掺杂α-氰基取代二苯乙烯衍生物的胆甾相液晶的光电性能研究

发布时间：2017-09-14 17:08

  本文关键词：掺杂α-氰基取代二苯乙烯衍生物的胆甾相液晶的光电性能研究

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【摘要】：发光液晶材料近年来引起了人们的广泛关注,它们本身可以发光并与液晶具有一定的相容性,从而可以应用于液晶显示器件中,简化器件结构,增加其发光亮度和对比度等一系列光学性能。其中具有聚集诱导发光增强效应的有机发光材料在化学、生物和物理等各个学科领域具有潜在的应用价值,由此,本文设计并合成了一种具有聚集诱导发光增强的发光小分子液晶材料,具体研究内容如下：1)本文设计合成了一种发光液晶材料α-氰基取代二苯乙烯衍生物(Z)-2-(4-氨基苯基)-3-(4-辛烷烷氧基苯基)丙烯腈(CN-APHP) 。通过紫外吸收光谱、荧光发射光谱,研究了CN-APHP的光物理性质。利用差示扫描量热分析和偏光显微镜研究了化合物的液晶性质。结果表明CN-APHP在73-86℃之间形成近晶相液晶,是一种具有聚集态诱导发光增强特性的液晶材料。有序取向的CN-APHP薄膜具有发光各向异性,其线偏振度约为0.3。2)基于上述CN-APHP分子的物理化学性能的研究基础上,成功制备了两种荧光光开关器件。一种是基于CN-APHP分子掺杂胆甾相液晶(CLC)的电控可调三稳态光开关。CLC可以在电场的作用下在平面织态、扇形焦锥态和指纹态三种稳态相互可逆切换调节。由于通过电场对CN-APHP分子掺杂CLC的混合液晶具有一定的扰动作用,使CN-APHP分子的分子排列取向发生改变,导致CN-APHP分子中氨基与玻璃基板的相互作用力发生改变,从而形成了三种不同的稳定相态。三种稳态的光学性能和发光强度依赖于液晶分子的排列取向方式,且三张相态在室温下可以稳定存在。本实验成功制备了电控可调三稳态器件,具有调节方法简单,低能耗等优点,因而在实际的便携式信息系统中具有重要的应用潜能。3)αα-氰基取代二苯乙烯衍生物可以发生光致／热致顺反异构,其中反式的αα-氰基取代二苯乙烯衍生物((Z)-CN-APHP)与向列相液晶具有很好的相容性,基于顺反异构发生的条件,制成了有两种不同相态的光控可调荧光强度的液晶器件；基于两种不同顺反异构体在发光各向异性上的差异性,完成了发光偏振性新型的光开光器件的制备,该器件可以发射线偏振光,通过控制顺反异构化过程,除了可以调节光开关器件的荧光强度之外,还可以调节偏振荧光的发光强度,这对于提高光学器件的性能提供了新的方法技术。
【关键词】：发光液晶 液晶显示 三稳态 顺反异构 偏振发光
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O753.2
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-17
• 第一章 绪论17-29
• 1.1 引言17-18
• 1.2 发光材料发展概述18-22
• 1.2.1 发光材料分类18-20
• 1.2.2 聚集诱导发光增强(AIEE)现象20-21
• 1.2.3 发光材料的顺反异构现象21-22
• 1.3 胆甾相液晶的体系概述22-27
• 1.3.1 液晶材料的起源与发展22-23
• 1.3.2 胆甾相液晶的分类与性能23-24
• 1.3.3 胆甾相液晶的研究及应用24-27
• 1.4 课题研究背景27-28
• 1.5 本文研究内容28-29
• 第二章 α-氰基取代二苯乙烯衍生物(CN-APHP)的合成及表征29-36
• 2.1 引言29
• 2.2 实验材料及仪器设备29-30
• 2.3 目标化合物的结构式30
• 2.4 目标化合物分子的合成路线及结构表征30-32
• 2.5 目标化合物的性能研究32-35
• 2.5.1 液晶性质32
• 2.5.2 发光性能及AIEE效应32-34
• 2.5.3 发光各向异性34-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第三章 基于掺杂胆甾相液晶的荧光分子的电控多稳态器件制备36-46
• 3.1 引言36-37
• 3.2 实验材料及仪器设备37
• 3.3 实验条件对液晶器件制备的影响37-39
• 3.3.1 手性添加剂含量对液晶器件相态形成的影响37-38
• 3.3.2 液晶盒盒厚对液晶器件相态形成的影响38-39
• 3.4 多稳态液晶器件的制备39-41
• 3.5 多稳态液晶器件的性能表征41-45
• 3.5.1 多稳态液晶器件光电性能和发光性能的曲线表征42-43
• 3.5.2 多稳态液晶器件电控连续可调性的曲线表征43-45
• 3.5.3 多稳态液晶器件稳定性的曲线表征45
• 3.6 本章小结45-46
• 第四章 α-氰基取代二苯乙烯型衍生物光致/热致异构行为46-56
• 4.1 引言46
• 4.2 实验材料及仪器设备46-47
• 4.3 顺反式α-氰基取代二苯乙烯型衍生物的制备47
• 4.3.1 反式α-氰基取代二苯乙烯型衍生物((Z)-CN-APHP)的制备47
• 4.3.2 顺式α-氰基取代二苯乙烯型衍生物((E)-CN-APHP)的制备47
• 4.4 α-氰基取代二苯乙烯型衍生物光致异构行为47-53
• 4.4.1 顺反式α-氰基取代二苯乙烯型衍生物的基本性能表征47-51
• 4.4.2 顺反式α-氰基取代二苯乙烯型衍生物的光致异构行为51-53
• 4.5 α-氰基取代二苯乙烯型衍生物热致异构53-54
• 4.6 本章小结54-56
• 第五章 基于顺反异构原理的发光液晶分子不同荧光强度和不同偏振度的液晶器件制备56-65
• 5.1 引言56-57
• 5.2 实验材料及仪器设备57
• 5.3 器件的制备方法57-58
• 5.4 基于顺反异构原理的发光液晶分子不同荧光强度和不同偏振度的液晶器件制备58-64
• 5.4.1 基于顺反异构发光液晶分子不同荧光强度的液晶器件制备58-61
• 5.4.2 基于顺反异构体发光偏振度差异性的荧光器件制备61-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第六章 结论65-67
• 参考文献67-74
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况74
• 1) 参加的学术交流与科研项目74
• 2) 发表的学术论文(含专利和软件著作权)74
• 3) 获得的学术奖励74

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