Summary
반사 cholesteric 액체 크리스탈 디스플레이 장치를 포함 하는 산화 환 원 반응 키 랄도 펀트 신속 하 고 저전압 동작이 표시의 제조에 대 한 프로토콜.
Abstract
활성 구성 요소로 cholesteric 액정 (LC)를 포함 하는 프로토 타입 반사 디스플레이 장치를 조작 하는 방법을 설명 합니다. Cholesteric LC는 nematic 액정 4'-pentyloxy-4-cyanobiphenyl (5OCB), 산화 환 원 반응 키 랄도 펀트 (FcD), 및 지원 전해질 1-에틸-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (EMIm OTf)의 구성 됩니다. 가장 중요 한 구성 요소는 FcD. 이 분자는 산화 환 원 반응에 대 한 응답에서의 헬리컬 왜곡 전력 (HTP) 값을 변경합니다. 따라서, 현장에서 전기 화학적 산화 환 원 반응을 LC 혼합물에 전기 자극에 대 한 응답에서의 반사 색상을 변경 하려면 장치에 대 한 허용. LC 혼합물에 도입 되었다, 모 세관 작용에 의해 샌드위치 형 이토 유리 셀 패턴된 인듐 주석 산화물 (ITO) 전극으로 두 개의 유리 슬라이드 구성 중 하나는 poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-공동코팅 했다-폴 리 (에틸렌 글리콜) 과염소산염 (PEDOT+)와 첨가. 1.5 V의 응용 프로그램에 따라 소자의 반사 색 블루에서 변경 (467 nm) 녹색 (485 nm) 0.4 s. 후속 0 V의 응용 프로그램 만든 2.7에서 원래 파란색 복구 장치 s. 이 장치는 그것의 가장 빠른 전기 응답 특징 고 간에 낮은 동작 전압 이전 cholesteric 액정 장치에 보고 된. 이 장치는 낮은 에너지 소비 속도와 다음 세대 반사 디스플레이의 개발에 대 한 길을 닦은 수 있습니다.
Introduction
Cholesteric 액정 (LCs) 그들의 내부 헬리컬 분자 배열1,2,,34인 밝은 반사 색상을 전시 알려져 있습니다. 반사 파장 λ P 와 평균 굴절 색인 n 는 액정의 헬리컬 피치에 의해 결정 됩니다 (λ = nP). 이러한 LCs 랄도 핑에 의해 생성 될 수 있습니다 화합물 (랄 dopants) nematic LCs와 그것의 헬리컬 피치 P 방정식에 의해 정의 됩니다 1/βMC, βM 는 헬리컬 왜곡 전력 (HTP) = C 는 모 랄은 키 랄도 펀트 분수 이 개념, 다양 한 라이트5,6,,78, 열9,10, 자기장 등 가스11 자극에 대응할 수 있는 다양 한 키 랄 dopants에 따라 개발 되었습니다. 이러한 속성은 센서12 및 레이저13,,1415 등 등 다양 한 응용 프로그램에 잠재적으로 유용16,17,18 .
최근에, 우리는 첫 번째 redox 반응 키 랄도 펀트 FcD (그림 1A)19 산화 환 원 반응에 대 한 응답에서의 HTP 값을 변경할 수 있는 개발. Fc D 는 가역 산화 환 원 반응20,,2122받을 수, ferrocene 단위 그리고 높은 HTP 값23전시 알려져 있다 binaphthyl 단위 구성 됩니다. 지원 전해질의 존재와 FcD, 실수로 cholesteric 액정 0.4 s 및 복구 2.7에 원래 색상의 반사 색상을 변경할 수 있습니다 1.5 및 0 V, 전압 적용 시 s 각각. 높은 응답 속도 낮은 동작 전압에 대 한 장치는 cholesteric 액정 장치 중 전례 없는 지금까지 보고 관찰.
