苯基嘧啶类铁电液晶及手性掺杂剂的研究进展

自从Clark和Lagerwall提出表面双稳铁电液晶显示原理后，铁电液晶材料在显示领域中的应用一直是国内外研究的热点课题。本文介绍了近年来新型苯基嘧啶类铁电液晶及手性掺杂剂的研究进展，重点讨论了不同结构的手性中心和末端链对其自发极化率、响应时间和相变温度的影响。     

含氟二苯乙炔类蓝相液晶的研究进展

蓝相液晶具有高度流动的自聚集的三维立方缺陷结构,在高度手性的液晶中,它们存在于狭窄的温度区间。分子中引入适当的手性中心可以制得蓝相液晶。由于氟原子的特殊性,在液晶核分子中引入含氟二苯乙炔,可以得到黏度低、双折射率及清亮点高的液晶材料。文中介绍了6类含手性端基的含氟液晶化合物(其中有一个化合物不含氟原子)。通过偏光显微镜和DSC对其相变行为进行了研究。结果表明:共有13个化合物显示蓝相;化合物结构中手性中心的细微差别都会导致蓝相的出现或消失。     

蓝相液晶对聚集诱导发光分子荧光性能的影响

为了拓宽蓝相液晶的应用范围,构建多功能化蓝相体系平台,本文将具有聚集诱导发光（AIE）特性的液晶TPEPPE引入蓝相液晶体系,围绕复合体系的荧光性能展开研究。一方面,系统研究并归纳了手性添加剂含量对蓝相液晶相转变行为和光子带隙位移情况的影响;另一方面,探究了蓝相液晶对AIE分子荧光性能的影响,提出了相关荧光增强效应的假说。实验结果表明,不同手性添加剂体系的蓝相Ⅱ的温域范围基本一致,且反射带隙随着温度的降低发生蓝移;而蓝相Ⅰ的温域与手性密切相关,体系中仅存在蓝相Ⅰ时,其反射带隙随温度的降低而红移。蓝相液晶体系对AIE分子有一定的荧光增强效应,并且在整个蓝相温域内,蓝相Ⅰ的反射带隙红移,体系的荧光强度明显增强。由此得出结论,TPE-PPE分子在一定程度上参与了蓝相液晶体系的自组装。由于TPE-PPE分子在双螺旋柱结构中的受限运动,导致其荧光强度增强。随着蓝相Ⅱ的消失和蓝相Ⅰ光子带隙的红移,更多TPE-PPE分子参与到双螺旋柱的自组装中,体系的荧光发射增强。     

反铁电液晶显示器的应用

引言尽管经过了十余年的研究,利用表面稳定铁电液晶结构(SSFLC)的大屏幕显示器仍不能达到实际应用的程度。显然,SSFLC结构在显示器应用方面存在着一些问题,例如,由内部感应电场电荷聚集引起的寄生效应,以及排列的碟状液晶层结构在承受机械震动时的不稳定性。这些严重问题是由铁电手性碟状C液晶结构固有的特性引起的。因     

基于分子间氢键的棒状手性液晶的研究进展

分子间氢键棒状手性液晶因其兼具手性液晶奇特的光电性能和氢键液晶的便捷制备以及独特的外界刺激响应性,在功能材料、非线性光学、生物医学等领域具有潜在的应用价值,一直是超分子液晶领域的研究热点。文章按照形成氢键互补基团的不同,将其划分为3种类型,即羧酸-羧酸类、羧酸-吡啶类和其他类型氢键,介绍了此三类氢键棒状手性液晶近年来的研究进展。详细归纳了氢键质子给受体的分子结构、氢键稳定性、手性中心位置、取代基、柔性链长度等对液晶性能的影响,并在此基础上,对其未来发展做了展望。     

反铁电液晶的研究和展望

本文介绍了反铁电液晶的发现及定义产生过程,独特的电光性能及三稳态转换的本质,反铁电相的分子取向,反铁电液晶化合物的合成,反铁电液晶显示器件的研究,较全面地反映了当前在反铁电液晶研究领域内巳取得的成果,并展望了反铁电液晶显示器件的应用前景。     

铁电液晶分子光学特性的模拟分析

利用计算机对铁电液晶分子的光学特性进行了模拟计算,分析了入射光和铁电液晶分子指向矢方向的相互关系。     

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。     

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。     

实现铁电液晶显示器双稳的方法

本文简要介绍了铁电液晶显示器的基本工作原理及其特点，并着重从铁电液晶的材料和取向层以及分子层结构的角度阐述了获得铁电液晶显示器的双稳态的基本条件，并且列举了实现双稳态的的一些方法，最后给出了结论。     

