基于液晶图案化组装的宾主型显示器制备

那泽生; 刘璇; 孙沛智; 王骁乾; 郑致刚

doi:10.37188/CJLCD.2023-0147

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基于液晶图案化组装的宾主型显示器制备

器件物理及器件制备 | 更新时间：2023-08-10

- 基于液晶图案化组装的宾主型显示器制备
- Fabrication of guest-host display based on patterned assembly of liquid crystal
- 液晶与显示 2023年38卷第8期页码：1014-1021
- 作者机构：
  
  1.华东理工大学材料科学与工程学院，上海 200237
  2.华东理工大学物理学院，上海 200237
- 作者简介：
  
  [ "那泽生（1999—），男，安徽宿州人，硕士研究生，2020年于安徽建筑大学获得学士学位，主要从事宾主液晶器件与应用方面的研究。E-mail：zeshengna@ 163.com" ]
  [ "王骁乾（1984—），男，上海人，博士，讲师，2014年于香港科技大学获得博士学位，主要从事液晶微纳结构及光子器件的研究。E-mail：xqwang@ecust.edu.cn" ]
  [ "郑致刚（1982—），男，浙江宁波人，博士，教授，2009年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位，主要从事液晶态功能材料与微纳光学器件方面的研究。E-mail：zgzheng@ ecust.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2022YFA1203700);国家自然科学基金(61822504;62275081;51873060;62035008);上海市教委创新项目(2021-01-07-00-02-E00107);上海市教育发展基金会和上海市教委 “曙光计划”(21SG29)
- DOI：10.37188/CJLCD.2023-0147
  中图分类号：
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那泽生, 刘璇, 孙沛智, 等. 基于液晶图案化组装的宾主型显示器制备[J]. 液晶与显示, 2023,38(8):1014-1021.

NA Ze-sheng, LIU Xuan, SUN Pei-zhi, et al. Fabrication of guest-host display based on patterned assembly of liquid crystal[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 2023,38(8):1014-1021.
那泽生, 刘璇, 孙沛智, 等. 基于液晶图案化组装的宾主型显示器制备[J]. 液晶与显示, 2023,38(8):1014-1021. DOI： 10.37188/CJLCD.2023-0147.

NA Ze-sheng, LIU Xuan, SUN Pei-zhi, et al. Fabrication of guest-host display based on patterned assembly of liquid crystal[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 2023,38(8):1014-1021. DOI： 10.37188/CJLCD.2023-0147.

摘要

宾主液晶器件能够在保持视野清晰的前提下实现对光透过率的调节，已被广泛应用于透明显示领域。但由于其系统复杂，在一定程度上限制了实际应用。本文通过采用区域化聚合物模板技术，制备了一种分子平行组装和螺旋组装共存的图案化宾主液晶器件。基于两区域对外界刺激响应的差异性，调节电场和偏振方向可实现图案多灰度动态显示。结果表明：在电场控制模式下，染料液晶平行组装区域的光透过率从3.28%上升到63.22%，两区域的透过率对比度从0.41提高到5.12。在偏振方向控制模式下，平行组装区域的光透过率从3.28%升至65.45%，两区域的对比度从0.41升至4.54。所制备的宾主液晶器件具备结构简单、易于调谐等特点，可适应于不同场景下的图案显示，进一步推动了液晶器件在透明显示领域及光学防伪领域的应用和发展。

Abstract

Guest-host liquid crystal devices have attracted significant attention in see-through display due to their ability to control the transmittance of light without sacrificing the resolution of image. However， such complicated systems limite their contributions in practical applications. Herein， we propose a novel guest-host liquid crystal device for transparent display， with the coexistence of parallel and helical assembled microstructure fabricated by patterned polymer template. By applying an electrical field or rotating the linear polarization of incident light， the dynamic multi-grayscale patterns have been achieved owing to the distinct responses of different regions. The experimental results indicate that， under the driving voltage， the transmittance of parallel microstructure regions increases from 3.28% to 63.22%， and meanwhile the contrast ratio between the two regions increases from 0.41 to 5.12. By changing the linear polarization of incidence， the transmittance of parallel region increases from 3.28% to 65.45%， and the contrast ratio also increases from 0.41 to 4.54. The proposed guest-host liquid crystal device is capable for patterned display in various scenarios due to its simple configuration and convenient tunability， thus making further advances offer more brilliant liquid crystal devices in diversified fields.

