液晶配向力仿真方法、系统、设备及存储介质与流程

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶配向力仿真方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

近些年来，液晶显示装置(liquidcrystaldisplay，lcd)显示行业不断发展，液晶显示装置广泛地应用于手机、笔记本以及电视等领域。一般而言，液晶显示装置包括阵列基板、彩膜基板以及设置于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。对于需要进行液晶配向的液晶显示装置，液晶配向力会直接决定液晶显示面板的显示效果，因此，对液晶显示装置液晶配向力的控制是十分有必要的。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种液晶配向力仿真方法、系统、设备及存储介质，有利于液晶显示装置液晶配向力的控制。

为实现上述目的，本申请提供一种液晶配向力仿真方法，所述方法包括如下步骤：

根据待进行仿真的液晶显示面板模型中的薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板之间的间距值、所述液晶显示面板模型中液晶层的液晶的介电常数、所述薄膜晶体管阵列基板与所述彩膜基板施加至所述液晶层的电压的电压值，控制所述液晶显示面板模型生成第一仿真图像；

获取生成所述第一仿真图像的所述液晶显示面板模型中的液晶的第一液晶配向力数据；

调整所述间距值、所述介电常数、所述电压值中的一者，并根据调整后的所述间距值、所述介电常数以及所述电压值控制所述液晶显示面板模型生成第二仿真图像；

获取生成所述第二仿真图像的所述液晶显示面板模型中的液晶的第二液晶配向力数据；

输出至少包括第一液晶配向力数据、第二液晶配向力数据的液晶配向力数据集合；

从所述液晶配向力数据集合中选择符合预定条件的液晶配向力数据，且输出符合所述预定条件的液晶配向力数据对应的间距值、介电常数以及电压值，所述预定条件为所述液晶显示面板模型所生成的仿真图像中关于暗纹的参数小于预定参数的条件。

在上述液晶配向力仿真方法中，所述第一液晶配向力数据包括所述第一仿真图像中的暗纹数目以及暗纹尺寸，所述第二液晶配向力数据包括所述第二仿真图像中的暗纹数目以及暗纹尺寸。

在上述液晶配向力仿真方法中，控制所述液晶显示面板模型生成第一仿真图像之前，所述液晶配向力仿真方法还包括如下步骤：

建立液晶显示面板立体模型；

获取所述液晶显示面板立体模型的参数，得参数化液晶显示面板模型；

采用网格划分参数化液晶显示面板模型，得待进行仿真的液晶显示面板模型；

获取待施加至所述待进行仿真的液晶显示面板模型中的液晶层的电压值。

在上述液晶配向力仿真方法中，所述液晶层的液晶为自取向垂直排列混合液晶或聚合物稳定配向型液晶。

一种液晶配向力仿真系统，所述液晶配向力仿真系统包括：

第一控制模块，用于根据待进行仿真的液晶显示面板模型中的薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板之间的间距值、所述液晶显示面板模型中液晶层的液晶的介电常数、所述薄膜晶体管阵列基板与所述彩膜基板施加至所述液晶层的电压的电压值，控制所述液晶显示面板模型生成第一仿真图像；

第一获取模块，用于获取生成所述第一仿真图像的所述液晶显示面板模型中的液晶的第一液晶配向力数据；

调整模块，用于调整所述间距值、所述介电常数、所述电压值中的一者；

第二控制模块，用于根据调整后的所述间距值、所述介电常数以及所述电压值，控制所述液晶显示面板模型生成第二仿真图像；

第二获取模块，用于获取生成所述第二仿真图像的所述液晶显示面板模型中的液晶的第二液晶配向力数据；

输出模块，用于输出包括第一液晶配向力数据、第二液晶配向力数据的液晶配向力数据集合；

选择输出模块，用于从所述液晶配向力数据集合中选择符合预定条件的液晶配向力数据，且输出符合所述预定条件的液晶配向力数据对应的间距值、介电常数以及电压值，所述预定条件为所述液晶显示面板模型所生成的仿真图像中关于暗纹的参数小于预定参数的条件。

在上述液晶配向力仿真系统中，所述第一液晶配向力数据包括所述第一仿真图像中的暗纹数目以及暗纹尺寸，所述第二液晶配向力数据包括所述第二仿真图像中的暗纹数目以及暗纹尺寸。

