超高对比度的液晶显示屏的制作方法

1.本发明涉及液晶显示器技术领域，特别涉及一种超高对比度的液晶显示屏。


背景技术：

2.液晶显示器的对比度是亮度的比值，对比度是最黑与最白亮度单位的相除值；因此白色越亮、黑色越暗，对比度就越高。对比度是液晶显示器的一个重要参数，在合理的亮度值下，对比度越高，其所能显示的色彩层次越丰富。
3.不同的应用领域对显示屏的对比度要求不同。普通显示器对比度为300:1～400:1，医疗设备lcd对比度比一般显示器高，医疗设备lcd的对比度为600:1～1000:1，用于医疗设备的显示屏对于彩显要求不多，主要是表达灰阶影像黑白之间的度。液晶显示屏的对比度直接影响到图像中灰的层次和色彩层次表现，对比度的提升会使画面层次感更强，明暗区明显，也就是说使用者可以更容易的看清场景灰暗条件下的画面。
4.有些场合(例如某些高端实验室)需要lcd显示屏的对比度更高，因此，有必要提供一种超高对比度的lcd显示屏。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超高对比度的液晶显示屏，包括va面板和偏振片；
6.va面板中的玻璃基板采用可溶性聚酰亚胺作为摩擦纤维在摩擦设备中进行摩擦加工，使得va液晶的分子均匀垂直排列；
7.偏振片与va面板相对侧设置增透膜，且偏振片外表面设置反光层。
8.可选的，还配置有供电电路，供电电路包括滤波电路、桥式整流电路、软启动电路、pwm控制模块、变压器、开关电路、整流滤波电路、反馈电路、保护电路和稳压电路；
9.市电由滤波电路引入，滤波电路的输出端与桥式整流电路的输入端连接，桥式整流电路输出端分别与软启动电路和变压器的输入端连接，软启动电路的输出端与pwm控制模块连接，变压器的输出端分别与开关电路和整流滤波电路连接，反馈电路的输入端与整流滤波电路连接，反馈电路的输出端与pwm控制模块连接，保护电路分别与整流滤波电路和pwm控制模块连接，整流滤波电路的输出端与稳压电路的输出端连接，稳压电路与pwm控制模块连接，稳压电路的输出端提供dc12v和dc5v供电。
10.可选的，稳压电路的电路连接如下：
11.电容c1的正极分别与pwm控制模块和光耦合器t1的引脚1连接，电容c1的负极和光耦合器t1的引脚2接地，光耦合器t1的引脚3和引脚4并联有电阻r1，光耦合器t1的引脚4还分别与精密稳压器u1的输入引脚1和电容c2的正极连接，电容c2的负极与跳线电阻r0的一端连接，跳线电阻r0的另一端分别与精密稳压器u1的输出引脚3、电容c3的正极、电阻r2的一端和电阻r4的一端连接，电阻r2的另一端分别与二极管d1的阳极和二极管d2的阳极连接，电阻r4的另一端分别与电阻r3的一端、电阻r5的一端和电阻r6的一端连接，精密稳压器
u1的引脚2、电容c3的负极和电阻r6的另一端接地，电阻r3的另一端与二极管d1的阴极连接并作为dc12v的输出端；电阻r5的另一端与二极管d2的阴极连接并作为dc5v的输出端。
12.可选的，滤波电路包括电容c4、电容c5、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电容c6、电感l1、电容c7和电感l2；
13.电容c4的负极与电容c5的负极连接并接地，电容c4的正极连接电阻r7的一端作为市电火线引入端，电容c5的正极分别与电阻r9的一端、电容c6的负极和电感l1的输入引脚2连接并作为市电零线引入端；电阻r7的另一端分别与电阻r8的一端和电阻r9的另一端连接，电阻r8的另一端分别与电容c6的正极和电感l1的输入引脚1连接；电感l1的输出引脚3分别与电容c7的正极和电感l2的输入引脚1连接，电感l1的输出引脚4分别与电容c7的负极和电感l2的输入引脚2连接，电感l2的输出引脚3和输出引脚4连接桥式整流电路输入端。
14.可选的，可溶性聚酰亚胺采用以下方式制作：
15.采用保护气体隔离氧气情况下，将30ml的4
’‑
亚甲基二苯胺、30ml的4-氧双邻苯二甲酸酐和20ml的邻二氯苯混合，搅拌溶解后加入5滴异喹啉，加热至80℃保持1小时，再升温至180℃保持2小时；
