光-電協(xié)同調(diào)控的高反射率全彩色液晶器件

曾爽爽， 林海一， 劉濤， 侯丹星， 王家星， 車春城， 武曉娟*， 郭金寶*

（1.北京化工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院， 北京 100029；2.北京京東方光電科技有限公司， 北京 100176；3.北京京東方傳感技術(shù)有限公司， 北京 100176）

1 引言

開發(fā)外場調(diào)控的液晶光子材料對于發(fā)展先進的光子學(xué)智能響應(yīng)材料具有重要意義［1-12］。通過外場實現(xiàn)膽甾相液晶Bragg反射的動態(tài)調(diào)控，近年來吸引了研究者們的廣泛關(guān)注，是當(dāng)前光學(xué)領(lǐng)域最重要的研究熱點之一。將扭曲-彎曲向列相（twist-bend nematic，Ntb）液晶［13-15］與向列相液晶及手性劑混合，在電場等外場驅(qū)動下可形成具有傾斜螺旋結(jié)構(gòu)的膽甾相液晶［16］，即傾斜螺旋膽甾相（oblique helicoidal cholesteric，ChOH）液晶［17］。ChOH液晶與常規(guī)膽甾相液晶（cholesteric liquid crystal，CLC）相比，其最大的優(yōu)勢在于ChOH的螺距P、傾角θ及分子手性可以在電場等外場刺激下發(fā)生改變，從而可以實現(xiàn)從近紫外到近紅外寬光譜范圍的Bragg反射［16，18-20］，這樣的電場調(diào)控行為與常規(guī)CLC完全不同［21-23］。因此，ChOH液晶材料在全色反射顯示器、智能窗戶、可調(diào)諧濾波器、電控光學(xué)器件以及其他應(yīng)用領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力，對ChOH液晶材料的研究兼具基礎(chǔ)及應(yīng)用研究意義。

近十年以來，動態(tài)操縱ChOH螺旋超結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)受到研究者們的廣泛關(guān)注，人們致力于通過改變電場、光場、熱場等外界條件來改變ChOH液晶體系的反射性能，從而使其具有特定的性能及應(yīng)用［12，24-27］。其中，由于光調(diào)控具有清潔無污染且可通過非接觸簡單實現(xiàn)定點和定區(qū)域調(diào)控，因此通過引入手性光開關(guān)實現(xiàn)對ChOH液晶的光調(diào)控成為近幾年關(guān)于ChOH-LC的研究熱點之一。Yuan Conglong等［25］將二芳基乙烯類手性光敏開關(guān)引入ChOH液晶體系中，首次成功設(shè)計并制備了基于手性光敏開關(guān)的可光調(diào)控傾斜螺旋結(jié)構(gòu)的ChOH液晶體系。2021年，Kamal Thapa等［26］將偶氮苯類非手性光敏開關(guān)摻雜入ChOH液晶體系中，實現(xiàn)了光電聯(lián)合可連續(xù)調(diào)節(jié)ChOH液晶體系的螺旋螺距。賈淑珍等［27］合成了一種偶氮苯類手性光敏開關(guān)，通過將偶氮類手性光敏開關(guān)摻雜入ChOH液晶體系中，獲得了具有可光調(diào)控性能的ChOH液晶，進一步豐富了基于手性光開關(guān)的具有光電調(diào)控性能的ChOH液晶材料在先進光子學(xué)領(lǐng)域的研究。

本文利用光調(diào)控ChOH的旋向及電場調(diào)控螺旋結(jié)構(gòu)周期的策略獲得了具有高反射率和全彩色顯示的液晶器件。不同于以往光調(diào)控ChOH液晶研究［25-27］，本文創(chuàng)新性地將雙重調(diào)控應(yīng)用于顯示器件反射性能的提升上。具體而言，在液晶器件中通過光電協(xié)同調(diào)控實現(xiàn)了垂直螺旋結(jié)構(gòu)、傾斜螺旋結(jié)構(gòu)以及相反旋向相對應(yīng)的螺旋結(jié)構(gòu)的動態(tài)轉(zhuǎn)換，且體系的螺旋螺距具有可調(diào)諧性能。通過向體系中引入一種具有左旋旋向的手性光開關(guān)，利用手性光開關(guān)的螺旋扭曲力（helical twisted power， HTP）值會隨著自身發(fā)生光致Z/E異構(gòu)化反應(yīng)而改變的特性，賦予了ChOH液晶光響應(yīng)性質(zhì)。進一步地，通過使用非光敏手性劑R811來平衡手性光敏開關(guān)發(fā)生光致異構(gòu)化前后HTP值上的差異，使右旋和左旋傾斜螺旋結(jié)構(gòu)在相同電場刺激下具有相近的可調(diào)諧的紅綠藍反射色。這種通過光電協(xié)同精確調(diào)控ChOH液晶的旋向以及螺旋周期和相應(yīng)反射波段的研究是以前從未報道的。在此基礎(chǔ)上，制備了雙層ChOH液晶器件，實現(xiàn)了全反射效果并提升了體系的反射率。這項工作為制備光-電調(diào)控反射性能的ChOH液晶材料的研究提供了重要參考。

