液晶分子附着能和盒间隙对响应时间的影响分子间有间隙的例子.docx

《液晶分子附着能和盒间隙对响应时间的影响分子间有间隙的例子.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、液晶分子附着能和盒间隙对响应时间的影响

2、分子间有间隙的例子　　摘要：通过理论分析和实验研究液晶分子附着能和液晶盒间隙对响应时间（τ0）的影响。用液晶盒有效间隙法和表面动力学方程法两种方法推出分析公式，由这两种方法推出的结果是一致的。实验数据与简化方程τ0－dx基本拟合（其中d是液晶盒的间隙，x是指数）。在两种极端的（极大或极小）附着能极限下，指数x分别接近2和1。这个结论有助于优化液晶显示器件的应用。　　关键词：液晶分子附着能；液晶盒间隙；响应时间　　中图分类号：TN141.9文献标识码：B　　　　AnchoringEnergyandCellGapEffectson

3、　　LiquidCrystalResponseTime　　　　XiangyiNie,RuiboLu,HaiqingXianyu,ThomasX.Wu,andShin-TsonWu　　（CollegeofOpticsandPhotonics,UniversityofCentralFlorida,Orlando,USA）　　　　Abstract:Theanchoringenergyandcellgapeffectsonliquidcrystalresponsetime(τ0)isanalyzedtheoreticallyandvalidatedexperimentall

4、y.Analyticalexpressionsarederivedusingtwodifferentapproaches:effectivecellgapandsurfacedynamicequationmethods.Consistentresultsarededucedfromthesetwoapproaches.Asimplifiedequationτ0－dxalsofitstheexperimentaldatawell,wheredistheliquidcrystalcellgapandxistheexponent.Undertwoextreme（stron

5、gandweak）anchoringlimits,theexponentxapproaches2and1,respectively.Thisinformationishelpfulforoptimizingliquidcrystaldevicesfordisplayapplications.　　Keywords:LCmoleculeanchoringenergy;LCcellgap;responsetime　　　　1引言　　　　液晶（LC）的响应时间对液晶器件至关重要。通常的认识是液晶响应（延迟）时间τ0与d2成比例（d是液晶盒间隙）[1]。这里有个假设，即液晶对底

6、板表面的附着能相当大（W→∞）。然而有些液晶器件的附着能相对较弱，例如多域纵向排列（MVA）和光控取向的液晶盒，这时，τ0－d2的关系便不再成立。因此研究附着能与液晶盒间隙对液晶响应时间的影响很有必要。　　在本文中，我们使用两种不同方法推导在有限的附着能条件下液晶响应时间的一般分析公式，这两种方法为液晶盒有效间隙法和表面动力学方程法。两种方法推导的结果是一致的，我们发现τ0-dｘ关系中的指数x取决于液晶盒的附着能W，在极强和极弱的附着能时，指数x分别接近于2和1。　　本文中推导出的分析公式将液晶响应时间与附着能W相联系，因此附着能W可以通过液晶的延迟时间来估计。迄今

7、，已有人设计了一些实验方法来表征液晶盒的附着能[2-5]，其中大多数方法是以在高压区域液晶盒的相位延迟或Freekdericksz转变的附着能效应为基础。本文的介绍提供了另一种研究液晶阵列技术的方法。　　　　2理论　　　　2.1液晶盒有效间隙法　　在本研究中，我们选用了纵向排列（VA）的液晶盒，它具有相当大的对比度（>2，000:1），50%以上的液晶电视机（LCDTV）使用这一排列模式（VA），对该模式的研究结果和讨论对其他的液晶模式也是有效的。图1为纵向排列液晶盒示意图，液晶盒夹在两块平行玻板中间，z=-d/2和d/2分别表示底板和前面板。z轴为基板平面的法线方

8、向，电场E方向与z轴方向相同。　　　　在这种结构下，液晶动力学可以用Erickson－Leslie方程描述。在逆流和惰性效应被忽略的情况下[6],[7]，Erickson-Leslie方程有以下的简化表达式：　　　　电各向异性，定义为z轴和液晶分子方向之间夹角的倾斜角。一般来说，方程(1)只能求得数字解。然而当倾斜角　　　　在强附着能条件下（W→∞），液晶分子方向被固定在它们容易存在的轴向上，该方向即为使表面区域能量最小的液晶方向[9]。在一些高对比度的器件中，前倾斜角为0。这种情况下有以下的边界条件：　　θＺ＝-d/2,d/2=0（3）　　在上面的边界条件下，