收藏本站
《西南交通大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

铁电液晶功能器件电路模型的应用研究

王梦遥  
【摘要】: 铁电液晶(Ferroelectric Liquid Crystal:FLC)具有高响应速度、高对比度、高分辨率和大容量信息显示等特点,在显示、光互联和光信息处理等领域均具备良好的应用前景。因此,关于FLC器件各种光电效应的预测和优化,以及对其驱动电路和电压波形设计的研究具有重要的理论意义和应用价值。 区别于通常采用的数值模型方法,本文提出采用等效电路模型方法预测和优化FLC的各种非线性光电效应。依据其物理模型,建立了FLC的等效电路模型。该模型体现了极化反转电流、铁电扭矩与介电扭矩间的竞争以及定向层的表面锚定作用等物理机制,能够有效地对FLC的电光开关效应、记忆特性、介电各向异性下的光电效应等进行模拟。随后通过对模型的拓展,提出了体现阻抗匹配效应的FLC等效电路模型,并将其应用于目前受广泛关注的V字型光电效应的研究中。最后进一步拓展等效电路模型,根据光寻址空间光调制器(Optically Addressed Spatial LightModulator:OASLM)的一种典型结构建立了FLC-OASLM的等效电路模型。利用文中提出的等效电路模型,针对JOERS-ALVEY寻址方式中的τ-V_(min)模式与交流稳态技术、优化迟滞反转频率和FLC-OASLM的灰度响应特性等,对系统的驱动电路和驱动电压波形进行了设计。 本文的主要研究内容是:①针对FLC的基本光电效应,模拟分析了记忆特性、典型参数对响应速度的调制作用以及介电各向异性下的光电效应等,并就JOERS-ALVEY寻址方式的τ-V_(min)模式及交流稳态技术设计了驱动电压波形。②针对FLC的V字型光电效应,就V字型效应是否伴随着输出光强电光迟滞方向的反转且仅能在某一特定频率(记为迟滞反转频率)下观察到,输出光强作为液晶层压降的函数时是否始终存在电光迟滞现象,以及典型参数对迟滞反转频率的调制作用给出了模拟结果和分析,并以优化迟滞反转频率为目的设计了驱动电路。③针对FLC-OASLM的光电效应,给出了控制信号对响应速度的调制作用、擦除光的功能以及灰度响应特性等的模拟结果和分析,并以优化灰度响应特性为目的设计了驱动电压波形。 研究结果表明:①FLC具有良好的记忆特性;响应速度随转动粘滞系数、接触面积和液晶层厚度的提高而减慢,但随自发极化强度的提高而加快;在正、负性介电各向异性情况下,响应都将随着电压幅度的增加而截止;采用设计的驱动电压波形,实现了τ-V_(min)模式的操作及交流稳态技术提高输出光对比度和完成开关响应状态的功能。 ②V字型光电效应伴随着输出光强电光迟滞方向的反转且仅能在迟滞反转频率下观察到;输出光强作为液晶层压降的函数时始终存在电光迟滞现象;迟滞反转频率与液晶层电导的平方根呈准线性关系,随三角波驱动电压峰值的增加而提高,随自发极化强度的变化存在最大值,且在人字纹层结构下迟滞反转频率随液晶层电导、三角波峰值和自发极化强度的变化趋势与在书架式层结构下相同,但频率值更高;采用针对优化迟滞反转频率设计的驱动电路后该频率值较未接入驱动电路时提高了三个量级。 ③FLC-OASLM的响应速度随写入光强度和驱动电压幅度的增加而提高,随擦除光强度和电压频率的增加而减慢;擦除光具有擦除旧信息、抑制非期望输出光强和调节响应速度的功能;在本文参数条件下,采用与V_(IN)<0同步的控制光作为写入光可以得到较好的灰度响应特性,反之则显示良好的开关效应,且灰度响应特性对电压频率十分敏感;采用针对优化灰度响应特性设计的驱动电压波形,得到了超过十级的灰度输出。 综上所述,论文提出的等效电路模型不仅能够有效地预测和分析FLC器件的各种光电效应,而且能够有效地对驱动电路和驱动电压波形进行优化设计,对FLC光电器件及系统的模拟研究有着重要的参考价值。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN384

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王江涛;陈向宁;;铁电液晶光寻址空间光调制器性能分析[J];应用光学;2012年01期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘炜,张晓霞,罗斌,陈建国;铁电液晶光电响应特性的电路级模拟[J];电子学报;2002年05期
