平行排列液晶盒的挠曲电效应及一级Fr(e)edericksz转变

基于液晶弹性理论研究了平行排列液晶盒中的挠曲电效应,通过变分理论得到了液晶指向矢满足的微分方程及边界条件.应用差分迭代方法进行了数值求解,得到了液晶指向矢随不同的参数变化的曲线.增大液晶盒厚度、上下基板锚定能系数以及增大预倾角这3种方法,在考虑挠曲电效应对液晶指向矢分布的影响时是等效的.研究了介电效应和挠曲电效应同时作用下的一级Fréedericksz转变问题.当|Δ＜ε| 较大、A较小时,将会发生一级Fréedericksz转变.     

含氟三环NCS液晶材料的介电性能研究

为了探究液晶材料的介电性能,本文研究了4PPTGS和4PUTGS两种含氟三环NCS类液晶材料的介电各向异性和介电损耗。首先用精密LCR表(Agilent E4980A)测量液晶盒的电容并用双盒模型和液晶盒电容模型得到4PPTGS和4PUTGS两种液晶材料的平行和垂直介电常数,再由电压-电容特性曲线得到它们的阈值电压,并进一步探讨了介电各向异性和阈值电压对温度的依耐性;然后,在20 Hz~10kHz范围内研究了外加电压频率对液晶材料介电损耗的影响,两种液晶材料在1kHz左右都存在介电损耗峰值,为了减小器件的功耗和提升器件的质量,液晶材料应选择在介电损耗小的频率下工作;最后,通过对平行和垂直排列向列相盒中液晶材料在不同电压下介电损耗的测试与分析,介电损耗的变化是由于在外加电场下液晶分子固有偶极矩的取向极化引起的,介电损耗值的大小与液晶分子的排列状态密切相关。此项研究对提升液晶材料在应用中的介电性能具有一定的指导意义。     

基于迈克尔逊干涉液晶双折射率的测量方法设计

为了通过实验得到向列相液晶材料的双折射率,利用迈克尔逊干涉原理设计了一种新的测量方法。在迈克尔逊干涉仪中放入楔形液晶盒,通过调节入射光的偏振方向分别实现了对寻常光和非寻常光折射率的精确测定。结果表明,该测量方法将折射率测量转换为长度的测量和干涉条纹的计数,简单易行、测量精度较高,对理论研究和实际开发液晶显示器件是非常重要的,在液晶材料和液晶器件生产中具有一定的推广价值。     

液晶盒的电容特性

液晶盒外加一定的电压,会改变液晶分子的取向排列,这样液晶层的有效介电常数也会随之发生改变。如果把液晶盒看作一个电容器,其电容也会有所改变。本论文理论研究强锚泊混合排列向列相液晶盒的电容特性,基于液晶弹性理论和变分原理,理论推导液晶盒系统的平衡态方程及电容的解析表达式,通过Matlab软件数值模拟了此液晶盒的电容-电压曲线和指向矢分布曲线,并对其电容特性进行了分析。     

栅状表面液晶盒的光学特性

栅状表面基板对液晶分子有特殊的锚定作用,其锚定的强度和易取方向与栅状表面的几何参数相关。两块预先处理的栅状表面基板可以制成液晶显示器件,其光学特性也与栅状表面的几何参数相关。文中基于Frank弹性理论和栅状表面基板的等效锚定能公式研究了外加电压下此种液晶盒的光学特性,并通过计算机模拟得到了不同栅状表面液晶盒的电光曲线,且与栅状表面液晶盒的闽值电压进行了比较。     

聚酰亚胺静电损伤和取向作用失效的系统观测

利用偏光显微镜、扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对聚酰亚胺(PI)表面正常区域和静电损伤区域进行系统观测。偏光显微镜的观测基于超扭曲向列相液晶显示(STN-LCD)的关态透射原理,并确定损伤区域的线度在50~100μm。用SEM区分静电损伤引起的“白点”与尘粒引起的“白点”,同时观测到电极被局域破坏,其线度沿电极边缘约20μm。通过AFM的直接观测发现,与正常区域比较损伤区域失去了沟槽结构,但仍然保持深度在10 nm以内的二维无序凹凸结构,其原因为:损伤后PI对液晶分子取向作用失效的机制是沟槽结构的消失。     

香蕉形液晶中非标准的电流体效应

本文重点介绍了香蕉形液晶中的电流体效应。由于具有独特的V形分子结构,香蕉形液晶的电输运参数与传统的棒状液晶非常不同,从而引发了非标准的电流体效应。通过改变外加电场频率、幅度、极性以及温度详细研究了这种新的流体动力学行为,为将来物理模型的建立提供了良好的实验基础。     

挠曲电效应对向列相液晶盒电容的影响

液晶盒本身可以看作是一个电容器.在外加电压作用下,液晶的有效介电常数会发生变化,导致液晶盒电容的改变.基于液晶弹性理论和变分原理,理论推导平行排列向列相液晶盒电容的解析表达式,由Matlab软件数值模拟了此液晶盒的电容—电压曲线,分析了挠曲电效应对强锚泊平行排列向列相液晶盒电容的影响.无论展曲和弯曲挠曲电系数和e为正还是负,电容随电压的增大而增加,低电压条件下挠曲电效应的影响较明显.并且,挠曲电系数的大小和符号不同时,影响程度也会随之改变.     

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。     

用光学导波方法区分液晶盒中的预倾角与弱锚定

液晶正在高清晰电视、投影系统和光通讯网络方面得到广泛应用。知道液晶状态对表面处理的响应在各种应用中非常重要。但如果在表面上出现了小的预倾角．测量将得到表观外推长度。这一测量结果给出弱锚定的结论,而事实上是强锚定。本文使用半漏导波模式研究电场作用下平行排列盒中的指向矢形变。通过光学导波方法区分小的预倾角与弱锚定两种不同的边界处理。我们发现p（横磁,TM）到s（横电,TE）偏振转变信号对两种指向矢分布十分敏感。