发明内容
本发明的目的在于提供一种近晶相液晶显示屏的老化方法,该方法使近晶相液晶显示屏中的近晶相液晶材料的驱动特性趋于稳定,解决了近晶相液晶显示屏的不稳定性和差异性。
为了实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:
一种近晶相液晶显示屏的老化方法,该近晶相液晶显示屏包括第一基体层和第二基体层,在第一基体层与第二基体层之间设有包括近晶相液晶和导电物的混合层,第一基体层朝向混合层的一侧设有第一导电电极层,第二基体层朝向混合层的一侧设有第二导电电极层,第一导电电极层由M个行电极组成,第二导电电极层由N个列电极组成,该M个行电极与该N个列电极相正交而形成M×N的像素点阵列,其特征在于:该方法包括以下步骤:
a.在第一预定时间内将一对低频脉冲信号分别加载到各个行电极、各个列电极上,设定时间后,再在第二预定时间内将一对高频脉冲信号分别加载到各个行电极、各个列电极上;b.重复步骤a至少一次;
其中:在步骤a中:该对低频脉冲信号仅相位相反且电压幅值相同或不同;该对高频脉冲信号仅相位相反且电压幅值相同或不同;所述一对低频脉冲信号为正向脉冲;所述一对低频脉冲信号中的一个低频脉冲信号的周期为Td,由连续相接的Qd个正向低频脉冲单元构成,一个该正向低频脉冲单元由一个持续td1时间的正电压、一个持续td2时间的0伏电压依次相接构成,Td=td1+td2;所述该对低频脉冲信号的电压幅值均大于阈值电压幅值;所述一对高频脉冲信号为正向脉冲;所述一对高频脉冲信号中的一个高频脉冲信号的周期为Tg,由连续相接的Qg个正向高频脉冲单元构成,一个该正向高频脉冲单元由一个持续tg1时间的正电压、一个持续tg2时间的0伏电压依次相接构成,Tg=tg1+tg2;所述该对高频脉冲信号的电压幅值均大于阈值电压幅值。
本发明的优点是:
新制作出的近晶相液晶显示屏通过本发明方法在一个设定时间内进行一定强度的老化处理,显示屏在近晶相液晶分子的两个极端状态间不断转换,可使近晶相液晶显示屏中的近晶相液晶材料的驱动特性趋于稳定,即,使得所有近晶相液晶分子在开始显示图像前所处的偏转状态均为设定角度,从而使所有近晶相液晶显示屏在相同环境下采用同样的驱动方法和驱动电压信号来驱动显示后,能够达到同样的显示状态而不会出现不稳定性和差异性,利于对显示屏的图像显示进行有效控制。
本发明方法在使近晶相液晶材料的驱动特性趋于稳定的同时,能够去除残次品,保证了近晶相液晶屏的显示品质,提高了生产效率。
在本发明方法中,可根据实际老化需要,灵活地动态调节各行、各列上施加的电压信号的电压幅值、频率及重复执行步骤a的间隔时间,从而可针对不同近晶相液晶材料制成的近晶相液晶显示屏而进行不同强度的老化处理,达到最佳的老化效果,同时还可在一定程度上降低功耗,延长显示屏的使用寿命。
在本发明中,单向电压方式(施加单向脉冲)与双向电压方式(施加双向脉冲)相比,单向电压方式将双向电压方式所需的四个外部电源(行、列电极分别有正、负两个电源供电)减少到了两个(行、列电极分别有一个正电源供电即可),同时,单向电压方式所需的电压波形简单,易实现,极大程度上降低了老化难度和成本。
具体实施方式