16.继续在保护气体隔离氧气情况下，冷却至20℃，加入4-十二烷氧基联苯酚-3和5-二氨基苯甲酸酯各5ml，加热至80℃保持1小时，再升温至180℃保持24小时；
17.在高速搅拌下倒入200ml的乙醇中，然后进行抽滤，再在80℃下真空干燥24h，即得到可溶性聚酰亚胺。
18.可选的，偏振片以中心为坐标原点在偏振片平面构建的平面坐标系，四个象限分别以厚度尺寸的5倍为边长的多个正方形区域划分形成正方形阵列；
19.第一象限的每个正方形区域沿45度对角线方向设置长为厚度尺寸的4.5倍且宽为厚度尺寸相同的长方形孔，且长方形孔的中心与正方形区域重合；
20.第二象限与第一象限以及第四象限与第一象限呈轴线对称；
21.第三象限与第一象限相对坐标原点呈原点对称。
22.可选的，还配置有显示控制模块，显示控制模块用于获取影像文件，根据即将显示的图像帧的背景图像元素生成背景图像帧，并在即将显示的图像帧后面插入背景图像帧。
23.可选的，显示控制模块包括：
24.文件获取子模块，用于提前获取需要播放的影像文件；
25.分析提取子模块，用于对影像文件的每个图像帧进行分析，识别动态图像元素与静态图像元素，提取静态图像元素作为背景图像元素；
26.背景图像生成子模块，用于计算每帧的背景图像元素的平均像素数据，采用背景图像元素的平均像素数据填充整个图像帧形成背景图像帧；
27.插帧子模块，用于将背景图像帧插入对应的影像文件图像帧后面形成新的播放影像文件。
28.可选的，显示控制模块配置有初始化模块，初始化模块用于在成品检测时对显示控制模块进行初始化调试，采用预存的调试影像文件通过显示控制模块控制播放，并采集播放截屏画面，通过与调试影像文件对比识别是否存在拖影，若仍然存在拖影则增加图像帧后面插入的背景图像帧数量，直至消除拖影，记录消除拖影状态下的图像帧后面插入的背景图像帧数量，作为显示控制模块插入背景图像帧的控制参数。
29.可选的，还配置有温度控制模块和散热风扇，温度控制模块和散热风扇电连接，温度控制模块连接有温度传感器，温度传感器胜测量液晶显示屏的内部温度，温度控制模块根据测量的内部温度控制散热风扇的运行。
30.本发明的超高对比度的液晶显示屏，va面板采用了va液晶，va液晶(vertical alignment liquid crystal)即垂直排列液晶；初期状态液晶分子垂直排列，背光几乎无法透过，使得黑色更暗，因此能实现大对比度；通过在偏振片内表面设置增透膜提高偏振片的透光率，偏振器的透射率越高，则对比度越好；通过在偏振片外表面设置反光层反射环境光，降低环境光的干扰，从而提高对比度；采用本方案制作的液晶显示屏的对比度超过3000:1。
31.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
32.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。
附图说明
33.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
34.图1为本发明实施例中一种超高对比度的液晶显示屏的结构示意图；
35.图2为本发明的超高对比度的液晶显示屏实施例采用的供电电路示意图；
36.图3为本发明的超高对比度的液晶显示屏实施例的供电电路采用的稳压电路连接示意图；
37.图4为本发明的超高对比度的液晶显示屏实施例的供电电路采用的滤波电路连接示意图。
具体实施方式
38.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
39.如图1所示，本发明实施例提供了一种超高对比度的液晶显示屏，包括va面板1和偏振片2；
40.va面板1中的玻璃基板采用可溶性聚酰亚胺作为摩擦纤维在摩擦设备中进行摩擦加工，使得va液晶的分子均匀垂直排列；
41.偏振片2与va面板1相对侧设置增透膜3，且偏振片2外表面设置反光层4。
