最新刊期
      2022 年 第 8 期

        电子纸显示技术

      • 郭媛媛,蒋洪伟,袁冬,唐彪,周国富
        2022, 37(8): 925-941. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0165
        摘要：新型显示是电子信息产业的重要基石之一，是为数不多的万亿元产业。其中，反射式显示，又被称为电子纸显示，无背光源，利用环境光阅读，拥有类似“传统纸张”的观阅体验，有望成为主流显示技术之一。电润湿显示技术作为一种新型的反射式显示技术，在具有电泳电子纸显示产品低能耗、视觉健康、可柔性等优点的同时，突破了“彩色”和“视频”两项当前束缚电子纸显示应用的技术瓶颈，在最近几十年得到了高速发展。本文对电润湿显示技术最新研究进展，包括关键材料、器件制备、填充与封装工艺、彩色化等进行系统的介绍。  
        关键词：电润湿显示;反射式显示;电子纸;界面功能材料;器件制备工艺   
        781
        |
        258
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 26914196 false
        发布时间：2022-08-10
      • 王鑫,赵悠然,徐近博,袁荣英,王琼华,刘超
        2022, 37(8): 942-947. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0154
        摘要：传统的菲涅尔透镜在没有机械移动的情况下，不能进行主动轴向调焦。为了可以更好地将菲涅尔透镜应用于成像、显示、目标跟踪、光伏系统等领域，本文根据菲涅尔透镜的典型结构、基于电润湿效应提出了一种环形腔室的液体菲涅尔透镜。可以通过电压来控制环形腔室内液面的倾斜角度，从而控制光束的偏折方向，实现菲涅尔透镜轴向焦距调节的功能。实验结果表明，本文提出的液体菲涅耳透镜具备轴向调焦的功能，驱动电压约为20 V，饱和电压约为220 V，焦距变化范围为-52~-73 mm。  
        关键词：菲涅尔透镜;电润湿效应;变焦   
        544
        |
        165
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 26202348 false
        发布时间：2022-08-10
      • 高执文,许伟,姚日晖,魏小琴,钟锦耀,杨跃鑫,符晓,刘泰江,宁洪龙,彭俊彪
        2022, 37(8): 948-958. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0102
        摘要：薄膜晶体管（Thin Film Transistor， TFT）作为像素中的开关元器件，与存储电容一起组成电子纸显示器的驱动电路。本文按照柔性TFT有源层的不同进行分类：有机薄膜晶体管（Organic Thin Film Transistor， OTFT）、非晶硅薄膜晶体管（Amorphous Silicon Thin Film Transistor， a-Si TFT）、金属氧化物薄膜晶体管（Metal Oxide Thin Film Transistor， MOTFT），介绍它们在柔性电子纸显示器中的研究进展，着重关注器件的柔性、电学特性以及稳定性。最后进行了对比分析，提出MOTFT有望凭借优良的电学特性、高光学透明性以及相对较低的工艺温度等优势成为驱动下一代柔性电子纸显示器的最佳候选者。  
        关键词：电子纸;柔性薄膜晶体管;金属氧化物薄膜晶体管;驱动   
        876
        |
        910
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 25710246 false
        发布时间：2022-08-10
      • 陈旺桥,周国富
        2022, 37(8): 959-971. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0175
        摘要：反射式显示，又被称为电子纸显示，无背光源，利用环境光阅读，拥有类似“传统纸张”的观阅体验，有望成为主流显示技术之一。电泳显示技术（Electrophoretic display，EPD）作为一种新型的反射式显示技术，因其低成本、低重量、低功耗和高可靠性而备受关注。EPD基于带电粒子在介质流体中向相反带电电极的迁移而起作用，电泳粒子的一些参数如粒径大小、粒径尺寸分布和表面电荷等，对图像质量、图画控制和图像的响应速度有重要影响。因此，人们对电泳颗粒的制备、表面形貌修饰、微胶囊的制备等进行了大量研究，本文对这些方面的进展进行了综述。  
        关键词：电泳显示;电子纸;电泳颗粒;表面修饰;微胶囊   
        666
        |
        217
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27927197 false
        发布时间：2022-08-10