2 實驗

2.1 液晶體系組成及混配

實驗中設(shè)計了一種可電場誘導(dǎo)形成ChOH的液晶體系，可實現(xiàn)在電場和光的協(xié)同刺激下，體系在直螺旋結(jié)構(gòu)、傾斜螺旋結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的反向螺旋結(jié)構(gòu)之間進行轉(zhuǎn)變。如圖1（a）所示，在初始狀態(tài)時，ChOH液晶中分子自組裝成右旋螺旋結(jié)構(gòu)。對體系施加電場并逐漸增加電場強度，當(dāng)強度超過閾值（E1）時，體系由垂直螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成傾斜螺旋結(jié)構(gòu)。繼續(xù)增加電場強度導(dǎo)致ChOH液晶傾斜角逐漸減小，并伴隨著螺距的減小，體系選擇性反射右旋圓偏振光且反射波長逐漸藍移。當(dāng)電場強度增加到E2時，傾斜螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閳鲋孪蛄邢?。?dāng)施加電場使得液晶為場致向列相時，體系受到450 nm藍光照射至光穩(wěn)態(tài)后，手性光開關(guān)發(fā)生光致Z/E異構(gòu)化反應(yīng)，其HTP值會顯著增加。通過事先控制手性劑R811的含量，使體系實現(xiàn)手性翻轉(zhuǎn)，在外加電場調(diào)控下由初始態(tài)反射右旋圓偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)楣夥€(wěn)態(tài)下反射左旋圓偏振光，并可實現(xiàn)穩(wěn)定反射特定波長光的效果。值得注意的是，需要在電場和光場的雙重刺激下，ChOH液晶才可實現(xiàn)手性翻轉(zhuǎn)。當(dāng)體系發(fā)生手性翻轉(zhuǎn)后，依然可以通過改變電場強度來實現(xiàn)ChOH液晶選擇性反射波長的動態(tài)調(diào)控。該材料體系主要由彎曲型分子混合（CB7CB和CB6OCB，實驗室自制）、向列相液晶5CB（購自北京八億時空液晶科技股份有限公司）、手性劑R811（北京八億時空液晶科技股份有限公司）和手性光開關(guān)switch 1 （實驗室自制）混配而成，以上材料的分子結(jié)構(gòu)如圖1（b）所示。彎曲型分子CB7CB和CB6OCB具有奇數(shù)個碳或奇數(shù)個碳氧的柔性鏈連接的氰基聯(lián)苯基元，它們提供了必要的彎曲和扭曲彈性效應(yīng)，以誘導(dǎo)和穩(wěn)定傾斜螺旋超結(jié)構(gòu)。本文中使用的手性光開關(guān)switch 1是一類氰芪基手性光開關(guān)，具體合成制備方法參見課題組以前的工作［28］。switch 1具有左旋手性，可以在450 nm藍光照射后發(fā)生HTP值的變化，且在光穩(wěn)態(tài)時具有較好的熱穩(wěn)定性。進一步利用具有右旋手性的R811的手性抵消作用，以誘導(dǎo)體系中螺旋結(jié)構(gòu)的旋向發(fā)生變化。為實現(xiàn)材料體系在室溫下形成膽甾相，5CB的最優(yōu)濃度需要提前確定。以前研究表明，在彎曲型分子、手性劑以及向列相液晶5CB混合物中，隨著5CB含量的逐漸升高，體系的相轉(zhuǎn)變溫度呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢［29］。本研究中為了獲得室溫下可使用的電致ChOH的液晶混合物，實驗中制備了含有不同濃度5CB的液晶混合物并對相轉(zhuǎn)變溫度進行了測試，從而確定了混合物中5CB的具體含量。將稱量好的彎曲型分子混合物、向列相液晶5CB、手性劑R811和手性光開關(guān)switch 1混配放于西林瓶中，用有機溶劑二氯甲烷進行溶解并超聲15 min。將超聲完成的液晶混合物溶液置于45 ℃的熱臺上自然通風(fēng)揮發(fā)去除溶劑，獲得組分混合均勻的液晶混合物。將間隔為20 μm厚度的平面取向液晶盒置于精密控溫?zé)崤_上升溫至80 ℃，液晶混合物在此溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂辛己昧鲃有缘母飨蛲詰B(tài)，這有利于液晶的灌盒。將上述液晶混合物利用毛細作用緩慢灌入液晶盒中，降溫待用。

