负性液晶在FFS模式下的残像研究

图像残像是评价画面质量的最重要因素之一,大部分工程师研究了组合物的材料和液晶面板的制造工艺,以改善影像残留,但之前的研究主要是以正性液晶材料为基础进行探讨的,本文主要以负性液晶材料为基础研究了用边缘场驱动的面板残像。首先为了比较正性液晶与负性液晶,测量了离子密度及电压保持率(VHR),其次为了比较两种配向材料(PI)与液晶材料的搭配特性并选择合适的组合,量测了样品的直流残留(RDC)电压和Vcom电压随时间的变化。从量测结果可知,紫外(UV)光照前负性液晶离子密度是正性液晶的39倍,经过紫外光照,后负性液晶的离子密度为560Pc/cm,且其紫外光照后电压保持率变化量为2.7%;使用负性液晶搭配PI1的样品A-1的直流残留电压和Vcom(等效为交流驱动电压的中心值)随时间变化量都是最大的,分别为0.5V和250mV,负性液晶搭配PI2材料的面板和正性液晶的面板的直流残留电压均小于0.2V,其Vcom随时间变化量均在50mV以内。负性液晶材料的离子浓度含量高,且其稳定性比正性液晶材料差,负性液晶材料比正性液晶材料更容易发生残像;对于使用负性液晶材料,边缘场驱动模式的面板,搭配PI2配向膜材料能够保持低的直流残留电压及低的Vcom电压变化量,从而对改善残像现象有帮助。     

正负液晶在FFS中的比较和研究

现在对于广视角技术,特别是IPS和FFS的显示模式,由于正性液晶和配套材料技术的成熟性和材料本身的稳定性能,使用正性液晶占绝大多数。但随着对显示器光学性能要求的提高,使用负性液晶的研究逐渐增多,这是由于负性相对正性液晶有较高的穿透率以及较好的画面画质,并能改善颜色偏差。但负性液晶同样也存在诸多缺陷,如需要有较高的驱动电压,存在功耗的问题。另外,实验证明负性液晶使得显示器的残留影像较为严重,材料的稳定性以及其他材料与之搭配性都有待提高。本文通过使用Techwiz软件的模拟和实际样品的测量数据,全面比较了正负液晶在FFS中的光学特性和画质表现,阐述了2种液晶的优缺点,提出了需要改进的建议。     

负性液晶边缘场切换模式的性能分析及优化

为了实现性能优良的广视角液晶显示,对基于负性液晶的边缘场切换模式(FFS)的穿透率、响应时间等性能参数进行了分析与优化。为了实现FFS模式高穿透率的显示,对于影响穿透率的参数进行了仿真分析及优化选取。通过实验验证了仿真结果并且兼顾了相关参数对响应时间和穿透率的影响。相比于正性液晶的FFS模式,参数优化使得穿透率提高了18%,并且响应时间为26ms,和正性液晶相当。当其他条件相同,像素区域的穿透率曲线面积最大时,穿透率也是最大,通过这种方法确定了负性液晶FFS模式的电极间距。此外,响应时间取决于像素倾斜角与盒厚,而与像素间距和电极的宽度距离比无关。     

莨菪烷基添加剂对FFS模式中残像的影响

残像的存在严重影响液晶显示器的画面品质。但由于其发生的机理较复杂,目前还没有较好的解决方案。本文以负性液晶材料为基础,在其中加入新型莨菪烷基添加剂,研究其在FFS模式中对残像的影响。通过闪烁漂移、DC残留电压释放以及棋盘格残像测试,系统分析并讨论了添加剂的使用对负性液晶残像的影响。研究结果表明,加入添加剂后,样品的闪烁漂移得到改善;残留DC偏置积聚量减小30%且释放速度提升了95%;Vcom漂移由0.7V改善至0.02V,Vcom亮度变化由8cd/m2降低至2cd/m2;线残像由L3改善至L1。本研究对从液晶材料方面改善残像具有一定的指导意义。     