2 王梦遥;潘炜;罗斌;张伟利;邹喜华;;铁电液晶显示的交流稳态技术与等效电路模型改进[J];电子学报;2007年10期
3 徐克璹,张彦东,邢中菁,吕瑞波,张舒雁;矩阵寻址铁电液晶显示器[J];光电子·激光;2001年05期
4 潘炜,张晓霞,罗斌,陈建国;铁电液晶显示器记忆特性的Pspice可视化分析[J];光电子·激光;2002年06期
5 李诺晗,潘炜,罗斌;VCSOA典型参数特性的电路级分析[J];固体电子学研究与进展;2004年02期
6 王梦遥;潘炜;罗斌;邹喜华;张伟利;;铁电液晶基空间光调制器的灰度响应特性[J];光学精密工程;2007年04期
7 张舒雁,徐克璹,吕瑞波;表面稳定铁电液晶器件灰度特性的测量研究[J];光学学报;2001年05期
8 肖胜安,周学武,吕瑞波,徐克,王寿;表面稳定模式铁电液晶分子定向和电光特性研究[J];光学学报;1997年04期
9 乌日娜;李静;张然;邹忠飞;宣丽;;连续灰度铁电液晶器件制备[J];光子学报;2006年11期
10 李静;乌日娜;邹忠飞;张然;鲁兴海;宣丽;;135°扭曲连续灰度铁电液晶器件的制备[J];光子学报;2007年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李建军;网络稳定铁电液晶中“V”字型电光特性的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
2 乌日娜;铁电液晶的排列特性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杭德余,裘灵光,叶昆元,章于川,黄梅;我国显示用液晶材料的研究进展[J];安徽化工;2001年04期
2 乌日娜;岱钦;姚丽双;彭增辉;宣丽;;电场对N~*-Sc~*相变序铁电液晶器件层排列的影响[J];半导体光电;2008年06期
3 葛长军,杨开愚,杨家德;表面稳定化型铁电液晶显示器件[J];半导体光电;1998年03期
4 朱思奇;;铁电液晶光电特性的电路级分析(英文)[J];半导体学报;2007年10期
5 周宏,谌玉红,张小鹰,陈晓;新型军用头盔微晶显示器[J];兵工学报;2004年01期
6 钱祥忠;温度补偿型电调谐液晶光学滤波器的设计[J];传感技术学报;2005年03期
7 陶涛;刘瑞友;李庆青;王智勇;偰正才;;基于FPGA的液晶显示控制器设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2007年04期
8 李涛;游胤涛;陆申龙;马世红;;扭转丝状液晶电光效应及电场响应的研究[J];大学物理;2007年12期
9 谢斌;李文元;张金成;;热释电成像系统CPLD时基控制电路设计[J];电子测量技术;2005年01期
10 侯志娟,陈潮枢;基于CS64SLD01液晶显示模块的开发与应用[J];电子产品世界;2004年22期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 金翊;三值光计算机原理和结构[D];西北工业大学;2002年
2 钱祥忠;高像质非晶硅薄膜晶体管液晶显示器的研究[D];电子科技大学;2003年
3 路军;聚芳香胺/蒙脱土纳米复合材料电流变液的制备及性能研究[D];西北工业大学;2003年
4 雷鑑铭;基于OpenLDI标准CMOS LCD控制器设计与验证[D];华中科技大学;2004年
5 孙贵祥;新型侧向氟取代负介电各向异性液晶的合成与性质研究[D];清华大学;2004年
6 乌日娜;铁电液晶的排列特性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
7 戴海涛;LCoS相位空间光调制器的特性及其应用研究[D];复旦大学;2005年
8 詹总谦;基于纯平液晶显示器的相机标定方法与应用研究[D];武汉大学;2006年
9 付先成;低功耗高性能图形控制芯片的设计与验证[D];华中科技大学;2006年
10 王淑仙;基于单片DMD的裸眼立体显示系统研究[D];华东师范大学;2008年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 杨忠,陈正国,张秉华;铁电液晶光寻址空间光调制器特性测试与分析[J];光电工程;1994年01期
