配向膜对LCD对比度的影响

目前,LCD行业已经趋于成熟。各大面板企业都在提升自身产品的竞争力:高分辨率、高色域、轻质化、窄边框化以及高对比度等等。本文从聚酰亚胺取向层材料方面着手提高对比度进行了研究与阐述。研究过程中利用实验室与产线进行了实际测试,通过对比不同性质的取向膜材料所制作的平面电场宽视角(ADS)模式液晶面板,证明了配向能力越高的取向材料得到的面板对比度越高。高配向力的取向层可以使液晶分子的排列更加有序化,在常暗模式的FFS显示器中,初始位置的液晶分子预倾角越低,液晶面板的暗态越好,在亮态相同的情况下,对比度将会提高。     

不同手性剂对超扭曲向列相液晶的影响

STN-LCD在LCD显示器中占有重要地位,它价格低廉,制造工艺简单,在小型、便携式显示设备中占有重要市场。显示器显示品质与液晶材料的参数有关,研究了对于相同的液晶材料体系,使用不同的手性剂,对液晶的各项显示参数的影响和在一个母体液晶材料中,添加扭曲能力不同的手性掺加剂,对响应速度、温度系数、视角等方面的影响。按照d/p≈φ/360计算手性掺加剂用量,将不同结构手性剂加入到母体体系中,在室温时得到的阈值电压相同,测试不同温度时,DV/DT不同,响应速度变化率不同。总结了在工业生产上应如何评价和选择合适的手性剂。     

电场对铁电液晶分子排列的影响

本文通过在铁电液晶相变过程中施加交变电场的方法，研究了电场对铁电液晶分子排列的作用。实验表明在液晶相变点附近施加低频交变电场，能够使铁电液晶分子形成均匀排列，从而提高了铁电液晶器件的记忆效应与对比度，最后我们给出了合理的理论解释。     

手性掺杂聚合物稳定VA液晶的光学性能

聚合物稳定VA(PSVA)液晶显示模式具有优异的光电性能。为进一步提升PSVA显示模式的透过率,在液晶中加入手性剂,形成手性掺杂聚合物稳定VA(C-PSVA)液晶显示模式。本文对C-PSVA显示模式的最优参数及实际显示效果进行研究。首先,建立模型对C-PSVA显示模式的光电特性及液晶分布进行模拟,分析了手性剂的加入对液晶排列产生的影响,对C-PSVA的显示原理进行分析。其次,研究了C-PSVA显示模式的延迟量、偏光片角度、手性剂比例对透过率提升的影响。最后,按照模拟结果配制液晶,制作C-PSVA样品,进行实际效果验证。结果表明,C-PSVA显示模拟的透过率较PSVA显示模式有明显提升,C-PSVA显示模式最佳延迟量约为460 nm,最优手性剂含量对应螺距值为4倍的盒厚。实测结果显示,与PSVA显示模式相比,C-PSVA显示模式透过率约有13%的提升。     

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。     

手性垂直排列液晶盒的视角特性

模拟了手性垂直排列液晶盒的指向矢分布和电光特性，并在大视角内研究了其关态透过率、开态透过率和对比度。研究发现该常黑型显示模式具有很高的对比度、几乎无色散、高亮度、较低工作电压和在水平和垂直方向具有宽视角等特点。文章最后模拟了具有更宽视角的膜补偿手性垂直排列液晶盒。     

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。     

提高共面转换液晶显示器件响应时间的研究

利用液晶弹性理论和动力学理论对共面转换液晶显示器件响应时间参数进行了分析, 将聚合物网络引入这种模式, 利用聚合物网络对液晶的锚定作用, 使得 Ｉ Ｐ Ｓ液晶显示器件的下降响应时间得到极大改善。实验结果表明, 聚合物的百分比含量对器件的响应时间、阈值电压、对比度有较大影响。     

提高共面转换液晶显示中的器件响应时间的研究

利用液晶弹性理论和动力学理论对共面转换液晶显示器件响应时间参数进行了分析,将聚合物网络引入这种模式,利用聚合物网络对液晶的锚定作用,使得ＩＰＳ液晶显示器件的下降响应时间得到极大改善。实验结果表明,聚合物的百分比含量对哗啦的响应时间、阈值电压、对比度有较大影响。     