42.上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案的va面板包括两块玻璃基板，两块玻璃基板分别为第一玻璃基板11和第二玻璃基板12，两块玻璃基板之间设置有va液晶13、侧封件14、封装接点15和挡光层16，挡光层16位于第二玻璃基板12面对va液晶13(即背离偏振片2侧)，侧封件14用于防止漏光，挡光层16采用黑矩阵用于遮挡不需透光的tft；va面板采用了va液晶，va液晶(vertical alignment liquid crystal)即垂直排列液晶；初期状态液晶分子垂直排列，背光几乎无法透过，使得黑色更暗，因此能实现大对比度；通过在偏振片内表面设置增透膜提高偏振片的透光率，偏振器的透射率越高，则对比度越好；通过
在偏振片外表面设置反光层反射环境光，降低环境光的干扰，从而提高对比度；采用本方案制作的液晶显示屏的对比度超过3000:1；摩擦设备将基板真空吸附在转台上，一边转动滚筒，一边使转台或滚筒左右(或前后)移动进行摩擦。
43.在一个实施例中，如图2所示，还配置有供电电路，供电电路包括滤波电路、桥式整流电路、软启动电路、pwm控制模块、变压器、开关电路、整流滤波电路、反馈电路、保护电路和稳压电路；
44.市电由滤波电路引入，滤波电路的输出端与桥式整流电路的输入端连接，桥式整流电路输出端分别与软启动电路和变压器的输入端连接，软启动电路的输出端与pwm控制模块连接，变压器的输出端分别与开关电路和整流滤波电路连接，反馈电路的输入端与整流滤波电路连接，反馈电路的输出端与pwm控制模块连接，保护电路分别与整流滤波电路和pwm控制模块连接，整流滤波电路的输出端与稳压电路的输出端连接，稳压电路与pwm控制模块连接，稳压电路的输出端提供dc12v和dc5v供电。
45.上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过设置的供电电路，消除干扰，降低市电波动的不利影响，为液晶显示屏提供稳定的直流电源，由于液晶分子倒伏程度与电压大小存在关联，控制直流电源的电压稳定性，可以防止电压变化造成液晶分子倒伏发生透光影响黑色的暗度，通过供电控制还可以实现颜色和亮度的调节；设置保护电路可以检测输出电路的输出电压，当变压器输出电压异常升高时，通过pwm控制模块关断脉冲输出，到达保护电路的目的。
46.在一个实施例中，如图3所示，稳压电路包括电容c1、光耦合器t1、精密稳压器u1、电容c2、跳线电阻r0、电容c3、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、二极管d1和二极管d2；
47.电容c1的正极分别与pwm控制模块和光耦合器t1的引脚1连接，电容c1的负极和光耦合器t1的引脚2接地，光耦合器t1的引脚3和引脚4并联有电阻r1，光耦合器t1的引脚4还分别与精密稳压器u1的输入引脚1和电容c2的正极连接，电容c2的负极与跳线电阻r0的一端连接，跳线电阻r0的另一端分别与精密稳压器u1的输出引脚3、电容c3的正极、电阻r2的一端和电阻r4的一端连接，电阻r2的另一端分别与二极管d1的阳极和二极管d2的阳极连接，电阻r4的另一端分别与电阻r3的一端、电阻r5的一端和电阻r6的一端连接，精密稳压器u1的引脚2、电容c3的负极和电阻r6的另一端接地，电阻r3的另一端与二极管d1的阴极连接并作为dc12v的输出端；电阻r5的另一端与二极管d2的阴极连接并作为dc5v的输出端。
48.上述技术方案的工作原理和有益效果为：一般来说，220v交流市电由于发电端输送或者负载变化，会造成一定范围内的电压变化；若不进行调整，随着市电的电压降低，供电电路的输出的电压也会随之降低；本方案通过设置稳压电路，通过光耦合器t1进行电压取样，当发现输出电压随市电的电压降低时，光耦合器t1电流减小，光耦合器内部的光敏三极管的内阻会变大，使得光敏三极管端的导通程度减弱，pwm控制模块的电压会上升，上升后的电压加到pwm控制模块内部误差放大器的反相输入端，控制输出脉冲的占空比，从而使得输出电压升高；反之亦然，因此可以达到稳压的目的。
49.在一个实施例中，pwm控制模块还获取滤波电路输出的实时电压，并采用以下算法计算供电电压的补偿系数：
[0050][0051]
上式中，δ表示供电电压的补偿系数；τ表示pwm控制模块的调制系数；u0表示标准交流电源电压；u1表示滤波电路输出的实时电压；
