液晶显示器中视角相关问题研究

The viewing angle of liquid crystal display (LCD) is always the research focus. With the increasing demand for display characteristics, the problems related to the viewing angle become more important, including the luminance, contrast ratio, gray level display and color shift,the basic goals of those improved properties are comparable with active luminous type displays. The viewing angle controllable (VAC) LCD is another main part of research about the viewing angle. The main factors that affect the viewing angle of LCD are display mode, compensation film and drive types. The mutual compensated effect of LCD mode and compensation film is the main method to solve the viewing angle's questions, and drive type is the main method to obtain the controllability of viewing angle. In the project, we will systematically research the properties of compensation film in various LCD modes, theoretically study on the display characteristics related to the viewing angle in LCD using polarization and display optics theory, propose novel LCD modes with wide viewing angle, and check the display characteristics through the numerical simulation using the professional software and experiment. Based on research of optical principle of viewing angle control, the physical mechanism of various methods to control viewing angle will be revealed, and the continuous controlled uniform viewing angle and directional controlled VAC-LCD will be proposed. Through the project research, we will propose serveral novel liquid crystal display modes that have the own intellectual proerty, and establish the theoretical system for the viewing angle of LCD.

液晶显示器的视角问题始终是研究热点，随着人们对液晶显示性能的要求越来越高，与视角相关的亮度、对比度、灰阶显示和颜色变化等问题越来越受重视，能够达到与主动发光型显示器相媲美是其基本目标；视角可控的液晶显示器也是视角研究的主要内容。影响液晶显示器视角特性的主要因素有液晶显示模式、补偿膜和驱动方式，其中液晶显示模式和补偿膜的相互补偿作用是解决视角问题的主要手段，驱动方式是实现视角可控性的主要方法。我们将系统研究各种液晶显示模式中的补偿特性，采用偏振光学和显示光学理论进行液晶显示器中与视角相关的显示特性的理论研究，提出新的液晶显示模式，通过专业模拟软件模拟计算新型液晶显示器的显示特性，并用实验来验证。通过研究视角控制的光学原理，揭示各种方法对视角控制的物理机制，获得均匀视角特性的连续可控和方向控制。通过项目研究，提出具有自主知识产权的新型液晶显示器，建立液晶显示器视角问题研究的理论体系。

液晶显示器的视角问题始终是研究热点，本项目研究主要内容是获得宽视角特性液晶显示器、视角可控的液晶显示器，以及与液晶显示器视角相关的补偿膜方案。研究获得了具有快速响应和宽视角特性的共面转换和多畴垂面排列液晶显示器，响应速度相比传统结构提高30%，视角特性能够保持与原来模式相似；研究了蓝相液晶显示器的新结构，采用尖劈形凸起结构，获得了低驱动电压和宽视角特性，使蓝相液晶显示器的驱动电场强度小于蓝相液晶的饱和电场强度的70%，从而可以实现磁滞效应的消除；研究获得了多种视角可控的液晶显示器，使用偏压法进行视角的控制，分别在蓝相液晶显示器和多畴垂面排列液晶显示器中，通过使用适当的补偿膜结构和驱动，获得了视角连续可控的特点，相比于传统的子像素和双层液晶盒结构，增大了开口率和降低了生产成本；研究优化了蓝相液晶显示器的结构，从电极宽度和间隙，电极的高度等因素出发，研究了获得最小驱动电压所对应的液晶层厚度，并获得了驱动电压和最佳盒厚与电极间隙的关系，证明了凸起结构在降低驱动电压方面的作用；在共面电极驱动的蓝相液晶显示器中，使用高介电常数材料制作凸起结构，使驱动电压相比传统共面电极驱动的蓝相液晶显示器的驱动电压降低一半，实现驱动电压小于20伏的特性；作为单纯窄视角显示的液晶显示器，我们采用补偿膜来获得了窄视角特性；在蓝相液晶的光学特性研究中，使用时域有限差分法研究蓝相液晶和胆甾相液晶的透光和反射特性，并建立了一维模型，研究得到了蓝相液晶表现的等效弹性常数和响应时间公式。研究结果对获得宽视角液晶显示器，视角可控的液晶显示器，获得均匀视角特性的连续可控有重要帮助。通过本项目的研究，建立了液晶显示器视角问题研究的体系，对液晶显示器的视角问题研究有重要的指导意义。