電控聚合物穩(wěn)定藍相液晶光電特性的研究.pdf

1、液晶藍相態(tài)存在于各向同性相和手性向列相之間一段狹窄的溫度范圍內，由扭曲雙螺旋結構和其間的缺陷組成。相對于傳統(tǒng)的液晶材料，藍相液晶具有一系列獨特的優(yōu)點：亞毫秒級的快速響應；分子自組裝三維周期性結構；無外加電場時，藍相液晶呈現(xiàn)宏觀光學各向同性。自然狀態(tài)下，藍相液晶的溫寬只有1~2 K。近些年，一系列改善藍相液晶熱穩(wěn)定性方法被提出，2002年日本九州大學Kikuchi研究組提出了聚合物穩(wěn)定法，將將藍相液晶的溫寬拓寬至60 K，使得藍相液晶逐漸

2、成為液晶領域的研究焦點，在場序列顯示、三維光子晶體器件和空間光調制器等領域有著廣闊的應用前景。
　　聚合物穩(wěn)定藍相液晶雖然有著上述優(yōu)點，但是其應用仍然面臨許多技術挑戰(zhàn)：驅動電壓高、熱穩(wěn)定性差、磁滯效應、殘留雙折射與暗態(tài)散射等。為了優(yōu)化藍相液晶材料與器件，獲得高性能的藍相液晶器件，本文首先研究了母體液晶、手性劑、聚合物單體對藍相液晶特性的影響。通過實驗研究了各個因素對藍相液晶的科爾常數、響應時間等特性的影響，這對優(yōu)化藍相液晶材料具有

3、一定的指導意義。研究了基于活性稀釋劑和導電聚合物的多重摻雜對藍相液晶的影響，活性稀釋劑可以降低聚合物網絡和藍相液晶雙螺旋之間的界面能，導電聚合物增加內部有效電場，從而降低藍相液晶的驅動電壓。研究發(fā)現(xiàn)當摻雜0.99%的乙烯基吡咯烷酮和0.05%聚苯胺石墨烯時，藍相液晶科爾常數提高了68%，同時藍相液晶的磁滯效應、響應時間和殘留雙折射仍保持著原有水平。
　　本文提出了電場控制藍相液晶聚合過程的方法，藍相液晶的對比度和科爾常數得到了顯著

4、提升。通過實驗設計分析了聚合過程中的電場對藍相液晶晶疇的影響，聚合電場誘導均勻晶疇藍相液晶從而顯著提高藍相液晶對比度；聚合電場抵消了部分聚合物網絡的錨定能，提高了藍相液晶的科爾常數；同時研究了高頻率聚合電場對藍相液晶光電特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)當在藍相液晶聚合過程中施加強度為0.37 V/?m，頻率為500 kHz的聚合電場時，與傳統(tǒng)無聚合電場相比，電控聚合物穩(wěn)定藍相液晶的對比度提高了4.1倍，科爾常數提高了15%，磁滯減小了10%，同時對