光照漏電流中的顯示與發(fā)光測(cè)試

光照漏電流中的顯示與發(fā)光測(cè)試

1大尺寸屏的研究隨著計(jì)算機(jī)產(chǎn)品在科學(xué)研究和日常生活中的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的顯示質(zhì)量提出了更高的要求。作為主流顯示介質(zhì)的TFT-LCD顯示器由于存在畫(huà)面閃爍(Flicker)問(wèn)題,不僅降低了顯示質(zhì)量,而且會(huì)導(dǎo)致眼睛疲勞甚至頭暈等現(xiàn)象?！伴W爍”是指在一定的更新頻率下畫(huà)面亮度的差異。TFT-LCD實(shí)際工作時(shí),正負(fù)極性像素電壓絕對(duì)值不會(huì)完全對(duì)稱(chēng),所以每幀畫(huà)面的亮度會(huì)有周期性的高低變化,反映在視覺(jué)上就是閃爍。在高品質(zhì)的要求下閃爍已經(jīng)成為了液晶產(chǎn)品亟需改善的問(wèn)題,眾多科研院所、工廠企業(yè)都對(duì)此進(jìn)行了研究[4,5,6,7,8,9,10,11,12,13]。DonaldLaFontaine等在大尺寸屏的不同部位進(jìn)行共電極電壓(Vcom)補(bǔ)償,同時(shí)采用數(shù)字電位器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),期望能夠非常準(zhǔn)確地按視頻信號(hào)的中值點(diǎn)來(lái)調(diào)整Vcom以解決閃爍難題,TaeHyungKim等采用柵極多階驅(qū)動(dòng)法減小面板(Panel)中電容之間的耦合從而降低Vcom的漂移進(jìn)而減小閃爍。此后研究者通過(guò)各種方法使Vcom穩(wěn)定且分布均勻,從而減小閃爍,這一理念不僅為學(xué)術(shù)界所接受,更廣泛應(yīng)用于工廠企業(yè)中。然而,理論與實(shí)驗(yàn)均表明引起閃爍的原因除了Vcom的變動(dòng)之外,漏電流(Ioff)也能夠引起閃爍。JaegeonYou等研究了不同Vcom下閃爍的大小,并探究了Ioff與像素電壓的關(guān)系。石岳、謝暢等發(fā)現(xiàn)Ioff越大,最小閃爍(Min-Flicker)越大,基于此他們進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)。上述研究者雖然考察了Ioff對(duì)閃爍的影響,但是他們并未研究面板工作狀態(tài)下的Ioff與閃爍的關(guān)系,而是通過(guò)拆屏后測(cè)試TFT的I-V曲線(xiàn)間接推測(cè)Ioff對(duì)閃爍的影響。為了在面板正常工作狀態(tài)下直接考察Ioff與閃爍的關(guān)系,我們采取將面板正反倒置的方法測(cè)試了其Min-Flicker,同時(shí)測(cè)試了正反面不同背光源亮度下的閃爍值,然后我們利用光敏放大器測(cè)試了面板正負(fù)幀的亮度從而直接研究了Ioff與閃爍的關(guān)系。最后我們測(cè)試了相關(guān)面板的I-V特性,進(jìn)一步分析了Ioff對(duì)閃爍的影響。2實(shí)驗(yàn)2.1anel、c-panel實(shí)驗(yàn)用儀器實(shí)驗(yàn)所用樣品主要有:3個(gè)TN型常白模式的模組(Module),分別命名為A-Panel、B-Panel、C-Panel實(shí)驗(yàn)所用的儀器主要有:色彩分析儀(CA310):日本KONIKAMINOLTA公司;背光源測(cè)試儀(BLU65):韓國(guó)LMS公司;光敏放大器(C9329):日本SolidStateDivision公司;半導(dǎo)體參數(shù)設(shè)備(YAF6565M):韓國(guó)Agilent公司。