| 题名 | 铁电液晶的排列特性研究 |
| 作者 | 乌日娜 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2005 |
| 授予单位 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 |
| 导师 | 宣丽 |
| 关键词 | 铁电液晶 摩擦取向 聚合物网络 排列缺陷 “v”字形电光特性 |
| 其他题名 | Study on the Alignment of Ferroelectric Liquid Crystals |
| 学位专业 | 凝聚态物理 |
| 中文摘要 | 多媒体网络时代所需要的数据传送量将会是现在的103-106倍，已经商品化的液晶显示器将面临一个严峻问题：向列相液晶的响应速度不能满足这种大容量信息传送的要求。因此研发高速响应液晶显示器已成为液晶研究者的当务之急。表面稳定铁电液晶模式（SSFLC）器件的响应速度比向列相液晶器件快2～3个数量级，曾被誉为下个世纪最有发展力的液晶显示器。但至今并没有广泛地实用，主要原因是：排列稳定性差，容易出现不可恢复的“之”字形缺陷；不能实现连续灰度，因而无法进行图像显示。本论文从以上问题出发，对铁电液晶的排列及电光特性进行了研究。论文从向列相液晶在基板表面处的排列状态入手，分析了摩擦取向膜对液晶分子排列的影响。实验结果表明向列相液晶分子在取向膜表面处的取向度只为体内的1／2，说明取向膜表面处液晶分子的排列行为往往不同于体内部，摩擦处理的取向膜只能提供液晶的择优排列方向，而不能给出高有序度。从向列相液晶在基板表面处的排列状态推测铁电液晶，其取向膜表面处的分子取向度也不会高，而且没有分子层结构，使铁电液晶器件界面层中的应力更大，这应该是铁电液晶器件制备过程中容易出现排列缺陷的重要因素之一。根据以上分析，实验中采取缓慢降温的方法，使取向膜表面处的液晶分子通过热脱附运动逐渐与体内部的层结构一致，消除界面层应力，从而获得了均匀一致的排列。论文深刻分析了“之”字形排列缺陷的产生机理，实验中通过改变取向膜的锚定强度控制了液晶分子的预倾角，获得了均匀的“人”字形层结构排列态。但由于“人”字形层结构中层的倾斜打折，使液晶分子在被驱动时有效转动锥角变小，对比度较低，实验中在铁电相施加低频交变电场，使“人”字形层结构发生了变化，变为准书架式层结构，大大提高了液晶分子在被驱动时的有效转动锥角，使对比度提高了2倍。为得到连续电光特性引入聚合物网络的体锚定作用，不但使铁电液晶排列稳定性极大加强，而且得到了无闭值“V”字形连续电光特性。实验中利用扫描电镜和偏光显微镜，研究了铁电液晶盒内形成的聚合物网络具有指向胜，其饱和电压为5V，完全可以与TFT相结合实现显示器的连续灰度。基于近晶C＊连续体理论对“V”字形连续电光特性机制进行了理论研究，阐明网络锚定能的加入使体系双稳态能量分布发生变化，自由能曲线从两个极小值变为一个单调曲线，这应该是出现无阂值“V”字形连续电光特性的原因。最后研究了无需加聚合物网络就能得到连续电光特性的一类铁电液晶材料。这类材料没有近晶A相（SA），是由胆多向列相到铁电液晶相（N*-Sc*）直接相变的材料，因此其层排列很难控制。实验中通过控制取向膜摩擦强度使液晶分子一致排列和在N*-Sc*相变时施加DC电压，获得了稳定单畴排列，其电光特性呈现无阂值半“v”字形。优化N*-Sc*相变时施加DC电压幅值和取向膜的摩擦强度，使器件对比度高达100以上，饱和电压只有3v。本论文对代表性的铁电液晶材料的排列稳定性进行了探索性研究，获得了高对比度，低电压驱动的连续电光特性，这是一项填补国内空白的研究，对国人打开这一高速响应液晶器件领域，完善铁电液晶排列技术，使其走上实用化具有重要意义。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-21 |
| 页码 | 83 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.165.120//handle/181722/1923]  |
| 专题 | 长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 乌日娜. 铁电液晶的排列特性研究[D]. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所. 2005. |
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