为分析TFT-LCD线残像, 研究了画面驱动数据电压通过电容(CDC)对公共电压的影响。首先根据实际膜层分布, 描述电容在膜层的具体构成, 并建立电路等效模型, 测量并分析TFT-LCD实际工作状态的电容。然后, 建立方法测试棋盘格画面公共电压畸变并分析其造成线残像的机理。最后, 设置“黑灰条”画面使畸变量最大化以便于分析畸变的形成过程和影响因素。实验结果表明: TFT开关关闭时呈现高阻态, CDC仅为公共电压和数据电压金属线交叠电容(C0), 电容值为55 fF; TFT完全打开时呈现低阻态, CDC由存储电容和C0并联构成, 电容值为530 fF; 当TFT处于中间态时, 测试得到的电容值为中间值。电容值越大, 数据电压转换速度越快, 畸变量越大。降低转换速度(48 ns→53 ns), 可减小畸变量(2.67 V→2.61 V)。

残像是影响液晶显示器(LCD)面板品质的重要因素, 残像的不良改善已成为面板工厂持续性研究课题。残像程度与杂质离子的含量正相关, 为了实现对低温多晶硅(LTPS)LCD盒内杂质离子含量的监控, 本文系统地对LTPS-LCD面板测试盒测量体系进行了研究, 并对该测量体系的稳定性、分辨能力进行了探讨。首先针对LTPS技术的面板设计了一种新的测试盒, 然后采用液晶电压保持率(Voltage Holding Residual, VHR)评价盒内杂质离子含量, 运用测量系统分析方法对其可靠性进行评估, 最后通过对比不同紫外线(UV)照射时间与光配向烘烤时间下VHR的变化分析其分辨力。实验结果表明: 该测量体系的量具重复性、再现性(Gage R&R%)为10.77%, 变异与流程公差(P/T)为2693%＜30%, 可区分数为13＞5, 不同批次VHR均值维持在93%~95%, 测量结果可靠、稳定, 并能有效识别出VHR差异。本文设计的测试盒符合LTPS-LCD面板产业对杂质离子含量监测需求, 可为工厂实际生产中杂质离子的监控提供参考。

为了消除TFT-LCD的高温残像, 改善液晶屏的影像残留状态, 采用非对称调整正负Gamma电压的方法进行量化研究。针对液晶屏残像不良问题, 阐述了产生残像的基本电路原理, 提出一种快速调整正负Gamma电压的方法。通过预先测试液晶屏的常温和高温Flicker值, 来确定液晶屏的Vcom电压变化值。依据Vcom电压变化的值调整液晶屏的正负Gamma电压, 从而实现量化调整正负Gamma电压的理论值, 最终达到消除残像的效果。实验结果表明, 此方法测试验证的残像等级从L1降到L0.5, 基本上可以达到量化调整正负Gamma电压, 降低残像等级的目的。

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。

对显示面板非对称伽马调整对残像影响的理论和相关机理进行分析, 通过实际面板的残像评价验证了非对称伽马调整对残像的影响。通过实际的验证结果发现, 相较于灰阶127通过调整不同的灰阶电压中心来补偿跳变电压的差异, 直流残留引起的残像得到显著改善。其中短、中、长期残像的等级平均分别下降2, 0.8, 0.6。结果充分表明, 通过非对称伽马调整的方式可有效改善直流残留引起的残像。此方案可应用于实际产品中以降低残像发生的风险和等级。

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。

AMOLED显示屏经过长时间的使用, 不可避免地会有OLED器件劣化的问题。同一显示屏内不同位置的像素器件的劣化程度不同, 造成显示屏整体亮度下降和显示残像。使用越久、亮度越高的像素, 器件劣化就越严重。本文提出一种电学补偿技术, 用以改善OLED器件劣化造成的亮度下降和显示残像。采用电学侦测的方法获得各个像素的OLED器件的VTH,将其存储于闪存芯片内, 显示时通过查找表找到对应的OLED发光效率, 计算得出各个像素的补偿后灰阶值, 实现实时补偿的效果。本技术可以使劣化越严重的像素, 获得越大的像素电流, 从而弥补由于劣化造成的发光效率下降, 最终得到理想的像素亮度。使用该方法可以补偿由于OLED劣化造成的亮度下降和显示残像, 残像指标JND小于3.1。

基于面内转换IPS（In-Plane-Switching）液晶显示模式采用新型的光配向技术，相比摩擦配向技术具有无静电、无污染、可控的预倾角等优势。但同时存在显示画质不良如残像，对产品良率及客户体验感影响很大。本文通过对三款聚酰亚胺材料制备及应用光配向技术形成取向层，首先对聚酰亚胺材料特性进行研究，分别为亚胺化率、接触角、Edge Margin、表面各向异性；再对画质不良残像原理进行简单分析，根据残像画面呈现形式分为长期残像与短期残像。通过一系列测试结果得出最优材料亚胺化率为92%、Edge Margin为706 nm、接触角为78.5°、表面各向异性光配向能量为300 mJ，能够满足目前生产要求；实验测试显示画面为短期残像LV2水平优于量产LV3水平，低电阻率（1×1012）配向膜对残像具有明显改善效果，能够很好满足客户需求。同时本文研究思路对后续新材料测试及验证具有一定的参考价值。

线残像一直是TFT-LCD行业中一个重点改善的不良之一。为了解决该不良, 本文通过对不同样品进行线残像评价及测试公共电极电压的畸变情况, 从TFT-LCD背板设计方面研究了公共电极电压的畸变对线残像的影响。首先, 通过激光熔接的方法将屏内的公共电极电压信号引出, 然后测出在信号线电压作用下的公共电极电压发生畸变的幅值, 最后将该幅值和实测的线残像水平进行了对比, 同时对不同信号线数量、信号线和公共电极的交叠面积、信号线与公共电极的距离、外围电路补偿等相关设计的测试和研究。结果表明: 公共电极电压的畸变程度与线残像水平具有对应性; 信号线数量与公共电极电压畸变幅值成比例关系; 信号线与公共电极线的单位交叠面积从66 μm2降到37 μm2时, 其公共电极电压畸变程度降低了63%; 增大公共电极与信号线之间的距离有助于改善甚至消除线残像, 当距离从1.49 μm增大到2.39 μm时, 公共电极电压畸变幅值减小了28%。通过降低信号线数量、降低信号线和公共电极线的交叠面积、增大信号线和公共电极的距离、外围电路补偿等方案均可改善线残像水平, 对TFT-LCD画面显示品质的提高具有重要指导意义。