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为改善传统偏振片厚度较大无法和液晶盒集成、耐高温性能较差、温度超过100℃失效快等缺点,本文进行了改性还原染料偏振薄膜制备及其相关性能的研究。主要研究内容包括四个部分:(1)还原染料的磺化改性处理;(2)单一还原染料偏振薄膜的制备及性能研究;(3)混合还原染料偏振薄膜的制备及性能研究;(4)改性还原染料偏振薄膜的性能改善研究。
采用氯磺酸或发烟硫酸对还原染料进行改性处理,磺化处理后,还原染料分子引入了磺酸基,成为双亲性化合物。双亲性染料分子在极性溶剂中溶解、浓缩、自组装成有序聚集体。正交偏振光下,其织构呈带状、丝状和棒状分布,即为溶致液晶相。将溶致液晶在衬底上流延展开,使用线棒涂布法或双玻片摩擦法进行剪切摩擦诱导分子取向排列,溶剂自然蒸发后形成固态偏振薄膜。
染料的种类、溶致液晶的浓度、涂膜方法都对偏振薄膜的性能有重要影响。在所研究的单一还原染料中,改性还原蓝RSN偏振薄膜的性能最好,改性还原深蓝BO次之,改性还原猩红GG最差:对于同一种还原染料而言,使用双玻片摩擦法所制备出的偏振薄膜性能要高于线棒涂布法。对单一改性还原染料偏振薄膜进行耐热性能测试表明,三种染料偏振薄膜的耐热温度均大于200℃;薄膜厚度测量表明,此三种改性还原染料偏振薄膜的厚度处于0.3~0.8μm之间,相比传统偏振片其厚度大大降低。
对改性还原蓝RSN与改性还原猩红GG混合染料偏振薄膜进行研究,结果显示:混合染料偏振薄膜的最高偏振率达不到其组份磺化染料在该波段的最佳偏振性能,但其透过率和偏振率在可见光全波段范围内比单一染料偏振薄膜要更加均匀。
添加表面活性剂能够改善改性还原染料溶致液晶的涂布性能,但是却会降低薄膜的偏振效率;使用电场辅助取向在一定程度上提高了薄膜的偏振效率,但是效果并不明显;电泳沉积成膜法制备改性还原染料偏振薄膜是一种制备偏振薄膜的新方法,有着独特的优点,但是在制备的过程中,由于气孔的出现使得制备出薄膜的表面质量差,偏振效率不明显,有待进一步的研究。