누구의 에너지 소비 속도 기존의 액정 디스플레이 보다 훨씬 낮은 반사 디스플레이에 cholesteric LCs의 중요 한 응용 프로그램 중 하나입니다. 이 위해 cholesteric LCs 전기 자극으로 반사 색상을 변경 해야 합니다. 그러나, 대부분 이전 방법론의 활용 한 전기 커플링 적용된 전기 자극 및 호스트 액정 분자 사이 높은 전압을 필요로 40 V24,,2526,27 ,28. 전기 반응 키 랄도 펀트의 사용에 대 한 단지 몇 가지 예제29,30 우리의 이전 작품31을 또한 낮은 응답 속도와 높은 전압을 요구 한다을 포함 하 여 있다. 이러한 이전 작품, 우리의 FcD의 성능 고려-특히 빠른 컬러 변조 속도 대 한도 핑된 cholesteric 액정 장치 (0.4 s)와 낮은 동작 전압 (1.5 V), 크게 할 수 있는 획기적인 업적 이다 다음 세대 반사 디스플레이의 개발에 기여 한다. 이 상세한 프로토콜에서 제조 프로세스 및 프로토 타입 cholesteric 액정 디스플레이 소자의 동작 절차 설명합니다.
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Protocol
1입니다. cholesteric 액정 혼합물의 준비
- 깨끗 한 10ml 유리 약 병에 5OCB의 84.6 mg와 FcD19 (3.1 mol %5OCB)의 5.922 mg을 추가 합니다.
- 새로운 깨끗 한 10ml 유리 약 병에 12.9 mg EMIm OTf와 dichloromethane (채널2Cl2) 10 mL를 추가 하 고 잘 혼합. 2.1 mL EMIm OTf 솔루션의 5OCB 및 FcD에 전송-유리 작은 유리병을 포함 하. 부드럽게 흔들어 잘 혼합 하는 모든 구성 요소를 유리병.
- 알루미늄 호 일 유리 유리병을 커버 하 고 상단에 여러 개의 구멍을 만들.
- 위의 채널2Cl2 솔루션 5OCB, FcD (3.1 mol %5OCB ~)와 EMIm OTf (5OCB 3.0 mol %)는 통풍이 잘되는 후드에서 80 ° C에 포함 된 열. 60 분 후 채널2Cl2 의 대부분은 증발 된다. 이 절차는 구성 요소의 균질 혼합 되도록 중요 하다.
- 나머지 채널2Cl2 감압 (Pa ~5.0) 60 분 동안 80 ° C에서 오일 로타리 진공 펌프에 의해에서 명확 하 게 오렌지 액정 혼합물을 얻기 위해 통풍이 잘되는 후드에서 증발.
2. 샌드위치 형 이토 유리 셀의 준비
- 유리 코팅은 이토의 절차를 청소
- 꽃무늬 이토 유리를 잘라 (10 cm x 10 cm, 저항: ~ 30 Ω), 더 작은 크기 (10 m m x 10 m m)에 지정 된 전극의 100 조각 다이아몬드 기울어진된 유리 커터에 의해 포함 된 전극의 한 패턴을 포함 하는 그 한 조각 그래서. 항상 어느 쪽을 사용 하 여, 예를 들어, 디지털 멀티 미터 (이토 꽃무늬 쪽은 낮은 저항) 이토 패턴은 알아야 유리의 표면 저항을 확인 하십시오.
- 완전히 ITO 코팅 유리를 잘라 (10 ㎝ × 10 ㎝, 저항: ~ 30 Ω) 다이아몬드 기울어진된 유리 커터에 의해 더 작은 크기 (10 m m x 12 m m). 다시, 어느 쪽은 이토 코팅 알아야 유리의 표면 저항을 확인 하십시오.
- 세척 솔루션 60ml 세척제 MA01 및 유리 용기 (~ 500 mL)에 초순의 240 mL를 혼합 하 여 준비 합니다. 담가 위의 각 유리 접시의 표면으로 서로 만지지 않는다 그런 방법으로 철저 하 게 솔루션으로 이토 유리 접시를 준비. 많은 이토 유리 접시를 세척 하는 경우 일부 지원 (예: 샴푸 브러쉬)를 사용 하는 것이 좋습니다.
- 초음파 목욕에 선박 포함 이토 유리 접시를 넣고 30 분 동안 그것을 sonicate. 세척 솔루션을 decanting, 후 이토 유리 접시를 포함 하는 3 시간 동안 초순 물 200 mL에 의해 용기를 헹 굴.