        液晶/OLED显示技术

      • 张亚倩,崔永丰,王浩,何万里,张磊,杨洲,曹晖,王冬,李宇展
        2022, 37(8): 972-979. DOI: 10.37188/CJLCD.2021-0315
        摘要：随着液晶显示技术的发展，蓝相液晶由于存在诸多优点而进入研究人员的视野，并吸引着人们的持续关注，但是其在研究和实用过程中存在许多困难，例如蓝相只在很窄的温度区间内存在，所以对于蓝相液晶的快速识别和蓝相存在温度区间的快速计算就显得格外重要。本文通过机器学习算法训练得到模型，结合Labview软件可以实现液晶相态的快速识别和蓝相温域的快速读取计算，在实验过程中对159 840张样品点相态图像的整体识别准确率在93%以上。本文研究结果可以更高效识别蓝相和计算蓝相温域，更快速筛选合适的蓝相液晶配方，从而提高实验研究效率，推动蓝相液晶早日应用于显示器件。  
        关键词：蓝相液晶;机器学习;卷积神经网络;图像识别   
        532
        |
        140
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 22430010 false
        发布时间：2022-08-10
      • 于立帅,苏煜皓,杨菲玲,杨奕琯,刘飞龙,周国富
        2022, 37(8): 980-996. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0105
        摘要：以有机发光二极管（Organic light-emitting diode， OLED）等为代表的新型显示技术已成为新一代信息技术的先导性支柱产业。尽管OLED在材料与器件叠层设计工艺等核心技术上已取得巨大突破，但目前业界研发仍然主要依靠试错法（trial-and-error），对于器件内部物理机理的理解仍然处于定性、经验性的阶段。本文系统性地阐述了OLED器件物理理论，特别是对如何从物理上描述组成OLED器件的非晶无序分子体系、如何描述电荷传输和激子过程、如何计算器件光电性能、以及如何将物理理论应用于实验OLED研发，进行了详细的介绍。  
        关键词：OLED;高斯无序模型;三维动力学蒙特卡罗模拟;三维主方程;漂移-扩散模型   
        735
        |
        219
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 24839230 false
        发布时间：2022-08-10
      • 高文慧,郭瑞彩,李小帅,张美珊,孙玉宝
        2022, 37(8): 997-1007. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0164
        摘要：胆甾相液晶（CLC）的反射带隙通常在50~100 nm之间，为增强胆甾相液晶的实用性，可通过施加外部刺激拓宽其反射带隙。具有负介电各向异性的聚合物稳定胆甾相液晶（PSCLC）在直流电压作用下聚合物网络会发生运动，导致反射带隙展宽，而此过程通常需要较大的驱动电压。本文研究了聚合物单体浓度、液晶盒厚度和紫外吸收染料含量对反射带隙展宽程度的影响，制备得到的PSCLC反射带隙最高可实现3倍展宽效果，所需驱动电压低至7.5 V，且撤掉驱动电压后，PSCLC系统会迅速恢复其原始光学特性，呈现出良好的可逆性变化。  
        关键词：聚合物稳定胆甾相液晶;电调谐;反射带隙;低电压   
        482
        |
        133
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27596036 false
        发布时间：2022-08-10

        显示健康与安全

      • 朱念芳,屠彦,王莉莉,林宜东,史韫杨
        2022, 37(8): 1008-1021. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0073
        摘要：以LCD手机为研究载体，采取主观打分与客观测量相结合的评价方法，通过主成分分析法对参数降维，分别探究了不同等级的白场亮度和饱和度在暗环境下对视觉舒适度和视疲劳的影响。结果表明，暗环境下LCD手机最佳白场亮度在50 cd/m2左右，此时带来的视觉舒适度综合最优；当饱和度调整系数低于0.7时，会引起视觉上与生理上的不舒适。同时也发现，白场亮度实验给被试带来了一定程度的视觉疲劳和身体疲劳感，而饱和度实验仅产生了视觉疲劳。  
        关键词：白场亮度;饱和度;LCD手机;视觉舒适度;视疲劳   
        507
        |
        168
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 24301294 false
        发布时间：2022-08-10
      • 杨兰兰,王香霁,王倩,王莉莉,屠彦
        2022, 37(8): 1022-1031. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0072
        摘要：静电放电由于具有高电压、强电场、瞬时大电流和宽频电磁辐射，对电子产品的危害极大，特别是空气静电放电更具普遍性和危害性。本文将描述空气放电的Rompe-Weizel非线性电弧SPICE模型与静电放电全波模型结合，并结合描述芯片工作的IBIS模型，建立空气放电的场路协同仿真模型，研究空气静电放电对智能显示终端放电时放电电流、电磁场分布及信号传输情况的影响。仿真结果表明，放电弧长越长，电流峰值越小，上升时间越长。在空气放电影响下，信号传输线的不同终端处所受干扰不同，影响主要集中在前2 ns，且并不是辐射电磁场越强处所受干扰也越大。场路协同仿真为复杂电子设备的空气放电研究提供了一种更加符合实际情况的仿真方式，为电子设备设计和制备过程中降低静电干扰提供了理论指导。  
        关键词：静电放电;空气放电;场路协同仿真;三维全波模型   
        369
        |
        107
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 24301001 false
        发布时间：2022-08-10

