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。     

电场对胆甾相液晶的作用

用统计物理的方法讨论了胆甾相液晶在垂直螺旋轴方向的电场作用下螺旋结构的变化，得到了螺距ｈ和阈值电场强度Ｅｃ的近似表达式。结果表明：ｈ和Ｅｃ与场强、液晶的本征螺距、液晶分子结构及温度等有关     

胆甾相液晶的光学特性

基于胆甾相液晶的特殊分子结构，综合阐述了胆甾相液晶的旋光性、选择性光散射和偏振光二色性等光学特性，揭示了它的光学特性主要源于它螺旋状的分子结构及其光学各相异性。     

光调谐的胆甾相液晶应用的发展

胆甾相液晶具有自发的螺旋排列,是一个有趣又引人入胜的手性超分子各向异性体系。近几年胆甾相液晶体系,特别是光调谐的胆甾相液晶在新领域的应用出现令人欣喜的研究结果。本文综述了近几年光调谐的胆甾相液晶在滤波、液晶光栅以及液晶激光中的研究成果。具有光调谐特性胆甾相液晶在特殊需求的光学器件中的应用将是胆甾相液晶研究的一个很有潜力的研究方向。     

纳米胆甾型液晶材料的合成

经缩聚反应合成了纳米胆甾型液晶材料，通过改变手性组分含量、手性化温度以及调节分子间纳米级螺距，使聚合物表现出不同的光学和波谱性能，制备出了随入射光的入射方向和观察方向不同而色彩变化、表面均匀的样品。实验表明，该材料在印刷、装饰、防伪等领域有广阔的应用前景。     

聚合物分散胆甾相液晶相形态调控与光电性能

采用紫外光聚合诱导相分离方法制备了聚合物分散胆甾相液晶膜,系统研究了固化光强和固化温度等制备条件对薄膜的相形态的影响,并探讨了薄膜相形态与反射率的关系。研究表明:固化光强较低时相分离较完全,产生的液晶微滴尺寸较大,聚合物与液晶的界面非常光滑;增加光强会使液晶微滴尺寸变小,界面变粗糙,膜反射率逐步降低。相形态与固化温度的关系较为复杂:在温度较低时,液晶以圆形液滴的形式分散在聚合物基体中;随着固化温度升高,液晶液滴逐渐变大,并在40℃时形成了连续的液晶层和聚合物层的分层结构;进一步升高温度,则形成了三维的聚合物网络结构,液晶相贯穿其间。膜的反射率先随着固化温度的升高逐渐升高,而后又降低。固化光强为0.01mW/cm2,固化温度为40℃时,反射率达到最大值32.2%。     

聚合物稳定胆甾相滤色液晶光阀的显示研究

本文研究了在平面态和场致向列相之间快速切换的聚合物稳定胆甾相(PSCT)液晶光阀的彩色显示。采用紫外光诱导相分离法(PIPS)制备具有染料掺杂的聚合物稳定胆甾相液晶光阀,通过3种染料在可见光区的吸收作用,对入射白光进行选择性吸收过滤,得到不同颜色的出射光。结果表明:当PSCT处在平面态下,分子螺旋排列,染料对入射光波的吸收不受光波偏振方向的影响,器件具有很强的吸收作用,呈现有色态;当处于场致向列相,染料的吸收作用微小,器件呈透明态,因此器件具有一定的对比度,且不需要偏振片;器件在平面态和场致向列相之间快速切换的响应时间短于7ms。PSCT光阀可以用作滤色器,在多种染料的共同作用下,快速选择滤色得到多种彩色可见光,组成彩色显示平面。     

液晶盒边界效应对胆甾相液晶电控螺距的影响

研究了共面转换(IPS)液晶盒处于强锚定及弱锚定两种边界状态时横向电场与平面织构胆甾相液晶螺距的关系,探讨了液晶盒表面锚定对胆甾相液晶电控螺距的影响。理论结果表明,共面转换模式下电场可以调谐胆甾相液晶的反射光颜色,而边界锚定效应对电场调谐螺距有显著影响。这一结果为基于电控螺距原理的胆甾相液晶反射式彩色显示方案提供了理论上的依据。     

胆甾相液晶激光器研究进展

近年来国外学者对胆甾相液晶激光进行了大量研究,而国内在这方面研究甚少。介绍了胆甾相液晶周期性螺旋结构及其选择性反射特性,以及胆甾相液晶激光的工作原理,总结了胆甾相液晶激光的发展现状及其潜在的应用前景,以期为国内液晶研究的同行提供一点参考。     

聚合电场频率对聚合物稳定胆甾相液晶光电性能的影响

研究了聚合时外加电场对聚合物稳定胆甾相液晶(PSCT)光电性能的影响。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,通过改变光聚合时的外加电场频率控制聚合物网络结构,改善PSCT的光电性能。结果表明:电场频率影响聚合单体的扩散,从而影响聚合物网络形貌。聚合电场频率低,聚合单体扩散快,形成的聚合网络疏松,网孔较大,响应速度慢,关态透过率大,阈值和饱和电压小;聚合电场频率高,阻碍单体的扩散,形成的聚合物网络致密,网孔较小,响应速度快,关态透过率低,阈值电压和饱和电压大。     

