液晶显示器件工作特性模拟软件

介绍笔者新近研制成功的向列相液晶显示器件工作特性模拟软件VISUAL LCD.VISUAL LCD适用于TN、STN、FSTN等多种液晶显示器的模拟计算,可给出液晶指向矢分布、电光曲线、视角、动力学响应等.VISUAL LCD计算精度高,功能强,用户界面友好、美观,使用方便、可广泛应用于LCD的研究和生产.     

手性垂直排列液晶盒的视角特性

模拟了手性垂直排列液晶盒的指向矢分布和电光特性，并在大视角内研究了其关态透过率、开态透过率和对比度。研究发现该常黑型显示模式具有很高的对比度、几乎无色散、高亮度、较低工作电压和在水平和垂直方向具有宽视角等特点。文章最后模拟了具有更宽视角的膜补偿手性垂直排列液晶盒。     

向列相液晶盒中液晶指向矢的分布及其显示特性的计算机模拟

本文描述了应用液晶连续体弹性理论和光学4×4矩阵方法模拟计算液晶盒中的液晶指向矢的分布状态以及液晶盒电光特性,并对所得到结果进行了一些分析和讨论。     

摩擦基板间液晶薄层的Monte Carlo模拟

利用Monte Cario方法模拟平行基板间液晶薄层的指向矢分布。在基板表面处，液晶薄层受到表面作用势的作用使液晶分子沿面平行排列，采用Lebwohl—Lasher模型，将分子质心固定在简单立方晶格的格点上，并对此格点模型赋以周期性边界条件，然后将简立方格点模型分为平行于基板的20个分子薄层，得到各薄层的指向矢分布的数值结果。计算中同时考虑了基板作用引起的双轴对称性。     

OCB液晶显示的动态驱动特性

研究了强锚定边界条件下光学补偿弯曲排列(OCB)液晶的动态驱动特性。理论模拟计算了OCB液晶盒内液晶分子指向矢在给定电压情况下的分布规律,得到光线垂直入射时液晶盒相对透过率随交流电压有效值的变化曲线。实验测试液晶盒的电光特性,并给出测试液晶盒动态驱动条件下的响应时间及视角特性。     

宾主型液晶器件光阀的特性研究

针对特殊场合下的光阀应用,提出了加入手性材料的垂直取向的宾主液晶器件工作模式,模拟了该模式下的宾主型液晶盒的指向矢分布和电光特性,研究了液晶分子的预倾角、扭曲角、二色性染料的吸收率对透过率的影响,从而验证了该模式下宾主型液晶器件做为满足要求光阀的可行性,并为其进一步实用化打下良好理论基础.     

向列相液晶盒挠曲电效应的理论分析

用解析的方法证明了挠曲电效应对沿面排列的向列相液晶盒的物理效应。在不考虑液晶界面离子吸附的情况下，导出了挠曲电效应引起的表面能，证明了该表面能在上下基板处具有不同的数值，从而引起液晶指向矢分布对中间层对称性破缺。这将会影响液晶盒的光学性质。通过计算机数值模拟表明，挠曲电效应引起的指向矢分布对称性破缺会随着挠曲电效应的增强而增大。     

有限元法求解液晶层中的指向矢分布

建立了基于有限元法的液晶层中指向矢分布的计算方法,可以方便地考虑非对称取向和表面锚定能及其形式对指向矢分布的影响,作为应用实例,给出了非对称弱锚定情形下的液晶层下指向矢分布的计算结果。     

有效粘滞系数对混合排列向列相液晶动力学的影响

以液晶动力学理论为基础,对混合排列向列相液晶的动力学行为进行了研究.在严格考虑引流效应、通过有效粘滞系数γeff考虑引流效应和完全忽略引流效应这3种条件下,分别建立了指向矢运动方程.通过对加电压和撤电压过程的数值模拟,给出了有效粘滞系数γeff对液晶指向矢分布及有效折射率的影响.     

IGBT准数值模型和模拟

本文采用数值计算与解析模型相结合的方法，建立了ＩＧＢＴ稳态特性的准数值模型。基于此模型与瞬态特性的电荷控制解析模型，我们开发了绝缘栅晶体管（ＩＧＢＴ）的稳态和瞬态准数值模拟软件包ＩＧＴＳＩＭ，可以模拟与ＩＧＢＴ的几何结构、掺杂分布、少于寿命相联系的直流和关断特性．本文介绍模拟所采用的物理模型、模拟技术和得到的结论，并给出部分模拟实例．     

LCD的γ校正研究

针对因CRT与LCD的电光特性差异,造成LCD显示灰度失真的问题,在分析人眼视觉特性和亮度变化关系的基础上,介绍了LCD电光响应曲线,研究了LCD的γ校正公式,给出了具有S形的γ校正曲线,提出了一种基于查找表的γ校正方法,并给出了LCD的γ校正硬件和软件的实现方法。采用所提出的方法,明显提高了LCD的图像质量。     

