液晶显示模式视角特性的数值模拟

摘要

本论文研究了液晶显示器的光学和动力学特性，基于超扭曲向列相和手性垂直排列两种液晶显示器，通过优化参数提高了液晶显示器件的性能。在液晶连续体弹性形变理论的基础上，提出差分迭代方法求解液晶指向矢的空间分布。为解决液晶显示器中光波传输的模拟计算问题，本文从液晶分层理论出发，对应用于液晶显示器件光学模拟计算中的扩展Jones2×2矩阵方法和由此派生的动态参数空间方法作了详细研究。对液晶体系的动态响应特性作了深入分析，推导出用于液晶体系动态响应定量计算和定性分析的确定形式。 本文在对超扭曲向列相液晶显示器(STN-LCD)的研究过程中，提出双膜补偿结构解决了STN-LCD关态带色的问题。应用扩展Jones2×2矩阵，通过一系列优化步骤，对前后偏振片、补偿膜的光轴方向，以及两层补偿膜的光学延迟六个参量进行了优化，得到了宽视角，低色散，黑白显示的双膜补偿STN-LCD。 为了解决垂直排列液晶显示器色散大和视角窄的问题，以实现透射式和反射式全彩色液晶显示，本论文提出手性垂直排列液晶显示器(ChH-LCD)，并对其进行详细研究。与垂直排列液晶显示器相比，手性垂直排列液晶显示器具有低色散、宽视角的优点。另外，本文对ChH-LCD进行了优化。首先，对ChH-LCD上加正性补偿膜的情况做了分析。然后通过动态参数空间方法，对透射式和反射式ChH-LCD进行优化。本文选取优化参数：液晶层扭曲角φ、起偏器透光轴与液晶层上表面摩擦方向之间的夹角α和液晶层光学延迟值dΔn。优化后的ChH-LCD具有低色散、宽视角、高对比度和快速响应的特性。优化后的反射式ChH-LCD(RChH-LCD)具有低色散、低工作电压、高对比度、快速响应的特性。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

§1-1液晶及液晶显示器简介

1-1-1超扭曲向列相液晶显示

1-1-2手性垂直排列液晶显示

§1-2当前LCD的研究热点问题

1-2-1 LCD的视角问题

1-2-2 LCD的响应速度

1-2-3反射式LCD

§1-3本文的研究内容及意义

第二章液晶显示器模拟计算的基础理论

§2-1引言

§2-2液晶的连续体弹性形变理论

2-2-1指向矢

2-2-2液晶连续体的基本弹性形变

2-2-3向列相液晶静态连续体理论

§2-3差分迭代法求解液晶盒中的指向矢分布

§2-4扩展Jones 2×2矩阵方法

§2-5参数空间法

§2-6液晶体系的动态响应

第三章双膜补偿超扭曲向列相液晶显示的优化

§3-1超扭曲向列相液晶显示

§3-2双膜补偿STN的优化过程

第四章手性垂直排列液晶显示器的显示特性

§4-1引言

§4-2ChH-LCD的视角特性

4-2-1 ChH-LCD的指向矢分布

4-2-2 ChH-LCD的电光特性

4-2-3 ChH-LCD的视角特性

§4-3ChH-LCD的优化

4-3-1模拟计算所用参数

4-3-2 ChH-LCD的优化过程

4-3-3优化后ChH-LCD显示特性的模拟计算

§4-4常黑RChH-LCD的优化

4-4-1常黑RChH-LCD的优化过程

4-4-2优化后的RChH-LCD显示特性的模拟计算

第五章结论

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果