2.2試的位點(diǎn)和測(cè)量為便于描述,本文所提及的“正面”,即:CA310測(cè)試鏡頭接觸CF面,陣列(Array)面接受背光照射;“反面”,即:CA310測(cè)試鏡頭接觸Array面,CF面接受背光照射。正反面測(cè)試的點(diǎn)位如圖1所示,實(shí)驗(yàn)的測(cè)試畫(huà)面均為FlickerPattern(2Dot)下的綠畫(huà)面。閃爍的測(cè)量:將背光源調(diào)整至規(guī)定的亮度,老化20～30min后,將面板放置其上利用CA310進(jìn)行測(cè)試,完畢后將面板反置測(cè)試,然后調(diào)節(jié)背光源電壓測(cè)試面板正反面的閃爍。背光源亮度的測(cè)量:利用BLU65,測(cè)試不同電壓下的背光源亮度,背光電壓的調(diào)節(jié)方法與測(cè)試閃爍時(shí)的調(diào)節(jié)方法相同。正負(fù)幀亮度的測(cè)量:利用光敏放大器測(cè)試面板的正負(fù)幀亮度信號(hào)。TFT的I-V測(cè)試:將面板剖開(kāi),洗去Array基板上的液晶,同時(shí)去除其上的聚酰亞胺,用半導(dǎo)體參數(shù)設(shè)備測(cè)試其I-V曲線(xiàn)。3結(jié)果與討論3.1反射線(xiàn)米-fliger測(cè)試m圖2是面板正反兩面各測(cè)試點(diǎn)的最小閃爍圖。由圖可知A-Panel和B-Panel正面(CF側(cè))測(cè)試的Min-Flicker大于反面(Array側(cè))測(cè)試的Min-Flicker,并且正面測(cè)試的閃爍水平在10～16左右,表明閃爍異常;反面測(cè)試的閃爍水平在5以下,表明閃爍正常,此外正面Min-Flicker的均勻性明顯差于反面。由圖仍可知C-Panel正反兩面的Min-Flicker相差不大,閃爍水平均在5左右,表明閃爍正常,此外該面板正反測(cè)試的閃爍均勻性也幾乎相同。3.2背光源硬度的影響圖3是面板正反面中心位置的閃爍與背光源亮度的關(guān)系圖。由圖可知A-Panel和B-Panel正面中心位置的閃爍隨著背光源亮度的增加而近似線(xiàn)性的增加,這表明面板正面中心位置的閃爍受背光源亮度的影響明顯;反面中心位置的閃爍隨著背光源亮度的增加而近似不變,這表明面板反面中心位置的閃爍受背光源亮度的影響微弱。此外A/B-Panel正面閃爍無(wú)論在何種背光源亮度下均高于反面閃爍。由圖仍可知C-Panel正反兩面中心位置的閃爍隨著背光源亮度的增加而近乎不變,并且該面板正反兩面的閃爍水平相當(dāng),這說(shuō)明該面板正反兩面中心位置處的閃爍受背光源亮度的影響均微弱。3.3面板表面粗糙度圖4是利用光敏放大器測(cè)試的面板正反兩面中心位置(⑤)Flickerpattern下的亮度信號(hào)圖。在圖中T1是指一幀內(nèi)在幀轉(zhuǎn)換時(shí)由液晶響應(yīng)所引發(fā)的亮度變化的時(shí)間,T2是指一幀內(nèi)由Ioff引發(fā)的亮度變化的時(shí)間。圖5是面板內(nèi)各種信號(hào)的波形圖,圖中Vp是指像素電壓。由圖4(a)可知A-Panel正反兩面的亮度信號(hào)有很大的差異。正面相鄰兩幀的亮度信號(hào)(藍(lán)線(xiàn)所示)差別非常大,尤其是T2的差別較大。結(jié)合圖5可知面板亮度的差異主要是由像素上電壓變化引起的。這說(shuō)明正面測(cè)試時(shí)Ioff對(duì)相鄰兩幀的亮度影響是不同的,相鄰兩幀的Ioff差別較大是造成亮度差異的主要原因。反面相鄰兩幀的亮度信號(hào)(綠線(xiàn)所示)幾乎無(wú)差別,所測(cè)試的信號(hào)幾乎看不到Ioff對(duì)亮度的影響,因此相鄰兩幀的亮度幾乎無(wú)差異。