【背景技术】
术语解释:
Vth:即液晶阀值电压,驱动液晶分子刚开始扭转时所需要的电压。
V10:即当玻璃透过率为10%时,驱动液晶分子扭转所需要的电压。
V90:即当玻璃透过率为90%时,驱动液晶分子扭转所需要的电压。
Von:液晶显示器工作时,显示点的有效电压。
Voff:液晶显示器工作时,非显示点的有效电压。
在液晶显示器(Liquid Crystal Display,简称LCD)的显示中,灌注液晶后LCD的电压是一个很重要的参数,LCD电压的高低直接影响到显示效果的亮暗程度,显示效果太亮或者太暗,对人的视觉都带来不便,因此保持合适的LCD电压显得尤为重要。
目前,一般LCD的结构如图1所示:包括相对设置的第一基板11和第二基板12,在第一基板和第二基板相对的表面分别设置有第一电极层13和第二电极层14,在第一电极层和第二电极层相对的表面分别设置有第一定向层15和第二定向层16,在第一电极层13和第二电极层14的四周边缘为封框胶17,由第一定向层、第二定向层和封框胶围成的密封腔中容纳有液晶18。
在现有LCD的制作中,首先是进行液晶试灌一定数量的产品,比如10片左右到电测岗位,测试试灌产品的电压,并确认电测电压(Von)是否在样品管控范围之内。假如不在样品管控范围之内,就需要进行调整液晶的 调配比例,使电测电压在样品管控范围之内。这样做法虽然可以使产品电压调整到样品管控范围之内,但是它是建立在牺牲液晶参数一致性的基础上的。具体地,当液晶的调配比例发生变化后,其它相关参数也会发生变化,比如:液晶的粘度、陡度等等。液晶的粘度(η)通常指的是单位面积的流层以单位速度相对单位距离的流层流出时所需的切向力,液晶的陡度(Steepness)通常指单位电压波动时引起LCD的透过率变化的物理量,具体定义为:LCD的透过率为10%时的电压(V10)与LCD的透过率为90%时的电压(V90)比值与1的差的百分率,即Steepness=(V10/V90-1)*100%。
下面通过具体的实施例来说明液晶比例发生变化后,液晶的粘度和陡度也随之发生变化的情况。如下表所示:
液晶种类 | 液晶名称 | Steepness | η | Vth(V) |
A | 7A42700-000 | 10% | 41 | 1.22 |
B | 7A42800-000 | 5% | 18 | 2.35 |
A和B为两支液晶,当A取50%比例与B取50%比例混合,混合后各项具体的参数如下:Vth(V)=1.22×50%+2.35×50%=1.785,η1=41×50%+18×50%=29.5,Steepness=10%×50%+5%×50%=7.5%。当需要使液晶的阀值电压即Vth=1.898时,需要改变液晶A和B的调配比例,通过十子交叉法可以计算出,A取40%比例与B取60%比例可以达到Vth=1.898,具体再次混合后各项参数计算如下:Vth(V)=1.22×40%+2.35×60%=1.898,η2=41×40%+18×60%=27.2,Steepness=10%×40%+5%×60%=7.0%。由前述调配液晶的比例可以看出,当液晶的调配比例发生变化时,其液晶的粘度和陡度也要发生变化。
但是,液晶的粘度和陡度与液晶显示器的响应时间和对比度密切相关,通常液晶的粘度愈小,液晶显示器的响应速度愈快,响应时间就愈短;液晶的陡度大,液晶显示器的对比度就愈高。在液晶显示器中,通常响应时间定义为:液晶显示器亮度从10%到90%所经历的时间与亮度从90%到10% 所经历的时间总和,对比度定义为:显示器白色画面的亮度与黑色画面的亮度之比值。在液晶显示器中,响应时间和对比度直接影响到产品的光学特性,这样一来由于液晶比例的调配直接导致液晶显示器光学特性的随之变化,这对客户来说是很忌讳的事情。为此,必须通过其它途径来保证选择LCD合适的电压,同时又不影响其光学特性。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种改善液晶显示器电压的方法,旨在解决现有通过调配液晶的比例来改善液晶显示器的电压,直接导致液晶显示器的光学特性也随之发生变化的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种改善液晶显示器电压的方法,其中,包括以下步骤:
将部分产品进行试灌液晶;
测试所述部分产品试灌液晶后的电压值,具体包括以下步骤:
把测试设备的电压调到某个值,其中该值为Von与Voff之间的任一个电压值;
把样品放置到测试设备上进行显示,这时会出现第一显示画面;
把样品拿走,将试灌液晶后的产品放置到测试设备上进行显示,这时会出现第二显示画面,同时调整测试设备的电压,当调整到第二显示画面与第一显示画面相同的效果时,读取测试设备上的电压值,即为该试灌液晶后产品的电压值;
确定所述电压值是否在样品管控范围之内;
如果所述电压值不在样品管控范围之内,通过调整液晶显示器摩擦的CIP值,使所述电压值调整到样品管控范围之内;
其中,CIP值为液晶显示器摩擦的弦长值,其定义为:贴附着摩擦布的滚轮与定向层接触时的弧长所对应的弦长度;
CIP=2(r1+r2)Sinα,其中r1为摩擦滚轮的半径,r2为摩擦布的厚 度,α为液晶分子的长轴与电极层上的定向层水平面所成的角度;
Von:液晶显示器工作时,显示点的有效电压;
Voff:液晶显示器工作时,非显示点的有效电压。
在本发明中,通过对所述液晶显示器产品的电压值不在样品管控范围之内的产品,通过调整其液晶显示器摩擦的CIP值,使所述电压值调整到样品管控范围之内,没有改变液晶的调配混合比例,因此其液晶的陡度、粘度等参数没有发生变化,与之相关的液晶显示器的光电特性参数比如:响应时间、对比度等参数也没有发生变化,因此很好地改善了液晶显示器的电压,保证了光电特性参数的一致性。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
一种改善液晶显示器电压的方法,其中,包括以下步骤:
S21:将部分产品进行试灌液晶;
S22:测试所述部分产品试灌液晶后的电压值;
S23:确定所述电压值是否在样品管控范围之内;
S24:如果所述电压值不在样品管控范围之内,通过调整液晶显示器摩擦的CIP值,使所述电压值调整到样品管控范围之内。
如图2所示,在所述步骤S21中,将部分产品进行试灌液晶,具体可以采用现有的灌注液晶的方法,比如取同一批次产品10-20片,按照工艺制作流程卡中要求的液晶型号和比例进行液晶配比,将配好的液晶和待试灌产品10-20片放入灌液设备中,对其抽真空后冲入氮气,使液晶进入试灌产品中,待容器内气压达到一定程度冲开容器门后等待10-30分钟取出产品。本步骤中所述的灌液方法为本领域技术人员常知的方法,在此不再赘述。
在所述步骤S22中,测试所述部分产品试灌液晶后的电压值,具体可以采取如下步骤:
S221:把测试设备的电压调到某个值V1,其中V1值为Von与Voff之间的任一个电压值。其中,所述的测试设备为电测夹具,以及为测试设备提供电压信号的电测机,作为一种具体的实施例,所述电测机提供的电压信号为交流方波信号,输出的电压根据需要可以进行调节,频率在1-200Hz之间。当电测机的电压大小调整到V1时,其中的V1值为Von与Voff之间的任一个电压值,再把V1值输入到电测夹具中。
S222:把样板产品放置到测试设备上进行显示,这时会出现第一显示画面。其中,所述的样板为客户确认过的标准样品,此样品将作为以后生产线使用。当电测夹具接收电测机输入来的电压信号时,将通过液晶显示器的驱动集成电路输入到液晶显示器的公共电极(COM)和像素电极(SEG)上,从而使液晶分子在电压的驱动下排列发生变化,实现显示的效果。此时,在电压V1的作用下,会出现第一显示画面。
S223:把样板产品拿走,将试灌后的产品放置到测试设备上进行显示,这时会出现第二显示画面,同时调整测试设备的电压,当调整到第二显示画面与第一显示画面相同的效果时,读取测试设备上的电压值,即为该试灌后的产品的液晶电压值V2。其中,第二显示画面与第一显示画面相同的 效果是指根据液晶显示器显示画面的对比度来判断的,具体地,可以通过亮度计来测量其亮度,然后计算出对比度的大小。
