弱锚定垂面排列液晶显示器的响应时间

研究了弱锚定垂面排列液晶显示器中液晶的响应时间.应用等效液晶盒厚的方法可以将弱锚定液晶盒看作强锚定液晶盒.等效盒厚为液晶层厚度加上由于弱锚定边界条件而引起的外推长度.文中应用两种不同的方法推导了该外推长度,并对两种方法对应的响应时间进行了比较和分析.     

不对称弱锚定沿面排列向列液晶盒的研究

用解析方法研究了上、下基板锚定强度不同的弱锚定沿面排列向列液晶盒(不对称液晶盒)，给出了指向矢倾角θ满足的方程和边界条件，讨论了它的解，导出Freedericksz转变的阈值场强和饱和场强。研究了由于上、下基板锚定强度不同而引起的对称性破缺，以及对称破缺和磁场强度之间的关系，发现了不对称液晶盒一些特殊的现象。作为应用的例子，讨论了一种测定基板锚定强度的新方法。     

光控取向弱锚定表面的液晶分子排列

研究了光敏聚酰亚胺ＰＩ（ＢＴＤＡ－ＴＭＭＤＡ）用于液晶取向时的弱锚定边界特性。实验测得了两基板皆为摩擦取向层扭曲向列液晶显示器件（ＤＲ－ＴＮ－ＬＣＤ）及两基板皆为光控取向层的扭曲向列液晶显示器件（ＤＬＰＰ－ＴＮ－ＬＣＤ）的电光特性和时间响应特性曲线。研究了液晶排列的稳定性,讨论了液晶分子在光控取向弱锚定表面上的排列机理。     

基板锚定特性对液晶盒电容的影响

基板的锚定特性,包括锚定能大小和锚定易取方向,影响液晶指向矢的分布,直接导致液晶盒电容的改变,因此可以通过液晶盒电容的测量确定基板表面的锚定特性。基于液晶弹性理论和变分原理,理论推导弱锚定平行排列向列相和混合排列向列相液晶盒系统的平衡态方程和边界条件,采用差分迭代方法数值模拟得到了液晶盒约化电容随电压、锚定能系数及锚定易取方向变化的曲线。结果表明:液晶盒电容随基板锚定能系数的增加而减小;随预倾角的增加,液晶盒电容随锚定能系数的变化缩小;同一电压和基板锚定能系数下,平行排列向列相液晶盒电容不会大于混合排列向列相液晶的电容。     

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。     

掺有反手性分子、表面摩擦方向90°的垂面排列液晶盒的电光特性

研究了掺有手性分子、扭曲角为90°的垂面排列液晶盒的电光特性,该分子的手性方向与液晶扭曲方向相反。在未施加电压时,液晶指向矢呈垂面排列,但是在中间电压状态下,由于电场、表面锚定作用及反手性掺杂作用之间的平衡力矩,大量液晶分子呈垂面排列。本文着重讨论了该模式在液晶显示器方面的潜在应用,尤其是对半透半反射型双层盒的液晶显示器。     

柱状腔向列相液晶指向矢结构的Monte Carlo模拟

液晶分子被限定在柱状腔内,基于Gruhn-Hess两体势,通过Monte Carlo模拟方法,研究了径向边界条件及温度对柱状腔内向列相液晶PAA的指向矢结构的影响。文中计算了系统平衡后的二阶序参数、轴向序参数、径向序参数、角向序参数和指向矢快照图。在自由表面条件下,液晶分子在与柱轴垂直的面内呈均匀一致排列,而径向锚定作用下,指向矢结构为平面极性结构;在径向锚定作用下,随着锚定强度的增加,液晶分子在与柱状腔轴垂直的面内径向排列有序度增加;温度的变化会改变液晶分子的有序度,但不改变其指向矢结构。     

