具有宽波反射特性的胆甾相液晶
胆甾相液晶的光学性质
•一、胆甾相液晶的光学性质胆甾相液晶同其他液晶态物质一样，既有液体的流动性、形变性、粘性，又具有晶体光学各向异性，是一种优良的非线性光学材料。
较一般液晶不同的是它具有螺旋的状的分子取向的排列结构，因此，它除了具有普通液晶具有的光学性质外还具有它本身特有的光学特性。
（1）选择性反射有些胆甾相液晶在白光的照射下，会呈现美丽的色彩。
这是它选择反射某些波长的光的结果。
实验表明，这种反射遵守晶体衍射的布拉格（Bragg）公式。
一级反射光的波长为：λ=2nPsinφ其中：λ为反射波的波长，P为胆甾相液晶的螺距，n为平均折射率，φ为入射波与液晶表面的夹角。
（2）旋光效应在液晶盒中充入向列相液晶，把两玻璃片绕于他们相互垂直的轴相对扭转90°角度，这样向列相液晶的内部就发生了扭曲，于是形成一个具有扭曲排列的向列相液晶的液晶盒。
这样的液晶盒前后放置起偏振片和检偏振片，并使其偏振方向平行。
在不加电场时，一束白光射入，液晶盒使入射光的偏振光轴顺从液晶分子的扭曲而旋转了90°。
因而光进入检偏振片时，由于偏振光轴相互垂直，光不能通过检偏片，液晶盒不透明，外视场呈暗态，增加外电压，超过某一电压值时，外视场呈亮态，由此就可以得到黑底白像若起偏片与检偏片的偏振方向互相垂直，可得到白底黑像。
（3）圆二色性圆二色性指材料选择性吸收或反射光束中两个旋向相反的圆偏振光分量中的一个。
如果一束入射光照射在液晶盒上，位于反射带内与盒中液晶旋向相同的圆偏振光几乎都被反射出去，而旋向相反的圆偏振光几乎都透射过去，这是一个非常罕见的性质，荷兰菲利浦实验室的两位科学家1998年在Nature上撰文说，利用凝胶态液晶（liquid-crystal gels）的圆二色性，可以实现镜面状态和透明状态之间的切换。
二、胆甾相液晶的电光效应液晶的电光效应很多，由于本文主要研究胆甾相液晶，所以下面仅介绍几种常见的胆甾相电光效应。
（1）退螺旋效应对于介电各向异性>0的液晶当垂直于螺旋轴的方向对胆甾相液晶施加一电场时，会发现随着电场的增大，螺距也同时增大，当电场达到某一阈值时，螺距趋于无穷大，胆甾相在电场的作用下转变成了向列相。
紫外吸收染料诱导的具有宽波反射特性的胆甾相液晶聚合物薄膜
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与 控光 的智能玻璃和光学元器件等领域具有应用潜力 。 关 键 词 ： 甾 相液 晶 ； 距 梯 度 ； 波 反 射 ； 外 光 吸 收染 料 胆 螺 宽 紫
文 献 标 识 码 ：Ａ Ｄ Ｉ １ ． ７ ８ Ｙ Ｙ Ｓ Ｏ １６ ５０ ７ Ｏ ： ０３８／ Ｊ Ｘ ２１２０．５３
晶 Ｌ
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胆甾相液晶在显示中的应用
胆甾型液晶显示的研究及进展摘要胆甾相液晶是一种在一定温度范围内呈现液晶相的胆甾醇衍生物，其分子内具有手性碳原子和周期性螺旋结构。
在液晶相状态下具有独特的光学特性，因此在功能材料领域具有广阔的应用前景。
本文系统阐述了其在光学显示领域的研究进展关键字：胆甾相液晶，用途，特性，进展1.胆甾型液晶简介液晶是处于固态和液态之间具有一定有序性的有机物质，具有光电动态散射特性；它有多种液晶相态，例如胆甾相，近晶相，向列相等。
由于液晶分子的有序排列，使得其呈现有选择的散射，也因此使其具有显示功能的潜力。
胆甾相液晶是一种在一定温度范围内呈现液晶相的胆甾醇衍生物，其分子内具有手性碳原子和周期性螺旋结构。
在液晶相状态下具有独特的光学特性，类似一维光子晶体，具有选择性布拉格反射，因此在功能材料领域具有广阔的应用前景[1]。
2.胆甾型液晶组成及排列2.1.胆甾型液晶组成单一成分的胆甾型液晶：此类胆甾相液晶分子本身就具有旋光性，大部分是胆甾醇的卤化物、脂肪酸或碳酸酯等衍生物，分子结构通式如图2-1所示，其中-R1为饱和碳链, -R2为任意原子团[2]。
图2-1 胆甾醇酯分子通式此外对氧化偶氮苯甲醚类、对正甲氧基苯甲醛类化合物，具有不对称碳原子，呈长棒状的化合物等通常都可能成为胆甾相液晶。
多组分的胆甾型液晶：为满足液晶各方面性质的要求，故用于显示的胆甾相液晶一般是混合物，可以由胆甾型液晶与胆甾型液晶互混而成，也可以通过向具有不对称碳原子、存在相互成对应体的旋光异构体的向列相液晶分子中添加手性掺杂剂来获得[3]。
2.2.胆甾型液晶分子排列胆甾型液晶具有层状的分子排列结构，层与层间相互平行，其分子细长，长轴具有沿某一优先方向取向，相邻两层分子间的取向不同，一般相差15°左右，且该优先方向取向在空间沿螺旋轴(光轴方向) 螺旋状旋转。
这种特殊的螺旋状结构使得胆甾相晶体具有明显的旋光性、圆偏振光二向色性以及选择性布拉格反射。