在上述液晶配向力仿真系统中，所述液晶配向力仿真系统还包括：

建模模块，用于建立液晶显示面板立体模型；

参数化模块，用于获取所述液晶显示面板立体模型的参数以得参数化液晶显示面板模型；

网格化模块，用于采用网格划分参数化液晶显示面板模型以得待进行仿真的液晶显示面板模型；

第三获取模块，用于获取待施加至所述待进行仿真的液晶显示面板模型中的液晶层的电压值。

在上述液晶配向力仿真系统中，所述液晶层的液晶选自自取向垂直排列混合液晶或聚合物稳定配向型液晶。

一种设备，所述设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述方法的步骤。

有益效果：本申请提供一种液晶配向力仿真方法及其系统、设备及计算机可读存储介质，以薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板之间的间距值、液晶的介电常数以及薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板施加至液晶层的电压值作为液晶配向力影响因子，基于单一变量法进行仿真以输出符合预定条件的间距值、介电常数以及电压值，以为实际液晶显示面板选择液晶配向力影响因子提供参考依据，有利于液晶显示面板的液晶配向力的控制，且液晶配向力的仿真可以缩短实际液晶显示面板的开发周期且降低研发成本。

附图说明

图1为本申请实施例一所提供的一种液晶配向力仿真方法的流程图；

图2中a为液晶介电常数为3.2、液晶盒厚度为h1且电压值为从0v逐渐增加至15v的预设电压序列条件下液晶显示面板模型输出的第一仿真图像，图2中b为液晶介电常数为2.8、液晶盒厚度为h1且电压值为0v逐渐增加至15v的预设电压序列条件下时液晶显示面板模型输出的第二仿真图像；

图3中a为液晶介电常数为3.2、液晶盒厚度为h1且电压值为从0v逐渐增加至15v的预设电压序列条件下液晶显示面板的示意图，图3中b为液晶介电常数为2.8、液晶盒厚度为h1且电压值为0v逐渐增加至15v的预设电压序列条件下液晶显示面板的示意图；

图4为本申请实施例的液晶配向力仿真系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

请参阅图1，其为本申请实施例一所提供的一种液晶配向力仿真方法的流程图，液晶配向力仿真方法包括如下步骤：

s101:根据待进行仿真的液晶显示面板模型中的薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板之间的间距值、液晶显示面板模型中液晶层的介电常数、薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板施加至液晶层的电压的电压值，控制液晶显示面板模型生成第一防真图像。

具体地，待进行仿真的液晶显示面板模型在薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板施加至液晶层的电压的作用下工作，受薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板之间的间距值以及液晶显示面板模型中液晶层的介电常数的共同作用，液晶层的液晶发生偏转以使液晶显示面板模型输出工作画面。若液晶配向力佳，液晶受电压控制发生正常偏转，第一仿真图像呈现多个白色画面。若液晶配向力差，液晶在电压作用下不发生偏转或发生异常偏转，即液晶不受薄膜晶体管与彩膜基板施加至液晶层的电压的控制，此时，输出的第一仿真图像呈现的白色画面中具有暗纹。

具体地，液晶的介电常数为3.2，液晶盒厚度(薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板之间的间距值)为h1，电压值为从0v逐渐增加至15v的预设电压序列，在该条件下控制液晶显示面板模型生成第一仿真图像。如图2中a所示，其为液晶介电常数为3.2、液晶盒厚度为h1且电压为从0v逐渐增加至15v时的预设电压序列条件下液晶显示面板模型输出的第一仿真图像，虚线框中具有暗纹，第一仿真图像中具有两个暗纹，且可以通过计算以得出两个暗纹的面积。

需要说明的是，本申请发明人基于大量的研究发现，在液晶显示面板的参数中，液晶显示面板的盒厚、液晶的介电常数以及薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板之间的电压值均是影响液晶层中的液晶配向力的关键影响因子。

s102:获取生成第一仿真图像的液晶显示面板模型中的液晶的第一液晶配向力数据。

通过对第一仿真图像进行分析，以获取表征液晶配向力的特征以作为第一液晶配向力数据。例如第一配向力数据包括第一仿真图像中的暗纹的数据以及暗纹的尺寸，第一配向力数据还可以包括暗纹的形状等。

s103:调整间距值、介电常数、电压值中的一者，并根据调整后的间距值、介电常数以及电压值控制液晶显示面板模型生成第二仿真图像。

采用单一变量法进行仿真以研究间距值、介电常数以及电压值对液晶配向力的影响。调整间距值、介电常数以及电压值中的一者且保证待进行仿真的液晶显示面板模型的其他条件不变，并根据调整之后的间距值、介电常数以及电压值控制液晶显示面板模型生成第二仿真图像。如前所述，若调整后的间距值、介电常数以及电压值条件下的液晶配向力佳，则液晶会响应薄膜晶体管阵列基板和彩膜基板之间的电压以发生正常偏转，第二仿真图像呈现白色画面。若调整后的间距值、介电常数以及电压值条件下的液晶配向力差，则液晶会不响应薄膜晶体管阵列基板和彩膜基板之间的电压或发生异常偏转，第二仿真图像具有暗纹。