本发明近晶相液晶显示屏的老化方法是针对近晶相液晶显示屏而设计的。如图1和图2所示,该近晶相液晶显示屏10包括第一基体层11和第二基体层12。第一基体层11和第二基体层12的材料可选为透明的玻璃或塑料。在第一基体层11与第二基体层12之间设有混合层13,混合层包括近晶相液晶和导电物。例如,混合层13可由近晶相液晶、导电物、隔离物混合而成,或者,混合层13包括封装在聚合物结构中由近晶相液晶、导电物和隔离物组成的混合物。近晶相液晶(又称为近晶态液晶)可为A类近晶相液晶,如带硅氧基的化合物等。导电物可为带导电特性的化合物,如十六烷基三乙基溴化铵等。隔离物可为玻璃等材质制成的透明的隔离球或隔离棒。聚合物结构为聚合分子材料或单分子体材料热固化或紫外固化形成的具有腔室的设定形状的透明结构。在第一基体层11朝向混合层13的一侧镀有第一导电电极层14,在第二基体层12朝向混合层13的一侧镀有第二导电电极层15,如图2所示,第一导电电极层14由M个平行排列的条状行电极141组成,第二导电电极层15由N个平行排列的条状列电极151组成,第一导电电极层14的M个行电极141与第二导电电极层15的N个列电极151相正交而形成一个M×N的像素点阵列结构,一个行电极141与一个列电极151形成一个像素点,如图2所示的像素点20。该第一和第二导电电极层14和15与中间的混合层13形成了一个面积很大的电容结构。第一导电电极层14和第二导电电极层15是透明的,其可以是ITO(氧化铟锡)等,且可根据需要使用辅助的金属电极,如铝、铜、银等。实际中,根据显示需要,混合层13内还可混合有一定量的二色性染料。
如图3所示,本发明方法包括以下步骤:
a.在第一预定时间内将一对低频脉冲信号分别加载到各个行电极141、各个列电极151上,设定时间后,再在第二预定时间内将一对高频脉冲信号分别加载到各个行电极141、各个列电极151上;
b.重复步骤a至少一次;
其中:
在步骤a中:该对低频脉冲信号仅相位相反且电压幅值相同或不同;该对高频脉冲信号仅相位相反且电压幅值相同或不同。也就是说,对于该对低频脉冲信号而言,若它们的电压幅值相同的话,它们之间仅是相位相反,其它相关参数均一样(如频率、所施加的脉冲单元个数)。同理,对于该对高频脉冲信号而言,若它们的电压幅值相同的话,它们之间仅是相位相反,其它相关参数均一样(如频率、所施加的脉冲单元个数)。
在实际实施中,低频和高频脉冲信号可同为双向脉冲或者同为单向脉冲(正向脉冲或负向脉冲),见下面详述。
若低频和高频脉冲信号同为双向脉冲,则:
如图4A所示,在步骤a中:该对低频脉冲信号可为双向脉冲;该对低频脉冲信号中的一个低频脉冲信号(如图4A中位于上面的电压波形)的周期为Td(频率fd=1/Td),由连续相接的Qd个双向低频脉冲单元构成,一个该双向低频脉冲单元由一个持续td1时间的正电压、一个持续td2时间的负电压依次相接构成,该正电压和负电压的电压幅值相等,Td=td1+td2;该对低频脉冲信号中的另一个低频脉冲信号(如图4A中位于下面的电压波形)的周期也为Td,由连续相接的Qd个反相双向低频脉冲单元构成,一个该反相双向低频脉冲单元由一个持续td1时间的负电压、一个持续td2时间的正电压依次相接构成,该负电压和正电压的电压幅值相等,Td=td1+td2;该对低频脉冲信号的电压幅值可相同或不同,如图4A,该对低频脉冲信号的电压幅值分别为Ud_a、Ud_b(Ud_a>0,Ud_b>0);该对低频脉冲信号的电压幅值均小于阈值电压幅值,且该对低频脉冲信号的电压幅值叠加后得到的电压幅值(Ud_a+Ud_b)大于阈值电压幅值。