在所述步骤S23中,确定所述电压值是否在样品管控范围之内,因为每个样品都有一个电压管控范围,以便确认所述的产品电压是否合格。
在所述步骤S24中,如果所述电压值不在样品管控范围之内,通过调整液晶显示器摩擦的CIP值,使所述电压值调整到样品管控范围之内。请参考图3至图6所示,其中,液晶显示器摩擦的弦长(Chord in Press,简称CIP)值定义为:贴附着摩擦布31的滚轮41与定向层36接触时的弧长所对应的弦长度30,它是反映摩擦滚轮41中的摩擦布31与定向层36摩擦深度的一个物理量。一般地,液晶显示器的显示是通过加在电极层34上的电压使液晶分子旋转,从而让光通过来实现的,要想使液晶分子很容易的旋转,就要使与电极层34上的定向层36直接接触的液晶能够顺利的旋转,而要使与电极层34上的定向层36直接接触的液晶能够顺利的旋转,则与电极层34上的定向层36直接接触的液晶的平躺方式相关。因为,在液晶显示器中,定向层36的表面通过摩擦处理,在其表面上形成有许多沟槽,液晶分子通常是平躺在沟槽中的。衡量液晶的平躺方式,在本发明中用定向层沟槽的陡度角α(如图4所示)来衡量,其中,42是摩擦布上的绒毛,其绒毛的切线方向与定向层36接触的液晶分子的长轴方向平行;沟槽的陡度角α为液晶分子的长轴52(如图5所示)与电极层上的定向层46水平面所成的角度,陡度角α与液晶显示器摩擦的CIP值的关系(如图6所示)如下:
CIP=2(r1+r2)Sinα,其中r1为摩擦滚轮的半径,r2为摩擦布的厚度,陡度角α的形成是通过摩擦滚轮的运动带动摩擦布上的绒毛或者毛丝在定向层上拖动而形成的。当定向层沟槽的陡度角α越大,与定向层接触的液晶分子就可以用较小的驱动电压使其旋转;当定向层沟槽的陡度角α越小,与定向层接触的液晶分子就需要用较大的驱动电压才能够使其旋转。 因此可以得出如下的结论:要想得到较大的液晶显示器电压,就可以使定向层沟槽的陡度角α小一些,反之,要想得到较小的液晶显示器电压,可以使定向层沟槽的陡度角α大点。由此,我们可以通过调整定向层沟槽的陡度角α大小,来实现液晶显示器电压大小的改变。
而沟槽的陡度角α与液晶显示器摩擦的CIP值的关系式为CIP=2(r1+r2)Sinα,从所述的关系式中可以看出,液晶显示器摩擦的CIP值与沟槽的陡度角α的正弦值Sinα成正比,即当沟槽的陡度角α增大时,液晶显示器摩擦的CIP值也增大;当沟槽的陡度角α减小时,液晶显示器摩擦的CIP值也减小。而沟槽的陡度角α由前述可知,其大小与液晶显示器电压成反比,由此可以判定:液晶显示器摩擦的CIP值与液晶显示器电压值也成反比,即当CIP值增大时,液晶显示器的电压值减小;当CIP值减小时,液晶显示器的电压值增大。由此,通过对液晶显示器摩擦的CIP值的调整,可以实现对液晶显示器电压值的调整。
具体到本发明中来,当所述液晶显示器测得的电压值低于样品管控范围的电压值时,通过减少CIP值使所述液晶显示器的电压值增大,从而使所述液晶显示器的电压值调整到样品管控范围的电压值之内;否则,进行如下步骤:即当所述电压值高于样品管控范围的电压值时,通过增大CIP值使所述液晶显示器的电压值减小,从而使所述液晶显示器的电压值调整到样品管控范围的电压值之内。而减少或者增大CIP值可以通过摩擦设备对摩擦滚轮进行控制,使贴附有摩擦布的摩擦滚轮上下移动,从而使CIP值相应的减少或者增大。
进一步地,经过本申请发明人研究发现,所述CIP值每减少2mm时,其液晶显示器的电压值提高0.01-0.02V;或者CIP值每增加2mm时,其液晶显示器的电压值降低0.01-0.02V,通常CIP值保持在14-20mm之间,具体以下将通过实施例来进行详细说明。
实施例1:
验证CIP值与电测电压(Von)的关系,其中本实施例中产品的电测电压管控范围为:1.46-1.48V。试验条件如下:定向层的厚度为50nm,CIP的值为18mm,液晶的扭曲角为240度,盒厚值为5.8um。采用上述条件的产品,在电测岗位测得的电测电压为1.45V,显然1.45V在电测电压管控下限1.46V以下,当将电测电压为1.45V的产品装在手机等其它显示终端上显示时,可以看到该产品会出现显浓的效果,并且常伴有串扰不良发生。此种不良说明,该产品的电测电压低了,必须要提高产品在电测岗位的电测电压。