圖1 （a） ChOH液晶體系的光電刺激響應(yīng)性原理；（b）液晶體系中各組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。Fig.1 （a） Principle of photo-electric stimulation response of the ChOH LC system； （b） Molecular structures of the components used in the LC system.

2.2 高反射率的雙層結(jié)構(gòu)液晶器件的制備

制備了一種具有雙層結(jié)構(gòu)的液晶器件。圖2為雙層液晶器件的制備原理示意圖。首先通過控制液晶體系中手性光開關(guān)與手性劑R811的相對含量，使得體系在光照前后對其施加相同的電場強度，反射具有相反旋向且相同波段的圓偏振光。在確定液晶混合物的組成后將光響應(yīng)液晶混合物灌入雙層液晶盒（由一片雙面ITO導(dǎo)電玻璃和兩片單面ITO導(dǎo)電玻璃制得），此時雙層液晶盒的上下兩層螺旋結(jié)構(gòu)一致。隨后對材料進行分層光電刺激，誘導(dǎo)上層螺旋結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)（上層施加電場E1至場致態(tài)時進行光輻照），在完成上層螺旋結(jié)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)后停止對上層的光輻照以及電場作用。此時雙層液晶盒的上下兩層螺旋結(jié)構(gòu)相反。然后，在上下層同時施加合適的電場E2（E1＞E2），可在雙層結(jié)構(gòu)中形成左、右旋ChOH結(jié)構(gòu)，從而具有全反射效應(yīng)，以實現(xiàn)液晶器件反射率的提升。

圖2 具有高反射率的雙層ChOH液晶器件的制備原理示意圖（E1 ＞ E2）Fig.2 Schematic diagram of the preparation of double-layer ChOH LC devices with high reflectivity （E1 ＞ E2）

2.3 測試與數(shù)據(jù)采集

實驗中樣品織構(gòu)通過偏光顯微鏡（POM，Leica DM2500P）觀察。偏光顯微織構(gòu)通過安置在顯微鏡上的數(shù)碼相機采集。相轉(zhuǎn)變溫度通過差示掃描量熱儀（DSC，型號Q100DSC）測試獲得。反射光譜利用光纖光譜儀（Avantes AvaSpec-2048）測試收集。為了研究樣品在電場和光場下的性能，在實驗中給樣品施加一個交流電場（3 kHz）以及450 nm藍色LED光源調(diào)控其相關(guān)性能。使用信號發(fā)生器（Keysight 33511B）和電壓放大器（TEGAM 2340）實施電場。使用JASCO J810型圓二色光譜儀測試樣品的CD光譜。

