1 武汉工程大学计算机科学与工程学院, 湖北 武汉 430205
2 智能机器人湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430205
3 华中科技大学化学与化工学院, 湖北 武汉 430074
基于聚合物分散液晶薄膜提出了一种新型高分辨率光场显示方法。首先,搭建虚拟相机阵列,用来对目标物体的光场信息进行采集,从而获得其元素图像阵列;然后,根据聚合物分散液晶的光电特性,通过调节聚合物分散液晶薄膜的外加电压以及利用人眼的暂留/余晖效应,可获得高分辨率的光场显示结果。实验结果表明,相较于传统方法,所提出的方法较为简便,并拥有较高的显示质量,所呈现图像的峰值信噪比提高了约11%。另外,所提出方法搭建的系统难度小,实用性强。
成像系统 光场显示 元素图像阵列 聚合物分散液晶 计算机视觉
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院、微电子学院, 江苏 南京 210023
2 南京邮电大学 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室, 江苏 南京 210023
聚合物分散液晶(PDLC)在投影显示和智能窗户等领域具有广泛的应用, 将器件实现图案化和柔性化能够进一步拓展其应用场景。本文提出了一种采用单步紫外曝光的方式制备图案化的PDLC柔性智能窗户。采用PET-ITO作为柔性基板制备液晶盒, 并于器件上表面放置一层有特定紫外衰减率的图案化掩膜板进行紫外固化, 线宽为120 μm的图案能够清晰分辨。本文对图案化器件的不同区域的电光特性进行了研究, 实验结果表明: 采用高紫外光固化区域的PDLC具有较高的阈值电压和饱和电压。高紫外固化区域和低紫外固化区域上升时间分别为4.1 ms和15.4 ms, 下降时间分别为14.1 ms和33.7 ms, 满足智能窗户应用需求。通过施加不同的外加电场, 该图案化智能窗户能够呈现全散射态、全透明态和图案化透明展示态3种模式。最后本文展示了器件处于平面状态和弯曲状态下施加不同驱动电压时该柔性智能窗户的展示效果。本研究表明采用上述单步紫外曝光方式制备的图案化PDLC柔性器件具有工艺简单、成本低、精度高等优势, 有利于其在定制化图案的柔性智能窗户领域的广泛应用。
聚合物分散液晶 智能窗户 图案化 柔性 polymer dispersed liquid crystal smart window patterning flexible
Author Affiliations
Abstract
1 College of Electronic and Optical Engineering & College of Microelectronics, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
2 National and Local Joint Engineering Laboratory of RF Integration and Micro-Assembly Technology, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
3 Touch and Display Module Development Group, Microsoft Inc., Suzhou 215123, China
A patterned polymer dispersed liquid crystal transparent display using one-time UV exposure is demonstrated. The device is fabricated by exposing the cell with a uniform UV light through a mask with selective attenuation of the UV light. The voltage-transmittance response of the device is different for the corresponding regions. Thus, three different states of total scattering, patterned transparent, and total transparent can be realized by controlling the applied voltages. The proposed device used in shutter mode as smart windows and in projected display mode is demonstrated, which shows great potential for smart windows with customized patterns or logos and has potential application in the field of projected transparent displays.
polymer dispersed liquid crystal transparent display Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 013301
四川大学 高分子科学与工程学院 高分子材料与工程国家重点实验室,四川 成都 610065
聚合物分散液晶(PDLC)膜是微米尺寸的液晶微滴嵌入连续聚合物基体中形成的薄膜。利用点击化学方法制备PDLC可避免传统光聚合诱导相分离法造成的染料分解等问题。本研究用4种不同烷基链长度的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)作为原料, 利用硫醇-烯点击化学反应和硫醇-异氰酸酯偶联反应合成了PDLC膜, 研究烯烃单体的烷基链长度对PDLC膜电光性能的影响。结果表明, 随着体系中烯烃烷基链长度增加, 阈值电压(Vth)、饱和电压(Vsat)和对比度(CR)下降, 但关态透光率(Toff)和开态透光率(Ton)上升。通过选用烷基链长度适当的烯烃可以制得综合电光性能良好的PDLC膜。
聚合物分散液晶 点击化学 单体烷基链长度 电光性能 polymer dispersed liquid crystal click reaction monomer alkyl chain length electro-optical property
