取向层厚度对液晶层分压的影响

在液晶显示器或硅基液晶显示器中,取向层或彩色滤色膜对驱动电压的分压效应是不能忽视的。文章应用电容模型,理论上给出了液晶层的分压公式和液晶层的等效介电常数公式,并通过模拟计算了取向层厚度、液晶层厚度对液晶层分压的影响。研究结果对液晶显示器的结构设计有一定的参考意义。     

降低聚合物稳定蓝相液晶显示器驱动电压的一种方法

聚合物稳定蓝相液晶显示器存在驱动电压高和"磁滞效应"的缺点,是其应用之路上的难题。本文在深入研究蓝相液晶显示器中所使用的各种材料介电常数的基础上,结合电动力学中电介质中的电场和电位移之间关系的知识,解释了蓝相液晶显示器驱动电压高的原因为聚合物材料和绝缘层材料的介电常数远低于蓝相液晶材料的介电常数。研究中发现提高聚合物材料和绝缘层材料的介电常数,将会明显降低聚合物蓝相液晶显示器驱动电压。理论和模拟结果表明:当聚合物材料和绝缘层的介电常数达到蓝相液晶的平均介电常数,该聚合物稳定蓝相液晶显示器的驱动电压降低一半。研究结果将对聚合物稳定蓝相液晶显示器的产业化应用起到促进作用。     

液晶光学相阵列相移单元的电压-相移特性

液晶光学相阵列是一种新型的光学相位调制器件,为分析器件中相移单元的电压-相移特性,建立了液晶相移单元的数学模型,并提出了一种混合差分迭代算法。该算法根据液晶分子在电场作用下的物理变化过程,在指向矢与电位的耦合迭代过程中,采用追赶法计算相移单元中的电位分布。根据该算法对相移单元中液晶指向矢的分布进行了仿真计算,进而对取向膜厚度、预倾角和液晶盒厚度对器件的电压-相移特性的影响进行了分析。结果表明,当电压处于阈值电压与饱和电压之间时,取向膜厚度对液晶的电压-相移特性的影响比较明显。     

应用低介电材料丙烯酸酯树脂作为TFT-LCD的钝化层材料(英文)

将具有低介电常数的丙烯酸酯树脂作为薄膜晶体管液晶显示器的钝化层整合到阵列基板中。与传统的SiNx薄膜(ε≈7)相比,丙烯酸酯树脂钝化层具有平坦的表面,其低介电常数(ε≈4.5)可以降低器件的RC延迟,这都将有利于提高薄膜晶体管液晶显示器的开口率,从而提高显示器的亮度,降低能耗和制作成本。     

基于人工局域表面等离激元的液晶微波介电常数测量传感器

液晶材料在微波频段具有良好的调制特性，在微波可调谐器件领域具有巨大的应用潜力。本文针对液晶材料微波介电常数的测量需求，提出了一种基于人工局域表面等离激元谐振的传感器。通过设计环形谐振器结构，在sub-6 GHz频段形成局域表面等离激元窄带谐振峰。通过给液晶施加外加电场，能够实现对液晶介电常数的调控。通过谐振频点位置的拟合，能够得到对应的液晶的介电常数大小，从而实现液晶材料在微波频段的介电常数的测量。本文研究了不同液晶层厚度、不同液晶介电常数对人工局域表面等离激元谐振频点的影响。随着液晶层厚度增加或者液晶介电常数的减小，谐振频点f₁和f₂都逐渐增大。当液晶层厚度大于或等于0.5 mm时，谐振频点f₁和f₂随介电常数的变化具有良好的线性度，且具有高灵敏度(>400 MHz/Δε)，远大于基于目前报道的其他形式介电常数传感器。同时，本传感器结构可以在液晶层上下施加电场，从而实现在不同外加电场作用下液晶材料微波介电常数的测量，在液晶微波特性研究领域具有应用潜力。     

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。     

单片液晶驱动电路AY0438及其应用

<正> 数字显示器是许多仪器仪表的主要器件。近年来随着液晶制造技术的发展,液晶显示器以其低价格、低功耗、美观性等优点被许多设计者所喜爱。但由于液晶显示器需要交变信号驱动,使得其驱动电路十分复杂,所以给设计者带来不少困难。本文介绍一种由MICROCHIP公司生产的单片液晶驱动电路AY0438,它可大大简化驱动电路设计。AY0438每片给出32个交变驱动信号,并行驱动32个LCD显示单元,而只需三根控制线。它可驱动各种液晶显示器,也可多片串联,驱动液晶点阵图形显示器。     

有源层厚度对CuPc-OTFT器件性能的影响

研究了不同厚度有源层的顶电极CuPc-OTFT器件的电学特性。发现器件的性能与有源层厚度有依赖关系，其中，有源层厚度为20nm的器件性能最好。在有源层厚度大于20nm时，有源层厚度的增大不但分去一部分栅电压而且还增大了源、漏电极的接触电阻，从而不利于器件性能的提高。但当有源层厚度小于20nm以后器件的性能开始降低。我们认为当有源层厚度降低到一定程度时，有源层上表面的表面态会使有机材料的隙态浓度增加从而对沟道载流子迁移率产生不良影响以及使器件的阈值电压增大。     

一种新颖的聚合物分散液晶反射光栅

在制备液晶光开关的基础上,采用聚合物分散液晶(PDLC)与金属反射光栅压合的方法研制了一种新型反射式液晶光栅器件,并对其响应时间、调制电压、不同偏振态和不同入射角情况下的衍射效率等光电参数进行了测试.结果表明,该液晶反射光栅具有电场可调性,当驱动电压小于特定值时仅观察到常规反射现象,当驱动电压大于40 V时器件出现明显的光栅衍射效应,且1级衍射效率最大可到6.7%.实验讨论了入射光的偏振态、入射角度等因素对PDLC光栅衍射效率的影响,同时测试了该液晶反射光栅的电场响应时间为10 ms.     

