VA液晶显示器光程差测量方法分析
引言
随着液晶显示器的不断发展,对显示对比度提出了更高的要求。使用垂直排列的液晶显示器即VA 液晶显示器,可以更好地减少底部漏光,更大地提高显示对比度。VA 液晶显示器盒内液晶分子的排列方式是垂直排列,因此采用现有常用的光程差测试设备如CG- 200,无法测量出VA 液晶显示器的光程差。根据VA 液晶显示器的显示机理,本文通过测试分析不同光程差对应的高压光电曲线,总结出测量VA 液晶显示器光程差的简单方法,方便进一步研究分析VA 液晶显示器件。
1 试验原理
在不加电状态下,VA 液晶显示器是利用上下两个偏振片正交获得极低的暗态;在加电状态下,垂直入射的可见光光线与液晶分子存在45°的夹角,在有效光程差等于1/2 可见光波长时,得到最佳的亮态显示。有效光程差,是指在电场作用下,液晶分子旋转后,整体液晶分子所体现出来的光程差。有效光程差不同于调配液晶的理论光程差。理论光程差(简称光程差),是指在理想电场作用下,液晶分子由垂直状态完全旋转成平行状态,整体液晶分子所体现出来的光程差。
由图1 可总结出,在有效光程差较小时,可见光的各波长比较聚集,颜色只有黑白两色。在有效光程差300nm 附近出现一亮态极大值,之后随着有效光程差的增大,不同波长的相位差差别越大,其亮态峰值将越来越小。
给VA 液晶显示器从零开始加驱动电压,由上面的显示原理可知,在某个驱动电压下,有效光程差达到300nm 时,显示亮度将达到最大值。当驱动电压加到足够大时,液晶分子由垂直状态完全旋转成平行状态,对于某一固定光程差的VA 液晶显示器,此时高压状态所对应的显示亮度与最大值显示亮度的比值是一定的。因此,通过测试已知不同光程差的VA 液晶显示器,可得出所对应的不同显示亮度的比值,整理成图表,为以后未知光程差产品的测试提供准确的判断依据。
2 试验方案
2.1 试验材料和测量仪器
试验选用VA 液晶显示器共8 小单元,分别调配合适液晶,使光程差从小到大分别为320nm、460nm、544nm、572nm、600nm、612nm、624nm 和648nm。
测量仪器采用德国的光电测试设备DMS301。
2.2 试验方法
通过光电测试设备DMS301,测量每片已知光程差的VA 液晶显示器的高压光电曲线。测试波形选用方波SW 波形,测试电压逐步由0V 增加到30V。高压选用30V,主要因为当驱动电压达到30V时,光电曲线平缓,此时液晶分子基本旋转成平行状态,其表现出来的有效光程差已接近理论光程差。
测试出电压0V 到30V 分别对应的显示亮度,从而描绘出相应的高压光电曲线,进一步整理分析不同光程差对应的高压光电曲线。
3 试验分析
不同光程差的VA 液晶显示器,对应的高压显示亮度与最大值显示亮度的比值,如表1 所示。
表1 不同光程差对应的高压显示亮度与最大值显示亮度的比值。
由上表可作出以下曲线,其中,横坐标Δnd 表示光程差,单位是nm;纵坐标Rel luminance 表示高压显示亮度与最大值显示亮度的比值,单位是百分比(%)。
4 结论
采用本试验总结出的以上Rel luminance- Δnd曲线,对于某一未知光程差的VA 液晶显示器,只需简单测试出高压光电曲线,得出高压显示亮度与最大值显示亮度的比值,然后对照图2 所示的曲线,就可准确得出相应的光程差值。
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