基于指纹织构图案化的胆甾相液晶光栅研究

摘要

胆甾相液晶指纹织构光栅是基于胆甾相液晶在平面内的周期性排列的相位光栅，由于其在光束调制器件上的应用前景，近几年成为了面向非显示应用的液晶研究领域中的热点之一。聚合物稳定的胆甾相液晶指纹织构光栅实现了零电场下稳定的液晶光栅阵列，发挥了聚合物高分子材料和液晶相结合的优势，可以克服胆甾相液晶指纹织构光栅实用性低的缺点;在此基础上，实现胆甾相液晶指纹织构光栅的聚合稳定图案化的多样性和微型化，将会拓展胆甾相液晶指纹织构光栅在光束调制器、光通讯、显示等领域的应用。基于光控取向的胆甾相液晶指纹织构光栅图案化，将充分发挥光取向技术的优势，实现灵活操控的胆甾相液晶指纹织构光栅的图案化，进一步为先进光学元件的设计开辟一条新的途径。
　　本文从胆甾相液晶指纹织构光栅的聚合稳定图案化的应用研究和基于光控取向的胆甾相液晶指纹织构光栅的图案化研究两个主要方面进行了阐述:
　　其一，提出了一种灵活的技术实现胆甾相液晶指纹织构光栅的聚合稳定图案化。即是利用序列性的光诱导活性液晶单体聚合的原理完成不同类型的同时内嵌DM和GM指纹织构胆甾相液晶的聚合稳定。这里，条纹式图案化和棋盘式图案化分别被三种不同的曝光序列方法所实现，并使用偏光显微镜(POM)和扫描电子显微镜(SEM)对其形态图进行了研究。通过改变所施加的电压的大小和入射光的偏振方向来实现该胆甾相液晶指纹织构光栅聚合稳定条纹式图案化的样品在正交方向上对非零级衍射光的调制。因此，实现了在二维空间上对光束的调控能力。
　　其二，系统研究了基于光取向技术的胆甾相液晶指纹织构光栅图案化的合适的实验参数:掺杂POSS与甲基红MR的质量分数，光照时间，d/p值等。确定了POSS的掺杂比例为0.2wt％，MR的比例为2wt％，选择d/p约为1的胆甾相液晶样品作为理想的基于光取向的胆甾相液晶图案化样品。在确定了合适的参数之后，选择ITO/PI基质的液晶盒子，实现了在同一个胆甾相液晶样品中可相继出现混合取向与光取向的胆甾相液晶指纹织构光栅的简单图案化。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 液晶的基本知识

1．1．1 液晶的分类

1．1．2 液晶的性质

1．1．3 胆甾相液晶

1．2 胆甾相液晶指纹织构光栅

1．2．1 胆甾相液晶指纹织构光栅的形成原理

1．2．2 胆甾相液晶指纹织构光栅的研究进展

1．2．3 光控胆甾相液晶指纹织构光栅的研究进展

1．2．4 液晶的光取向技术

1．3 胆甾相液晶指纹织构光栅的图案化研究意义

1．4 本文的研究内容

第二章 胆甾相液晶指纹织构光栅的聚合稳定图案化应用研究

2．1 引言

2．2 样品制备与测试

2．2．1 材料介绍

2．2．2 样品制备

2．2．3 样品测试

2．3 胆甾相液晶指纹织构光栅的聚合稳定图案化

2．3．1 胆甾相液晶指纹织构光栅的电压调制特性

2．3．2 胆甾相液晶指纹织构光栅的聚合稳定图案化研究

2．3．3 聚合稳定胆甾相液晶指纹织构光栅的光学衍射特性

2．4 本章小结

第三章 基于光控取向的胆甾相液晶指纹织构光栅的图案化研究

3．1 引言

3．2 实验材料与样品制备

3．2．1 材料介绍

3．2．2 样品制备过程

3．3 实验参数分析与讨论

3．3．1 POSS掺杂比例

3．3．2 甲基红掺杂比例

3．3．3 光照时间

3．3．4 d／p比值

3．4 基于光控取向的胆甾相液晶指纹织构光栅的图案化

3．5 本章小结

第四章 总结与展望

4．1 研究总结

4．2 研究展望

参考文献

硕士期间科研成果

致谢