【摘 要】
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液晶材料广泛应用于显示领域,其电光性能的好坏直接影响了显示画面的品质。提高液晶材料的电光性能是目前显示领域急需解决的问题。相比于开发合成新型的液晶材料,通过掺杂的手段改进其电光性能不乏成为一种捷径。碳纳米管具有较大的长径比以及各向异性等特点,与液晶分子非常相像。在显示方面本文探究了该材料掺杂对液晶体系电光性能的影响。此外,在非显示领域由于液晶材料具有优异的热学性质其还可广泛应用于温度传感器领域,考
【基金项目】
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国家自然科学基金（11374087,11504080）； 河北省自然科学基金（A2019202235,A2017202004）； 河北省教育厅项目（QN2014130）；
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液晶材料广泛应用于显示领域,其电光性能的好坏直接影响了显示画面的品质。提高液晶材料的电光性能是目前显示领域急需解决的问题。相比于开发合成新型的液晶材料,通过掺杂的手段改进其电光性能不乏成为一种捷径。碳纳米管具有较大的长径比以及各向异性等特点,与液晶分子非常相像。在显示方面本文探究了该材料掺杂对液晶体系电光性能的影响。此外,在非显示领域由于液晶材料具有优异的热学性质其还可广泛应用于温度传感器领域,考虑到碳纳米管又具有一定导热性能,又研究了其对液晶温度传感器灵敏度与响应时间的影响。首先,配比出不同掺杂质量分数的碳纳米管与液晶材料RDP-09T-100的混合溶液,探究其对于扭曲向列相液晶显示模式电光性能的影响,实验结果表明掺杂浓度分别为0.01wt%、0.02wt%和0.03wt%时其阈值电压分别降低了2.4%、4.5%和8.7%,饱和电压降低了2.4%、4.2%和7.4%,响应时间减少了3.1%、9.7%和16.2%。该实验结果有效地改善了液晶显示器件的动态响应,降低驱动电压的同时又加快了响应速度,在一定程度上可改善液晶显示画面所谓的“重影”现象,为开发新型液晶显示器件奠定了一定的理论与实验基础。其次,在非显示领域利用液晶材料所特有的热效应,可开发出新型电容式液晶温度传感器。实验结果表明将液晶材料RDP-09T-100灌注到液晶盒以后,在固定电压固定频率下其电容变化率会随着外界温度的变化而发生线性改变,该线性关系的斜率会随着外加电压的增加而增加,也就是说外加电压越大该线性关系越明显,且该关系与液晶材料有很大关系,但是与所用液晶盒盒厚大小无关。另外,经过恢复性和稳定性等一系列测试表明该类型温度传感器的传感性能极佳。同时,经过一系列环境反应测试以及4*4阵列测试,该类型传感器也可以对不同温度做出相应的反应。当掺杂碳纳米管以后对该类型温度传感器的响应时间与灵敏度均有不同程度的改善,掺杂浓度为0.00wt%、0.01wt%、0.02wt%和0.03wt%时,其响应时间分别为0.115s/（p F·°C）、0.113s/（p F·°C）、0.111s/（p F·°C）和0.11s/（p F·°C）,灵敏度分别为0.94p F/℃、1.02p F/℃、1.06p F/℃和1.1p F/℃。在实验中还发现该类型温度传感器在外加电压为0.1V时,其线性关系依然存在。以上实验结果表明这一发现在拓宽液晶相使用范围的同时又为当代低功耗电子器件的研制提供了强有力的实验基础。
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