铁电液晶光电模式及其应用

铁电液晶因具有低电压驱动下的微秒级响应,近年来得到科研工作者的广泛关注,且有望应用于下一代显示及光子学器件领域。本文介绍3种典型铁电液晶光电模式,分别为表面稳定型(surface stabilized ferroelectric liquid crystal,SSFLC)、螺旋形变型(deformed helix ferroelectric,DHF)及电致解旋型(electrically suppressed helix,ESH)。对各光电模式的工作原理及对应的电光效应进行详细阐述,如双稳及多稳态响应、连续灰阶调制、高对比度开关等。同时,光控取向技术在铁电液晶器件中发挥着至关重要的作用。相较于传统摩擦取向层,光控偶氮染料取向层可实现非接触的、锚定能有效控制的铁电液晶取向,这为铁电液晶器件的无缺陷、大面积均匀取向提供前期基础。因此,高对比度、高分辨率、快响应的铁电液晶器件在未来的场序彩色显示、微型显示、2D/3D显示等领域有着广阔应用前景。

空间调制光传播方向及偏振态的多层图案化液晶聚合物薄膜研究

本论文主要介绍了一种用来空间上调节光的传播方向跟偏振态的光学薄膜结构。这种结构包含多层图案化的双折射薄膜,每一层都是由液晶聚合物(LCP)构成,这些聚合物的光轴方向由一层图案化的光配向层控制而变化。这种光调制器有两层功能层,第一层的设计是图案化的偏振光栅,光栅向量方向可以空间上变化,已达到空间调制光的传播方向的作用,第二层是一层图案化的光延迟膜,可以调节出射光的偏振态。这种多薄结构的厚度小于1μm,有助于提供高分辨率的光波前结构。它还可以当做光掩模,用来产生多畴配向结构的光配向层,应用到现代液晶显示器的制造中。为了验证这种结构的实用性,我们成功地制作了这种多层膜结构,并用它在单次曝光的条件下制作了一个两域光配向结构的液晶盒。这种光学薄膜结构在调制光的传播方向跟偏振态方面有着独特的功能,可以广泛应用于微型制造、三维成像、光通信、光计算、光开关等等领域。