混合排列向列边缘场转换（hanffs）显示模式的简化模型研究.pdf

河北工业大学 硕士学位论文 混合排列向列-边缘场转换（HAN-FFS）显示模式的简化模型研 究 姓名：徐晓玲 申请学位级别：硕士 专业：理论物理 指导教师：张志东 20080501 河北工业大学硕士学位论文 混合排列向列混合排列向列-边缘场转换（边缘场转换（HAN-FFS）显示模式的）显示模式的 简化模型研究简化模型研究 摘摘 要要 液晶显示器在市场中是否具有竞争力， 关键看是否具有优质的显示质量 最近由 Seung Hee LEE等提出了一种新的显示模式即 HAN-FFS 模式这种显示模式具有制作简单、宽视 角、低驱动电压和高透光率的特点，是改善视角特性，提高显示质量很有吸引力的方法 本文基于 Seung Hee LEE等人的研究的正性液晶构成的液晶盒的 HAN-FFS 显示模式 由于在该模式中电场的垂直分量不引起阈值，水平方向电场起主要作用为了集中解决阈 值问题，本文将边缘场简化为水平均匀场且做单一常数近似 通过两个简化条件： （一）将边缘电场简化为均匀电场 i K（二）弹性系数 112233 KKK=== 根据液晶弹性理论，得到 HAN-FFS 显示模式的阈值电压的解析解。