3 結(jié)果與討論

為了驗證手性光開關(guān)switch 1與R811在合適的比例下能夠誘導(dǎo)形成的CLC發(fā)生手性翻轉(zhuǎn)，且在翻轉(zhuǎn)前后體系的HTP值相等或相近。實驗中將1.0%（質(zhì)量分數(shù)） switch 1及2.06%（質(zhì)量分數(shù)） R811同時摻雜到5CB中得到CLC，將所得CLC灌入楔形盒及垂直取向盒中觀察。在POM下觀察形成的卡諾線間距，通過Grandjean-Cano法計算體系的HTP值［30］。如圖3（a）所示，switch 1在450 nm藍光照射下發(fā)生Z/E光異構(gòu)化，在液晶體系中隨之而來的是HTP值的增大［28］。由于相反手性的R811的抵消作用，初始態(tài)CLC的螺旋結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)右旋手性；而經(jīng)由450 nm的藍光LED（15 mW/cm2，優(yōu)選的光強）照射30 s到達PSS450時，體系的螺旋結(jié)構(gòu)由右旋轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮▓D3（b））。如圖3（c）所示，在初始態(tài)時觀察到CLC在楔形盒中有非常明顯的Cano線，計算得初始態(tài)的HTP值為11.65 μm-1，在用450 nm藍光照射過程中，視野中的Cano線間距逐漸增大直至消失，證明此時體系出現(xiàn)消旋現(xiàn)象，呈現(xiàn)向列相，此時HTP值約為0。繼續(xù)用450 nm光照射時，Cano線重新形成并逐漸減小直至光穩(wěn)態(tài)，表明體系發(fā)生了手性翻轉(zhuǎn)，經(jīng)計算此時體系的HTP值為-11.28 μm-1。相應(yīng)地，我們同時在垂直取向液晶盒觀察到了對應(yīng)的相變序列。初始態(tài)時，在POM下觀察到了CLC的典型指紋織構(gòu)。在用450 nm藍光照射時，體系指紋織構(gòu)先逐漸消失，之后又重新形成。這些觀察結(jié)構(gòu)都證實了CLC體系發(fā)生了手性翻轉(zhuǎn)。

圖3 （a） Switch 1在450 nm藍光照射下發(fā)生Z/E光異構(gòu)化；（b） Switch 1與R811手性抵消誘導(dǎo)液晶體系發(fā)生手性翻轉(zhuǎn)示意圖；（c） 450 nm光照下，向列相液晶5CB摻雜1.0% （質(zhì)量分數(shù)）的switch 1與2.06% （質(zhì)量分數(shù)） R811形成的CLCs在楔形盒中以及垂直取向液晶盒中的POM圖像。Fig.3 （a） Z/E photoisomerization of switch 1 upon the irradiations of 450 nm blue light； （b） The mechanism of helical inversion in LC system； （c） POM images of the CLCs formed by doping 1.0% （mass fraction） switch 1 and 2.06%（mass fraction） R811 into 5CB in the wedge cell and in vertically oriented cell under 450 nm illumination.

圖4為5CB中摻雜1%的switch 1與2.06%R811形成的CLC的圓二色譜（CD）測試結(jié)果，進一步證實了上述光響應(yīng)液晶體系發(fā)生了螺旋結(jié)構(gòu)的手性翻轉(zhuǎn)。由圖4可知，CD信號處于超量程狀態(tài)，這種狀態(tài)是由于體系中手性分子濃度高而出現(xiàn)的一種正常的測試現(xiàn)象，不影響對體系手性特征的定性分析［31-32］。在初始狀態(tài)時，可以觀察到CD信號為很強的正信號，對應(yīng)于體系初始態(tài)的右旋螺旋結(jié)構(gòu)；當(dāng)用450 nm藍光照射至光穩(wěn)態(tài)時，再次對樣品進行CD光譜測試，發(fā)現(xiàn)CD信號發(fā)生了翻轉(zhuǎn)，由強的正信號轉(zhuǎn)為強的負信號，對應(yīng)于體系PSS450的左旋螺旋結(jié)構(gòu)。因此，CD光譜測試結(jié)果再次證明了經(jīng)450 nm藍光照射前后，上述體系確實發(fā)生了手性翻轉(zhuǎn)。

圖4 5CB中摻雜1% （質(zhì)量分數(shù)）的switch 1與2.06%（質(zhì)量分數(shù)） R811 形成的CLC的CD光譜圖Fig.4 CD spectra of CLC formed by doping 1.0% （mass fraction）switch 1 and 2.06% （mass fraction） R811 into 5CB

