基于负性液晶FFS模式对比度与响应时间的改善研究

焦亚茹，陆建钢

（上海交通大学 电子与通信工程学院电子工程系，上海 200240；昆山龙腾光电有限公司，江苏昆山 215301）

1 引言

对于自然界来说，对比度可达到数万以上，但实际液晶显示器对比度目前一般在1000左右，远没有达到还原真实图像的效果，故对比度是画面显示质量的重要标准。响应时间决定了快速刷新图面时的用户体验，响应时间较慢，显示时会产生拖影现象，负性液晶因其粘滞系数较大，Δε的绝对值相对较小，所以响应时间会更大。本文研究如何提高对比度及响应时间。

2 对比度改善

对比度CR即Contrast Ratio，对比度越高，能够获得的画面层次感和视觉感会越强。

液晶显示规格对比一般为静态对比度，它等于白画面的亮度比上黑画面的亮度，可以通过降低黑态亮度和提高白态亮度来提高对比度，实际设计时，降低黑态亮度会对比度的提高远比提高白态亮度明显。

光配向是近几年新兴的配向制程，此类材料是利用能量较大的紫外光照射，导致聚酰胺界结不均匀向断裂，驱使液晶重新排列。

这里光配向使用的日产化学光裂解型聚酰胺酸配向液。最常用的光配向技术是线性偏振紫外光裂解技术，与紫外光偏振方向相同的分子链在紫外线照射下发生光裂解反应。

图1 配向膜光裂解示意图

光配向制程较传统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凸版印刷的方式将配向液均匀涂布于基板上，经过预烘烤及后烘烤后形成各向异性的取向膜，干洗后，经波长为254纳米的紫外线照射反应，再次后烘烤后，光裂解产生的小分子会挥发，最终形成所需的配向膜。

传统摩擦取向方式在TFT背峰坡时存在接触不到的地方，导致存在漏光现象，而光配向因为是光摩擦，接触更全面，不会存在传统接触接触不到的现象，故基本上没有漏光的现象，黑画面会更黑，并且光配向预倾角可以做到0°，预倾角越小，对比度越高。研究数据显示，传统摩擦取向CR可以做1100，光配向后，CR可以做到1671，提高了52%，光配向制程使对比度得到了明显提高。

3 响应时间的改善

响应时间是液晶显示器的重要参数，响应时间较慢会产生拖影现象。

研究加入液晶单体-端烯类单体，端烯类液晶化合物具有良好的与其他液晶的互溶性、较低的粘度，尤其是较低的旋转粘度，对液晶N-I相变温度影响较大，链烯基的双键位于偶数位置时，液晶化合物具有较低的清亮点和弹性常数，位于奇数时则相反，并且粘度随温度的变化率高。

图2 端烯液晶单体

加入端烯类液晶单体后，旋转粘度系数γ1有一定的降低，从115.9MPa.s到93.3MPa.s将混合液晶中加入端烯单体，端烯单体比例从31.5%到36%，量测这两种液晶的响应时间，从35ms降低到28ms，可达到接近正性液晶的水准。

端烯类加入太多会影响显示屏信赖性，通过相关的可靠性测试，可以符合产品的信赖性实验，满足产品品质要求。

4 结束语

通过本章的实验量测数据分析可知，光配向的制程因非接触制程，取向更完全，加上完美的0°预倾角度，可提高液晶显示器对比度。第三节简单介绍加入端烯单体液晶后，因其较低的旋转粘度，响应时间可以从35ms提高到28ms。