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向列相液晶在基板上锚泊的机理、检测及应用

叶文江  
【摘要】:向列相液晶在基板上的锚泊对液晶显示器显示性能有重要影响。本文采用液晶弹性理论对平面基板和栅状基板的锚泊机理进行了研究,介绍了光导波技术在确定液晶盒内指向矢分布和栅状基板锚泊能方面的应用,应用栅状基板锚泊能公式研究了栅状表面液晶盒的显示特性。 应用变分理论对平面基板的锚泊能进行理论研究,同时考虑挠曲电极化和表面极化的影响,得到了外加电压下有效锚泊能公式,通过数值计算给出了混和盒中基板有效锚泊能强度和锚泊易取方向随电压的变化曲线,确定了两种极化对基板锚泊的影响。 基于分子间相互作用势和沟槽内液晶的弹性形变研究栅状基板的锚泊特性,得到了有效锚泊能公式,并对有效锚泊能强度和锚泊易取方向随栅状基板几何参数的变化进行了数值计算,应用此公式可将栅状基板等效为平面基板。借助于二维差分迭代方法和栅状基板有效锚泊能公式研究栅状基板锚泊的严格解问题,分析了栅状基板表面几何形状对液晶指向矢的影响。 通过实验的方法对向列相液晶在栅状基板上的锚泊进行检测。详细介绍液晶光导波技术、液晶导模结构的理论分析及液晶全漏导模实验过程,由理论和实验曲线的比较确定了液晶盒内指向矢剖面,进而可以验证有效锚泊能公式。 应用栅状基板锚泊能公式对栅状表面液晶盒进行理论分析,数值模拟得到了指向矢分布、电光特性曲线、阈值电压变化曲线及视角-对比度曲线,分析了栅状基板表面几何形状对这些变化曲线的影响,给出了实现栅状表面液晶盒最优显示性能的栅状基板的设计结构。


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