液晶材料具有光學(xué)性質(zhì)各向異性及對(duì)外場(chǎng)響應(yīng)的特點(diǎn),近年來在新型光學(xué)器件領(lǐng)域的研究上一直備受關(guān)注。其中,由于獨(dú)特的螺旋自組裝結(jié)構(gòu),膽甾相液晶具備如圓二色性、選擇性反射和旋光性等特殊的光學(xué)性能。膽甾相液晶通�？赏ㄟ^在向列相液晶中添加手性材料來獲得。而手性材料中光響應(yīng)基團(tuán)及熒光生色基團(tuán)的引入又為膽甾相液晶帶來更多功能和應(yīng)用上的可能性。本文設(shè)計(jì)并合成出一系列新穎的氰基取代二芳基乙烯手性熒光光開關(guān)分子,并進(jìn)一步制備出光響應(yīng)熒光膽甾相液晶材料,并對(duì)其光調(diào)控行為及新型液晶顯示器件應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)研究。主要內(nèi)容包括:1.設(shè)計(jì)并合成兩個(gè)手性相反的氰基取代二苯乙烯類手性分子光開關(guān)（S,S）-3及（R,R）-3,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,并探究其光響應(yīng)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:這類分子在溶液中受到365nm紫外光照射時(shí)發(fā)生不可逆的Z/E異構(gòu)化反應(yīng),使分子空間構(gòu)型發(fā)生改變并帶來巨大的螺旋扭曲力（HTP）變化,同時(shí)分子能發(fā)射藍(lán)綠色熒光,光照前后能實(shí)現(xiàn)約9倍的熒光強(qiáng)度變化,僅憑肉眼即可進(jìn)行識(shí)別。利用這種手性分子可制備出反射波段遷移達(dá)1500nm,同時(shí)伴有明顯熒光明暗變化的膽甾相液晶器件。進(jìn)一步探究了不同紫外光強(qiáng)度對(duì)膽甾相液晶反射顏色... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１近晶相（左）與向列相（右）液晶結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｓｍｅｔｉｃ?（ｌｅｆｔ）?ａｎｄ?ｎｅｍａｔｉｃ?（ｒｉｇｈｔ）?ｌｉｑｕｉｄ?ｃｒｙｓｔａｌｓ??

發(fā)生分子間的平移與滑動(dòng)，因此具有很好的流動(dòng)性。??（３）膽留相液晶??１８８８年，奧地利植物學(xué)家Ｆｒｉｅｄｒｉｃｈ?Ｒｅｉｎｉｔｚｅｒ首次觀察到膽固醇類物質(zhì)明顯具??有兩個(gè)熔點(diǎn)，兩個(gè)熔點(diǎn)之間是一種渾濁但又有一定流動(dòng)性的相態(tài)，這就是最早發(fā)??現(xiàn)的液晶物質(zhì)，也是膽甾相液晶名稱的由來［６，７］。膽甾相液晶分子呈多層排列，??層內(nèi)棒狀液晶分子一維取向，而層與層的取向方向之間呈一定夾角，使液晶分子??整體呈層狀螺旋結(jié)構(gòu)。如圖１－２所示，當(dāng)液晶層取向方向繞螺旋方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)周??期后回到初始方向，此時(shí)該周期性的液晶層間距為膽甾相液晶的螺距／Ｋｐｉｔｃｈ）。??膽甾相液晶通�？赏ㄟ^在向列相液晶里面加入手性添加劑混合得到。??圖１－２膽甾相液晶結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ?ｌｉｑｕｉｄ?ｃｒｙｓｔａｌｓ??１．２．?２膽甾相液晶的光學(xué)特性??（１）選擇性反射??膽甾相液晶的選擇性反射表現(xiàn)為：當(dāng)一束白光照射到螺距一定的膽留相液晶??表面時(shí)，膽留相液晶能選擇性反射某一波長(zhǎng)的光，此時(shí)若反射光波長(zhǎng)處于??４００－７８０ｎｍ的可見光區(qū)域時(shí)，即可以被肉眼看到。其次，當(dāng)白光照射膽甾相液晶??時(shí)，一部分光透過，一部分光反射，透過光和反射光之間的顏色存在互補(bǔ)關(guān)系，??兩光疊加為白色［８，９］。??自組裝成為螺旋層狀結(jié)構(gòu)的膽留相液晶選擇性反射特性遵循布拉格方程，其??選擇性反射波段中心波長(zhǎng)入與膽留相液晶的螺距ｐ以及平均折射率《成正比Ａ??＝?ｎｐ。當(dāng)通過外場(chǎng)（光、電、熱）調(diào)節(jié)螺距長(zhǎng)度時(shí)，膽甾相液晶將反射不同顏色??的光，利用這一點(diǎn)可將這膽留相液晶廣泛應(yīng)用于各種彩色顯示技術(shù)及特種反射膜?

趨于９０°時(shí)，獲得的螺旋扭曲力是最??低的，此時(shí)手性聯(lián)萘可能發(fā)生外消旋現(xiàn)象，無法誘導(dǎo)向列相液晶轉(zhuǎn)化成膽甾相，??例如當(dāng)聯(lián)萘的２、２’位置上有體積較小的取代基時(shí)出現(xiàn)時(shí)。而二面角小于９０°或??大于９０°時(shí)，手性聯(lián)萘螺旋扭曲力則逐漸增大，并呈現(xiàn)出相反的手性。??小ｅ??ＯＤ??（／？）－ｂｉｎａｐｈｔｈｙｉ??？■Ｉ??０?＜?０?＜?９０＂?０?＝?９０＊?９０＊?＜?０?＜?１８０°??ｃｉｓｏｉｄ?ｔｒａｎｓｏｉｄ??Ｗ－ｈｅｌｉｃｉｔｙ?Ｐ－ｈｅｌｔｃｉｌｙ??圖１－３?（Ｒ）－聯(lián)萘及其不同的構(gòu)象??Ｆｉｇ．?１－３?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?（Ｒ）－ｂｉｎａｐｈｔｈｙｌ??５??


本文編號(hào)：3519502