一种新的视角可控的液晶显示仿真研究

在PVA显示模式的基础上,研究了一种新型的液晶显示视角切换技术。通过增大液晶分子在暗态下的倾斜角度控制暗态亮度,实现了宽视角下暗态低,显示对比度高;窄视角下暗态高,在相同白态亮度下,显示对比度低。实施可行性:在时序控制芯片系统(Timing Controling,Tcon)中烧录两版code,使用者根据不同环境下对宽窄视角的特性需求选择相应的显示模式,通过宽窄视角下分别采用不同的Tconcode编译驱动电压以实现宽窄视角的面板显示。模拟结果表明:宽视角显示上下左右视角达到80°以上,而窄视角显示上下左右视角均不足40°,从模拟结果看本文提供的宽窄视角显示方法是有效的。     

基于FFS架构实现宽窄视角切换

基于公共场合隐私保护的需求,宽窄视角可切换的液晶显示技术有着迫切的市场需求。现有宽窄视角切换技术不但增加了显示装置的厚度与成本,而且降低了原本宽视角模式下的显示效果。本文研究了一种基于负性液晶FFS模式的宽窄视角切换技术,它通过在彩色滤光片一侧形成高预倾角配向(40°～60°),在同侧第三电极施加弱电场时,液晶分子离轴方向具有较大相位延迟,形成大视角观看时的暗态漏光与对比度下降,实现窄视角显示模式。而同侧第三电极施加强垂直电场时,大的预倾角液晶分子因负介电各项异性使得倾角降低,可减少暗态漏光和提升对比度,实现宽视角显示模式。验证结果表明:宽视角模式时,其上下左右视角均可达到85°以上;而窄视角模式时,左右视角仅为40°,且具有较好的对称性。本技术结构简单,驱动灵活,在防窥显示领域具有很好的应用前景。     

IPS Mode应用RM光电特性研究

在负性液晶里加活性单体聚合物经过两次UV制程,制得IPS-RM LCD,通过AOI光学自动检测设备以及DMS光学测量等对获得样品的预倾角、对比度、穿透率进行了测量,并研究了负性液晶加RM后的信赖性。结果表明:加RM后预倾角变小,其暗态亮度降低,对比度提高;经过两次UV光照,RM完全聚合,在配向层表面形成小颗粒聚合物,使液晶配向更加均匀,并得到更强的锚定能,电压保持率提升,直流电压残余降低。     

The Directional Peeling Effect of Nanostructured Rigiflex Molds on Liquid‐Crystal Devices: Liquid‐Crystal Alignment and Optical Properties

We report a new strategy, the directional peeling of a rigiflex mold with a nanostructure, to overcome several problems with general patterning techniques for liquid‐crystal (LC) alignment. These include difficulty in generating the pretilt angle and in controlling the LC rising‐up direction, formation of local domains, and weak optical properties. The directional peeling of the rigiflex mold results in pretilt‐angle formation and controls the LC rising‐up direction. In addition, a nanostructure with small spacing aligns the LC with a high order parameter because of a strong confinement effect and suppresses diffraction due to its small spacing. Eventually, the nanostructure achieves improvements in the optical properties. In summary, while recent patterning techniques for LC alignment only solve one problem, the directional peeling of the rigiflex mold with a nanostructure simultaneously overcomes several problems with LC alignment and optical properties.     

侧链密度对聚酰亚胺取向膜性能的影响

成功地合成了二胺单体十二烷氧基苯-4′,4″-二氨基三苯胺(DPDTA),并用此单体与3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(DMMDA)和二苯醚四羧酸二酐(ODPA)共缩聚,采用低温缩聚-热酰亚胺化、通过调节共聚物组成制备了2种聚酰亚胺(PI)。利用FT-IR、NMR、UV-Vis与DSC等手段对合成二胺单体及PI进行了结构表征和性能测试。研究了其取向性能、透光性能和耐热性能。结果表明,在摩擦前,含10%DPDTA的PI不能诱导液晶分子取向,含25%DPDTA的PI能诱导液晶分子垂直取向,预倾角可达89.6°。而摩擦后,两种PI都能使液晶分子平行取向,预倾角分别为1.8°和2.4°。两种PI膜在500～800nm区域透光率都在80%以上,玻璃化温度都在230℃以上。     

等离子体处理过的基板上液晶平行取向的两种模式

我们提出了一种用于液晶盒的新取向工艺,可以得到0或非0的预倾角。这项工艺是用定向的等离子体流倾斜辐照基板。我们用一个阳极层发射器(anodelagerthruster)作为等离子体辐射源,以产生层状的等离子体流。它适合于处理大面积基板,可以处理有机(聚合物)和无机(玻璃,ITO)层。等离子体流辐照可以得到两种类型的液晶取向:(1)最可及(择优)取向轴位于离子束方向和基板法线组成的入射平面上;(2)最可及取向轴垂直于入射面。随着照射总剂量的增加,取向方向可以从类型(1)向类型(2)转变。在第一种取向模式中,可以通过改变工艺参数,如入射角、离子流密度和离子能等来改变预倾角。第二种取向模式的特征是预倾角为0。第一种模式的方位锚泊能系数相对较弱(W=10-3 Erg/cm2),而第二种类型锚泊能很强(W>10-1 Erg/cm2),与摩擦聚合物基板相当。两种模式的取向特征可以用来产生满足所需参数的取向,和构图(pattern)液晶盒基板。这种工艺方法可以克服传统摩擦工艺的某些缺点。     

