赵 静 孙 静

（张家口教育学院，河北 张家口075000）

0 引 言

液晶显示器（LCD）因体积小、重量轻、功耗低且显示质量优异而获得了飞速发展，特别是在便携式电子信息产品中获得了广泛的应用.为了使液晶显示器能够用于大屏幕显示，还需要改善其视角特性和提高响应速度等.

目前，已经提出了很多解决视角问题的方法，如：OCB模式、共面转换模式（IPS）、边缘场开关模式（FFS）和多畴垂面排列模式（M VA）等.

最近由Seung HO HONG等提出了一种新的显示模式即HAN-FFS模式.这种显示模式具有制作简单、宽视角、低驱动电压和高透光率的特点，是改善视角特性，提高显示质量的有效方法.

图1为当液晶分子是正性液晶时，HAN-FFS模式液晶盒结构的示意图.该模式上基板内没有电极，下基板存在象素电极和公共电极.液晶分子以混合排列形式存在，且下基板附近的液晶分子具有很小角度（≫2°左右）的预倾角.下基板上的摩擦方向和下基板偏振片的偏振方向一致，上下基板偏光片偏振方向垂直，因此在不加电压时LCD呈暗态.当加电压时，在边缘场作用下，混合排列液晶分子沿场方向发生旋转，从而出现亮态［1］.

图1 HAN-FFS模式在开态和关态时正性液晶的分子结构示意图

1 理论研究

1.1 HAN-FFS的简化模型

基于正性液晶构成的液晶盒的HAN-FFS显示模式.图2为HAN-FFS模式电场示意图和坐标系.

图2 HAN-FFS模式内置电极产生电场示意图

由于在该模式中电场的垂直分量不引起阈值［2］，水平方向电场起主要作用.为了集中解决阈值问题，强边缘场简化为水平均匀场.且做单一常数近似K11＝K22＝K33＝K.本文建立如图3所示的液晶分子呈混合排列的简化模型.

图3 HAN-FFS简化模型的指向矢分布和坐标系

1.2 HAN-FFS的简化模型的光学计算

光垂直于液晶盒传播，将液晶层分为N（N＝100）个子层，第n个液晶子层的琼斯矩阵［3］为

其中dn为第n个子层的厚度；θn为液晶分子指向矢方位角，neeff为e光有效折射率

ne、no为液晶的材料参数.整个液晶层的琼斯矩阵为

光经过起偏器后，然后经过液晶层，最后经过检偏器.出射偏振片（理想偏振片）的Jones矩阵为

出射偏振片作用后的Jones矩阵为

自然光经过入射偏振片（理想偏振片）后的Jones矢量为

其中φent为入射偏光片透光方向与基板摩擦方向之间的夹角.经过Jones矩阵J作用后，其Jones矢量为

最后得到光学透射率为

2 结 论

本文基于Seung Hee LEE等人的研究的正性液晶构成的液晶盒的HAN-FFS显示模式.通过两个简化条件：

（一）将边缘电场简化为均匀电场.

（二）弹性系数K11＝K22＝K33＝K.

并根据液晶光学中琼斯矩阵法算出光学透射率.上述近似也可以用于HAN-IPS模式.

HAN-FFS显示模式较好地解决了LCD的视角问题.对于自身存在的色移、开口率低、透光率低、响应速度慢等也有了许多相应的改进方法.相信经过努力，该模式一定能在显示领域占据一定地位.

［1］Seung Ho HONG，Yeon Hak JEONG，Hyang Yul KIM and Seung Hee LEE.Novel nematic liquid crystal device associated with hybrid alignment controlled by fringe field.Japanese Journal of Applied Physics，2001，40（3B）：272～274

［2］张志东，邵喜斌，梁兆彦，黄锡珉.电控双折射盒中指向矢分布的计算.液晶与显示，1997，12（02）：91～99

［3］马红梅，李志广，张志东 双膜补偿超扭曲向列相液晶显示设计软件，液晶与显示，2002，5：347～352