01
殘像的定義:
殘像也叫影像殘留(Image Sticking),它是指顯示器長時間顯示同一靜止畫面,在改變顯示內(nèi)容后留下之前畫面的現(xiàn)象,如下示意圖;實際發(fā)生的殘像可能是顯示屏整面的也可能是局部的。
事實上,所有的TFT-LCD顯示屏或輕或重的都存在一點殘像的問題,而對于使用面內(nèi)轉(zhuǎn)換型IPS技術(shù)的顯示屏,沒有像扭曲向列型一樣的氧化鋼錫屏蔽層。所以,使用FFS或者IPS技術(shù)的顯示屏相對比較容易出現(xiàn)殘影。
02
殘像的分類:
殘像也有類別之分,目前主要有以下三種不同維度的分類方式,具體總結(jié)如下表:
注:電壓保持率(VHR)是表征液晶材料信賴性特性的重要參數(shù)之一;
03
殘像的起因:
殘像產(chǎn)生的原因主要由材料因素、設(shè)計因素、驅(qū)動因素等。材料因素是導致存在雜質(zhì)離子聚集的原因,設(shè)計因素和驅(qū)動因素是導致存在直流偏置電壓的原因,改善殘像可以從清除雜質(zhì)離子方面著手,也可以從直流偏置入手。具體原因如下:
1.PI/LC材料的選定,引起殘像
2.因AC施加而引起的殘像
3.因DC施加而引起的殘像
4.離子污染引起的殘像
04
PI/LC材料的選定,引起殘像:
離子型不純物來源很多:材料污染、設(shè)備污染、制程污染;其中材料污染,包含彩膜的黑色矩陣(Black Matrix,BM)、R、G、B、隔墊物制程材料,以及 Cell 的配向膜、液晶、框膠等材料。這些雜質(zhì)離子都有可能在這些直流偏置的影響下,在液晶盒內(nèi)形成干擾電場。
另外,液晶本身是一種聚合物,并不是100%純凈,在液晶中實際是夾在著一些移動的雜質(zhì)離子,當加電壓時,因為雜質(zhì)離子容易受到電極上和它不一樣的電荷吸引,導致電極移動。如果加的極性相反,此時雜質(zhì)離子變化的的方向就相反。當直流電壓比較高的時候,也會出現(xiàn)液晶材料逐漸分解出離子。
關(guān)于配向膜的使用,當前主要用在配向膜的材料方面,都是以溶劑材料,在液晶盒制造過程中,由于玻璃基板的干凈與否,配向膜的成膜的厚度及表面的平坦度,還有固化制造過程,都會導致夾雜一些雜質(zhì)離子。
改善對策:盡可能選擇高品質(zhì)的配向材和液晶材的搭配,可減弱殘像的現(xiàn)象。
05
AC殘像的形成原因及改善措施:
通過分析發(fā)現(xiàn),其交流分量產(chǎn)生的原因是由于液晶與配向?qū)又g的配向力弱,加電場后預傾角發(fā)生變化,其透過率增大,從而導致殘像;
圖b:白格子區(qū)域的液晶旋轉(zhuǎn),黑格子區(qū)域液晶不旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)液晶同時受到外加電場作用力和分子間作用力, PI 表層液晶分子受 PI分子作用力大于外加電場作用力,表層液晶分子不會旋轉(zhuǎn)。越靠中間層液晶受外加電場作用力越大,旋轉(zhuǎn)角度越接近理論值。在信號持續(xù)輸出時,白格子區(qū)域的液晶通過分子間作用力(電性力和色散力)影響到 PI 表層液晶, 若 PI 膜配向能力差, PI 表層液晶的預傾角隨液晶轉(zhuǎn)動發(fā)生變化。
圖c:切換灰階畫面,因白格區(qū)域的預傾角較黑格區(qū)域的預傾角已經(jīng)發(fā)生偏轉(zhuǎn), 在相同灰階電壓下,已發(fā)生角度偏轉(zhuǎn)區(qū)域的液晶更易偏轉(zhuǎn)到理論角度,其透過率增大,從而導致殘像。
形成原因總結(jié):?配向能力不足,加電場后預傾角發(fā)生變化,透過率增大,導致殘像
配向力各相關(guān)參數(shù)與殘像關(guān)系的實驗驗證結(jié)果匯總?cè)绫砣缦拢?/p>
