VA液晶显示器光程差测量方法分析

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引言
　　随着液晶显示器的不断发展，对显示对比度提出了更高的要求。使用垂直排列的液晶显示器即VA 液晶显示器，可以更好地减少底部漏光，更大地提高显示对比度。VA 液晶显示器盒内液晶分子的排列方式是垂直排列，因此采用现有常用的光程差测试设备如CG- 200，无法测量出VA 液晶显示器的光程差。根据VA 液晶显示器的显示机理，本文通过测试分析不同光程差对应的高压光电曲线，总结出测量VA 液晶显示器光程差的简单方法，方便进一步研究分析VA 液晶显示器件。


　　1 试验原理
　　在不加电状态下，VA 液晶显示器是利用上下两个偏振片正交获得极低的暗态；在加电状态下，垂直入射的可见光光线与液晶分子存在45°的夹角，在有效光程差等于1/2 可见光波长时，得到最佳的亮态显示。有效光程差，是指在电场作用下，液晶分子旋转后，整体液晶分子所体现出来的光程差。有效光程差不同于调配液晶的理论光程差。理论光程差（简称光程差），是指在理想电场作用下，液晶分子由垂直状态完全旋转成平行状态，整体液晶分子所体现出来的光程差。
　　由图1 可总结出，在有效光程差较小时，可见光的各波长比较聚集，颜色只有黑白两色。在有效光程差300nm 附近出现一亮态极大值，之后随着有效光程差的增大，不同波长的相位差差别越大，其亮态峰值将越来越小。


　　给VA 液晶显示器从零开始加驱动电压，由上面的显示原理可知，在某个驱动电压下，有效光程差达到300nm 时，显示亮度将达到最大值。当驱动电压加到足够大时，液晶分子由垂直状态完全旋转成平行状态，对于某一固定光程差的VA 液晶显示器，此时高压状态所对应的显示亮度与最大值显示亮度的比值是一定的。因此，通过测试已知不同光程差的VA 液晶显示器，可得出所对应的不同显示亮度的比值，整理成图表，为以后未知光程差产品的测试提供准确的判断依据。

        2 试验方案
　　2.1 试验材料和测量仪器
　　试验选用VA 液晶显示器共8 小单元，分别调配合适液晶，使光程差从小到大分别为320nm、460nm、544nm、572nm、600nm、612nm、624nm 和648nm。
　　测量仪器采用德国的光电测试设备DMS301。
　　2.2 试验方法
　　通过光电测试设备DMS301，测量每片已知光程差的VA 液晶显示器的高压光电曲线。测试波形选用方波SW 波形，测试电压逐步由0V 增加到30V。高压选用30V，主要因为当驱动电压达到30V时，光电曲线平缓，此时液晶分子基本旋转成平行状态，其表现出来的有效光程差已接近理论光程差。
　　测试出电压0V 到30V 分别对应的显示亮度，从而描绘出相应的高压光电曲线，进一步整理分析不同光程差对应的高压光电曲线。
　　3 试验分析
　　不同光程差的VA 液晶显示器，对应的高压显示亮度与最大值显示亮度的比值，如表1 所示。

　表1 不同光程差对应的高压显示亮度与最大值显示亮度的比值。


　　由上表可作出以下曲线，其中，横坐标Δnd 表示光程差，单位是nm；纵坐标Rel luminance 表示高压显示亮度与最大值显示亮度的比值，单位是百分比（%）。
　　4 结论
　　采用本试验总结出的以上Rel luminance- Δnd曲线，对于某一未知光程差的VA 液晶显示器，只需简单测试出高压光电曲线，得出高压显示亮度与最大值显示亮度的比值，然后对照图2 所示的曲线，就可准确得出相应的光程差值。