工程科学学报，第44卷，第X期 100 .Fc一P 对比每组样品聚合前后的透过率可以发现， -■-P一Fc 90 聚合物的引入对平面态的透过率有少量提升，而 %6/ao 对焦锥态的透过率有一定程度降低，也即，聚合物 80 有利于焦锥态稳定.聚合物含量的影响可通过曲 线中0.5%质量分数（正方形标记）和1.0%质量分 ◆ 3 数（三角形标记）数据对比发现规律，实验结果表 2 明，0.5%质量分数的聚合物对双稳态的稳定性有 更优的影响，焦锥态更稳定，而平面态的透过率也 2 16 23 更高.在实验中，我们也尝试了高于1.0%质量分 Cell thickness/um 数聚合物的样品，由于高含量聚合物对焦锥态稳 图9液品盒厚度的影响 定性较强，样品无法回复平面态，因此测试数据没 Fig.9 Transmittance curve as a function of cell thickness 有加入比较.此外，对于在不同状态下聚合的样 研究中效果尤为明显B叫为进一步提高弯曲分子 品，其表现也不尽相同.在焦锥态聚合的样品，由 摻杂的胆甾相液晶双稳态性能，在此，我们将聚合 于聚合物模拟焦锥态分子排列而生长，导致样品 物引入胆甾相液晶体系中，结合光学性能测试研 很难达到完美的平面态，因而对平面态的透过率 究其对双稳态稳定性的影响 有一定损失.表2中C数据验证了聚合物稳定有 如表2和图10所示是聚合物质量分数为0.5% 利于提升对比度 和1.0%、分别在平面态(P)、焦锥态(Fc)以及持续 2.4双稳态的应用示例 加电压的焦锥态(FcV)三种状态下聚合前后的样 实现了缺陷调节和焦锥态稳定后，双稳态可 品透过率情况，实心标记的曲线为聚合前也即不 应用于智能调光.为此，将混晶中的手性添加剂含 含聚合物的透过率，而空心标记的曲线为聚合后 量进行调节，分别构建具有不同色彩的样品，如 的样品透过率 图11所示，分别为无色、中心反射波长550nm和 中心反射波长650nm的彩色样品的透射和散射态 表2聚合物稳定样品的透过率测试数据 效果.与基于聚合物分散液晶的调光膜相比，此处 Table 2 Transmittance result of polymer-stabilized samples Transmittance before Transmittance after 的光透过和光散射态均不需要持续的电场维持， Polymer mass Curing polymerization polymerization 属于真正的双稳态 traction/ state Tp/%TEc/%CR Tp/%o TEc/%e CR (a) (b) (c) 87.21.2072.789.31.0684.2 0.5 Fc 88.31.3565.4 88.91.1378.7 85.51.27 67.3 88.31.19 74.2 P 85.51.56 54.8 87.11.1476.4 1.0 87.0 1.81 48.1 87 1.11 78.4 FeV 84.2 1.6152.3 851.3861.6 100 -■-0.5%，before polymerization 图11无色及彩色样品的双稳态效果照片.(a)无色：(b)中心反射波 D0.5%,after polymerization 长550nm.彩色：(c)中心反射波长650nm.彩色 -1.0%,before polymerization -D1.0%,after polymerization Fig.11 Photos of colorless and colored bistable samples:(a)colorless 90 sample;(b)colored sample with reflective wavelength centered at 550 85 nm;(c)colored sample with reflective wavelength centered at 650 nm 除调光膜外，胆甾相液晶的双稳态也可用于 双稳态显示器，尤其是静态显示、电子标签等，具 有节能等优点B2-3别 Fc FcV 3结论 Curing state 图10聚合物稳定样品的透过率 本文研究了缺陷及形貌调控对胆甾相液品材 Fig.10 Transmittance of polymer-stabilized samples 料双稳态的影响及应用，总结如下：研究中效果尤为明显[31] . 为进一步提高弯曲分子 掺杂的胆甾相液晶双稳态性能，在此，我们将聚合 物引入胆甾相液晶体系中，结合光学性能测试研 究其对双稳态稳定性的影响. 