2 刘伯晗;张健;吴丽莹;;液晶空间光调制器的纯相位调制特性研究[J];光学精密工程;2006年02期
3 王梦遥,潘炜,罗斌,邹喜华,张伟利,熊悦;铁电液晶光寻址空间光调制器响应速度的宏模型研究[J];光学技术;2005年01期
4 陈隽;蔡金燕;李刚;;基于Pspice的测试性验证与评估系统的设计[J];信息技术;2011年02期
5 赵雯;郭红霞;何宝平;张凤祁;罗尹虹;姚志斌;;运算放大器总剂量效应的PSPICE模拟计算[J];核电子学与探测技术;2010年10期
6 王吉龙;红外GaAs液晶光阀一维等效电路模型分析[J];红外与激光工程;2003年06期
7 丁国臣;姜玉红;邵红;;电力电子开关器件仿真模型的处理[J];科技创新导报;2011年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 葛长军,杨开愚,杨家德;表面稳定化型铁电液晶显示器件[J];半导体光电;1998年03期
2 陈维友,汪爱军,张冶金,刘彩霞,刘式墉;行波半导体激光放大器电路模型[J];半导体学报;2001年03期
3 钱祥忠;;向列相液晶缺陷光子晶体可调谐滤波器的研究[J];传感技术学报;2006年01期
4 潘炜,张晓霞,罗斌,陈建国;铁电液晶光电响应特性的电路级模拟[J];电子学报;2002年05期
5 木兰;铁电液晶光阀的研制[J];光电子技术;1997年03期
6 徐克璹,张彦东,邢中菁,吕瑞波,张舒雁;矩阵寻址铁电液晶显示器[J];光电子·激光;2001年05期
7 潘炜,张晓霞,罗斌,陈建国;铁电液晶显示器记忆特性的Pspice可视化分析[J];光电子·激光;2002年06期
8 沈浩,周学武,冯大增,肖胜安,徐克涛;表面稳定模式铁电液晶的电光特性测试[J];高技术通讯;1994年03期
9 王梦遥,潘炜,罗斌;铁电液晶空间光调制器响应特性的研究[J];功能材料与器件学报;2004年04期
10 高建军,高葆新,梁春广;一个简单的量子阱激光器等效电路模型[J];固体电子学研究与进展;1999年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 逯科;王光明;王新宽;;单平面双螺旋谐振单元等效电路改进[J];微波学报;2011年03期
2 李学林;赵鹏超;宗志园;;加载集总电容频率选择表面等效电路建模[J];南京理工大学学报;2011年04期
3 章刚华;陈颖;;超声骨科换能器等效电路模型研究[J];压电与声光;2011年04期
4 谭科民;柴广跃;黄长统;段子刚;;半导体激光器高速同轴封装设计[J];半导体技术;2011年07期
5 王梦遥;;高频脉冲激励下SSFLC灰度调制效应的动态研究[J];光电子技术;2011年02期
6 程加力;韩波;李寿林;翟国华;高建军;;基于GaAs STATZ模型的RF MOSFET DC建模技术[J];半导体技术;2011年08期
7 缪旻;梁磊;李振松;许淑芳;张月霞;;系统级封装中穿透性硅通孔建模及分析[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2011年03期
8 甘厚吉;华文深;高鸿启;;最优折衷三元相位振幅滤波器设计[J];应用光学;2011年04期
9 ;2011 APEMC学术研讨会——获奖文章(二)[J];安全与电磁兼容;2011年04期
10 阎毓杰;许荣彧;刘钢;;多层屏蔽电缆耦合影响的数值预测[J];水电能源科学;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑文军;;硅上铁电液晶微显示器[A];广西光学学会2002年学术年会论文集[C];2002年
2 杜洋;张潜翀;郝慧敏;赵海霞;龙腊生;郑兰荪;;高氯酸苯胺介电材料的高温可逆相变及高介电各向异性[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
3 周琦;陆俊发;印建平;;由空间光调制器产生的冷原子(分子)径向双光阱与轴向多光阱方案[A];第十六届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2011年