[0052]
pwm控制模块采用补偿系数调整输出脉冲的占空比，对稳压电路输出的电压进行补偿调节。
[0053]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过获取滤波电路输出的实时电压，采用上述算法计算补偿系数，根据补偿系数调整输出脉冲的占空比，从而对稳压电路输出的电压进行补偿调节；采用本方案，能够根据引入市电(交流电)的变化情况，通过量化计算，更精确地控制稳压电路输出的电压，从而防止电压变化造成液晶分子倒伏发生透光影响黑色的暗度。
[0054]
在一个实施例中，如图4所示，滤波电路包括电容c4、电容c5、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电容c6、电感l1、电容c7和电感l2；
[0055]
电容c4的负极与电容c5的负极连接并接地，电容c4的正极连接电阻r7的一端作为市电火线引入端，电容c5的正极分别与电阻r9的一端、电容c6的负极和电感l1的输入引脚2连接并作为市电零线引入端；电阻r7的另一端分别与电阻r8的一端和电阻r9的另一端连接，电阻r8的另一端分别与电容c6的正极和电感l1的输入引脚1连接；电感l1的输出引脚3分别与电容c7的正极和电感l2的输入引脚1连接，电感l1的输出引脚4分别与电容c7的负极和电感l2的输入引脚2连接，电感l2的输出引脚3和输出引脚4连接桥式整流电路输入端。
[0056]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过设置滤波电路对市电先进行交流滤波，可以滤除由交流输入线引入的噪声，降低电源内部产生的反馈噪声；一般地，在市电输入的电源线与地线之间会产生共态噪声；而交流电源的火线和零序线之间会产生正态噪声；电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电感l1和电感l2形成emi滤波器，电感l1和电感l2可以滤除低频的共态噪声，电容c6和电容c7可以滤除高频的共态噪声以及正态噪声。
[0057]
在一个实施例中，可溶性聚酰亚胺采用以下方式制作：
[0058]
采用保护气体隔离氧气情况下，将30ml的4
’‑
亚甲基二苯胺、30ml的4-氧双邻苯二甲酸酐和20ml的邻二氯苯混合，搅拌溶解后加入5滴异喹啉，加热至80℃保持1小时，再升温至180℃保持2小时；
[0059]
继续在保护气体隔离氧气情况下，冷却至20℃，加入4-十二烷氧基联苯酚-3和5-二氨基苯甲酸酯各5ml，加热至80℃保持1小时，再升温至180℃保持24小时；
[0060]
在高速搅拌下倒入200ml的乙醇中，然后进行抽滤，再在80℃下真空干燥24h，即得到可溶性聚酰亚胺。
[0061]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案制作的可溶性聚酰亚胺用于va面板的玻璃基板摩擦，摩擦后可以保持va液晶的分子垂直状态；现有摩擦材料摩擦后液晶分子预倾角为87
°‑
89
°
之间，而采用本方案制作的可溶性聚酰亚胺摩擦后液晶分子预倾角为90
°
，即完全保持了垂直状态，从而让背光几乎无法透过，使得黑色更暗，实现大对比度。
[0062]
在一个实施例中，偏振片以中心为坐标原点在偏振片平面构建的平面坐标系，四
个象限分别以厚度尺寸的5倍为边长的多个正方形区域划分形成正方形阵列；
[0063]
第一象限的每个正方形区域沿45度对角线方向设置长为厚度尺寸的4.5倍且宽为厚度尺寸相同的长方形孔，且长方形孔的中心与正方形区域重合；
[0064]
第二象限与第一象限以及第四象限与第一象限呈轴线对称；
[0065]
第三象限与第一象限相对坐标原点呈原点对称。
[0066]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过设置上述微结构的偏振片，利用矩形孔的波导形成光波的共振行为，增强长矩形小孔的透射性；由于单个亚波长矩形孔在局域波导模式附近存在各向异性非常强的透射行为，使得采用上述微结构的偏振片的透射效率比现有偏振片强；偏光片的偏振效率越高，液晶显示屏的对比度越好，采用这种透射性强的偏振片，可以提高液晶显示屏的正性的对比度。