芳环上氟原子对手性液晶分子扭曲力的影响

通过Mitsunobu反应合成了一系列手性液晶,收率63%～71%,并通过1 H NMR、MS、IR对其结构进行了表征。结合DSC和POM研究了目标化合物的介晶性。利用Cano’s wedge法研究了目标化合物的扭曲力,发现随着手性中心邻近芳环上氟原子数的增多,手性液晶分子的扭曲力显著增大。实验结果表明,氟原子的引入影响了碳氧单键的自由旋转,导致手性液晶分子具有较少构象异构体,从而表现出大的扭曲力。     

Chiroptical Resolution and Thermal Switching of Chirality in Conjugated Polymer Luminescence via Selective Reflection using a Double‐Layered Cell of Chiral Nematic Liquid Crystal

An optically resolvable and thermally chiral‐switchable device for circularly polarized luminescence (CPL) is first constructed using a light‐emitting conjugated polymer film and a double‐layered chiral nematic liquid crystal (N*‐LC) cell. The double‐layered N*‐LC cell with opposite handedness at each layer is fabricated by adding each of two types of N*‐LCs into each of the cells, and the N*‐LCs consist of nematic LCs and chiral dopants with opposite chirality and different mole concentrations. The selective reflection band due to the N*‐LC is thermally shifted so that the band wavelength is close to the luminescence band of the racemic conjugated polymer, such as disubstituted polyacetylene (diPA), yielding CPL with opposite handedness and high dissymmetry factor values (|g_lum|) of 1.1–1.6 at low and high temperatures. The double‐layered N*‐LC cell bearing the temperature‐controlled selective reflection is useful for generating CPLs from racemic fluorescent materials and for allowing thermal chirality‐switching in CPLs, which present new possibilities for optoelectronic and photochemical applications.     

温度梯度制备宽波反射液晶薄膜

合成了大螺旋扭曲力的手性化合物4,4′-2(戊基-环己基)苯甲酸异山梨醇酯(ISBB)。对60.0μm厚ISBB/液晶性单体/向列相液晶/光引发剂复合体系的液晶层的上、下表面温度施加不同温度,液晶层中形成了温度梯度。由于高温区域的液晶溶解ISBB的能力强,低温区域的ISBB会向高温区域扩散,从而在液晶薄层中形成了ISBB的浓度梯度与螺距梯度。紫外光聚合复合体系中的光可聚合单体,单体间交联聚合形成网络固定住了液晶层内的螺距梯度,从而制备出反射可见光波段的右旋圆偏振光的宽波反射液晶薄膜。     

扭曲向列相液晶显示器中的响应时间

文章研究了传统扭曲向列相液晶显示器中的响应时间问题,对影响响应时间的弹性常数、转动粘滞系数、双折射率、预倾角和手性剂等进行了研究。结果表明,通过优化液晶材料参数、增大预倾角和手性剂含量,可以有效改善该液晶显示器的响应时间。     

Fast and High‐Contrast Electro‐optical Switching of Liquid‐Crystalline Physical Gels: Formation of Oriented Microphase‐Separated Structures

Fast and high‐contrast responses with low driving voltages in twisted nematic (TN) cells are achieved for anisotropically oriented structures of liquid‐crystalline physical gels. They are prepared by hydrogen‐bonded aggregation of an L ‐lysine‐based gelator in nematic liquid crystals. When the mixtures of the nematic liquid crystals and the gelator are prepared in TN cells, fibrous aggregates of the gelator align along the twisted‐nematic orientation of the liquid crystal, forming oriented phase‐separated structures.     

