分析了向列相液晶中的光致非线性效应。在此基础上, 基于液晶显示器工作原理设计了光控光器件。提出简化模型并利用琼斯矩阵给出光在该模型中的传输理论; 引入斜入射的控制光束代替外加电压来调控液晶盒中分子的排列, 实现对出射信号光的位相和光强的光-光调控; 利用5CB液晶的温度特性分析环境温度对光-光调控的影响。理论分析表明: 出射光位相差随控制光光强的增加而单调递增, 出射光光强随控制光光强的增加而周期性震荡; 当控制光光强在0.5(MW·m-2)到1.1(MW·m-2)变化时, 可以实现对输出信号光强度的线性调控; 当控制光光强取固定值时, 出射光光强随温度的升高而周期性震荡。该发现为实现光控光器件提供可行方案。

为了研究显示器中的运动图像模糊问题, 我们推导出了一个简单的方程, 将运动图像响应时间与液晶或者有机发光二极管的响应时间以及帧率结合起来。 从方程中可以看出, 减小运动图像响应时间有3种方法: (1)减小液晶响应时间; (2)提高帧率; (3)选取合适的背光开关占空比。在显示器帧率为120 Hz时, 如果液晶的响应时间小于2 ms, 那么液晶显示器的运动图像响应时间与有机发光二极管显示器相当。液晶的响应时间可以通过两种方法提高: (1)采用超低黏性系数的液晶材料; (2)开发快速响应液晶显示器工作模式。同时, 为了使液晶显示器达到像阴极射线显像管一样快速的运动图像响应时间(< 1.5 ms), 我们可以增加帧率或者减小背光开关占空比。

共面转换液晶显示器(IPS-LCD)由于其优异的视角特性和色彩还原能力在TFT-LCD中得到了广泛应用, 然而响应速度慢的缺点始终限制着其在高端液晶显示器中的发展。本文中提出一种凸起电极结构的共面转换液晶显示器, 并采用TechWiz软件模拟了该结构的电光特性。与传统IPS-LCD相比, 我们提出的新结构IPS-LCD的驱动电压降低了2.3 V。在响应时间方面, 尽管驱动电压降低了, 但是由于凸起电极改变液晶层中的电场状况, 因此上升响应速度得到了一定提高。此外, 凸起结构减小了液晶层的等效盒厚, 因为下降时间正比于液晶盒厚的平方, 所以下降响应速度也得到了明显提高, 该结构的整体响应速度相比传统结构提高了大约38%。

对多视点自由立体显示的串扰成因进行了分析，推导出了无串扰观看点与光栅参数之间的关系；然后分别对垂直于显示器方向和平行于显示器方向的串扰进行了分析与计算，得到了屏前三维空间的串扰分布情况.仿真结果表明，沿显示屏幕垂直方向的视区范围大于水平方向的视区范围，而且在水平平行于屏幕的方向上，每一个视点存在多个理论无串扰观测点，但在垂直于屏幕方向上，每个视点只存在一个理论无串扰观测点.最后通过对屏前三维区域视点光强进行仿真，进一步验证了串扰计算的准确性，为自由立体显示系统的最佳设计与具体实现奠定了仿真基础.

在液晶显示器或硅基液晶显示器中, 取向层或彩色滤色膜对驱动电压的分压效应是不能忽视的。文章应用电容模型, 理论上给出了液晶层的分压公式和液晶层的等效介电常数公式, 并通过模拟计算了取向层厚度、液晶层厚度对液晶层分压的影响。研究结果对液晶显示器的结构设计有一定的参考意义。

基于扭曲向列型液晶的显示器件通过调制光波的偏振态实现显示的目的,因此光波的偏振状态在其中起了极为关键的作用.本文结合琼斯矩阵和表示光波偏振态的斯托克斯参量j-circie 方法,提出了一种优化反射式扭曲向列型液晶显示器件的新方法.该方法与原有的空间参量方法不同的是采用了追踪光波在传播过程中偏振态变化的办法得到反射式液晶显示器件中各光学元件的参数.该方法简单直观并且可以对多个参数同时进行优化,实现了显示性能的最优化设计并得到了新的显示模式.
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研究了反射式液晶器件(RLCOS)的振幅调制特性。采用2×2的琼斯矩阵计算仿真,从理论上分析了它的振幅调制特性。实验采用He-Ne激光为光源,将反射式液晶器件显示器作为液晶空间光调制器,用计算机和相关的电路系统驱动控制,并用CCD采样数据,测试了1024×768反射式液晶器件显示器的振幅调制特性。与未改形光束剖面相比,在特定的入射、出射偏振光配制下,可以用反射式液晶器件显示器来做振幅调制器。

详细分析了场致发光器件两种电路的各种结构形式和工作特性,这些电路能耗小、光效高,适用于场致发光显示和液晶显示的背光源.

基于液晶复合材料中液晶微粒的电控光散射原理，对这种新材料的光散射和电光响应进行了初步理论和实验研究，研究表明它们具有适于大面积显示、光阀等应用的新型性能。