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如何缩短LCD静电保持时间

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发表于 2019-12-27 23:04:03 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  摘 要:LCD使用过程中有时会受到静电的干扰,出现静电显示的内容消失不下去的现象。文章从LCD结构上进行分析,总结出了如何减少静电对LCD影响的方法。

  关键词: 静电;电阻率;保持时间
  中图分类号:TN141.9 文献标识码:B

  引 言
  随着LCD应用范围的不断扩大,有许多应用场合会出现静电的干扰现象,比如空调器要吹负离子风,就会使LCD感应上静电。如果LCD没有进行过抗静电的处理,那么静电感应上的部分,就会长时间地消失不下去,一直显示,不能正常显示需要的内容。所以有必要探讨一下LCD的抗静电处理问题。

  1 理论分析及试验验证
  从理论上分析,LCD使用过程中,只要电极上的电压高于液晶的阈值电压,就会在电极相应的部位出现显示内容。LCD受到高压静电后,会在电极上残留静电,如果造成的电势差大于液晶的阈值电压,就会出现意料之外的显示,不能正常显示需要的内容。

  如何减少静电对LCD的影响,可以从两个方面采取措施:
(1)对LCD进行静电屏蔽,屏蔽的部分进行接地,这样LCD电极上感应不上静电,就不会出现静电干扰的现象;
(2)LCD可以等价成一个电容器,如果要缩短静电的保持时间,可以减小LCD的电容,根据电容的计算公式:C=εS/4πkd,在盒厚和显示面积确定的情况下,通过减少液晶盒内介电常数的办法进行改进。

  根据理论分析,我们有了大致的思路,那么如何才能实现,我们从选材、结构设计等方面都做了相关的试验验证,结果如下:
  (1)从静电屏蔽的角度考虑,有偏光片材料可以进行选择,目前普遍使用的偏光片没有进行过防静电处理,所以LCD一旦被感应上静电,就很难消失下去。实际应用中可以考虑换用日东公司生产的SEG1244CU偏光片或者宝莱公司的VHC-128UL2S偏光片。以上两种偏光片本身已经做了防静电处理,可以使静电感应不上去,起到静电屏蔽作用。从使用结果看,使用未处理过的偏光片,用8KV的静电枪进行冲击后,完全消失时间在5分钟以上,而使用了处理过的偏光片,施加静电就不会出现静电干扰的现象。

    (2)屏蔽静电的方法由于到LCD显示模式,要求显示底色等限制,不可能用于所有的产品,这时需要从LCD设计上想办法。
  ① 可以在LCD设计时,从液晶材料方面来考虑解决,有效缩短静电消失时间。我们用TN第一极小型的LCD进行试验验证,为了保证不对LCD可靠性造成影响,在液晶材料中添加0.08%防静电剂,然后与不添加防静电剂的同型号液晶,灌注同样的液晶屏,分别灌注5片,液晶的阈值电压1.2V。进行对比试验,结果如下:
  测试条件:温度22℃,湿度55%,静电电压8KV。

  从试验结果看,添加防静电剂可以有效缩短LCD的静电保持时间。国内和国外抗静电剂的种类是不同的,国内的添加剂可以看到电阻率的降低,国外的看不到电阻率的降低,并且效果较好。

  ② 从LCD的结构设计上,我们想用不同TOP材料和PI材料厚度的方法进行调整。其中TOP型号为ASM606,供应商进行了防静电处理,AT720没有进行防静电处理。减少PI固含量,在工艺不变的情况下,PI的膜厚就会变薄。试验验证的结果如下:

  采用STN产品进行验证:
  产品做出后,每组各取6粒观察,用一根电线接入到电性能测试仪的输入端,用另一端划过产品电极4到5次,做到每粒屏显示状态一定,然后观察静电完全消失时间并记录,结果如下:

  通过以上试验可以得出以下结论:用防静电TOP材料和减小PI厚度,可以降低静电保持时间,而减小PI厚度对静电保持时间减少的效果更明显。

  2 结 论
  要降低静电对LCD的影响,缩短LCD的静电保持时间,通过我们的试验验证及分析可以得出以下结论:
  (1)使用防静电偏光片对LCD进行静电屏蔽,避免LCD受到静电的影响;
  (2)在液晶材料中添加适量的防静电剂,在保证液晶可靠性的前提下来缩短静电保持时间;
  (3)采用防静电的TOP材料,降低PI材料的厚度也可以缩短LCD的静电保持时间。

  参考文献
  [1] 谢毓章. 液晶物理学[M]. 北京:科学出版社,1998.
  [2] 李维諟. 液晶显示器件应用技术[M]. 北京:北京邮电学院出版社,1992.
  [3] 刘永志,杨开愚,方官久等. 液晶显示技术[M]. 北京:电子科技大学出版社,2000:295-307.
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