聚酰亚胺溶液黏度对液晶预倾角的影响

为了制备具有自取向功能的聚酰亚胺(PI)取向膜,避免摩擦工序在取向膜表面造成静电、灰尘、配向不良等不利影响,本实验通过一系列黏度不同且有水平及垂直取向功能的PI溶液,研究了PI液黏度和其取向膜表面粗糙度的关系,进而研究了PI膜表面粗糙度和液晶预倾角(θ_p)的关系。研究发现:取向膜表面粗糙度随着PI液黏度的增大而增大,θ_p随着粗糙度的增大而增大,但当粗糙度大于一定值(3.760nm)后,θ_p增长缓慢并趋于稳定。这主要是因为PI液黏度增大时,阻碍了相邻PI液滴通过分子链段协同运动向彼此扩散的几率,进而形成取向膜表面的"峰谷"形貌,这种"峰谷"形貌表面对液晶垂直取向起到了支撑作用,正是这种支撑作用使得液晶分子获得较大的θ_p。结合液晶面板响应时间对高预倾角的要求和Inkjet PI液滴喷嘴过小对PI液黏度的限制,得出PI液黏度大约为41CP时,此时取向膜表面粗糙度为4.830nm,液晶取向角为5.5°,能较好地满足液晶取向的要求。     

一种宽视角和快速响应的连续视角可控液晶显示

在垂面排列液晶显示模式中,液晶分子垂直取向,具有暗态良好、高对比度的特点,但是其视角特性不佳。采用MVA和PVA技术等多畴结构可以使VA模式的视角情况得到改善,但MVA模式中凸起结构引起的液晶分子初始预倾状态会导致暗态漏光,从而降低显示的对比度。而PVA模式中的狭缝结构虽然不会影响对比度,但其响应速度比较慢。文中提出一种新型垂面排列液晶显示器结构,其像素电极四周刻蚀有弧形狭缝,公共电极中心刻蚀有孔洞。施加电压时液晶分子向中心倾倒,形成中心对称的多畴结构,实现了对比度均匀的宽视角,且这一结构在保证高透过率的同时还可以实现快速响应。另外,通过在公共电极上施加偏置电压,该结构还可实现视角的连续可控。     

Splay-to-Bend Transition-Free Reactive Monomer Modified Pi-Cell

A reactive monomer modified Pi-cell (RMM-Pi-cell) comprising a layer of liquid crystal (LC) reactive monomer on one surface was prepared to control the surface pretilt angle. The simulation results suggested that a transition-free Pi-cell can be prepared by asymmetrical cell with one 8 ^deg pretilt angle and the other surface greater than 47^deg when the cell gap was smaller than 4 mum. The nematic reactive monomer layer has a molecular average tilt angle over 80^deg which allowed the LC molecules to be arranged in a favored bend state in the asymmetrical cell. The critical voltages cannot be found in all 3-mu m RMM-Pi-cells. The cell retardation data confirmed the initial bend orientation with zero voltage applied. Moreover, the light leakage of dark state was reduced. The contrast ratio of RMM-Pi-cell was improved by a factor of 11 compared with an original Pi-cell without using compensation film.     

光控取向材料F-PVCN表面偏光性及预倾角与曝光的非单调关系

本文报导首次观察到在光控取向材料表面上液晶分子预倾角与紫外光非单调曝光的关系。我们发现这种在加氟聚乙烯基肉桂酸(PVCN-F)表面预倾角与曝光的关系是非单调性的，而在无氟PVCN时显示的关系是单调递减的。这些和PVCN-F和PVCN表面的入射光偏光性变化有关系。实验结果表明表面偏光性和入射光变化对于光控取向材料的预倾角产生在机理上起着很重要的作用。     

An O-plate compensated in-plane switching liquid crystal display

Pretilt angle effect on the dark-state light leakage and viewing angle of in-plane switching (IPS) liquid crystal display is investigated. As the liquid crystal (LC) pretilt angle increases, the light leakage becomes more severe and the off-axis light leakage from the out-of-plane LC directors cannot be neglected. Introducing an oblique compensation plate (O-plate) reduces the off-axis light leakages from the crossed linear polarizers and the anisotropic LC media simultaneously which, in turn, improves the viewing angle of the IPS LCD.     

