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。

有效粘滞系数对混合排列向列相液晶动力学的影响

以液晶动力学理论为基础,对混合排列向列相液晶的动力学行为进行了研究。在严格考虑引流效应、通过有效粘滞系数γeff考虑引流效应和完全忽略引流效应这3种条件下,分别建立了指向矢运动方程。通过对加电压和撤电压过程的数值模拟,给出了有效粘滞系数γeff对液晶指向矢分布及有效折射率的影响。

混合排列向列相液晶导模中挠曲电效应的影响

强锚泊混合排列向列相(HAN)液晶盒中,挠曲电效应会对液晶指向矢分布产生影响,这种变化可以通过改进的液晶全漏导模技术实验进行测量。基于液晶多层光学理论和液晶弹性理论,计算得到强锚泊混合排列向列相全漏液晶波导反射率和透射率随内角(光线射入液晶层的角度)的变化曲线,分析了挠曲电效应的影响。挠曲电系数取符号"-"或"+",全漏液晶波导反射率或透射率变化曲线相对于不考虑挠曲电效应时右移或左移一段距离,并且挠曲电系数数值不同移动的距离也会发生变化。由移动距离可知挠曲电系数的数值,为实验确定挠曲电系数提供了理论依据。

混合排列向列相液晶薄盒中-1/2向错引起的有序重构的扩散

基于Landau-de Gennes理论,利用松弛迭代法,研究了混合排列向列相液晶薄盒中1/2向错引起的有序重构的扩散现象,给出了1/2向错的核结构、双轴性结构,以及盒厚减小时有序重构的扩散.当盒厚小于15ξ时,随着盒厚的减小,向错范围和有序重构区域沿基板方向迅速扩散;当盒厚减小到临界厚度10ξ时,有序重构的范围扩散到整个液晶盒中,以向错中心所对应的平面为界,指向矢一部分垂面排列,另一部分沿面排列.本文的研究对拓扑缺陷对向列相液晶中的亚微米胶体粒子的调节作用具有一定的理论指导意义.

挠曲电效应对向列相液晶盒响应时间的影响

应用液晶动力学理论和差分迭代方法,考虑上液晶挠曲电特性情形下研究强锚泊混合排列向列相液晶盒撤掉电压时的动态响应过程,数值计算得到液晶盒透过率随时间的变化.结果表明:随展曲和弯曲挠曲电系数和的绝对值|e11+e33|的增加,液晶盒的响应时间逐渐减小,当|e11+e33|=50 pC·m-1时,响应时间与忽略挠曲电效应的情况相比缩短了一半.

液晶可调电容器的研究

在外加电压作用下,液晶的有效介电常数会发生变化,导致液晶盒电容的改变,由于液晶盒本身可以看作是一个电容器,因此随着外加电压的不同其电容是可调的。基于液晶弹性理论和变分原理,理论推导强锚泊平行排列和混合排列向列相液晶盒电容的解析表达式,数值模拟得到了液晶盒的电容-电压曲线。通过数据分析,两种液晶盒的电容特性存在一定的区别,尤其在较低电压时为了获得较大范围的可调液晶电容器,平行排列盒选择弹性常数κ较小且介电各向异性γ较大的液晶材料;而混合排列盒选择弹性常数κ较大且介电各向异性γ较大的液晶材料。高压时两盒的选择是一致的。

全漏光导波技术确定液晶材料的挠曲电系数

利用全漏光导波技术,测量负性向列相液晶材料MS-N01300-000的展曲和弯曲挠曲电系数之和.根据液晶弹性和多层光学理论得到同一电压下不同挠曲电系数的反射率随内角(入射到液晶层角度)的理论变化曲线.实验中,将液晶材料灌注到混合排列向列相液晶盒中,在液晶盒上分别加交流电和直流电,采用全漏光导波技术得到反映液晶指向矢分布的液晶波导反射率随内角变化曲线.实验发现,由于液晶挠曲电作用,同一电压值下反射率随内角变化曲线发生微小移动.对比理论与实验曲线,由曲线移动距离得到MS-N01300-000液晶材料展曲和弯曲挠曲电系数之和为2.5×10-11 C/m.

HAN-IPS液晶盒的引流效应

根据Erickson-Leslie流体动力学理论,研究了混合排列向列相-共面转换液晶盒的引流效应。在强锚定边界条件下,经过理论推导,得出液晶指向矢与流速的关系方程,进一步通过数值计算得出指向矢分布与时间的关系。发现引流效应加快了指向矢达到平衡态的速度,而且破坏了指向矢分布的瞬态对称性,特别在加电压的初始几毫秒这种现象非常明显。

液晶盒的电容特性

液晶盒外加一定的电压,会改变液晶分子的取向排列,这样液晶层的有效介电常数也会随之发生改变。如果把液晶盒看作一个电容器,其电容也会有所改变。本论文理论研究强锚泊混合排列向列相液晶盒的电容特性,基于液晶弹性理论和变分原理,理论推导液晶盒系统的平衡态方程及电容的解析表达式,通过Matlab软件数值模拟了此液晶盒的电容-电压曲线和指向矢分布曲线,并对其电容特性进行了分析。

新型液晶可调电容器的研究

液晶盒受到外加电压后,液晶有效介电常数会发生改变,导致液晶盒电容变化。改变液晶盒外加电压的数值,可以实现自主调节液晶盒的电容数值。文章以液晶的弹性理论和经典变分原理为分析手段,研究了受到挠曲电效应影响下的强锚定平行排列和混合排列向列相液晶盒的电容特性,为液晶可调电容器的设计研发及挠曲电系数的测量提供了科学理论依据。

基于液晶动态响应的挠曲电系数测量

基于自组装的液晶动态响应实验装置,研究了液晶挠曲电效应对强锚泊混合排列向列相(HAN)液晶动态响应过程的影响。实验中HAN液晶盒施加脉宽为250 ms、幅度可调的正负单脉冲电压信号,结果发现:幅度相同的正负脉冲电压信号作用下液晶的动态响应不同,幅度不同的正脉冲或负脉冲电压信号作用下液晶的动态响应也不同。通过幅度不同的正脉冲电压信号(3、4、5、6 V)作用下液晶动态响应实验曲线与考虑挠曲电效应情形下液晶动态响应理论曲线之间的比较,得到了液晶材料E7的挠曲电系数为e11+e33=4.0×10-11C/m,与文献中报道的实验测量值基本一致。