聚合物分散液晶薄膜的极化特性及其对电光性能的影响

液晶含量和外加电场类型是影响聚合物分散液晶薄膜电光性能的重要因素,而对薄膜微观形貌的分析并不能直接反映电光性能的变化机理.因此本文以液晶材料E7和光聚物NOA65共混制备的聚合物分散液晶薄膜作为研究对象,通过对其极化特性的研究,揭示了在不同液晶含量和不同类型电场下极化过程对薄膜电光性能的调控规律和微观机制.结果表明,在10^(-1)—10^(6)Hz频率范围内,薄膜在低频、中频和高频存在3个松弛极化过程,分别为热离子极化、界面极化和转向极化.通过Arrhenius公式拟合计算了各极化过程的活化能,发现随着液晶含量的增大,转向极化的活化能从0.88 eV下降至0.83 eV,导致液晶分子转向的阈值场强和饱和场强降低.相比于交流电场,直流电场下热离子极化形成内建电场,导致阈值场强和饱和场强大幅增大,而极化弛豫时间的延长会导致响应时间的延长.此项研究对进一步分析和提升聚合物分散液晶薄膜的电光性能具有指导意义.

纳米掺杂对液晶电光性能影响

液晶显示领域中的一个重要研究方向是液晶电光性能的改善。近年来,液晶-纳米科学见证了纳米掺杂增强液晶电光性质的范式转变。一方面,纳米颗粒具备特殊的理化性质能有效改善分散基质的性质;此外,纳米掺杂的液晶复合体系制备工艺简单、电光特性卓越,在显示领域占据重要地位。利用液晶与纳米颗粒间的不同相互作用,研究人员设计了一系列具有高稳定性、低成本、可调谐和可持续的电光器件。然而,纳米颗粒的掺杂有可能造成结构缺陷,不利于液晶的稳定。因此,纳米颗粒的选择是影响液晶电光性能的关键。本文概述了液晶-纳米复合体系的电光特性,着重讨论了纳米颗粒与液晶分子间可能存在的相互作用。同时,综述纳米颗粒掺杂液晶的研究现状,根据纳米颗粒类型总结了纳米掺杂对液晶电光性能的影响,并在此基础上,对未来液晶显示技术与纳米技术的结合进行了展望。

聚合物结构对聚合物网络稳定液晶薄膜电光性能的影响

用带有联苯结构的双丙烯酸酯和单丙烯酸酯作为单体,采用紫外光引发聚合诱导相分离法制备了聚合物网络稳定液晶(PSLC)薄膜。研究了不同液晶含量、固化时间、单体结构、取向层对PSLC膜电光性能的影响。结果表明,随着液晶含量的增加,样品的关态透光率(TOFF)随之增大,驱动电压则呈减小趋势;相对而言,随固化时间的增加,样品的TOFF则降低。在PI作取向层时,由双丙烯酸酯单体制备的样品表现出了较高的TOFF,而由单丙烯酸酯单体制得的样品,因其聚合物网络结构的不稳定性,在较低电压情况下就出现了"变形"的电光曲线。

聚氨酯基聚合物分散液晶的制备及电光性能研究

采用热聚合分相法制备了聚氨酯基聚合物分散液晶(PDLC)薄膜,研究了不同聚合温度及不同单体浓度下制备的PDLC薄膜的电光性能,并结合扫描电镜探讨了聚合物网络形貌与电光性能之间的关系。研究发现:当单体质量分数为30%,聚合温度为343.2K,制备的PDLC电光性能较为理想。

