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聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal,PDLC)薄膜是将向列相液晶微滴均匀分散在高分子网络中而形成的复合材料。因其制备方法简单、不需要使用偏振片、基板内表面不需要取向处理、液晶层厚度不需要严格控制、可实现高亮度大面积柔性显示,目前已逐渐成为平板显示领域中研究的热点。在光阀、电控调光玻璃、大面积柔性显示及投影显示仪器等方面具有广泛的应用前景。
本文采用热聚合分相法制备了环氧树脂基PDLC薄膜,利用扫描电镜观察了高分子网络的微观形貌、利用液晶综合参数测试仪测试了PDLC薄膜的电光性能、利用紫外/可见/红外分光光度计测试PDLC薄膜在不同波段光的透过率,研究了PDLC薄膜的电光性能的优化方法并进行了综合分析。研究表明:
(1)高分子网络网孔尺寸(即液晶微滴尺寸)随着热聚合单体相对含量的变化而变化。在热聚合单体中,随着柔性环氧树脂含量的增加,聚合物网络的网孔逐渐增大,因此,聚合物网络对液晶分子的锚定力减弱,PDLC薄膜的驱动电压相应降低。
(2)环氧树脂的分子结构对聚合物基体的折光指数也有影响。聚合体系中,随着柔性链的增加,聚合物基体的折光指数逐渐减小,与液晶单体的寻常光折光指数的差值减小,因此,PDLC薄膜的开态透过率逐渐增大,改善了薄膜的性能。
(3)聚合物网络对液晶分子的锚定作用,除了受网孔大小的影响外,还受其组成的影响。聚合物网络中刚性基团越多,对液晶的锚定作用越强,这主要是因为刚性的聚合单体与液晶分子的刚性核结构相似导致的。
(4)高分子网络网孔的尺寸还与固化剂的用量有密切的关系。在液晶含量一定的情况下,固化剂的实际用量等于理论用量时,交联密度最大,聚合物网络的网孔最小,相应的PDLC薄膜的关态透过率越低,需要的驱动电压越高。固化剂的实际用量偏离理论用量时,交联密度减小,网孔增大,而且,偏离越多,网孔越大。