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由于液晶分子有不能够一直固定在某一个电压不变的特性, 不然时间久了, 即使将电压取消掉, 液晶分子会因为特性的破坏, 而无法再因应电场的变化来转动, 以形成不同的灰阶. 所以每隔一段时间, 就必须将电压恢复原状, 以避免液晶分子的特性遭到破坏. 但是如果画面一直不动, 也就是说画面一直显示同一个灰阶的时候怎么办? 所以液晶显示器内的显示电压就分成了两种 极性, 一个是正极性, 而另一个是负极性. 当显示电极的电压高于 common 电极电压时, 就称之为正极性. 而当显示电极的电压低于 common 电极的电压时, 就 称之为负极性. 不管是正极性或是负极性, 都会有一组相同亮度的灰阶. 所以当上下两层玻璃的压差绝对值是固定时, 不管是显示电极的电压高, 或是common电极的电压高, 所表现出来的灰阶是一模一样的. 不过这两种情况下, 液晶分子的转向却是完全相反, 也就可以避免上述当液晶分子转向一直固定在一个方向时, 所造成的特性破坏. 也就是说, 当显示画面一直不动时, 我们仍然可以藉由正负极性不停的交替（如下图）, 达到显示画面不动, 同时液晶分子不被破坏掉特性的结果. 所以当您所看到的液晶显示器画面虽然静止不动, 其实里面的电压正在不停的作更换, 而其中的液晶分子正不停的一次往这边转, 另一次往反方向转呢!
虽然有这么多种的转换方式, 它们有一个共通点, 都是在下一次更换画面数据的时候来改变极性. 以 60Hz 的更新频率来说, 也就是每 16ms, 更改一次画面的极性. 也就是说, 对于同一点而言, 它的极性是不停的变换的. 而相邻的点是否拥有相同的极性, 那可就依照不同的 极性转换方式来决定了. 首先是 frame inversion, 它整个画面所有相邻的点, 都 是拥有相同的极性. 而 row inversion 与 column inversion 则各自在相邻的行与列 上拥有相同的极性. 另外在 dot inversion 上, 则是每个点与自己相邻的上下左右四个点, 是不一样的极性. 最后是 delta inversion, 由于它的排列比较不一样, 所 以它是以 RGB 三个点所形成的 pixel 作为一个基本单位, 当以 pixel 为单位时, 它 就与 dot inversion 很相似了, 也就是每个 pixel 与自己上下左右相邻的 pixel,是使用不同的极性来显示的.
图a Common为直流的驱动方式 图b Common为交流的驱动方式
图 a 中 Common 电极的电压是一直固定不动的, 而显示电极的电压却是依照其灰阶的不同, 不停的上下变动. 图 a 中是 256 灰阶的显示电极波形变化, 以 V0 这个灰阶而言, 如果要在面板上一直显示 V0 这个灰阶的话, 则显示电极的电压就必须一次很高, 但是另一次却很低的这种方式来变化. 为什么要这么复杂呢? 就如同我们前面 所提到的原因一样, 就是为了让液晶分子不会一直保持在同一个转向, 而导致物理特性的永久破坏. 因此在不同的 frame 中, 以 V0 这个灰阶来说, 它的显示电极与 common 电极的压差绝对值是固定的, 所以它的灰阶也一直不曾更动. 只不过位在 Clc 两端的电压, 一次是正的, 称之为正极性, 而另一次是负的, 称之为负极性. 而为了达到极性不停变换这个目的, 我们也可以让 common 电压不停的变动, 同样也可以达到让 Clc 两端的压差绝对值固定不变, 而灰阶也不会变化的效果, 而这种方法, 就是图b 所显示的波形变化. 这个方法只是将 common 电压一次很大, 一次很小的变化. 当然啦, 它一定要比灰阶中最大的电压还大, 而电压小的时候则要比灰阶中最小的电压还要小才行. 而各灰阶的电压与图 a 中的一样, 仍然要一次大一次小的变化.
