液晶显示之CrossTalk

Crosstalk串扰串扰：两条信号线之间的耦合、信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。膜层参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。典型的例子：双绞线。影响：串扰是数据进行高速传输中最重要的一个影响因素。它是一个信号对另外一个信号耦合所产生的一种不受欢迎的能量值。根据麦克斯韦定律，只要有电流存在，就会有磁场存在，磁场之间的干扰就是串扰的来源。这个感应信号可能会导致数据传输的丢失和传输错误。所以串扰对于综合布线来说，无疑是个最厉害的天敌TFT-LCD的串扰现象：指单纯背景的显示屏上有一块特别的画面，使其邻近的横向或纵向区域发生亮度的变化耦合（coupling）是指能量从一个介质（例如一个金属线、光导纤维）传播到另一种介质的过程。在电子学中，耦合指从一个电路部分到另一个电路部分的能量传递。例如：电导性耦合：能量从一个电压源传播到负载上。电容耦合：利用电容器允许通过交流成分、阻挡直流成分的性质，将电路的交流部分和直流部分耦合起来（电流）。电感耦合：变压器也可以充当耦合介质，通过在两端配置适当的阻抗，可以达到适当的阻抗匹配（电压）。概念测试目的：受邻近像素的影响，使得原本显示同一灰阶的区域出现不同的视觉效果，由于中间黑态区域像素点的高电压影响到与之同一行或同一列的其他像素点的电压，导致这些点的灰阶电压发生变化，对应透过率也受影响，表现在显示上就是同为灰色区域的出现深浅不同实验条件：测试仪器：CS2000;测试角度范围：1°；距离：测试仪器位置和待测手机位置的水平距离为50cm测试步骤：①仪器校准②设置好原点，屏幕尺寸参数，测试测定模式为九点矩阵测量；③图片全屏显示，测量白色图片，crosstalk图片④将测试数据用计算公式：Crosstalk=MAX(对比值)/MIN(对比值)（对比值指出去中间点外的其它八点）合格判据：Crosstalk测试值小于规格书要求的最大值。定义根据串扰影响位置不同，TFT-LCD的串扰分为横向和纵向串扰。如下图。纵向串扰①写入能力不足Ion②保持能力不足Ioff③数据线与像素电极之间的电容耦合原理纵向串扰12345横向向串扰678910Ion不足对于纵向串扰所示的白框对应数据线，在一帧的时间中，1/3左右的时间显示高电压的白态，2/3时间显示背景灰阶电压。在大电压的作用下，该数据线上的液晶偏转大，对应的液晶介电常数变大，相应的液晶寄生电容增加，导致这些数据线上的延迟变大。相比于1、2区，3、4区的像素电压写入能力不足。如果数据线本身设计时的阻抗就很大，这种写入能力不足会加剧串扰的程度。对策：对于此类型的串扰，要提高写入能力：降低数据线阻抗，降低TFT阻抗，降低负载电容。对于工厂而言，工艺能力一定的情况下，如上改善措施一般都从设计入手进行改善1、2区的数据线信号3、4区的数据线信号原理Ioff偏大如果像素的保持能力不足，会导致像素电压下降，从而显示比目标灰阶更暗的灰阶。假设TFT关态栅极电压Vg=-5V，背景灰阶电压的正负极性分别是7V和3V，白灰阶的正负极性电压分别是10V和0V。那么1,2区的Vgoff电压（Vgs）的电压范围-12~-8V，而3,4,5区的Vgoff电压（Vgs）的电压范围-15~-5V。如下图可知，3,4,5区的Ioff要比1,2区要大，所以3,4区的亮度比1,2区更暗对策：降低IOFF。增加Cst，降低TFT漏流和液晶漏电流，此外选择合适的TFT关态栅极电压来控制背景灰阶和白灰阶Vgoff电压对应的漏电流差。对于面板厂而言，可行的办法就是tune新膜层/膜质，改善开关处界面态。VgsIds3,4,5区的Vgoff电压范围1,2区的Vgoff电压范围原理数据线与像素电极之间的电容耦合同Vft一样，由于电容耦合效应，当数据线上的电压变化时，会通过数据线和像素点击之间的寄生电容在像素电极上耦合出一个电压变化量。这个电压变化量的大小同数据线上的电压变化量成正比（类似于Vft公式）。从图可知3,4区的数据线电压变化量比1,2区的电压变化量大，相应的3,4的电压变化量就大（像素电压变小了），亮度更暗。对策：降低寄生电容（设计上可增加距离/膜层厚度），增加像素的负载电容（与Ion的对策矛盾，需平衡），面板厂可做的调整小，主要在设计面。原理横向串扰①Com线和数据线之间的寄生电容横向向串扰6789106，7区的数据线信号8，9，10区的数据线信号纵向数据线电压的差异，形成横向画面亮度的差异，根源在于数据线与COM线之间的寄生电容CDC。数据线的电压变化通过寄生电容在COM线上形成一个瞬间的跳变电压。这个COM线跳变电压会通过存储电容Cst的耦合作用（COM、Cst、液晶电容形成的电容体，根据电荷守恒原理，可得出此△Vp），拉低像素电压，导致像素亮度变暗。对于Gate-Cst结构的像素，引起横向串扰的根源在于数据线和扫描线之间的寄生电容（Cgd+CGD)。对策：减小CDC耦合电容，减小COM线RC延迟、增加外接COM电源的供电能力。原理ABCDE1pf2pf3pf4pf5pfABCDE1pf2pf3pf4pf5pfABCDE1pf2pf3pf4pf5pf0V0V△V=20V△V=20V4V假设TFT上各个电容的有个公共的电极（联通的）。在初始化状态下，公共电极上的点位是相同的。在某个时间，突然改变某一个电容另一极的电压，如下图中的C,△V=20V。根据电荷守恒原理，公共电极上的电压也会发生变化，当不会保持不变，其它几个电容会对其进行分担。最后使所有电极的电压变化△V*C/(A+B+C+D+E)(字母代表电容值）。附：电容耦合原理希望对你有所帮助！