反射式蓝相液晶显示器件的研究

摘要

液晶显示器由于其轻便、高画质以及易于大型化等优点，在当前的显示领域占有主导地位。响应时间是目前阻碍液晶显示技术发展的主要瓶颈，相比于向列相液晶，蓝相液晶具有亚毫秒的快速响应速度，同时无需取向层等优势，成为当前液晶显示领域研究的热点之一，但驱动电压过高和迟滞效应等问题依旧是制约蓝相液晶显示器件发展的主要因素。因此，本文采用反射式器件结构，利用其双倍光程差的优势，实现低电压、高反射率的快速响应反射式蓝相液晶显示器件。
　　通过模拟仿真，对比了透射式与反射式蓝相液晶显示器件的电光特性，由于双倍光程的原因，反射式器件达到峰值反射率的电压为28.5V，相比于透射式器件降低了43％。增大器件的电极高度可以进一步降低其工作电压，电极高度为3μm的反射式蓝相液晶显示器件工作电压可以降低至7.2V，相比于传统IPS结构反射式蓝相液晶显示器件降低了约75％。采用更尖锐的凸起电极可以增大器件的反射率，电极高度为3μm的反椭圆状电极结构反射式蓝相液晶显示器件的最大反射率比传统IPS结构反射式蓝相液晶显示器件提高了44％。
　　在此基础上，通过设计电极结构以改进器件特性。研究了凹形电极结构与双边电极结构反射式蓝相液晶显示器件的电光特性。仿真结果显示，采用凹形电极结构，能够改善器件的反射率，采用双边电极结构可以降低器件的工作电压。因此，将凹形电极结构与双边电极结构相结合，提出了双边凹形电极结构反射式蓝相液晶显示器件，该器件在工作电压为20V时达到最大反射率，相比于传统IPS结构反射式蓝相液晶显示器件，该器件反射率提高了25％，工作电压降低了30％，为应用于硅基反射式器件奠定基础。
　　实验制备了不同手性剂含量的聚合物稳定蓝相液晶，研究了手性剂对于聚合物稳定蓝相液晶的影响，随着手性剂含量的增大，蓝相液晶的布拉格反射峰蓝移，从各向同性态到蓝相态的相变温度增大。实验制备了普通IPS电极结构的透射式与反射式蓝相液晶显示器件，测试了其电光特性，反射式器件达到峰值反射率的电压为65V，相比于透射式器件的90V电压降低了28％，并与拟合结果对比，验证了反射式结构的双倍光程差对于器件工作电压的改善作用;同时，对制备的反射式蓝相液晶显示器件进行了响应时间测试，上升时间为0.6ms，下降时间为1.8ms，响应速度可满足液晶场序驱动要求。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 液晶显示技术的发展历程

1．2 蓝相液晶

1．2．1 蓝相液晶的结构

1．2．2 蓝相液晶的发展与应用

1．2．3 蓝相液晶的优缺点以及改进方法

1．3 论文的主要工作与安排

第二章 蓝相液晶显示器件工作原理

2．1 蓝相液晶的科尔效应

2．2 蓝相液晶显示器件常见工作模式

2．2．1 IPS结构蓝相液晶显示器件

2．2．2 VFS结构蓝相液晶显示器件

2．3 反射式蓝相液晶显示器件的工作原理

2．4 本章小结

第三章 电极结构参数对反射式蓝相液晶显示器件电光特性的影响

3．1 反射式与透射式蓝相液晶显示器件电光特性的对比

3．2 电极宽度与电极间距的影响

3．3 电极高度的影响

3．4 电极形状的影响

3．5 本章小结

第四章 反射式蓝相液晶显示器件新型电极结构的设计与优化

4．1 凹形电极结构反射式蓝相液晶显示器件

4．1．1 凹形电极反射式蓝相液晶显示器的结构

4．1．2 凹形电极结构反射式蓝相液晶显示器的电光特性

4．1．3 凸起凹形电极反射式蓝相液晶显示器的电光特性

4．2 双边电极蓝相液晶反射式蓝相液晶显示器件

4．2．1 双边电极反射式蓝相液晶显示器件的结构

4．2．2 双边电极结构反射式蓝相液晶显示器件的电光特性

4．3 双边凹形电极结构反射式蓝相液晶显示器件电光特性的优化

4．3．1 双边凹形电极结构反射式蓝相液晶显示器件的结构设计

4．3．2 双边凹形电极反射式蓝相液晶显示器件的电光特性

4．3．3 双边凹形电极结构反射式蓝相液晶显示器件电极参数的优化

4．4 本章小结

第五章 反射式蓝相液晶显示器件的制备与测试

5．2 手性剂对聚合物稳定蓝相液晶的影响

5．2 手性剂对聚合物稳定蓝相液晶的影响

5．3 反射式蓝相液晶显示器件的制备

5．4 反射式蓝相液晶显示器件的电光特性及响应时间测试

5．4．1 蓝相液晶显示器件电光特性测试光路搭建

5．4．2 反射式与透射式蓝相液晶显示器件电光特性对比

5．4．3 反射式蓝相液晶显示器件响应时间测试

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

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