专利名称：液晶面板中离子浓度的分析方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示面板领域，尤其涉及一种液晶面板中离子浓度的分析方法和装置。
背景技术：
随着科技的不断进步，液晶显示器基于其轻薄短小，大幅节省摆放空间等优点，已经逐渐代替阴极射线管显示器成为电视和电脑显示器等领域的主
要产品，液晶显示器主要包括三种类型，即薄膜晶体管型(Thin FilmTransistor, TFT)、扭曲向列型(Twisted Nematic, TN)和超级扭曲向列型(S叩er Twisted Nematic， STN)。液晶显示面4反是液晶显示器中主要的组成部分，由彩膜基板、TFT阵列基板、液晶、封胶框和取向层等组成。
其中，液晶显示面板中离子的含量对其导电性能至关重要，离子的含量会对液晶显示器性能的很多方面产生影响，如电压保持率、临界电压值、闪烁、残像等，因此在液晶显示器制造工艺中，液晶面板中的离子含量需要进行控制，例如对TN型液晶显示器而言，液晶中阴、阳离子含量一般要达到如下指标最大阳离子含量不超过O. 5ppm，最大阴离子含量不超过100ppm。
现有技术中采用化学分析的方法来实现对离子含量的检测，例如离子色傳等，通过化学分析方法来比较两个液晶显示面板中的离子浓度的大小关系，以及通过液晶显示面板中离子浓度的大小关系来进一步判断何种取向膜更容易引入离子等。利用化学分析方法测定离子浓度的方法具有一定的优点，如可以确定离子的成分、可以确定不同离子的具体含量等，该方法在离子成分和微观分析时效果较好，但也存在很多不足，发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中的这种化学分析方法至少存在如下缺陷
4(1 )需要将液晶面板拆开，分析之后的液晶面板无法继续使用或者进行
其他分析；
(2) 化学分析一般需要较长的时间；
(3) 由于主要分析液晶中的离子含量，但实际液晶面板中有很多离子是吸附于取向层表面的，因此分析的离子仅仅是液晶面板中的一部分；
(4 )体现的并非是液晶面板中总体离子浓度，只能对各部分离子浓度进行分别分析，如液晶方面、取向层方面、封框胶方面以及工艺方面等，将这些个体分析综合在一起难度较大，难于实现。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种液晶面板中离子浓度的分析方法和装置，减小了对液晶面板的损害，减少了浓度分析所需的时间。
为了实现上述目的，本发明提供了一种液晶面板中离子浓度的分析方法，包括
分别调整测试液晶面板和标准液晶面板的公共电压，并得到所述测试液
晶面板的第 一公共电压和所述标准液晶面板的第 一公共电压；
根据选取的测试电压，分别调整所述测试液晶面板和所述标准液晶面板
的第一公共电压；
在所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中分别加载第一图像，并将所述第 一 图像在所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中保持一段时间；将加载的所述第 一 图像切换为第二图像；
根据所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中的所述第二图像中出现的残像的程度，分析所述测试液晶面板中的离子浓度。
本发明还提供了一种液晶面板中离子浓度的分析装置，包括调整模块，用于分别调整测试液晶面板和标准液晶面板的公共电压，得到所述测试液晶面板的第一公共电压和所述标准液晶面板的第一公共电压， 并根据选取的测试电压，分别调整所述测试液晶面板和所述标准液晶面板的
第一公共电压；
加载模块，用于在所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中分别加载第 一图像，将所述第一图像在所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中保持一 段时间，并将加载的所述第一图像切换为第二图像。
本发明提供的一种液晶面板中离子浓度的分析方法和装置，无需损毁液 晶面板便能达到对其中离子浓度的分析，减小了对液晶面板的损害，减少了 浓度分析所需的时间。
图1为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例的流程图； 图2为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例的棋盘形黑白格画 面的一示意图3为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例的棋盘形黑白格画 面的另一示意图4为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例的针对图3的理想 结果示意图5为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例的针对图3的实际 结果示意图6为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例的坐标关系示意
