多畴双稳态胆甾相液晶反射显示是近几年发展起来的一种反射式液晶显示，最显著特点是具有零场稳态的特性，即实现零场显示，从而实现低功耗高反射亮度的显示，并且不使用偏振片实现彩色显示，阳光下可读，适合电子书等显示。该类显示的出现引起了显示领域的广泛关注。本文以表面处理型的多畴双稳态胆甾相液晶反射显示为研究对象，从理论和实验两方面对该类器件的显示机理及特性进行了深入研究。理论上较深入地研究了双稳态胆甾相液晶显示的相变机理及多畴结构的形成过程，建立了物理模型，并对模型进行了模拟计算；实验上，通过观察器件样品的微观结构，提出了解释相变行为的核心畴和向错畴的物理概念。最终通过宏观光学特性的模拟及实验，实验结果验证了物理模型的正确性。 一、将液晶的静态弹性连续体理论应用于胆甾相液晶中，给出了各相态变化过程中指向矢的表达式，首次较全面地建立了胆甾相液晶P态与FC态、P态与H态和FC态与H态之间相变的静态物理模型，并对这些物理模型逐一进行模拟计算，讨论了各类参数对相变的影响。1.P态到FC态相变中，P态畴以整体转动方式形成FC态畴，不存在停留在中间的转动状态，这为P态、FC态存在共存态提供了理论基础，也为双稳态胆甾相液晶反射显示的灰度实现提供了根据。2.FC态到H态相变中，在高于阈值电压的外加电压作用下，处于FC态的胆甾相液晶，螺距产生畸变，产生扭曲墙，当电场强度高于解旋电场后，螺距发散，FC态相变为H态。在此模型中，还首次获得扭曲墙及其受到参数影响的模拟结果。3.P态到H态相变中，P态经过圆锥状态解旋相变为H态。 二、将液晶的弹性连续体理论及液晶的ELP动力学理论用于胆甾相液晶中，首次全面建立了P态到FC态、P态到H态、FC态到H态及H态弛豫过程的动态物理模型，利用差分迭代法求解上述物理模型并获得了动态模拟结果：1.获得各相变过程随时间变化的曲线及相变时间，所得结果与实验结果基本一致，因此反映的相变趋势是完全正确的。2.得到了各类参数对相变时间的影响；3.首次模拟了H态的弛豫过程，从理论上指出电场撤除快慢可导致不同状态的形成，该模拟结果与实验结果相符，充分说明了动态模型的合理性。 三、利用合理的实验装置，观察到了胆甾相液晶多畴结构在外加电压作用下的微观变化过程，获得了大量的直接的实验结果。在观察到P态、FC态和H态多畴状态的微观结构及其相变过程的实验基础上提出了多畴胆甾相液晶体系相变的物理过程设想，首次提出了向错畴、核心畴的概念，并以此概念首次定性地阐明了向错畴、核心畴的形成及其对器件性能所产生的作用，得出如下推论：核心畴在多畴结构体系中是相对独立的，核心畴的行为是决定多畴相变时间的主要因素；而向错畴中可包含多个核心畴，其边界情况影响内部核心畴螺旋轴的取向，从而影响器件的视角特性。 四、在研究胆甾相液晶宏观光学特性方面，首次建立了计算多畴结构胆甾相液晶反射率的简便方法，可适用任何单畴、多畴体系胆甾相液晶反射率的计算，并取得了模拟结果：1.器件参数对反射率的影响较大。2.胆甾相液晶多畴结构的引入是必须的。由于单畴胆甾相液晶体系在任意光入射时产生波长向短波方向偏移、反射率变化的现象，而采用多畴结构胆甾相液晶，因其核心畴的螺旋轴取得一定分布后，可克服反射波长偏移的现象，为器件的实用化奠定了理论基础。 最后通过模拟结果、微观实验结果与宏观测试结果的对比，验证了物理模型的正确性。主要体现在：1.静态物理模型得到的相变过程与实验观察的相变是完全一致的；动态物理模型得到的相变时间与胆甾相液晶电容一相变实验所得到的相变时间和样品响应时间的测试结果在量级上基本相符；从而验证了描述胆甾相液晶相变的静态、动态理论正确性。2.对照样品电压特性的测试曲线与微观观察得到相变曲线，二者吻合得很好，这充分说明描述多畴双稳态胆甾相反射显示的物理模型是正确的。3.将模拟的视角特性曲线与样品的视角特性的测试结果对比，二者也较吻合，这表明了所建立的计算多畴反射率模型是正确的，它可以对器件视角性能的改善提供理论上的指导。 总之，本文针对表面处理型的多畴双稳态胆甾相液晶反射显示器，全面研究了其工作机理和显示过程，首次建立了完整的、正确的静态、动态物理模型，获得了各相变过程、弛豫过程的模拟结果，研究了各参数对器件性能的影响。在实验基础上首次提出了向错畴和核心畴的物理概念，并首次采用这些概念定性解释了多畴双稳态胆甾相液晶相变过程，取得与物理模型较一致的结论。同时计算了反映器件主要性能的宏观光学特性反射率，与实验测试结果非常一致，充分验证了物理模型及反射率计算模型的正确性。上述研究成果对多畴双稳态胆甾相液晶显示器件的设计和性能的进一步改善，起到理论上的指导作用。