2010年度液晶分会总结

一、液晶分会研究人员分布

目前的人员分布情况为：中科院理论物理所、香港科技大学电机电子工程系、中科院长春光机与物理所、华东理工大学理学院近代物理所、河北工业大学理学院、复旦大学光科学与工程系及材料科学系、上海交通大学TFT-LCD国家工程实验室、南开大学信息技术科学学院、云南师范大学物理系、四川大学高分子科学与工程学院、电子科技大学光电信息学院、四川师范大学化学与材料科学学院、武汉工业学院化学与环境工程系、河南师范大学物理与信息工程学院、北京理工大学应用物理系、清华大学化学系、黑龙江科技学院数理系、哈尔滨工业大学物理系、河北师范大学物理科学与信息工程学院、华北电力大学应用物理系等。

液晶分会研究人员的分布特征：分布地域广，研究人员以留学归国人员居多，人员队伍规模较小，除上海交大TFT-LCD国家工程实验室之外，其他各单位几乎都不占据主流研究方向。这主要由国家科研经费的资助方向与国外的情况不同造成，导致我国液晶领域研究人员争取国家重大研究项目比较困难。然而，液晶领域研究力量的相对薄弱与我国如雨后春笋般涌现出的大批液晶高技术产业不相符，结果造成这种大投入制造业的成长路径曲折，甚至出现了吉林彩晶倒闭、上广电液晶公司转卖等惨痛后果，所造成的经济损失以10亿元计。

2010年11月，《平板显示文摘》刊登北京大学政府管理学院路风、蔡莹莹的“中国液晶面板工业报告”。报告论述了这样一个道理：一个产业的发展需要有“竞争性企业”支撑，而“在技术上依附于外国企业的中国企业不可能成为竞争性企业”，他们只能短期“与外资分享一杯羹”，一旦到达产品型号更替时期，就难免陷入技术危机，因此我国的科技“政策重点应该是支持中国竞争性企业的成长”。这篇报告值得液晶领域研究人员深思；同时也希望得到科技政策制订部门的认同，并采取适当措施，发挥液晶领域研究人员的作用，改变这种高技术工业要发展，但又缺乏原创性技术的不平衡状态。

二、咨询工作委员会的扶持工作

2009年，液晶分会应邀在中国物理学会第九届理事会扩大会议上报告液晶分会近几年的工作状况，得到咨询工作委员会的重视。咨询工作委员会随即进行了连续两年的调研工作，撰写调研报告，并向有关科技管理部门提出建议，得到国家自然科学基金委的积极反响，2010年数学物理学部支持3项液晶方面的面上项目，信息学部支持1项与液晶有关的重点项目。

三、液晶分会目前所从事的研究内容

1. 蓝相液晶显示

研究意义：

响应速度快，响应时间<0.5ms；黑态时为光学各向同性，视野角宽广；液晶分子呈双扭曲结构，不同观察角度的色彩和亮度还原更加真实；自组装分子排列，无需取向膜。

开发方向：

降低驱动电压，从5V/μm降至1V/μm；扩大蓝相的温度范围从1K到大于50K；改善由聚合物引起的磁滞效应和记忆效应。

国内外研究现状：

国外报道获得了温区260K~326K的蓝相；2008年SID，Samsung（三星电子）宣布推出蓝相的TFT-LCD技术，在该技术下画面的刷新速度可以达到240Hz，使得LCD可以显示接近真实影像的动态画面；国内华东理工大学近代物理研究所采用聚合物稳定蓝相液晶的方法，获得了温度区间28℃的蓝相液晶。

研究内容：1）蓝相液晶分子结构的特征研究；2）具有蓝相的材料掺入向列相液晶后的相变行为研究；3）用于稳定蓝相的聚合物体系特性研究；4）蓝相液晶的温度范围拓宽研究；5）蓝相液晶的显示性能研究。　　

2. 双轴液晶的人工肌肉研究

2008年发现双轴液晶中的逆挠曲电效应，即电致弯曲效应，产生的机械力矩能使柔性基板发生弯曲，成为人工肌肉的候选方案。

电致弯曲—人工肌肉方案急需解决的问题：双轴液晶的逆挠曲电效应发生在170°C，温度高，温区窄~10度；均匀排列与均匀响应问题。

华东理工大学已合成双轴向列相液晶材料，提供河北工业大学进行实验研究。

3. 纳米结构取向膜及其应用研究

利用0°和90°取向表面能最低，控制两种取向微畴的分数比可将预倾角控制在任意角度；如果将这种纳米取向膜做成两层，则可更好地控制预倾角，使取向均匀。

应用方向：用于NBB mode（形成快速LCD，改善OCB视觉效果）、SST mode（形成场序彩色显示）、双稳态显示以及需要双折射在空间变化的光学元件。

研究内容：微畴的尺寸控制；第二层膜的屏蔽效应及其厚度研究；形成NBB、SST、BBS、BST的方法；SST模式的透过率跳跃特性及其驱动方法。

4. BG多晶硅TFT的研究

研究意义：可使载流子迁移率提高3 ~ 4倍；阈值电压降低一半；开关比提高至108；GIDL减少1 ~ 2个数量级；有可能使器件均匀度提高10倍。

研究内容：BG处理方法。

5. 向列相液晶的非线性光学—空间电荷场取向光折变效应

应用方向：空间自相位调制；空间自限幅；图像的动态全息处理；图像对比度翻转，响应时间1ms；图像边缘增强。

需进一步研究的问题：对表面电荷调制机制的进一步理解；偏振光束在液晶中形成偏振光栅的机制问题；液晶相转变温度附近超强非线性与界面关系。

6. 液晶/聚合物光栅

应用方向：

1）全息存储光盘研究：容量有望达到300Gb以上，数据传输速度有望达到30MB/s ，开关电压1.2V/μm，建立或自擦除时间15μs，在成本上比美国和日本推出的聚合物全息光盘更具优势。

2）分布式反馈激光器：在液晶/聚合物光栅中掺入染料分子形成分布式反馈激光器；在胆甾相液晶中掺杂激光染料，形成分布式反馈激光器；

3）一维、二维光子晶体

研究内容：液晶/聚合物的相分离控制。

7. 高∆n快速液晶材料

研究意义：用于大口径光电望远镜终端的液晶自适应光学系统

研究内容：

1）分子结构与∆n 关系的模型；

2）分子结构与粘度关系的模型；

3）合成 ∆n ~ 0.4、响应时间 ~ 1 ms的向列相液晶材料 。

8. 负折射材料的研究

研究内容

u 周期性液晶分子的电子云团与光的相互作用；

u 界面倏逝波

u 负折射液晶分子的结构设计

u 探讨材料合成与制备的可能性

2011年秋季物理学会液晶分会场的学术交流安排

1、前沿研究讲座报告；

2、液晶中非线性光学讲座报告；

3、研究进展学术交流报告；

4、与企业技术人员的座谈会，讨论当前液晶工业发展中亟需解决的问题。