Un dispositivo cristalino líquido colestérico electroquímico para modulación de Color rápida y de baja tensión

Resumen

Un protocolo para la fabricación de un dispositivo de pantalla cristalino líquido colestérico reflexión que contiene un dopante quiral redox-sensible que permite el funcionamiento rápido y de baja tensión se presenta.

Resumen

Demostrar un método para la fabricación de un dispositivo de visualización reflexiva de prototipo que contiene cristal líquido colestérico (LC) como un componente activo. La LC colestérico se compone de un nemático LC 4'-pentyloxy-4-cyanobiphenyl (5OCB), redox-sensible dopant chiral (^FcD) y un electrolito soporte 1-etil-3-methylimidazolium trifluorometanosulfonato (EMIm-OTf). El componente más importante es el ^FcD. Esta molécula cambia su valor de energía (HTP) torsión helicoidal en respuesta a reacciones redox. Por lo tanto, las reacciones redox electroquímica in situ en la mezcla de LC permiten el dispositivo para cambiar su color de reflexión en respuesta a estímulos eléctricos. La mezcla de la LC fue introducida, por una acción capilar, a un tipo sandwich ITO vidrio celular compuesto por dos laminas de vidrio con electrodos de óxido de estaño (ITO) estampado indio, uno de los cuales estaba cubierto con poly(3,4-ethylenedioxythiophene) -co-poli (etileno glicol) dopado con perclorato (PEDOT⁺). Aplicación de + 1,5 V, el color de la reflexión del dispositivo cambia de azul (467 nm) a verde (485 nm) en 0,4 posteriores s. aplicación de 0 V hizo el dispositivo recupera el color azul original en 2.7 s. Este dispositivo se caracteriza por su mayor respuesta eléctrica y menor tensión entre cualquier previamente divulgados colestérico dispositivo de LC. Este dispositivo podría allanar el camino para el desarrollo de los muestra reflexivo de próxima generación con tasas de consumo de energía baja.

Introducción

Cristales líquidos cholesteric (LCs) se sabe que exhiben colores de reflexión brillante debido a su régimen molecular helicoidal^1,2,3,4. El reflejo de longitud de onda λ está determinada por el tono helicoidal P y la media de refracción el índice de n de la LC (λ = nP). Estos LCs puede ser generada por dopaje chiral compuestos (dopantes quirales) a nemático LCs y su tono helicoidal se define por la ecuación P = 1/β_MC, donde β_M es la potencia de torsión helic....

Protocolo

1. preparación de la mezcla de LC colestérico

1. Añadir 84,6 mg de 5OCB y 5,922 mg ^FcD¹⁹ (3,1% mol a 5OCB) en un frasco de vidrio limpio de 10 mL.
2. Añadir 12,9 mg de EMIm-OTf y 10 mL de diclorometano (CH₂Cl₂) en un nuevo frasco de cristal limpio 10 mL y mezclar bien. Transferir 2,1 mL de la solución de la EMIm-OTf a la 5OCB - ^FcD-que contiene el frasco de cristal. Agite suavemente el frasco para mezclar bien todos los componentes.
3. El frasco de cristal con una lámina de aluminio y hacer varios agujeros en la parte superior.

Resultados

Fotografías, espectros de transmitancia y transmitancia dependiente tiempo cambian perfiles a 510 nm se recogen para el dispositivo de LC que contiene ^FcD-dopado (3,1% mol) colestérico LC en presencia de la EMIm-OTf (3.0 mol %) durante los ciclos de aplicación de tensión entre 0 y + 1,5 V a 37 ° C.

La mezcla de LC que contiene ^FcD<.......

Discusión

Tras aplicación de + 1,5 V en la parte superior electrodo ITO (figura 1C), ^FcD experimenta una reacción de oxidación para generar ^FcD⁺. Como el poder de torsión helicoidal de ^FcD⁺ (101 μm^-1, figura 1B) e.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
1-etil-3-metilimidazolio trifluorometanosulfonato, 98 %	TCI	E0494
4-ciano-4'-pentiloxibifenilo, 98 %	TCI	C1551
Cortador de vidrio con punta de diamante	AS ONE	6-539-05
Diclorometano, 99,5 %	KANTO CHEMICAL	10158-2B	Calorímetro
barrido de	HPLC METTLER Microscopio	TOLEDO DSC 1
	KEYENCE	VHX-5000
Extran MA01	Merck	107555
		de vidrio totalmente recubierta de ITO	Pedido de costo, resistencia: ~ 30 y Omega;
Perlas de vidrio	Thermo Fisher Scientific	9005	5 ± 0.3 μ m de diámetro
Etapa caliente	INSTEC	mK1000
Placa			Pedido de costo, Resistencia: ~ 30 y Omega;
Bomba de vacío rotativa de aceite	SATO VAC	TSW-150	Presión: ~5 Pa
Adhesivo óptico	Noland	NOA81
Poli(3,4-etilendioxitiofeno), bis-poli(etilenglicol), lauril	terminado Sigma Aldrich	687316	0,7 % en peso (dispersión en nitrometano)
Potenciostato	TOHO TECHNICAL RESEARCH	PS-08
Máquina de frotar	EHC	MRJ-100S
Espectrofotómetro	JASCO	V-670 UV/VIS/NIR
Recubridor	MIKASA	1H-D7
Agua ultrapura	Merck	Milli-Q Integral 3
Baño ultrasónico	AS ONE	ASU-2	Potencia: 40 W
Soldadura ultrasónica	KURODA TECHNO	SUNBONDER USM-IV
Lámpara UV	AS ONE	SLUV-4	Potencia: 4 W

diferencial de grado digital Placa de vidrio con patrón ITO giratorio