[發明專利]具有光寫入或光擦除功能的雙穩態液晶器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201710508480.6
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107315270B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 楊槐;孫健;蘭若塵;張蘭英
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G02F1/1333
• 分類號: G02F1/1333;G02F1/137;G02F1/139
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;武玥

1.一種具有光寫入或光擦除功能的雙穩態液晶器件，其特征在于，所述雙穩態液晶器件包括：

厚度為2μm-200μm的液晶盒或液晶薄膜，在液晶盒之中灌注光響應膽甾相液晶復合體系；或用塑料薄膜將光響應膽甾相液晶復合體系壓制成液晶薄膜；

所述光響應膽甾相液晶復合體系包括有質量分數為60.0wt％-97.0wt％的主體小分子液晶材料、質量分數為0.5wt％-15.0wt％的手性螺烯類化合物和質量分數為0.2wt％-30.0wt％的手性化合物；

所述光響應膽甾相液晶復合體系的初始螺距為p₀，在激發光輻照下螺距增大至p₁或螺距縮小至p₂；

所述手性螺烯類化合物選自下式所示化合物的一種或幾種：

式中，R₁–R₉選自H原子、苯環、C_nH_2n+1烷基鏈、OC_nH_2n+1烷氧基鏈中的一種或幾種，n選自為1-12；

或者R₁–R₉選自以下基團中的一種或幾種，n選自為1-12；

2.根據權利要求1所述的具有光寫入或光擦除功能的雙穩態液晶器件，其特征在于，所述主體小分子液晶材料為向列相液晶SLC1717或向列相液晶E7。

3.根據權利要求1所述的具有光寫入或光擦除功能的雙穩態液晶器件，其特征在于，所述的手性化合物選自S811、R811、S1011、R1011、S5011和R5011中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的具有光寫入或光擦除功能的雙穩態液晶器件，其特征在于，所述光響應膽甾相液晶復合體系還包括上轉換發光納米材料，所述上轉換發光納米材料的基質包括NaYF₄、NaGdF₄和NaYbF₄中的一種成分單質或多種成分復合核殼結構，其中基質中的摻雜稀土離子元素包括Yb、Tm、Er、Ho、Nd和Mn中的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的具有光寫入或光擦除功能的雙穩態液晶器件，其特征在于，當光響應膽甾相液晶復合體系為初始螺距為p₀，在激發光輻照下螺距增大至p₁這種情況；則雙穩態液晶器件的初始狀態為平面織構；對雙穩態液晶器件施加電場，或將雙穩態液晶器件加熱至清亮點再降溫，使其變為穩定的焦錐織構；然后對焦錐織構進行激發光輻照，膽甾相液晶的螺距逐漸變大，焦錐織構就會不穩定并逐漸轉變為平面織構；關閉激發光后，在常溫或者加熱條件下，膽甾相液晶的螺距逐漸變小，平面織構這種排列也會被固定下來，最后回復到初始狀態；由此實現液晶器件的電寫入或電擦除以及光擦除或光寫入的功能。

6.根據權利要求1所述的具有光寫入或光擦除功能的雙穩態液晶器件，其特征在于，當光響應膽甾相液晶復合體系為初始螺距為p₀，在激發光輻照下螺距縮小至p₂這種情況；則雙穩態液晶器件的初始狀態為平面織構；對雙穩態液晶器件進行激發光輻照，膽甾相液晶的螺距變小，并且在液晶分子發生擾動的時候會形成穩定的焦錐織構；關閉激發光后，在常溫或者加熱條件下，膽甾相液晶的螺距逐漸變大，焦錐織構會就會逐漸不穩定并逐漸轉變為平面織構，最后回復到初始狀態平面織構，由此實現液晶器件的光寫入或光擦除功能。

7.根據權利要求1所述的具有光寫入或光擦除功能的雙穩態液晶器件，其特征在于，激發光輻照的條件為：激發光波長為300-460nm范圍內的任意波段，激發光輻照時間為1秒-1小時，激發光強度為1.0μW/cm²–300.0W/cm²。

8.根據權利要求7所述的具有光寫入或光擦除功能的雙穩態液晶器件，其特征在于，當在光響應膽甾相液晶復合體系中添加上轉換發光納米材料時，激發光波長范圍拓寬至300-1500nm。

9.權利要求1-8任一項所述具有光寫入或光擦除功能的雙穩態液晶器件的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

1)將質量分數為60.0wt％-97.0wt％的主體小分子液晶材料中引入質量分數為0.5wt％-15.0wt％的手性螺烯類化合物和質量分數為0.2wt％-30.0wt％的手性化合物混配均勻并得到具有很寬的膽甾相溫度范圍的光響應膽甾相液晶復合體系；其中，光響應膽甾相液晶復合體系的初始螺距為p₀，在激發光輻照下螺距增大至p₁或螺距縮小至p₂；

2)將上述光響應膽甾相液晶復合體系灌注入用玻璃基板制作的液晶盒中，或者用塑料薄膜將光響應膽甾相液晶復合體系壓制成液晶薄膜，由間隔墊或者玻璃微珠來控制液晶器件的厚度為2μm-200μm。