静态驱动液晶显示器设计参数对液晶层电压的影响

讨论液晶显示器在静态驱动条件下,设计参数对加在液晶层上的有效电压的影响,为液晶显示器的设计和分析提供了依据.     

基于液晶的太赫兹反射式波束扫描天线

提出了一种基于液晶的太赫兹电控反射式移相器及其构成的波束扫描阵列天线。通过采用液晶调控的开槽结构移相器,解决了液晶调控过程中谐振层覆盖面不足造成的液晶取向不均、边缘效应和饱和电压增大等问题。设计了工作在380 GHz三开槽的移相器,对谐振频点的表面电流分布和谐振频点进行了仿真分析。数值计算结果表明当液晶相对介电常数在2.47~3.26范围内变化,377~392 GHz频率范围内移相器能够实现360°的相移。采用三开槽结构反射相移单元,设计了工作于380 GHz的电控波束扫描阵列天线,实现了30°范围内的一维波束扫描,主瓣增益大于20 dBi。     

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。     

Comprehensive understanding on the high dielectric constantinsulating layers for alternating-current thin-film electroluminescentdevices

We introduced thin-film electroluminescent cells (TFEL) with a new multilayered-BaTiO₃ layer for the low-voltage driven devices. We begin by simulating the basic parameters for TFEL devices in electrostatic boundary condition and point out how the insulator parameters influence the typical operating properties of the devices. Next, we performed the voltage accelerated breakdown testing of the multilayered-BaTiO₃ having both high dielectric constant and high breakdown strength. The time-zero-breakdown distribution is shown to be dependent on surface roughness, while the long-term failure studied by time-dependent-dielectric breakdown technique at high field is dependent on the bulk characteristics, i.e., transition layers within m-BT films. Thirdly, the TFEL devices were prepared using the multilayered-BaTiO₃ as dielectric materials. We observed a decrease of turn-on voltage with increasing thickness and the increase of the maximum overvoltage. Finally, typical symmetric capacitance-voltage (C-V) and internal charge-phosphor field characteristics were obtained for the device with thin m-BT layers. With increasing thickness of m-BT the significant asymmetry with respect to the applied voltage polarity was observed. This is a main difference as compared with the symmetric characteristics of conventional TFEL devices with low dielectric constant insulators. The experimental results indicate the fact that a selection of the thickness of upper m-BT and their deposition process would strongly affect the interfacial characteristics as well as bulk characteristics of an as-grown ZnS:Pr, Ce layer     

外加电压频率对液晶介电各向异性的影响

液晶材料的介电各向异性通常与频率有关。为进一步研究频率对液晶材料介电常数的影响,首先,使用紫外可见分光光度计(METASH UV-9000S)和表面轮廓仪(Contor GK-T)分别测量液晶盒厚度以及聚酰亚胺(PI)取向层厚度,通过精密热台(LTS 350)控制实验温度20℃,使用精密LCR表(Agilent E4980A)测定4种不同液晶材料在100～2 000Hz的频率内的平行和垂直排列向列相液晶盒电容;然后,利用液晶盒电容模型计算出不同频率下液晶的平行和垂直介电常数,并绘制频率-介电各向异性曲线;最后,分析频率对液晶介各向异性的影响。实验结果表明:温度一定,正性液晶的介电各向异性随频率的升高而减小,然后逐渐趋于平缓,负性液晶的介电各向异性随频率变化基本保持不变。此项研究对进一步分析液晶材料的介电特性具有一定的指导意义。     

1维3元非磁化等离子体光子晶体禁带特性研究

为了研究1维3元非磁化等离子体光子晶体的禁带特性,采用传输矩阵法仿真计算了电磁波在1维3元非磁化等离子体光子晶体的传播规律,用计算得到的电磁波透射系数讨论了周期常数、介电常数、介质层厚度和等离子体参量对其禁带特性的影响。结果表明,改变介电常数、介质层厚度和等离子体频率可以实现对带隙的调制,增加周期数和等离子体频率不能实现对禁带的拓展。这一结果为设计1维3元非磁化等离子体光子晶体器件提供了理论参考。     

波导调制器的优化设计

利用傅里叶级数数值分析法对脊波导结构调制器进行了分析,特别针对SiO2缓冲层厚度不能忽略的情况,对其所造成的影响进行了计算。在此基础上得出了脊波导结构调制器中缓冲层厚度对特征阻抗和有效介电常数的影响特性。在综合考虑速度匹配、阻抗匹配、半波电压以及制作的困难程度等因素后,对调制器的各项参数进行了优化。结果表明,一定厚度的缓冲层能够在保持较大特征阻抗的同时,有效地降低等效折射率,大大地提高了调制带宽,迎合了更高速光纤通信的要求。     

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。     

基于液晶的太赫兹可调谐超材料吸波体

文中设计了一种液晶太赫兹电控超材料吸波体,通过外部电场改变液晶层的等效介电常数,实现对于太赫兹反射波的调控。对器件的传输性能进行计算,分析了谐振频点处的表面电流分布和能量损耗密度情况。采用紫外光刻以及湿法刻蚀技术,制作了30×30单元超材料吸波体阵列并对其进行测试验证。结果表明,当偏置电压在0~30 V之间变化时,吸波体的谐振频点可实现101.5~117.95 GHz范围内的动态调控,综合可调率达到13.9%,整个工作频段内,吸收率始终维持在90%以上。