选择性反射胆甾相液晶研究进展
选择性反射胆甾相液晶研究进展选择性反射胆甾相液晶（Cholesteric Liquid Crystals, CLCs）是一种特殊的液晶材料，具有独特的光学性质和结构特征。
近年来，随着液晶显示技术的发展和液晶材料研究的深入，对选择性反射胆甾相液晶的研究也得到了越来越多的关注。
本文将对选择性反射胆甾相液晶的研究进展进行综述，并展望未来可能的应用前景。
选择性反射胆甾相液晶是由螺旋状排列的分子组成的，其分子在空间上呈现出螺旋排列的结构。
由于其分子排列具有周期性，因此在可见光范围内会发生布拉格反射现象，从而呈现出独特的反射光学性质。
选择性反射胆甾相液晶具有宽广的反射波长范围和优异的光学性能，因此在光电子学、显示技术、光学传感器等领域具有广阔的应用前景。
在液晶显示技术领域，选择性反射胆甾相液晶由于其特殊的反射光学性质，在全彩色反射式液晶显示（Reflective LCD）和反射式显示技术（Reflective Display）中显示出了巨大的潜力。
选择性反射胆甾相液晶可以利用其自然的反射光学特性，消除传统液晶显示中需要背光源的缺点，可以节能减排，延长显示屏寿命，同时也可以实现更高的对比度和更鲜艳的色彩表现。
除了在液晶显示技术领域，选择性反射胆甾相液晶在光学传感器、光学滤波器、光学调制器等方面也具有广泛的应用前景。
选择性反射胆甾相液晶可以通过改变外界环境的温度、压力、电场等参数来实现其反射波长的调控，从而可以用于温度传感器、压力传感器等物理量测量方面。
选择性反射胆甾相液晶还可以被设计成具有特定波长的光学滤波器，用于光学成像、光学通信等领域。
在光学调制器方面，选择性反射胆甾相液晶也可以实现光学信号的调制和控制，用于激光调制、光学开关等应用。
在选择性反射胆甾相液晶的研究方面，近年来取得了一些重要的进展。
在材料合成方面，研究人员不断优化选择性反射胆甾相液晶的材料设计和结构构建，以提高其稳定性和光学性能。
在制备工艺方面，研究人员通过控制温度、压力等参数，优化选择性反射胆甾相液晶的自组装过程，提高其制备效率和质量。
胆甾型液晶工作原理
胆甾型液晶工作原理胆甾型液晶是一种常见的液晶显示技术，广泛应用于电子产品中。
它的工作原理是利用电场对液晶分子的定向排列来调节光的透过性，从而实现图像显示。
胆甾型液晶是由两层平行的电极板构成的，两层电极板之间夹有液晶分子。
液晶分子是一种具有长而细长的形状的有机分子，它们在没有电场作用下呈现无序排列。
当施加电场时，液晶分子会受到电场力的作用，发生定向排列。
这种定向排列可以通过调节电场的强度和方向来控制。
胆甾型液晶的工作原理基于光的偏振性质。
光是由电磁波构成的，它的振动方向与传播方向垂直。
光可以分为不同的偏振态，如水平偏振光和垂直偏振光。
当偏振光通过液晶分子时，它的振动方向会受到液晶分子排列的影响，从而发生偏转。
在胆甾型液晶中，液晶分子的排列方式可以分为两种：平行排列和垂直排列。
当液晶分子处于无电场状态时，它们呈现垂直排列，这时光无法通过液晶层，显示器上看到的是黑色。
当施加电场时，液晶分子会发生定向排列，使得光可以穿过液晶层，显示器上则呈现出亮度。
胆甾型液晶的工作原理是利用电场调节液晶分子的排列方式，从而控制光的透过性。
当电场强度足够高时，液晶分子会完全排列平行，光可以完全透过液晶层，显示器上呈现出最大亮度。
当电场强度减小时，液晶分子的排列会逐渐趋向垂直，光通过液晶层的透过性减弱，显示器上呈现出较低的亮度。
胆甾型液晶的优点在于其低功耗和高对比度。
由于液晶分子的排列方式可以通过电场调节，因此只需要很小的电场强度就可以实现液晶的转换，从而降低了功耗。
同时，由于液晶分子的排列方式可以控制光的透过性，因此可以实现高对比度的显示效果。
总结起来，胆甾型液晶的工作原理是利用电场对液晶分子的定向排列来调节光的透过性，实现图像显示。
通过调节电场的强度和方向，可以控制液晶分子的排列方式，从而控制光的透过性。
胆甾型液晶具有低功耗和高对比度的优点，因此被广泛应用于电子产品中。
一种反射式胆甾相液晶显示器研究
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４ 现 代 显 示 Ａ ｖ ｎｅ ｉ ｌ ４ ｄ ａ ｃｄＤｓ ａ ｐｙ
Ｎ ｖ，Ｏ ７ 总第 ８ 期 ｏ． Ｏ， ２ １
收 稿 目期 ：０ ７ ０ — ７ ２ ０ — ７ ２
关 键 词 ： 射 式 ； 甾相 ； 真 反 胆 仿
中图分类 号 ： Ｎ ４ Ｔ １１
文献标 识码 ： Ａ
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参考文献：