二向色性偶氮染料掺杂胆甾相液晶光阀的电光性能研究

为了制得既能够提供黑色同时又具备高透过率的光阀,本文制备了一种能在反射态和透明态之间切换的主动电场可控性液晶光阀。该光阀主要选用3种偶氮类二向色性染料掺杂螺距位于红外区的胆甾相液晶,并详细地研究了螺距对液晶光阀电光性能的影响。实验结果表明:随着螺距的增大,Vth、Vsat和ton均逐渐减小,其中,最大的Vth和Vsat分别仅为6V和20V左右,ton也仅为0.878ms,并且该薄膜的透过率在电场的作用下可达80%以上。因此,所制备的DDCLC薄膜既满足了透明显示面板高透过率的要求,又提高了其能见度。

不同形貌Ni颗粒对向列相液晶电光性能的影响

将不同形貌的Ni颗粒(类碗状Ni颗粒、Ni花颗粒和Ni球颗粒)掺杂在液晶中制备了扭曲向列相(TN)液晶显示模式液晶盒,采用液晶综合参数测试仪对掺杂不同形貌Ni颗粒的向列相液晶(NLC)显示模式液晶盒的阈值电压、饱和电压、对比度及响应时间进行了研究。结果表明,掺杂Ni颗粒后,液晶的电光性能得到明显改善,阈值电压、饱和电压均有所降低,对比度明显增大,响应时间下降。其中类碗状Ni颗粒改善效果最为明显,驱动电压降幅达到13.77%,对比度增大35.55%,响应时间降低至9.390 ms。Ni颗粒的形貌及比表面积对液晶的电光性能有很大影响。比表面积及曲率大的Ni颗粒对液晶电光性能的改善效果好。

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。

单体BAB6和手性剂含量对聚合物网络稳定液晶电光性能的影响

采用单体4,4′-二[6-(丙烯酰氧基)己氧基]联苯(BAB6)和胆甾相液晶混合光固化,制得聚合物网络稳定液晶(PSLC)薄膜。利用紫外可见分光光度计、响应时间测试装置和扫描电子显微镜(SEM),研究了单体BAB6和手性剂质量分数对PSLC薄膜电光性能和网络微观形貌的影响。结果表明,随着BAB6质量分数增加,PSLC薄膜的聚合物网眼尺寸变小,透过率降低,饱和电压增加,响应时间缩短;随着手性剂质量分数增加,聚合物网眼尺寸缩小,液晶畴变小,驱动电压增加,响应时间进一步下降。当液晶∶单体∶手性剂的质量比为100∶5∶10时,制得了电光性能优良,响应时间为2ms的PSLC薄膜。

聚合物稳定液晶调光器件厚度对其电光性能的影响

通过采用紫外光聚合诱导相分离法制备聚合物稳定液晶调光器件,利用紫外可见分光光度计来研究器件的不同厚度对聚合物稳定液晶调光器件电光性能的影响.结果表明:随着器件厚度的增加,器件的关态透光率降低,阈值电压升高,饱和电压升高;当器件厚度为5μm时,聚合物稳定液晶智能调光器件的电光性能优良,未通电时,透光率高达97%,当施加40 V电压时,透光率低于10%;响应时间非常短,灵敏度非常高,从关态到开态响应时间仅仅需要0.025 s,从开态到关态响应时间需要0.060 s.这些优异性能使得基于聚合物稳定液晶的智能窗在室内光线智能管理领域有着巨大的应用潜力.

预聚物对聚合物分散液晶薄膜电光性能的影响

选用双酚F环氧树脂(DGEBF)/聚乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)/4,4’-二氨基二环己基甲烷(PACM)/液晶(LC)复合体系,通过热聚合诱导相分离法制备聚合物分散液晶(PDLC)薄膜。研究刚性环氧单体DGEBF、柔性环氧单体EGDE和刚性胺类固化剂PACM对所制备的PDLC薄膜电光性能的影响。研究结果表明,随着EGDE含量的增加,可以降低PDLC薄膜的驱动电压,同时对比度呈现先增大后减小的趋势。当EGDE含量较大时,随着EGDE含量的增加,驱动电压的降低更为明显。当液晶含量为50%(质量分数),DGEBF、EGDE、PACM的摩尔比为1:8:5时,所制备的PDLC薄膜具有较佳的电光性能。