负性液晶材料电压保持率的研究

电压保持率(VHR)是表征液晶材料信赖性特性的重要参数之一,液晶材料的线残像特性与VHR相关。本文着重探讨了负性液晶材料在搭配不同PI材料,在不同电压、不同温度时VHR的表现。通过使用由不同PI材料制备的测试盒测量液晶材料在不同电压和温度下的VHR,从而得出负性液晶材料在不同条件下VHR的变化趋势。实验结果表明,测试盒的VHR值受到液晶材料和PI材料的共同影响。|Δε|较大的液晶材料VHR相对较低。在常温时,伴随充电电压升高,测试盒VHR呈下降趋势;而在高温时趋势相反,伴随充电电压升高,VHR呈上升趋势。|Δε|较高的液晶材料含有较多极性成分,易出现相对较低的VHR。常温时,离子运动较慢,伴随充电电压升高测试盒离子析出持续增加,离子析出增加会使测试盒VHR呈下降趋势。而高温时,离子活性较强,测试盒会析出大量离子,而大量离子不纯物的存在会使液晶盒在充电放时产生直流电残留,伴随充电电压升高,直流电残留电会更加严重,因此导致测试盒伴随VHR呈上升趋势。     

STN-LCD残影显示的原理分析及实验研究

影像残留显示现象存在于各类LCD中,大多为离子效应所引起。针对这一问题,分析了不同配向膜对自由离子电荷的吸附情况,以及选用合适的配向膜搭配不同液晶材料、盒内自由离子电荷的浓度情况等对残影显示的影响。实验发现,选用合适的配向膜,增加重配向时间,有利于消除残影现象;在一定配向膜基础上,选用低阈值液晶或选用添加抗静电剂液晶,更容易消除残影现象。不过,在实际运用中,重配向时间的增加会影响液晶陡度;低阈值液晶会使液晶陡度变差同时使响应速度变慢,且容易出现显示不均;抗静电剂液晶也会导致显示不均。因此在实际运用中,必须平衡以上各条件,才能在不影响其他性能前提下,更有效地改善残影现象,提高STN-LCD的显示质量。     

IPS Mode应用RM光电特性研究

在负性液晶里加活性单体聚合物经过两次UV制程,制得IPS-RM LCD,通过AOI光学自动检测设备以及DMS光学测量等对获得样品的预倾角、对比度、穿透率进行了测量,并研究了负性液晶加RM后的信赖性。结果表明:加RM后预倾角变小,其暗态亮度降低,对比度提高;经过两次UV光照,RM完全聚合,在配向层表面形成小颗粒聚合物,使液晶配向更加均匀,并得到更强的锚定能,电压保持率提升,直流电压残余降低。     

TFT-LCD面影像残留改善研究

影像残留是一种TFT-LCD屏的固有特性。主要是由于长时间显示静态画面时液晶材料的极化敏感性造成的。这种极化影响了液晶材料的光学特性,并阻止液晶分子完全恢复到正常松弛状态。本文主要探讨了通过改变TFT设计来改善面影像残留现象的方案。通过设计实验变更TFT-LCD的主要参数(Pixel设计、Aperture Ratio、ΔVp等),提出了4种面影像残留改善方案并制作了样品。对这4种改善方案的试制样品进行了TFT-LCD面影像残留水平测量和评价,分析了各像素设计因素对面影像残留水平的影响;同时对试制样品的画面品质进行了评价,为解决相关画面品质问题对该方案进行了设计优化,最终获得了一种较佳的面影像残留改善方案。     

残影不良分析及改善对策研究

通过对大量残影不良样品进行分析,找到了残影不良产生的原因,并基于分析结果设计了改善残影的实验。通过分析发现:残影不良产生的原因是彩膜侧像素与黑矩阵之间的段差过大,在摩擦工程时段差过大区域形成了摩擦弱区,摩擦弱区内的液晶分子配向较弱,导致不良产生。为降低残影不良进行实验,结果显示:在彩膜侧加覆盖层可以有效降低残影不良的发生率,但不适用于量产;通过采用高预倾角的配向膜材料,同时控制配向膜工程到摩擦工程的时间,可使残影不良发生率由28.2%降低至0.2%,为企业的稳定高效生产奠定了基础。     

TFT-LCD非对称Gamma调试机理和方法研究

影像残留是一种TFT-LCD屏的固有特性.主要是由于长时间显示静态画面时液晶材料的极化敏感性造成的.这种极化影响了液晶材料的光学特性,并阻止液晶分子完全恢复到正常松弛状态.本文主要探讨了一种较佳的面影像残留改善方案.     

