隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，LCD產(chǎn)品的上市時(shí)間成為制約產(chǎn)品市場(chǎng)銷量的關(guān)鍵因素,。過(guò)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(guò)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(guò)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(cè)試模板,；利用Konica Minolta CA-210測(cè)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(guò)數(shù)字視頻接口（DVI）發(fā)送視頻測(cè)試模板,。TFT-LCD面板隨后顯示測(cè)試模板,。接下來(lái)，軟件通過(guò)USB接口向Konica Minolta CA-210 （LCD彩色分析儀）發(fā)送指令,，測(cè)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(guò)USB和I2C接口將其裝載到MAX9669的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）寄存器,。
隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,，LCD產(chǎn)品的上市時(shí)間成為制約產(chǎn)品市場(chǎng)銷量的關(guān)鍵因素。過(guò)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(guò)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(guò)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(cè)試模板,；利用Konica Minolta CA-210測(cè)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(guò)數(shù)字視頻接口（DVI）發(fā)送視頻測(cè)試模板,。TFT-LCD面板隨后顯示測(cè)試模板,。接下來(lái)，軟件通過(guò)USB接口向Konica Minolta CA-210 （LCD彩色分析儀）發(fā)送指令,，測(cè)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(guò)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(xiě)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L(zhǎng)CD在灰度等級(jí)j的能見(jiàn)度,，對(duì)于8位面板,，j = 1至255；L（j）為灰度等級(jí)j的亮度,，ε（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(cè)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(lái)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(wú)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(guò)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(cè)量功能,，具有不同的測(cè)試模板和白色,、綠色彩色選擇。Gamma標(biāo)簽允許用戶測(cè)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(kāi)啟Gamma校準(zhǔn)，AGCS畫(huà)出一條紅色曲線,，代表用戶定義的必須滿足的Gamma曲線,。AGCS測(cè)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(cè)量包括以下過(guò)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(guò)程,。EVCOM中,，通過(guò)調(diào)節(jié)Gamma電壓、測(cè)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(guò)程得到最終結(jié)果,。由此，AGCS軟件允許用戶定制AGCS和EVCOM過(guò)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)。