聚合物穩(wěn)定液晶的制備及其電光性能研究
發(fā)布時間:2021-07-04 12:30
聚合物穩(wěn)定液晶(Polymer Stabilized Liquid Crystal,PSLC)是一種重要的電光器件。它具有寬視角、低能耗和無需偏振片等特點,在顯示、智能窗、光閥、可調(diào)透鏡、相調(diào)制器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前PSLC尚存在制備成本高、電光性能的穩(wěn)定性有待提高等問題,制約了該電光器件的發(fā)展及應(yīng)用。本文利用紫外光聚合引發(fā)相分離法制備了PSLC器件,研究了聚合條件(光照時間、固化光強(qiáng)),單體的組成(單體的濃度及種類)對PSLC電光性能的影響,并利用自組裝法將硬脂酸應(yīng)用于制備液晶垂直取向?qū)?比較了不同種類取向?qū)又苽涞腜SLC的電光性能。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)在不同光照時間下制備了PSLC器件。光照時間過短時,PSLC的閾值電壓、飽和電壓較低,然而PSLC中無法形成完整的聚合物網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)光照時間300s時,光聚合反應(yīng)可以充分進(jìn)行,PSLC具有完整的聚合物網(wǎng)絡(luò),閾值電壓與飽和電壓增大。(2)研究了固化光強(qiáng)對PSLC性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),隨著固化光強(qiáng)增大,PSLC的閾值電壓、飽和電壓增大。(3)在不同單體濃度下制備了PSLC。單體濃度較低時,PSLC的閾值電壓、飽和電壓較低,...
【文章來源】:云南師范大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
向列相液晶、膽甾相液晶、近晶A相液晶及近晶C相液晶的示意圖[8,9]
第一章緒論42.分子長軸具有剛性。大部分的液晶分子都具有以上條件,近些年,人們又發(fā)現(xiàn)了盤形、碗形等其他結(jié)構(gòu)的液晶。棒狀的液晶分子結(jié)構(gòu)可以表示為圖1.2所示的例子。大部分液晶的基本結(jié)構(gòu)由兩個或者三個苯環(huán)通過中間橋鍵(A、B)共軛形成。中間橋鍵可以是偶氮、氧化偶氮、甲亞胺或酯,這些官能團(tuán)里均含有雙鍵,可以使兩側(cè)的苯環(huán)形成共軛,使分子具有剛性,F(xiàn)在出現(xiàn)了聯(lián)苯類液晶,這種液晶沒有中間橋鍵,苯環(huán)直接連接,穩(wěn)定性較好。此外,液晶的基本結(jié)構(gòu)中,苯環(huán)也可以由環(huán)己烷、嘧啶環(huán)代替。末端基(R或R*)主要是直線狀鏈。液晶分子中,各部分的結(jié)構(gòu)會相互作用,最終影響液晶的物理、化學(xué)性質(zhì)[8]。圖1.2棒狀的液晶分子結(jié)構(gòu)示例[8]1.1.4液晶的介電各向異性液晶具有介電各向異性(dielectricanisotropy)。液晶沿光軸方向的介電常數(shù)為∥,沿垂直光軸方向的介電常數(shù)為⊥,介電各向異性ε為,ε=ε∥-ε⊥(1.1)根據(jù)ε數(shù)值的正負(fù),將ε大于0的液晶稱為正性液晶,將ε小于0的液晶稱為負(fù)性液晶。液晶具有介電各向異性,能夠在電場的作用下取向。受電場作用時,正、負(fù)液晶會改變?nèi)∠,正性液晶的長軸與電場方向平行,而負(fù)性液晶的長軸方向則與電場方向垂直[7,8]。液晶的介電各向異性越大,在電場的作用下液晶的指向矢更容易發(fā)生改變,有利于降低閾值電壓[13]。1.1.5液晶的雙折射現(xiàn)象一束單色光經(jīng)過各向同性的介質(zhì)或者NaCl這類方晶系晶體發(fā)生折射時,只**
