液晶显示器多种显示模式色彩表现的研究进展

随着液晶显示技术的不断发展,人们对高性能液晶显示器的需求越来越迫切,研究者们也对提升液晶显示性能进行了一系列的研究.色彩表现是液晶显示性能的一个重要方面,Gamma偏移和色偏移是评价色彩表现的重要指标.本文对常用的3种液晶显示模式的色彩表现进行总结,并主要对共面转换与垂面排列液晶显示模式的改善方法进行了详细介绍和分析,...     

基于金属-电介质-金属结构的滤波器提升LCD色域的研究

为了拓宽LCD的色域,提出了在背光系统中添加基于TiO2-Ag-TiO2-Ag-Glass膜层结构的滤波器来优化背光源光谱。所提出的滤波器在可见光范围内可以仅通过红、绿和蓝3种颜色的光,而反射其他颜色的光。利用TechWiz 1D软件模拟了滤波器对于LCD色域的影响。当所提出的滤波器分别与黄色荧光粉(pc-WLED)、新红粉(KSF-LED)以及量子点(QD)背光源相结合时,LCD的色域分别从72%提升至102.6%NTSC,从92.3%提升至113.8%NTSC,从104.3%提升至119.9%NTSC。当入射光的角度从0°增加到40°时,3种背光源的色域变化都很小。模拟结果表明基于金属-电介质-金属(MDM)膜层结构的滤波器拥有小的角度依赖性,因此对实现宽色域LCD,是一种非常有效的方法。但其光利用率很低,3种背光源的光效率分别为26.5%、35.4%以及40.7%。     

快速响应的共面转换型液晶显示器

共面转换液晶显示器(IPS-LCD)由于其具有可视角度大、色彩真实、画质出色等优点,在平板显示器中得到了广泛应用,然而响应速度慢限制了其在高端显示器中的应用。本文中,首先通过采用正性液晶,对IPS类型中的边缘场转换型(FFS)和边缘场共面转换型(FIS)的液晶显示器,不同摩擦角度下的电光特性和响应时间进行了模拟计算。然后从预倾角度、电极尺寸以及弹性常数出发,对FIS液晶盒结构参数进行了优化,提出了一种快速响应的液晶显示器。我们通过计算机模拟发现,在FFS液晶盒中,摩擦角度对工作电压具有较大影响,小摩擦角度可实现高透过率、低工作电压;而在FIS液晶盒中,摩擦角度对响应时间具有较大影响,大于10°时与2°时相比,响应速度可提高82.7%以上。并且,不同摩擦角度下,弹性常数对FIS液晶显示器的响应速度影响不同,摩擦角度为2°时,响应速度与弹性常数K11、K22、K33都有关,而摩擦角度为12°时,响应速度只与K22有关,这个原因导致了12°与2°时相比,响应速度提高了84.2%。     

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。     

基于部件检测与检索的行人精细化分割

针对行人图像外观的多样性以及结构、姿态、场景的复杂性,提出一种有效的精细化行人部件分割方法.该方法实现把一幅行人图像分割成不同的语义区域,主要包含三个阶段,前两个阶段单独训练两个Fast R-CNN（Fast Region-based Convolutional Neural Network,快速区域卷积神经网络）模型,分别用来检测整个人体以及各个部件以获得各类别部件的大体位置;第三个阶段使用基于检索过分割图像的方法来对检测到的各个部件进行分割,最后把各部件分割结果还原到原图坐标上以得到最终的分割结果.实验表明所提方法在三个公开的数据库上,与其他算法相比,分割准确率更高,边缘效果更好.     

液晶消色差偏振光开关

为了实现全可见光波长范围内的偏振光偏振方向正交变化的可控性,我们研究了由液晶盒构成的消色差偏振光开关。研究了液晶波片的偏光旋转特性及响应特性,并与传统波片的偏光旋转效果进行对比,然后参考组合式消色差波片的设计,设计出了由多片液晶盒构成的消色差偏振光开关。使用Tech Wiz LCD 1D软件对两种结构的消色差偏振光开关进行模拟,得到其偏光旋转效果以及响应特性,并得到不同波长偏振光的对比度。模拟结果表明:本文中提出的两种结构的液晶消色差偏振光开关可以实现在较大波长范围内的偏振光方向的正交变化,同时出射偏振光具有较高的偏振度。在20V驱动电压下,偏振旋转的上升时间0.3ms,下降时间4.5ms,符合实际器件中对于消色差偏振光开关的响应速度要求。     

Determining the sum of flexoelectric coefficients in nematic liquid crystals by the capacitance method

A detailed theoretical analysis of determining the sum of flexoelectric coefficients in nematic liquid crystals using the capacitance method is given. In the strong anchoring parallel aligned nematic （PAN） and hybrid aligned nematic （HAN） cells, the dependences of the capacitance on the sum of flexoelectric coefficients and the applied voltage are obtained by numerical simulations, and the distributions of the director and the electric potential for different applied voltages and flexoelectric coefficients are also given. Based on this theoretical analysis, we propose an experimental design for measuring the capacitance of a liquid crystal cell using the improved precision LCR meter E4980A （Agilent）. Through comparing the experimental data with the simulated results, the sum of flexoeletric coefficients can be determined.     

Viewing angle characteristics of a nematic liquid crystal cell with two crossed-grating surface substrates

Liquid crystal in a nematic liquid crystal cell surface with two crossed-grating surface substrates can be oriented along the normal grating direction with given geometric parameters of groove and anchoring strength. This display is equivalent to multi-domain vertical-alignment mode. It has a relatively wide viewing angle. In this letter, we investigate the viewing angle characteristics of this kind of cell. The viewing angle dependence of contrast ratio is obtained using the extended Jones matrix method, which also considers the flexoelectric effect. The viewing angle is dependent on the geometric parameter of grating surface, the flexoelectric coefficients, and the anchoring strength. Therefore, appropriate value for each factor needs to be selected to obtain a better viewing angle of this cell.     

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.     

胆甾相与蓝相液晶的布拉格反射和旋光能力研究

采用时域有限差分法(FDTD)研究了胆甾相液晶与蓝相液晶的旋光能力。首先计算了圆偏振光在平面态胆甾相液晶与蓝相液晶中的布拉格反射现象,从晶格结构和分子排列的角度对模拟结果做了讨论,研究了液晶折射率和螺距对布拉格反射现象的影响。其次研究了胆甾相与蓝相液晶夹在两正交偏振片间的漏光情况,用液晶的旋光能力对二者的相似和不同的现象进行了解释。