柔性双稳态胆甾相液晶显示单元的研究

论文摘要

在不断的发展和完善下,液晶显示技术已然成为现在最重要的信息显示技术。从手机,个人数字助理到大屏幕电视,随处都可以看到液晶显示的身影。但是液晶显示并没能充分的发挥便携、低功耗的优点。当今,信息显示技术的研究焦点,一是轻便,低功耗;二是柔性显示。胆甾相液晶由于其特殊的分子排列结构,使它具有特有的光学特性,如光波导效应,布拉格反射,旋光效应。利用聚合物稳定胆甾相或是表面稳定胆甾相可以制成反射式双稳态液晶显示器。这种模式的显示器断电后能长期保留图像,不仅功耗低、反射亮度高、对比度高,并且还可以用柔性聚酯薄膜做成柔性的显示器。这种显示器无需有源矩阵就可以实现大容量显示,因此可以大大缩减制作成本。传统的双稳态胆甾相液晶显示器最大的缺点是工作于布拉格反射模式,其反射波长仅仅围绕反射中心波长的一个比较窄的范围,因此该种显示器不能实现黑白显示。作者通过加入聚合物网络来拓展胆甾相液晶显示器的反射光谱带宽。本文以研究聚合物稳定双稳态胆甾相液晶显示单元的反射特性为重点,首先研究了聚合物网络液晶(Polymer Network Liquid Crystal,PNLC)的电光特性,及柔性显示单元的制作工艺;然后以此为基础研究了聚合物稳定双稳态胆甾相液晶显示单元的反射特性,并采用柔性基底制作柔性显示单元。在研究PNLC的试验中,通过加入低表面锚定能的混合聚合物单体制作显示单元,相对于传统的PNLC显示器有较低的阈值电压和饱和电压。研究了液晶与聚合物在不同重量配比情况下PNLC的电光特性及其网络织构。研究发现,在混合聚合物单体与液晶比例不变的情况下,当甲基丙烯酸乙二醇酯与甲基丙烯酸戊酯的比例减小时,液晶显示单元的阈值电压和饱和电压随之减小,视角有所增大,但是对比度也在减小。研究了柔性显示单元的制作工艺,主要研究了柔性显示单元的盒厚控制工艺和灌晶工艺。在以上工作基础之上研究了柔性聚合物稳定双稳态胆甾相液晶显示单元的反射特性。研究了聚合物单体含量对显示单元反射特性的影响,以及在聚合物单体中加入锚定能小的另一种聚合物单体后对显示单元反射特性的影响。研究发现加入甲基丙烯酸乙二醇酯能很好的拓展显示单元的反射光谱的带宽。胆甾相液晶显示单元的反射光谱带宽随着甲基丙烯酸乙二醇酯的含量增加而增大,但是饱和电压也随之增大,对比度在减小。在聚合物单体中混入另一种分子链较长的甲基丙烯酸戊酯后,可以降低饱和电压,但是反射光谱带宽有所减小。在制作柔性PNLC显示单元的基础上,用柔性基底制作柔性双稳态胆甾相液晶显示单元,研究了柔性显示单元的制作工艺。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 研究内容
• 第二章 胆甾相液晶及显示原理
• 2.1 胆甾相液晶及其光学特性
• 2.1.1 胆甾相液晶简介及应用
• 2.1.1.1 胆甾相液晶
• 2.1.1.2 胆甾相液晶的应用
• 2.1.2 胆甾相液晶的光学特性
• 2.2 胆甾相液晶显示原理
• 2.2.1 聚合物稳定的胆甾相液晶
• 2.2.1.1 常白模式
• 2.2.1.2 常黑模式
• 2.2.2 双稳态胆甾相液晶显示
• 2.2.2.1 双稳态胆甾相液晶显示简介
• 2.2.2.2 双稳态胆甾相液晶显示器显示原理
• 2.2.3 多稳态显示
• 第三章 聚合物/液晶显示
• 3.1 聚合物分散液晶
• 3.2 聚合物网络液晶
• 3.3 聚合物稳定双稳态胆甾相液晶
• 第四章 研究内容、数据测量及结果
• 4.1 试验材料及设备
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 试验设备
• 4.2 液晶显示单元的制作
• 4.3 测试设备及测试方法
• 4.3.1 PNLC的测试方法
• 4.3.2 双稳态胆甾相液晶显示单元的测试方法
• 4.3.2.1 光纤光谱仪
• 4.3.2.2 测试台
• 4.4 研究内容
• 4.4.1 PNLC的研究
• 4.4.1.1 浓度配比对PNLC显示单元电压特性影响的研究
• 4.4.1.2 不同盒厚对PNLC显示单元电压特性的影响
• 4.4.1.3 加入活性添加剂对PNLC显示单元电压特性影响的研究
• 4.4.1.4 总结
• 4.4.2 双稳态胆甾相液晶显示单元反射特性的研究
• 4.4.2.1 胆甾相液晶反射光谱特性研究
• 4.4.2.2 聚合物稳定双稳态胆甾相液晶显示单元反射特性的研究
• 4.4.2.3 不同盒厚对液晶显示单元反射特性影响的研究
• 4.4.2.4 曝光温度对液晶显示单元反射特性影响的研究
• 4.4.2.5 总结
• 第五章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间的研究成果
• 附录