一．残影发生原理
TFT-LCD又叫薄膜晶体管LCD，包括VA、IPS、FFS、TN等亚型，残影是其最常见的不良现象之一，其中又以IPS和FFS的残影问题最突出。IPS由于内部像素电极和公共电极横向分布，电场在面内是不均匀分布的，容易产生直流偏置，且CF膜没有像TN一样的氧化铟锡屏蔽层，有机层离子型杂质易进入液晶层的ITO薄膜，引起残留电荷干扰电场，因此相对比较容易出现残影。
图1 TN和IPS的结构示意图
TFT-LCD发生残影的原因很复杂，其中杂质离子和驱动电压是最主要的两个影响因素。杂质离子的影响主要发生在LCD的生产流程中，我们无法控制，因此我们不必讨论杂质离子对残影的影响，只对诸如驱动电压等我们可控的因素进行分析。
图2 TFT-LCD驱动等效电路
与残影相关的驱动电压包括AVDD、VGH、VGL以及VCOM。AVDD是一个中间电压，用于生成VGH、VGL、VCOM以及Gamma电压。如图2所示，Gate Driver端为扫描线，接入VGH和VGL，当接入VGH，TFT开关管打开，源端电压开始给像素电容（液晶电容Clc和存储电容Cs并联组成）充放电；当接入VGL，TFT开关管关闭；Source Driver端为数据线，接入Gamma电压， Gamma电压是一个正负交变的电压（正负交变是为了防止液晶极化）。像素电容一端接的是TFT开关管漏极，另一端接的就是公共电极，接入VCOM电压。Gamma电压与VCOM的电压差，决定了液晶的偏转程度，从而控制液晶的透光率。不同的Gamma电压对应了不同的液晶透光率，也就是对应了不同的灰阶。所有的残影问题围绕的都是液晶两端的电压展开的。
二．残影调试记录
IPS残影现象是很难根除的，只能是改善，为了方便评价残影的改善效果，以ACCI产品某一界面的残影显示效果、多长时间出现残影以及残影多长时间消失来评判。由于残影实验所需时间很长，单次实验时长以小时计算，评判标准也带有很强的主观性，暂时没有量化的好方法，因此有些实验现象描述会有出入，评判难免不够客观，但大体方向上还是值得可信的。
经过多次调试，最终确定了一个显示效果相对较好的对应驱动电压，如表1所示，后续测试也是在此基础上，改变其中一个电压进行观察。图3为屏厂提供的参数，可以看出与实际值相差较大，因此，有必要搞清楚各驱动电压的具体影响，找到一种切实可行的调试方法，否则当更换为其他屏厂的IPS屏后，又不知道该如何将驱动电压调试到合理范围。
表1 驱动电压最终确定值AVDD9.09VVCOM2.396VVGH18.48VVGL-6.07V
图3 显示屏规格书中的驱动电压参数
VCOM电压影响
VCOM为公共电极电压，是液晶翻转的基准电压，其驱动也分交流驱动和直流驱动，在此我们假定实验所用IPS显示屏采用的是直流驱动方式，即VCOM电压维持不变，Gamma电压做极性变化。Gamma电压对应每个灰阶电压为V0~V255，每个灰阶对应的电压绝对值在前后两帧下的绝对值是不变的，才能保证画面的灰阶是一定的。
如图4所示，当COM电压偏离理想电压值，造成|VgammaH-VCOM|≠|VCOM-VgammaL|，即灰阶随着极性变化而变化，便会产生Flicker现象（屏幕闪烁）。VCOM偏离理想值越大，闪烁现象就越明显。并且由于正极性电压与负极性电压不相等，在其中一极累积残留电荷，形成残留直流电压，即形成干扰电场，液晶不能完全按照预先设定的方向和角度转动，造成残影现象。且随着在同一灰阶上停留的时间越长，残影会越明显。
图4 公共电极电压固定的驱动方式
当VCOM电压向上偏移， |VgammaH-VCOM|<|VCOM-VgammaL|，在液晶上表面玻璃面板聚集电荷，形成∆V直流残压，造成切换界面后，形成正残影，即原来黑阶调的地方相比其他阶调黑，对应原来白阶调的地方相比其他阶调白。当VCOM电压向下偏移，|VgammaH-VCOM|>|VCOM-VgammaL|，在液晶下表面玻璃面板聚集电荷，形成-∆V直流残压，造成负残影，即原来黑阶调的地方相比其他阶调白，对应原来白阶调的地方相比其他阶调黑。如图5形象地展示了正残影和负残影的区别。
