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液晶与显示
中科院长春光学精密机械与物理研究所 中国光学光电子行业协会液晶分会 中国物理学会液晶分会
液晶与显示

中科院长春光学精密机械与物理研究所 中国光学光电子行业协会液晶分会 中国物理学会液晶分会

郭海成

双月刊

1007-2780

yjxs@ciomp.ac.cn

0431-86176059；84613406

130033

长春市东南湖大路3888号

液晶与显示/Journal Chinese Journal of Liquid Crystals and DisplaysCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《液晶与显示》是中国最早创办的液晶学科专业期刊，是中国惟一的液晶学科和显示技术领域中综合性专业学术期刊；它是中文核心期刊，是英国《科学文摘》（SA）、美国《化学文摘》(CA)、俄罗斯《文摘杂志》（PЖ）、美国《剑桥科学文摘》（CSA）、“中国科技论文统计源期刊”等20余种国内外著名检索刊物和文献数据库来源期刊；它是中国物理学会液晶分会会刊，是中国光学光电子行业协会液晶分会会刊，是中国专业学术期刊发行量最大的期刊之一。本刊以研究报告、研究快报、综合评述和产品信息等栏目集中报道国内外液晶学科和显示技术领域中最新理论研究、科研成果和创新技术，及时反映国内外本学科领域及产业信息动态，是宣传、展示我国该学科领域和产业科技创新实力与硕果，进行国际交流的窗口。本刊征集有关液晶和各类显示用材料及制备方法、各类显示器件物理和制作技术、各类显示新型模式和驱动技术、显示技术应用、显示材料和器件的测试方法与技术、各类显示器件的应用等研究论文。本刊刊发国家重大科技项目和国家自然科学基金、"973"、"863"、等项目及省、部委基金项目的文章达90%以上，并有许多成果已通过国家和省部级鉴定，获得较大的社会效益和经济效益，为我国显示技术的飞速发展做出了重大贡献。
正式出版
收录年代

    偶氮苯磺酸薄膜的光致取向可重复性

    杨小东彭增辉穆全全刘怀宇...
    553-560页
    查看更多>>摘要：偶氮苯磺酸SD1作为一种液晶光致取向材料,具有强锚定、可再次重新取向等优点.本文研究了偶氮苯磺酸光取向材料SD1薄膜在405 nm线偏振光辐照下的光致取向重复写入性能.研究发现,在线偏振光重复擦写曝光SD1膜的过程中,随擦写次数增加,膜饱和有序度持续下降.经过200次重复擦写后(累计能量密度1 200J/cm2),饱和有序度(S)从0.78下降到0.3,取向速度从0.39 s-1下降到0.08 s-1.对重复取向过程中SD1膜的紫外可见(UV-Vis)吸收光谱进行了实时监测,发现在单次取向过程中SD1膜的UV-Vis吸收光谱峰值吸光度先快速下降再缓慢回升后达到饱和,并整体呈现吸收下降的趋势.经历200次重取向后,吸光度从0.10下降到0.03.这表明重取向过程中面内反式SD1的分子数量逐渐减少导致取向能力减弱,因而重写次数受限.在关闭辐照光一段时间后,面内分子数量有一定程度的回升.总之,SD1薄膜在线偏振光重复擦写过程中出现面内分子数量持续下降的现象,由于SD1薄膜面内分子数量直接影响着其取向能力,这种部分可逆的面内分子数量变化导致SD1可重复取向能力有限.

    偶氮苯磺酸SD1光致取向

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    基于扭矩平衡的分时锚定能测量方法

    韩彤彤穆全全彭增辉刘永刚...
    561-568页
    查看更多>>摘要：光控取向技术一直是液晶光学器件制备中的关键环节,精确测量光控取向技术中的锚定强度与曝光条件的关系对于提高器件性能至关重要.然而,目前锚定强度的测量方法还存在一定的局限性,比如无法实现对同一取向膜的单点前后多状态的测量等,这导致实际应用中的诸多不便.鉴于此,本文提出了一种基于相位检测原理的新型方位锚定能测量方法,通过采用微分归一化拟合的方法同时结合全方位透射特性校正有效消除了起始放置误差,不仅极大地优化了测量过程,使测量误差控制在8％以内,而且大幅提高了测量时效性.理论与实验结果表明,该方法能够快速有效地测量光控取向膜锚定能随曝光参数的变化,具有较高的准确性和稳定性,能够为液晶光学元件的精密制造过程提供实时在线监测手段,对掌握光控取向物理过程和提高制造质量至关重要.