聚合物分散液晶薄膜中随机激光辐射的实现

设计制作染料掺杂聚合物分散液晶薄膜激光器件,研究随机激光辐射行为。利用微胶囊法将激光染料、向列相液晶、手性剂、聚乙烯醇混合,制备掺杂两种激光染料的聚合物分散液晶薄膜。利用输出激光532 nm的Nd:YAG倍频脉冲激光器进行泵浦,在582～607 nm波段获得尖锐、离散的随机激光输出,阈值能量约为9 mJ,线宽约为0.3～0.4 nm。对于器件产生激光辐射的机制,利用环形腔理论进行了分析。对比掺杂单种激光染料的聚合物分散液晶薄膜激光器件,实验结果显示,同时混合不同类型的激光染料制备的聚合物分散液晶薄膜,能够实现较宽波段的随机激光输出。     

Easily Processable and Programmable Responsive Semi‐Interpenetrating Liquid Crystalline Polymer Network Coatings with Changing Reflectivities and Surface Topographies

The fabrication of stimulus‐responsive coatings that change both reflectivity and topography is hampered by the lack of easy processable, patternable, and programmable elastomers. Here, an easily applied reflective coating based on a semi‐interpenetrating polymer network composed of a liquid crystal elastomer and a liquid crystal network (>15 wt%) is reported. The reflective wavelength of these polysiloxane elastomer photonic coatings can be readily programed by the concentration of chiral reactive mesogen dopant that forms the network. The coatings show a fast and reversible decrease in reflection band intensity with increasing temperature, which can be tuned by the polymer network density. In addition, hierarchical surface relief structures are prepared, which can be reversibly changed with temperature.     

聚合物稳定的双稳态胆甾液晶显示单元反射特性的研究

本文介绍了聚合物稳定的双稳态胆甾液晶显示单元样品的制备过程,用光谱仪、偏光显微镜等仪器研究了液晶的光谱特性和聚合物网络织构,分析了预聚物配比、聚合物浓度、聚合温度等工艺制备条件对双稳态胆甾液晶显示单元反射光谱的影响以及温度对聚合物网络织构的影响。寻找最佳工艺制备条件,以获得宽光谱反射范围和高对比度的双稳态显示器。     

聚合物稳定的双稳态胆甾液晶显示单元反射特性的研究

介绍了聚合物稳定的双稳态胆甾液晶显示单元样品的制备过程,用光谱仪、偏光显微镜等仪器研究了液晶的光谱特性和聚合物网络织构,分析了预聚物配比、聚合物浓度、聚合温度等工艺制备条件对双稳态胆甾液晶显示单元反射光谱的影响以及温度对聚合物网络织构的影响。寻找最佳工艺制备条件,以获得宽光谱反射范围和高对比度的双稳态显示器。     

Super‐Fast Switching of Twisted Nematic Liquid Crystals on 2D Single Wall Carbon Nanotube Networks

We have developed a high performance liquid crystal (LC) alignment layer of ultra‐thin single wall carbon nanotubes (SWNTs) and a conjugated block copolymer nanocomposite that is solution‐processible for conventional twisted nematic (TN) LC cells. The alignment layer is based on the non‐destructive solution dispersion of nanotubes with a poly(styrene‐b‐ paraphenylene) (PS‐b‐PPP) copolymer and subsequent spin coating, followed by conventional rubbing without a post‐annealing process. Topographically grooved nanocomposite films with two dimensionally (2D) networked SWNTs embedded in a block copolymer matrix were created using a rubbing process in which bundles of SWNTs on the composite surface were effectively removed. The LCs were well aligned with a stable pre‐tilt angle of approximately 2° on our extremely transparent nanocomposite, which gave rise to superfast switching of the TN LC molecules that was approximately 3.8 ms, or four times faster than that on a commercial polyimide layer. Furthermore, the TN LCD cells containing our SWNT nanocomposite alignment layers exhibited low power operation at an effective switching voltage amplitude of approximately 1.3 V without capacitance hysteresis.     

Phototunable Azobenzene Cholesteric Liquid Crystals with 2000 nm Range

Phototuning of more than 2000 nm is demonstrated in an azobenzene‐based cholesteric liquid crystal (azo‐CLC) consisting of a high‐helical‐twisting‐power, axially chiral bis(azo) molecule (QL76). Phototuning range and rate are compared as a function of chiral dopant concentration, light intensity, and thickness. CLCs composed of QL76 maintain the CLC phase regardless of intensity or duration of exposure. The time necessary for the complete restoration of the original spectral properties (position, bandwidth, baseline transmission, and reflectivity) of QL76‐based CLC is dramatically reduced from days to a few minutes by polymer stabilization of the CLC helix.