陈佳浩 1刘娇 1孙路瑶 1宋振鹏 1[ ... ]李炳祥 1,2,**
作者单位
摘要
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210023
2 南京大学 现代工程与应用科学学院,江苏 南京 210093
蓝相液晶由于其出色的电光性质在信息显示和光电子领域受到了广泛的关注,然而日益发展的信息技术对信息的传递、处理、存储速度提出了更高的要求。为了进一步强化蓝相液晶的快速电光响应优势,本文以双频向列相液晶为主体,掺杂聚合单体、手性剂、光引发剂等材料制备了聚合物稳定双频蓝相液晶,通过调节双段电压脉冲时长,实现了聚合物稳定双频蓝相液晶的快速电光调控,其电光调控的开关时间均小于500 ns。
聚合物稳定 蓝相液晶 电光调控 双频液晶 polymer stabilized blue phase liquid crystal electro-optical switching dual-frequency liquid crystal 
液晶与显示
2023, 38(1): 18
Author Affiliations
Abstract
The blue phase, which emerges between cholesteric and isotropic phases within a three-dimensional periodical superstructure, is of great significance in display and photonic applications. The crystalline orientation plays an important role in the macroscopic performance of the blue phase, where the single crystal shows higher uniformity over the polydomain and monodomain, resulting in higher Bragg reflection intensity, lower hysteresis, and lower driving voltage. However, currently reported methods of forming a single-crystal blue phase based on thermal controlling or e-beam lithography are quite time-consuming or expensive for large-scale fabrication, especially in the centimeter range, thus hindering the broad practical applications of single-crystal blue-phase-based photonic devices. Herein, a strategy to fabricate a large scale single crystalline blue-phase domain using holography lithography is proposed. Defect-free single-crystal domains both in blue phase I and blue phase II with a desired orientation of over 1 cm2 are fabricated based on a nanopatterned grating with periodic homeotropic and degenerate parallel anchoring, with colors from red and green to blue. This holography lithography-assisted strategy for fabrication of a large-scale single-crystal blue phase provides a time-saving and low-cost method for a defect-free single crystalline structure, leading to broad applications in liquid crystal displays, laser devices, adaptive optics elements, and electro-optical devices.