关键词

宾主液晶聚合物模板图案化组装动态显示

Keywords

guest-host liquid crystalpolymer templatepatterned assemblydynamic display

references

胡凯，陈禹翔，李青. 透明显示技术的进展［J］. 电子器件，2012，35（6）：639-646． doi: 10.3969/j.issn.1005-9490.2012.06.005http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1005-9490.2012.06.005

HU K， CHEN Y X， LI Q. Development of transparent display technology ［J］. Chinese Journal of Electron Devices， 2012， 35（6）： 639-646. （in Chinese）. doi: 10.3969/j.issn.1005-9490.2012.06.005http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1005-9490.2012.06.005

LIN C H， LO W B， LIU K H， et al. Novel transparent LCD with tunable transparency ［J］. SID Symposium Digest of Technical Papers， 2012， 43（3）： 1159-1162. doi: 10.1002/j.2168-0159.2012.tb06001.xhttp://dx.doi.org/10.1002/j.2168-0159.2012.tb06001.x

王海宏，焦峰，马群刚. 高透过率透明液晶显示器研究与开发［J］. 液晶与显示，2014，29（6）：901-905． doi: 10.3788/yjyxs20142906.0901http://dx.doi.org/10.3788/yjyxs20142906.0901

WANG H H， JIAO F， MA Q G. Research and development of high transmittance transparent liquid crystal display ［J］. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays， 2014， 29（6）： 901-905. （in Chinese）. doi: 10.3788/yjyxs20142906.0901http://dx.doi.org/10.3788/yjyxs20142906.0901

GU G， BULOVIC V， BURROWS P E， et al. Transparent organic light emitting devices ［J］. Applied Physics Letters， 1996， 68（19）： 2606-2608. doi: 10.1063/1.116196http://dx.doi.org/10.1063/1.116196

KHANDELWAL H， SCHENNING A P H J， DEBIJE M G. Infrared regulating smart window based on organic materials ［J］. Advanced Energy Materials， 2017， 17（14）： 1602209. doi: 10.1002/aenm.201602209http://dx.doi.org/10.1002/aenm.201602209

TALUKDER J R， HUANG Y G， WU S T. High performance LCD for augmented reality and virtual reality displays ［J］. Liquid Crystals， 2019， 46（6）： 920-929. doi: 10.1080/02678292.2018.1540067http://dx.doi.org/10.1080/02678292.2018.1540067

PENG H C， CHENG D W， HAN J， et al. Design and fabrication of a holographic head-up display with asymmetric field of view ［J］. Applied Optics， 2014， 53（29）： H177-H185. doi: 10.1364/ao.53.00h177http://dx.doi.org/10.1364/ao.53.00h177

王丹，彭海炎，周兴平，等. 全息高分子/液晶复合材料的研究进展［J］. 应用化学，2021，38（10）：1268-1298． doi: 10.19894/j.issn.1000-0518.210385http://dx.doi.org/10.19894/j.issn.1000-0518.210385

WANG D， PENG H Y， ZHOU X P， et al. Research progress of holographic polymer/liquid crystal composites ［J］. Chinese Journal of Applied Chemistry， 2021， 38（10）： 1268-1298. （in Chinese）. doi: 10.19894/j.issn.1000-0518.210385http://dx.doi.org/10.19894/j.issn.1000-0518.210385

SHIN Y， JIANG Y F， WANG Q， et al. Flexoelectric-effect-based light waveguide liquid crystal display for transparent display ［J］. Photonics Research， 2022， 10（2）： 407-414. doi: 10.1364/prj.426780http://dx.doi.org/10.1364/prj.426780

KIM M S， JIN H S， LEE S J， et al. Liquid crystals for superior electro-optic performance display device with power-saving mode ［J］. Advanced Optical Materials， 2018， 6（11）： 1800022. doi: 10.1002/adom.201800022http://dx.doi.org/10.1002/adom.201800022

RIEDL T， GORRN P， KOWALSKY W. Transparent electronics for see-through AMOLED displays ［J］. Journal of Display Technology， 2009， 5（12）： 501-508. doi: 10.1109/jdt.2009.2023093http://dx.doi.org/10.1109/jdt.2009.2023093