        智能液晶材料与器件

      • 张馨元,崔慧林,王钰,陈宏一,张心正
        2022, 37(8): 1032-1051. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0189
        摘要：液晶是物理、化学和材料科学领域长期的研究热点之一。向列相液晶中分子倾向于沿某个方向优先取向的排列使其具有类似于晶体的电磁特性和光学特性，在显示、光场调控等方面发挥着重要作用。液晶的特殊光学纹理反映了其中包含的缺陷，构建液晶理论模型对研究液晶和此类缺陷具有重要的意义。本文综述了几种常用的液晶静态理论模型及其适用条件，分析了界面效应下锚定能引起的自由能变化。针对当前应用最广泛的Landau-de Gennes Q张量模型，本文重点介绍了近年来该模型在弹性常数L→0和低温极限问题中的研究动态，最后列举了液晶理论模型在实际应用方面的研究进展。  
        关键词：序参量;Oseen-Frank模型;Landau-de Gennes模型;拓扑缺陷   
        654
        |
        189
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27927066 false
        发布时间：2022-08-10
      • 贺雅梅,靳晓宇,黎梓铭,胡小文,李明,周国富
        2022, 37(8): 1052-1069. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0010
        摘要：液晶是一种具有优良光学性能及外场响应特性的材料，在调光领域展现出巨大的发展潜力。近年来，随着建筑能耗的增长与人们环保意识的增强，能够对不同波段的太阳光线进行动态调控的液晶调光器件受到了人们的广泛关注。相较于传统的单一液晶材料，液晶-聚合物的复合材料可以通过调节液晶与聚合物网络间的相互作用实现对入射光的动态调控，并通过调节液晶螺距的大小来精准调控入射光的波段，拓展了液晶材料的光电性能，是制作调光器件的理想材料。另外，基于电响应液晶材料的调光器件具有易于控制、效果稳定、响应快速等特点，能够满足人们的即时需求，得到了研究人员的广泛关注。本文主要对近年基于聚合物分散液晶、聚合物稳定液晶、聚合物稳定胆甾相液晶的电响应调光器件的研究进展进行了系统总结，并对其未来的发展趋势做出了展望。  
        关键词：电控调光器件;聚合物分散液晶;聚合物稳定液晶;聚合物稳定胆甾相液晶   
        639
        |
        171
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 23220996 false
        发布时间：2022-08-10
      • 杨晨静,陈东
        2022, 37(8): 1070-1078. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0002
        摘要：液晶作为一种典型的软物质材料，既具有液体的流动性，又具有晶体的有序性，表现出极其丰富的自组装结构和独特的物理化学性质。除液晶显示之外，液晶在光学、功能材料等领域的新应用也取得了快速发展。液晶微液滴作为新的功能基元，具有功能丰富，易于加工集成等特点，受到了越来越多的关注和研究。其中，胆甾相液晶微液滴的功能和性质可以通过其结构和组成进行调控，具有重要的应用前景。基于此，本文详细综述了球形、扁椭球形和复杂结构胆甾相液晶微液滴的分子排列结构、物理化学性质及其前沿应用，并展望了液晶微液滴作为功能基元在智能响应材料、光学器件、软体机器人等领域的应用前景。  
        关键词：液晶;胆甾相;微液滴;自组装;功能基元   
        528
        |
        169
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 23033626 false
        发布时间：2022-08-10
      • 周心晨,谭奇璞,李光勇,尹伊,陈晓西
        2022, 37(8): 1079-1085. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0162
        摘要：为了实现适用性更好的尺寸、椭圆率和中心可变的光阑，本文设计了一种基于四路电压驱动的液晶器件的可变光阑，通过数值计算和实验测试对液晶器件有效光阑区域的特性进行研究。通过数值计算仿真器件分布特性，得到器件不同工作状态的电压条件及光阑中心移动方法的仿真结果；通过光路搭建测试器件的光阑特性，达到了圆形光阑和椭圆光阑分布的效果；对比了移动电场后器件中心的变化与仿真结果。测试结果表明：通过改变电压的幅值和相位的方式可以控制液晶光阑的工作状态。在上下基板电极频率不同、初始相位差不同的条件下基本实现了不同椭圆率的光阑效果。在有效区域内，中心平移测量实际值与仿真结果的平均误差为3.33%。器件基本满足不同孔径通光和场景内移动光阑中心的需求。  