blue phase single crystal holography lithography liquid crystals 
Advanced Photonics Nexus
2023, 2(2): 026004
作者单位
摘要
天津大学 材料科学与工程学院,天津 300350
主链型手性液晶弹性体是一类具有周期性纳米结构的软光子晶体,包括一维胆甾相液晶弹性体和三维蓝相液晶弹性体,不仅可以选择性反射圆偏振光,还能够灵敏地响应外界环境的变化,在自适应光学、变色伪装、信息加密和智能隐身等领域有着广泛的应用前景。随着新型材料体系和先进制备技术的发展,研究人员近年来提出了多种不同的策略,设计和制备具有手性纳米超结构的液晶弹性体,并深入研究了手性液晶弹性体的性能及潜在应用。本文系统综述了主链型手性液晶弹性体的设计、制备和应用进展,重点介绍了一维胆甾相液晶弹性体的平行取向法、各向异性挥发法、刮涂法、3D打印,以及无需额外取向的蓝相液晶弹性体三维纳米自组装方法,并总结讨论了主链型手性液晶弹性体存在的挑战以及未来发展方向。
手性液晶弹性体 主链型液晶 光子晶体 胆甾相液晶 蓝相液晶 Chiral liquid crystal elastomer Main-chain liquid crystals Photonic crystal Cholesteric liquid crystal Blue phase liquid crystal 
光子学报
2022, 51(7): 0751417
作者单位
摘要
北京科技大学 材料科学与工程学院,北京 100083
随着液晶显示技术的发展,蓝相液晶由于存在诸多优点而进入研究人员的视野,并吸引着人们的持续关注,但是其在研究和实用过程中存在许多困难,例如蓝相只在很窄的温度区间内存在,所以对于蓝相液晶的快速识别和蓝相存在温度区间的快速计算就显得格外重要。本文通过机器学习算法训练得到模型,结合Labview软件可以实现液晶相态的快速识别和蓝相温域的快速读取计算,在实验过程中对159 840张样品点相态图像的整体识别准确率在93%以上。本文研究结果可以更高效识别蓝相和计算蓝相温域,更快速筛选合适的蓝相液晶配方,从而提高实验研究效率,推动蓝相液晶早日应用于显示器件。
蓝相液晶 机器学习 卷积神经网络 图像识别 blue phase liquid crystal machine learning convolutional neural network image recognition 
液晶与显示
2022, 37(8): 972
作者单位
摘要
河北工业大学 理学院, 天津 300401
蓝相液晶弹性体(BPEs)是一种集三维光子晶体结构与橡胶软弹性于一身的功能材料, 在液晶光子学领域具有广泛的应用前景, 但是新型BPEs的制备方法及其弹性性能有待进一步研究。本文在原位光聚合的基础上, 引入硫醇(EDDET)和丙烯酸酯之间的点击化学反应制备了不同EDDET含量的BPE薄膜, 系统研究了EDDET含量和光固化对BP晶格结构、热稳定性和光学特性的影响, 并测量了EDDET含量不同的BPE的弹性性能和力致变色性能。试验结果表明, EDDET可以有效填充BP的缺陷结构, 随着含量的增加, BP的热稳定性提高了5倍。光固化过程中会诱导BP晶格形变, 随EDDET含量增加, BPE薄膜的断裂长度可以提高7倍, 布拉格反射峰移动量相同时, 应力减小约52倍。通过该方法制备的BPE在智能仿生、传感、防伪、激光等领域具有广泛的应用前景。
硫醇含量 刺激响应 光聚合 蓝相 液晶弹性体 thiol content stimuli-responsive photopolymerization blue phase liquid crystal elastomers 
液晶与显示
2022, 37(3): 285
作者单位
摘要
北京科技大学 材料科学与工程学院, 北京100083
蓝相是一种通常介于各向同性态和胆甾相态之间的高手性液晶相态, 由于其具有独特的光学各向同性、快速电场响应以及选择性反射波长等光学性能, 因而在液晶显示、光学器件以及在可调谐的三维光子晶体等方面均具有良好的发展前景。近年来, 蓝相液晶材料引起了国内外研究者的广泛关注。本文综述了蓝相液晶的发展历程、蓝相液晶网络聚合物的研究进展及其应用现状, 讨论了蓝相材料在显示和微电子领域的应用局限性, 最后总结了蓝相液晶和蓝相网络聚合物在先进功能材料设计和器件应用中的机遇和挑战。
液晶 蓝相 聚合物 快速响应 克尔效应 liquid crystal blue phase polymer fast response Kerr effect 
液晶与显示
2022, 37(2): 264
作者单位
摘要
河北工业大学 应用物理系, 天津 300401
