垂直定向液晶光阀中液晶电光特性的理论分析

采用 ４×４ 矩阵法模拟计算了垂直定向液晶光阀的电光特性, 从理论上分析了影响液晶光阀电光特性的因素。根据向列液晶的弹性连续体理论及边界力矩平衡方程, 求出了垂直定向向列液晶在液晶界面之间相互作用锚泊能为有限值时的液晶指向矢分布。根据指向矢分布计算了一定外加电场下液晶光阀的电光特性, 并和锚泊能为无限大时的特性进行了比较和分析     

向列相液晶盒中的挠曲电体积效应

基于液晶弹性理论研究了电压作用下向列相液晶盒中的挠曲电体积效应.通过变分理论得到了液晶指向矢倾角θ满足的微分方程,利用差分迭代的方法计算了强锚定平行排列液晶盒和混合排列液晶盒中液晶指向矢的分布情况,利用琼斯矩阵的方法计算了两种液晶盒中电光特性曲线.结合计算结果分析了挠曲电体积效应对混合排列液晶盒中液晶指向矢分布及电光特性曲线的影响.     

液晶盒中挠曲电效应的计算

负性液晶MBBA在液晶盒中垂面排列,沿面外加电场后产生挠曲电效应.基于液晶弹性理论研究这一效应,基于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.在小角度近似下,得到了指向矢分布的解析解,与数值解和专著结果进行了比较.     

反扭曲向列相液晶盒中的引流

根据Erickson-Leslie流体动力学方程,研究了反扭曲向列相液晶盒.该液晶盒只有在有外场的情况下才会扭曲.通过计算模拟得出指向矢构形和流速与时间的关系.在外加电压情况下,由于存在引流效应导致指向矢分布不正常.     

电控液晶光阀中的指向矢分布特性

液晶分子具有介电和光学各向异性,在外电场作用下,液晶指向矢将会重新分布,具有高效的光学相位调制能力.本文从实验和理论角度对电控液晶光阀的光学调制特性进行了研究,结果表明:光阀阈值电压约为4V,且当外加电压高于阈值电压时,液晶光阀的透射强度随外加电压表现出非周期性特性.根据液晶连续体弹性理论,对电场作用下液晶光阀的指向矢分布特性进行数值分析,分析结果表明液晶光阀对透射光强的非周期调制特性取决于液晶体系的偏转状态,为研究液晶的偏振光调制特性提供理论依据及实验基础.     

挠曲电效应对向列相液晶盒电光效应的影响

研究挠曲电效应对向列相液晶盒电光效应的影响.通过变分理论得到液晶指向矢满足的微分方程和边界条件,利用差分迭代的方法计算强锚定和弱锚定液晶盒中液晶指向矢的分布情况.借助琼斯矩阵的方法,计算两种液晶盒电光特性曲线.此外,在计算中同时考虑了挠曲电表面和体积效应.     

用偏光干涉法动态测量扭曲向列型液晶指向矢

提出一种基于双折射晶体劈的偏振态实时测量方法,并将该方法用于扭曲向列型液晶透射光的偏振态分析,实现了液晶分子平均指向矢的动态测量.利用基于晶体劈的偏光干涉法将待测光的偏振参量编码为两组干涉条纹,通过对干涉条纹定位实现偏振态的实时测量;再根据液晶指向矢的倾角、扭转角与透射光偏振态之间的关系,推算出液晶分子平均指向矢的动态信息.本实验测量液晶指向矢的速度为每秒5次,液晶平均指向矢的倾角、扭转角的测量准确度达到0.2°.本文研究为液晶分子平均指向矢的动态测量提供了一种有效途径.     

液晶指向矢分布的模拟和比较研究

用差分迭代法计算了扭曲、超扭曲以及混合排列丝状液晶在电场中指向矢的空间分布,与牛顿法和张弛法的计算作了比较;并应用于液晶电光特性的模拟计算 关键词： 液晶 指向矢 差分迭代     

手性沿面排列IPS模式液晶盒中的动态响应

根据Ericksen和Leslie的液晶弹性理论和动力学理论对共面转换液晶显示器件(IPS LCDs)响应时间参数进行分析,将手性平行排列引入这种模式,给出此种盒中的指向矢分布的动态方程.通过计算液晶盒中的瞬时指向矢分布,得到响应时间参数与扭曲角之间的关系.计算结果表明:具有一定扭曲角的手性沿面排列IPS模式的液晶盒将会有很高的响应速度.     

栅状表面液晶盒的光学属性

基于栅状表面等效锚定能公式和弹性理论,对Bryan-Brown等人提出的混和排列向列相液晶盒进行研究.通过变分理论得到指向矢倾角和扭曲角满足的方程和边界条件.根据这些方程和边界条件,利用差分迭代方法计算出指向矢倾角和扭曲角对应某一个δ/λ值在不同电压下的分布.应用琼斯矩阵方法,研究这种液晶盒的电光效应.这些结果都与栅状表面的几何参数有关,即与周期λ和振幅δ有关.     