    液晶方位锚定能扭曲角光控取向技术

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    光控取向引导的液晶序演变

    罗道兴吴金兵郭政昊胡伟...
    569-592页
    查看更多>>摘要：液晶独特的取向序和位置序为其带来奇特的物理性质,使其在凝聚态软物质中占据了重要的地位.由于液晶有序结构中连续对称性的破缺,引入了拓扑缺陷.而拓扑缺陷在相变过程中的转变机制及其在外场作用下的有序控制生成一直广受关注.通过控制液晶系统的空间尺度、边界条件和外场刺激,以及引入不同的热力学过程,液晶分子将呈现截然不同的组装行为,伴随各种拓扑缺陷的出现,以实现系统自由能的最小化.然而目前对液晶相变过程中拓扑缺陷的有序控制和动力学演变、外场作用下的受控转变行为和机制,以及拓扑缺陷应用探索等方面仍有待进一步研究.本文综述了本课题组利用光控取向技术实现高精度任意可编程的二维平面锚定设计,通过二维光取向层引导了液晶分子的三维排列,从而实现了不同相态下拓扑缺陷的可控有序大面积生成.进一步借助Landau-deGennes理论,揭示了拓扑缺陷在相变过程中的演化机制,并挖掘了其背后的演化规律.本研究丰富了人们对有序系统自组装行为的理解,为探索拓扑缺陷的可控生成及应用探索铺平了道路..

    液晶向列相近晶相Landau-deGennes理论相变拓扑缺陷

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    光控取向液晶偏振全息柱透镜的制备及聚焦特性

    邢陈陈郑继红陈芳芳马陈文...
    593-601页
    查看更多>>摘要：在近眼显示领域中,体全息光栅作为有前景的技术,起到将光耦合/耦出波导器件的作用.液晶偏振全息元件具有很强的偏振选择性和转换性能,不仅可以实现光的耦合,还可作为光开关、透镜、光栅、漫射器、消色差器件及彩色光学器件等使用.本文采用光控取向技术结合全息光路制备了液晶偏振全息柱透镜并对其成像特性进行了研究.在离轴全息干涉光路上利用平面波和柱面波干涉的方法,利用SD1光控取向技术制备了变间距液晶偏振衍射透镜.在457 nm激光全息曝光的条件下制备了 21.96°、26.42°、33.20° 3种曝光夹角的全息柱透镜样品,并对应不同变间距周期的液晶偏振透镜.在偏光显微镜下,均观测到偏振全息柱透镜光栅周期的显著变化,并实现偏振全息的柱面聚焦再现.本文对液晶偏振透镜的基本全息衍射特性与反常色散特性进行了实验分析和验证.

    光控取向液晶偏振柱透镜反常色散

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    基于可调剪切干涉曝光方法的大口径液晶偏振光栅制备

    沈浩段佳著陈一波乔冉...
    602-609页
    查看更多>>摘要：为了解决传统偏振全息干涉方法受限于过长的光路难以制备长周期的大口径液晶偏振光栅的问题,提出了基于液晶偏振光栅模板的可调剪切干涉曝光方法,并通过理论分析了制备偏振光栅的周期随模板方位角及沿光轴轴向位置的变化.利用小口径高效液晶偏振光栅作为模板搭建可调剪切干涉曝光光路,并基于此制备了数十微米周期的200mm口径液晶偏振光栅,平均衍射效率达到99％以上,平均周期约为59.86µm,周期分布不均匀性约为0.07％.实验结果表明,调剪切干涉曝光方法能够制备大口径的长周期偏振光栅,周期和效率分布均匀,还具备周期易于调节、结构紧凑和抗振动干扰强等优势.

    液晶偏振光栅长周期可调剪切干涉曝光大口径

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    基于偏振、波长和位置复用的多功能全息液晶元件

    周英杰曾锑滨樊帆
    610-619页
    查看更多>>摘要：为了实现大信息容量、多功能的全息显示,本文提出了基于偏振/位置/波长参数进行复用的液晶全息显示器件,并分别对各个参数的复用进行了探索和验证.首先,通过GS算法计算出多个特定衍射条件和目标图像的全息图.接着,利用全息叠加原理将多个全息图进行叠加并得到基于几何相位的复用全息图.最后,基于光控取向技术制作了多个复用液晶器件并对其有效性进行了验证.实验结果表明,通过该方法可以设计显示对应多个偏振、位置和波长全息图像的液晶器件,且基于液晶聚合物和塑料衬底的器件在弯曲时仍可实现清晰的图像显示.此外,提出了波长复用的动态可调全息液晶盒,该器件具有良好的电可调谐能力并在445～638 nm的可见光波段实现了显示图像的开/关状态的切换.得益于全息叠加机制的灵活性和液晶材料的特性,我们的策略为低成本、易设计的多通道全息液晶器件提供了新的视角,设计的基于液晶的复用器件在柔性显示、成像复用和信息存储等方面具有广阔的应用潜力.

