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。     

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。     

负性含氟液晶材料的电子轰击质谱分析

利用气质联用对3类6个系列共15种负性含氟液晶化合物进行了电子轰击源(EI)质谱分析,总结了3类负性含氟液晶化合物的质谱裂解规律,并阐述了某些化合物的质谱裂解途径。其中,烷基双环己烷二氟取代苯甲醚液晶化合物的特征离子主要是为环己烷取代基开环的裂解碎片,其m/z主要为226、183、157等;烷基环己基烷氧基三氟取代联苯液晶化合物的特征碎片为环己烷开环碎片及氟取代苯环掉氟的碎片,其m/z主要为(246 A)、(223 A)、(220 A)和(207 A)等(A为15或17);四氟取代联苯酚酯类液晶化合物的特征离子为酯基断裂的碎片和氟取代苯环掉氟产物,其m/z为272或271、229、200、180等。     

配向膜材料与面残影的关联性研究

利用mini-cell作为评价平台,从配向膜材料自身特性角度,对配向膜材料与面残影之间的关联性进行了综合研究。一方面,配向膜材料自身优异的稳定性有助于维持电压保持率(VHR);另一方面,配向膜材料自身的低电阻率特性有助于存储电荷的释放,利于实现较低的残余电流(RDC)。而当配向膜材料的RDC和高低温间VHR变化值同时处于较低水平时,可以获得面残影水平较低的TFT-LCD模块。因此,利用mini-cell对配向膜材料进行评估,通过比较RDC以及ΔVHR数值,可以间接实现对TFT-LCD的残影结果评估,为实际生产中产品残影的改善提供了基础理论指导,具有重要的指导性作用。     

红外探测器IWR读出模式在搜索系统中残影现象分析

在研究搜索系统中红外探测器IWR读出模式对相邻帧成像的影响时发现,选择IWR读出模式后,热像仪对强辐射目标成像,会产生残影现象,出现白影和黑影。针对此问题,本文进行了大量的理论与实验分析,解释了残影现象出现的原因,通过对残影现象进行建模,推导出了寄生电容的公式,并验证了公式的合理性。通过实验分析出残影强度主要与目标和背景温度差有关,温度差越大,残影现象越明显。最后分析了残影现象对搜索系统产生的影响,并提出了减弱残影强度的途径。     

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。     

含亚甲氧基桥键负性单体液晶的制备及性能研究

含亚甲氧基桥键负性单体液晶由于具有较大的负介电各向异性,较低的旋转粘度、良好的相溶性而被广泛应用于VA-TFT配方中,但其合成步骤长,合成及提纯难度大。本文讨论了含亚甲氧基桥键及苯环侧向氟取代的负介电各向异性单体液晶的合成方法,该方法主要采用2,3-二氟-4-乙氧基苯酚与含不同长度烷基链的苯磺酸酯反应引入亚甲氧基桥键,避免了常用醚化方法中卤代物的使用和卤素离子对单体液晶性能的影响。使用1 H NMR对目标单体液晶的结构进行了表征;采用DSC、热台偏光显微镜、LCR测试仪等对目标单体液晶的相变温度、光学各向异性、介电各向异性等一系列液晶性能参数进行了测试。     

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。     

负性液晶垂面排列(VA)盒中壁的研究

文章从理论上概述了外场作用下向列相液晶盒中出现的Bloch壁,使用负性液晶对两种垂面排列(VA)盒进行实验研究。两种液晶盒均使用垂面聚酰亚胺(PI)作为取向层,一种盒涂敷PI后使用了后工艺过程,另一种盒涂敷PI而没有后工艺过程。第一种VA盒在强场作用下出现壁,它事实上验证了涂敷PI后工艺过程的有效性。在外场作用下,第二种VA盒出现不同的不稳定现象。     

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。     

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。     

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)。     

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。     

利用液晶电视实现光学图像的实时边缘提取

通过对扭曲向列型液晶电视的光学调制特性研究,利用其位相调制模式下灰度图像与位相调制的映射关系和光学干涉效应,实现了实时光学图像边缘提取.该方法不仅实时处理效果好,而且系统紧凑、操作简单.     

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。