石墨烯作为二维材料中的明星,它的发现与深入研究对半导体、新能源、新材料、生物科学等众多领域产生了巨大影响。本文系统地介绍了石墨烯的氧化物, 氧化石墨烯作为液晶材料(Graphenen oxide-LC)在透过型显示和全彩反射型显示两个方向的研究成果。当氧化石墨烯液晶用于透过型显示材料时, 它具有高科尔系数、易于交流电场驱动、开启电压小、光电响应迅速等诸多优异的光电物理特性。同时氧化石墨烯液晶也具有可控光子晶体结构的特点, 也可用于反射型显示器件。实验发现, 随着氧化石墨烯液晶的浓度降低, 液晶光子晶体的反射波长会产生红移, 同时可观察到两个可视波长范围内的布拉格反射循环序列。进一步利用水平方向的交流电场可实现对氧化石墨烯液晶的光电器件在可视光波段内光的反射强度的控制。系列研究展示出氧化石墨烯具有优秀的光性能与应用潜力, 同时也为二维液晶材料在低功耗光电器件与显示器件进一步的研究与推广提供了参考与新思路。

为实现自然、舒适的增强现实显示, 需要解决传统增强现实显示中调焦和辐辏冲突的问题。多平面显示通过在空间中构建二维切片画面来实现三维显示, 由于每层画面都显示在不同深度, 因此可以准确地表达三维显示的深度信息, 有效地缓解调焦和辐辏冲突的问题。本文主要介绍基于液晶散射膜的多平面增强现实显示系统, 包括基于正型聚合物稳定向列相液晶、反型聚合物稳定向列相液晶、聚合物稳定胆甾相液晶的多平面增强现实显示。聚合物稳定向列相液晶的响应速度可以达到0.65 ms, 聚合物稳定胆甾相液晶的响应速度也在3 ms以内, 因此可以通过时分复用的方式实现多平面增强现实显示。最后讨论了基于液晶散射膜多平面增强现实显示有待解决的问题以及未来的发展趋势。