    全息显示偏振复用波长复用位置复用电可调谐

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    液晶Lieb晶格衍射偏振特性分析

    曹雅娴戴海涛刘迎高美妮...
    620-628页
    查看更多>>摘要：Lieb晶格是被研究较多具有平带特性的完整晶格结构之一.本文基于液晶光控取向技术制备了 Lieb晶格,通过改变曝光的偏振方向,构建了晶格位点内液晶为90°扭曲(TN)取向、图案外为均匀(PA)取向的液晶Lieb晶格结构.测量了在外加电场作用下,不同入射方案的液晶Lieb晶格的衍射特性.通过偏振测试仪测试了在不同外加电场作用下的多个衍射级次的偏振特性.实验结果表明,施加电压时衍射图样中衍射光斑的级次增多;随电压升高到约2.5VPP,液晶Lieb晶格结构的衍射效果变差,除了零阶衍射光斑,各衍射级次衍射光斑强度达到最弱;增加电压至4VPP,各级次衍射光斑强度逐渐增强,衍射图案逐渐清晰.在改变电压的过程中,各种入射情况的不同阶次衍射光的偏振态也在逐渐改变,一阶衍射光在1～3 VPP之间有+45°线偏振光、-45°线偏振光、右旋圆偏振光、左旋圆偏振光等特殊偏振态出现.本文提出的液晶Lieb晶格具有易调控、易制备等特性,通过调控施加在液晶上的电压,可以实现衍射级次偏振态的动态调控,为光场调控提供了新的方式.

    液晶Lieb晶格光控取向外加电场偏振衍射图样

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    液晶偏振体光栅及其在增强现实波导显示中的应用

    白梓嫣蔡文锋成茗兰顺...
    629-645页
    查看更多>>摘要：液晶偏振体光栅是一种基于几何相位的布拉格光栅,具有偏振选择性强、衍射效率高、衍射角大以及制备工艺简单等优点,在增强现实系统中具有潜在的应用前景.本文详细介绍了液晶偏振体光栅的工作原理和光学特性,并对其近年来的研究进展进行了总结.重点讨论了液晶偏振体光栅在解决增强现实波导显示中各种关键性问题的研究,展望了其在增强现实波导显示中的应用前景.最后,总结了目前液晶偏振体光栅应用于波导显示领域存在的问题和发展趋势.

    液晶偏振体光栅增强现实波导显示视场角出瞳扩展全彩显示

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    偏振光复用的液晶体光栅波导AR近眼显示系统

    林子健姚立胜金华健邱健滨...
    646-655页
    查看更多>>摘要：光波导组合器在增强现实显示的出瞳扩展和外观薄化方面颇具优势.出瞳扩展技术是通过在耦出区域诱导多次衍射,将光线引导至人眼.然而,这种多次衍射可能导致出瞳亮度在沿光路径的空间分布上逐渐减弱,从而造成亮度不均.特别是当使用液晶制备而成的偏振体全息光栅作为耦合元件时,由于光栅仅对一种圆偏振光敏感,与之正交的圆偏振光会被直接透射,导致波导系统的能量利用率并不高.针对这一挑战,本文提出了一种实现左旋和右旋圆偏振光复用的偏振体全息光栅光波导AR显示光学系统,同时实现了大出瞳尺寸和良好入眼均匀性.在理论设计和仿真方面,首先通过k空间理论设计了大视场角下的光栅结构,再以微型发光二极管(Micro-LED,μLED)作为微显示屏,设计了一套与之匹配的投影镜头,并对整个波导系统进行了成像仿真.在实验部分,制备了中心波长为532 nm、出瞳尺寸为45 mm×25 mm的偏振体全息光栅波导.实验结果显示,该波导系统在基板折射率为1.51下的对角线视场角达到了预期的32.86°.相比于仅响应单一圆偏振光的方案,采用九点法测得的均匀性提升了 48.8％,整体均匀性提升了 34.1％,波导组合器的光学效率也实现了 1.2倍的提升.本文工作为偏振体全息光栅波导的设计提供了宝贵的指导和参考.

    增强现实液晶偏振体光栅微型发光二极管显示波导衍射光栅

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    视网膜投影AR近眼显示研究进展

    朱嘉昕罗丹
    656-671页
    查看更多>>摘要：增强现实(Augmented Reality,AR)近眼显示技术可将虚拟与现实世界的信息叠加在一起,为用户眼前营造出虚实结合的场景,成为连接现实和虚拟世界的桥梁.视网膜投影(Retinal Projection Displays,RPD)显示,又称为麦克斯韦近眼显示(Maxwellian Displays),可有效化解调焦-辐辏冲突,提供无眩晕的近眼显示观感,在AR近眼显示领域受到广泛关注.近年来,研究人员围绕扩展出瞳(Eyebox)、全彩显示等重要问题提出了不同的解决方案.本文主要介绍麦克斯韦增强AR近眼显示的工作原理,综述其核心器件及发展进程,并展望未来的发展前景与趋势.

    增强现实视网膜投影近眼显示全息光学器件液晶偏振器件

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