- 초순의 300 mL를 추가 하 고 20 분에 대 한 선박을 sonicate. 그런 다음 이동 하 여 물을 제거 합니다. 세 번에 대 한 초순 수를 사용 하 여이 세척 주기를 반복 합니다. 각 세척 주기에 대 한 플레이트의 표면에 서로 연결 되지 않습니다 있도록 선박에서 이토 유리 접시의 배치를 확인 합니다.
- 마친 후 세척 주기 건조 질소 가스 흐름을 통해 이토 유리 접시 하나. 때 이토 유리 접시는 깨끗 한 장소, 손상이 나 표면의 오염을 피하기 위하여 ITO 표면 위쪽으로 계속.
- PEDOT+ 의 제작 코팅 이토 유리 접시
- Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-co의 nitromethane 솔루션을 포함 하는 유리 병에 넣어-폴 리 (에틸렌 글리콜) 과염소산염 (PEDOT+, 0.7 wt %)로 첨가 초음파 목욕으로 잘 분산 된 솔루션을 얻기 위해 60 분 동안 그것을 sonicate 고.
- 장소 완벽 하 게 이토 코팅 이토 표면 직면 똑바로와 스핀 coater의 회전자에 유리 접시. 질소 타격 총을 사용 하 여 ITO 표면에서 먼지를 날 려. 조심 스럽게 피 펫 갓 sonicated PEDOT+ 솔루션의 50 µ L 전송.
- PEDOT+ 영화 60 1000 rpm의 속도로 접시를 회전 시켜 조작 주변 조건에서 s (25 ° C, 습도: ~ 45%). 계속 PEDOT+ 굽기 없이 1 시간에 대 한 주위 조건 하에서 이토 유리 접시를 코팅.
- 이토 유리 셀의 제조
- 질소 타격 총을 사용 하 여 패턴 이토 유리 접시에서 먼지를 날 려.
- 철저 하 게 마찰 기계를 사용 하 여 주 천으로 유리 접시 (10 x 10 mm)의 이토 얼굴을 문질러. 전체 과정에서 질소 타격 총을 사용 하 여 먼지의 오염을 방지.
- 클린 룸에 이상적으로 먼지의 오염을 피할 수 있는 장소에 다음 절차를 실시 합니다.
- 광학 접착제와 유리 구슬의 쌀 크기의 양을 한 방울을 철저 하 게 혼합.
- PEDOT+ 다운 레이 이토 유리 접시 PEDOT+ 표면 직면 올바른 테이블에 코팅. PEDOT+ 에 접착제 혼합물의 아주 작은 금액을 넣어 코팅 어디는 이토의 네 모서리 무늬 유리 접시와 이토 유리 접시.
- 두 개의 유리 접시의 ITO 표면 직면 하 고 다른 셀을 조작 하는 방식에 꽃무늬 이토 유리 코팅에 PEDOT+ 플레이트 이토 유리 접시를 넣어. 가볍게 눌러 셀의 네 모퉁이. 셀의 표면에서 관찰 하는 프린지 패턴의 실종에 의해 일정 한 셀 갭을 확인 합니다.
- 20 365 nm UV 램프와 위의 이토 유리 셀을 비추는 접착 력을 강화 하기 위해 s.
- 접착 강화 계속 3 h 100 ° C에서 뜨거운 무대에 위의 셀을 열.
- 초음파 납땜 하 여 각 셀에서 유리 접시의 이토 지역에 2 개의 지휘 철사를 연결 합니다.
3. 색상 변조 실험
- LC 소자의 제조에 대 한 이토 유리 셀으로 cholesteric 액정 혼합물의 소개
- 쉽게 처리 하기 위해 수정 위의 전선 절연 테이프로 현미경 슬라이드 유리 셀을 준비.
- 뜨거운 무대에 10 ~ 15 분 동안 80 ° C에서 cholesteric 액정 혼합물을 포함 하는 유리 유리병을 열. 또한 이토 유리 셀과 주걱, 같은 온도에서 샘플을 전송 하는 데 사용 되는 열.
- 셀의 두 이토 유리 접시의 간격을 신속 하 게 온수 주걱을 사용 하 여 적은 양의 뜨거운 cholesteric 액정 혼합물을 전송. ~ 60는 모 세관 작용에 의해 두 개의 유리 접시 사이 격차를 채우기 s.