第一章緒論6紹如何推導(dǎo)求出非尋常光折射率ne。作橢球與平面yOz的截面,該截面是橢圓。作OA在z軸和y軸的投影,分別是zA、yA,如圖1.3(b)。根據(jù)橢圓的方程,有,yA2n⊥2+zA2n∥2=1(1.2){zA=|OA|sinθ=nesinθyA=|OA|cosθ=necosθ(1.3)將式(1.3)代入式(1.2),整理可得,1ne2=cos2θn⊥2+sin2θn∥2(1.4)綜上,液晶中光線傳播方向與光軸的夾角為θ時的折射率如下,{1ne2=cos2θn⊥2+sin2θn∥2no=n⊥(1.5)圖1.3折射率橢球[8,14]1.2聚合物/液晶復(fù)合材料液晶和聚合物均屬于軟物質(zhì)材料[15]。液晶能對外場刺激產(chǎn)生響應(yīng),而聚合物材料具有良好的力學(xué)性能和可加工性,聚合物/液晶復(fù)合材料采兩者所長[16],已經(jīng)成為研制各類電光器件的一類熱門材料,如顯示[17,18]、調(diào)光玻璃[19]、可調(diào)(a)(b)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]垂直配向模式下聚合物穩(wěn)定液晶光電性能的研究[J]. 周振婷,丁文全,陳昭遠(yuǎn),沈天宇,韓文明. 光電子技術(shù). 2017(04)
[2]聚合物穩(wěn)定液晶調(diào)光器件厚度對其電光性能的影響[J]. 王璐,鞠純,胡小文,劉丹青,Reinder COEHOORN,周國富. 華南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(01)
[3]智能調(diào)光玻璃在汽車上的應(yīng)用[J]. 李振中. 汽車工程師. 2015(09)
[4]氧化銦錫(ITO)自組裝修飾及其對有機(jī)電致發(fā)光器件性能的影響(英文)[J]. 鄧瑞平,周亮,李磊姣,張洪杰. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報. 2015(09)
[5]一種反型PNLC電光特性曲線的研究[J]. 高紅茹,溫剛,熊會茹,崔青. 液晶與顯示. 2015(04)
[6]防眩目后視鏡自動控制系統(tǒng)研究[J]. 熊偉. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2013(20)
[7]寬溫域藍(lán)相液晶材料[J]. 何萬里,王玲,王樂,崔曉鵬,謝謨文,楊槐. 化學(xué)進(jìn)展. 2012(01)
[8]自組裝法制備新型液晶垂直取向膜[J]. 趙東宇,孟慶勇,楊光達(dá),曹暉,黃維,何萬里,王國杰,楊洲,張曉光,楊槐. 液晶與顯示. 2010(01)
[9]低閾值電壓聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶電光特性的研究[J]. 石海兵,黃子強(qiáng). 液晶與顯示. 2008(01)
[10]單體光交聯(lián)制備液晶垂直取向膜[J]. 于濤,彭增輝,阮圣平,宣麗. 物理學(xué)報. 2004(01)
博士論文
[1]兩親分子自組裝體系及其耐鹽機(jī)理的理論研究[D]. 延輝.山東大學(xué) 2011
[2]基于自組裝膜的液晶光控取向研究[D]. 彭增輝.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2005
[3]網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定鐵電液晶中“V”字型電光特性的研究[D]. 李建軍.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2000
碩士論文
[1]聚合物穩(wěn)定膽甾相液晶網(wǎng)絡(luò)形變的表征和控制及其對光電性能的影響[D]. 初宇天.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶[D]. 王盼盼.東南大學(xué) 2016
[3]聚合物/液晶復(fù)合材料的制備、特性及應(yīng)用研究[D]. 陳琳.天津大學(xué) 2015
[4]聚合物分散液晶膜制備及電光性能研究[D]. 樊芳.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[5]液晶/聚合物復(fù)合材料的制備及聚合物網(wǎng)絡(luò)對電光性能影響的研究[D]. 李睿.北京化工大學(xué) 2010