弱锚定条件下平行排列向列液晶盒的一级转变

在液晶总自由能中界面锚定能采用修正后的Rapini-Papoular(RP)公式，用严格的数学推导和计算，详细研究了弱锚定条件下平行排列的向列液晶盒在阈值点的弗雷彼里克兹(Freedericksz)转变问题。结果表明，对所研究的液晶盒在一定条件下阈值点的转变可以是一级转变。同时给出了一级转变条件，它与液晶表面参量有关。     

挠曲电效应对液晶微波相位调制的影响

液晶微波调制器件的相位调制取决于液晶分子指向矢的分布。液晶指向矢的分布不仅会受基板表面处液晶分子预倾角和锚定能等因素的影响,液晶材料的挠曲电特性同样会影响液晶指向矢分布。基于液晶弹性理论和差分迭代方法,研究了挠曲电效应对平行排列向列相(PAN)液晶微波相位调制的影响,理论推导得到弱锚定PAN液晶盒的平衡态方程,数值模拟给出了不同的预倾角、锚定能和液晶材料的挠曲电特性条件下单位长度微波相移(MPSL)随电压的变化。结果表明MPSL随锚定能系数的减小而增大,A_0=A_d=5×10~(-5)J/m~2时,挠曲电效应e_(11)+e_(33)=5×10~(-11 )C/m对MPSL最大可调范围为20°,0°预倾角对MPSL最大可调范围为17°,MPSL差值最大增加均为9°;预倾角为3°时,MPSL可调范围随挠曲电系数的增大而增大,相对于忽略挠曲电效应情形,强锚定A_0=A_d=10~(-3)J/m~2条件下MPSL始终减小,弱锚定A_0=A_d=5×10~(-5)J/m~2条件下MPSL先减小后增大然后再减小,MPSL差值最大增加为9°。此项研究对液晶微波调制器件设计有一定的指导意义。     

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。     

混合排列向列相液晶盒电容特性研究

基于液晶弹性理论和变分原理,研究了强锚泊混合排列向列相液晶盒的电容特性,同时考虑了液晶挠曲电特性的影响。通过Matlab软件数值模拟得到了不同挠曲电系数下电压-电容曲线,当挠曲电系数和e11+e33≥0时,电容随电压线性增加;当e11+e33<0时,电容随电压的增加先减小后增大。并且,随挠曲电系数绝对值的增加,挠曲电效应对电容的影响亦将增大。     

Liquid Crystal Alignment Layer With Controllable Anchoring Energies

We demonstrate a liquid crystal alignment layer with controllable polar and azimuthal anchoring energies. This alignment layer is based on a nanostructured surface formed by mixing a conventional polyimide and a nonaligning polymer. By using this variable anchoring alignment layer, large cell gap bistable twisted nematic LCD requiring asymmetric anchoring can be fabricated.     

OCB液晶显示的动力学计算

以液晶动力学理论为基础,考虑引流效应后,计算在强锚定和弱锚定边界条件下的OCB型盒中的指向矢分布和流动速度分布,给出透射光相对强度随时间变化有预倾角情况下的透射光相对强度。计算结果表明,OCB盒较平行排列盒和HAN盒具有更快的响应速度。     

OCB液晶显示模式的电光特性模拟

利用计算机模拟的办法,计算了光学补偿弯曲(OCB)模式和无偏压光学补偿弯曲(NBB-OCB)模式这两种液晶显示模式下数种液晶材料的电压-透过率曲线和动态响应曲线,验证了 NBB-OCB 模式能有效降低驱动电压.另外比较了 NBB-OCB 模式与弱锚定 OCB 模式降低驱动电压的能力,并详细研究了在 OCB 模式中预倾角大小与展曲态-弯曲态转换电压之间的关系.     

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。     

液晶分子在高分子膜上的排列记忆效应

通过测量高分子膜聚酰亚胺由排列记忆效应产生的锚定强度,对锚定强度随记忆时间的变化进行定量描述。聚酰亚胺膜表面的锚定强度随着记忆时间的增加逐渐增大,大约经过20h后达到饱和,其归一化饱和值大约为30μm^-1。