电场作用下聚合物网络稳定的铁电液晶分子排列的研究

通过扫描电子显微镜和偏光显微镜研究了在电场作用下聚合物网络稳定的铁电液晶分子取向特性。实验结果表明：铁电液晶盒内形成的聚合物网络具有方向性和规律性并为树枝状；由于在近晶Ｃ＊下进行聚合物网络紫外固化，并在固化过程中施加低频电场（±５０Ｖ，５Ｈｚ），从而有效地控制了铁电液晶分子的排列，改变了以往的铁电液晶显示器中的分子排列模式（Ｃｈｅｖｒｏｎ结构）而得到了以条纹织构为代表特征的准书架式结构。     

含有全氟辛基的小分子液晶与聚合物液晶混合Langmuir及Langmuir-Blodgett膜

研究了含有全氟辛基的小分子液晶与聚合物液晶混合Langmuir膜的表面压-面积等温线，结果表明在混合膜中分子间相互作用依赖于聚合物液晶的结构，这些相互作用导致在LB膜中聚合物液晶固有层结构的消失并且影响小分子液晶的层结构。     

不同单体配比对聚合物网络及聚合物稳定胆甾相液晶器件光电性能的影响

为了调节聚合物网络与液晶分子之间的相互作用,从而改善聚合物稳定胆甾相液晶(PSCLC)的光电性能,本文采用紫外光聚合诱导相分离法(PIPS)制备了聚合物稳定胆甾相液晶,通过控制2种单体RM257与BAB6的比例来改善器件性能。随着RM257含量的减少,聚合物网络由取向排列的纤维状结构向疏松不规整的交联状结构转变,形成的聚合物网络对液晶分子的锚定作用减弱,聚合物稳定胆甾相液晶的饱和电压降低,关闭时间增大。当RM257与BAB6质量比为1∶4时,聚合物稳定胆甾相液晶器件具有较好的对比度。     

聚合物网络稳定的铁电液晶的研究

研究了聚合物网络稳定的铁电液晶体系，实验表明，当在聚合物网络单体聚合的过程中施加低频交变电场作用后，所形成的聚合物网络具有空间排列的一致性，在聚合物网络的作用下铁电液晶分子的排列及在外电场作用下的光学特性不同于传统的表面双稳铁电液晶，实验中观察到了一新的液晶分子排列织构－条纹织构，从体系自由能的角度对条纹织构做出了的理论解释，同时获得了可实现多极灰度的新颖的“V”字型电光特性曲线。     

聚合物网络液晶电光性能的研究

聚合物网络织构对液晶分子的稳定作用决定了聚合物网络液晶(PNLC)的电光性能。实验采用可逆加成-断裂链转移自由基(RAFT)聚合,通过改变RAFT试剂(RAFT-PS)含量来调节聚合物网络织构,实现对PNLC电光性能的控制。结果表明,随着RAFT-PS含量由10%增加到40%,聚合物网络孔径变大,液晶畴区面积增加,畴区数量减少,阈值电压(Vth)下降了52.8%,饱和电压(Vs)下降了37.7%,显著地改善了PNLC的电光性能。     

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。     

聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯对聚合物网络液晶电光特性的影响

聚合物网络液晶一般有较大的阈值电压和饱和电压,有明显的迟滞效应,所以降低阈值电压与饱和电压,降低迟滞效应和增加对比度是研究的主要目标。表面活性剂的使用可以有效减小聚合物网络与液晶的相互作用,从而降低聚合物网络对液晶分子的锚定能,来达到降低阈值电压与饱和电压的效果。本文通过在聚合物网络液晶里掺入不同比例的表面活性剂(聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯:TWEEN 80),来研究表面活性剂对聚合物网络液晶电光特性的影响。实验结果表明:在聚合物网络液晶里增加该种表面活性剂的比例达到10∶1时,阈值电压可以降低11倍以上,饱和电压降低5倍以上,对比度有一个大的提高,迟滞效应也得到很大的改善。本文结果对提高PNLC的电光特性有重要的指导意义。     