[6]超低溫紫外光聚合動力學(xué)研究[D]. 高霞.北京化工大學(xué) 2007
[7]反式液晶/聚合物分散薄膜的制備及光電性能研究[D]. 于美娜.四川大學(xué) 2007
[8]分子排斥體積效應(yīng)對拉伸液晶彈性體中序參數(shù)的影響[D]. 鄭桂麗.河北工業(yè)大學(xué) 2007
[9]聚酰亞胺取向膜制備條件對液晶預(yù)傾角的影響[D]. 白星.四川大學(xué) 2007
[10]烷氧端基側(cè)鏈型聚酰亞胺的合成及其薄膜表面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的研究[D]. 任立剛.四川大學(xué) 2007
本文編號:3264790
【文章來源】:云南師范大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
向列相液晶、膽甾相液晶、近晶A相液晶及近晶C相液晶的示意圖[8,9]
第一章緒論42.分子長軸具有剛性。大部分的液晶分子都具有以上條件,近些年,人們又發(fā)現(xiàn)了盤形、碗形等其他結(jié)構(gòu)的液晶。棒狀的液晶分子結(jié)構(gòu)可以表示為圖1.2所示的例子。大部分液晶的基本結(jié)構(gòu)由兩個或者三個苯環(huán)通過中間橋鍵(A、B)共軛形成。中間橋鍵可以是偶氮、氧化偶氮、甲亞胺或酯,這些官能團(tuán)里均含有雙鍵,可以使兩側(cè)的苯環(huán)形成共軛,使分子具有剛性,F(xiàn)在出現(xiàn)了聯(lián)苯類液晶,這種液晶沒有中間橋鍵,苯環(huán)直接連接,穩(wěn)定性較好。此外,液晶的基本結(jié)構(gòu)中,苯環(huán)也可以由環(huán)己烷、嘧啶環(huán)代替。末端基(R或R*)主要是直線狀鏈。液晶分子中,各部分的結(jié)構(gòu)會相互作用,最終影響液晶的物理、化學(xué)性質(zhì)[8]。圖1.2棒狀的液晶分子結(jié)構(gòu)示例[8]1.1.4液晶的介電各向異性液晶具有介電各向異性(dielectricanisotropy)。液晶沿光軸方向的介電常數(shù)為∥,沿垂直光軸方向的介電常數(shù)為⊥,介電各向異性ε為,ε=ε∥-ε⊥(1.1)根據(jù)ε數(shù)值的正負(fù),將ε大于0的液晶稱為正性液晶,將ε小于0的液晶稱為負(fù)性液晶。液晶具有介電各向異性,能夠在電場的作用下取向。受電場作用時,正、負(fù)液晶會改變?nèi)∠,正性液晶的長軸與電場方向平行,而負(fù)性液晶的長軸方向則與電場方向垂直[7,8]。液晶的介電各向異性越大,在電場的作用下液晶的指向矢更容易發(fā)生改變,有利于降低閾值電壓[13]。1.1.5液晶的雙折射現(xiàn)象一束單色光經(jīng)過各向同性的介質(zhì)或者NaCl這類方晶系晶體發(fā)生折射時,只**
第一章緒論6紹如何推導(dǎo)求出非尋常光折射率ne。作橢球與平面yOz的截面,該截面是橢圓。作OA在z軸和y軸的投影,分別是zA、yA,如圖1.3(b)。根據(jù)橢圓的方程,有,yA2n⊥2+zA2n∥2=1(1.2){zA=|OA|sinθ=nesinθyA=|OA|cosθ=necosθ(1.3)將式(1.3)代入式(1.2),整理可得,1ne2=cos2θn⊥2+sin2θn∥2(1.4)綜上,液晶中光線傳播方向與光軸的夾角為θ時的折射率如下,{1ne2=cos2θn⊥2+sin2θn∥2no=n⊥(1.5)圖1.3折射率橢球[8,14]1.2聚合物/液晶復(fù)合材料液晶和聚合物均屬于軟物質(zhì)材料[15]。液晶能對外場刺激產(chǎn)生響應(yīng),而聚合物材料具有良好的力學(xué)性能和可加工性,聚合物/液晶復(fù)合材料采兩者所長[16],已經(jīng)成為研制各類電光器件的一類熱門材料,如顯示[17,18]、調(diào)光玻璃[19]、可調(diào)(a)(b)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]垂直配向模式下聚合物穩(wěn)定液晶光電性能的研究[J]. 周振婷,丁文全,陳昭遠(yuǎn),沈天宇,韓文明. 光電子技術(shù). 2017(04)
