液晶顯示器(liquidcrystaldisplay,LCD)具有工作電壓低、微功耗、能使用CMOS直接驅動、超薄等特點,是當前最具有活力的顯示器件之一[1].垂直取向(verticalalignment,VA)顯示模式已經逐漸成為大尺寸液晶顯示面板的主流顯示模式[2],相比于以前的平面轉換模式(in-planeswitching,IPS)和扭曲向列相(twistednematic,TN)顯示模式,VA模式具有高對比度、寬視角以及快速響應的優點[3].VA技術包括夏普的連續焰火狀排列技術(continuouspinwheelalignment,CPA),富士通的多疇垂直取向技術(multi-domainverticalalignment,MVA)[4-5]和三星的圖像垂直取向技術(patternedverticalalignment,PVA)[6],他們的基本原理相同,是目前大尺寸液晶顯示面板的主流技術.MVA液晶顯示技術的基本原理是不加電壓時,液晶分子長軸垂直于基板表面,偏振光通過液晶層時不產生相位變化,由于上下偏振片正交排列,通過液晶層的偏振光不能通過上偏振片,從而得到完美的黑態.加上電壓后,利用基板表面的凸起,一個子像素內液晶在電場的作用下分成多個疇(multi-domain)[7],不同疇的亮度在角度方向的差異互相補償和平均,從而實現廣視角.圖1AIFFMVA顯示工作原理Fig.1TheworkingprincipleofAIFFMVA增強邊緣電場(amplifiedintrinsicfringefield,AIFF)MVA顯示模式是由臺灣協立光電的王協友提出的一種改善的MVA顯示模式[8].其主要工作原理如圖1所示,上基板為公用電極基板,下基板為分布有氧化銦錫(indiumtinoxides,ITO)像素電極的基板.與傳統的MVA技術相比,AIFFMVA獨特處在于其子像素分割及巧妙排列,利用上下基板間不一致的電極圖形產生的彎曲電場,即所謂的邊緣電場效應來控制液晶分子的取向達到顯示的目的.從而略去了復雜而且昂貴的凸起結構[9],并且具有很高的對比度與視角對稱性.對于AIFFMVA顯示模式,當像素尺寸比較大(大于40m)時,目前還沒有系統的理論研究工作[10].本文主要從理論方面研究模擬AIFFMVA顯示的基本原理,分析像素電極尺寸與間隔尺寸對AIFFMVA模式液晶顯示的影響.通過固定像素電極尺寸改變間隔尺寸以及固定間隔尺寸改變像素電極尺寸這兩種方法,比較研究像素尺寸與間隔尺寸及二者比例對于AIFFMVA模式液晶顯示的影響.采用軟件模擬的方法,選取Matlab軟件作為主要的模擬軟件,首先模擬出液晶盒內的電場分布情況;然后根據盒內電場分布情況,結合歐欣-夫蘭克(Oseen-Frank)理論[11-12]計算模擬盒內液晶分子指向矢分布;最后根據計算得到的液晶分子指向矢,利用瓊斯(Jones)矩陣[13-14]的方法,計算模擬了液晶盒像素方向的透過率情況.本文還將軟件模擬的結果與實際的實驗結果相對照,驗證了軟件模擬結果的可靠性.1液晶盒內電場分布模擬AIFFMVA模式在相鄰的2個像素電極間加上異性的電壓,以此來形成邊緣電場.通過Matlab模擬出了此時盒內的電場分布,模擬結果如圖2所示.橫坐標是液晶盒方向,下基板是AIFFMVA特有的電極圖形;圖2液晶盒內電場分布情況Fig.2ElectricfielddistributionintheLCcell縱坐標表示的是液晶盒盒厚方向,模擬的液晶盒盒厚為5m.通過顏色深淺來表示各處電壓,本次模擬中3個像素

總結

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