PARK C I， SEONG M， KIM M A， et al. World 1st large size 77-inch transparent flexible OLED display ［J］. SID Symposium Digest of Technical Papers， 2018， 49（1）： 710-713. doi: 10.1002/sdtp.12375http://dx.doi.org/10.1002/sdtp.12375

WU T Z， SHER C W， LIN Y， et al. Mini-LED and micro-LED： Promising candidates for the next generation display technology ［J］. Applied Sciences， 2018， 8（9）： 1557. doi: 10.3390/app8091557http://dx.doi.org/10.3390/app8091557

HUANG Y G， HSIANG E L， DENG M Y， et al. Mini-LED， micro-LED and OLED displays： Present status and future perspectives ［J］. Light： Science & Applications， 2020， 9（1）： 105. doi: 10.1038/s41377-020-0341-9http://dx.doi.org/10.1038/s41377-020-0341-9

JANG C， KIM K， CHOI K C. Toward flexible transparent plasma display： Optical characteristics of low-temperature fabricated organic-based display structure ［J］. IEEE Electron Device Letters， 2012， 33（1）： 74-76. doi: 10.1109/led.2011.2171314http://dx.doi.org/10.1109/led.2011.2171314

LEE S M， OH S H， CHOI K C. Highly transparent SU-8 photoresist barrier rib for a transparent AC plasma display panel ［J］. Journal of Display Technology， 2011， 7（1）： 40-43. doi: 10.1109/jdt.2010.2089783http://dx.doi.org/10.1109/jdt.2010.2089783

LIN S， BAI X P， WANG H Y， et al. Roll-to-roll production of transparent silver-nanofiber-network electrodes for flexible electrochromic smart windows ［J］. Advanced Materials， 2017， 29（41）： 1703238. doi: 10.1002/adma.201703238http://dx.doi.org/10.1002/adma.201703238

HEILMEIER G H， ZANONI L A. Guest‐host interactions in nematic liquid crystals. A new electro‐optic effect ［J］. Applied Physics Letters， 1968， 13（3）： 91-92. doi: 10.1063/1.1652529http://dx.doi.org/10.1063/1.1652529

JI S M， OH S W， YOON T H. Smart window based on angular-selective absorption of solar radiation with guest-host liquid crystals ［J］. Crystals， 2021， 11（2）： 131. doi: 10.3390/cryst11020131http://dx.doi.org/10.3390/cryst11020131

谢辉，王慧慧，安娅，等. 二向色性偶氮染料掺杂胆甾相液晶光阀的电光性能研究［J］. 液晶与显示，2015，30（6）：909-914． doi: 10.3788/yjyxs20153006.0909http://dx.doi.org/10.3788/yjyxs20153006.0909

XIE H， WANG H H， AN Y， et al. Electro-optical properties of light shutter based on azo-dichroic dye-doped cholesteric liquid crystals ［J］. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays， 2015， 30（6）： 909-914. （in Chinese）. doi: 10.3788/yjyxs20153006.0909http://dx.doi.org/10.3788/yjyxs20153006.0909

LAI J C， CHENG W F， LIU C K， et al. Optically switchable bistable guest-host displays in chiral-azobenzene- and dichroic-dye-doped cholesteric liquid crystals ［J］. Dyes and Pigments， 2019， 163： 641-646. doi: 10.1016/j.dyepig.2018.12.030http://dx.doi.org/10.1016/j.dyepig.2018.12.030

ZHU R D， CHEN H W， KOSA T， et al. High-ambient-contrast augmented reality with a tunable transmittance liquid crystal film and a functional reflective polarizer ［J］. Journal of the Society for Information Display， 2016， 24（4）： 229-233. doi: 10.1002/jsid.427http://dx.doi.org/10.1002/jsid.427

MO Q Y， LIU B H， HUANG W B， et al. Reversible on-off of chirality and anisotropy in patterned coexistence of achiral-anisotropic and chiral-isotropic soft materials ［J］. Advanced Optical Materials， 2020， 8（18）： 2000155. doi: 10.1002/adom.202000155http://dx.doi.org/10.1002/adom.202000155

LIN J D， CHU C L， LIN H Y， et al. Wide-band tunable photonic bandgaps based on nematic-refilling cholesteric liquid crystal polymer template samples ［J］. Optical Materials Express， 2015， 5（6）： 1419-1430. doi: 10.1364/ome.5.001419http://dx.doi.org/10.1364/ome.5.001419

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