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。     

大分子光引发剂及固化时间对PDLC膜光电性能的影响

聚合物分散液晶膜(PDLC)是将液晶和聚合物混合得到的一种综合性能优异的膜材料.聚合物作为成膜材料,其固化过程是影响聚合物分散液晶膜电光特性的重要因素.实验采用原子转移自由基聚合法制备活性大分子引发剂,引发可聚合单体进行聚合,通过光引发聚合诱导相分离法制备PDLC膜.研究表明:采用该方法可以极大地改善PDLC的光电性能,并且通过改变固化时间可以调节PDLC的各项光电性能,随着固化时间的增加,PDLC阈值电压(Vth)、饱和电压(Vsat)都随之增加,膜关态透光率(TOFF)、开态透光率(TON)随之降低.     

低阈值高对比度PDLC薄膜的制备

采用PIPS法制备聚合物分散液晶(PDLC)薄膜,通过在液晶/预聚物复合体系中添加甲基丙烯酸丁酯调控聚合物与液晶微滴界面的锚定能,以改善PDLC的电光特性。研究了甲基丙烯酸丁酯含量对PDLC膜的偏光显微镜下形貌、光电性能的影响,最后优化工艺参数,制备出低阈值、高对比度的PDLC薄膜。实验结果表明,适量加入甲基丙烯酸丁酯有利于降低阈值电压和饱和驱动电压。另外,还研究了PDLC薄膜的电光特性与驱动电压频率的关系,发现PDLC的阈值电压和饱和驱动电压均随着频率的升高而增大,同时电光曲线趋于平缓。     

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。     

聚合条件对PDLC光电特性的影响

聚合物分散液晶（PDLC）薄膜在无场、有场时对光呈散射、透明态，而其散射程度取决于液晶分子团的大小、密度分布。PDLC膜具有亮度高、对比度好、视角大等优点，可用于光窗、大屏幕、投影电视等显示，但由于驱动电压高，也限制了其用途。因此，降低驱动电压成了该课题的主攻方向。此外，PDLC多路驱动性能较差。以PDLC作大屏幕显示为例，当饱和电压在50V左右时，功耗为60W／m2左右；与主动发光大屏幕显示相比，功耗明显较低。影响PDLC驱动电压的有液晶、单体、齐聚物比例，紫外线强度，处理温度，膜厚等因素。在本文中，我们主要讨论这些因素如何影响驱动电压。     

添加液晶对PDLC膜电-光性能参数的影响

以甲基丙烯酸β羟乙酯为聚合单体,以SLC7011-100为液晶材料,利用紫外光聚合分相法制备了PDLC薄膜。通过调节单体和液晶成分的比例,在尽可能提高膜的对比度的情况下降低驱动电压,以获得电-光性能良好的PDLC膜。分别向体系添加壬烷氧基和癸烷氧基联苯氰基液晶、烷基联苯氰基类液晶5CB和8CB,考察了PDLC膜电-光性能的变化,结果表明,添加液晶的含量和分子结构对PDLC膜的折射率、对比度等电-光性能参数有较大影响。     

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。     

PDLC的膜厚对其性能的影响

用光聚合相分离的方法制备了不同厚度的聚合物分散液晶(PDLC)膜,研究了膜厚对于PDLC膜形态和电光性能各方面的影响,考察了不同厚度PDLC膜的聚合物网络形貌、饱和电压及对比度等方面。研究发现随着膜厚的增加,PDLC膜中聚合物网络的网眼分布均匀;其暗态的透过率降低,对比度明显增大;PDLC膜的饱和电压也随着膜厚的增加而升高。试验结果表明,当膜厚在30μm左右时,PDLC膜综合性能较好。     

PDLC的膜厚对其性能的影响

用光聚合相分离的方法制备了不同厚度的聚合物分散液晶(PDLC)膜,研究了膜厚对于PDLC膜形态和电光性能各方面的影响,考察了不同厚度PDLC膜的聚合物网络形貌、饱和电压及对比度等方面.研究发现随着膜厚的增加,PDLC膜中聚合物网络的网眼分布均匀;其暗态的透过率降低,对比度明显增大;PDLC膜的饱和电压也随着膜厚的增加而升高.试验结果表明,当膜厚在30μm左右时,PDLC膜综合性能较好.     

