HAN-FFS液晶显示模式简化模型的时间常数

研究混合排列向列相一边缘场转换（HAN-FFS）液晶显示模式。本文通过假设液晶盒内电场为均匀共面场建立简化模型，并做单一弹性常数k11=k22=k33=k近似。根据液晶的连续体理论及微扰原理得出HAN-FFS简化模型的上升时间常数和下降时间常数。     

表面弹性自由能k13项与楔形液晶盒中阈值厚度附近的指向矢分布

考虑楔形液晶盒，液晶指向矢倾角0是两个空间变量x，z的函数，即θ=θ(x，z)。导出了液晶盒的吉布斯自由能，其中包括表面弹性自由能k13项。由拉格朗日-欧拉方程得到了θ(x，z)满足的微分方程。在k11≡k33近似下，方程变为二维拉普拉斯方程。在阙值厚度hc附近θ很小，方程的解可近似为θ=cz(qx-1)。代人自由能表达式中，求极值可确定c和q的值。计算和讨论了k13项对液晶指向矢分布的影响。     

聚合物稳定向列相液晶显示的上升时间常数

聚合物网络对液晶的表面作用决定了聚合物稳定向列相液晶的电光性能。我们的研究基于一种简单的表象模型,假设聚合物网络由平行于无场状态下向列指向矢的聚合物纤维棒构成。建立受到有限锚定能虚拟边界束缚的矩形指向矢畴,根据液晶的动力学理论得到聚合物稳定向列相液晶显示的上升时间常数的表达式。计算并给出了上升时间常数对聚合物浓度的依赖关系,此关系还有待于实验的验证。     

不同初始分布向列相液晶电容特性的相场法研究

液晶盒内的液晶分子在不同的外加电场作用下重新排布,其极化指向发生改变,从而影响液晶盒整体的电学特性。本文考虑液晶材料的挠曲电效应,分析液晶盒的整体自由能表达式,包含弹性形变自由能密度、介电自由能密度和挠曲电自由能密度。基于液晶弹性理论和相场方法,构建描述液晶核指向矢分布及演化的相场方程,并运用离散方法推导出液晶盒约化电容的表达式。讨论边界强锚定的混合液晶盒(HAN)和平行液晶盒(PAN)表面电荷密度对液晶核指向矢偏转角的影响。进一步分析了挠曲电系数、表面电荷密度以及液晶盒厚度对两种不同初始指向分布液晶盒电容性能的影响。数值分析结果表明,表面电荷密度越大、挠曲电系数越小,液晶核指向矢偏角越大。在混合液晶盒中,约化电容随着表面电荷或液晶厚度的增加而增加,最终趋于饱和;而在平行液晶盒中,当表面电荷密度或液晶盒厚度达到某个临界值时,液晶核的指向矢才发生改变,液晶的约化电容才有明显的变化。随着表面电荷密度增加,液晶核指向矢发生偏转的临界厚度减小。     

热致聚芳酯液晶的缺陷结构及电镜研究方法

热致聚芳酯液晶的有序性属向列相。在向列相中分子的长轴方向倾向平行于某个公共轴,这个公共轴用指向矢n表示,取向形变不大的条件下,向列相体系可以用连续体理论来描述,指向矢场n(r)是连续函数。实际的液晶中存在着指向矢函数不连续的奇异点或奇异线,Frank称之为向错(Disclination),是液晶中的缺陷结构。在向列相液晶中能稳定存在的向错只有向错点和向错线,向错面完全不稳定。可以用强度来表征向错,一般只有强度S=±1/2和S=±1的向错是稳定的,S=+1包括了三种情况,因此能稳定存在的向错主要有六种基本形式。在向错点或向错线周围有限的范围内,分子将连续地调整其取向,形成一些具有特殊形式的指向矢场。     

向列相液晶弹性各向异性诱导液晶盒产生漏光的研究

为了阐述具有体缺陷结构的向列相液晶盒在暗态出现漏光的原因,以及边界锚定条件对漏光的影响,首先,建立了3个向列相液晶盒模型,它们具有不同的初始指向矢排布。接着,基于Landau-de Gennes理论,通过对指向矢场的缺陷动力学计算,得到液晶盒截面内平衡态的指向矢分布。最后,使用琼斯矩阵法将该截面内的指向矢分布以透过率的形式表示出来。模拟结果显示,在无外场条件下,当向列相液晶的弹性常数满足L2/L1≥1(K22/K11≤2/3)时,具有体缺陷结构的液晶盒展现出了自发的扭曲结构,导致了漏光的出现。且漏光强度随着缺陷结构和边界条件的不同而不同。本文模型很好地解释了体缺陷造成液晶盒在暗态出现漏光的原因,且模拟结果与工业生产过程中观察到的现象是一致的。     

向列相液晶中向错线和向错点自由能的计算

利用φ映射方法得出了计算向错线自由能公式和向错强度为m=±1的向错点自由能公式,从而弥补了挖掉奇异区域来估算自由能的不足.研究结果表明,液晶在有向错线的结构中指向矢场更多地出现正的向错强度状态.随着k24的增大,m= 1的向错点的自由能将降低,而m=-1的向错点的自由能将增大.     

