[發明專利]一種雙響應調光器件及其制備方法、調光方法和光學裝置

在審

• 申請號: 201910822854.0
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110703470A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 胡小文;莫麗儀;李楠;周國富
• 申請（專利權）人: 華南師范大學;深圳市國華光電科技有限公司;深圳市國華光電研究院
• 主分類號: G02F1/13
• 分類號: G02F1/13;G02F1/137;G02F1/1343;G02F1/1347
• 代理公司: 44205 廣州嘉權專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張建珍

本發明公開了一種能夠同時實現電響應和溫度響應的調光器件及其制備方法、調光方法和光學裝置。該雙響應調光器件包括依次層疊設置的第一透光基板、第一電極層、溫度響應型聚合物穩定液晶層、電響應型膽甾相液晶層、第二電極層、第二透光基板，第二電極層包括叉指電極陣列。相較與單獨使用聚合物穩定膽甾相液晶層實現溫度響應和單獨使用膽甾相液晶層實現電響應的技術方案，本發明所提供的雙響應調光器件可以實現溫度與電響應的雙重耦合，以滿足人們對節能減排和保護隱私的需要。本發明所提供的雙響應調光器件具有多種不同的透光狀態，模式豐富，節能環保，在車窗玻璃、家居玻璃窗、玻璃幕墻等領域有著較好的應用前景。

技術領域

本發明涉及智能家居技術領域，尤其是涉及一種雙響應調光器件及其制備方法、調光方法和光學裝置。

背景技術

聚合物穩定液晶材料制備得到的溫度響應調光器件一般采用具有近晶相-膽甾相轉變的液晶材料，在低溫條件下，溫度響應調光器件中的近晶相液晶分子在聚合物網絡的穩定作用下呈垂直取向的分子排列方式，調光器件為透明狀態，不反射紅外光；而在高溫條件下，近晶相液晶分子會轉變為膽甾相液晶，膽甾相液晶具有周期性的螺旋結構，光線入射到溫度響應調光器件后，與旋光方向相同的部分偏振光被反射，與旋光方向相反的部分偏振光透射，通過調節膽甾相液晶的螺距，可以使溫度響應調光器件反射可見光或紅外光。以此為基礎的智能窗在炎熱夏季時液晶分子排列為膽甾相，反射大部分近紅外光，從而降低室內溫度，減少空調的使用量；而在溫度較低時，液晶分子排列為近晶相，不反射紅外光，保證室內的采暖，從而降低建筑能耗。

還存在這樣一種電響應調光器件，其可以采用膽甾相液晶制成，眾所周知，當在膽甾相液晶兩端施加一定強度的電場，其可以從平面態轉變為焦錐態，焦錐態是一種多疇結構，液晶分子的指向矢垂直于液晶盒，但每個疇內的螺旋結構卻仍然存在，這一變化使得膽甾相液晶對入射的光波產生散射。以此為基礎的智能窗可以通過調節電壓使液晶獲得平面態和焦錐態的相互轉換，從而實現透明狀態和模糊狀態之間的轉換，滿足人們在保護隱私和采光的需求。

上述兩種調光器件的優點顯而易見。但是，由于目前所使用的結構的制約，電響應調光器件無法像溫度響應調光器件一樣進行智能調光；而溫度響應調光器件又無法像電響應調光器件一樣實現模糊狀態和透明狀態之間的轉換。如果將兩者簡單組合，其在加壓和/或加熱條件下又會互相影響，無法同時分別實現電響應和溫度響應。同時，形成的器件結構復雜，厚度較大，會導致器件透過率低，所以缺乏實際的可行性。因此，有必要提供一種能夠同時實現電響應和溫度響應的調光器件。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提供一種能夠同時實現電響應和溫度響應的調光器件及其制備方法、調光方法和光學裝置。

根據本發明的第一個方面，本發明提供一種雙響應調光器件，根據本發明的實施例，該雙響應調光器件包括依次層疊設置的第一透光基板、第一電極層、溫度響應型聚合物穩定液晶層、電響應型膽甾相液晶層、第二電極層、第二透光基板，第二電極層包括叉指電極陣列。

其中，溫度響應型聚合物穩定液晶層是指由包括具有溫度響應特性的聚合物穩定膽甾相液晶形成的液晶層，其具體包括以聚合物網絡形式存在的聚合物以及具有溫度響應特性的膽甾相液晶，溫度響應特性是具有近晶相-膽甾相轉變的溫度響應特性，即，在低溫條件下為近晶相，溫度升高后會轉變為膽甾相的特性。電響應型膽甾相液晶層是指利用膽甾相液晶能夠在無電壓/電場與有電壓/電場的情況下，或者是低電壓/電場與高電壓/電場的情況下實現平面態到焦錐織構態轉化的特性制備出的膽甾相液晶層。叉指電極陣列是指包括具有指狀或梳狀的周期性圖案的兩組或兩組以上的電極組成的電極陣列，每組電極中各個電極為指狀或梳狀的周期性陣列。

本發明的有益效果是：

將電源組件的正負極分別連接雙響應調光器件的叉指電極陣列的電極時：