- 셀의 온도 37 ° c.에 도달 되도록 뜨거운 무대의 저온
- 밝은 반사 색 전시 장치의 중심을 밀어.
- 디지털 광학 현미경을 사용 하 여 색상 변조 실험.
- 1.5와 0 V 4에 대 한 LC 장치를 번갈아 적용 s와 8 s, 37 ° c.에 있는 potentiostat를 사용 하 여 각각 전압 값은 비 PEDOT+에 대 한 정의-PEDOT+에 대 한 참조 코팅된 ITO 전극-코팅 된 ITO 전극 장치에서. 관찰 하 고 디지털 광학 현미경에 의해 LC 소자의 색상 변화를 기록 합니다.
- Spectrometric 색상 변조 실험
- 다음 대 일 분 광 광도 계 설치 매개 변수를 사용 하 여: 광도 모드: %T, 응답: 빠른, 대역폭: 1.0 nm, 스캔 속도: 2000 nm/min, 스캔 범위: 800 ~ 300 nm
- 기준선 측정에 대 한 LC 장치 없이 분 광 광도 계에 뜨거운 무대를 놓습니다. 부각의 각은 0 ° 관찰 구멍 제대로 분 광 광도 계의 광학 경로에 배치 됩니다 확인 하십시오. 투과율의 값을 모니터링 뜨거운 무대의 배치를 조정 하 여 값을 최대화 하는 특정 파장에 실시간으로. 초기 측정을 시작 합니다.
- 이 뜨거운 무대에 LC 장치를 놓고 섹션 3.3.2에에서 설명 된 대로 다음, 같은 방법으로 적절 한 위치에 뜨거운 무대를 배치 합니다. 측정을 시작 하 고 스펙트럼을 기록.
- 1.5 V 4 s 및 시작에 대 한 적용 측정. 0 V 8 s 및, 다시, 시작에 대 한 적용, 측정 후 측정.
- 1.5 및 0 V 또는 100 번을 적용 4 LC 장치 s와 8 s, 각각,는 potentiostat를 사용 하 여. 지정 된 파장에 기록 투과율 (510 nm) 전압 응용 프로그램 사이클 동안.
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Representative Results
사진, 투과율 스펙트럼, 시간 종속 투과율 변경 프로필 510에 nm는 FcD포함 된 LC 장치에 대 한 수집-도 핑된 (3.1 mol %) EMIm OTf (3.0 mol %) 존재 cholesteric 액정 0에서 37 ° c.에 1.5 V 사이의 전압 응용 프로그램 주기 동안
FcD (3.1 mol %), EMIm OTf (3.0 mol %)를 포함 하는 LC 혼합물 5OCB 전시 cholesteric mesophase 46.8 ° C에 냉각에 3.2 ° C와 4.8 ° C에 난방 차동 스캐닝 열 량 측정 (DSC) 측정에 의해 확인에 49.7 ° C에서 (스캔 속도: 5 ° C/min). 이 혼합물을 포함 하는 LC 장치 전시 밝은 반사 색상 (그림 2A-난) 가운데 467에 그 반사 밴드 nm의 투과율 스펙트럼에서 명확 하 게 관찰 되었다 (그림 2B-난) 37 ° c.에 셀에서이 LC 자료의 투과율 스펙트럼의 형태는 cholesteric LCs1,2의 전형적인 어디 밴드 폭 Δλ (= 45 nm) 예상된 값과 일치 하 여 이다 (53 nm) 일반 (에 따라 계산 n o = 1.53)32 및 특별 한 (ne = 1.71)32 굴절율 5OCB의. LC 분자 균질 방향 영화, 밝은 색깔 및 투과율 스펙트럼의 명확한 관찰에 대 한 허용 없이 유리 기판의 표면 마찰 하면 달성 했다 셀에서 정렬 됩니다 나타냅니다.