快速测量扭曲向列相液晶盒盒厚

提出了一种利用圆偏光仪测量扭曲向列相液晶盒盒厚的新方法,即:圆偏光仪组成为两端是一对起偏器和检偏器,中间放置一对四分之一波片.起偏器和检偏器平行或垂直放置,其中一个四分之一波片的快轴和起偏器透光轴成45°,另一个四分之一波片的快轴和起偏器透光轴成－45°.液晶盒样品直接插入到两四分之一波片中间,无需调整方向.不同于旋转液晶盒或偏振片寻找输出光强最大值或最小值的方法,圆偏光仪测量盒厚不需要旋转任何光学元件或液晶盒观测输出光强的变化,只需要观测检偏器在平行和垂直方向的两个强度值,能够实现快速测量,简洁而且有效.     

Measurement of elastic constants of nematic liquid crystals with use of hybrid in-plane-switched cell

A new method for quick and pretty accurate measurements of splay, twist and bend elastic constants of nematic liquid crystals is experimentally verified. The main concept relies on exploiting only the electric field and determining magnitudes of nematic elastic constants from threshold fields for Freedericksz transitions in only one hybrid in-plane-switched cell. In such cell the deformations of an investigated liquid crystal are controlled by three separated pairs of electrodes confining measurement domains. In two of them inter-digital electrodes are mounted on one cell cover. Splay, twist and bend elastic constants can be measured by a proper choice of electrodes?? configuration together with orienting cover coatings (without applying magnetic fields). In this paper, we describe layout of our cells and results of experimental tests by using different liquid crystals: 5CB and 6CHBT (with positive dielectric anisotropy), Demus?? esters (with negative dielectric anisotropy) and new liquid crystals mixtures produced in our university.     

平行排列丝状液晶在超短脉冲激光激励下发生瞬态扭曲形变的最佳偏振角

利用光学相位延迟法，观察到平行排列丝状液晶在超短脉冲激光（10ns）激励下的瞬态扭曲形变.实验结果表明，虽然脉冲激光的电场强度远远大于液晶发生扭曲形变的阈值，但并不能保证液晶会发生瞬态扭曲形变.这主要是因为脉冲激光的激励时间非常短，而液晶分子发生扭曲形变的响应时间相对较长，从而使其来不及形变.分析发现：激励激光的偏振方向与平行排列丝状液晶分子的最佳夹角是45°.利用此条件，观察到掺微量D型苏氨酸卟啉的平行排列丝状液晶在超短脉冲激光激励后具有记忆效应，这在光存储和记忆显示方面有很大的实用价值.     

反射式液晶显示光学的理论计算

本文针对反射式液晶显示模式,在Berreman’s 4×4矩阵和扩展琼斯矩阵的基础上,分别推导了适于金属和介质两种反射镜下的反射式液晶显示光学的理论计算.并模拟了反射式液晶显示在自然光照射下的光电特性、视角光学特性,为反射式液晶显示新模式的开发做了理论上的计算研究.     

Investigations of twist elastic constant K<Subscript>22</Subscript> of new nematic liquid crystal materials using threshold IPS method

The liquid crystal technology is one of the most popular at the present time. To the most important parameters of liquid crystals belong optical anisotropy, viscosity, and twist elastic constants. One of the most difficult and problematic to measure parameters is a twist elastic constant K₂₂. For new liquid crystalline materials, we have to characterize their physical properties, also a twist elastic constant K₂₂.     

胆甾相和蓝相液晶的透射和反射特性

针对蓝相液晶显示器中的暗态漏光特性, 采用时域有限差分方法模拟计算了胆甾相液晶的平面态和焦锥态以及蓝相II态液晶的透射和反射特性, 得到了它们在正交和平行偏振片之间的漏光, 并提出了计算等效旋光能力的公式以比较它们的旋光能力. 通过对比焦锥态和蓝相液晶的旋光能力和漏光特性发现, 采用焦锥态替代蓝相液晶而得到良好的暗态特性是一种可行的方法. 通过研究它们的布拉格反射特性, 得知蓝相液晶的布拉格反射与平面态相似, 但反射强度小, 焦锥态无明显的布拉格反射特性.     

液晶电光特性研究

随着近几年液晶显示技术在诸多领域的广泛应用和新技术的推出,人们一直致力于改善液晶器件显示性能的研究。在液晶显示器应用中,电光特性是一个很重要的参数,介绍了采用激光测量的方法获得液晶的电光特性、阈值电压及视角特性。分析了液晶分子在交流电场作用下重新取向后的扭曲特性,测试了不同电压下液晶分子的透光率和扭曲角度,结果表明:该方法是可行的,向列相液晶具有0.92 V较低阈值电压和较为陡峭的电光曲线,水平方向上在-60~+50有较好的视角特性,垂直方向上在-40~+20有较好的视角特性。该结论为偏光器件的设计与制作提供了依据。