趙秀方

摘 要：針對雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器而言，其具有諸多優(yōu)點，如可柔性化、輕便及節(jié)能等，因而在諸如射頻標簽、智能卡、電子書及寫字板等領域當中得到廣泛應用。本文分別從液晶的向列相、近晶相與膽甾相三方面，就其雙穩(wěn)態(tài)顯示模式、顯示原理及最新進展作一探討，望能為此領域研究有所借鑒。

關鍵詞：雙穩(wěn)態(tài)；液晶顯示；柔性顯示

1968年，世界首臺液晶顯示器誕生。而到了1972年，有研究成功研制出世界首臺扭曲向列相液晶顯示器（TN-LCD），在此之后，其便在諸如汽車顯示、手表、計算器及測試設備等領域中得到廣泛應用；針對此種顯示器而言，其乃是現(xiàn)階段應用最多，同時也是最廣泛的液晶顯示模式。但TN-LCD也有自身不足，即沒有能夠從根本上實現(xiàn)輕薄柔性化，存在著比較大耗電量，因此，其市場應用廣度有限。為了能夠從根本上將TN-LCD所存在的不足給克服掉，有研究開始圍繞此展開研究，開發(fā)出新型的液晶顯示模式-雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示，此種顯示器不僅可柔性化，而且還節(jié)能、輕便，因而在諸多領域中得到廣泛應用。本文雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示技術的最新研究進展作一探討。

1.雙穩(wěn)態(tài)膽甾相液晶顯示分析

1.1膽甾相液晶

圍繞雙穩(wěn)態(tài)液晶所開展的研究，大多以雙穩(wěn)態(tài)膽甾相液晶為出發(fā)點，當其處于零電壓下，主要有兩種穩(wěn)定狀態(tài)，其一為焦錐態(tài)，其二是平面態(tài)，楊登科教授（美國肯特州立大學液晶研究中心）在其所發(fā)表的《雙穩(wěn)態(tài)膽甾相液晶顯示器》中明確分析了雙穩(wěn)態(tài)膽甾相液晶顯示器所具有的基本工作原理?；诹汶妷呵闆r下，膽甾相液晶能夠維持在一種平面態(tài)。而對于膽甾相液晶來分析，其則具有比較典型的螺旋結構，另外，針對螺旋軸而言，其垂直于液晶盒基板，此時，射光的的螺旋距p與波長 均與 =np相符，其中，n所所代表的是液晶的平均折射率；當滿足此公式時，某一特定的顏色、波長的入射光會被反射出去，所以，針對調節(jié)螺距來講，其能夠對反射光的顏色、波長進行調控。在液晶盒的2片導電玻璃上，增加某一數(shù)值電壓，如此一來，便能夠達到驅動液晶，使其從平面態(tài)向焦錐態(tài)轉換，當處于焦錐態(tài)過程中，液晶分子大多呈現(xiàn)為多疇狀態(tài)，此時，螺旋結構僅處于各單疇內，但從整體層面來分析，螺旋軸沒有規(guī)取向。此時，針對入射光而言，其把處于雜亂狀態(tài)的焦錐態(tài)弱散射，并且液晶盒呈現(xiàn)為透明狀態(tài)。

1.2聚合物穩(wěn)定膽甾相液晶

有學者經(jīng)研究，給出了一種新型且更具實用性的聚合物穩(wěn)定指紋態(tài)膽甾相液晶顯示器，其相比普通膽甾相液晶顯示器件，對比度為后者的2.5倍，而響應時間僅為了10ms，較普通器件（相同液晶材料，230ms），顯著偏低。還需要指出的是，此種器件所選用的膽甾相液晶當中加入有一些光引發(fā)劑，填充于兩片表面的導電玻璃基板間，把其進行加熱，使之達到各個向同性態(tài)，然后再降溫，伴隨紫外的持續(xù)曝光，可以從中獲得比較優(yōu)質的指紋態(tài)疇織構（50um），相比5um的指紋態(tài)疇織構（普通聚合物穩(wěn)定液晶），明顯偏高。需要強調的是，之所以能夠形成比較特殊的聚合物穩(wěn)定指紋態(tài)膽甾相液晶結構，究其原因，主要因為處于膽甾相液晶材料、聚合物網(wǎng)絡結構的內在相互作用。且基于各視角或作用下，聚合物穩(wěn)定指紋態(tài)液晶在具體的對比度上，相比聚合物穩(wěn)定液晶，要明顯偏高。針對均一取向表面而言，其對于那些大的指紋態(tài)疇織構，能夠起到比較良好的錨定作用，而對于與之相配套的聚合物網(wǎng)絡而言，依據(jù)具體的液晶結構，能夠發(fā)生聚合情況，所以，其能夠對大塊膽甾相液晶疇的形成具有穩(wěn)定效果。