1.5 V의 전압은 LC 장치에 적용 된, 반사 색상 변경 즉시 파란색에서 녹색 (485 nm, 그림 2A 2 및 그림 2B-II). 0 V의 후속 응용 프로그램 결과 초기 파란색의 복구 (467 nm, 그림 2A III 및 그림 2B-III). 이 주기는 전단 적용 하면 고쳐질 수 있는 액정 분자의 근처 장애 때문에 투과율 (그림 2C)의 최소 저하와 함께 여러 번 반복할 수 있습니다. 정량 분석 공개만 0.4에 앞뒤로 색상 변경 완료 되었습니다 s 및 2.7 s, 각각, 510에서 투과율 90% 변화에 따라 nm (그림 2D). 그것은이 cholesteric 반사 액정 장치는 지금까지 가장 빠른 응답에서 및 전기 구동된24,,2526,27 되도록 그 사이 작동 전압에서 최저 설계 지적 이다 ,,2829,30,,3133,34.
우리 또한 ITO 전극 "UT" FcD를 사용 하 여 그림 패턴으로 셀을 가공-도 핑된 (3.1 mol %) cholesteric 액정 EMIm OTf (3.0 mol %)을 포함. 1.5 V 및 0 V의 응용 프로그램을 번갈아 그림을 (그림 3) 깜박 했다.
그림 1 : 산화 환 원 반응 키 랄도 펀트의 화학 구조 Fc D와 반사에 대 한 메커니즘 색상 변경. (A, B) FcD 와 그것의 산화의 화학 구조는 FcD+를 형성 한다. 5OCB 및 FcD cholesteric 액정의 헬리컬 피치 P FcD 그것의 나선형 트위스트 파워 βM의 저하 유도 산화에 따라 더 이상 된다. (C)의 반사 색의 전기 변조 메커니즘의 그림. J. 이에요 화학 soc. 허가 적응 140, 10946-10949 (2018). 저작권 2018 미국 화학 사회입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2 : 전기 응답 cholesteric 액정 소자의 반사 색의. 사진 (A)와 FcD의 투과율 스펙트럼 (B)-도 핑된 (3.1 mol %) LC 장치 + 4 s (II), V 1.5의 적용과 0 V 8의 후속 적용 후 (I), 초기 상태에서 5OCB에 EMIm OTf의 3.0 mol % 포함 된 37 ° c.에 s (II) (C) 510에 LC 소자의 투과율에 변화 1.5와 대 0 사이의 적용된 전압 스위칭 시 nm (D) 는 투과율의 세부 사항을 변경 510에 LC 소자의 nm. J. 이에요 화학 soc. 허가 적응 140, 10946-10949 (2018). 저작권 2018 미국 화학 사회입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3 : 프로토 타입 디스플레이 장치. 각각 FcD-및 3.1 및 3.0 mol %의도 핑 비율 EMIm OTf 실수로 cholesteric 액정을 포함 하는 이토 무늬 셀입니다. 셀 적용된 전압 1.5 V 0 사이 교대로 전환 하 여 "UT"의 그림을 깜박 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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Discussion
ITO 전극 (그림 1C) 상단에 1.5 V의 응용 프로그램, 시 FcD FcD+를 생성 하는 산화 반응을 겪 습. 헬리컬 트위스트 권력의 FcD+ (101 µ m-1, 그림 1B)은 FcD (116 µ m-1, 그림 1A) 보다 낮은19는 cholesteric 액정의 헬리컬 피치 더 이상 되 고 따라서 반사 파장 긴 파장 영역에 467에서 485 nm nm. 헬리컬 왜곡 능력에 따라, 고정 상태에서 액정 혼합물에서 FcD 와 FcD+ 사이의 비율 71:29 수를 계산할 수 있습니다. 모든 FcD 에서 LC 혼합물 형태로 FcD+산화 하는 경우 반사 파장 536 이어야 한다 nm, LC 장치에 대 한 관찰 보다 훨씬 깁니다. 낮은 전환 률에 대 한 이유 때문에 LC 혼합물과 PEDOT+ 필름 (그림 1C)의 인터페이스에서 일어나는 역 반응 ( FcD+의 감소)의 발생 가능성이 높습니다. 더 높은 전압의 응용 프로그램에 훨씬 더 넓은 범위의 색상 변화19유도. 예를 들어 우리가 2.5 V 적용, 색상 변화는 더 중요 한 (623 nm, 오렌지). 그러나,이 색깔 변화 되돌릴 수 없었다. 우리가 했다 FcD의 순환 voltammogram (CV), 하프-파 잠재력 +0.61 V에 나타나고 돌이킬 수 없는 피크 +2.2 V에 나타납니다 때19. 따라서, 적절 한 운전 전압은 +0.61 및 +2.2 V 사이 이어야 한다.
