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虽然向列相液晶已得到广泛的应用,如电视和电脑上的显示器,但在需要快速响应的应用领域受到了限制。铁电液晶比向列相液晶的响应速度至少快100倍,是光学领域很有应用前景的液晶材料。但铁电液晶难以实现无缺陷的分子均匀排列,器件热稳定性和机械稳定性差,限制了这种快速液晶的应用。本论文分析了“之”字形缺陷的产生机理,是由于I←→N*←→SmA←→SmC*相序型铁电液晶中称为C1和C2排列态的体系自由能很接近,且依赖于取向膜的预倾角而选择性出现;如果取向膜的预倾角不均匀就会导致C1和C2排列态共存的“之”字形缺陷。实验研究了取向膜表面粗糙度对“之”字形排列缺陷出现几率的影响,结果表明粗糙程度增加时,“之”字形缺陷就很容易出现,说明粗糙表面会产生局部预倾角在临界值上下变化;将取向膜的粗糙度用凸起的高度H与凸起底端宽度W的比值WH来表示,实验中得到WH小于0.006时即可实现无“之”字形缺陷的单畴排列。按照铁电液晶器件的制作工艺,铁电液晶在各向同性态下注入液晶盒,然后降温经历三次相变稳定在铁电液晶相,相变过程中降温速率、相变前的热力学平衡过程也是影响铁电液晶排列的重要因素。实验发现,在N*←→SmA和SmA←→SmC*两次相变温度附近降温速率须缓慢到约0.1°C/min,而且N*→SmA相变前须恒温40 min,形成热力学平衡态过程,才能制备处均匀排列的高对比度铁电液晶器件。利用向列相液晶分子易平行排列的特点,将分子长度与铁电液晶的分子长度相当或稍短的向列相液晶材料掺杂到铁电液晶中,很容易得到铁电液晶的均匀排列,但在外场干扰下稳定性较差。为提高铁电液晶器件的和抗震性能,把分子长度与铁电液晶的分子长度相当的液晶性光敏单体掺杂到铁电液晶中,然后降温至铁电相时使掺入的光敏液晶光聚合,形成主链盘绕在铁电液晶分子层间、侧链单体与铁电液晶分子共排列的状态,不仅可以保持均匀排列,而且抗震性能、热稳定性都大幅提高,解决了排列稳定性问题。聚合物液晶稳定的铁电液晶器件与常规聚合物稳定的铁电液晶器件相比,没有聚合物的粗大纤维影响,响应速度快,没有漏光驱动对比度高。聚合物液晶稳定铁电液晶排列的方法对I←→N*←→SmA←→SmC*相序型和I←→N*←→SmC*相序型铁电液晶都适用。解决了I←→N*←→SmC*相序型铁电液晶的排列难题,可以获得高达182:1的驱动对比度和300μs的响应速度。