具体地，调整液晶的介电常数为2.8，保持间距值和电压值不变，并根据调整之后的间距值、介电常数以及电压值以控制液晶显示面板模型输出第二仿真图像。可以理解的是，也可以调整间距值以及电压值。

s104:获取生成第二仿真图像的液晶显示面板模型中的液晶的第二液晶配向力数据。

通过对第二仿真图像进行分析，以获取表征液晶配向力的特征以作为第二液晶配向力数据。例如第二配向力数据包括第二仿真图像中的暗纹的数据以及暗纹的尺寸，第一配向力数据还可以包括暗纹的形状等。

由于薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板之间的间距值、液晶显示面板模型中液晶层的液晶的介电常数、薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板施加至液晶层的电压的电压值中的一者变化，使得液晶层中的液晶所处的环境不同，使得液晶配向力可能不同，也可能相同。

具体地，如图2中b所示，其为液晶介电常数为2.8、液晶盒厚度为h1且电压值为0v逐渐增加至15v的预设电压序列时液晶显示面板模型输出的第二仿真图像。由图2中b可知，调整后的介电常数、电压值以及液晶盒厚度能保证液晶显示面板模型具有良好的液晶配向力，第二仿真图像中暗纹的数目为0。

s105:输出至少包括第一液晶配向力数据、第二液晶配向力数据的液晶配向力数据集合。

s106:从液晶配向力数据集合中选择符合预定条件的液晶配向力数据，且输出符合预定条件的液晶配向力数据对应的间距值、介电常数以及电压值，预定条件为液晶显示面板模型所生成的仿真图像中关于暗纹的参数小于预定参数的条件。

预定参数包括暗纹的数目阈值以及暗纹的尺寸阈值。若第一液晶配向力数据中暗纹的数目大于或等于暗纹的数据阈值，或/和，第一液晶配向数据中暗纹的尺寸数值大于暗纹的尺寸阈值，则第一液晶配向力数据对应的仿真的液晶显示面板模型的液晶配向力较差，形成该第一液晶配向力对应的间距值、介电常数以及电压值不适用于实际液晶显示面板。若第一液晶配向力数据中暗纹的数目小于暗纹的数据阈值，且暗纹的尺寸小于暗纹的尺寸阈值，则第一液晶配向力数据对应的仿真的液晶显示面板模型的液晶配向力佳，输出该第一液晶配向力数据对应的间距值、介电常数以及电压值，以为实际液晶显示面板的制造提供数据参照，避免实际液晶显示面板的研究周期过长。第二液晶配向力数据中暗纹的数目以及暗纹的尺寸与预定条件的液晶配向力数据的比较原则同理，此处不做详述。

需要说明的是，以间距值、电压值以及液晶的介电常数作为液晶配向力影响因子，通过单一变量控制法进行液晶配向力影响因子对液晶显示面板中液晶层的液晶液晶配向力仿真，可以得到大量的关于单一液晶配向力影响因子对应的液晶配向力数据，通过对这些数据进行选择以得出符合预定条件的间距值、电压值以及液晶的介电常数。另外，基于大量的关于单一液晶配向力影响因子对应的液晶配向力数据，可以总结出单一影响因子与液晶配向力数据之间的关系。发明人经过大量的实验发现，在同一膜层体系、同一电压值、同一电路设计以及同一间距值的条件下进行仿真模拟计算时，液晶材料的介电常数降低，液晶显示面板模型对应的暗纹的数目或尺寸逐渐减小，即液晶配向力随液晶材料的介电常数的降低逐渐变好，为实际液晶显示面板的设计提供可靠的理论依据。

