表面混合排列取向对全息聚合物分散液晶光栅电光特性的影响

在液晶盒的上下基板表面分别旋涂平行和垂直取向剂形成HAN液晶盒,将具有光敏特性的预聚物与向列相液晶按一定比例混合,注入液晶盒,进行全息曝光,形成布拉格光栅.实验结果表明,光栅的驱动电压从9.2 V/μm降到5.7 V/μm,同时衍射效率也从83%上升到98.4%.分析认为,上下基板取向剂对液晶分子进行了取向,在提高相分离程度的同时也改善了富液晶区域的分子排列,从而实现了光栅电光特性的改善.     

基于激光光源的液晶特性研究

为了研究激光光源对液晶电光特性的影响, 采用Jones矩阵对液晶的光学特性进行了分析, 同时利用不同波长的半导体激光器作为入射光源, 对液晶的电光特性进行了实验研究。结果表明, 当电压达到4.8V时, 各光源下液晶的透光强度均出现陡降, 说明液晶的阈值电压与入射光波长无依赖关系; 通过示波器跟踪图像发现各光源下液晶的响应时间有明显的差异; 随着供电电压的增大, 液晶光栅的衍射光斑由圆环状逐渐转为平行分布, 且各级衍射光斑并非完全对称, 入射波长及供电电压决定了衍射光斑的空间及能量分布。该研究结果对液晶器件的研发具有一定的借鉴意义。     

液晶分子取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射特性的影响

报道了液晶分子不同取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射的影响。通过扫描电子显微镜观察液晶/聚合物光栅的截面,成功观察到了光栅的体光栅结构。液晶分子垂直光栅矢量排列时,由于光栅形貌变差,衍射效率由液晶分子沿光栅矢量排列时的83.2%降低至72%,同时散射损耗由11.8%增加至19.1%。液晶分子垂直光栅矢量时,液晶/聚合物光栅的调谐电场由液晶分子沿光栅矢量时的13.6V/μm下降至3.1V/μm。液晶沿光栅矢量排列时,激光出射阈值更低,为利于激光出射的方向。本文工作为进一步加深对液晶/聚合物光栅以及染料掺杂分布式反馈选频的理解和认识,提供了指导和借鉴。     

液晶显示器件的特殊电光特性分析

对液晶施加电场,液晶分子的排列会发生转变,其光学性质也会相应发生变化.本文采用多功能光栅光谱仪测试了不同电压下液晶显示器件透射率随波长的变化关系,采用光学多道分析器测试了液晶显示器件透射能量随波长的变化关系,对液晶显示器件的特殊电光特性进行了深入研究分析,发现紫外、可见光、红外波段其变化规律是不同的.     

含氟三环NCS液晶材料的介电性能研究

为了探究液晶材料的介电性能,本文研究了4PPTGS和4PUTGS两种含氟三环NCS类液晶材料的介电各向异性和介电损耗。首先用精密LCR表(Agilent E4980A)测量液晶盒的电容并用双盒模型和液晶盒电容模型得到4PPTGS和4PUTGS两种液晶材料的平行和垂直介电常数,再由电压-电容特性曲线得到它们的阈值电压,并进一步探讨了介电各向异性和阈值电压对温度的依耐性;然后,在20 Hz~10kHz范围内研究了外加电压频率对液晶材料介电损耗的影响,两种液晶材料在1kHz左右都存在介电损耗峰值,为了减小器件的功耗和提升器件的质量,液晶材料应选择在介电损耗小的频率下工作;最后,通过对平行和垂直排列向列相盒中液晶材料在不同电压下介电损耗的测试与分析,介电损耗的变化是由于在外加电场下液晶分子固有偶极矩的取向极化引起的,介电损耗值的大小与液晶分子的排列状态密切相关。此项研究对提升液晶材料在应用中的介电性能具有一定的指导意义。     

液晶闪耀光栅中的指向矢二维分布与特性研究

在连续弹性体理论的基础上,采用差分迭代数值分析方法仿真模拟了液晶闪耀光栅中的液晶分子指向矢二维分布情况。利用液晶的电控双折射特性,对液晶光栅电极施加经过插值计算以及修正后的周期电压,使之形成光程差阶梯形分布,具有二元光栅结构的液晶闪耀光栅。得到了液晶光栅的光程差以及相位延迟曲线。通过实验,采用四分之一波片法作出了相位延迟随电压的变化关系曲线,验证了仿真结论,给出了周期电场分布的液晶闪耀光栅在正交偏光下的显微照片。     