如表 2 和图 10 所示是聚合物质量分数为 0.5% 和 1.0%、分别在平面态 (P)、焦锥态 (Fc) 以及持续 加电压的焦锥态 (FcV) 三种状态下聚合前后的样 品透过率情况，实心标记的曲线为聚合前也即不 含聚合物的透过率，而空心标记的曲线为聚合后 的样品透过率. 表 2 聚合物稳定样品的透过率测试数据 Table 2   Transmittance result of polymer-stabilized samples Polymer mass fraction/% Curing state Transmittance before polymerization Transmittance after polymerization TP /% TFC/% CR TP /% TFC/% CR 0.5 P 87.2 1.20 72.7 89.3 1.06 84.2 Fc 88.3 1.35 65.4 88.9 1.13 78.7 FcV 85.5 1.27 67.3 88.3 1.19 74.2 1.0 P 85.5 1.56 54.8 87.1 1.14 76.4 Fc 87.0 1.81 48.1 87 1.11 78.4 FcV 84.2 1.61 52.3 85 1.38 61.6 P Fc FcV 0 1 2 85 90 95 100 0.5%, before polymerization 0.5%, after polymerization 1.0%, before polymerization 1.0%, after polymerization Transmittance/ % Curing state 图 10    聚合物稳定样品的透过率 Fig.10    Transmittance of polymer-stabilized samples 对比每组样品聚合前后的透过率可以发现， 聚合物的引入对平面态的透过率有少量提升，而 对焦锥态的透过率有一定程度降低，也即，聚合物 有利于焦锥态稳定. 聚合物含量的影响可通过曲 线中 0.5% 质量分数（正方形标记）和 1.0% 质量分 数（三角形标记）数据对比发现规律，实验结果表 明，0.5% 质量分数的聚合物对双稳态的稳定性有 更优的影响，焦锥态更稳定，而平面态的透过率也 更高. 在实验中，我们也尝试了高于 1.0% 质量分 数聚合物的样品，由于高含量聚合物对焦锥态稳 定性较强，样品无法回复平面态，因此测试数据没 有加入比较. 此外，对于在不同状态下聚合的样 品，其表现也不尽相同. 在焦锥态聚合的样品，由 于聚合物模拟焦锥态分子排列而生长，导致样品 很难达到完美的平面态，因而对平面态的透过率 有一定损失. 表 2 中 CR 数据验证了聚合物稳定有 利于提升对比度. 2.4    双稳态的应用示例 实现了缺陷调节和焦锥态稳定后，双稳态可 应用于智能调光. 为此，将混晶中的手性添加剂含 量进行调节，分别构建具有不同色彩的样品，如 图 11 所示，分别为无色、中心反射波长 550 nm 和 中心反射波长 650 nm 的彩色样品的透射和散射态 效果. 与基于聚合物分散液晶的调光膜相比，此处 的光透过和光散射态均不需要持续的电场维持， 属于真正的双稳态. (a) (b) (c) 图 11    无色及彩色样品的双稳态效果照片. （a）无色；（b）中心反射波 长 550 nm，彩色；（c）中心反射波长 650 nm，彩色 Fig.11    Photos of colorless and colored bistable samples: (a) colorless sample;  (b)  colored  sample  with  reflective  wavelength  centered  at  550 nm; (c) colored sample with reflective wavelength centered at 650 nm 除调光膜外，胆甾相液晶的双稳态也可用于 双稳态显示器，尤其是静态显示、电子标签等，具 有节能等优点[32−33] . 3    结论 本文研究了缺陷及形貌调控对胆甾相液晶材 料双稳态的影响及应用，总结如下： 12 16 23 0 1 2 3 4 80 90 100 Transmittance/ % Cell thickness/μm Fc—P P—Fc 图 9    液晶盒厚度的影响 Fig.9    Transmittance curve as a function of cell thickness · 8 · 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期