空间各向异性势扭曲向列液晶盒的Fredericksz转变

基于格点模型空间各向异性两体势研究扭曲向列(TN)液晶盒的Fredericksz转变。该作用势不仅是空间各向异性的并且依赖于液晶的弹性常数。理论处理中假定具有理想向列序,这意味着分子长轴取向方向与液晶指向矢是重合的,而总自由能等于总相互作用能。分别对指向矢的倾角和方位角进行傅里叶展开,通过二阶导矩阵方法确定TN盒的阈值磁场。该磁场依赖于总扭曲角和液晶的弹性常数,并与连续体理论结果进行了比较。通过平衡态下系统自由能取最小,得到指向矢满足的平衡态方程。基于平衡态方程,对TN液晶盒中指向矢在磁场作用下的分布进行了数值计算。数值结果验证了液晶指向矢所满足的平衡态方程的正确性。进一步证实了文献中最近提出的两种从弹性能到两体作用势的映射方案之一(即模型Ⅰ)可以给出与连续体理论相一致的结果。     

液晶光波导中本征模内场分量间的关系

液晶光波导的本征模场分析是其器件设计的基础与理论支撑,模场分析的准确度直接影响到液晶光波导器件性能的好坏.为了准确分析液晶光波导中本征模场分量间的关系,我们执行了以下步骤.首先,根据麦克斯韦方程组推导出向列相液晶的磁场耦合方程,然后得出非寻常光波本征模式的磁场分量间比值与指向矢旋转角间的定量关系,并利用OptiBPM1...     

同心柱筒中混合排列向列相液晶中的挠曲电效应

本文研究径向电场作用下同心柱筒中混合排列向列相液晶的指向矢分布,重点研究挠曲电效应对指向矢分布的影响。向列相液晶处于同心圆柱构成的薄层间,内表面径向锚定、外表面轴向锚定以及内表面轴向锚定、外表面径向锚定构成两种同心柱筒混合排列模型。基于向列相液晶Frank弹性理论,通过差分迭代方法,分别在强锚定及弱锚定边界条件下,研究了两种模型中挠曲电效应对指向矢分布的影响。研究结果表明:挠曲电效应在薄层内边界、外边界以及薄层内部对指向矢分布有着不同的影响;同心柱筒中指向矢分布由柱对称性、边界锚定作用、介电耦合作用、挠曲电效应的综合作用所决定。     

混合排列柱状薄层中的向列相液晶指向矢分布的研究

利用向列相液晶弹性理论,研究了混合排列柱状薄层中的向列相液晶指向矢的分布。向列相液晶被限定在两个同心圆柱构成的薄层中,在内外表面施加强锚定及弱锚定边界条件,锚定易取向方向取径向和轴向(垂直柱轴及平行柱轴)的边界条件,得到了四种混合排列柱状薄层模型RsZw、ZwRs、RwZs、ZsRw。基于Frank弹性自由能和Rapini-Papoular近似的表面能,研究了不同锚定强度、不同内半径及不同弹性常数值的指向矢分布,计算机模拟得出指向矢取向的曲线图。由于柱对称性、锚定强度、薄层厚度以及弹性各向异性共同竞争的影响,这四种模型的指向矢分布有着很大的不同。     

表面沟槽诱导双轴向列相液晶的弹性畸变

双轴向列相液晶在表面沟槽上锚定,3个指向矢之一平行于沟槽均匀排列。使用Berreman在研究单轴向列相时提出的弹性形变产生表面能的理论方法对双轴向列相液晶进行研究,得到了一个公式,在Berreman模型中它描写弹性畸变对表面锚定的贡献,但在双轴向列相中,这一公式描写当n指向矢沿着沟槽锚定时,m指向矢受到沟槽表面的作用而产生的畸变能量。研究了双轴向列相液晶在表面沟槽上锚定的稳定性问题;稳定性条件在双轴向列相单一弹性常数近似下为n指向矢的弹性常数最大。     

混合排列向列——边缘场转换(HAN-FFS)显示模式阈值电压的近似表示

基于混合排列向列—边缘场转换（HAN—FFS）显示模式，本文通过假设液晶盒内电极产生的电场为均匀场，且弹性系数K11=K22=K33=K，得到该显示模式的简化模型。根据液晶弹性理论，得到HAN—FFS显示模式的阈值电场的近似表示。     

HAN液晶盒中开关时间对形变场弛豫过程的影响

在HAN液晶盒撤掉外加电压的过程(即弛豫过程)中,假定电压的开关时间为有限的,把电压处理为时间的指数衰减函数。在这一假定下,对撤掉外加电压后HAN液晶盒中指向矢的分布情况进行研究,得到了对HAN液晶盒的弛豫过程有影响的电压开关时间的范围。     

序电效应和电场对向列相液晶分子有序度的影响

液晶盒内分子的排列很容易受外场的影响，对向列相液晶盒施加足够大的电场，液晶分子排列和序参数都将随空间变化，序参数发生变化会有序电效应产生，要考虑序参数的变化我们选用朗道自由能展开式表示液晶的体自由能密度。本文讨论的是平行型液晶盒，利用差分法和计算机模拟计算得到了不同电场作用下向列相液晶分子指向矢和序参数随空间变化的图形规律．并讨论了序电效应和序电极化能对自由能密度的影响。     

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。