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基于MATLAB的AIFF MVA液晶显示模拟及分析

作　者: 郭浩
导　师: 许军
学　校: 复旦大学
专　业: 物理电子学
关键词: 液晶显示器边缘电场效应 MATLAB 黑纹电光特性
分类号: TN873.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

液晶显示器由于具有高清晰度、低功耗、零辐射、长寿命、体积小等特点已经成为显示器件的主流,主要的液晶显示技术有ECB、TN、IPS及MVA等。MVA模式液晶显示技术由于具有高对比度、宽视角以及快速响应等特点,已经成为大尺寸液晶显示器的主流技术。但是在MVA模式液晶显示器件中需要在电极基板上制作一些凸起以及氧化铟锡的细缝结构,这些凸起和细缝结构的制作极为复杂而且成本很高,并且这些凸起和细缝的对位十分困难,大大地降低了产品的良率。为此,如何避免制作这些凸起结构已经成为许多科研工作者的研究重点。AIFF MVA模式液晶显示技术在制作过程中避免了制作普通MVA模式中需要的复杂且昂贵的凸起结构,而是利用像素边缘之间产生的边缘电场效应来实现对内部液晶分子的控制,这样极大地节约了制作成本且极大地提高了产品的良率,而且AIFF MVA模式的视角特性,亮度以及对比度都比传统MVA技术有所改善。但是在AIFF MVA模式液晶盒中会出现黑纹,这使得AIFF MVA模式功耗难以降低,限制了AIFF MVA模式液晶显示的进一步发展。本文首先介绍了液晶显示的理论基础及计算机模拟的算法；接下来用MATLAB软件模拟了ECB和TN模式液晶显示的电光特性,并且所得到的液晶盒内液晶分子的指向矢分布和液晶盒的V-T曲线与实际情况下这两种液晶盒的指向矢分布以及V-T曲线符合地很好；然后模拟了AIFF MVA模式液晶显示的电光特性,分析了像素电极尺寸大小和像素间间隔尺寸大小对液晶盒边缘黑纹形成的影响,最后综合黑纹的改善和整体透过率,提出了AIFF MVA像素电极的优化设计思想,并且将AIFF MVA的模拟结果与实际实验相对照,验证了计算机理论模拟的可靠性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章引言  8-18
  1.1 液晶技术的起源与发展  8-9
  1.2 几种常见液晶显示器的工作原理  9-14
    1.2.1 ECB液晶显示器的工作原理  9-10
    1.2.2 TN液晶显示器的工作原理  10-11
    1.2.3 IPS液晶显示器的工作原理  11-12
    1.2.4 MVA液晶显示器的工作原理  12-14
  1.3 AIFF MVA液晶显示器的工作原理与特性  14-16
  1.4 研究目的与研究内容  16
  1.5 本章小结  16-18
第二章 LCD计算机模拟的理论基础  18-28
  2.1 液晶的基本概念  18
  2.2 指向矢  18-19
  2.3 弹性形变  19-20
  2.4 弹性形变自由能  20
  2.5 液晶的电学性质  20-21
  2.6 液晶的光学基础  21-25
    2.6.1 偏振光  21
    2.6.2 自然光  21-22
    2.6.3 圆偏振光  22
    2.6.4 椭圆偏振光  22-23
    2.6.5 双折射  23
    2.6.6 旋光性  23
    2.6.7 光波在液晶中的传播  23-25
  2.7 液晶盒的电光特性曲线  25-26
  2.8 MATLAB简介  26-27
  2.9 本章小结  27-28
第三章 ECB-LCD的计算机理论模拟  28-35
  3.1 模拟理论基础  28-31
    3.1.1 ECB-LCD盒内液晶分子指向矢分布计算  28-30
    3.1.2 ECB-LCD透过率的计算  30-31
  3.2 模拟结果  31-34
    3.2.1 实验模拟参数  31-32
    3.2.2 盒内液晶分子指向矢模拟结果  32-33
    3.2.3 液晶盒电光特性曲线  33-34
  3.3 本章小结  34-35
第四章 TN-LCD的计算机理论模拟  35-43
  4.1 模拟基础  35-38
    4.1.1 TN-LCD盒内液晶分子指向矢分布计算  35-37
    4.1.2 TN-LCD透过率的计算  37-38
  4.2 模拟结果  38-42
    4.2.1 实验模拟参数  38-39
    4.2.2 盒内液晶分子指向矢模拟结果  39-41
    4.2.3 液晶盒电光特性曲线  41-42
  4.3 本章小结  42-43
第五章 AIFF MVA-LCD的计算机模拟  43-62
  5.1 盒内电场分布模拟  43-44
  5.2 模拟理论基础  44-47
    5.2.1 AIFF MVA盒内液晶分子指向矢分布计算  44-46
    5.2.2 AIFF MVA-LCD透过率的计算  46-47
  5.3 模拟结果  47-59
    5.3.1 实验模拟参数  47-48
    5.3.2 像素方向透过率曲线  48-53
    5.3.3 像素尺寸对黑纹改善的影响  53-56
    5.3.4 像素间间隔尺寸对黑纹改善的影响  56-59
  5.4 模拟与实际实验的对照  59-60
  5.5 本章小结  60-62
第六章全文总结  62-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
发表情况  69-70
附录1:ECB-LCD MATLAB模拟程序  70-72
附录2:TN-LCD MATLAB模拟程序  72-75
附录3:AIFF MVA-LCD MATLAB模拟程序  75-77

基于MATLAB的AIFF MVA液晶显示模拟及分析

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