基于前述switch 1誘導(dǎo)體系螺旋結(jié)構(gòu)旋向翻轉(zhuǎn)的實驗分析，我們設(shè)計了光響應(yīng)ChOH液晶體系的材料組成，主要由CB7CB、CB6OCB、5CB、R811以及switch 1混配而成，并設(shè)置switch 1與R811的質(zhì)量比為1∶2.06。組分的具體配比如下：45%5CB，30% CB7CB，15% CB6OCB，3.26% switch 1， 6.74% R811。由POM、DSC及反射光譜測試可知，體系的清亮點為61 ℃；可電場誘導(dǎo)形成ChOH的溫度區(qū)間為25～33 ℃。圖5為光響應(yīng)ChOH液晶體系初始態(tài)下及PSS450下分別在1.40 V/μm、1.30 V/μm和1.15 V/μm電場強度下的選擇性反射光譜。需要指出的是，這里我們重點關(guān)注了實現(xiàn)RGB三基色反射對應(yīng)的電場強度，由上述結(jié)果可知，反射光顏色從藍色遷移到紅色需要施加的電場強度越來越小。進一步的實驗結(jié)果表明，在27.5 ℃時（后續(xù)的光/電調(diào)控都選擇這個溫度），當(dāng)用450 nm藍光照射體系至PSS450時，施加與初始態(tài)時相同的電場強度，體系在PSS450下發(fā)生了傾斜螺旋結(jié)構(gòu)的旋向翻轉(zhuǎn)，且翻轉(zhuǎn)前后體系相同的電場強度下具有相近的反射波段。

圖5 ChOH液晶體系（a）初始態(tài)及（b）PSS450下分別在1.40 V/μm、1.30 V/μm和1.15 V/μm電場強度下的選擇性反射光譜。Fig.5 Reflectance spectra at 1.40 V/μm， 1.30 V/μm and 1.15 V/μm for （a） the initial state and （b） PSS450 of the ChOH LC system.

實驗中分別測得了右旋圓偏振片和左旋圓偏振片下樣品在相應(yīng)電壓下的反射光譜及實物圖（圖6）。測試結(jié)果表明，在相同電場強度下，樣品在右旋圓偏振片下能測出反射峰，而在左旋圓偏振片下則無反射峰出現(xiàn)。這是由于周期性螺旋超結(jié)構(gòu)帶來的Bragg反射和圓二色性，ChOH液晶體系只能反射與自身螺旋結(jié)構(gòu)旋向相同的光。在初始狀態(tài)下，體系中switch 1與R811共同誘導(dǎo)出了ChOH液晶的右旋螺旋結(jié)構(gòu)。由于體系中手性光敏開關(guān)具有光響應(yīng)特性，在450 nm藍光照射下發(fā)生了Z/E異構(gòu)化反應(yīng)，導(dǎo)致HTP值發(fā)生改變，從而賦予了ChOH液晶體系光響應(yīng)性能。PSS450下體系的傾斜螺旋結(jié)構(gòu)旋向發(fā)生了翻轉(zhuǎn)，由右旋的傾斜螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮膬A斜螺旋結(jié)構(gòu)。實驗中同樣測得了右旋圓偏振片和左旋圓偏振片下樣品在相應(yīng)電壓下的反射光譜及實物圖（圖7）。測試結(jié)果表明，在PSS450下，ChOH液晶體系具有左旋的圓偏振Bragg反射性能，ChOH液晶的螺旋結(jié)構(gòu)成功發(fā)生翻轉(zhuǎn)，由初始的右旋旋向翻轉(zhuǎn)為左旋旋向。

圖6 （a～c）分別通過右旋圓偏振片和左旋圓偏振片測得光響應(yīng)ChOH液晶體系的右旋（R，虛線）和左旋（L，實線）圓偏振反射光譜；（d）不加偏振片、左旋圓偏振片和右旋圓偏振片下獲得的光響應(yīng)ChOH液晶體系在初始態(tài)時電場調(diào)控下的實物照片。Fig.6 （a～c） Spectra of right-handed （R， dotted line） and left-handed （L， solid line） circularly polarized reflection spectra of the ChOH LC system measured by right-handed and left-handed circular polarizers， respectively； （d） Physical photographs of the photoresponsive ChOH LC system obtained without polarizer， with left-hand circular polarizer and with right-hand circular polarizer under electric field modulation at the initial state.

圖7 （a～c）分別通過右旋圓偏振片和左旋圓偏振片測得光響應(yīng)ChOH液晶體系的右旋（R，虛線）和左旋（L，實線）圓偏振反射光譜；（d）不加偏振片、左旋圓偏振片和右旋圓偏振片下獲得的光響應(yīng)ChOH液晶體系在PSS450時電場調(diào)控下的實物照片。Fig.7 （a～c） Spectra of right-handed （R， dotted line） and left-handed （L， solid line） circularly polarized reflection spectra of the ChOH LC system measured by right-handed and left-handed circular polarizers， respectively； （d） Physical photographs of the photoresponsive ChOH LC system obtained without polarizer， with left-hand circular polarizer and with right-hand circular polarizer under electric field modulation in PSS450 state.

