液晶显示作为目前最为主流的平板显示技术,其应用领域越来越广泛。自从第一个液晶显示器件诞生以来,人们一直致力于改善液晶显示性能的研究。虽然目前液晶显示性能已经基本满足人们的使用要求,但是“液晶的视角问题”一直没有得到较为完善的解决。本文的主要工作是液晶显示器件宽视角膜的设计和液晶器件的两种新型应用研究。 论文第二章利用差分迭代法计算液晶的指向矢分布,利用A. Lien的扩展琼斯矩阵法计算液晶的电光特性,建立了液晶器件电光特性模拟软件。同时,本文对A. Lien算法的奇异点问题进行研究,提出了简便实用的解决办法,将A. Lien算法扩展到指向矢水平或垂直排列的特殊情形,使之可以计算光轴方向任意排列的单轴晶体层。 论文第三章首先分析了视角问题的产生原理,总结了目前改善视角问题的各种技术,分析了宽视角膜改善液晶视角的工作原理,在已建立的液晶电光特性模拟软件的基础上,建立了液晶宽视角膜自动设计和优化程序。最后给出了垂直排列(VA)液晶盒和水平排列TN液晶盒用宽视角膜的优化设计结果以及补偿前后的性能比较。计算表明,设计的宽视角膜可以极大的增大液晶显示器件的视角,使60度锥角内黑白对比度(CR)几乎全部达到10以上(CR=10是可接受对比度最低值)。 论文第四、五章报道了液晶显示器件的两种新型应用。其一是LCoS技术在可见光光学目标模拟器中的应用。我们建立了国内首台LCoS可见光光学目标模拟器,用作自动追踪半实物仿真系统的图像源。LCoS技术可以避免CRT器件的闪烁问题和DLP器件的亮度尖峰问题,试验表明,LCoS技术是可见光光学目标模拟器的理想选择。同时运用第三章建立的宽视角膜设计程序,设计了LCoS用C型宽视角膜,计算表明,这种宽视角膜可以极大的提高LCoS投影系统的整体性能。本课题具有很大的创新性和指导意义,为我国自动追踪仿真技术的发展提供了理论上和实践上的参考。 其二是基于LCD技术和计算全息技术的新型大学物理试验平台。它不仅可以方便的进行全息再现实验、全息性质验证、LCD相关实验、干涉、衍射实验等,而且还可以开发出更多其他相关的光学实验项目,是一套多功能物理光学实验系统。目前,该系统已经全面实现商业化。 论文第六章对本文作了全面的总结,并对今后的工作提出了建议。