图7为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例针对图2的实际结 果示意图8为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例中实验1的摩擦 取向方向示意图；图9为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例中实验1的结果示 意图10为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例中实验2的摩 擦取向方向示意图11为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例中实验2的结果 示意图12为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例中实验3的结果 示意图13为本发明液晶面板中离子浓度的分析装置实施例的结构图。 附图标记说明
1—标准液晶面4反； 2—测试液晶面;f反； 11 —面残l象；
12—竖直线残像； 13—水平线残像。
具体实施例方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 图1为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例的流程图，如图1
所示，本发明提供了一种液晶面板中离子浓度的分析方法，具体包括如下步
骤
步骤101，分别调整测试液晶面板和标准液晶面板的公共电压，并得到 所述测试液晶面板的第 一公共电压和所述标准液晶面板的第 一公共电压。
在对测试液晶面板中的离子浓度进行检查时，需要先选择一个标准液晶 面板，标准液晶面板中的离子含量是符合液晶面板所规定的各项标准要求的， 例如对于TN型液晶显示器来说，液晶中最大阳离子含量不超过0. 5卯m，最 大阴离子含量不超过100ppm。进一步地，所述标准液晶面板和所述测试液晶 面板具有相同的摩擦取向方向，由于液晶面板中摩擦取向方向有一定的差异， 而如果摩擦取向方向不同，会影响对其中离子浓度的分析。除此之外，标准液晶面板和测试液晶面板的其他规格及参数也需要保持一致，如具有相同的 型号、采用相同的材料等等，只有所选择的标准液晶面板与测试液晶面板的 各项参数相同或相近，才能保证后续对比分析的结果有效。
本步骤101可以具体为分别对标准液晶面板和测试液晶面板的公共电 压进行调整，其中，公共电压可以具体为液晶面板的共用电压(Vcom)，通 过对二者的共用电压的调整，得到测试液晶面板的第二公共电压和标准液晶 面板的第二公共电压分别为VcomA和VcomB。
具体地，上述步骤101中分别调整测试液晶面板和标准液晶面板的公共 电压可以具体为分别调整测试液晶面板和标准液晶面板的公共电压，使得 标准液晶面板和测试液晶面板的直流分量电压(Vdc)均为0,即实现将标准 液晶面板的中心区域的闪烁和测试液晶面板的中心区域的闪烁均调整至最 小。
步骤102,根据选取的测试电压分别调整所述测试液晶面板和所述标准 液晶面板的第 一公共电压。
具体地，本步骤可以为选取测试电压；将测试液晶面板的第一公共电 压调整为测试液晶面板的第二公共电压，测试液晶面板的第二公共电压为测 试液晶面板的第一公共电压与测试电压之和；将标准液晶面板的第一公共电 压调整为标准液晶面板的第二公共电压，标准液晶面板的第二公共电压为标 准液晶面板的第一公共电压与测试电压之和。其中，第一公共电压和第二公 共电压为标准液晶面^1和测试液晶面板的不同时刻的^^共电压的值，与步骤 101中的公共电压所代表的为同一物理量。即本步骤可以具体包括如下步骤 首先选取测试电压(VI),测试电压的取值范围可以为0. 05~lv,测试电压 的值选取得越大，后续对残像进行评价的时间越短。该取值范围是发明人在 实现本发明的过程中经过实验得出的较为合理的范围，设置0. 05v作为下限 的原因为对于一般的面板而言，公共电压并不一定能够保证直流分量电压 为0，但是直流分量电压一般都维持在0. 05v以下，如假设为-0. 03v，将调整的公共电压设置为0. 05v是为了确保对公共电压进行+0. 05v的调整之后， 实际的直流分量电压为0. 02v;设置lv作为上限的原因为测试电压的值选 取得越大，后续所需的残像评价时间越短，但经过实验发现，如果测试电压 的值选取太大，液晶面板显示的画面就会出现明显的异常。其次，在选定测 试电压之后，将测试液晶面板的第一公共电压调整为测试液晶面板的第二公 共电压，该第二公共电压为测试液晶面板的第一公共电压与测试电压之和， 即此时测试液晶面才反的/^共电压为VcomA+Vl，其中VcomA为测试液晶面;^反的 第一公共电压；将标准液晶面板的第一公共电压调整为标准液晶面板的第二 公共电压，该第二公共电压为标准液晶面板的第一公共电压与测试电压之和， 即此时标准液晶面板的公共电压为VcomB+Vl，其中VcomB为标准液晶面板的 第一公共电压。此时，测试液晶面板和标准液晶面板的直流分量电压均为 -2*V1，以方波为例，如果高低电压值分别为Vhigh-10V和Vlow=0V， Vcom=4V, 直流电压为Vhigh-Vcom-(Vcom-Vlow)=Vhigh+Vlow-2Vcom (10-4) - ( 4-0 ) =2V,所以Vcom变化Vl时，直流分量电压变化为-2 x VI。
