蓝相位模式

蓝相模式LCD是一种在蓝相中使用高度扭曲的胆甾相的液晶显示(LCD)技术。 它于 2007 年首次提出，目的是获得更好的运动图像显示效果，例如，帧速率为 100-120 Hz，以改善 LCD 的时间响应。 LCD 的这种操作模式也不需要各向异性排列层（例如，摩擦聚酰亚胺），因此理论上简化了 LCD 制造过程。

在 Reinitzer 1888 年关于苯甲酸胆甾醇酯熔化行为的报告中，有一个注释指出该物质在冷却后从透明变为浑浊时会短暂地变成蓝色。 这种微妙的效果在 80 多年里一直未被探索，直到 1960 年代末和 70 年代初发表的实验结果表明蓝色是由至少两种新的且截然不同的液晶相引起的。

近 100 年来，科学家们一直认为最稳定的胆甾型螺旋结构可以用指向矢旋转的单个螺旋轴来描述。 事实证明，在新结构中，导向器以螺旋方式围绕垂直于一条线的任何轴旋转，如图 2 所示。 1.虽然实际上存在无限数量的螺旋轴，但这种结构被命名为双绞结构。

这种双扭曲结构比单扭曲结构（即手性向列的正常螺旋结构）更稳定，仅在距中心线一定距离处。 由于此距离与手性向列液晶的间距（通常为 100 nm）大致相同，并且由于通常液晶样品的几何形状要大得多，因此双扭曲结构很少出现。

蓝相是双扭曲结构填充大体积时的特殊情况。 当双捻结构在所有方向上都被限制在距中心线的距离处，其中捻度达到 45°，就会产生双捻圆柱。 由于其半径小，这样的圆柱体比填充同体积的单扭曲手性向列液晶更稳定。

一个大的结构可以由这些双扭转圆柱体组成，但缺陷出现在圆柱体的接触点，如图 1 所示。 5. 这些缺陷以规则的距离出现，往往会使结构不太稳定，但它仍然比没有缺陷的单扭曲结构稍微稳定一些，至少在手性向列相转变以下约 1 K 的温度范围内 为各向同性液体。

正如我们从固体晶体中了解到的那样，在三个空间维度中以规则距离出现的缺陷形成立方晶格。 因此，蓝相是由手性液晶内的规则三维缺陷晶格形成的。 由于蓝相缺陷之间的间距在光的波长范围内（几百纳米），对于从晶格反射的光的某些波长范围，会发生相长干涉（布拉格反射），蓝相会反射有色光 （请注意，只有一些蓝相实际上反射蓝光）。

2005 年，剑桥大学光子学和电子学分子材料中心的研究人员报告说，他们发现了一类蓝相液晶，该液晶在 16-60 °C 的温度范围内保持稳定。 研究人员表明，他们的超稳定蓝相可用于通过向材料施加电场来切换反射光的颜色，这最终可用于生产三色（红色、绿色和蓝色）像素 全彩色显示器。 新的蓝相由分子制成，其中两个坚硬的棒状部分通过柔性链连接，据信由于挠曲电而稳定。

此外，已经显示了室温下稳定蓝相的响应时间为 10−4 s 量级的电光开关。

蓝相晶体被认为是 3D 光子晶体，因为它们在纳米范围内具有周期性立方结构，在可见波长范围内具有选择性带隙。 然而，标准的蓝相晶体制造生产多晶样品，单晶尺寸在微米范围内。 最近，作为理想 3D 光子晶体大量获得的蓝相已通过受控的晶格取向得到稳定。

与多晶样品相比，单晶蓝相的电光转换显示出更高的调制和更少的散射

2008 年 5 月，三星电子宣布开发出世界上xxx款可以以前所未有的 240 Hz 刷新率运行的蓝相 LCD 面板。 三星推出了 15 英寸的 Blue Pha 原型机