[發(fā)明專利]具有光寫入或光擦除功能的雙穩(wěn)態(tài)液晶器件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710508480.6
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107315270B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊槐;孫健;蘭若塵;張?zhí)m英
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;武玥

本發(fā)明公開了一種具有光寫入或光擦除功能的雙穩(wěn)態(tài)液晶器件及其制備方法，所述雙穩(wěn)態(tài)液晶器件包括：厚度為2μm?200μm的液晶盒或液晶薄膜，在液晶盒或液晶薄膜之中灌注光響應膽甾相液晶復合體系；所述光響應膽甾相液晶復合體系包括有質(zhì)量分數(shù)為60.0wt％?97.0wt％的主體小分子液晶材料、質(zhì)量分數(shù)為0.5wt％?15.0wt％的手性螺烯類化合物和質(zhì)量分數(shù)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(fā)光輻照下螺距增大至p₁或螺距縮小至p₂。本發(fā)明通過簡單的工藝，制備出能在遠程非接觸式的光照輻射條件下，實現(xiàn)平面織構(gòu)和焦錐織構(gòu)兩種狀態(tài)之間平穩(wěn)切換的膽甾相液晶器件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雙穩(wěn)態(tài)液晶材料和器件領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明提供了一種具有光寫入或光擦除功能的雙穩(wěn)態(tài)液晶器件及其制備方法，制備的液晶器件能在遠程非接觸式的光輻照條件下，實現(xiàn)膽甾相液晶的平面織構(gòu)與焦錐織構(gòu)進行調(diào)控切換，達到在不同顯示模式下進行光寫入或光擦除的特性。這種液晶器件可以廣泛應用于液晶顯示、信息儲存、電子手寫板、智能玻璃、可調(diào)控光柵及其相關(guān)領(lǐng)域的研究中。

背景技術(shù)

液晶自從1888年發(fā)現(xiàn)以來，在近20年來得到蓬勃的發(fā)展。從開始流行的電子表，到現(xiàn)在的電子紙、電子書、電子手寫板、筆記本電腦、液晶電視等，人們?nèi)粘Ｉ钪幸壕У膽迷絹碓綇V泛。

傳統(tǒng)的液晶顯示技術(shù)，即TN、STN和IPS，都是采用將液晶層夾在兩片透明的導電膜或者玻璃之間，然后利用施加電場使液晶分子重新取向，從而形成調(diào)節(jié)背光源通過屏幕的光路開光。然而，傳統(tǒng)的液晶顯示技術(shù)需要在一直通電的情況下才能顯示信息，并且不具備信息儲存能力，在斷電后屏幕上的信息就會消失。近年來，由于節(jié)能環(huán)保這個課題備受關(guān)注，因此發(fā)展高效節(jié)能的記憶性顯示技術(shù)具有重大意義。

膽甾相液晶分子由于其獨特的螺旋狀結(jié)構(gòu)，在不同的取向條件下具有各種特殊的光學織構(gòu)：當螺旋軸均一地垂直于基板時，膽甾相液晶呈現(xiàn)平面取向織構(gòu)，具備選擇性反射性質(zhì)；當螺旋軸均一地平行于基板時，膽甾相液晶呈現(xiàn)指紋織構(gòu)，具備波束調(diào)向性質(zhì)；當螺旋軸在空間無規(guī)排列時，膽甾相呈現(xiàn)焦錐織構(gòu)，具備光束散射性質(zhì)。這些光學特性使膽甾液晶在諸多領(lǐng)域有著廣泛的應用。

當膽甾相液晶的螺距較短時，在無外場的作用的時候，其平面織構(gòu)和焦錐織構(gòu)可以穩(wěn)定保持下來，因此具有雙穩(wěn)態(tài)的特性，可用于高節(jié)能的記憶性顯示器件。目前，有兩種常見的雙穩(wěn)態(tài)顯示器件：一種是使用雙頻驅(qū)動液晶，通過施加高和低頻電場，實現(xiàn)兩種織構(gòu)之間切換的電驅(qū)動雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器件；另外一種是，通過表面剪切力使液晶材料實現(xiàn)從焦錐織構(gòu)到平面織構(gòu)的轉(zhuǎn)換、再使用電場實現(xiàn)從平面織構(gòu)至焦錐織構(gòu)轉(zhuǎn)換的電子手寫板。已經(jīng)有這兩種產(chǎn)品問世。

而當膽甾相液晶的螺距較長時，其平面織構(gòu)是穩(wěn)定狀態(tài)，其焦錐織構(gòu)是非穩(wěn)定狀態(tài)并且容易形成向平面織構(gòu)的自發(fā)性轉(zhuǎn)變。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種具有光寫入或光擦除功能的雙穩(wěn)態(tài)液晶器件及其制備方法。通過簡單的工藝，制備出能在遠程非接觸式的光照輻射條件下，實現(xiàn)平面織構(gòu)和焦錐織構(gòu)兩種狀態(tài)之間平穩(wěn)切換的膽甾相液晶器件，克服了工藝比較復雜，比較難控制的取向技術(shù)缺點。該材料可以應用于液晶顯示、信息儲存、電子手寫板、智能玻璃、可調(diào)控光柵及其相關(guān)領(lǐng)域的研究中。

為達到上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種具有光寫入或光擦除功能的雙穩(wěn)態(tài)液晶器件，所述雙穩(wěn)態(tài)液晶器件包括：

厚度為2μm-200μm的液晶盒或液晶薄膜，在液晶盒或液晶薄膜之中灌注光響應膽甾相液晶復合體系；

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