步骤103，在所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中分别加载第一图 像，并将所述第一图像在所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中保持一段 时间。
具体地，选择一个第一图像，将其同时加载到测试液晶面板和标准液晶 面板中，即在测试液晶面板和标准液晶面板中加载相同的第一图像。优选地， 第一图像可以为棋盘形黑白格画面，即由灰度为0和灰度为255的黑方格和 白方格构成的画面，如图2所示为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实 施例的棋盘形黑白格画面的一示意图，如图3所示为本发明液晶面板中离子 浓度的分析方法实施例的棋盘形黑白格画面的另 一 示意图。在测试液晶面板 和标准液晶面板中加载第 一 图像后，需要将第 一 图像在测试液晶面板和标 准液晶面板中保持一段时间，进一步地，将所述第一图像在所述测试液晶面 板和所述标准液晶面板中进行10分钟~24小时的保持，具体时间与所选取
9的测试电压有关，测试电压的值越大，所需的时间越短。
步骤104，将加载的第一图像切换为第二图像。
将测试液晶面板和标准液晶面板中加载的第一图像切换为第二图像，其 中，第二图像可以为使测试液晶面板和标准液晶面板具有相同灰度的画面， 优选地，第二图像可以为灰度为127的画面。液晶面板长时间在电场作用下 会出现残像， 一般包括线残像和面残像两种，参见图3和图4,图4为本发 明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例的针对图3的理想结果示意图。当 由图3切换到图4时，在液晶面板中显示的理想图像应为图4，但实际上却 不是，实际显示的图像为如图5所示的本发明液晶面板中离子浓度的分析方 法实施例的针对图3的实际结果示意图。图5中分别显示了面残像11和线残 像，其中线残像又分为竖直线残像12和水平线残像13。
线残像产生的机理认为是离子的横向移动，如图6所示为本发明液晶面 板中离子浓度的分析方法实施例的坐标关系示意图，以图6中STN型的液晶 面板为例，x、 y分别表示面板内的方向，z表示垂直于面板的方向，cx表示 下基板的摩擦方向(rub. bot.)和x轴的角度，-a表示上基板的摩擦方向 (rub. top)和x轴的角度。由于离子在液晶分子的轴向的迁移率 和垂直
于轴向的迁移率/^不同，所以会产生横向移动。公式(1)表示了离子在x, y, z三个方向上的移动速度
v(^)=
(1)
少
、v"
△// sin 0 cos 6 cos伊 △A sin P cos P sin p sin2 6 +cos2 ^
其中 = -a, e表示倾角，^表示扭曲角，e表示电场强度，n表示 离子浓度，t表示温度。由于^和、的存在，而^与离子浓度平方成正比，、
与nxVdc成正比，因此、会导致竖直线残像，、会导致水平线残像。
步骤105,根据所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中的所述第二图 像中出现的残像的程度分析所述测试液晶面板中的离子浓度。经过上述的设置准备工作之后，可以开始进行测试液晶面板中的离子浓 度的比较分析。具体地，当测试液晶面板和标准液晶面板的输入图像切换为
灰度为127的画面后，可以从显示的画面中看出二者出现不同程度的线残像。 比较测试液晶面板与标准液晶面板中灰度为127的画面中出现的线残像的程 度，根据二者的线残像的程度便可以对测试液晶面板中的离子浓度进行分析。 进一步地，上述步骤105中的分析测试液晶面板中的离子浓度的过程具 体为若测试液晶面板的残像程度高于标准液晶面板的残像程度，则测试液 晶面板的离子浓度大于标准液晶面板的离子浓度；若测试液晶面板的残像程 度低于标准液晶面板的残像程度，则测试液晶面板的离子浓度小于标准液晶 面板的离子浓度。即通过比较分析，如果测试液晶面板的线残像的程度比标 准液晶面板的线残像程度严重，则说明测试液晶面板中的离子浓度大于标准 液晶面板中的离子浓度；如果测试液晶面板的线残像的程度比标准液晶面板 的线残像程度轻微，则说明测试液晶面板中的离子浓度小于标准液晶面板中 的离子浓度。如图7所示为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例针 对图2的实际结果示意图，从图中可以看出，测试液晶面板2中出现的水平 线残像13的残像程度明显比标准液晶面板1中出现的水平线残像13的残像 程度严重，则表明测试液晶面板2中的离子浓度大于标准液晶面板1中的离 子浓度。
