工程科学学报，第44卷，第X期 而焦锥态透过率逐渐减小至较低值.这与图5的 如测试得到的透过率较高则说明平面态油丝缺 偏光织构对应：随着平面态油丝缺陷的减少，样品 陷少，形貌较优，而透过率低则说明散射较强，平 中的散射因子减少，因而透过率逐渐上升，当CB7CB 面态形貌较差.从图6(b)中可以发现，样品A1在 的质量分数超过28.5%后，由于K33和K22不再相 施加高压后2min测得的透过率仍回不到初始状 等，油丝缺陷又会出现，影响透过率；对于焦锥态， 态，这是因为在样品中形成了大量的如图5(a)所 随着扇形畴尺寸减小、形貌逐渐破碎，对光的散射 示的油丝缺陷，对入射光具有散射作用，导致透过 作用增强，透过率逐渐降低.透过率对比度由质量 率降低.如若长时间放置，样品中的油丝缺陷会慢 分数0%时的9增加至高于100，如质量分数30% 慢减少，透过率会逐渐上升至接近初始态，但这种 时对比度为106.CB7CB质量分数为0%和28.5% 回复时间过长，不利于实际应用.对比图6b)和 的样品A1和A4的透过率随电压变化曲线如 图6(c)可以发现，样品A1的焦锥态透过率较高 图6(b)和(c)所示.如1.3.2中对透过率测试方法 (~10%),且在高电压下（如60V)从焦锥态切换至 的说明中，焦锥态在电压脉冲后2min进行透过率 平面态后的透过率很低(~40%)，导致对比度低， 测试，此时透过率如仍较低表明焦锥态稳定性较 也反映了未添加CB7CB的样品双稳态的稳定性 好，而透过率较高则表明焦锥态稳定性差，已经部 较差：而样品A4的平面态和焦锥态之间的转变表 分转变为透过率较高的平面态：平面态选择在脉 现出典型的双稳态特性且光学性能优异，对比度 冲后10s进行测试，主要是考虑油丝缺陷的散射， 较高 (a (b) (c) 100 100 100 90 -P-Fc -P-Fc 80 号 +Fc—P So Fc-P % 60 ■一C 6 % % 20 30 0 0 010202829303132 010203040506070 01020304050607080 CB7CB mass fraction/% Voltage/V Voltage/V 图6()CB7CB含量对透过率性能曲线的影响：(b)样品A1和(c)样品A4的平面态-焦锥态转变电光性能曲线 Fig.6 (a)Transmittance curve of samples containing different concentrations of CB7CB;transmittance as a function of voltage in(b)sample Al and(c) sample A4 2.3双稳态的稳定性 后，由于油丝缺陷较多，透过率较低，尽管随着时 平面态和焦锥态的稳定性是影响双稳态应用 间推移，透过率回升，但在t=2min时仍较低：在 的重要因素.通常，平面态可以长期稳定存在，而 45V电压下从平面态转变为焦锥态后，透过率较1= 且在2.1中可以发现添加CB7CB可以得到完美平 0s时上升，表明有部分焦锥织构转变为平面织构 面态.焦锥态的稳定性会受各种因素影响，例如平 而样品A4在高电压下从焦锥态转变为平面态后， 行取向层会加速焦锥态向平面态的转变，导致焦 透过率迅速升高并保持较高状态：在45V电压下 锥态不稳定.为观察焦锥态的稳定性，按照1.2.2 从平面态转变为焦锥态后，透过率保持较低的状 的方法制备样品A1和A4,在偏光显微镜下观察 态，尽管如此，随着时间推移，也出现了向平面态 焦锥织构变化（盒厚5um),如图7(a)所示.以电压 转变的迹象.因此，我们研究各种因素对双稳态 结束时刻为时间1=0，初始时，焦锥态具有细小破 (尤其是焦锥态)稳定性的影响，主要通过光学透 碎的畴结构，其对光的散射较强，而随着时间推 过率性能进行定量表征，测试方法同1.3.2 移，部分焦锥排列的分子逐渐回到平面态，样品的 2.3.1取向层的影响 光散射逐渐减弱.对比A1和A4的焦锥织构变化 平面取向是由PI层实现的.其浓度高低对应 可以发现，样品A1的焦锥态在1=10s时已经转 取向锚定力强弱.分别配制质量分数为0%、0.1%、 变为平面态，而添加CB7CB的样品A4焦锥态比 0.5%、1.0%和2.0%的PI2555制作平行取向层，并制 A1更稳定的.图b)为样品在平面态和焦锥态之 成液品盒，灌入混品进行测试.其平面态和焦锥态 间切换时的透过率随时间变化曲线（盒厚16um) 的透过率见图8.取向层既能影响平面态的均一性 样品A1在65V高电压下从焦锥态转变为平面态 又能影响焦锥态的稳定性，平面取向层的锚定力强而焦锥态透过率逐渐减小至较低值. 这与图 5 的 偏光织构对应：随着平面态油丝缺陷的减少，样品 中的散射因子减少，因而透过率逐渐上升，当 CB7CB 的质量分数超过 28.5% 后，由于 K33 和 K22 不再相 等，油丝缺陷又会出现，影响透过率；对于焦锥态， 随着扇形畴尺寸减小、形貌逐渐破碎，对光的散射 作用增强，透过率逐渐降低. 