交联剂对聚合物/液晶光栅的影响

利用激光干涉条纹引发预聚物／液晶混合物相分离．形成液晶与聚合物周期交替排列的液晶光栅。研究了组成材料中交联剂N-乙烯基吡咯烷酮（1-vinyl-2-pyrrolidone，NVP）对光栅形貌和衍射效率的影响，通过改变NVP的含量，分析NVP在光栅形成中的作用，确立了NVP的最佳含量。实验结果表明，NVP具有调节混合物系统官能度与体系黏度、交联密度及影响反应速度的作用，在适量的NVP含量下，光栅的衍射效率得到优化。     

弯曲芯型向列相液晶中的挠曲电畴

弯曲芯型向列相（BCN）液晶在一定的低频电压和温度下会产生挠曲电畴,出现明暗相间的周期结构。本文使用偏光显微镜（BX-51）和电荷耦合元件（CCD）探测了BCN中挠曲电畴的周期大小变化与电压及温度的关系,并使用光学衍射技术对该周期结构进行了验证。实验结果表明：温度达到95℃,并且外加电压达到25 V时,BCN液晶的挠曲电畴条纹结构首次出现。在温度一定的条件下,畴的周期随外加电压的增大而逐渐减小;而电压一定的条件下,周期结构的对比度随温度的升高逐渐变得模糊,必须增大外加电压才能使模糊的周期结构重新变得清晰。本研究对探索BCN液晶在液晶光栅领域的应用与发展具有一定的指导意义。     

基板锚定特性对液晶盒电容的影响

基板的锚定特性,包括锚定能大小和锚定易取方向,影响液晶指向矢的分布,直接导致液晶盒电容的改变,因此可以通过液晶盒电容的测量确定基板表面的锚定特性。基于液晶弹性理论和变分原理,理论推导弱锚定平行排列向列相和混合排列向列相液晶盒系统的平衡态方程和边界条件,采用差分迭代方法数值模拟得到了液晶盒约化电容随电压、锚定能系数及锚定易取方向变化的曲线。结果表明:液晶盒电容随基板锚定能系数的增加而减小;随预倾角的增加,液晶盒电容随锚定能系数的变化缩小;同一电压和基板锚定能系数下,平行排列向列相液晶盒电容不会大于混合排列向列相液晶的电容。     

非均匀分布的纳米银掺杂的聚合物分散液晶全息光栅等效电路建模

聚合物分散液晶全息光栅具有电场可调的特点,材料中掺杂纳米银颗粒,能够有效降低光栅的驱动电压.由于聚合动力学的影响,会造成纳米银颗粒在光栅中的非均匀分布,即纳米银在聚合物和液晶区分布含量不均匀,表现出不同的电场调控特性.通过等效电路建模的方法研究驱动电压阈值与所施加交流电场的频率之间的关系.根据Maxwell-Wagner效应建立纳米银分别被液晶和聚合物包围的等效电路模型,具体研究在液晶条纹中,纳米银含量占总纳米银比例不同的条件下,纳米银掺杂的聚合物分散液晶全息光栅的介电弛豫时间和弛豫振荡的频率数值变化,进一步调节驱动电场频率,获得更低的驱动电压阈值.通过最优驱动电场频率范围来初步确定纳米银在光栅中的分布结构,并证明纳米银颗粒集中在液晶条纹,少量分布在聚合物条纹中.     

弱锚定条件下混合排列向列液晶显示的动态响应

研究了弱锚定条件下混合排列向列液晶显示动响应。具体研究沿面排列处为弱锚定,垂面排列处为强锚定的ＨＡＮ盒。讨论了响应速度与锚定强度系数之间的关系。     

向列相液晶定向过程中向错的研究

对向列相液晶定向过程中向错的产生原因进行了仔细的研究和分析，并提出了消除向错的一些办法，为向列相液晶制作工艺的研究和确定了理论和实验的参考。     

新型聚合物网络稳定液晶光栅的制备

将具有光敏特性的预聚物与向列相液晶按一定比例混合，注入液晶盒，以紫外灯为光源，通过光掩模法使混合物在紫外光的引发下产生相分离，形成聚合物网络稳定液晶光栅。采用光学显微镜和He-Ne激光器进行测试，结果表明该光栅获得了周期性的栅结构，且衍射效率具有电场调谐性。     

负性液晶垂面排列(VA)盒中壁的研究

文章从理论上概述了外场作用下向列相液晶盒中出现的Bloch壁,使用负性液晶对两种垂面排列(VA)盒进行实验研究。两种液晶盒均使用垂面聚酰亚胺(PI)作为取向层,一种盒涂敷PI后使用了后工艺过程,另一种盒涂敷PI而没有后工艺过程。第一种VA盒在强场作用下出现壁,它事实上验证了涂敷PI后工艺过程的有效性。在外场作用下,第二种VA盒出现不同的不稳定现象。     

