Influences of monomer with POSS structure and nanocomposites on electro-optical properties of polymer dispersed liquid crystal films

ZHANG Yanqing; ZHAO Jie; YU Ping; HE Zemin; MIAO Zongcheng

doi:10.37188/CJLCD.2026-0032

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Influences of monomer with POSS structure and nanocomposites on electro-optical properties of polymer dispersed liquid crystal films

Material Physics | 更新时间：2026-09-12

- Influences of monomer with POSS structure and nanocomposites on electro-optical properties of polymer dispersed liquid crystal films
- Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays Vol. 41, Issue 5, Pages: 614-625(2026)
- 作者机构：
  
  1.西京学院材料与能源科学技术研究院，陕西省液晶聚合物智能显示重点实验室，陕西西安 710123
  2.西北工业大学光电与智能研究院，陕西西安 710072
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Natural Science Basic Research Plan of Shaanxi Province(2025JC-YBQN-570);Natural Science Foundation of Xi'an(2025JH-ZRKX-0188;26ZRKX00024)
- DOI：10.37188/CJLCD.2026-0032
  CLC： O753.2
- CSTR：32172.14.CJLCD.2026-0032
- Received：10 March 2026，
  
  Revised：2026-04-10，
  
  Published：05 May 2026
- 稿件说明：
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ZHANG Yanqing, ZHAO Jie, YU Ping, et al. Influences of monomer with POSS structure and nanocomposites on electro-optical properties of polymer dispersed liquid crystal films[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 2026, 41(5): 614-625.
DOI：

ZHANG Yanqing, ZHAO Jie, YU Ping, et al. Influences of monomer with POSS structure and nanocomposites on electro-optical properties of polymer dispersed liquid crystal films[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 2026, 41(5): 614-625. DOI： 10.37188/CJLCD.2026-0032. CSTR： 32172.14.CJLCD.2026-0032.

摘要

聚合物分散液晶（PDLC）作为一种无需偏振片、具有独特微相分离形貌的光电复合材料，克服了传统液晶器件依赖严格盒式结构的局限。针对当前PDLC面临的驱动电压高与电光损耗大等问题，本文系统综述了笼型聚倍半硅氧烷（POSS）基单体（POSS-SH、KH570-POSS）及纳米复合掺杂体系对PDLC性能的调控机制与最新进展，重点分析了POSS单体及纳米掺杂剂的引入对PDLC相分离过程、聚合物网络形貌、液晶微滴尺寸与取向及界面锚定作用的调控规律，阐明了微观结构演变与PDLC驱动电压、对比度、电光损耗等关键性能之间的构效关系。结果表明，POSS笼状结构的引入能有效优化相分离网络结构，显著降低驱动电压并提升对比度。本文从微观形貌演变与界面相互作用层面深化了PDLC的性能调控理论，为高性能柔性智能窗及光电器件的设计提供了重要参考。

Abstract

As innovative photoelectric composites characterized by unique microphase-separated morphologies， polymer-dispersed liquid crystals（PDLCs） eliminate the need for polarizers and overcome the inherent reliance of traditional liquid crystal devices on rigid cell structures. To address the critical challenges of high driving voltages and substantial electro-optical losses in current PDLCs， this review systematically summarizes the recent advances and underlying regulatory mechanisms of PDLCs incorporating polyhedral oligomeric silsesquioxane （POSS）-based monomers （POSS-SH and KH570-POSS） and their nanocomposite doping systems. Particular attention is devoted to elucidating how the incorporation of POSS monomers and nanofillers modulates the phase separation process， polymer network morphology， liquid crystal droplet size/orientation， and interfacial anchoring. Furthermore， the intrinsic structure-property correlations between these microscopic structural evolutions and macroscopic electro-optical performances—specifically driving voltage， contrast ratio， and optical loss—are comprehensively established. The findings demonstrate that the introduction of the unique cage-like POSS structure effectively optimizes the phase-separated polymer network， thereby significantly reducing the driving voltage and enhancing the contrast ratio. By deepening the theoretical understanding of performance modulation from the perspectives of microscopic morphological evolution and interfacial interactions， this review provides critical insights for the future design of high-performance flexible smart windows and advanced optoelectronic devices.

关键词

Keywords

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