基于負性液晶FFS模式對比度與響應時間的改善研究

焦亞茹，陸建鋼

（上海交通大學 電子與通信工程學院電子工程系，上海 200240；昆山龍騰光電有限公司，江蘇昆山 215301）

1 引言

對于自然界來說，對比度可達到數(shù)萬以上，但實際液晶顯示器對比度目前一般在1000左右，遠沒有達到還原真實圖像的效果，故對比度是畫面顯示質(zhì)量的重要標準。響應時間決定了快速刷新圖面時的用戶體驗，響應時間較慢，顯示時會產(chǎn)生拖影現(xiàn)象，負性液晶因其粘滯系數(shù)較大，Δε的絕對值相對較小，所以響應時間會更大。本文研究如何提高對比度及響應時間。

2 對比度改善

對比度CR即Contrast Ratio，對比度越高，能夠獲得的畫面層次感和視覺感會越強。

液晶顯示規(guī)格對比一般為靜態(tài)對比度，它等于白畫面的亮度比上黑畫面的亮度，可以通過降低黑態(tài)亮度和提高白態(tài)亮度來提高對比度，實際設計時，降低黑態(tài)亮度會對比度的提高遠比提高白態(tài)亮度明顯。

光配向是近幾年新興的配向制程，此類材料是利用能量較大的紫外光照射，導致聚酰胺界結(jié)不均勻向斷裂，驅(qū)使液晶重新排列。

這里光配向使用的日產(chǎn)化學光裂解型聚酰胺酸配向液。最常用的光配向技術是線性偏振紫外光裂解技術，與紫外光偏振方向相同的分子鏈在紫外線照射下發(fā)生光裂解反應。

圖1 配向膜光裂解示意圖

光配向制程較傳統(tǒng)摩擦配向的光配向需要3道制程：干洗、UV照射、后烘烤。采用APR凸版印刷的方式將配向液均勻涂布于基板上，經(jīng)過預烘烤及后烘烤后形成各向異性的取向膜，干洗后，經(jīng)波長為254納米的紫外線照射反應，再次后烘烤后，光裂解產(chǎn)生的小分子會揮發(fā)，最終形成所需的配向膜。

傳統(tǒng)摩擦取向方式在TFT背峰坡時存在接觸不到的地方，導致存在漏光現(xiàn)象，而光配向因為是光摩擦，接觸更全面，不會存在傳統(tǒng)接觸接觸不到的現(xiàn)象，故基本上沒有漏光的現(xiàn)象，黑畫面會更黑，并且光配向預傾角可以做到0°，預傾角越小，對比度越高。研究數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)摩擦取向CR可以做1100，光配向后，CR可以做到1671，提高了52%，光配向制程使對比度得到了明顯提高。

3 響應時間的改善

響應時間是液晶顯示器的重要參數(shù)，響應時間較慢會產(chǎn)生拖影現(xiàn)象。

研究加入液晶單體-端烯類單體，端烯類液晶化合物具有良好的與其他液晶的互溶性、較低的粘度，尤其是較低的旋轉(zhuǎn)粘度，對液晶N-I相變溫度影響較大，鏈烯基的雙鍵位于偶數(shù)位置時，液晶化合物具有較低的清亮點和彈性常數(shù)，位于奇數(shù)時則相反，并且粘度隨溫度的變化率高。

圖2 端烯液晶單體

加入端烯類液晶單體后，旋轉(zhuǎn)粘度系數(shù)γ1有一定的降低，從115.9MPa.s到93.3MPa.s將混合液晶中加入端烯單體，端烯單體比例從31.5%到36%，量測這兩種液晶的響應時間，從35ms降低到28ms，可達到接近正性液晶的水準。

端烯類加入太多會影響顯示屏信賴性，通過相關的可靠性測試，可以符合產(chǎn)品的信賴性實驗，滿足產(chǎn)品品質(zhì)要求。

4 結(jié)束語

通過本章的實驗量測數(shù)據(jù)分析可知，光配向的制程因非接觸制程，取向更完全，加上完美的0°預傾角度，可提高液晶顯示器對比度。第三節(jié)簡單介紹加入端烯單體液晶后，因其較低的旋轉(zhuǎn)粘度，響應時間可以從35ms提高到28ms。