含氟聚酰亚胺的合成及电光性能(英文)

以含氟的二胺5,5’-(六氟异丙基)-二-(2-氨基苯酚)及二酐3,3’,4,4’-苯四甲酸二酐(BP-DA)为单体,首先合成了经酰胺化的主链上带有活性羟基的含氟聚酰亚胺,再通过Mitsunobu反应将活性生色分子分散红-19共价链接到聚酰亚胺的侧链骨架上,合成了非线性光学(NLO)含氟聚酰亚胺.示差扫描量热分析(DSC)测得其玻璃化转变温度为248℃,热重分析(TGA)测得其5%失重的热分解温度为309℃,将制得的含氟聚酰亚胺制成反射电光调制器,由二次谐波条件于1 064nm处测得不同温度下的非线性系数d33为5.209×10-9esu (极化电压3.6kV,205℃)和7.418×10-9esu (极化电压3.8kV,210℃),用衰减全反射法测得其电光系数γ33为2.182pm/V (3.6kV,205℃)和3.107pm/V (3.8kV,210℃).

集成光芯片的电光性能测试方法

为了提高中低精度光纤陀螺工程化批产过程中的一致性和合格率,降低筛选成本,初步定量研究了铌酸锂集成光芯片的附加损耗、光克尔效应、分光比和偏振效应等重要参数对陀螺性能的影响和优化方法,并提出了电光性能的具体测试方法。通过输入特定方波、锯齿波、方波加阶梯波,可从输出波形上进行直观的判断,并可进一步给出性能优劣的量化指标,能够较为准确地进行芯片筛选,提高工艺水平。此项研究成果对铌酸锂集成光芯片的相关标准进行了补充,不仅可以帮助光纤陀螺的制作单位进行更合理可行的器件筛选,还可以帮助芯片的生产单位完善相应的参数测试工作,提高合格率。

PDLC制备及其电光性能测试实验

介绍聚合物分散液晶的工作原理以及聚合物分散液晶织构,通过实验给出液晶含量对聚合物分散液晶的形貌和电光性能的影响。该实验与课题组科研前沿内容相结合,内容新颖,直接与当代光开关等应用高科技相结合,对培养学生兴趣,开阔视野、启发思维都有促进作用。

阻聚剂对聚合物分散液晶电光性能的影响

将不同质量分数的阻聚剂对叔丁基邻苯二酚(TBC)添加到聚合物分散液晶(PDLC)中,采用聚合诱导分相法制取PDLC膜。通过扫描电镜观测PDLC的微观形貌,并采用图像处理和统计学的方法分析PDLC中液晶微滴的大小和分布,研究了阻聚剂对PDLC电光性能的影响。结果表明:阻聚剂对PDLC混合物的固化产生了延缓聚合作用,明显影响了PDLC膜中液晶微滴的大小和分布,降低了PDLC膜的关态透过率;当阻聚剂的添加量为0.5%时,PDLC膜电光性能最好,对比度达到23。

液晶含量和引发剂含量对聚氨酯丙烯酸酯基聚合物分散液晶微观形貌和电光性能的影响

以紫外光聚合的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)为基体,通过紫外光聚合诱导相分离法制备了不同液晶含量、不同引发剂含量的聚合物分散液晶(PDLC)薄膜。使用改装的紫外分光光度计和超景深显微镜研究了不同液晶含量、不同引发剂含量对PDLC薄膜的电光性能和微观形貌的影响。研究表明,随着液晶含量的增加,PUA基的PDLC的液晶微滴尺寸变大,电光性能变好;随着引发剂含量的增加,PUA基的PDLC液晶微滴变小,Ton增加。