根据本发明的精神,为了不改变产品的光学特性,在不更改液晶比例的情况下,只需要调整CIP值,便可以调整液晶显示器的电测电压。在本实施例中,调整CIP的值,使CIP=16mm,结果发现产品电测电压有所增加,测试最终结果为1.47V。而1.47V的电测电压在管控范围1.46-1.48V以内。因此,通过调整CIP的值来调整产品的电测电压是有效的。
对比例1:
通过更改液晶的调配比例来改变产品的电测电压(Von)。其中,在生产实施例1中的产品时,所述液晶A和液晶B要求以14%和86%比例混合,具体各项试验参数如下表:
这样调配混合后,各项参数分别为:Vth=1.18×14%+1.47×86%=1.43V,Steepness=8.2%×14%+5.0%×86%=5.45%,η=40×14%+20×86%=22.8。当产品进行试灌后,在电测岗位测试并确认其电测电压Von,Von=1.46V,正好在样板电压管控1.46V之内,于是就A和B按照14%和86%的比例进行生产;由于产品盒厚和定向层(PI)膜厚度等因素的漂移,当以后生产该产品时还是按照此比例进行试灌,会发现电测电压Von小于 1.46V,于是就将A和B以10%和90%比例进行调配混合,这样一来,混合后的液晶参数如下:Vth=1.18×10%+1.47×90%=1.44V,Steepness=8.2%×10%+5.0%×90%=5.32%,η=40×10%+20×90%=22,确认试灌产品后,在电测岗位确认其电测电压Von,测得Von=1.47V,正好在样板的管控范围之内,因此这次产品的液晶就A和B按照10%和90%的比例调配混合生产。液晶A和B虽然以两种不同的比例混合都达到了样板的管控电压范围之内,但是它们是牺牲在产品陡度(Steepness)和粘度(η)都发生了变化的基础上的,而产品陡度(steepness)和粘度(η)发生变化直接导致产品对比度和响应时间也会发生变化,这样一来,产品的一致性效果就较差,这是客户很忌讳的问题。可见,通过调整液晶混合比例来满足产品电测电压会产生一些隐性的影响。
实施例2:
验证CIP值与电测电压(Von)的关系,其中本实施例中产品的电测电压管控范围为:1.55-1.57V。试验条件如下:定向层的厚度为55nm,CIP的值为20mm,液晶的扭曲角为240度,盒厚值为6.0um。采用上述条件的产品,在电测岗位测得的电测电压为1.54V,显然1.54V在电测电压管控下限1.55V以下,当将电测电压为1.54V的产品装在手机等其它显示终端上显示时,可以看到该产品会出现显浓的效果,并且常伴有串扰不良发生。此种不良说明,该产品的电测电压低了,必须要提高产品在电测岗位的电测电压。
根据本发明的精神,为了不改变产品的光学特性,在不更改液晶比例的情况下,只需要调整CIP值,便可以调整液晶显示器的电测电压。在本实施例中,调整CIP的值,使CIP=18mm,结果发现产品电测电压有所增加,测试最终结果为1.56V。而1.56V的电测电压在管控范围1.55-1.57V以内。因此,通过调整CIP的值来调整产品的电测电压是有效的。
对比例2:
通过更改液晶的调配比例来改变产品的电测电压(Von)。其中,在生产实施例2中的产品时,所述液晶A和液晶B要求以74%和26%比例混合,具体各项试验参数如下表:
这样调配混合后,各项参数分别为:Vth=1.22×74%+2.35×26%=1.51V,Steepness=10%×74%+5%×26%=8.7%,η=41×74%+18×26%=35。当产品进行试灌后,在电测岗位测试并确认其电测电压Von,Von=1.56V,正好在样板电压管控1.55V-1.57V之内,于是就A和B按照74%和26%的比例进行生产;由于产品盒厚和定向层(PI)膜厚度等因素的漂移,当以后生产该产品时还是按照此比例进行试灌,会发现电测电压Von小于1.55V,于是就将A和B以70%和30%比例进行调配混合,这样一来,混合后的液晶参数如下:Vth=1.22×70%+2.35×30%=1.56V,Steepness=10%×70%+5%×30%=8.5%,η=41×70%+18×30%=34,确认试灌产品后,在电测岗位确认其电测电压Von,测得Von=1.56V,正好在样板的管控范围之内,因此这次产品的液晶就A和B按照74%和26%的比例调配混合生产。液晶A和B虽然以两种不同的比例混合都达到了样板的管控电压范围之内,但是它们是牺牲在产品陡度(Steepness)和粘度(η)都发生了变化的基础上的,而产品陡度(steepness)和粘度(η)发生变化直接导致产品对比度和响应时间也会发生变化,这样一来,产品的一致性效果就较差,这是客户很忌讳的问题。可见,通过调整液晶混合比例来满足产品电测电压会产生一些隐性的影响。
实施例3:
验证CIP值与电测电压(Von)的关系,其中本实施例中产品的电测电压管控范围为:1.60-1.62V。试验条件如下:定向层的厚度为55nm,CIP 的值为14mm,液晶的扭曲角为240度,盒厚值为6.0um。采用上述条件的产品,在电测岗位测得的电测电压为1.63V,显然1.63V在电测电压管控上限1.62V以上,当将电测电压为1.63V的产品装在手机等其它显示终端上显示时,可以看到该产品会出现显淡的效果。此种不良说明,该产品的电测电压高了,必须要减低产品在电测岗位的电测电压。
根据本发明的精神,为了不改变产品的光学特性,在不更改液晶比例的情况下,只需要调整CIP值,便可以调整液晶显示器的电测电压。在本实施例中,调整CIP的值,使CIP=16mm,结果发现产品电测电压有所降低,测试最终结果为1.61V。而1.61V的电测电压在管控范围1.60-1.62V以内。因此,通过调整CIP的值来调整产品的电测电压是有效的。
对比例3:
通过更改液晶的调配比例来改变产品的电测电压(Von)。其中,在生产实施例3中的产品时,所述液晶A和液晶B要求以58%和42%比例混合,具体各项试验参数如下表:
这样调配混合后,各项参数分别为:Vth=1.1×58%+2.26×42%=1.59V,Steepness=10%×58%+5%×42%=10.5%,η=47×58%+20×42%=36。当产品进行试灌后,在电测岗位测试并确认其电测电压Von,Von=1.61V,正好在样板电压管控1.60V-1.62V之内,于是就A和B按照58%和42%的比例进行生产;由于产品盒厚和定向层(PI)膜厚度等因素的漂移,当以后生产该产品时还是按照此比例进行试灌,会发现电测电压Von不在1.60-1.62V之间,于是就将A和B以56%和44%比例进行调配混合,这样一来,混合后的液晶参数如下:Vth=1.1×56%+2.26×44%=1.61V,Steepness=10%×56%+5%×44%=10.4%,η=47×56%+20×44%=35, 确认试灌产品后,在电测岗位确认其电测电压Von,测得Von=1.61V,正好在样板的管控范围之内,因此这次产品的液晶就A和B按照56%和44%的比例调配混合生产。液晶A和B虽然以两种不同的比例混合都达到了样板的管控电压范围之内,但是它们是牺牲在产品陡度(Steepness)和粘度(η)都发生了变化的基础上的,而产品陡度(steepness)和粘度(η)发生变化直接导致产品对比度和响应时间也会发生变化,这样一来,产品的一致性效果就较差,这是客户很忌讳的问题。可见,通过调整液晶混合比例来满足产品电测电压会产生一些隐性的影响。
在本发明中,通过对所述液晶显示器产品的电压值不在样品管控范围之内的产品,通过调整其液晶显示器摩擦的CIP值,使所述电压值调整到样品管控范围之内,没有改变液晶的调配混合比例,因此其液晶的陡度、粘度等参数没有发生变化,与之相关的液晶显示器的光电特性参数比如:响应时间、对比度等参数也没有发生变化,因此很好地改善了液晶显示器的电压,保证了光电特性参数的一致性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。