Жидкокристаллические композиты с индуцированной холестерической спиралью, стабилизированной сетчатым полимером

• Автор: Самсонова, Ирина Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 128 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРОМ, - НОВЫЙ КЛАСС АНИЗОТРОПНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
1.1. Общие сведения о ХЖК
1.2. Электрооптические свойства ХЖК
1.3. Композитные материалы на основе ЖК и полимерной матрицы
1.4. Выводы к главе
Глава 2. СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТНОЙ СИСТЕМЫ ХЖК - ПОЛИМЕРНАЯ СЕТКА
2.1. Обоснование и выбор материалов для ЖК-композитов
2.2. Получение ЖК-композитов
2.3. Структура ЖК-композитов с планарной текстурой ХЖК,
стабилизированной полимерной сеткой
2.4. Выводы к главе 2
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЕЛЕКТИВНОГО (БРЭГГОВСКОГО) РАССЕЯНИЯ СВЕТА ЖК-КОМПОЗИТАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ ХЖК И ПОЛИМЕРНУЮ СЕТКУ
3.1. Методика исследования оптических свойств ЖК-композитов и оценка погрешностей измерений
3.2. Экспериментальное исследование влияния хиральных добавок и
полимера ПВП на температурные границы холестерической фазы, стабильность и степень ориентационного упорядочения планарного слоя индуцированных ХЖК
3.3. Влияние концентрации полимера на селективное пропускание (отражение) света ЖК-композитами
3.4. Выводы к главе 3
Глава 4. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ СЕЛЕКТИВНОГО ПРОПУСКАНИЯ СВЕТА ЖК-КОМПОЗИТАМИ С ПЛАНАРНОЙ ТЕКСТУРОЙ ХЖК, СТАБИЛИЗИРОВАННОЙ ПОЛИМЕРНОЙ СЕТКОЙ
4.1. Брэгговская дифракция света на периодической
структурфепоглощающего ХЖК
4-2. Расчет коэффициентов селективного пропускания света ЖК-композитами
с учетом полимерной сетки, распределенной в объеме ХЖК
4.3. Сравнение расчетных и экспериментальных спектральных зависимостей коэффициентов пропускания света ЖК-композитами с концентрацией полимера 0-10%

4.4. Выводы к главе

Глава 5. ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖК-КОМПОЗИТОВ С ПЛАНАРНОЙ ТЕКСТУРОЙ ХЖК, СТАБИЛИЗИРОВАННОЙ ПОЛИМЕРНОЙ СЕТКОЙ
5.1. Методика измерений электрооптических характеристик ЖК-композитов.
Оценка погрешности экспериментальных измерений
5.2. Влияние концентрации полимера на основные электрооптические
характеристики ЖК-композитов
5.3. Динамические характеристики ЖК-композитов
5.4. Основные электрооптические параметры ЖК-композитов
5.5. Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Холестерические жидкие кристаллы (ХЖК), благодаря своим электрооптическим свойствам, представляют большой практический интерес при создании различных устройств оптоэлектроники, работающих на оптических эффектах, сопровождающих переориентацию их молекул под влиянием электрических полей. Совершенствование и создание новых устройств отображения информации на основе ХЖК (полноцветные и чернобелые дисплеи на ХЖК, световые затворы, модуляторы света) повышают требования к используемым материалам. Увеличение объема отображаемой информации предполагает малые времена срабатывания жидкокристаллических (ЖК) устройств, повышенный контраст, стабильность их работы при приложении электрического поля. Важнейшей проблемой для устройств отображения информации на ЖК является также увеличение угла зрения. В настоящее время используемые ЖК-материалы не обеспечивают требуемый набор эксплуатационных параметров а именно: температура существования мезофазы от -40° до 100° С, диэлектрическая анизотропия от 6 до 17, оптическая анизотропия от 0.1 до 0.3 и вязкость ниже 30 сП. Поиск новых материалов приводит к необходимости получения все более сложных соединений, синтез которых включает от 6 до 12 стадий с использованием высоких давлений, температур и последующим сложным выделением необходимых соединений. Это приводит к сильному удорожанию как самих материалов, используемых в оптоэлектронных устройствах, так и самих устройств. Таким образом, совершенствование ЖК-материалов чисто химическим путем не отвечает современным требованиям промышленности.
Разработка композитных материалов - один из возможных способов решения целого ряда проблем. Такие материалы представляют собой новый класс анизотропных сред, содержащих ЖК и полимерную матрицу [1]. Наличие

характеристик определяют необходимость поиска альтернативных способов формирования ЖК-композитов, простых и дешевых при изготовлении на основе отечественного сырья, исследования их свойств и получения материалов с требуемыми электрооптическими характеристиками.
Задача создания нового ЖК-композита с разветвленной объемной полимерной сеткой определяется возможностью введения в ЖК-композит достаточного количества полимера, позволяющего эффективно влиять на оптические свойства ХЖК. При этом предъявляются определенные требования ко всем компонентам композитного материала и к технологии получения ЖК-композитов. Выбранный полимер должен удовлетворять следующим требованиям: химическая инертность, близкий по величине параметр растворимости к параметру растворимости используемого ХЖК, близкий по величине показатель преломления к соответствующему показателю преломления ХЖК. Величина поверхностного натяжения полимера должна обеспечивать соответствующую ориентацию молекул ХЖК. Необходимо использовать сетчатый полимер или линейный высокомолекулярный полимер с высокой разветвленностью цепи. Для практического применения оптических эффектов ЖК-композитов важно, чтобы полимер был прозрачен для света видимого спектрального диапазона. Технология получения ЖК-композитов с планарной текстурой ХЖК, стабилизированной сетчатым полимером, должна обеспечить высокий уровень фазового разделения ЖК и полимера, воспроизводимость требуемой структуры ЖК-композита и его электрооптических характеристик. С другой стороны, целенаправленное введение полимерной сетки в объем ХЖК для улучшения электрооптических характеристик ЖК-композитов не должно существенным образом изменять шаг холестерической спирали и степень упорядоченности жидкого кристалла. Возможность применения подобных материалов в оптоэлектронных устройствах требует экспериментального и теоретического исследования оптических свойств и оптических эффектов, возникающих в ЖК-