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铁电液晶光电模式及其应用

2020-07-21杜芸梦赵慧洁CHIGRINOV郭海成

液晶与显示 2020年7期

郭 琦,杜芸梦,赵慧洁,CHIGRINOV V G,郭海成

(1. 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100191;2. 香港科技大学 先进显示与光电子技术国家重点实验室,香港 999077)

1 引 言

低功耗、高分辨率、高对比度、快响应等特性一直是新一代显示器件所不断追求的目标[1-4]。相较于竞争技术,如OLED、microLED、DLP等,液晶显示技术在响应速度方面仍有待大幅提高[5-6]。在显示领域,快响应可有效减弱或消除运动模糊、提高器件的低温特性,以及实现场序彩色方案。场序全彩合成方案,利用人眼的视觉暂留特性,将时间顺序上的RGB子帧合成全彩图像,可提高空间分辨率3倍以上、提高能量利用率3倍及拓宽色域等,需要液晶的响应时间在亚毫秒量级[3]。快响应液晶在光子学器件领域同样有着广泛需求,尤其对相位调制深度有较严格要求的器件,无法通过降低液晶层厚来满足响应时间的需求,如相位延迟器[7]、液晶透镜[8]、波前矫正器[9]等。因此,近年来有许多致力于提高液晶响应时间的工作见诸发表,如聚合物稳定蓝相液晶[10-12],胆甾相的挠曲电效应[4,13-14]等。铁电液晶由于具有手性特性的液晶分子构成的近晶C相,具有优异的电光特性,可同时满足快响应、低功耗、高透过率、高对比度等需求。

铁电液晶,在20世纪80年代因Clark和Lagerwall提出的表面稳定型(surface stabilized ferroelectric liquid crystal,SSFLC)光电模式而被熟知[15],之后又因其微秒级响应和双稳态等优异特性而被广泛研究[16-17]。然而,对取向条件的敏感依赖性导致其大规模应用受限。铁电液晶的有效取向与向列相液晶不同,除了分子指向矢的取向之外,还需考虑近晶层的排列。……

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