영화의 역할 구성 poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-공동-폴 리 (에틸렌 글리콜) 과염소산염35 (PEDOT+)와 함께 첨가 Fc에 대 한 보상을D 에서 전자를 받아들일 수 있는 산화 환 원 쌍은 충전. 사실, 우리 600 주변에 투과율의 감소를 관찰할 수 있다 nm (그림 2B-ⅱ), 감소 된 PEDOT+36에 대 한 특성입니다. PEDOT+ 필름을 사용 하지, 경우 반사 색상 변화 같은 전압 조건19자리를 했다. 전압 응용 프로그램 없이 참고 PEDOT/PSS37, 가장 인기 있는 PEDOT 파생 상품 중의 영화 아니다는 것을이 장치에 대 한 적절 한 반사 색으로 점차 변경 됩니다. 이 FcD 와 높은 산 성 PSS 사이 일부 돌이킬 수 없는 반응 가능성이 높습니다.
이 장치에 대 한 색 변조 시간은 0.4 s 및 2.7 s 및 따라서 응답 속도 45 nm/s와 앞뒤로 색상 변경, 7 nm/s 각각. 평균 속도 26 nm/s입니다. 이것은 다른 어떤 중 빠른 전기 전례 modulable cholesteric LCs 색상. 2010, 버닝 및 공동 저자 보고27 는 electromechanically 색 가변 cholesteric 액정 장치 그것의 반사를 변경할 수 있는 3-5 s 색상. 보이는 범위에서 색상 변조 속도 ~ 17 nm/s로 계산 될 수 있습니다. 아니 다른 예26,29,30,31,,3334 우리의 연구19전에이 속도 초과에 알려졌다. 그것은 또한 1.5 V 색상 변조 장치에서에 필요한 전압을 낮은 이전에 보고 된 것 들에 비해 크게는 지적 했다24,25,,2627, 28 그들은 일반적으로 V 40을 요구.
우리 FcD포함 된 반사 cholesteric 액정 디스플레이 소자의 제조에 대 한 프로토콜을 증명 하고있다-활성 구성 요소로 LC를 첨가. 이것은 1.5 V 낮은 전압의 응용 프로그램에 따라 반사 색상을 변경할 수 있는 cholesteric 액정에 대 한 첫 번째 예제 이다. 이 전압 조건 반사 색상 변화 일어난다 0.4에서 전례 없는 속도 또한 s. 이전, cholesteric LCs의 반사 색 변조 높은 전압 (일반적으로 40 V)에 의해서만 달성 될 수 있습니다. 이 방법론, 다른 한편으로, 일반 1.5 V 드라이 셀 배터리를 사용 하 여도 반사 색상을 조절 수 있습니다. 이 cholesteric 액정-기반 디스플레이 장치 다음 세대 반사 디스플레이의 발전에 길을 것 이다.
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Disclosures
공개 하는 것이 없다.