考慮通過提升配向力改進殘像時,可以通過提升預烘烤的溫度,延長本固化的時間,以及增大壓入量的方式。
在實際應(yīng)用中,車載應(yīng)用的 10.25 寸產(chǎn)品將參數(shù)由“預烘烤90℃,本固化時間 1650s,Torq 值 0.18,壓入量 0.25”變成了“預烘烤 90℃,本固化時間 1800s,Torq 值 0.18,壓入量 0.35”。
殘像在改進后的條件下以 L2 為標準,殘像由 100%不良變成了 9%不良,殘像水平得到有效改善。
06
AC/DC殘像的判定:
我們已經(jīng)知道了AC殘像的主要產(chǎn)生機理,那么在實際中我們該如何判斷一個殘像是AC殘像還DC殘像呢?目前主要有兩種方法:
①調(diào)節(jié)Vcom:若殘像程度無明顯變化,則是AC殘像;若有明顯變化或者能調(diào)消失,則為DC殘像。原因是,AC殘像屬于液晶配向的問題,調(diào)節(jié)Vcom電壓改變不了液晶的配向,因此AC殘像不會變化。至于為何DC殘像在調(diào)節(jié)Vcom時會有變化,且看下文繼續(xù)分解;
②根據(jù)Vcom 和亮度曲線來判斷:當 Panel 的配向力不足時, LC 分子和 PI 之間相互作用力減弱,因此當液晶轉(zhuǎn)動同樣角度時所需要的電場強度降低, 在宏觀表現(xiàn)上則是 V-T 曲線左移,因此 Vcom 和亮度曲線整體會上移;
07
DC殘像的形成原因:
產(chǎn)品在加壓過程中,在像素區(qū)會出現(xiàn)交流驅(qū)動不對稱的地方,偏離中心的那部分電壓就是 DC 偏置。
DC 偏置吸引屏內(nèi)離子型不純物,導致離子聚集從而形成殘留 DC 偏置;
切換顯示畫面時,由于殘留 DC 作用,液晶分子受離子影響不能正確保持設(shè)計所要求的狀態(tài),導致在離子聚集處與其他區(qū)域顯示亮度出現(xiàn)差異→形成殘像不良。
直流分量的來源:
在殘像測試和判定的過程中,涉及兩個畫面,用于測試的黑白相間的棋盤格畫面,和用于判定的灰階畫面。其中,黑,白和灰三種狀態(tài)均屬于不同的灰階,所以在研究公共電極電壓影響因子變化時,著重分析灰階畫面下反饋電壓的變化。?
其次,在充放電過程中,漏電流等效于一個直流電壓分量。因此,我們DC電壓來于兩個方面,第一方面是灰階畫面下公共電極電壓影響因子變化帶來的直流分量,第二方面是漏電流導致的直流分量。
如何改善:
因寄生電容和液晶電容的影響,在不同灰階下寄生電容和液晶電容的變化,最佳Vcom也會發(fā)生變化,若將灰階畫面下Vcom的變化量補償?shù)絍d,以達到等效于不同灰階最佳Vcom不同的改進方案,可以有效改善殘像問題。
由于薄膜晶體管器件漏電流的特征,Ioff 的偏移與殘像等級存在相關(guān)性,需提升Ioff的穩(wěn)定性,減少薄膜晶體管器件漏電流對殘像的影響。
通過改變溝刻深度和氦處理提升薄膜晶體管漏電流的穩(wěn)定性,減少帶來影響的直流電壓。
08
線殘像形成原因:
在棋盤格畫面下, 由于在黑白顯示區(qū)域之間存在一個 DC 偏置電壓,邊界線的 DC 偏置電壓促使不純物離子向邊界聚集,使離子聚集處的像素電壓發(fā)生起伏,影響液晶偏轉(zhuǎn),導致透過率發(fā)生偏移, 形成 Ximi(即線殘像)
09
線殘像和 DC 面殘像的關(guān)系:
DC 面殘像與 Ximi 都存在 DC 偏轉(zhuǎn)和離子不純物;但兩者現(xiàn)象差異大,主要與 DC 偏轉(zhuǎn)值的大小及 DC 偏轉(zhuǎn)區(qū)域大小緊密相關(guān)( Ximi 的 DC 偏置值大,范圍?。?。
發(fā)生Ximi 往往有 DC 面殘像,但兩者不是必然的,主要還與產(chǎn)品驅(qū)動信號、材料設(shè)計等相關(guān);
審核編輯:劉清
評論
查看更多