光散射液晶偏振片电光特性的研究

沿面均匀取向的正性向列液晶被聚合物网络稳定后具有电场可调的光散射各向异性,即起偏特性。研究了聚合物单体与向列液晶以不同浓度配比条件下制成的偏振片电光特性,得到低压驱动的、且与常规偏振片结合具有高对比度开关能力、快速响应的光阀器件。     

激光在手性染料液晶中的传输效应研究

本文研究了激光在手性染料液晶中的传输效应,对激光在手性染料液晶中的光散射现象和非线性光学传输现象进行了理论分析.实验结果和计算数据表明,手性染料液晶在低功率激光作用时,可以引起强烈的光散射现象;随着入射激光功率增加时,可引起明显的非线性传输效果.     

染料掺液晶随机激光温控特性的研究

实验中研究了不同盒厚(100μm、188μm、300μm)及摩擦取向(双面平行、双面反向、双面垂直)的液晶盒在温度变化下出射随机激光的特性。实验结果表明,随着温度的升高,随机激光的强度降低直至完全消失,继续升温随机激光重新出现。样品表面摩擦取向也会影响染料掺液晶随机激光的温控特性,同向摩擦的液晶盒随机激光消失点温度值较低。因此可以通过改变样品表面摩擦取向将随机激光阈值设置在特定的温度,可应用于远程温度传感领域。     

用偏光显微术研究聚合物分散胆甾相液晶微滴形貌

制备出较大微滴聚合物分散胆甾相液晶样品,用偏光显微镜观察到该微滴具有奇特的"宝石"形貌。提出聚合物分散胆甾相液晶中液晶微滴有垂面和沿面螺旋新构型,与聚合物分散向列相液晶的双极和辐射分布构型相对应,认为"宝石"形貌可能对应着胆甾相液晶在微滴中呈现沿面螺旋与垂面螺旋构型简并共存多畴形貌。本实验研究具有液晶光学基础研究意义和设计新型液晶器件的实用参考价值。     

基于Berreman 4×4矩阵对胆甾相液晶Bragg反射带宽的模拟研究

利用Berreman 4×4矩阵和Matlab编程模拟了胆甾相液晶的反射光谱,分析了螺旋数(液晶厚度)、基板的折射率、双折射、折射率色散、固定螺距、梯度螺距和入射角等因素对反射光谱带宽的影响。结果表明,要得到理想的Bragg反射带宽,液晶层的厚度即螺旋数N需达到N≥10;基板折射率会影响最大反射率,基板折射率ng与寻常光折射率no相比,ngno时,最大反射率比较低,ng越小越影响明显,当ng≥no时,具有很好的反射率;折射率的色散和大的入射角会使带宽变窄,而大的双折射Δn和螺距P可以得到较宽的反射带宽,但拓宽效果有限。通过梯度螺距的函数表达式,理论模拟了具有螺距梯度的胆甾相液晶的反射带宽,其对于胆甾相液晶宽波反射的实验研究具有一定的意义。     

聚合物结构对PDLC性能的影响

用光聚合诱导相分离法制备了3种不同聚合物基体的聚合物分散液晶(PDLC)膜,研究了液晶含量和固化时间对PDLC透光率及膜形态的影响,考察了不同聚合物基体对PDLC电光性能的影响。结果表明,聚合物单体反应活性越高,达到关态下最低透过率所需的固化时间越短,丙烯酸仅需10 s,而甲基丙烯酸甲酯却需360 s;聚合物与液晶颗粒之间的相互作用越强,PDLC膜的阈值电压越高,丙烯酸的阈值电压至少是其他两者的5倍。     

紫外吸收染料诱导的具有宽波反射特性的胆甾相液晶聚合物薄膜

利用紫外光吸收染料诱导胆甾相液晶体系形成螺距梯度,制备了具有宽波反射特性的胆甾相液晶聚合物薄膜。研究表明,由于紫外光吸收染料的存在,在紫外光诱导聚合的过程中,在复合材料中将形成紫外光强度梯度,进而形成手性单体的浓度梯度,最终制备了可反射可见光区红蓝绿三色光的胆甾相液晶聚合物薄膜。扫描电镜测试结果表明,胆甾相液晶聚合物薄膜的断面形貌具有螺距的梯度分布。该类材料在可调控光的智能玻璃和光学元器件等领域具有应用潜力。     

手性液晶滤光片研究

本文研究了掺有手性分子的反射式液晶滤光片的光学特性以及手性液晶膜用于滤光片的可行性。利用Jones矩阵法对其透射光谱特性进行了分析和数值计算,同时制作了手性液晶盒并对其透射光谱进行了测量。从数值计算和实验结果可知,利用掺有手性添加剂的液晶材料可以反射某种特定波长的入射光,起到一种窄带滤光片的作用,利用此特性制成的液晶偏振滤光片膜可用于各种类型的光电防护。