Acknowledgments
우리 감사 RIKEN 센터에서 박사 스 케 마 긴급 문제 과학에 대 한 가치 있는 토론. 이 작품의 일부 고급 특성화 나노기술 플랫폼 도쿄 대학에서 실시, 지원 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술 (MEXT), 일본. 이 작품 재정적으로 의해 지원 되었다 JSP 특정 한 과학 연구 (S) (18 H 05260) "혁신적인 기능성 소재 기반 다중 스케일 계면 분자 과학"에 T.A. Y.I. 도전 위한 JSP 특정에 대 한 감사에 대 한 탐색적 연구 (16 K 14062)입니다. 스는 JSP 젊은 과학자 교제 감사합니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1-Ethyl-3-methylimidazolium Trifluoromethanesulfonate, 98% | TCI | E0494 | |
| 4-Cyano-4'-pentyloxybiphenyl, 98% | TCI | C1551 | |
| Diamond tipped glass cutter | AS ONE | 6-539-05 | |
| Dichloromethane, 99.5% | KANTO CHEMICAL | 10158-2B | HPLC grade |
| Differential Scanning Calorimeter | METTLER TOLEDO | DSC 1 | |
| Digital microscope | KEYENCE | VHX-5000 | |
| Extran MA01 | Merck | 107555 | |
| Fully ITO-coated glass plate | Costum order, Resistance: ~30Ω | ||
| Glass beads | Thermo Fisher Scientific | 9005 | 5 ± 0.3 μm in diameter |
| Hot stage | INSTEC | mK1000 | |
| ITO-patterned glass plate | Costum order, Resistance: ~30Ω | ||
| Oil rotary vacuum pump | SATO VAC | TSW-150 | Pressure: ~5 Pa |
| Optical adhesive | Noland | NOA81 | |
| Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), bis-poly(ethyleneglycol), lauryl terminated | Sigma Aldrich | 687316 | 0.7 wt% (dispersion in nitromethane) |
| Potentiostat | TOHO TECHNICAL RESEARCH | PS-08 | |
| Rubbing machine | EHC | MRJ-100S | |
| Spectrophotometer | JASCO | V-670 UV/VIS/NIR | |
| Spin coater | MIKASA | 1H-D7 | |
| Ultrapure water | Merck | Milli-Q Integral 3 | |
| Ultrasonic bath | AS ONE | ASU-2 | Power: 40 W |
| Ultrasonic soldering | KURODA TECHNO | SUNBONDER USM-IV | |
| UV lamp | AS ONE | SLUV-4 | Power: 4 W |
References
- Chandrasekhar, S. Liquid Crystals. , Cambridge University Press. Cambridge. (1992).
- Blinov, L. M., Chigrinov, V. G. Electrooptic Effects in Liquid Crystal Materials. , Springer-Verlag. New York. (1994).
- Pieraccini, S., Masiero, S., Ferrarini, A., Spada, G. P. Chirality transfer across length-scales in nematic liquid crystals: fundamentals and applications. Chemical Society Reviews. 40 (1), 258-271 (2011).
- Eelkama, R., Feringa, B. L.
- Wang, L., Li, Q. Stimuli-Directing self-organized 3D liquid-crystalline nanostructures: from materials design to photonic applications. Advanced Functional Materials. 26 (1), 10-28 (2016).
- Bisoyi, H. K., Li, Q. Light-directing chiral liquid crystal nanostructures: from 1D to 3D. Accounts of Chemical Research. 47 (10), 3184-3195 (2014).
- van Delden, R. A., Koumura, N., Harada, N., Feringa, B. L. Unidirectional rotary motion in a liquid crystalline environment: color tuning by a molecular motor. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (8), 4945-4949 (2002).
- Mathews, M., Tamaoki, N. Planar chiral azobenzenophanes as chiroptic switches for photon mode reversible reflection color control in induced chiral nematic liquid crystals. Journal of the American Chemical Society. 130 (34), 11409-11416 (2008).
- Huang, Y., Zhou, Y., Doyle, C., Wu, S. -T. Tuning the photonic band gap in cholesteric liquid crystals by temperature-dependent dopant solubility. Optics Express. 14 (3), 1236-1242 (2006).
- Hu, W., et al. Magnetite nanoparticles/chiral nematic liquid crystal composites with magnetically addressable and magnetically erasable characteristics. Liquid Crystals. 37 (5), 563-569 (2010).
- Han, Y., Pacheco, K., Bastiaansen, C. W. M., Broer, D. J., Sijbesma, R. P. Optical monitoring of gases with cholesteric liquid crystals. Journal of the American Chemical Society. 132 (9), 2961-2967 (2010).
- Kelly, J. A., et al. Responsive photonic hydrogels based on nanocrystalline cellulose. Angewandte Chemie International Edition. 52 (34), 8912-8916 (2013).
- Coles, H., Morris, S.
- Xiang, J., et al. Electrically tunable laser based on oblique heliconical cholesteric liquid crystal. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (46), 12925-12928 (2016).
- Song, M. H., et al. Effect of phase retardation on defect-mode lasing in polymeric cholesteric liquid crystals. Advanced Materials. 16 (9-10), 779-783 (2004).
- White, T. J., McConney, M. E., Bunning, T. J. Dynamic color in stimuli-responsive cholesteric liquid crystals. Journal of Materials Chemistry. 20 (44), 9832-9847 (2010).