實驗中進一步測得了雙層液晶器件結(jié)構(gòu)的反射光譜（圖8（a～c）），可以明顯地看到在初始態(tài)時，對雙層結(jié)構(gòu)依次施加1.40 V/μm、1.30 V/μm和1.15 V/μm的電場強度，反射率相對值分別約在30.90%、34.80%及38.10%。雙層結(jié)構(gòu)下的反射率相比單層結(jié)構(gòu)中的反射率較高，這是由于雙層結(jié)構(gòu)比單層結(jié)構(gòu)的厚度相對增加，從而使反射率比單層結(jié)構(gòu)相對較高，但由于在初始態(tài)下施加電場在雙層結(jié)構(gòu)均反射右旋圓偏振光，故反射率不超過50%。當(dāng)先對上層結(jié)構(gòu)施加電場至場致向列相時進行450 nm光照至PSS450，再次對雙層結(jié)構(gòu)依次施加1.40 V/μm、1.30 V/μm和1.15 V/μm的電場強度時，液晶器件的反射率分別為48.50%、56.12%和57.50%，反射率明顯提高。這是因為器件上層結(jié)構(gòu)在受到光電雙重刺激至PSS450后，體系發(fā)生了手性翻轉(zhuǎn)，由初始態(tài)的右旋螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變PSS450下的左旋螺旋結(jié)構(gòu)，而下層結(jié)構(gòu)依然是右旋螺旋結(jié)構(gòu)，當(dāng)再次對雙層結(jié)構(gòu)同時施加相同的電場強度時，雙層器件上下層均成功實現(xiàn)Bragg反射，且上層結(jié)構(gòu)反射左旋圓偏振光，下層結(jié)構(gòu)反射右旋圓偏振光，實現(xiàn)了全反射效應(yīng)，因此，雙層器件結(jié)構(gòu)中，體系的反射率提升近60%。利用左旋圓偏振片和右旋圓偏振片拍攝了PSS450下雙層ChOH液晶結(jié)構(gòu)的實物照片。圖8（d）分別為左旋圓偏振片和右旋圓偏振片下樣品在1.40 V/μm、1.30 V/μm和1.15 V/μm的電場強度下的實物圖。觀察發(fā)現(xiàn)，在相同電場強度下，樣品在不加偏振片、左旋偏振片和右旋偏振片窗口下均能看到Bragg反射色，且同樣不加偏振片下的樣品顏色更鮮艷，這是由于使用偏振片后使外界入射光源的強度變?nèi)鯇?dǎo)致的。通過直觀的實物照片再一次證實了PSS450下雙層ChOH液晶體系同時具有左旋和右旋的圓偏振Bragg反射性能，具有了全反射效應(yīng)，提升了ChOH液晶體系的反射率。

圖8 （a～c） 雙層液晶結(jié)構(gòu)初始態(tài)及PSS450下的反射光譜及 （d） 圓偏振片下的實物照片F(xiàn)ig. 8 （a～c） Reflective spectra of the initial state and PSS450 state of the double-layer LC structure and （d） the corresponding physical photos obtained without polarizers， left-handed circular polarizers， and right-handed circular polarizers during electric field control.

4 結(jié)論

本文利用光調(diào)控傾斜螺旋膽甾相（ChOH）的旋向、電場調(diào)控螺旋周期（反射波段）的策略獲得了具有高反射率、全彩色顯示的液晶器件。通過在體系中引入一種手性光開關(guān)switch 1，制備具有光響應(yīng)性能的ChOH液晶材料，基于相反旋向手性添加劑手性抵消原則，通過巧妙控制switch 1與手性劑R811的質(zhì)量比，使ChOH液晶體系在光照前后對其施加相同的電場強度可以反射具有相反旋向且相同波段的圓偏振光。在此基礎(chǔ)上制備了雙層ChOH液晶器件，對體系進行分層光電刺激，誘導(dǎo)上層螺旋結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)，可在雙層結(jié)構(gòu)中同時形成左右旋結(jié)構(gòu)，從而使器件在紅-綠-藍三基色位置上反射率均提升約60%。本研究對改善和提升ChOH液晶材料的光電性能提供了有益的探索。