高空间频率向列相液晶二进制光栅

研究了向列相液晶在空间变化电场作用下的电光特性。模拟了向列相液晶相位光栅的旨向矢分布。随着光栅空间频率的增加条纹电场变得很重要，而且衍射方式也发生了变化。分析了光栅的光学性能并进行了实际测量。     

Inside Front Cover: Unprecedented Dual Alignment Mode and Freedericksz Transition in Planar Nematic Liquid Crystal Cells Doped with Gold Nanoclusters (Adv. Funct. Mater. 2/2008)

On p. 212, Torsten Hegmann and co‐workers describe nematic liquid crystals (N‐LCs) confined in planar liquid crystal cells after doping with small quantities of gold nanoclusters. These give rise to a dual alignment mode and electro‐optic response (Freedericksz transition). By fine‐tuning of experimental conditions, N‐LCs doped with gold nanoclusters can be electrically reoriented and aligned either like N‐LCs with a positive dielectric anisotropy (used in twisted nematic displays) in a planar cell or alternatively as N‐LCs with a negative dielectric anisotropy (used in large LCD TVs based on the vertical alignment mode). We demonstrate that alkylthiol‐capped gold nanoclusters doped into nematic liquid crystals (N‐LCs) with positive dielectric anisotropy give rise to an unprecedented dual alignment mode and electro‐optical response, which has a potential impact on current liquid crystal (LC) display technologies and N‐LC optical‐biosensor design. By fine‐tuning experimental conditions (temperature, electric field, and alignment), N‐LCs doped with gold nanoclusters can be aligned and electrically reoriented either like N‐LCs with a positive dielectric anisotropy in a planar cell or, alternatively, as N‐LCs with a negative dielectric anisotropy in a homeotropic cell, both at lower threshold voltages than the pure N‐LC.     

负性液晶垂面排列（VA）盒中壁的研究

文章从理论上概述了外场作用下向列相液晶盒中出现的Bloch壁,使用负性液晶对两种垂面排列（VA）盒进行实验研究。两种液晶盒均使用垂面聚酰亚胺（PI）作为取向层,一种盒涂敷PI后使用了后工艺过程,另一种盒涂敷PI而没有后工艺过程。第一种VA盒在强场作用下出现壁,它事实上验证了涂敷PI后工艺过程的有效性。在外场作用下,第二种VA盒出现不同的不稳定现象。     

掺杂Sm_2O_3的向列相液晶TEB30A光栅衍射特性研究

基于光学琼斯矩阵理论,研究掺杂Sm_2O_3的向列相液晶TEB30A在弱磁场中的光栅衍射特性。结果表明,自然光通过处在弱磁场中的适量配比的Sm_2O_3/TEB30A样品后,会在远场产生衍射条纹,且衍射条纹会随外磁场强度的增加而出现动态的变化。产生衍射条纹是由于适量的Sm_2O_3的掺杂,使得向列相液晶TEB30A的折射率各向异性Δn沿外磁场方向呈现周期分布,形成了液晶光栅;当外磁场强度发生变化时,处在外磁场中的Sm_2O_3粒子和液晶分子的分布会随之发生变化,导致Δn沿外磁场分布的周期发生变化,从而引起液晶光栅常数发生变化,因此,衍射条纹呈现出动态变化的效应。模拟结果表明,当外磁场强度由0.464 9T增加到0.518 5T时,液晶光栅常数由0.5cm降到0.4cm。这一技术研究方法将大大降低液晶光栅的成本,同时,弱磁场环境也为使用者提供了一种安全的使用环境。     

C60掺杂垂直排列向列相液晶中光束脉冲现象的研究

利用二波耦合实验研究了C60掺杂垂直排列向列相液晶(5CB)中全息光栅衍射信号的脉冲现象,实验发现没有相干光预照与有相干光预照的样品的衍射信号表现出不同的脉冲现象。折射率光栅瞬间增强产生的脉冲要比折射率光栅瞬间减弱时产生的脉冲显著得多。为了解释实验中观察到的这种现象,给出了液晶分子取向力矩平衡方程。     

液晶垂直定向的研究

本文介绍了用长链醇和胺的混和液在高温下对镀膜基片处理获得向列型液晶垂直定向的方法,讨论了反应时间、反应温度等因素对定向的影响,并给出了实测结果。