在本实施例中，在控制液晶显示面板模型生成第一仿真图像之前，液晶配向力仿真方法还包括如下步骤：

s1011:建立液晶显示面板立体模型。

可以在仿真软件中载入预设格式的液晶显示面板立体模型的文件，以建立液晶显示面板立体模型。也可以在仿真软件中直接建立液晶显示面板立体模型。

液晶显示面板立体模型为垂直配向液晶显示面板模型。液晶显示面板立体模型包括薄膜晶体管阵列基板、彩膜基板、液晶层、第一偏光片以及第二偏光片。薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板相对设置，液晶层设置于薄膜晶体管阵列基板和彩膜基板之间，第一偏光片设置于薄膜晶体管阵列基板远离彩膜基板的一侧，第二偏光片设置于彩膜基板远离薄膜晶体管阵列基板的一侧。其中，薄膜晶体管阵列基板包括玻璃基板、有源层、第一金属层、第二金属层、层间绝缘层、栅极绝缘层、钝化层、像素电极。彩膜基板包括玻璃基板、黑色矩阵以及公共电极。薄膜晶体管阵列基板以及彩膜基板中各膜层的位置设置为常规设置，本申请不作详细的描述。在此步骤中，除了要形成液晶显示面板的各膜层，还需要导入薄膜晶体管阵列基板侧的像素驱动电路设计。

具体地，在lcdexpert等仿真软件中直接绘制液晶显示面板中各膜层，同时在仿真软件中载入薄膜晶体管阵列基板上的像素驱动电路等设计，以获得液晶显示面板立体模型。

s1012:获取液晶显示面板立体模型的参数，得参数化液晶显示面板模型。

液晶显示面板立体模型的参数包括薄膜晶体管阵列基板各膜层的组成以及厚度，彩膜基板中各膜层的组成以及厚度，液晶层的组成以及薄膜晶体管阵列基板和彩膜基板之间的间距值，液晶层的液晶的介电常数等。通过键盘、鼠标等输入设备输入液晶显示面板模型的参数。此步骤中，还需要载入液晶显示面板模型的流平性设置，例如薄膜晶体管阵列基板上设置的过孔的位置、大小以及数目等。

液晶层的液晶可以选自自取向垂直排列混合液晶。自取向垂直排列混合液晶包括多种不同的液晶，包括用于形成配向的配向用液晶，还可以包括用于调整液晶介电常数的液晶。自取向垂直排列混合液晶不需要配向膜等以实现自配向，通过配向用液晶分别与薄膜晶体管阵列基板以及彩膜基板之间的氢键作用力、配向用液晶和自取向垂直排列混合液晶中的其他液晶之间的分子间作用力以实现自配向。液晶层的液晶还可以选自聚合物稳定配向型液晶。液晶为聚合物稳定配向型液晶时，薄膜晶体管阵列基板和彩膜基板上均设置有配向膜层，配向膜层的配向方向相互垂直，配向膜层配向聚合物稳定配向力型液晶属于强锚定力配向。

具体地，在lcdexpert软件中输入薄膜晶体管阵列基板中的各膜层的厚度以及对应材料，输入彩膜基板中各膜层的厚度以及对应的材料，输入液晶层的液晶的选择、液晶的介电常数以及薄膜晶体管阵列基板和彩膜基板之间的间距值。例如，液晶为自取向垂直排列混合液晶，液晶的介电常数为3.2，液晶盒厚度为h1。

s1013:采用网格划分参数化液晶显示面板模型，得待进行仿真的液晶显示面板模型。

具体地，选择合适的网格形状、网格数目、网格疏密等以对参数化液晶显示面板模型进行划分以建立有限元仿真模型，得待进行仿真的液晶显示面板模型。

s1014:获取待施加至待进行仿真的液晶显示面板模型中的液晶层的电压值。

具体地，通过键盘等输入设备输入液晶显示面板模型中的液晶层发生偏转的数据电压值，电压值为从0v逐渐增加至15v的预设电压序列。可以理解的是，在此步骤中，还可以输入液晶显示面板模型进行仿真测试时所需的其他工作电压。

请参阅图3中a和b，其中，图3中a为液晶介电常数为3.2、液晶盒厚度为h1且电压值为从0v逐渐增加至15v的预设电压序列条件下液晶显示面板的示意图，图3中b为液晶介电常数为2.8、液晶盒厚度为h1且电压值为0v逐渐增加至15v的预设电压序列条件下液晶显示面板示意图。图3中a的液晶显示面板的子像素中出现较多暗纹，表明该液晶显示面板中液晶存在配向不佳的问题，部分区域的液晶在电压作用下不偏转或者偏转异常，与进行液晶配向力仿真时的结果几乎相同。图3中b的液晶显示面板的子像素中未出现暗纹，表明该液晶显示面板的液晶配向力佳，与进行液晶配向力仿真时的结构几乎相同。由此可知，液晶配向力仿真有利于实际液晶显示面板的液晶配向力的控制。