一种新型耐热可溶聚酰亚胺的制备及性质

成功合成带有三苯胺和吡喃环结构的新型功能性二胺4-[(2-二氢吡喃)氧]-4’,4"-二氨基三苯胺(THP)。使用此单体与4,4′-二氨基二苯醚(ODA)和4,4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)共聚,利用两步化学酰胺化法,制备了共聚物的组成配比不同的3种聚酰亚胺(PI)。使用NMR、FT-IR、DSC、UV-Vis等测试手段对单体和PI进行了结构表征和各项性能测试。研究了其溶解性能、耐热性能、透光性能和取向性能。结果表明3种PI均可溶于NMP、DMF等极性溶剂,同时在THF、DCM等低沸点溶剂中也具有较好的溶解性。PI的玻璃化转变温度在270℃以上,在500~800nm区域透过率在80%以上,液晶分子的预倾角随THP的增加而增大,可达2.3°,且具有均一的取向效果。     

取向层参数对响应时间的影响

为了减小液晶波前校正器的响应时间,本文结合光控取向技术,研究了取向层预倾角及锚定强度特性对器件响应性能的影响。以液晶动力学方程为依据,分析预倾角效应对液晶器件响应时间的影响;利用预倾角及锚定强度与响应时间的定量关系,推导出锚定强度与预倾角的关系,从而简化了锚定强度的测量方法。采用光谱法监测了光控取向膜的取向度;以此为依据,利用4种不同曝光方式获得了不同的预倾角。理论模拟及实验结果一致表明:偶氮染料分子(SD1)获得一定的锚定强度后,通过降低其预倾角角度,其所制器件的响应性能实现了优化。     

聚合物的表面取向与液晶预倾角之间的关系

在经摩擦处理的聚合物取向层上,液晶分子是在离表面倾斜的某一极角上取向排列起来的。这一预倾角在设计ＬＣＤ时是一个重要参数。本文介绍了聚合物取向层的摩擦工艺,并介绍了测定在取向层中聚合物倾斜角的测量方法。本文还描述了在聚合物倾斜方向和液晶层预倾角之间的关系。     

Ultrawide-view liquid crystal displays

The wide viewing angle technologies for liquid crystal displays (LCDs) are reviewed. The most promising liquid crystal modes for wide view technologies, such as in-plane switching, multidomain vertical alignment, patterned vertical alignment, and advanced-super-view are compared. By optimizing the phase-compensation films and their device configurations, the ultrawide-view LCDs with a contrast ratio higher than 100:1 at /spl plusmn/85/spl deg/ viewing cone are demonstrated.     

一种用于液晶分子取向排列的紫外光聚合物PV4研究

研究了紫外光聚合物材料ＰＶ４的化学性质;采用偏光显微照相技术,研究厂这种材料膜对液晶ＬＣ－６７１０Ａ的取向能力;用原子力显微镜（ＡＦＭ）,研究了光聚合前后聚合物取向膜微观形貌的变化;测最了这种材料引起的液晶预倾角、单面光控取向层扭曲向列液晶显示器件（ＴＮ－ＬＣＤ）的电光特性和时间响应特性;分析了液晶分子取向排列的机理。     

基于渐变线光源的高亮度集成成像3D显示

为了解决观看视角与亮度的相互制约关系,设计了一种基于渐变线光源的集成成像3D显示器,通过设置渐变线光源中每列线光源的宽度,优化微图像阵列中每列图像元的成像光路,建立了3D成像模型,通过几何光学推导了观看视角以及亮度的计算公式;研制了基于渐变线光源的集成成像3D显示实验装置,通过实验验证了可以在保持观看视角的前提下将3D图像的亮度提高为传统集成成像3D显示的4.5倍。     

扭曲向列相液晶显示器中的响应时间

文章研究了传统扭曲向列相液晶显示器中的响应时间问题,对影响响应时间的弹性常数、转动粘滞系数、双折射率、预倾角和手性剂等进行了研究。结果表明,通过优化液晶材料参数、增大预倾角和手性剂含量,可以有效改善该液晶显示器的响应时间。     

单玻璃基板与各向异性聚合物膜的IPS-LCD的应用

介绍了一种使用单片玻璃基板和各向异性聚合物膜的轻型、共面转换液晶显示(IPS-LCD)技术。液晶分子由伸长的聚合物膜内的颗粒排列。各向异性聚合物膜的取向性能与聚酰亚胺(PI)摩擦层相当。良好的液晶取向性能使新器件的对比度(514:1)、驱动电压和响应时间都能够与双玻璃基板LCD相比拟。这种各向异性膜也能作为拓宽视角的相位补偿膜来使用。该技术特别引人注目之处在于制作单基板显示器,同时它也具有实现双层宾主显示和IPS-LCD柔性显示的潜在应用。     

IPS-LCD using a glass substrate and an anisotropic polymer film

A lightweight in-plane-switching liquid crystal display (IPS-LCD) using a single glass substrate and an anisotropic polymeric film is demonstrated. The liquid crystal molecules are aligned by the elongated polymer grain of the film. The alignment capability of the anisotropic film is comparable to a buffed polyimide layer. Compared to the LCD using two glass substrates, our new device exhibits a comparable contrast ratio (/spl sim/514:1), driving voltage, and response time because of good LC alignment. Such an anisotropic film can also function as a phase compensation film for widening the viewing angle. This technology is particularly attractive for making single-substrate displays and also has potential for a double-layered guest-host display and a flexible display using IPS LCDs.