2.雙穩(wěn)態(tài)向列相液晶顯示

2016年，有學者提出了一種擁有較低能耗的頂點穩(wěn)定雙穩(wěn)態(tài)向列相液晶顯示器件（ZBD），當驅動電壓維持在30V時，與之相對應的響應時間為40ms，而對于驅動閾來講，其電壓則維持在10V。針對那些借助表面取向而達成有規(guī)則的誘導向列相液晶，其會沿著取向表面，呈現(xiàn)出持續(xù)性的排列。還需要強調的是，因取向表面呈現(xiàn)為凹槽狀或凸起狀（非平面），所以，液晶呈各種形態(tài)的混合排列，此時，針對入射光而言，其將會被散射，而且對于相關器件而言，會最終達成散射的白態(tài)。需強調的是，如果取向層存在不同程度的缺陷，此時，會對向列相液晶相應連續(xù)混合排列造成嚴重的破壞，呈現(xiàn)為互相平行狀態(tài)，且與器件平面所對應的排列相垂直；此時，光透過器件，能夠將底板顏色給顯示出來，也就是透明的黑態(tài)。針對這兩種穩(wěn)態(tài)來講，能夠借助各種電場，實現(xiàn)彼此轉變，究其原因，主要因為液晶分子所呈現(xiàn)出的連續(xù)混合排列，其與缺陷之間呈現(xiàn)均勻排列，且彼此之間構建起了1個高勢壘；當處于無電場狀態(tài)，那么液晶分子在具體排列上，不會發(fā)生較大改變；如果存在電場驅動，那么此時的液晶分子會被擾動，原本的勢壘會被打破，因而會出現(xiàn)不同情況的分子排列變化。

3.關于雙穩(wěn)態(tài)近晶A相液晶的最新研究進展分析

3.1聚合物分散近晶相液晶

2018年，有研究基于透明塑料基板，成功研制了聚合物分散液晶顯示器（PDLC），針對此顯示器而言，其首次把單面導電的塑料薄膜PET，成功應用在水平光滑的臺面上（正面朝上且平放），把包含直徑大小為16μm的聚苯乙烯間隔球、離子摻雜劑及近晶A相液晶的混合物，以一種比較均勻的方式，涂抹于導電基板上，然后把另外一個導電塑料基板在其上方覆蓋，并利用橡膠輥將其按壓均勻，最后則采用紫外光照射（高、低強度）的紫外光照射，最終構建PDLC。

3.2聚合物墻穩(wěn)定近晶A相液晶分析

有研究利用聚合物墻封裝法，成功制備了玻璃基板雙穩(wěn)態(tài)近晶相A液晶顯示器，另外，借助電場誘導相分離的方法，構建起了聚合物墻，對液晶進行封裝，且與上下兩基板進行連接。相比于柔性顯示器（聚合物分散制備），無論是在戶外可讀性上，還是在對比度、光電特性上，均有有很大的提升。而在具體的試樣制備上，其具體步驟與PDLC相同，但在基站的表面，則為氧化銦錫（ITO），呈現(xiàn)為方形網(wǎng)格形狀，當頻率為15kHz。并且電壓是11.1Vrms/m時，樣品處于此種交流電場下，以每秒2℃的速度，自100℃快速下降至30℃，當處于30℃時，靜置2h，后于紫外光下（光強為12.4mW/cm2），持續(xù)照射10分鐘。可聚合單體與液晶分子之間，由于存在著不同介電常數(shù)，因此，基于電場誘導下，處于相分離狀態(tài)，如此一來，單體會不斷聚集于網(wǎng)格線條區(qū)域，且進行光聚合，而液晶于網(wǎng)格內聚集，能夠形成比較獨立的像素，最終制備成聚合物墻雙穩(wěn)態(tài)近晶A相柔性顯示器。

4.結語

綜上，本文就雙穩(wěn)態(tài)液晶的當前發(fā)展情況作一探討，依據(jù)近晶相、向列相與膽甾相的基本分類，對其雙穩(wěn)態(tài)液晶的基本工藝及優(yōu)勢作一淺顯分析。與傳統(tǒng)扭曲向列相液晶顯示器相比較，雙穩(wěn)態(tài)液晶器具有節(jié)能、輕便等特點，因而應用前景廣闊。

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