- VA液晶顯示器光程差測量方法分析
- 試驗原理
- 測試分析不同光程差對應的高壓光電曲線
- 采用德國的光電測試設備DMS301
引言
隨著液晶顯示器的不斷發展，對顯示對比度提出了更高的要求。使用垂直排列的液晶顯示器即VA 液晶顯示器，可以更好地減少底部漏光，更大地提高顯示對比度。VA 液晶顯示器盒內液晶分子的排列方式是垂直排列，因此采用現有常用的光程差測試設備如CG- 200，無法測量出VA 液晶顯示器的光程差。根據VA 液晶顯示器的顯示機理，本文通過測試分析不同光程差對應的高壓光電曲線，總結出測量VA 液晶顯示器光程差的簡單方法，方便進一步研究分析VA 液晶顯示器件。
在不加電狀態下，VA 液晶顯示器是利用上下兩個偏振片正交獲得極低的暗態；在加電狀態下，垂直入射的可見光光線與液晶分子存在45°的夾角，在有效光程差等于1/2 可見光波長時，得到最佳的亮態顯示。有效光程差，是指在電場作用下，液晶分子旋轉后，整體液晶分子所體現出來的光程差。有效光程差不同于調配液晶的理論光程差。理論光程差（簡稱光程差），是指在理想電場作用下，液晶分子由垂直狀態完全旋轉成平行狀態，整體液晶分子所體現出來的光程差。
由圖1 可總結出，在有效光程差較小時，可見光的各波長比較聚集，顏色只有黑白兩色。在有效光程差300nm 附近出現一亮態極大值，之后隨著有效光程差的增大，不同波長的相位差差別越大，其亮態峰值將越來越小。
給VA 液晶顯示器從零開始加驅動電壓，由上面的顯示原理可知，在某個驅動電壓下，有效光程差達到300nm 時，顯示亮度將達到最大值。當驅動電壓加到足夠大時，液晶分子由垂直狀態完全旋轉成平行狀態，對于某一固定光程差的VA 液晶顯示器，此時高壓狀態所對應的顯示亮度與最大值顯示亮度的比值是一定的。因此，通過測試已知不同光程差的VA 液晶顯示器，可得出所對應的不同顯示亮度的比值，整理成圖表，為以后未知光程差產品的測試提供準確的判斷依據。
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2 試驗方案
2.1 試驗材料和測量儀器
試驗選用VA 液晶顯示器共8 小單元，分別調配合適液晶，使光程差從小到大分別為320nm、460nm、544nm、572nm、600nm、612nm、624nm 和648nm。
測量儀器采用德國的光電測試設備DMS301。
2.2 試驗方法
通過光電測試設備DMS301，測量每片已知光程差的VA 液晶顯示器的高壓光電曲線。測試波形選用方波SW 波形，測試電壓逐步由0V 增加到30V。高壓選用30V，主要因為當驅動電壓達到30V時，光電曲線平緩，此時液晶分子基本旋轉成平行狀態，其表現出來的有效光程差已接近理論光程差。
測試出電壓0V 到30V 分別對應的顯示亮度，從而描繪出相應的高壓光電曲線，進一步整理分析不同光程差對應的高壓光電曲線。
3 試驗分析
不同光程差的VA 液晶顯示器，對應的高壓顯示亮度與最大值顯示亮度的比值，如表1 所示。
表1 不同光程差對應的高壓顯示亮度與最大值顯示亮度的比值。
由上表可作出以下曲線，其中，橫坐標Δnd 表示光程差，單位是nm；縱坐標Rel luminance 表示高壓顯示亮度與最大值顯示亮度的比值，單位是百分比（%）。
4 結論
采用本試驗總結出的以上Rel luminance- Δnd曲線，對于某一未知光程差的VA 液晶顯示器，只需簡單測試出高壓光電曲線，得出高壓顯示亮度與最大值顯示亮度的比值，然后對照圖2 所示的曲線，就可準確得出相應的光程差值。
