基于手性离子的胆甾相液晶光电性能研究

发布时间：2017-03-26 14:04

  本文关键词：基于手性离子的胆甾相液晶光电性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：胆甾相液晶具有布拉格反射特性。传统胆甾相液晶由于单螺距及双折射的限制,反射带宽范围小于150 nm,这大大限制了在反射显示上的应用。因此,制备出宽反射带宽的胆甾相液晶显示具有更多的使用价值,例如多功能彩色薄膜、光学存储及电子阅读等。研究者们提出利用光、热、电及特征材料实现螺距的不均匀分布或梯度分布来制备宽反射带宽胆甾相液晶,并得到很多优秀的结果。但是,制备得到胆甾相液晶的宽反射带宽性能不能可控调节。虽然后续研究人员综合创新制备出热控调节及电控调节反射带宽的胆甾相液晶器件,但研究表明仍然具有调控精度不高或加热不稳定、电场强度要求高、不能双向任意增大缩小调节等缺陷。我们针对这些问题,利用电场精确控制的特点,规划基于聚合物稳定胆甾相液晶的电控调谐反射带宽方案。首先研究实验在液晶中掺杂手性离子,诱导得到宽反射带宽的显示器件。深入了解电场诱导离子运动的机理及其引发的对器件反射性能的定量影响,为后续在胆甾相液晶中掺杂手性离子单体做铺垫。其次合成表征新型手性离子单体,并掺杂到多种液晶中进行筛选,选取相容性较好的单体材料。最后,实验设计多套电场方案,制备得到可调节宽反射带宽的聚合物稳定胆甾相液晶器件。实验结果电控调节反射带宽范围超过200 nm,调节所用的电场强度较低,可以双向任意增大缩小反射带宽。研究结果在显示行业如多彩电子纸显示、可穿戴显示、交通指示及智能广告显示行业等有着很大应用潜力。我们同时拓展性研究基于手性离子的多稳态显示,在负性液晶中引入手性离子,通过电场控制离子运动,形成螺距梯度,引导液晶分子的重新取向排列。首次成功制备出包含平面态、焦锥态、宽带反射态及指纹态的四稳态器件,且可实现4种稳态之间的相互切换,首创制备四稳态胆甾相液晶显示器件,可广泛应用于智能眼镜,建筑行业,交通指示等领域。
【关键词】：胆甾相液晶 反射带宽 电场 手性离子 多稳态
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O753.2
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-16
• 第一章 绪论16-25
• 1.1 引言16
• 1.2 胆甾相液晶体系概述16-21
• 1.2.1 液晶材料的起源与发展16-19
• 1.2.2 胆甾相液晶的性能19-21
• 1.2.3 胆甾相液晶反射型显示应用21
• 1.3 手性离子液体发展概述21-23
• 1.3.1 离子液体的起源与发展21-22
• 1.3.2 手性离子液体22-23
• 1.3.3 液晶掺杂手性离子液体23
• 1.4 课题研究背景23
• 1.5 本文研究内容23-25
• 第二章 基于手性离子液体的宽波段反射器件性能研究25-40
• 2.1 引言25
• 2.2 基于手性离子液体的宽波段反射器件制备25-33
• 2.2.1 实验原料及仪器设备25-26
• 2.2.2 实验材料的选择26-28
• 2.2.3 液晶盒的制备28-31
• 2.2.4 基于手性离子液体的宽波段反射器件制备31-33
• 2.3 实验条件对器件光电性能的影响33-38
• 2.3.1 直流电压强度对器件光电性能的影响33-34
• 2.3.2 直流电压施加时间对器件光电性能的影响34-35
• 2.3.3 交流电压强度对器件光电性能的影响35-36
• 2.3.4 交流电压施加时间对器件光电性能的影响36-37
• 2.3.5 交流电压频率对器件光电性能的影响37-38
• 2.4 本章小结38-40
• 第三章 基于手性离子液体的可切换多稳态器件研究40-49
• 3.1 引言40
• 3.2 实验原料及仪器设备40-41
• 3.3 指纹态结构器件的制备41-45
• 3.3.1 基于多稳态的交流电场选择41-42
• 3.3.2 不同螺距及盒厚对指纹态结构制备的影响42-43
• 3.3.3 指纹态结构形成机理及表征43-45
• 3.4 基于手性离子液体的可切换多稳态器件制备45-48
• 3.4.1 多稳态器件光电曲线表征45-46
• 3.4.2 多稳态器件光学结构表征46-47
• 3.4.3 多稳态器件稳定性表征47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 手性离子单体的合成及表征49-54
• 4.1 引言49
• 4.2 手性离子单体的合成及表征49-53
• 4.2.1 实验原料及仪器设备49-50
• 4.2.2 目标化合物的结构式及制备过程50-51
• 4.2.3 合成与表征51-53
• 4.3 实验材料的选择53
• 4.4 本章小结53-54
• 第五章 基于手性离子单体的反射带宽可控聚合物稳定胆甾相液晶器件研究54-70
• 5.1 引言54
• 5.2 实验原料及仪器设备54-56
• 5.3 基于手性离子单体反射带宽可调节的聚合物稳定胆甾相液晶器件制备56-58
• 5.4 反射带宽可调节的聚合物稳定胆甾相液晶器件光学性能表征58-62
• 5.4.1 反射带宽可调节的聚合物稳定胆甾相液晶器件光学曲线及实物表征58-60
• 5.4.2 反射带宽可调节的聚合物稳定胆甾相液晶器件光学结构表征60-61
• 5.4.3 聚合物稳定胆甾相液晶器件稳定性表征61-62
• 5.5 反射带宽可调节的聚合物稳定胆甾相液晶器件调谐过程光学性能表征62-63
• 5.6 实验电场条件对反射带宽可调节的聚合物稳定胆甾相液晶器件影响63-66
• 5.7 温度表征并验证聚合物稳定胆甾相液晶器件反射带宽调节机理66-67
• 5.8 聚合物稳定胆甾相液晶器件反射带宽双向调节67-68
• 5.9 本章小结68-70
• 第六章 结论70-72
• 参考文献72-77
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况77

【共引文献】

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