面板极性变换与 common 电极驱动方式的选用 并不是所有的面板极性转换方式都可以搭配上述两种 common 电极的驱动方式. 当 common 电极电压固定不变时, 可以使用所有的面板极性转换. 但是如 果 common 电压是变动的话, 则面板极性转换就只能选用 frame inversion 与 row inversion.(请见下表) 也就是说, 如果你想使用 column inversion 或是 dot inversion 的话, 就只能选用 common 电极电压固定不动的驱动方式. 为什么呢? common 电极是位于跟显示电极不同的玻璃上, 在实际的制作上时, 其实这一整片玻璃都是 common 电极. 也就是说, 在面板上所有的显示点, 它们 的 common 电压是全部接在一起的. 其次由于 gate driver 的操作方式是将同一行的所有 TFT 打开, 好让 source driver 去充电, 而这一行的所有显示点, 它的 common 电极都是接在一起的, 所以如果你是选用 common 电极电压是可变动的方式的话, 是无法在一行 TFT 上, 来同时做到显示正极性与负极性的. 而 column inversion 与 dot inversion 的极性变换方式, 在一行的显示点上, 是要求每个相邻的点拥有不同的正负极性的. 这也就是为什么 common 电极电压变动的方式仅 能适用于 frame inversion 与 row inversion 的缘故. 而 common 电极电压固定的方式, 就没有这些限制. 因为其common电压一直固定, 只要source driver能将电压充到比 common 大就可以得到正极性, 比 common 电压小就可以得到负极性, 所 以 common 电极电压固定的方式, 可以适用于各种面板极性的变换方式.
各种面板极性变换的比较,当今个人计算机上的液晶显示器, 所使用的面板极性变换方式, 大部分都是 dot inversion. 原因无它, 只因为 dot inversion 的显示品质相对于其它的面板极性变换方式, 要来的好太多了. 所谓 Flicker 的现象, 就是当看液晶显示器的画面上时, 会感觉到画面会有闪烁的感觉. 它并不是故意让显示画面一亮一灭来做出闪烁的视觉效果, 而是因为显示的画面灰阶在每次更新画面时, 会有些微的变动, 让人眼感 受到画面在闪烁. 这种情况最容易发生在使用 frame inversion 的极性变换方式, 因为 frame inversion 整个画面都是同一极性, 当这次画面是正极性时, 下次整个画面就都变成了是负极性. 假若你是使用 common 电压固定的方式来驱动, 而 common 电压又有了一点误差(请见图 c),
这时候正负极性的同一灰阶电压便会有差别, 当然灰阶的感觉也就不一样. 在不停切换画面的情况下,由于正负极性画面交替出现,你就会感觉到 Flicker 的存在. 而其它面板的极性变换方式, 虽然也会有此 flicker 的现象, 但由于它不像 frame inversion 是同时整个画面一齐变换极性,只有一行或是一列,甚至于是一个点变化极性而已.以人眼的感觉来说, 就会比较不明显.至于 crosstalk 的现象,它指的就是相邻的点之间, 要显示的资料会影响到对方,以致于显示的画面会有不正确的状况.虽然 crosstalk 的现象成因有很多种,只要相邻点的极性不一样,便可以减低此现象的发生.
面板极性变换方式, 对于耗电也有不同的影响. 不过它在耗电上需要考量其搭配的 common 电极驱动方式. 一般来说 common 电极电压若是固定, 其驱动 common 电极的耗电会比较小. 但是由于搭配 common 电压固定方式的 source driver其所需的电压比较高, 反而在source driver的耗电会比较大. 但是如果使用相同的 common 电极驱动方式, 在 source driver 的耗电来说,就要考量其输出电压 的变动频率与变动电压大小. 一般来说, 在此种情形下, source driver 的耗电,会 有 dot inversion > row inversion > column inversion > frame inversion 的状况. 不过现今由于 dot inversion 的 source driver 多是使用 PN 型的 OP, 而不是像 row inversion 是使用 rail to rail OP, 在 source driver 中 OP 的耗电就会比较小. 也就是 说由于 source driver 在结构及电路上的改进, 虽然先天上它的输出电压变动频率最高也最大(变动电压最大接近 10V,而 row inversion 面板由于多是使用 common 电极电压变动的方式,其 source driver的变动电压最大只有 5V,耗电上会比较小), 但 dot inversion 面板的整体耗电已经减低很多了. 这也就是为什么大多数的液晶显示器都是使用 dot inversion 的方式.