如图4B所示,在步骤a中:该对高频脉冲信号为双向脉冲;该对高频脉冲信号中的一个高频脉冲信号(如图4B中位于上面的电压波形)的周期为Tg(频率fg=1/Tg),由连续相接的Qg个双向高频脉冲单元构成,一个该双向高频脉冲单元由一个持续tg1时间的正电压、一个持续tg2时间的负电压依次相接构成,该正电压和负电压的电压幅值相等,Tg=tg1+tg2;该对高频脉冲信号中的另一个高频脉冲信号(如图4B中位于下面的电压波形)的周期也为Tg,由连续相接的Qg个反相双向高频脉冲单元构成,一个该反相双向高频脉冲单元由一个持续tg1时间的负电压、一个持续tg2时间的正电压依次相接构成,该负电压和正电压的电压幅值相等,Tg=tg1+tg2;该对高频脉冲信号的电压幅值可相同或不同,如图4B,该对高频脉冲信号的电压幅值分别为Ug_a、Ug_b(Ug_a>0,Ug_b>0);该对高频脉冲信号的电压幅值均小于阈值电压幅值,且该对高频脉冲信号的电压幅值叠加后得到的电压幅值(Ug_a+Ug_b)大于阈值电压幅值。
在实际中,当低频和高频脉冲信号同为双向脉冲时,可设定:该低频脉冲信号的频率为大于等于10Hz且小于等于1000Hz,该低频脉冲信号的正、负电压的电压幅值为大于等于5V且小于等于125V,加载该低频脉冲信号的脉冲单元个数Qd为大于等于1个且小于等于500个;该高频脉冲信号的频率为大于1kHz且小于等于25kHz,该高频脉冲信号的正、负电压的电压幅值为大于等于5V且小于等于125V,加载该高频脉冲信号的脉冲单元个数Qg为大于等于1个且小于等于2000个。
若低频和高频脉冲信号同为正向脉冲,则:
如图5A所示,在步骤a中:该对低频脉冲信号为正向脉冲;该对低频脉冲信号中的一个低频脉冲信号(如图5A中位于上面的电压波形)的周期为Td(频率fd=1/Td),由连续相接的Qd个正向低频脉冲单元构成,一个该正向低频脉冲单元由一个持续td1时间的正电压、一个持续td2时间的0伏电压依次相接构成,Td=td1+td2;该对低频脉冲信号中的另一个低频脉冲信号(如图5A中位于下面的电压波形)的周期也为Td,由连续相接的Qd个反相正向低频脉冲单元构成,一个该反相正向低频脉冲单元由一个持续td1时间的0伏电压、一个持续td2时间的正电压依次相接构成,Td=td1+td2;该对低频脉冲信号的电压幅值可相同或不同,如图5A,该对低频脉冲信号的电压幅值分别为Ud_a、Ud_b(Ud_a>0,Ud_b>0);该对低频脉冲信号的电压幅值均大于阈值电压幅值;
如图5B所示,在步骤a中:该对高频脉冲信号为正向脉冲;该对高频脉冲信号中的一个高频脉冲信号(如图5B中位于上面的电压波形)的周期为Tg(频率fg=1/Tg),由连续相接的Qg个正向高频脉冲单元构成,一个该正向高频脉冲单元由一个持续tg1时间的正电压、一个持续tg2时间的0伏电压依次相接构成,Tg=tg1+tg2;该对高频脉冲信号中的另一个高频脉冲信号(如图5B中位于下面的电压波形)的周期也为Tg,由连续相接的Qg个反相正向高频脉冲单元构成,一个该反相正向高频脉冲单元由一个持续tg1时间的0伏电压、一个持续tg2时间的正电压依次相接构成,Tg=tg1+tg2;该对高频脉冲信号的电压幅值可相同或不同,如图5B,该对高频脉冲信号的电压幅值分别为Ug_a、Ug_b(Ug_a>0,Ug_b>0);该对高频脉冲信号的电压幅值均大于阈值电压幅值。
低频和高频脉冲信号同为负向脉冲的情形与上述低频和高频脉冲信号同为正向脉冲的情形相类似,故不再在这里详述。
在实际中,当低频和高频脉冲信号同为单向脉冲时,可设定:该低频脉冲信号的频率为大于等于10Hz且小于等于1000Hz,该低频脉冲信号的电压幅值为大于等于10V且小于等于250V,加载该低频脉冲信号的脉冲单元个数Qd为大于等于1个且小于等于500个;该高频脉冲信号的频率为大于1kHz且小于等于25kHz,该高频脉冲信号的电压幅值为大于等于10V且小于等于250V,加载该高频脉冲信号的脉冲单元个数Qg为大于等于1个且小于等于2000个。
为了使显示屏在老化处理过程中能够保持DC平衡,可对步骤a中的脉冲信号进行如下设置:
对于低频和高频脉冲信号同为双向脉冲的情况,可令低频脉冲信号和高频脉冲信号的占空比为50%。
对于低频和高频脉冲信号同为单向脉冲的情况:设定该对低频脉冲信号的电压幅值分别为Ud_a、Ud_b,则令Ud_a×td1=Ud_b×td2:设定该对高频脉冲信号的电压幅值分别为Ug_a、Ug_b,则令Ug_a×tg1=Ug_b×tg2。
这样,在老化处理的整个过程中,各个像素点上就不会存在电压差(叠加在各个像素点上的电压波形的正、负面积相抵消,电压积分为0),实现了显示屏在老化处理的整个过程中的DC平衡,不会出现因电压差的长期存在而导致的近晶相液晶材料的驱动特性发生改变,甚至不能驱动的情况。
在实际实施中,可依据步骤a对显示屏先后执行粗调和细调,以提高显示屏的老化速度,提高老化效率,具体步骤如下:
粗调:在重复执行步骤a时,改变低频脉冲信号和高频脉冲信号的电压幅值大小或低频脉冲信号和高频脉冲信号的频率大小或重复执行步骤a的间隔时间长短中的任一项或任几项因素,来对显示屏进行粗调,找到影响显示屏老化强度的最重要的因素;
细调:确定影响老化强度的最重要的因素后,再次重复执行步骤a数次,其中,通过改变该最重要的因素来调节老化强度,以对显示屏进行最佳的老化处理。
在实际实施时,在重复执行步骤a对显示屏进行老化的过程中,各次执行步骤a时的低频脉冲信号的电压幅值相同或不同,频率相同或不同;各次执行步骤a时的高频脉冲信号的电压幅值相同或不同,频率相同或不同;每次重复执行步骤a的间隔时间相同或不同。
低频脉冲信号的电压幅值越大,老化强度越强;高频脉冲信号的电压幅值越大,老化强度越强;低频脉冲信号的频率越小,老化强度越强;高频脉冲信号的频率越小,老化强度越强;在老化时间相同的条件下,重复步骤a的间隔时间越短,老化强度越强。
以施加正向脉冲为例(施加负向脉冲的原理相同),来说明本发明方法实现的老化过程和原理。
步骤a:
在第一预定时间内,将图5A示出的一对低频的正向脉冲分别加载到各个行电极141、各个列电极151上(各个行电极141上施加图5A中位于上面的电压波形,而各个列电极151上施加图5A中位于下面的电压波形)。由于该对低频的正向脉冲叠加在各个像素点上得到的电压波形为低频的双向脉冲,该双向脉冲中的正向脉冲的电压幅值为Ud_a而负向脉冲的电压幅值为Ud_b,该双向脉冲在每一瞬间上的电压差值均大于阈值电压幅值Uth(若行列电极上施加图4A示出的一对双向脉冲,则该对双向脉冲叠加在各个像素点上得到的电压波形也为低频的双向脉冲,其中的正负向脉冲的电压幅值均为Ud_a+Ud_b,在每一瞬间上的电压差值均大于阈值电压幅值Uth,则也会使近晶相液晶分子便成如下乱序排列形态),因此,不到1秒钟的时间,如图6,混合层13中的近晶相液晶分子131因导电物132的运动带动而发生扭转,形成呈现为乱序排列形态的一种极端状态。因为近晶相液晶分子131的各向相异性(即由于入射光线通过各液晶分子131的长光轴不同,各液晶分子的光折射角度不同,因而各液晶分子的折射率不同),使得入射各近晶相液晶分子131的光线的折射存在着很大的差异,即在该微薄厚度的混合层13内,光折射率产生着剧烈的变化,因而光线发生了强烈的散射,呈现散光效应,宏观上显示屏呈现一种如磨砂毛玻璃般的雾状遮光状态。