激励态向列微滴散射理论的修正及其参量拟合

用反常衍射(ADA)理论与实验数据优化拟合方法分析了聚合物分散液晶(PDLC)微滴在633nm激光照射下的散射特性与微滴尺寸、聚合物折射率的关系。在聚合物分散液晶中除了液晶微滴本身的散射以外，还有例如界面散射、杂质散射、材料折射率不均匀等附加散射因子，考虑这些因素以后对反常衍射散射理论进行了修正，提出用参量拟合来测量聚合物分散液晶中聚合物折射率、微滴半径以及液晶体积百分数等参量的方法。测量了微滴的直径在2μm左右聚合物分散液晶的参量。结果表明，对聚合物分散液晶聚合物折射率的误差在5％以内，而对液晶体积分数的测试误差较大，达到10％左右。     

聚合物分散液晶膜中液晶分子的电场取向效应

制备了液晶微滴在聚合物基体中呈独立分散且具有不同尺度的ＰＤＬＣ复合膜，利用偏光显微镜实时地观察了微滴内液晶织构在适度电场作用下的变化特性，获得了有关微滴内液晶分子的动态取向信息。实验发现，当施加的电压由饱合值降低时，不同尺度的微滴内液晶分子呈不同的电场取向效应，对直径大于十几微米的微滴，液晶分子易呈现较强的取向滞后效应，而直径在微米量级的液滴其液晶分子的电场取向滞后效应相对减少。微滴内液晶分子的这种取向滞后效应正是ＰＤＬＣ膜在宏观上呈现光透过率滞后现象的反映。从作用能的角度出发，讨论了影响微滴内液晶分子取向滞后效应的因素，如微滴与基体的界面作用、液晶微滴的形状、电容效应以及工作温度等。     

液晶中聚合物网络的形貌研究

研究了混合到液晶材料中的双官能丙烯单体材料，在紫外光作用下发生交连聚合形成的聚合物网络的织构。采用二甲基丙烯酸乙二酵酯为预聚物单体，选择E70A向列液晶材料，混合以后注入两片经过平行取向的玻璃基板之间，在紫外光下聚合，形成了与液晶取向方向一致的聚合物网络。介绍了样品的制备过程．以及偏光显微照片和扫描电镜照片，并对结果进行了分析。     

柔性双官能团聚合物制备网络稳定铁电液晶器件

采用柔性的双官能团聚合物单体二丙烯酸酯NPGDA,将掺杂这种单体含量为2%(质量分数)的铁电液晶在SmA*相下用UV光照,制备了聚合物网络稳定铁电液晶样品。原子力显微镜给出NPGDA在样品中形成了具有各向异性、沿着基板摩擦方向延伸的聚合物网络。利用偏光显微镜和液晶参数综合测试仪对该样品进行观察测试,实验检测结果表明,由于聚合物网络体锚定的引入,使得铁电液晶分子在电场下的运动受到限制,得到了均匀取向的条纹织构,避免了zigzag缺陷,且该器件的电光曲线为“V”字形,从而实现了连续灰度,对比度达到199∶1,饱和电压为6V,上升时间和下降时间分别为494μs和404μs,同时铁电液晶器件的抗震动能力得到了显著提高。     

由液晶聚合物网络构成的全息光栅

日本熊本大学工程系的中武裕一朗等研究人员新近研制成具有架桥结构的液晶聚合物网络构成的全息光栅。实现了快速写入、擦除、高密度光学信息记录。研究人员制作了侧链型偶氮苯的液晶聚合物网络。研究了架桥密度和偶氮苯含量对衍射效率的影响。首先在单丙烯酸盐单体 APB6中 ,作为架桥剂掺入了双丙烯酸盐单体A6 PB6 A,作为光响应性分子添加了 DRLac。作为这种混合液晶的聚合引发剂加入了2 mol%的 2 .2 -二甲氧基 -2 -苯基苯乙酮 ,然后在间隙为 5μm的水平取向处理的盒中以向列相状态进行光聚合 (1 1 m W) 3min,制成光响应性液晶网络。并…     

螺旋扭曲力常数对常黑聚合物稳定胆甾液晶光电性能的影响

本文研究了螺旋扭曲力常数(HTP)对常黑模式聚合物稳定的胆甾相液晶(NB-PSCT)网络形貌和光电性能的影响。选用3种不同HTP值的手性剂,通过紫外光聚合诱导相分离法(PIPS)制备了具有相同螺距的常黑模式聚合物稳定的胆甾相液晶。结果表明:随着手性剂的螺旋扭曲力常数增大,聚合物网络变得致密,网络和液晶分子之间的弹性作用力增大,阈值饱和电压减小,响应过程中的关闭时间增加,迟滞宽度增大。     