紫外光固化时间对RAFT法制备的聚合物分散液晶膜电光性能及微观形貌的影响

液晶/聚合物复合膜作为成膜材料,其紫外光固化时间对膜的电光性能及微观形貌有很大的影响。文中利用可逆加成-断裂转移自由基聚合(RAFT)制备了活性聚苯乙烯(PS)大分子引发剂,用以引发丙烯酸甲酯(MA)进行活性聚合制备聚合物分散液晶(PDLC)薄膜。系统研究了紫外光固化时间对RAFT-PS基PDLC薄膜电光性能及微观形貌的影响及影响机理。研究表明,通过RAFT法制备的PDLC在较短时间内即完成相分离,并且随着紫外光固化时间的延长,PDLC的阈值电压(Vth)和饱和电压(Vsat)升高,关态透光率(Toff)、记忆效应(ΔT)和最大透光率(Tmax)下降,薄膜的微观形貌也出现了连续明显的变化。随着紫外固化反应时间延长,聚合物基体的相对分子质量显著增加。

大分子链转移剂活性对聚合物分散液晶电光性能的影响

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)、引发转移终止(Iniferter)、反向原子转移自由基聚合(RATRP)等活性自由基聚合方法,合成了分子量相近而带有不同端基的大分子链转移剂。通过紫外光聚合诱导相分离法制备聚合物分散液晶(PDLC)膜。通过研究大分子链转移剂光引发活性,发现采用RAFT聚合制备的大分子链转移剂具有较高的光活性,带有Iniferter活性基团的大分子链转移剂光活性很低。对不同大分子链转移剂制备的PDLC膜的电光性能进行比较,发现采用RAFT法合成的具有高光活性的大分子链转移剂能够使PDLC膜具有较高的开态透光率和较低的驱动电压。加入大分子链转移剂会导致PDLC记忆效应升高。

聚合物分散液晶器件的制备与电光性能

为探索智能变色伪装材料技术途径,采用光引发聚合物相分离的方法制备了聚合物分散液晶(PDLC)器件,研究了聚合物含量对PDLC器件微观形貌和电光性能的影响,考察了液晶盒厚对PDLC器件电光性能的影响。结果表明,当聚合物含量为40%,液晶盒厚为9.8μm时,PDLC器件工作电压低、对比度高、性能稳定,对制备柔性变色智能伪装材料有重要的指导作用。PDLC器件在显示器件、传感器、光电开关、光栅以及新型分析仪器元器件等方面具有潜在的应用前景。

超支化聚酯齐聚物改善聚合物网络液晶的电光性能

由可紫外光固化的超支化聚酯齐聚物、液晶以及交联剂制备了聚合物网络液晶薄膜。研究了交联剂的种类和超支化聚酯齐聚物的含量对聚合物网络的形貌以及聚合物网络液晶薄膜的电光性能的影响。结果表明,适当地加入超支化聚酯齐聚物,可以加快聚合速率,得到均匀并且面积较小的液晶畴区,从而得到较低的开态透过率(13.1%)。开态透过率的大幅度下降使得聚合物网络液晶的对比度大大提高,最大可以达到5以上。此外,二乙烯基苯作为交联剂可以得到较低的阈值电压,仅为4V左右。

单体烷基链长度对聚合物分散液晶膜电光性能的影响

聚合物分散液晶(PDLC)膜是微米尺寸的液晶微滴嵌入连续聚合物基体中形成的薄膜。利用点击化学方法制备PDLC可避免传统光聚合诱导相分离法造成的染料分解等问题。本研究用4种不同烷基链长度的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)作为原料,利用硫醇-烯点击化学反应和硫醇-异氰酸酯偶联反应合成了PDLC膜,研究烯烃单体的烷基链长度对PDLC膜电光性能的影响。结果表明,随着体系中烯烃烷基链长度增加,阈值电压(Vth)、饱和电压(Vsat)和对比度(CR)下降,但关态透光率(Toff)和开态透光率(Ton)上升。通过选用烷基链长度适当的烯烃可以制得综合电光性能良好的PDLC膜。