图5 正负残影的说明示意图
表2为实际测试VCOM对应的记录情况，从不同VCOM电压对应的现象来看，VCOM对残影的影响很明显，2.396V与其他电压相比，比较接近理想VCOM电压，当VCOM电压偏离理想值越大，残影想象就越明显。如图6为VCOM电压高于理想值时的残影现象，残影相对当前界面偏白（正残影），图7为VCOM电压低于理想值时的残影现象，残影相对当前界面偏黑（负残影）。VCOM电压正偏和负偏时的不一样的现象，也为我们调试VCOM电压时，提供了方向。
表2 VCOM调试记录分压电压阻值VCOM电压现象27K3.036V10min后出现轻微残影47K2.688V20min后出现轻微残影51K2.630V20min后出现轻微残影68K2.396V1h无残影，1.5h出现极其轻微残影90.9K2.139V上电即出现残影（黑色残影），且屏幕亮度不均
图5 正残影
图6 负残影
VGH电压影响VGH为TFT开关管的开启电压，决定了TFT管打开时的充电电流的大小。当薄膜晶体管栅极的正偏电压增加时，多晶硅表面电子密度也增加，最终形成导电沟道，此时再给漏极加上电压，就产生沟道电流。而建立沟道所需栅极电压即阈值电压Vth。当0
因此VGH对残影的影响，主要是从充电电流的角度去分析。当VGH电压低，即Vgs电压低，会降低薄膜晶体管的充电能力，导致白态电压偏压，形成干扰电场，容易出现残影现象。如表3为实际测试中，随VGH电压变化的现象变化记录。由于单次实验时长过长，给实验观察带来很多不便，且经过一晚上放电和经过几分钟放电后，人眼观察都是残影消失，但对接下来的残影显示还是有影响的。因此，从表3的现象描述中，单看多长时间开始出现残影，会有一定的矛盾。但整体来看，只要VGH设定电压在显示屏屏厂提供的参数范围内（16~20V），残影现象相差不大，且理论上，VGH大点好，能有效保证充电电流。
表3 VGH调试记录分压电压阻值VGH电压现象7.30K20.38V10min后出现轻微残影7.50K19.85V20min后出现轻微残影，2h后残影未加深8.11K18.48V1h未见残影，1.5h后出现极轻微残影8.24K18.21V1h后出现极轻微残影9.53K16.86V30min后出现轻微残影，2h后未见加深10.5K16.85V30min后出现轻微残影，2h后未见加深20K16.85V30min后出现轻微残影，2h后未见加深VGL电压影响VGL为TFT开关管的关闭电压，当Vgs<0时，TFT管处于关断区间，但依然存在漏电流，导致TFT管关闭不彻底，形成直流偏压，产生干扰电场，容易出现残影现象。与VGH对应，TFT关闭电压同样存在一个彻底关闭的阈值电压Voff；当Vgs 表4为VGL的调试记录，整体看出在屏厂要求参数范围内（-7.5~-5V），残影程度相差不大， 在大于屏厂要求电压范围上限时（-5V）,残影会更快出现。当VGL小于阈值时，再往小调节，改善意义不大。 表4 VGL调试记录分压电压阻值VGL电压现象368K-4.45V5min后出现轻微残影，2h后残影加深420K-5.08V5min后出现轻微残影，2h后残影加深500K-6.07V25min后出现轻微残影，1h后未见残影加深，2h后残影加深510K-6.15V20min后出现轻微残影，50min后残影加深520K-6.28V10min后出现轻微残影，20min后残影加深530K-6.48V7min后出现轻微残影，13min后残影加深560K-6.77V10min后出现极轻微残影611K-7.42V20min后出现轻微残影