2013年8月25日 星期日

以藍相為聚合模板的快速、廣溫域液晶顯示技術

藍相是於膽固醇相升溫至均相過程中短暫出現的態,其特點是具有雙扭旋結構與晶格結構,使得反應時間相對較短,但缺點是驅動電壓較高,且存在的溫度範圍狹窄。[1][2]

因此,若在液晶中摻入聚合前驅物 (pre-polymer),並使之於藍相狀態聚合,則可使藍相更為穩定,使溫域更寬廣,然而這個方式會使其出現遲滯現象,因此對做為光開關並不甚理想。

另一方式為尋找替代的材料,例如雙液晶 (暫譯,bimesogen),這種液晶是兩種液晶的混合物,且在分子結構上將會以特定角度頭尾相接,而形成類似鐵電液晶的材料,應用上具有高速、高對比的特性。然而這種材料通長粘滯性 (viscosity)過高且介電異方性低。

本研究[3]採取的方法為,在藍相狀態聚合後,以己烷浸泡二十小時,以去除液晶,並重新填以摻手性分子的相列形液晶。

如此,我們製造出了廣溫域 (-30-60 °C)、快速反應 (87 μs, 25 °C)的藍相狀態,唯驅動電壓仍高 (100 V, 1 kHz)。

名詞解釋

disclination

指液晶中有規則的缺陷,例如在TN中,若未加手性分子,則有可能在某些區域左旋,某些則右旋,其交界面在偏光顯微鏡下可看見線狀的不連續缺陷。在藍相中其雙扭旋柱的交接點會形成週期性的點狀缺陷。

這些缺陷也是高分子聚合時容易聚集的位置。

參考文獻

[1] 維基百科
[2] KisPlay, http://www.wretch.cc/blog/KisPlay/1649893
[3] Lavrentovich, BP polymer-templated nematic with sub-ms broad-temp range EO switching, APL 103(05), 051112 (2013)