TFT-LCD背板设计对线残像改善的研究

线残像一直是TFT-LCD行业中一个重点改善的不良之一。为了解决该不良,本文通过对不同样品进行线残像评价及测试公共电极电压的畸变情况,从TFT-LCD背板设计方面研究了公共电极电压的畸变对线残像的影响。首先,通过激光熔接的方法将屏内的公共电极电压信号引出,然后测出在信号线电压作用下的公共电极电压发生畸变的幅值,最后将该幅值和实测的线残像水平进行了对比,同时对不同信号线数量、信号线和公共电极的交叠面积、信号线与公共电极的距离、外围电路补偿等相关设计的测试和研究。结果表明:公共电极电压的畸变程度与线残像水平具有对应性;信号线数量与公共电极电压畸变幅值成比例关系;信号线与公共电极线的单位交叠面积从66μm~2降到37μm~2时,其公共电极电压畸变程度降低了63%;增大公共电极与信号线之间的距离有助于改善甚至消除线残像,当距离从1.49μm增大到2.39μm时,公共电极电压畸变幅值减小了28%。通过降低信号线数量、降低信号线和公共电极线的交叠面积、增大信号线和公共电极的距离、外围电路补偿等方案均可改善线残像水平,对TFT-LCD画面显示品质的提高具有重要指导意义。     

TFT-LCD公共电压耦合畸变的影响因素及与线残像关系的研究

为了解决TFT-LCD的线残像不良,对信号线与公共电极之间的电压耦合的大小和影响因素进行了研究。利用金属熔接技术,测量了屏内公共电极电压在信号线电压作用下发生的耦合畸变的大小,并将其与线残像的严重程度进行了对比。同时通过对不同的影响因素,即版图设计、信号线电压及反转方式、TFT工艺流程、TFT膜质调整分别进行了研究和测试。结果显示信号线和公共电极及绝缘层构成了MIS结构的电容,电容容值的变化导致的公共电压耦合程度与线残像的严重程度呈现明显的对应关系。通过改变非晶硅半导体层的介电常数或者尺寸设计,可以减小信号线与公共电极间的寄生电容(包括信号线金属与公共电极线金属的交叠电容和信号线与像素公共电极间的侧向电容),降低公共电极电压的耦合程度,改善线残像不良。其中提高信号电压转换频率和用紫外光照射半导体层的改善效果最为明显,耦合电压分别下降了55%和62%,线残像的消失灰阶从L172或更高转变为低于L127。研究成果对于大尺寸、高分辨率、高亮度、低功耗的TFT-LCD产品的设计和性能改善,有着重要的指导和参考意义。     

负型液晶在ADS广视角技术中的应用

为满足液晶面板尤其是大尺寸产品对高透过率不断提升的需求,进行负型液晶在ADS广视角技术中的研究。首先,介绍ADS技术的发展进程及主要特点,然后模拟分析负型液晶参数变化对ADS显示特性的影响,最后,利用mini cell对负型液晶和PI材料的进行实验室评价。液晶参数中：Δn影响透过率,|Δε|和K值影响响应时间和工作电压,γ₁影响响应时间。负型液晶透过率比正型液晶提升约8%,但响应时间增加约50%,负型液晶与PI的匹配性及残像差于正型液晶,与PI材料的搭配对残像有显著影响。调整负型液晶参数可优化产品性能。负型液晶可大幅提高产品的透过率,但需要加快响应时间和提升残像水平。响应速度的提高除了需要降低液晶的黏度,还需在电极结构优化方面做更多努力,而残像水平的提升,除提高负型液晶材料本身的稳定性外,与其搭配的取向材料的研发也十分重要。     

液晶组分以及V-T曲线漂移与线残像关系研究

线残像是液晶显示不良的一种表现,对在Cell中短时间内判断液晶线残像的强弱进行了研究。本文使用了4种介电各向异性相同的液晶,对这4款混晶所制成的TFT-LCD屏进行了线残像水平测定,系统分析了混晶的组分与线残像的关系,并使用了一种通过加直流电压测试V-T曲线的漂移来判断液晶残像强弱的方法,对4款混晶做了V-T曲线漂移实验。组分分析表明,介电各向异性相同的情况下,液晶中-CF2O-类单体和-COO-类单体的使用会导致线残像的发生。V-T漂移实验结果表明,Vth变化率小于5%时,液晶显示线残像轻微,Vth变化率大于10%时,线残像严重。这种方法可以在Cell中进行,并且使测试时间明显缩短,这对提高液晶的研发效率具有指导意义。     