具体地，发明人在实现本发明的过程中，还利用上述分析方法进行了有 关离子浓度的 一 系列实验，具体的实验条件及结果如下
实验l:标准液晶面板和测试液晶面板均为TN型液晶面板，摩擦取向方 向相同，如图8为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例中实验1的 摩擦取向方向示意图，图8中的箭头分别代表彩膜基板(CF)和阵列基板(TFT) 的摩擦取向方向。在实验1中标准液晶面板和测试液晶面板的区别之处在于 选用的取向材料不同，假设标准液晶面板的取向材料为PIA,测试液晶面板 的取向材料为PIB，其余条件均完全相同。本实验中的测试电压的值选取为
ii0. 5v,残像评价时间为2小时。图9为本发明液晶面板中离子浓度的分析方 法实施例中实验1的结果示意图，从图9可以看出，标准液晶面板l的水平 线残像13的残像程度非常轻微，测试液晶面板2则出现较为明显的水平线残 像13。上述实验结果表明，取向材料PIB比PIA更可能引入离子。
实验2:本实验改变摩擦取向的方向，其余条件与实验l均相同，如图 10为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例中实验2的摩擦取向方向 示意图。图11为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例中实验2的结 果示意图，从图11可以看出，标准液晶面板1的竖直线残像12的残像程度 非常轻微，测试液晶面板2则出现较为明显的竖直线残像12。上述实验结果 进一步表明取向材料PIB比PIA更有可能引入离子，同时，实验结果说明， 由于摩擦方向改变，没有出现水平线残像，仅出现竖直线残像12。
实验3:本实验改变测试电压的取值，由0. 5v变为-0. 5v,其余条件与 实验 1均相同。图12为本发明液晶面板中离子浓度的分析方法实施例中实 验3的结果示意图，从图12可以看出，标准液晶面板1的水平线残像13非 常轻微，测试液晶面板2则出现较为明显的水平线残像13。上述实验结果进 一步表明取向材料PIB比PIA更有可能引入离子，同时，实验结果说明，由 于测试电压的变化引起外加直流电压的方向发生改变，和实验1相比，水平 线残像13出现的位置发生变化。
上述实验l、实验2以及实验3表明，与现有技术中的化学分析方法相 比，本发明所提供的液晶面板中离子浓度的分析方法可以更加直观地反映离 子浓度的大小关系，可以应用在材料性能的评价上，如液晶材料、取向膜材 料和封框胶材料等等；同时，本方法可以体现液晶面板中总体离子浓度，而 现有技术中的化学分析方法则只能对液晶方面、取向层方面、封框胶方面以 及工艺方面的离子浓度进行分别分析，将其综合在一起显得非常困难。
本发明提供了一种液晶面板中离子浓度的分析方法，通过对测试液晶面 板和标准液晶面板中出现的残像程度进行比较，实现了对液晶面板中离子浓
12度的分析，本方法无需损毁液晶面板便能达到对其中离子浓度的分析，减小 了对液晶面板的损害，减少了浓度分析所需的时间。
图13为本发明液晶面板中离子浓度的分析装置的结构图，如图13所 示，本发明提供的一种液晶面板中离子浓度的分析装置具体包括调整模 块1301和加载模块1302，其中，调整模块1301用于分别调整测试液晶面板 和标准液晶面板的公共电压，得到测试液晶面板的第一公共电压和标准液晶 面板的第一公共电压，并根据选取的测试电压分别调整测试液晶面板和标准 液晶面板的第一公共电压；加载模块1302用于在测试液晶面板和标准液晶面 板中分别加栽第一图像，将所述第一图像在所述测试液晶面板和所述标准液 晶面板中保持一段时间，并将加载的第 一图像切换为第二图像。
调整模块1301将测试液晶面板和标准液晶面板的公共电压均进行调整， 得到第二公共电压之后，加载模块1302将第一图像分别加载到测试液晶面板 和标准液晶面^1中，优选地，第一图像可以为棋盘形黑白格画面。在测试液 晶面板和标准液晶面板中加载第一图像后，需要将第一图像在测试液晶面板 和标准液晶面板中进行10分钟~24小时的保持，具体时间与所选取的测试 电压有关。然后，加载模块1302将测试液晶面板和标准液晶面板中的第一图 像切换为第二图像，优选地，第二图像可以为灰度为127的画面。测试液晶 面板和标准液晶面板的输入图像切换为灰度为127的画面后，可以从显示的 画面中看出二者出现不同程度的线残像。比较测试液晶面板与标准液晶面板 中灰度为127的画面中出现的线残像的程度，根据二者的线残像的程度便可 以对测试液晶面板中的离子浓度进行分析。若测试液晶面板的残像程度高于 标准液晶面板的残像程度，则测试液晶面板的离子浓度大于标准液晶面板的 离子浓度；若测试液晶面板的残像程度低于标准液晶面板的残像程度，则测 试液晶面板的离子浓度小于标准液晶面板的离子浓度。