- Bisoyi, H. K., Bunning, T. J., Li, Q. Stimuli-driven control of the helical axis of self-organized soft helical superstructures. Advanced Materials. 30 (25), 1706512 (2018).
- Bisoyi, H. K., Li, Q. Light-driven liquid crystalline materials: from photo-induced phase transitions and property modulations to applications. Chemical Reviews. 116 (26), 15089-15166 (2016).
- Tokunaga, S., Itoh, Y., Tanaka, H., Araoka, F., Aida, T. Redox-responsive chiral dopant for quick electrochemical color modulation of cholesteric liquid crystal. Journal of the American Chemical Society. 140 (35), 10946-10949 (2018).
- Step̌nicǩa, P. Ferrocenes: Ligands, Materials and Biomolecules. , John Wiley & Sons Ltd. Chichester. (2008).
- Togni, A., Hayashi, T. Ferrocenes: Homogeneous Catalysis, Organic Synthesis, Materials Science. , VCH Verlagsgesellschaft. Weinheim. (1995).
- Fukino, T., Yamagishi, H., Aida, T. Redox-responsive molecular systems and materials. Advanced Materials. 29 (25), 1603888 (2017).
- Goh, M., Akagi, K. Powerful helicity inducers: axially chiral binaphthyl derivatives. Liquid Crystals. 35 (8), 953-965 (2008).
- Xianyu, H., Faris, S., Crawford, G. P. In-plane switching of cholesteric liquid crystals for visible and near-infrared applications. Applied Optics. 43 (26), 5006-5015 (2004).
- Lin, T. H., et al. Electrically controllable laser based on cholesteric liquid crystal with negative dielectric anisotropy. Applied Physics Letters. 88 (6), 061122 (2006).
- Bailey, C. A., et al. Surface limitations to the electro-mechanical tuning range of negative dielectric anisotropy cholesteric liquid crystals. Journal of Applied Physics. 111 (6), 063111 (2012).
- Bailey, C. A., et al. Electromechanical tuning of cholesteric liquid crystals. Journal of Applied Physics. 107 (1), 013105 (2010).
- Xiang, J., et al. Electrically tunable selective reflection of light from ultraviolet to visible and infrared by heliconical cholesterics. Advanced Materials. 27 (19), 3014-3018 (2015).
- Hu, W., et al. Electrically controllable selective reflection of chiral nematic liquid crystal/chiral ionic liquid composites. Advanced Materials. 22 (4), 468-472 (2010).
- Choi, S. S., Morris, S. M. M., Huck, W. T. S., Coles, H. J. Electrically tuneable liquid crystal photonic bandgaps. Advanced Materials. 21 (38-39), 3915-3918 (2009).
- Tokunaga, S., et al. Electrophoretic deposition for cholesteric liquid-crystalline devices with memory and modulation of reflection colors. Advanced Materials. 28 (21), 4077-4083 (2016).
- Sen, M. S., Brahma, P., Roy, S. K., Mukherjee, D. K., Roy, S. B. Birefringence and order parameter of some alkyl and alkoxycyanobiphenyl liquid crystals. Molecular Crystrals and Liquid Crystals. 100 (3-4), 327-340 (1983).
- McConney, M. E., et al. Electrically induced color changes in polymer-stabilized cholesteric liquid crystals. Advanced Optical Materials. 1 (6), 417-421 (2013).
- Choi, S. S., Morris, S. M., Huck, W. T. S., Coles, H. J. The switching properties of chiral nematic liquid crystals using electrically commanded surfaces. Soft Matter. 5 (2), 354-362 (2009).
- Sapp, S., Luebben, S., Losovyj, Y. B., Jeppson, P., Schulz, D. L., Caruso, A. N. Work function and implications of doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-co-poly(ethylene glycol). Applied Physics Letters. 88 (15), 152107 (2006).
- Groenendaal, L., Jonas, F., Freitag, D., Pielartzik, H., Reynolds, J. R. Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and its derivatives: past, present, and future. Advanced Materials. 12 (7), 481-494 (2000).
- Kirchmeyer, S., Reuter, K. Scientific importance, properties and growing applications of poly(3,4-ethylenedioxythiophene). Journal of Materials Chemistry. 15 (21), 2077-2088 (2005).