设定时间后,再在第二预定时间内,将图5B示出的一对高频的正向脉冲分别加载到各个行电极141、各个列电极151上(各个行电极141上施加图5B中位于上面的电压波形,而各个列电极151上施加图5B中位于下面的电压波形)。由于该对高频的正向脉冲叠加在各个像素点上得到的电压波形为高频的双向脉冲,该双向脉冲中的正向脉冲的电压幅值为Ug_a而负向脉冲的电压幅值为Ug_b,该双向脉冲在每一瞬间上的电压差值均大于阈值电压幅值Uth(若行列电极上施加图4B示出的一对双向脉冲,则该对双向脉冲叠加在各个像素点上得到的电压波形也为高频的双向脉冲,其中的正负向脉冲的电压幅值均为Ug_a+Ug_b,在每一瞬间上的电压差值均大于阈值电压幅值Uth,则也会使近晶相液晶分子变成如下规则排列形态),因此,不到1秒钟的时间,如图7,混合层13中的近晶相液晶分子131形成呈现为规则排列形态的一种极端状态,此时,近晶相液晶分子131的长光轴基本垂直于导电电极层平面,入射各近晶相液晶分子131的光线的折射不产生剧烈变化,光线可以自由透过混合层13,因此,光线完全透射过近晶相液晶显示屏,从宏观上看,近晶相液晶显示屏呈现出一种全透明状态。
b.重复步骤a至少一次。在每次重复步骤a时,可改变低频正向脉冲和高频正向脉冲的电压幅值大小或低频正向脉冲和高频正向脉冲的频率大小或重复执行步骤a的间隔时间长短中的任一项或任几项因素,以根据实际老化需要,来灵活控制对显示屏的老化强度。在微观下,老化强度越强,近晶相液晶分子131就越趋于理想的极端状态,老化效果越好。例如,老化强度越强,处于乱序排列形态时的近晶相液晶分子131就越趋于平行第一、第二导电电极层14、15的平面。又例如,老化强度越强,处于规则排列形态时的近晶相液晶分子131就越趋于垂直第一、第二导电电极层14、15的平面。
也就是说,老化过程就是通过近晶相液晶分子131在两个极端状态间进行不断地转换,来使所有近晶相液晶分子在开始显示图像前均处于所需的某一设定角度的偏转状态,即,使近晶相液晶材料的驱动特性趋于稳定,从而确保以后在图像显示过程中显示屏不会出现不稳定性和差异性,利于对显示屏的图像显示进行有效控制。
在本发明中,阈值电压幅值Uth为使近晶相液晶分子被驱动而发生排列形态改变的电压值,其是根据混合层13的组成和厚度来确定的,一般为5V以上。
本发明的优点是:
新制作出的近晶相液晶显示屏通过本发明方法在一个设定时间内进行一定强度的老化处理,显示屏在近晶相液晶分子的两个极端状态间不断转换,可使近晶相液晶显示屏中的近晶相液晶材料的驱动特性趋于稳定,即,使得所有近晶相液晶分子在开始显示图像前所处的偏转状态均为设定角度,从而使所有近晶相液晶显示屏在相同环境下采用同样的驱动方法和驱动电压信号来驱动显示后,能够达到同样的显示状态而不会出现不稳定性和差异性,利于对显示屏的图像显示进行有效控制。
本发明方法在使近晶相液晶材料的驱动特性趋于稳定的同时,能够去除残次品,保证了近晶相液晶屏的显示品质,提高了生产效率。
在本发明方法中,可根据实际老化需要,灵活地动态调节各行、各列上施加的电压信号的电压幅值、频率及重复执行步骤a的间隔时间,从而可针对不同近晶相液晶材料制成的近晶相液晶显示屏而进行不同强度的老化处理,达到最佳的老化效果,同时还可在一定程度上降低功耗,延长显示屏的使用寿命。
在本发明中,单向电压方式(施加单向脉冲)与双向电压方式(施加双向脉冲)相比,单向电压方式将双向电压方式所需的四个外部电源(行、列电极分别有正、负两个电源供电)减少到了两个(行、列电极分别有一个正电源供电即可),同时,单向电压方式所需的电压波形简单,易实现,极大程度上降低了老化难度和成本。
上述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理,对于本领域的技术人员来说,在不背离本发明的精神和范围的情况下,任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变,均属于本发明保护范围之内。