蓝相液晶显示：下一代颠覆性技术

自从2002年Kikuchi发现了利用稳态聚合物拓宽蓝相液晶温度范围和2008年三星展示了第一台蓝相LCD样机,整个世界对这个颠覆性技术的到来充满了期待。以克尔效应为基础的蓝相液晶技术拥有以下优点：微秒级响应时间,无需定向层,暗场时光学上是各向同性,视角大,透过率对液晶盒厚度不敏感,易于大屏制作等。对于场序性的RGBLED色彩,可以降低动态伪像,同时光学效率和分辨率可以提高3倍。然而,还有一些“瓶颈”问题需要在广泛应用之前克服,例如高操作电压、反应滞后、双折射残留和图像残留。本文将会介绍关于这些基本问题的最新进展,和一种新的具有低操作电压、高透过率、无滞后和双折射残留的蓝相LCD。蓝相液晶时代曙光将呈现在我们眼前。     

胆甾相和蓝相液晶的透射和反射特性

针对蓝相液晶显示器中的暗态漏光特性, 采用时域有限差分方法模拟计算了胆甾相液晶的平面态和焦锥态以及蓝相II态液晶的透射和反射特性, 得到了它们在正交和平行偏振片之间的漏光, 并提出了计算等效旋光能力的公式以比较它们的旋光能力. 通过对比焦锥态和蓝相液晶的旋光能力和漏光特性发现, 采用焦锥态替代蓝相液晶而得到良好的暗态特性是一种可行的方法. 通过研究它们的布拉格反射特性, 得知蓝相液晶的布拉格反射与平面态相似, 但反射强度小, 焦锥态无明显的布拉格反射特性.     

聚合物Poly（2，5－thienyleneVinylene）中超快光学克尔效应的实验研究

实验研究了聚合物Ｐｏｌｙ（２，５－ｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）薄膜的超快共振光学克尔效应。获得了３×１０－１１ｅｓｕ的光学克尔极化率。一个双激发子弛豫机制被用来解释克尔信号动力学特性对入射光强度的依赖性。     

蓝相液晶指向有序的定域化及微结构制备

蓝相液晶晶格指向有序性的体系构建对先进光子学应用乃至软物质三维可控生长具有重要的科学与技术意义.对指向有序性的蓝相液晶进行定域化的高分子稳定,进而形成蓝相区域的微结构图案化,有望实现全新的光子调控器件.本文使用稳定性好、操作简易、普遍的摩擦取向方法,达到蓝相晶格指向一致化目的,同时结合掩膜曝光的手段进行区域可控的光聚合,即定域光聚合,达到对蓝相晶格的定域化高分子稳定,实现了晶格指向有序、稳定性强的蓝相区域微结构图案化分布.最后基于这样的特殊结构,研究了潜在的光子学等方面的应用.     

翠绿亚胺碱的超快光克尔和光致吸收效应

报道了在飞秒染料激光脉冲作用下对翠绿亚胺碱（ＥＢ）的二甲基甲酰胺溶液的瞬态共振光克尔和光致吸收效应的研究．时间分辨的光克尔实验表明，翠绿亚胺碱溶液的光克尔信号仅表现一超快响应的成分，可归结为其基态和由于单光子共振吸收和双光子吸收产生的激发态的各振动能级与转动能级之间的弛豫过程．同时通过拟合计算分别给出了翠绿亚胺碱溶液的弛豫时间和三阶非线性极化率．抽运探测实验结果表明，翠绿亚胺碱分子的超快响应的光致吸收效应，主要来自于导致该分子中苯环结构π—π^*跃迁的双光子吸收的贡献． 关键词：     

液晶中一种稳定的相态:蓝相

文章描述了胆甾相液晶中蓝相的研究现况．蓝相(BP)是液晶中具有特殊性质的一个相态，它的序参量表现出三维空间周期性．蓝相是出现在一个狭小的温度间隔里(量级为0．1—1K)的稳定相态．文章对已观察到的BPⅠ，BPⅡ，BPⅢ(“雾”相)的性质做了简要的叙述．对研究液晶蓝相的主要理论——Ginzburg-Landau理论(唯象理论)作了介绍，并指出了蓝相研究的实际物理意义。     

主链型手性液晶弹性体（特邀）

主链型手性液晶弹性体是一类具有周期性纳米结构的软光子晶体,包括一维胆甾相液晶弹性体和三维蓝相液晶弹性体,不仅可以选择性反射圆偏振光,还能够灵敏地响应外界环境的变化,在自适应光学、变色伪装、信息加密和智能隐身等领域有着广泛的应用前景。随着新型材料体系和先进制备技术的发展,研究人员近年来提出了多种不同的策略,设计和制备具有手性纳米超结构的液晶弹性体,并深入研究了手性液晶弹性体的性能及潜在应用。本文系统综述了主链型手性液晶弹性体的设计、制备和应用进展,重点介绍了一维胆甾相液晶弹性体的平行取向法、各向异性挥发法、刮涂法、3D打印,以及无需额外取向的蓝相液晶弹性体三维纳米自组装方法,并总结讨论了主链型手性液晶弹性体存在的挑战以及未来发展方向。     