• 李发胜，齐琳，具有宽波反射特性的胆甾相液晶固体薄膜材料的研 究，分子科学学报，第27卷第4期，2011年8月； • 张子勇 , 饶华新,胆甾相液晶的制备及其显色示温混合液晶的配制， 化学世 界，第11期 ； • 陈新兵，安忠维，电视用液晶材料的研究进展，化学进展，第18卷 第23期，2006 年3月； • 李会霞，戴志群，蓝相液晶材料的研究进展及其应用，现代显示， 总第134期，2012年5月 • P. Jamee , G. Pitsi, M.- H. Li, H.- T. Nguyen , G..Sigaud , J . Thoen . Phys . Rev. E, 2000 , 62 , 3687 . • RELAIX S，BOURGERETTE C，MITOV M．［J］． Appl Phy Lett， 2006，89: ( 251907) 1-3
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液晶的分类:
平均方向 向列型 Nematic 有序性最差、一维 方向有序位置无序 层列型 Smectic 高粘度、二维 方向及一维位置有序 胆甾醇型 Cholesteric (cபைடு நூலகம்iral nematic 有序性最高、三维
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液晶材料的应用：
• TN：计算器，电子表,仪器仪,表表盘,电话机,传真 机，家用电器 • HTN：游戏机，电饭煲，早教机,车载系统 • STN：手机，MP4，MP3,电子词典，PDA • TFT：背投电视，电脑，手机 ，汽车导航仪 具有宽波反射特性的胆甾相液晶在全彩显示 、信息存储、反射式偏振片、电控智能玻璃及反 射膜等多个领域展现出广阔的应用潜力。
具有宽波反射特性的胆甾相液晶 固体薄膜材料的研究
小组成员：
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液晶（Liquid crystals）是物质的一种状态，这种状 态介于传统的液体与固体/晶体之间，即，可以像液 体（各向同性）一样流动，但其分子排列具有和晶 体（各向异性，骨架固定无法流动）类似的取向性。 液晶材料（Liquid crystal materials）就是具有液晶态 的材料。主要是脂肪族、芳香族及多环化合物等有 机物/有机金属化合物（Sn、Hg）/有机络合物。
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实验步骤
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利用上述材料配制了2 种液晶混合物 样品1 的组成为w( SLC-1717) /w( C6M) /w ( R1011 ) /w ( Irg651 ) = 75.5% /15.0% /9.0% /0.5% 样品2 的组成为w( C6M) /w( MMN) /w( R1011) /w( Irg651) = 20.0% /73.7% /5.8% /0.5% 将混合物样品1 灌入液晶盒中，经紫外光( 0.1 mW/cm2,365 nm) 曝光 30 min 聚合. ，将上述制备的液晶盒在环己烷溶剂中浸泡3 d，然后在四 氢呋喃溶剂再浸泡2 h，真空烘箱中干燥24 h; 将混合物样品2 灌入到上述泡过的液晶盒中，放置5 min 待单体充分 扩散，以确保后灌入的液晶在液晶盒中分散均匀，然后进行第二次紫外 曝光( 紫外光波长为365 nm,紫外光强度为1. 9 mW/cm2 ) 曝光30 min ，即 得到全固体的胆甾相液晶薄膜样品A．
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液晶材料的前景：
蓝相液晶从光学各向同性态转变为光学各向异性状态 的响应时间不到1ms，比普通液晶的响应速率快了一个数量 级。此外，蓝相液晶用于显示不需要视角补偿膜、不需要取 向层和不需要彩色滤光片等特点，因此蓝相液晶被誉为是最 具革命性的下一代平板显示材料。
目前科学家们正致力于蓝相液晶的宽温技术研究，以及 驱动模式的解决方法，但驱动电压和光效率也是阻滞蓝相液 晶应用于显示材料的两个难题。
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实验结论:
• 实验采用两步法，首先获得具有螺旋结构的聚合物网络， 然后灌入不同螺距的可聚合胆甾相液晶单体混合物的方法 得到了具有宽波反射特性的胆甾相液晶固体薄膜; • 聚合物网络的螺旋结构是胆甾相液晶固体薄膜获得宽波反 射的基础; • SEM 测试结果表明，胆甾相液晶固体薄膜断面形貌具有 螺距的梯度分布．