影响ADS面板闪烁漂移的因素研究

挠曲电效应(Flexoelectric Effect)是指液晶分子在外电场的作用下,由于展曲/弯曲形变而导致的液晶分子自极化,并表现出宏观电偶极矩的现象。ADS模式液晶显示面板在开机工作初,由于挠曲电效应从而产生闪烁漂移(Flicker Shift)的现象。本文从挠曲电效应的产生机理出发,结合试验结果,讨论了灰阶电压大小及灰阶电压对称性对闪烁漂移程度、速率的影响;当闪烁漂移达到稳定后,面板的实际公共电极电压(Vcom)偏移程度变化。结果发现,随着灰阶电压的升高,闪烁漂移程度会随着挠曲电效应的增强而加重,面板内Vcom电压偏移量也随之增加,而改变灰阶电压的对称性可在一定程度上增强或抵消自极化效应带来的Flicker漂移和Vcom电压偏移。利用该结果可一定程度上改善面板的显示特性。     

LCD面板TFT特性相关残像研究

残像是影响TFT-LCD画面品质的重要因素,也是发生原因最为复杂的一种不良。本论文提出了一种定量测量残像水平的方法,同时对TFT特性引起的残像不良进行了实验研究,得到了由TFT特性引起的交流(AC)残像发生规律及发生机理。本文通过对比研究残像画面黑白格亮度与TFT漏电流变化曲线,同时结合像素充放电计算公式进行电压差模拟,发现黑白格像素放电差异导致的像素保持电位差异(ΔV12.5mV)是发生残像的根本原因。根据以上机理,本论文提出了两种方法改善此类残像。第一种是通过改善TFT a-Si成膜工艺减小漏电流(50pA),同时提升TFT特性的稳定性,可以减小棋盘格画面残像评价导致的TFT转移特性曲线偏移;第二种是通过改变栅压低电平,避开关态时不同显示区域的TFT漏电流差异峰值;以上两种方法均可以有效改善残像(ΔL0.5cd/m~2)。     

Transient Behavior of the ${hbox{a}}{hbox{-}}{hbox{Si}}:{hbox{H/Si}}_{3}{hbox{N}}_{4}$ MIS Capacitor and Its Impact on Image Quality of AMLCDs Addressed by a-Si:H Thin-Film Transistors

Transient behavior of the a-Si:H/Si₃N₄ metal-insulator-semiconductor (MIS) capacitor and its relationship to the performance of a-Si:H based active-matrix liquid crystal displays (AMLCDs) have been analyzed in detail. A relatively slow voltage decay whose time constant is comparable to the frame period of the LCD is observed after applying a voltage pulse that drives the MIS capacitor into the electron accumulation. The voltage decay is due to electron emission from the localized states at the a-Si:H/Si₃N₄ interface. It is also found that this voltage transient results in a shift in the optimum common voltage for the liquid crystal pixel by changing the temperature and light exposure when an MIS-type capacitor is inserted between the pixel electrode and the adjacent gate bus-line as the storage capacitor. This shift in the optimum common voltage affects the image quality of AMLCDs through image sticking or flicker. A similar effect can occur even without an MIS-type storage capacitor in high resolution AMLCDs, where the gate-source parasitic capacitance of the thin-film transistor is comparable to the net capacitance of the pixel. It is important to take such transient effects of MIS capacitors into consideration in pixel designing     

一种针对AMOLED器件劣化的电学补偿技术

AMOLED显示屏经过长时间的使用,不可避免地会有OLED器件劣化的问题。同一显示屏内不同位置的像素器件的劣化程度不同,造成显示屏整体亮度下降和显示残像。使用越久、亮度越高的像素,器件劣化就越严重。本文提出一种电学补偿技术,用以改善OLED器件劣化造成的亮度下降和显示残像。采用电学侦测的方法获得各个像素的OLED器件的VTH,将其存储于闪存芯片内,显示时通过查找表找到对应的OLED发光效率,计算得出各个像素的补偿后灰阶值,实现实时补偿的效果。本技术可以使劣化越严重的像素,获得越大的像素电流,从而弥补由于劣化造成的发光效率下降,最终得到理想的像素亮度。使用该方法可以补偿由于OLED劣化造成的亮度下降和显示残像,残像指标JND小于3.1。