为更好地研究聚合物稳定蓝相液晶器件, 在考虑聚合物和蓝相液晶的介电常数差异和电场作用的变化后, 建立适用于聚合物稳定蓝相液晶显示器的理论模型。首先, 针对两组聚合物配比的蓝相液晶显示器的实验结果, 进行模拟计算拟合, 获得了蓝相液晶的饱和双折射率接近于主体液晶双折射率的结果。然后, 研究了聚合物单体的介电常数和含量对驱动电压的影响。最后, 研究了共面电场驱动的聚合物稳定蓝相液晶显示器的电极宽度和间隙对驱动电压和透过率的影响, 获得了高透过率和低驱动电压的器件结构。随着非液晶材料介电常数的增加, 驱动电压下降, 并且其质量分数越大, 驱动电压下降幅度越大。对于一般蓝相液晶中非液晶材料质量分数约为10%质量分数的情况, 驱动电压可以从97 V(εP=3)下降到55 V(εP=30), 最大透过率变化很小, 甚至可以忽略。并且非液晶材料的介电常数不同, 仅影响驱动电压的大小, 对最大透过率和电光曲线的形状影响很小。研究结果对优化聚合物稳定蓝相液晶的材料构成和改进聚合物稳定蓝相液晶器件有重要的指导意义。
聚合物稳定蓝相液晶 饱和双折射率 驱动电压 polymer stabilized blue-phase liquid crystal saturation birefringence operating voltage 
液晶与显示
2021, 36(12): 1614
作者单位
摘要
1 北京科技大学 材料科学与工程学院, 北京 100083
2 北京航空航天大学 化学学院, 北京 100191
3 广东省分子聚集发光重点实验室(华南理工大学), 广东 广州 510640
蓝相液晶作为一种新兴的软3D光子材料受到了越来越多的关注与研究, 其可以自组装为具有周期性立方晶格的3D光子纳米结构, 并且具有优异的光学特性, 如无双折射、响应速度快和选择性反射等。刺激响应的3D纳米结构以及在可见光谱中动态控制其光子带隙是蓝相研究中最令人感兴趣的领域之一, 特别是其中的光响应蓝相液晶的研究受到了广泛的关注, 相较于其他刺激响应型液晶, 其具有远程可控性、精确性和瞬时性等优异的特性。本文主要综述了蓝相液晶的发现及其结构特点, 并详细介绍了近年来光响应蓝相液晶在国内外的研究进展和应用现状。
液晶 蓝相 光响应 偶氮苯 liquid crystal blue phase photo-responsive azobenzene 
液晶与显示
2021, 36(4): 493
作者单位
摘要
南方科技大学 电子与电气工程系, 广东 深圳 518055
蓝相液晶具有许多不同寻常的光学特性, 如快速的响应速度(亚毫秒量级), 可见光范围的布拉格反射, 光学各向同性等。这些特性使得蓝相液晶在电光器件领域有着广泛的应用前景。近年来, 除显示领域以外, 蓝相液晶在聚合物蓝相液晶薄膜、晶格结构、结构色, 以及可调谐方面取得了一系列新的进展。这些进展不仅深化了人们对蓝相液晶制备和基本结构认知, 同时也极大扩展了其应用范围。本文侧重阐述近年来蓝相液晶在晶格结构以及结构色方面的研究进展。首先介绍蓝相液晶薄膜的制备方法和进展; 其次介绍蓝相液晶晶格结构, 包括单畴晶格、单晶晶格和结构色方面的研究进展; 最后介绍可调谐的蓝相液晶晶格结构, 主要包括电场、光场对蓝相晶格的调控作用。
蓝相液晶 晶体结构 结构色 blue phase liquid crystal crystal structure structural color 
液晶与显示
2020, 35(7): 685
作者单位
摘要
1 北京科技大学 材料科学与工程学院, 北京 100083
2 中国矿业大学(北京) 机电与信息工程学院, 北京 100083
3 西京学院 理学院, 西安 710123
4 北京科技大学 化学与生物工程学院, 北京 100083
5 北京大学 工学院, 北京 100871
为了制备快速响应的蓝相(BP)液晶电光器件, 并研究其在不同电场频率下的响应, 本文首先合成了双频液晶分子(DFLC), 将其加入蓝相母体液晶中, 得到了可双频驱动的蓝相液晶(DF-BPLC)材料。利用偏光显微镜(POM)在不同频率的电场下观察其织构及相变行为, 通过添加DFLC, 可以调控BP温域。在低频电场下, 由于电场取向作用及DFLC的弯曲结构和挠曲电效应可使得BP温域得到拓宽。但在高频电场下, BP温域有所减小。所制备DF-BPLC材料既具有频率响应特性又具有优异的电光性能, 在光电器件中有很好的应用前景。
液晶 蓝相 双频液晶, 频率调控 liquid crystal blue phase dual frequency liquid crystal frequency response 
液晶与显示
2019, 34(9): 849

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