透过率对比度由质量 分数 0% 时的 9 增加至高于 100，如质量分数 30% 时对比度为 106. CB7CB 质量分数为 0% 和 28.5% 的 样 品 A1 和 A4 的透过率随电压变化曲线如 图 6(b) 和 (c) 所示. 如 1.3.2 中对透过率测试方法 的说明中，焦锥态在电压脉冲后 2 min 进行透过率 测试，此时透过率如仍较低表明焦锥态稳定性较 好，而透过率较高则表明焦锥态稳定性差，已经部 分转变为透过率较高的平面态；平面态选择在脉 冲后 10 s 进行测试，主要是考虑油丝缺陷的散射， 如测试得到的透过率较高则说明平面态油丝缺 陷少，形貌较优，而透过率低则说明散射较强，平 面态形貌较差. 从图 6(b) 中可以发现，样品 A1 在 施加高压后 2 min 测得的透过率仍回不到初始状 态，这是因为在样品中形成了大量的如图 5(a) 所 示的油丝缺陷，对入射光具有散射作用，导致透过 率降低. 如若长时间放置，样品中的油丝缺陷会慢 慢减少，透过率会逐渐上升至接近初始态，但这种 回复时间过长，不利于实际应用. 对比图 6(b) 和 图 6(c) 可以发现，样品 A1 的焦锥态透过率较高 (～10%)，且在高电压下 (如 60 V) 从焦锥态切换至 平面态后的透过率很低 (～ 40%)，导致对比度低， 也反映了未添加 CB7CB 的样品双稳态的稳定性 较差；而样品 A4 的平面态和焦锥态之间的转变表 现出典型的双稳态特性且光学性能优异，对比度 较高. 100 100 Voltage/V 80 60 40 20 0 0 20 30 40 50 60 70 10 Voltage/V 0 20 30 40 50 60 70 80 10 Fc—P P—Fc Fc—P P—Fc Fc—P P—Fc CB7CB mass fraction/% (a) (b) (c) Transmittance/ % Transmittance/ % 100 80 60 40 20 0 Transmittance/ % 90 80 8 6 4 2 0 0 10 20 28 29 30 31 32 图 6    （a）CB7CB 含量对透过率性能曲线的影响；（b）样品 A1 和（c）样品 A4 的平面态-焦锥态转变电光性能曲线 Fig.6    (a) Transmittance curve of samples containing different concentrations of CB7CB; transmittance as a function of voltage in (b) sample A1 and (c) sample A4 2.3    双稳态的稳定性 平面态和焦锥态的稳定性是影响双稳态应用 的重要因素. 通常，平面态可以长期稳定存在，而 且在 2.1 中可以发现添加 CB7CB 可以得到完美平 面态. 焦锥态的稳定性会受各种因素影响，例如平 行取向层会加速焦锥态向平面态的转变，导致焦 锥态不稳定. 为观察焦锥态的稳定性，按照 1.2.2 的方法制备样品 A1 和 A4，在偏光显微镜下观察 焦锥织构变化（盒厚 5 μm），如图 7(a) 所示. 以电压 结束时刻为时间 t = 0，初始时，焦锥态具有细小破 碎的畴结构，其对光的散射较强，而随着时间推 移，部分焦锥排列的分子逐渐回到平面态，样品的 光散射逐渐减弱. 对比 A1 和 A4 的焦锥织构变化 可以发现，样品 A1 的焦锥态在 t = 10 s 时已经转 变为平面态，而添加 CB7CB 的样品 A4 焦锥态比 A1 更稳定的. 图 7(b) 为样品在平面态和焦锥态之 间切换时的透过率随时间变化曲线（盒厚 16 μm）. 样品 A1 在 65 V 高电压下从焦锥态转变为平面态 后，由于油丝缺陷较多，透过率较低，尽管随着时 间推移，透过率回升，但在 t = 2 min 时仍较低；在 45 V 电压下从平面态转变为焦锥态后，透过率较 t = 0 s 时上升，表明有部分焦锥织构转变为平面织构. 而样品 A4 在高电压下从焦锥态转变为平面态后， 透过率迅速升高并保持较高状态；在 45 V 电压下 从平面态转变为焦锥态后，透过率保持较低的状 态，尽管如此，随着时间推移，也出现了向平面态 转变的迹象. 因此，我们研究各种因素对双稳态 （尤其是焦锥态）稳定性的影响，主要通过光学透 过率性能进行定量表征，测试方法同 1.3.2. 2.3.1    取向层的影响 平面取向是由 PI 层实现的，其浓度高低对应 取向锚定力强弱. 分别配制质量分数为 0%、0.1%、 0.5%、1.0% 和 2.0% 的 PI2555 制作平行取向层，并制 成液晶盒，灌入混晶进行测试. 其平面态和焦锥态 的透过率见图 8. 取向层既能影响平面态的均一性 又能影响焦锥态的稳定性，平面取向层的锚定力强 · 6 · 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期