红外液晶光阀参数设计及电光特性分析

利用液晶指向矢分布计算模型和光在液晶中传播规律计算模型，优化设计了液晶光阀参数。对E7液晶材料，选取沿面平行排列方式、5～10°预倾角、液晶层厚度10 μm作为液晶光阀参数，模拟计算了该液晶光阀的电光特性。测试了红外液晶光阀的红外输出光谱和输入灰度与等效温度的变化关系，结果表明，该液晶光阀的光谱输出特性和光学调制特性有益于红外场景仿真。     

反射型LCOS器件用于红外场景仿真研究

提出采用反射型LCOS（Reflective Liquid Crystal on Silicon-RLCOS）器件实现动态红外场景仿真,阐述了RLCOS器件的结构及信号写入原理。利用液晶指向矢分布计算模型和光在液晶中传播规律计算模型,分析了液晶光阀的电光特性,结果表明,如果选取一组适当的光阀参数,可使光阀在中波和长波红外波段均有较好的调制特性,输出红外辐射功率与像素电压有较近似的线性关系,可以达到较好的仿真效果。     

圆形电极液晶垂直取向模式TFT-LCD视角特性的模拟计算

提出了一种圆形电极结构,将其应用于倾斜电场液晶垂直取向(Patterned Vertical Alignment,PVA)模式TFT-LCD,称为圆形电极模式.用Expert LCD软件模拟了指向矢分布和对比度视角锥分布,并对模拟计算结果进行了分析.与传统的PVA模式相比,完全圆形电极模式视角显著扩大,且高对比度的视角扩大比例更大些,结论表明具有新的电极结构的显示器件具有更好的视角特性.     

电控双折射盒中指向矢分布的计算

在液晶弹性理论的基础上计算了电控双折射盒中的指向矢分布和延迟量。讨论了弱锚定边界条件对指向矢分布和延迟量的影响。本文结果对电控双折射盒的设计有一定的参考价值。     

内调制光电探测器特性的模拟与实验分析

给出了内调制光电探测器受光结光生电压、输出结电流及内调制特性的理论模型;在此基础上进行数值计算,得到模拟曲线;并将实验曲线与模拟曲线对比,结果吻合.然后深入分析了栅压对受光结的光电特性的影响,以及在横向发生的抽取效应对受光结的影响,并对此器件内调制特性进行解析,阐明了其内调制工作机制.     

基板表面锚泊对液晶全漏导模影响的理论研究

平行排列向列相液晶盒基板表面锚泊能可以影响液晶盒内液晶分子指向矢的分布,光学上将导致液晶导模结构的变化。为了研究基板表面锚泊对液晶全漏导模的影响,首先基于液晶弹性理论推导了液晶指向矢在外加电压下满足的平衡态方程,随后由差分迭代方法数值计算液晶指向矢。最后,基于液晶多层光学理论推导了液晶导波反射率和透射率公式,并通过数值计算得到了平行排列向列相液晶全漏波导反射率Rss随内角变化的理论曲线。计算结果表明,相对于强锚泊情形(1×10~(-3) J/m~2),不同锚泊能强度(5×10~(-5) J/m~2～1×10~(-3) J/m~2)下的理论曲线会发生左移现象,移动距离与锚泊能强度有关。由曲线移动的距离可以确定液晶盒基板表面锚泊能的强度。该研究为进一步利用光导波技术测量液晶盒基板表面锚泊能强度提供了理论依据。     

光纤光栅谱特性的数值模拟

对光栅特性进行数值模拟是掌握光栅特性变化的最好方法，文中直接给出了对光栅进行数值模拟所采用的解析解和传输矩阵解的形式，通过这些解可以绘制出光栅在不同参数下的反射谱特性和时延特性曲线，文中并给出了一个使用传输矩阵计算啁啾光栅谱和时延的完整Matlab代码。     

HAN-IPS液晶盒的引流效应

根据Erickson-Leslie流体动力学理论,研究了混合排列向列相-共面转换液晶盒的引流效应。在强锚定边界条件下,经过理论推导,得出液晶指向矢与流速的关系方程,进一步通过数值计算得出指向矢分布与时间的关系。发现引流效应加快了指向矢达到平衡态的速度,而且破坏了指向矢分布的瞬态对称性,特别在加电压的初始几毫秒这种现象非常明显。     

混合排列向列相边缘场效应电光特性的模拟计算

研究混合排列向列相-边缘场转换(HAN-FFS)液晶显示模式。通过假设液晶盒内电场为均匀共面场建立简化模型,并做k11=k22=k33=k的单一弹性常数近似。根据液晶的连续体理论,从而求得HAN-FFS模型指向矢分布,它与液晶盒厚、电极宽度、弹性系数以及介电常数有关,并根据液晶光学中琼斯矩阵法利用计算机模拟出指向矢变化情况及电光特性曲线。