液晶显示中的合色棱镜

X 棱镜是一般TFT LCD投影仪所采用的合色元件,其性能直接影响着投影仪对比度等各指标。针对X 棱镜的指标要求,提出了一种X 棱镜的新的冷加工方法,并基于TFCal设计的膜系,进行棱镜样品的实际加工、制备及检测等。最终测量结果表明,该加工方法和膜系完全可以用于实际生产应用。     

表面稳定铁电液晶器件灰度特性的测量研究

观察到了多畴结构铁电液晶的灰度显示现象,测量了表面稳定铁电液晶像素透率与驱动电压的依赖关系,研究了液晶盒导电玻璃RC常数以及驱动脉冲持续时间对器件电光响应波形的影响,对这几种情况所得到的光电倍增管的响应波形作了分析和解释,同时对产生这种灰度现象的机理作了讨论。     

Diffraction Properties of Field-Adjustable Polymer Network Stabilized Liquid Crystal Grating

A new diffraction grating mode has been proposed. This grating is formed by applying of a spatially periodic electric field to a polymer network stabilized uniformly aligned liquid crystal layer. Due to the electro-optic properties of the polymer network stabilized liquid crystal layer, the grating type is electrically adjustable, i.e. it presents amplitude, phase or amplitude-phase type depending on the applied voltages. Experimental results show that the number of visible diffraction orders can be adjusted easily, and even be closed at the same time. The detail fabrication process and experimental results will be presented.     

Diffraction Properties of Field Adjustable Polymer Network Stabilized Liquid Crystal Grating

Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｄｕｅｔｏａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃｏｐｔｉｃａｌａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ,ｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｓｃａｎｂｅａｄｊｕｓｔｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄ,ａｎｄｔｈｕｓｔｈｅｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｇｒａｔｉｎｇｆａｂｒｉｃａｔｅｄｕｓｉｎｇｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｓｃａｎｂｅａｄｊｕｓｔａｂｌｅｂｙｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄ．Ｓｕｃｈｄｅｖｉｃｅｓｈａｖｅｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ…     

液晶显示器广色域技术的研究

针对当前液晶显示器存在色彩表现不佳的缺点, 从原理上研究了影响液晶显示器色域的主要因素。通过实验, 分别验证了彩色滤光片厚度、LED光源光谱以及量子点材料对液晶显示器色域的影响。通过增加液晶面板的彩色滤光片厚度, 将色域增加了8%;通过更改LED光源光谱, 将色域提升到85%NTSC以上;通过采用量子点材料, 实现了100%NTSC以上色域。     

平行-混合排列透反式液晶显示模式的原理研究

为了同时获得具有高透射率和反射率的液晶显示器,提出了一种采用平行排列模式与混合排列模式相搭配的单倍盒间距的透反式液晶显示模式.基于液晶盒的初始取向,反射区为混合排列模式,其光程差为透射区平行排列模式的一半.利用单轴膜补偿的方法可以实现宽光谱响应,并且采用不同相位延迟的补偿膜可以使器件工作于常黑模式和常白模式.模拟结果表明：两种工作模式均可实现宽光谱响应,透射与反射电光响应曲线基本趋于一致;在40°方位角度范围内具有很好的可视特性,无灰度反转.     

Phase Modulation Characteristics Analysis of Optically-Addressed Parallel-Aligned Nematic Liquid Crystal Phase-Only Spatial Light Modulator Combined with a Liquid Crystal Display

An optically addressed parallel-aligned nematic-liquid-crystal spatial light modulator (PAL-SLM) has been studied as a dynamic phase-only light modulation device. The phase modulation characteristics of the PAL-SLM using a liquid crystal display (LCD) as an addressing mask were investigated by analyzing diffraction efficiencies resulting from binary gratings projected from the LCD. A more than 2π phase-only modulation depth was achieved. The highest first-order diffraction efficiency of approximately 38% was also obtained; this is close to the theoretical limit. The experimental results of diffraction efficiencies depending on the phase modulation depth are in good agreement with the simulation for the system operation.     

采用双液晶空间光调制器的激光立体显示方法研究

利用激光的高亮度、高方向性和液晶空间光调制器的光强可调制特性和旋光特性,提出了一种新的激光立体显示方法。阐述了该方法的基本原理,设计了相应的实验系统,获得了较为满意的立体显示效果。由于该立体显示方法采用全电子时序控制,无需复杂的机械扫描控制,系统结构简单,程序可控性好,在长景深、大屏幕立体显示领域具有较好的应用前景。     

聚合物分散液晶光栅的衍射特性的研究

报道了一种由聚合物分散液晶膜与具有周期性条状电极结构板结合的新型光栅器件，借助于聚合物分散液晶膜的电光特性，这种栅对入射光的散射或衍射取决于对其施加的电压，即它是电场可调的，实验结果显示出当驱动电压超过器件器件阈值电压时，衍射光的强度和衍射斑的可见级次被电场调制，而且它能入射光的线性偏振态变为椭圆偏振态。     

聚合物网络稳定液晶膜的制备与研究

实验发现在液晶中添加少量的预聚物单体,利用光聚合诱导相分离的方法可以形成反型显示模式的聚合物网络稳定液晶膜。该膜在平时呈现透明态,在电场的调节下呈散射态。本文观察了在不同光照时间、不同光强下制得样品的聚合物网络织构,分析了在聚合过程中形成网络的形状、大小与致密程度,并对实验结果进行了相关的讨论。