且它与液晶盒厚， 电场方向盒宽，弹性系数，介电常数有关 并根据液晶光学中琼斯矩阵法利用计算机模拟出指向矢变化情况及电光特性曲线从 结果比较可以看出 HAN-FFS 简化模型模式在大摩擦角时存在阈值电压，这与 Seung Hee LEE提出的 HAN-FFS 显示模式存在阈值相一致但阈值电压随着摩擦角的减小而减小，至 逐渐消失 HAN-FFS 显示模式较好地解决了 LCD LCD 的视角问题对于自身存在的色移、开口率低、 透光率低、响应速度慢等也有了许多相应的改进方法相信经过努力，该模式一定能在显 示领域占据一定地位 关键词：关键词：HAN-FFS ；液晶指向矢；阈值电压; 透过率 H A N —F F S S T U D Yo FAS I M P L I F I E DM o D E LB A S E Do N H Y B R I YA L I G N E DN E M A T I CL C DM o D ED R I V E N B YF R I N G E - F I E L DS W I T C H I N G ( H A N - F F S ) A B S T R A C T I nl i q u i dc r y s t a ld i s p l a y s ( L C D s ) ，t h ei m p r o v e m e n to fi m a g eq u a l i t yb e c o m e sm o r ec r u c i a l t ot h ee x t e n s i o no ft h e i rm a r k e ta n dc o m p e t i t i o nw i t ho t h e rt y p e so fd i s p l a y s ．R e c e n t l y ，S e u n g H e eL E Eh a v er e p o r t e dan e w t y p eo fd i s p l a y st h a ti sh y b r i da l i g n e dn e m a t i cL C D d r i v e nb y f r i n g e —f i e l ds w i t c h i n g ( H A N —F F S ) ，w h i c hs h o w sag o o dv i e w i n ga n g l e ，h i g ht r a n s m i s s i o na n d l o wd r i v i n g ． V o l t a g ew i t ha r e d u c e dn u m b e ro fm a n u f a c t u r i n gp r o c e s s e s ．H A N —F F Sm o d eh a sa t t r a c t i o n f o ri m p r o v i n gi m a g eq u a l i t u ya n ds h o w i n gam u c hw i d e rv i e w i n ga n g l e ． T h ea r t i c l es e t su pa s i m p l i f i e dm o d e lb a s e do nH A N —F F Sm o d eS e u n gH e e L E E p r o p o s e d l i q u i dc r y s t a lc e l lu s i n gal i q u i dc r y s t a lw i t hp o s i t i v ed i e l e c t r i ca n i s o t r o p y ．B e c a u s e ，i nt h a t d i s p l a ym o d e ，t h et h r e s h o l d v e r t i c a lc o m p o n e n to fe l e c t r i cf i e l dn o tp r o d u c e sv o l t a g e ．T h e h o r i z o n t a lc o m p o n e n tp l a yam a i nr o l e ．I no r d e rt or e s o v l ev o l t a g ep r o b l e m ．T h em o d e ls u p p o s e s ： F i r s t l y ：t h ee l e c t r i cf i e l do fe l e c t r o d ei nl i q u i dc r y s t a lc e l li se v e n ． S e c o n d l y ：b e n de l a s t i cc o n s t a n t ，t w i s te l a s t i cc o n s t a n ta n ds p l a ya r ee q u a l ，n a m e l y ， K 】1 一K 2 2 = K ”一K ． B yu s i n gl i q u i dc r y s t a le l a s t i ct h e o r yt oa n a l y z et h es i m p l i f i e dm o d e l ，w ef o u n dt h e a p p r o x i m a t et h r e s h o l dv o l t a g ee x p r e s s i o no fH A N —F F Sm o d e ．I tr e l a t e st oc e l lg a p ，e l e c t r o d e w i d t h ，e l a s t i cc o n s t a n ta n d T of u l l yu n d e r s t a n dt h es w i t c h i n gp r i n c i p l ew h e nu s i n gt h eL C ，as i m u l a t i o nw a sp e r f o r m e d u s i n gc o m p u t e rb a s e do nJ o n e sm a t r i xm e t h o df o ro p t i c a lc a l c u l a t i o n s ．W eo b t a i nd e r e c t o r i 1 d i s t r i b u t o na n dv o l t a g e —d e p e n d e n tt r a n s m i t t a n c ec u r v e s ． F r o mt h er e s u l t ．w ec a ns e et h es i m p l i f i e dm o d e lh a v et h r e s h o l dv o l t a g ea tb i g g e rr u b b i n g a n g l e T h i sr e s u l ti sc o m m u n i c a t ew i t ht h eH A N —- F F Sm o d eS e u n gH e eL E Ep r o p o s e dw h i c hh a s t h r e s h o l dv o l t a g e ．A st h er u b b i n g a n g l eb e c o m i n gs m a l l e r ，t h et h r e s h o l dv o l t a g ew i l lb e c o m e l o w e ra n dl o w e r ．I tw i l ld i s a p p e a ra tt h ee n d ． T h eH A N —F F Sm o d ec a nr e s o l v ev i e w i n ga n g l e p r o b l e mv e r yw e l l ．A n di ti m p r o v e sl o w t r a n s m i t t a n c e ，r e s p o n s et i m e ，n a r r o wv i e w i n ga n g l eW eb e l i e v et h i sm o d ew i l lp l a yai m p o r t a n t r o l ei nT ，C D qf i e I d K E Y W O R D S ：H A N —F F S ；l i q u i dc r y s t a ld i r e c t o r ；t h r e s h o l dv o l t a g e ；t r a n s m i t t a n c e 河北工业大学硕士学位论文 1 第一章第一章 绪绪 论论 液晶发现于 1888 年，奥地利植物学家埃尼采儿（F. Reinitzer） [1]在 1888 年在研究胆甾醇类 化合物的植物生理Fredericksz作用中，发现把胆甾醇苯酸脂（cholesteryl benzoate,C6H5CO2C27H45, 简称CB）晶体加热到 145.5C时，晶体会熔为混浊粘稠的液体，继续加热到 178.5C，混浊粘稠的液 体会变成完全透明的液体。

同时，Reinitzer在冷却透明液体时，在透明态转变点之下观察到了清晰 的紫色，桔红色，绿色，也就是所谓的蓝相这种变化表明，液态的胆甾醇苯酸脂可以发生某种相 变，这个由混浊液体变成清亮各向同性液体的温度称为物体的清亮点（clearing point）,在熔点到 清亮点的温度范围内物质处于不同于各向同性液体的中介态埃尼采儿把他所观察到的现象告知了 德国物理学家雷曼经系统研究，雷曼指出，在熔点到清凉点的范围内，这些物质的机械性能与各 向同性的液体相似；但它们的光学性质却和晶体相似，是各向异性的这就是说，物质在中介相具 有强烈的各向异性物理特征，同时又像普通流体那样具有流动性[2,3]，因此被称之为液晶（Liquid Crystal） [4,5]中介相被称为液晶相 液晶的发现虽然已经有一百年的历史，但在未曾找到实际用途之前，长期的只是停留在少数科 学家的实验室里对它进行的研究在二十世纪三十年代盛行一时后因没有得到应用而失去了人们 的注意力直到 1968 。