殘餘直流電壓量測原理

液晶顯示器中有明顯的影像殘留是不理想的，但可能發生在長時間的 顯示處理中。在所有的 AMLCDs 中，都有一個直流部分的驅動電壓，而導 致離子雜質吸附在聚酰亞胺配向層的表面。其現象是一個空間充電極化的 過程，且其配向層表面所吸附的離子雜質將不會脫附出來，這將會在液晶層 中形成一個穩定的電場和偏振。這種離子吸附效應的大小取決於離子的數 量、離子遷移率和所涉及的特徵時間常數吸附和脫附過程。為了減少影像殘 留的現象，液晶材料必須盡可能包含低濃度的離子雜質。

直流殘餘電壓是由於液晶顯示器在驅動液晶時會施加直流偏壓訊號，

而此直流偏壓訊號將會使液晶元件內部的離子雜質受到電場的驅動，最後 吸附在配向層所致。當外部不再給予電壓訊號時，其吸附離子所形成的內電 場將會造成離子在液晶元件內發生二次移動，而產生了直流殘餘電壓。其過 程如圖 2.6 29：當液晶盒感受到外加的直流偏壓時（圖 2.6a），內部的離 子雜質會移動並開始產生屏蔽效應（圖 2.6b）；而當移除外加直流偏壓且 使液晶盒兩側短路，讓其液晶盒兩側達到等電位，此時對於液晶盒內部而言，

先前的離子屏蔽效應反倒成為了方向相反的內電場（圖 2.6c）；而當離子 因此再次反向移動並且電位趨於平衡時（圖 2.6d），直流殘餘電壓即在此

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過程中形成（圖 2.6e），而隨著時間過去，吸附在配向層兩側的離子將慢 慢脫附出來，直流殘餘電壓也將慢慢降低（圖 2.6f）。

研究上，直流殘餘電壓的量測方法有三種，分別是電容對電壓遲滯的量 測法

33

，光穿透度閃爍消除法

26, 27, 34, 35

，以及本論文研究中所採用 的介電吸收法

29。使用介電吸收法量測直流殘餘電壓特性時，首先，需

先提供一長時間的穩定直流電壓於液晶盒上，用以模擬液晶顯示器運作時 的直流偏壓訊號，而後關掉電壓瞬間使液晶盒兩側短路，目的在讓液晶盒兩 側等電位，最後開路使液晶盒內部的離子雜質平衡電場，此時將會放出一長 時間的直流殘餘電壓，而這樣緩慢的放電情形將會造成液晶顯示器的影像 殘留。

吾人以圖 2.7（引用文獻

[31]）解說本團隊研究直流殘餘電壓量測的概

念：為了使液晶盒內部的離子穩固的吸附於兩側配向層，充電時間 T1可設 定為 10 分鐘至 1 小時，短路時間 T2設定為 1 秒；最後一階段為了觀察長 時間的穩態響應，測量時間 T3則設定為 30 分鐘至 1 小時甚至更長。定義輸 入的直流偏壓為 VL，在上述 T3的時間中，直流殘餘電壓的最大值為 VmRDC， 而經過 T3時間後穩定的殘餘電壓值為 VsRDC，在定義殘餘直流電壓上，實驗 可固定 VL與 T3來比較 VsRDC的大小，或是單純比較 VmRDC的值，抑或是藉 由在 VmRDC與 VsRDC之間特定時間內差值來定義。

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在文檔中 扭轉與水平排列之向列液晶的 電壓保持率與殘餘直流電壓特性 (頁 25-30)