于絕大多數(shù)LCD面板只能設(shè)置一個(gè)VCOM電平,，Equalized VCOM標(biāo)簽的功能可確保獲得最佳的Gamma和閃爍指標(biāo)。