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网络稳定铁电液晶中“V”字型电光特性的研究

李建军  
【摘要】: 本文从铁电液晶显示的基本问题出发,在系统分析了铁电液晶显示中 最核心的结构---表面双稳铁电液晶显示(SSFLCDs)的分子排列与层结构 特点,以及它们与电光特性关系的基础上;针对铁电液晶显示中抗震性能 差和缺乏灰度的问题,本文提出了聚合物网络稳定铁电液晶显示方案 (PNSFLCDs)。 利用偏光显微镜和电子扫描显微镜,本文研究了不同条件下铁电液晶 中形成的聚合物网络的形貌和分子排列织构,并系统地分析了聚合物网络 对铁电液晶分子的排列的影响。结果表明铁电液晶盒内形成的聚合物网络 是各向异性的,且有效地影响了铁电液晶分子的排列。对PNSFLCDs的电光 特性进行系统研究中发现,在一定条件下聚合形成的网络,不仅可以很好 地改善铁电液晶分子的排列特性,使器件具有良好的对比度;而且可以有 效地改变器件的电光特性,并首次获得了新颖的无阈值“V”字型电光特性, 使PNSFLCDs很容易实现灰度。 本文利用近晶C~*相的连续体理论和提出的网络铁电液晶的能量模型与 分子排列模型对PNSFLCDs器件中的“V”字型电光特性的机制进行了系统 的理论研究。得出液晶盒内取向层附近的铁电液晶的扭曲排列以及由于聚 合物网络的体锚定作用而引起的盒内液晶分子的均匀书架式排列是“V”字 型电光特性产生的关键。论文首次提出的聚合物场的概念,不仅对网络铁 电液晶适用而且可以扩展应用到其他聚合物网络稳定的体系中。 论文中提出了另一个可以实现铁电液晶灰度显示的器件模型—扭曲铁 电液晶显示(TFLCDs),获得了较好的“V”字型电光特性。同时利用弹性 自由能理论进行了理论分析。在获得“V”字型电光特性的基础上,再一次 利用聚合物网络所具有的体锚定作用有效地改善了TFLCDs的响应速度。 无阈值“V”字型电光效应可以解决铁电液晶显示缺乏灰度的弱点,当 这种新颖的电光效应与TFT驱动方案相结合时会得到大尺寸、高清晰度、 全彩色的液晶显示。因此说其具有很大的应用开发潜力和研究价值。


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