[0067]
在一个实施例中，还配置有显示控制模块，显示控制模块用于获取影像文件，根据即将显示的图像帧的背景图像元素生成背景图像帧，并在即将显示的图像帧后面插入背景图像帧。
[0068]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过设置显示控制模块，用于对需要播放的影像文件进行处理，在各个图像帧后面插入其背景图像元素生成背景图像帧，即可消除拖影，而且不会降低亮度。
[0069]
在一个实施例中，显示控制模块包括：
[0070]
文件获取子模块，用于提前获取需要播放的影像文件；
[0071]
分析提取子模块，用于对影像文件的每个图像帧进行分析，识别动态图像元素与静态图像元素，提取静态图像元素作为背景图像元素；
[0072]
背景图像生成子模块，用于计算每帧的背景图像元素的平均像素数据，采用背景图像元素的平均像素数据填充整个图像帧形成背景图像帧；
[0073]
插帧子模块，用于将背景图像帧插入对应的影像文件图像帧后面形成新的播放影像文件。
[0074]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案对于用于消除拖影的背景图像帧，通过分析影像文件识别动态图像元素与静态图像元素，静态图像即为背景图像，用静态图像元素作为背景图像帧中的图像元素，即可得到用于插入图像帧后面背景图像帧。
[0075]
在一个实施例中，背景图像生成子模块采用以下公式计算每帧的背景图像元素的平均像素数据：
[0076][0077]
上式中，表示第k帧背景图像的背景图像元素的平均像素数据；w
kij
表示第k帧背景图像中像素坐标为(i,j)的像素点的背景图像元素的像素数据；
[0078]
像素数据至少包括像素值和rgb值中的一项，若包括多项，则针对像素数据的不同项分别采用代入上述公式进行计算。
[0079]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过对每帧的背景图像根据选定的像素数据采用上述公式计算平均像素数据，可以将保障插入的背景图像帧包含有对应帧
的背景图像元素，在从而在消除拖影的基础上，最大限度地保持图像显示的亮度，提高显示屏的画面显示品质，保障品质的一致，增强使用者的良好体验。
[0080]
在一个实施例中，显示控制模块配置有初始化模块，初始化模块用于在成品检测时对显示控制模块进行初始化调试，采用预存的调试影像文件通过显示控制模块控制播放，并采集播放截屏画面，通过与调试影像文件对比识别是否存在拖影，若仍然存在拖影则增加图像帧后面插入的背景图像帧数量，直至消除拖影，记录消除拖影状态下的图像帧后面插入的背景图像帧数量，作为显示控制模块插入背景图像帧的控制参数。
[0081]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过设置初始化模块，在出厂前的成品检测过程中，以预存的调试影像文件测试显示控制模块采用默认的插帧数量(比如每个图像帧后面插入一个背景图像帧)控制插入背景图像帧时消除拖影的效果，若效果不理想则增加插帧数；采用本方案可以避免由于制作工艺造成拖影情况存在差异，避免这种差异造成拖影消除不完全的情况。
[0082]
在一个实施例中，还配置有温度控制模块和散热风扇，温度控制模块和散热风扇电连接，温度控制模块连接有温度传感器，温度传感器胜测量液晶显示屏的内部温度，温度控制模块根据测量的内部温度控制散热风扇的运行。
[0083]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过设置温度控制模块和散热风扇，温度控制模块采用温度传感器测量液晶显示屏的内部温度，并根据内部温度控制散热风扇；采用本方案的液晶显示屏，可以保障液晶显示屏的工作温度不超范围，提高内部各电子器件的使用寿命。
[0084]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。