本发明提供了 一种液晶面板中离子浓度的分析装置，通过对测试液晶面 板和标准液晶面板中出现的残像程度进行比较，实现了对液晶面板中离子浓度的分析，无需损毁液晶面板便能达到对其中离子浓度的分析，减小了对液 晶面板的损害，减少了浓度分析所需的时间。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者 对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术 方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1、一种液晶面板中离子浓度的分析方法，其特征在于，包括分别调整测试液晶面板和标准液晶面板的公共电压，并得到所述测试液晶面板的第一公共电压和所述标准液晶面板的第一公共电压；根据选取的测试电压，分别调整所述测试液晶面板和所述标准液晶面板的第一公共电压；在所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中分别加载第一图像，并将所述第一图像在所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中保持一段时间；将加载的所述第一图像切换为第二图像；根据所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中的所述第二图像中出现的残像的程度，分析所述测试液晶面板中的离子浓度。
2、 根据权利要求1所述的液晶面板中离子浓度的分析方法，其特征在于， 所述分别调整测试液晶面板和标准液晶面板的公共电压具体为分别调整测 试液晶面板和标准液晶面板的公共电压，使得所述测试液晶面板和所述标准 液晶面板的直流分量电压均为0。
3、 根据权利要求1或2所述的液晶面板中离子浓度的分析方法，其特征 在于，所述标准液晶面板和所述测试液晶面板具有相同的摩擦取向方向。
4、 根据权利要求3所述的液晶面板中离子浓度的分析方法，其特征在于， 所述根据选取的测试电压，分别调整所述测试液晶面板和所述标准液晶面板 的第一公共电压具体为选取测试电压；将所述测试液晶面板的第 一公共电压调整为测试液晶面板的第二公共电 压，所述测试液晶面板的第二公共电压为所述测试液晶面板的第一公共电压 与所述测试电压之和；将所述标准液晶面板的第一公共电压调整为标准液晶面板的第二公共电 压，所述标准液晶面板的第二公共电压为所述标准液晶面板的第一公共电压与所述测试电压之和。
5、 根据权利要求4所述的液晶面板中离子浓度的分析方法，其特征在于， 所述第 一图像为棋盘形黑白格画面，所述第二图像为使所述测试液晶面板和 所述标准液晶面板具有相同灰度的画面。
6、 根据权利要求4所述的液晶面板中离子浓度的分析方法，其特征在于， 所述测试电压的取值范围为0. 05 ~ lv。
7、 根据权利要求1所述的液晶面板中离子浓度的分析方法，其特征在于， 所述将所述第一图像在所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中保持一段时 间具体为将所述第一图像在所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中进行 10分钟~24小时的保持。
8、 根据权利要求1所述的液晶面板中离子浓度的分析方法，其特征在于， 所述分析所述测试液晶面板中的离子浓度的过程具体为若测试液晶面板的 残像程度高于标准液晶面板的残像程度，则测试液晶面板的离子浓度大于标 准液晶面板的离子浓度；若测试液晶面板的残像程度低于标准液晶面板的残 像程度，则测试液晶面板的离子浓度小于标准液晶面板的离子浓度。
9、 一种液晶面板中离子浓度的分析装置，其特征在于，包括 调整模块，用于分别调整测试液晶面板和标准液晶面板的公共电压，得到所述测试液晶面板的第一公共电压和所述标准液晶面板的第一公共电压， 并根据选取的测试电压，分别调整所述测试液晶面板和所述标准液晶面板的 第一公共电压；加载模块，用于在所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中分别加载第一 图像，将所述第一图像在所述测试液晶面板和所述标准液晶面板中保持一段 时间，并将所述加载才莫块加载的所述第一图像切换为第二图像。
全文摘要
本发明公开了一种液晶面板中离子浓度的分析方法和装置，其中方法包括分别调整测试液晶面板和标准液晶面板的公共电压，并得到测试液晶面板的第一公共电压和标准液晶面板的第一公共电压；根据选取的测试电压，分别调整测试液晶面板和标准液晶面板的第一公共电压；在测试液晶面板和标准液晶面板中分别加载第一图像，并将第一图像在测试液晶面板和标准液晶面板中保持一段时间；将加载的第一图像切换为第二图像；根据测试液晶面板和标准液晶面板中的所述第二图像中出现的残像的程度分析测试液晶面板中的离子浓度。液晶面板中离子浓度的分析装置包括调整模块和加载模块。本发明减小了对液晶面板的损害，减少了浓度分析所需的时间。
文档编号G02F1/13GK101650480SQ20081011824
公开日2010年2月17日 申请日期2008年8月11日 优先权日2008年8月11日
发明者赵海玉 申请人:北京京东方光电科技有限公司