残像的存在严重影响液晶显示器的画面品质。但由于其发生的机理较复杂, 目前还没有较好的解决方案。本文以负性液晶材料为基础, 在其中加入新型莨菪烷基添加剂, 研究其在FFS模式中对残像的影响。通过闪烁漂移、DC残留电压释放以及棋盘格残像测试, 系统分析并讨论了添加剂的使用对负性液晶残像的影响。研究结果表明, 加入添加剂后, 样品的闪烁漂移得到改善; 残留DC偏置积聚量减小30%且释放速度提升了95%; Vcom漂移由0.7 V改善至0.02 V, Vcom亮度变化由8 cd/m2降低至2 cd/m2; 线残像由L3改善至L1。本研究对从液晶材料方面改善残像具有一定的指导意义。

对于高分辨率小尺寸的边缘场切换模式(FFS)产品，负性液晶可以有效提升穿透率与对比度，从而改善画质。在使用负性液晶过程中出现了暗态显示区边缘发亮，即亮线不良(Line Mura)的现象。通过光学和电性仿真以及解析实验对亮线不良问题进行了分析。发现显示器周边的虚拟像素(Dummy pixel)是产生亮线不良最直接的原因，因为这种设计在蟹角(Crab)区域产生了异常高电场，导致暗态时液晶旋转从而产生亮线。本文通过软件模拟分析了亮线产生的因素，并进行了实验验证，最后提出了改善方案。为以后负性液晶FFS模式的显示屏设计提供了很好的指导。

为了实现性能优良的广视角液晶显示, 对基于负性液晶的边缘场切换模式(FFS)的穿透率、响应时间等性能参数进行了分析与优化。为了实现FFS模式高穿透率的显示, 对于影响穿透率的参数进行了仿真分析及优化选取。通过实验验证了仿真结果并且兼顾了相关参数对响应时间和穿透率的影响。相比于正性液晶的FFS模式, 参数优化使得穿透率提高了18%, 并且响应时间为26 ms, 和正性液晶相当。当其他条件相同, 像素区域的穿透率曲线面积最大时, 穿透率也是最大, 通过这种方法确定了负性液晶FFS模式的电极间距。此外, 响应时间取决于像素倾斜角与盒厚, 而与像素间距和电极的宽度距离比无关。

通过非对称电压补偿方法研究了FFS模式下的残像现象。实验结果表明在不更换盒内材料的情况下, 非对称电压补偿可以快速有效地改善残像问题。同时研究了不同的材料、不同的像素结构对应的实际补偿电压。结果显示随着配向膜电阻的增加, 补偿电压有增大趋势(0.1 V到0.3 V), 正负性液晶以及不同像素结构(公共电极层分别位于最上层和中间层, Top/Mid com)呈相反趋势(+0.3 V和-0.3 V), 且不同于以往的研究, 最终的残像结果负性液晶好于正性液晶。不同的彩膜平坦化层材料对应的补偿电压也有较明显差异。研究为FFS液晶显示模式残像的快速改善提供了参考。

基于公共场合隐私保护的需求, 宽窄视角可切换的液晶显示技术有着迫切的市场需求。现有宽窄视角切换技术不但增加了显示装置的厚度与成本, 而且降低了原本宽视角模式下的显示效果。本文研究了一种基于负性液晶FFS模式的宽窄视角切换技术, 它通过在彩色滤光片一侧形成高预倾角配向(40°~60°), 在同侧第三电极施加弱电场时, 液晶分子离轴方向具有较大相位延迟, 形成大视角观看时的暗态漏光与对比度下降, 实现窄视角显示模式。而同侧第三电极施加强垂直电场时, 大的预倾角液晶分子因负介电各项异性使得倾角降低, 可减少暗态漏光和提升对比度, 实现宽视角显示模式。验证结果表明: 宽视角模式时, 其上下左右视角均可达到85°以上; 而窄视角模式时, 左右视角仅为40°, 且具有较好的对称性。本技术结构简单, 驱动灵活, 在防窥显示领域具有很好的应用前景。

图像残像是评价画面质量的最重要因素之一,大部分工程师研究了组合物的材料和液晶面板的制造工艺,以改善影像残留,但之前的研究主要是以正性液晶材料为基础进行探讨的,本文主要以负性液晶材料为基础研究了用边缘场驱动的面板残像.首先为了比较正性液晶与负性液晶,测量了离子密度及电压保持率(VHR),其次为了比较两种配向材料(PI)与液晶材料的搭配特性并选择合适的组合,量测了样品的直流残留(RDC)电压和Vcom电压随时间的变化.从量测结果可知,紫外(UV)光照前负性液晶离子密度是正性液晶的39倍,经过紫外光照,后负性液晶的离子密度为560 Pc/cm,且其紫外光照后电压保持率变化量为2.7%;使用负性液晶搭配PI1的样品A-1 的直流残留电压和Vcom(等效为交流驱动电压的中心值)随时间变化量都是最大的,分别为0.5 V和250 mV,负性液晶搭配PI2材料的面板和正性液晶的面板的直流残留电压均小于0.2 V,其Vcom随时间变化量均在50 mV以内.负性液晶材料的离子浓度含量高,且其稳定性比正性液晶材料差,负性液晶材料比正性液晶材料更容易发生残像;对于使用负性液晶材料,边缘场驱动模式的面板,搭配PI2配向膜材料能够保持低的直流残留电压及低的Vcom电压变化量,从而对改善残像现象有帮助.

为了实现液晶显示器的广视角显示, 论文详细阐述了一款54.6 cm(21.5 in)液晶显示器的广对比度视角液晶面板及广亮度视角背光源的设计原理和方法。介绍了边缘场开关模式液晶面板的设计方法及结构, 从原理上阐释了此液晶面板具有广对比度视角的原因; 介绍了背光源亮度视角的设计方法, 通过对背光源中多组光学膜层架构的测试和数据对比, 得到了具有最广亮度视角的膜层架构。根据上述原理进行实际模组样品的制作并进行实测, 数据结果显示此款液晶显示器的对比度视角可达90°/90°/90°/90°, 且在水平方向的1/2亮度视角可达60°, 相应的亮度视角均一性为1.20。通过对比其他同类产品的实测数据, 表明此款液晶显示器无论在对比度视角还是亮度视角方面都远优于同类产品。

主要研究了FFS模式TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)于不同条件和环境下影像残留现象, 简述了残像产生的原因, 探讨了其产生的机理和对策方向, 为改善相应的显示残像问题提供一种高可靠性的处理方案。