大分子引发剂的分子量对聚合物分散液晶的微观形貌影响

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性自由基聚合法制备了不同分子量的苯乙烯大分子引发剂(RAFT-PS),并通过紫外光聚合诱导相分离法制备聚合物分散液晶(PDLC)膜。研究了不同分子量的RAFT-PS对PDLC的微观形貌、光聚合动力学、液晶向列取向程度以及电光性能等方面的影响。研究表明,影响PDLC的微观形貌的关键因素是RAFT-PS的分子量,而不是聚合物基体分子量。通过调整RAFT-PS的分子量,能够有效控制液晶微滴粒径,进而改善PDLC的电光性能。     

PDLC的膜厚对其性能的影响

用光聚合相分离的方法制备了不同厚度的聚合物分散液晶(PDLC)膜,研究了膜厚对于PDLC膜形态和电光性能各方面的影响,考察了不同厚度PDLC膜的聚合物网络形貌、饱和电压及对比度等方面.研究发现随着膜厚的增加,PDLC膜中聚合物网络的网眼分布均匀;其暗态的透过率降低,对比度明显增大;PDLC膜的饱和电压也随着膜厚的增加而升高.试验结果表明,当膜厚在30μm左右时,PDLC膜综合性能较好.     

Phototunable Microlens Array Based on Polymer Dispersed Liquid Crystals

A microfluidic system is designed to fabricate polymer dispersed liquid crystal microspheres, whose shape, surface smoothness, and size are controlled. A microlens array (MLA) is constructed by the assembly of the monodispersed microspheres. In the MLA, each microsphere acts as a separate imaging unit. As the liquid crystal (LC) used is a mixed liquid crystal that contain photoresponsive 4‐butyl‐4‐methoxyazobenzene, the imaging capability and light transportation of the MLA can be reversibly controlled by light irradiation.     

聚合物基体分子量及极性对聚合物分散液晶迟滞效应的影响

聚合物分散液晶(PDLC)是液晶微滴分散在聚合物基体中形成的一种新型显示材料。文章采用可逆加成断链转移(RAFT)聚合法制备大分子引发剂,引发可聚合单体甲基丙烯酸甲酯进行聚合,利用光引发聚合诱导相分离法制备了PDLC膜。通过改变大分子引发剂的含量和种类,研究了基体分子量及极性对PDLC迟滞效应的影响。实验结果显示,聚合物基体的参数对PDLC的迟滞效应有显著影响,迟滞效应随着基体分子量的下降而明显增大,而降低基体的极性可以明显减小PDLC的迟滞效应。     

全息聚合物分散液晶膜的干涉图像存储及衍射特性

用激光干涉形成的亮条纹引发预聚物／液晶混合物相分离,在相分离稳定后,干涉图样被存储在聚合物／液晶复合膜中,被称之为全息聚合物分散液晶（HPDLC）。研究了相关因素对HPDLC膜信息存储的影响,并且光学显微镜观察了膜结构。给出了具有栅式结构膜的衍射特性。实验结果表明,形成的HPDLC膜其存储的栅结构稳定持久,而且其衍射效率可用电或热来调节。     

表面活性剂对聚合物分散液晶光电性能的影响

为了调控聚合物分散液晶(PDLC)中聚合物基体和液晶微滴的界面作用,降低锚定能,以聚丙烯酸甲酯(PMA)为基体,E7为分散相,并加入了不同含量的硬脂酸(SA)表面活性剂,采用聚合物诱导相分离法制备了PDLC,并对PDLC的光电性能进行了测试。研究发现,PDLC的电光性能随着SA含量的增加而改善,但当SA的含量达到一定值后,液晶微滴出现"岛聚"现象,光电曲线出现一个转折点。实验结果表明,表面活性剂可以调控聚合物和液晶微滴的界面作用,降低锚定能,从而改善PDLC的光电性能。     

聚合物分散液晶的应用

聚合物分散液晶是液晶分子以微滴的形式分散于高分子聚合物中,所形成的性能优异的一种液晶薄膜材料。文中介绍了PDLC的3大应用领域,在大屏弯曲显示方面具有传统液晶显示技术无可比拟的优势,是制作智能玻璃的核心材料,且可用于研制性能更好的可变光衰减器、波带片、透镜和调制器等重要光学器件,并指出纳米掺杂是改进PDLC性能的研究方向。聚合物分散液晶具有广阔的应用前景,且其生产工艺简单、成本低廉,应引起国内学者足够的重视,避免未来国外形成技术垄断。