由圖4(b)可知B-Panel正反兩面的亮度信號(hào)也有較大的差異。同A-Panel一樣,該面板正面相鄰兩幀的亮度信號(hào)差別較大且T2的差別較為明顯,結(jié)合圖5可知,該面板正面測(cè)試時(shí)相鄰兩幀的亮度差異主要由Ioff引起,而Ioff對(duì)相鄰兩幀的亮度影響是不同的,因此造成了亮度上的差異。與正面相反,反面相鄰兩幀的亮度信號(hào)幾乎無(wú)差別,T1、T2的界限也不明顯,這說(shuō)明反面測(cè)試時(shí),像素電壓不易發(fā)生變化,因此相鄰兩幀的亮度幾乎相同。由圖4(c)可知C-Panel正反兩面的亮度信號(hào)幾乎相同。正面相鄰兩幀的亮度信號(hào)不存在明顯的差異,并且T1、T2的界限基本已經(jīng)不存在了。結(jié)合圖5可知相鄰兩幀亮度的差異主要是由T1引起的,這說(shuō)明該面板在正面測(cè)試時(shí)Ioff非常小以至于對(duì)亮度不會(huì)產(chǎn)生很大的影響,所以正負(fù)幀的亮度不存在較大差異。反面測(cè)試的結(jié)果與正面幾乎相同,說(shuō)明面板的TFT特性受背光源亮度的影響很小,因此Ioff未發(fā)生較大變化,所以像素電壓得以保持,因此正負(fù)幀的亮度也未發(fā)生較大的差異。3.4iiiff-p均勻性表1是面板的TFT特性數(shù)據(jù)。由表可知A-Panel的光照漏電流(Ioff-p)平均值最大,B-Panel次之,C-Panel最小;此外A-Panel的最小值比B-Panel的最大值大,B-Panel的最小值比C-Panel的最大值大,這說(shuō)明3張面板的Ioff-p存在顯著的差異。由表1可知B-Panel與C-Panel的Ioff-p均勻性相差不大,而A-Panel的均勻性較B/C-Panel略差,這說(shuō)明在一張面板內(nèi)Ioff-p不存在顯著的差異。由表1和面板正反面Min-Flicker測(cè)試實(shí)驗(yàn)以及正反面閃爍隨背光源亮度變化而變化的實(shí)驗(yàn),我們認(rèn)為當(dāng)TFT受到光照的強(qiáng)度不同時(shí)閃爍會(huì)有較大的變化。這說(shuō)明Ioff-p過(guò)大會(huì)導(dǎo)致像素電壓無(wú)法有效保持,從而使面板的亮度發(fā)生變化。由正反面亮度信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn),我們進(jìn)一步認(rèn)為Ioff-p過(guò)大不僅會(huì)使像素電壓無(wú)法有效保持,而且會(huì)使正負(fù)幀像素電壓的保持能力不同,從而產(chǎn)生正負(fù)幀亮度的差異,進(jìn)而使閃爍偏高。由于在TFT基板的四角及中心位置均進(jìn)行了TFT特性測(cè)試,而表1的數(shù)據(jù)表明B-Panel與C-Panel的Ioff-p均勻性均較好,結(jié)合圖2中B/C-Panel的Min-Flicker分布,我們認(rèn)為Ioff-p較大是導(dǎo)致閃爍偏大的主要原因,而閃爍分布不均勻與Ioff-p的分布無(wú)明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系,我們懷疑閃爍分布不均勻與共電極電壓的分布有很大的關(guān)系,這將在其他文章中闡述。4面板tf特性的測(cè)試?yán)妹姘逭碝in-Flicker測(cè)試以及閃爍與背光亮度實(shí)驗(yàn)初步分析了Ioff-p對(duì)閃爍的影響,又通過(guò)光敏放大器測(cè)試了正負(fù)幀亮度的變化進(jìn)一步分析了Ioff-p對(duì)閃爍的影響,最后通過(guò)測(cè)試面板的TFT特性驗(yàn)證了我們的分析。研究表明Ioff-p過(guò)大會(huì)造成像素電壓無(wú)法有效保