4 马百恒;姚保利;雷铭;严绍辉;郜鹏;闵俊伟;郑娟娟;但旦;李泽;唐创;段弢;杨延龙;于湘华;郭荣礼;;利用空间光调制器动态相位全息图产生三维光学结构[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
5 郝丽芳;;基于LCoS芯片的反射式铁电液晶传输模型[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
6 高建军;高葆新;梁春广;;大功率半导体激光器等效电路模型[A];1997年全国微波会议论文集(下册)[C];1997年
7 焦维新;高超;濮祖荫;;用等效电路模型研究亚暴期间的场向电流[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
8 薛勇健;;一种MESFET小信号等效电路的宽带拟合法[A];1991年全国微波会议论文集(卷Ⅱ)[C];1991年
9 田劲东;郑剑峰;李东;;一种可以消除黑栅效应的纯相位空间光调制[A];2010中国仪器仪表学术、产业大会(论文集1)[C];2010年
10 李峰;王积勤;;整体优化在微波晶体管小信号建模中的应用[A];1993年全国微波会议论文集(下册)[C];1993年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 清华大学化学系教授 梁晓;中国液晶材料业面临洗牌 加快创新整合是关键[N];中国电子报;2009年
2 姜岩;形形色色未来电视[N];经济参考报;2000年
3 祖铁楠;场序彩色液晶显示器制成[N];中国电子报;2000年
4 黄中;未来的神经网络计算机[N];中国知识产权报;2001年
5 徐光陆;瞄准高端调结构科技创新赢市场[N];镇江日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王梦遥;铁电液晶功能器件电路模型的应用研究[D];西南交通大学;2008年
2 吴兰;基于空间光调制器的非线性电光驱动电路的研制[D];西安理工大学;2009年
3 唐先柱;均匀稳定排列铁电液晶器件的制备研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
4 李建军;网络稳定铁电液晶中“V”字型电光特性的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
5 陈永;基于滑膜阻尼效应的音叉式微机械陀螺研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
6 乌日娜;铁电液晶的排列特性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
7 杨段玲;固液界面吸附及火灾物证鉴定中新分析方法的研究[D];山东大学;2005年
8 陈红胜;异向介质等效电路理论及实验的研究[D];浙江大学;2005年
9 汤勇明;SMPDP等效电路模型的研究[D];东南大学;2006年
10 徐进;基于空间光调制器的大动态范围图像采集系统研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨静波;应用于光纤传感的可调谐光源的研究[D];南京师范大学;2006年
2 李诺晗;复用信号放大过程动态行为的电路级研究[D];西南交通大学;2005年
3 沈建于;荫罩式等离子体显示屏等效电路的研究[D];东南大学;2005年
4 曾山;集成平面螺旋电感的设计及其应用[D];东南大学;2005年
5 翁妍;基于RF CMOS工艺的平面螺旋差分电感的参数化等效电路模型[D];上海交通大学;2008年
6 杨玲玲;新型IGBT器件的设计与建模[D];厦门大学;2009年
7 崔兰;基于CMRC的微波滤波器和谐波混频器研究[D];南京理工大学;2009年
8 舒畅;开关变换器中平面集成磁件设计的研究[D];重庆大学;2007年
9 詹国钟;低维量子结构光电传感器读出电路设计研究[D];华东师范大学;2009年
10 范海涛;LTCC无源元件建模技术研究[D];电子科技大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026