PDLC膜的光学特性

应用光学基本原理对聚合物分散液晶(PDLC)膜的光学特性进行描述,分析聚合物分散液晶微滴中液晶分子排列方式与液晶折射率的关系,并介绍表征PDLC膜散射本领的重要参数的雾度概念及雾度测试方法和表征PDLC膜透光本领的重要参数的透光率概念及透光率的测试方法。     

一种丙烯酸酯型侧链液晶高分子的合成及液晶性的研究

依据液晶分子结构理论,选择联苯基作为介晶基元,六亚甲基为柔性间隔基,合成了一种丙烯酸酯侧链型液晶高分子。对于合成的中间及目标产物通过FTIR、1HNMR等进行了结构的表征。对于聚合物采用GPC法测量了其分子量,并通过DSC、POM、XRD和计算机模拟等手段研究了其液晶性。研究表明合成的聚合物分子量-Mn=2523、-Mw=2826,具有较宽的温域(45.3～95.2℃),且为典型的近晶A相液晶。     

交联剂对PDLC膜电-光性能的影响

在PDLC薄膜中,聚合物网络网孔的大小直接影响着PDLC薄膜的电-光性能。该实验选用光可聚合单体/交联剂/液晶复合材料,经紫外光照射制备PDLC薄膜,研究了交联剂对PDLC薄膜电-光性能的影响。在混合物体系中引入长柔性链的PEGDA1000和短分子链的BDDA,影响了聚合物网络的微观形貌。交联剂分子链的长短对聚合物网络网孔的大小有明显的影响,进而影响了PDLC膜的电-光性能。     

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。     

基于切变聚合物网络液晶的亚毫秒级可调光学衰减器

我们演示了一种利用切变聚合物网络液晶（SPNLC）的、波长在1．55μm的可调光学衰减器（VOA）。这种SPNLC响应速度快、波长依赖性小。与其它类型的聚合物稳定液晶相比．驱动电压较低，而且当波长大于700nm时，光散射损失可忽略不计。在室温下，电压为35Vms时．演示了一种响应时间约0．24ms、动态范围为-32dB的反射式VOA。     

柔性单体分子聚合物稳定胆甾相正相式液晶光阀

聚合物稳定胆甾相正模式液晶光阀通常使用刚性单体分子制作。然而使用柔性单体分子制作光阀,同样可以获得良好的电光特性,制作成本云可大大降低。实验证明胆甾相液晶与聚合物材料配比对液晶光阀的电光特性有很大影响。当电场加到柔性单体分子制作的光阀上时,液晶分子通过一个两阶段过程达到垂直取向态。并且光阀恢复到零场时的光学特性取于电场归零的速率。     

纳米粒网络对于手性液晶反射光谱的展宽效应

依据分子呈螺旋型排列的介质的电磁场解计算了给定厚度的手性液晶的光谱反射率与其双折射的关系,依据布拉格反射的干涉条件计算了斜入射光的布拉格反射光谱的蓝移。从中发现:(1)若液晶的双折射大于0.2,液晶层的厚度达到3μm就可使反射率高于90%;(2)若要以液晶的平面态实现整个光谱范围的布拉格反射,液晶的双折射应当达到0.6以上;(3)入射角达到60°时手性液晶的反射光谱蓝移可达到100nm。然而,商品手性液晶的双折射只有0.2左右,为了将这样的手性液晶用于在整个可见光谱反射的显示器件,就需要在液晶中引入聚合物网络,并在玻璃基片表面实现聚合物的凹凸结构。网络的作用是要在液晶层中建立随机分布的分子锚定机制,使手性液晶的螺距随位置而变化,从而展宽其布拉格反射谱。基片表面的凹凸结构用于诱导液晶螺旋轴的斜向随机分布,以利用倾斜螺旋结构布拉格反射的蓝移现象,进一步展宽布拉格反射谱。实验证明,在液晶中引入聚合物网络和表面的凹凸结构以后,手性液晶的布拉格反射区间由原来的80nm增加到120nm以上,对比度达到4∶1左右。