五邑大学 智能制造学部, 广东 江门 529000
随机激光的阈值与体系内的散射强度存在密切关系。高折射率二氧化钛(TiO2)纳米颗粒与染料掺杂聚合物分散液晶(DDPDLC)均匀混合后, 由于液晶微滴与TiO2纳米颗粒之间的强散射作用, DDPPLC的随机激光具有更低的激光发射阈值, 并且随TiO2纳米颗粒的掺杂浓度而变化; 在优化TiO2纳米颗粒掺杂浓度的基础上, DDPDLC的发射阈值为270μJ/cm2, 线宽下降至0.08nm; 温度实验证明了PDLC结构的散射是产生随机激光的主要工作机制, 在TiO2纳米颗粒掺杂后, DDPDLC样品依然保证了良好的可调性。
聚合物分散液晶 随机激光 纳米颗粒 polymer dispersed liquid crystal random laser nanoparticle
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海200093
2 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室, 上海200093
本文通过将聚合物分散液晶膜包裹在固定曲率半径的聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate, PET)软膜内, 通过平面波干涉的全息技术, 制作了一种柔性曲面全息光栅。文章研究了柔性曲面全息光栅的衍射再现特性。使用微元法以及耦合波理论研究推导了柔性曲面光栅在曲率改变时的衍射特性公式。提出以柱面波再现曲率变化时的柔性全息光栅, 以实现最佳衍射效果再现, 论文推演了相关技术参数, 如柱面波焦点位置, 柱透镜焦距与衍射横向放大关系率等。在曝光时间为70 s和曝光强度为30 mW/cm2的条件下, 制备了中心衍射效率为88%的柔性光栅。实验通过改变柔性光栅的曲率半径和使用柱面波再现, 实现了理论计算的衍射横向放大率特性。
聚合物分散液晶 柔性光栅 衍射效率 衍射特性 polymer dispersed liquid crystal flexible grating diffraction efficiency diffraction characteristics
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院， 上海 200093
2 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室， 上海 200093
为了提高全息聚合物分散液晶的衍射效率以及降低其驱动电压和阈值电压，通过在聚合物分散液晶中掺杂多壁碳纳米管(MWCNT)研究其对H-PDLC光栅的电光特性的影响。本文采用了全息干涉的方法制备了4种质量分数(0， 0.03%, 0.05%, 0.07%)MWCNT掺杂的H-PDLC光栅。结果表明MWCNT可以提升材料在532 nm处吸收率，从而导致掺杂0.05%多壁碳纳米管的H-PDLC光栅的一级衍射效率可以达到91%。同时引入MWCNT通过降低电阻率、增加电容改变了介质的介电性能，从而增强电场，表现为掺杂0.05% MWCNT时0.68 V/μm的低阈值电压和1.78 V/μm的低饱和电压。另外，随着MWCNT掺杂质量分数增加，H-PDLC的对比度逐渐降低。
聚合物分散液晶 全息光栅 多壁碳纳米管 电光特性 polymer dispersed liquid crystal holographic volume grating MWCNT electronic-optical properties
1 上海理工大学光电信息与计算机学院，上海 200093
2 上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
本文研究了采用纳米氧化锌棒掺杂的聚合物分散液晶(PDLC)的电阻抗谱特性及其传感应用。利用聚合物分散液晶薄膜具有稳固结构、能抵御机械冲击、容易制备等特点，在材料中掺杂纳米氧化锌棒，通过电阻抗谱性质分析，实现对极性分子如乙醇气体的传感功能。通过对比实验，研究分析了薄膜在遇到乙醇分子时的复阻抗谱的变化，并建立了电化学等效电路，发现该薄膜能有效地实现对乙醇分子的传感功能。并进一步分析研究了该检测传感的灵敏度和响应时间等特性。结果表明，以纳米氧化锌棒掺杂 PDLC薄膜有望作为检测乙醇等极性的气体传感器，具有高灵敏度、结构稳定、重复性高、易于制造等优点。
聚合物分散液晶 纳米氧化锌棒 气体检测 阻抗分析 等效电路 polymer dispersed liquid crystal nano-ZnO rods gas detection impedance analysis equivalent circuit model
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院 微电子学院, 江苏 南京 210023
2 南京邮电大学 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室, 江苏 南京 210023
聚合物分散液晶(PDLC)是液晶微滴分散在聚合物基体中形成的一种具有优异电光性能的材料, PDLC的电光特性对基于PDLC的电光器件的性能具有显著影响。本文对紫外固化光强对PDLC电光特性的影响进行研究。本研究使用紫外照射引发的聚合物诱导相分离方法制备PDLC。在4个不同紫外固化光强(1 mW/cm2、1.8 mW/cm2、3 mW/cm2和9 mW/cm2)条件下制备PDLC样品, 并对4个样品的电光特性如电压-透过率、响应时间和迟滞效应进行研究, 并对实验结果给出了分析。实验结果表明: 随着紫外固化光强的增加, PDLC的阈值电压和饱和电压增加, 开态响应时间ton上升, 关态响应时间toff下降, 同时对于高紫外光强聚合制备的样品迟滞效应也更加明显。本研究表明可以通过改变制备过程中的紫外光强来优化PDLC的电光特性, 从而获得性能优异的基于PDLC的电光器件。
聚合物分散液晶 紫外固化光强 电光特性 响应时间 迟滞效应 polymer dispersed liquid crystal UV light intensity electro-optical properties response time hysteresis effect