[2]聚合物穩(wěn)定液晶調(diào)光器件厚度對其電光性能的影響[J]. 王璐,鞠純,胡小文,劉丹青,Reinder COEHOORN,周國富. 華南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(01)
[3]智能調(diào)光玻璃在汽車上的應(yīng)用[J]. 李振中. 汽車工程師. 2015(09)
[4]氧化銦錫(ITO)自組裝修飾及其對有機(jī)電致發(fā)光器件性能的影響(英文)[J]. 鄧瑞平,周亮,李磊姣,張洪杰. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報. 2015(09)
[5]一種反型PNLC電光特性曲線的研究[J]. 高紅茹,溫剛,熊會茹,崔青. 液晶與顯示. 2015(04)
[6]防眩目后視鏡自動控制系統(tǒng)研究[J]. 熊偉. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2013(20)
[7]寬溫域藍(lán)相液晶材料[J]. 何萬里,王玲,王樂,崔曉鵬,謝謨文,楊槐. 化學(xué)進(jìn)展. 2012(01)
[8]自組裝法制備新型液晶垂直取向膜[J]. 趙東宇,孟慶勇,楊光達(dá),曹暉,黃維,何萬里,王國杰,楊洲,張曉光,楊槐. 液晶與顯示. 2010(01)
[9]低閾值電壓聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶電光特性的研究[J]. 石海兵,黃子強(qiáng). 液晶與顯示. 2008(01)
[10]單體光交聯(lián)制備液晶垂直取向膜[J]. 于濤,彭增輝,阮圣平,宣麗. 物理學(xué)報. 2004(01)
博士論文
[1]兩親分子自組裝體系及其耐鹽機(jī)理的理論研究[D]. 延輝.山東大學(xué) 2011
[2]基于自組裝膜的液晶光控取向研究[D]. 彭增輝.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2005
[3]網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定鐵電液晶中“V”字型電光特性的研究[D]. 李建軍.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2000
碩士論文
[1]聚合物穩(wěn)定膽甾相液晶網(wǎng)絡(luò)形變的表征和控制及其對光電性能的影響[D]. 初宇天.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]聚合物網(wǎng)絡(luò)液晶[D]. 王盼盼.東南大學(xué) 2016
[3]聚合物/液晶復(fù)合材料的制備、特性及應(yīng)用研究[D]. 陳琳.天津大學(xué) 2015
[4]聚合物分散液晶膜制備及電光性能研究[D]. 樊芳.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[5]液晶/聚合物復(fù)合材料的制備及聚合物網(wǎng)絡(luò)對電光性能影響的研究[D]. 李睿.北京化工大學(xué) 2010
[6]超低溫紫外光聚合動力學(xué)研究[D]. 高霞.北京化工大學(xué) 2007
[7]反式液晶/聚合物分散薄膜的制備及光電性能研究[D]. 于美娜.四川大學(xué) 2007
[8]分子排斥體積效應(yīng)對拉伸液晶彈性體中序參數(shù)的影響[D]. 鄭桂麗.河北工業(yè)大學(xué) 2007
[9]聚酰亞胺取向膜制備條件對液晶預(yù)傾角的影響[D]. 白星.四川大學(xué) 2007
[10]烷氧端基側(cè)鏈型聚酰亞胺的合成及其薄膜表面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的研究[D]. 任立剛.四川大學(xué) 2007
本文編號:3264790
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