温度对铁电液晶电调谐滤波特性影响的研究

在改变外加电场实现铁电液晶电调谐滤波中,由于铁电液晶的螺距和自发极化强度对温度变化很敏感,从而为铁电液晶电调谐滤波器的应用和准确度的提高带来了困难。从铁电液晶的螺距和自发极化强度与温度的关系出发,讨论了温度对铁电液晶双折射的影响,给出了铁电液晶电调谐滤波器的透射率随温度变化的关系式,并进行了数值计算。结果表明,温度升高时,透射率和带宽增大,透射峰波长向短波长方向移动,温度变化对铁电液晶电调滤波特性的影响远小于电场变化的影响。     

具有聚集诱导发光功能的圆偏振发光液晶材料

圆偏振光是光矢量端点轨迹为圆的光，它在传播时光矢量的大小不变而振动方向随相位而改变。通常，非偏振光首先通过偏振片转化为线偏振光，再通过λ/4波片分解为左旋或右旋圆偏振光。这一物理过程所获得的圆偏振光能量损耗一般超过50%。而通过构筑聚集诱导发光手性液晶分子直接获得圆偏振光，可以获得高的荧光量子效率和大的不对称因子，有效降低了能量损耗。因此，聚集诱导发光手性液晶受到了研究人员的广泛关注。本文基于聚集诱导发光基团修饰手性液晶分子的设计与合成，以及手性聚集诱导发光分子体系掺杂向列相液晶这两类方法，综述了本领域的研究进展，讨论了聚集诱导发光液晶分子结构设计和聚集态的形成对圆偏振发光和聚集诱导发光性能的影响，展望了这种新型光学材料所面临的机遇和挑战。     

新型全氟苯环乙炔类手性液晶化合物的合成及相变性质研究

本文报道了两大类液晶核中心含有柔顺亚甲氧基的四氟苯环乙炔类手性液晶化合物的合成及相变性质,讨论了不同末端基团、桥键对液晶相变性质的影响。     

新型铁电液晶的非线性光学性质的研究

详细研究了两种新型铁电液晶的非线性光学性质，液晶分子倾斜角θｔ、色散折射率，双折射率，双轴折射率和非线性光学系数各分量ｄｉｊ，两次谐波信号强度受外加电场及温度的影响，并分析了液晶分子结构与非线性光学性质的关系。     

纤维素纳米晶手性液晶膜研究进展

纤维素是丰富的可再生聚合物资源,通过强酸水解可得到结晶度较高的纤维素纳米晶（CNCs）。在合适的浓度下,CNCs悬浮液能够进行蒸发自组装,干燥后形成CNCs胆甾相液晶薄膜。CNCs手性液晶膜具有优异的圆偏振光性能,因此在光电子技术等领域十分重要。本文概述了CNCs的液晶性质和制备方法;着重探讨了CNCs手性液晶膜的结构色特性,以及通过物理和化学手段对CNCs膜的螺距进行调控的方法。同时,综述CNCs手性液晶膜的圆偏振光性能,对其圆偏振光反射性能和圆偏振荧光发射性能的研究进展和应用技术进行了总结和展望。CNCs手性液晶膜左旋和右旋圆偏振光性能的差异,使其在液晶显示器、光学防伪、传感器件等领域具有广阔的应用前景。此外,通过多种方法（添加荧光分子或金属等）制备的具有圆偏振荧光性能的CNCs膜材料,可作为检测激发态的手性探针,在一系列光学应用中具有潜在的应用价值和发展空间。     

铁电液晶及其应用

某些碟状近晶相液晶具有铁电和热电性质。最简单的铁电液晶是近晶 C相(碟状近晶 c 相)。文章综述了铁电液晶的电光效应、器件结构、取向方法和主要应用。报道了作者对复合铁电液晶材料的最新研究成果。     

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。     

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。     

特殊液晶光学材料——扭曲-弯曲向列相液晶及应用

扭曲-弯曲向列相是一种手性向列相,具有纳米级螺距的倾斜螺旋结构。由于其负弯曲弹性常数、纳米级螺距以及非手性分子形成手性结构等性质,引起了世界各地科研工作者的广泛关注。本文回顾了扭曲-弯曲向列相研究的发展历程,重点介绍了对扭曲-弯曲向列相的特征、性能、分子运动、分子基团的研究,阐述了扭曲-弯曲向列相在外场作用下微观结构的变化以及对扭曲-弯曲向列相的理论及模拟研究的发展现状,并探讨了扭曲-弯曲向列相液晶的应用前景和发展趋势。本文从材料的特性、性能、应用等方面对扭曲-弯曲向列相液晶进行综述,旨在让广大读者对这种特殊液晶光学材料的相关研究有比较全面的了解,以此激发读者对扭曲-弯曲向列相液晶材料在相态结构、理论模拟乃至应用领域等方面更多的研究灵感。希望本文能够起到抛砖引玉的作用,从一定程度上对该领域的研究发展有所促进。     

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。