        关键词：电场仿真;液晶可变光阑;电场移动   
        382
        |
        109
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 26564606 false
        发布时间：2022-08-10
      • 薛莹莹,李靖,陆红波,徐苗
        2022, 37(8): 1086-1094. DOI: 10.37188/CJLCD.2021-0352
        摘要：本文提出了一种制备集会聚和发散功能一体化的液晶柱透镜阵列的方法。液晶柱透镜阵列呈“三明治”结构，从上到下依次为：上电极基板、液晶层、聚合物柱透镜阵列、下电极基板。为了将会聚和发散功能集成在单一液晶盒中，制备聚合物柱透镜阵列的紫外光敏胶的折射率（np）需介于液晶的寻常光折射率（no）和非寻常光折射率（ne）之间。通过在下基板表面修饰图案化疏水层，利用亲疏水效应使得紫外光敏胶自组装形成表面光滑、尺寸均一的柱透镜阵列。所制备的液晶柱透镜阵列有两种调节聚焦和散焦功能的方式：一种是改变入射光的偏振方向；另一种是施加电场调控液晶层的有效折射率。实验结果表明：当外加电压从0调节到0.7 Vrms时，液晶柱透镜的焦距从-4 mm调节到∞；当外加电压在1~7 Vrms变化时，液晶柱透镜阵列的焦距从6.0 mm调节到4.5 mm。该方法制备的液晶柱透镜阵列具有制备方法简单、器件结构紧凑、驱动电压低、调焦范围大等优点，在成像、显示、光通信等领域具有潜在的应用价值。  
        关键词：液晶柱透镜阵列;折射率匹配;亲疏水效应;会聚透镜;发散透镜   
        491
        |
        142
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 23220585 false
        发布时间：2022-08-10
      • 王凯宇,白龙飞,谢丽娟,高冬宁,闫旭东,余辉,袁冬
        2022, 37(8): 1095-1103. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0124
        摘要：当前聚合物稳定液晶器件的光电响应特性尚未完全满足智能窗的实用需求。材料的自身特性是决定液晶器件性能的关键，因此本文重点研究了负性液晶材料的介电各向异性和双折射率两项核心参数对聚合物稳定液晶器件光电响应特性的影响趋势，并给出对应的最佳参数。本文采用实验和仿真相结合的研究方法，首先选用具有不同参数的负性液晶材料制备聚合物稳定液晶器件，研究分析介电各向异性对器件光电性能的影响。然后通过仿真模拟，研究负性液晶材料的双折射率对器件光电效应的影响。最后通过实验和仿真结果的综合分析得出最佳负性液晶参数。研究结果表明，介电各向异性越大，液晶分子越容易被电场驱动，液晶器件的光电性能也就越好。在固定聚合物稳定网络双折射率的情况下，当负性液晶的双折射参数为ne=1. 49、no=1. 593时，可达到最优雾度。这一研究结果可为聚合物稳定液晶器件性能的优化及产业化的发展提供理论指导。  
        关键词：聚合物稳定液晶器件;智能窗;负性液晶;光电特性   
        487
        |
        147
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 26202324 false
        发布时间：2022-08-10
      • 郝希晨,戴海涛,高美妮,付宜铠,张钰,郭子扬,张涵,邢淳梓,王雨涵
        2022, 37(8): 1104-1110. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0185
        摘要：蛋白质分析是疾病诊断和医学研究中一类重要的方法。本文提出了一种单基底的液晶生物光电传感器，可用于快速检测蛋白质的浓度。该传感器由制备叉指电极的单基底ITO玻璃和垂直定向的液晶层构成，牛血清白蛋白（BSA）分子对液晶定向具有干扰作用，通过不同外加电场作用下偏光显微镜图像的亮度变化可标定BSA的浓度，实现传感的功能。实验发现，外加电场的设置提升了浓度检测的线性度，还提升了检测的上限，其BSA检测范围为10-3~10-7 g/mL。通过在单ITO玻璃基底上光刻制备液晶池子阵列，实现了基于单基底液晶传感器进行多通道、高通量蛋白质浓度检测的功能。本文提出的单基底液晶光电生物传感的方法具有电调控、效率高等特性，为研究液晶器件的应用提供了新的技术方案。  
        关键词：液晶生物传感;蛋白质浓度分析;单基底器件;检测阵列   
        429
        |
        119
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 28305880 false
        发布时间：2022-08-10
      0