实施例二

如图4所示，其为本申请实施例的液晶配向力仿真系统20，液晶配向力仿真系统20包括：

第一控制模块21，用于根据待进行仿真的液晶显示面板模型中的薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板之间的间距值、液晶显示面板模型中液晶层的液晶的介电常数、薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板施加至液晶层的电压的电压值，控制液晶显示面板模型生成第一仿真图像。

第一获取模块22，用于获取生成第一仿真图像的液晶显示面板模型中的第一液晶配向力数据。

调整模块23，用于调整间距值、介电常数、电压值中的一者。

第二控制模块24，用于根据调整后的间距值、介电常数以及电压值，控制液晶显示面板模型生成第二仿真图像。

第二获取模块25，用于获取生成第二仿真图像的液晶显示面板模型中的液晶的第二液晶配向力数据；

输出模块26，用于至少输出第一液晶配向力数据、第二液晶配向力数据的液晶配向力数据集合；

选择输出模块27，用于从液晶配向力数据集合中选择符合预定条件的液晶配向力数据，且输出符合预定条件的液晶配向力数据对应的间距值、介电常数以及电压值，预定条件为液晶显示面板模型所生成的仿真图像中关于暗纹的参数小于预定参数的条件。

在本实施例中，第一液晶配向力数据包括第一仿真图像中的暗纹数目及暗纹尺寸，第二液晶配向力数据包括第二仿真图像中的暗纹数目以及暗纹尺寸。

在本实施例中，液晶层的液晶选自自取向垂直排列混合液晶或聚合物稳定配向液晶。

进一步地，液晶配向力仿真系统还包括：

建模模块，用于建立液晶显示面板立体模型；

参数化模块，用于获取液晶显示面板立体模型的参数以得到参数化液晶显示面板模型；

网格化模块，用于采用网格化划分参数化液晶显示面板模型以得到进行仿真的液晶显示面板模型；

第三获取模块，用于获取待施加至待进行仿真的液晶显示面板模型中的液晶层的电压值。

实施例三

本申请实施例提供一种设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，

处理器执行计算机程序时实现如下步骤：

根据待进行仿真的液晶显示面板模型中的薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板之间的间距、液晶显示面板模型中液晶层的液晶的介电常数、薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板施加至液晶层的电压的电压值，控制液晶显示面板模型生成第一仿真图像；

获取生成第一仿真图像的液晶显示面板模型中的液晶的第一液晶配向力数据；

调整间距值、介电常数、电压值中的一者，并根据调整后的间距值、介电常数以及电压值控制液晶显示面板模型生成第二仿真图像；

获取第二仿真图像的液晶显示面板模型中的液晶的第二液晶配向力数据；

输出至少包括第一液晶配向力数据、第二液晶配向力数据的液晶配向力数据集合；

从液晶配向力数据集合中选择符合预定条件的液晶配向力数据，且输出符合预定条件的液晶配向力数据对应的间距值、介电常数以及电压值，预定条件为液晶显示面板模型所生成的仿真图像中关于暗纹的参数小于预定参数的条件。

在本实施例中，第一液晶配向力数据包括第一仿真图像中的暗纹数目以及暗纹尺寸，第二液晶配向力数据包括第二仿真图像中的暗纹数目以及暗纹尺寸。

在本实施例中，还包括如下步骤：

建立液晶显示面板立体模型；

获取液晶显示面板立体模型的参数，得参数化液晶显示面板模型；

采用网格划分参数化液晶显示面板模型，得待进行仿真的液晶显示面板模型；

获取待施加至待进行仿真的液晶显示面板模型中的液晶层的电压值。

在本实施例中，液晶层的液晶为自取向垂直排列混合液晶或聚合物稳定配向型液晶。

实施例四

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述液晶配向力仿真方法。

本实施例所提供的液晶配向力仿真方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

本申请提供一种液晶配向力仿真方法、系统、设备及存储介质，以薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板之间的间距值、液晶的介电常数以及薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板施加至液晶层的电压值作为液晶配向力影响因子，基于单一变量法进行仿真以输出符合预定条件的间距值、介电常数以及电压值，以为实际液晶显示面板选择液晶配向力影响因子提供参考依据，有利于液晶显示面板的液晶配向力的控制，且液晶配向力的仿真可以缩短实际液晶显示面板的开发周期且降低研发成本。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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申请各实施例的技术方案的范围。