光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件及其光控方法技术

本发明专利技术公开了一种光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件及其光控方法，其结构由两层透明基板层及包夹在中间的胆甾相液晶层构成。其中胆甾相液晶由负性向列相液晶以及掺杂的光敏手性大环分子组成。本发明专利技术方法实现了胆甾相液晶在P态时多种反射颜色的可逆调控，并且实现了在宽带时液晶器件的白光显示，最后可以通过光照实现显示颜色的回复。本发明专利技术工艺简单，减少了显示缺陷产生的可能性，实施性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及彩色液晶器件领域，具体是一种光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件及其光控方法。
技术介绍
变色器件在信息存储、显示等方面有广泛的应用前景。胆甾相液晶由于其具有可选择性发射圆偏正光的周期性螺旋结构而得到广泛的研究。由于弱的分子间相互作用使得胆甾相液晶的螺旋结构可以通过外加的热、光以及电场调节。胆甾相液晶的反射带可以通过Δλ＝(ne-no)×p＝Δn×p来计算，其中λ代表波长，ne代表寻常光折射率，no代表寻常光折射率，p为胆甾相液晶螺距。采用光控异构的手性剂可调节胆甾相液晶的螺距，从而实现红、绿、蓝三元色颜色显示。但由于Δn基本上小于0.3，使得反射带的宽度只能在50-100nm之间，限制了胆甾相液晶的使用范围。通过控制外界条件可以实现胆甾相液晶的螺距呈现梯度分布实现宽带显示，从而实现胆甾相液晶的白光反射，扩宽胆甾相液晶的应用范围。通过控制光照强度实现宽带显示相对传统方式而言，方便快捷，简单易操作。具有广泛的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件及其光控方法，以实现彩色液晶显示。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件，其特征在于：由两层透明基板和设在两层透明基板之间的胆甾相液晶层构成，其中胆甾相液晶层由掺杂光敏手性大环分子的负性向列相液晶构成，透明基板层经过反平行摩擦处理。所述的光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件，其特征在于：负性向列相液晶中，所掺杂的光敏手性大环分子的重量为负性向列相液晶重量的4％。所述的光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件，其特征在于：所掺杂的光敏手性大环分子在波长为365nm的紫外光和波长为440nm的可见光光照时会发生顺发异构。所述的光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件，其特征在于：所用的负性向列相液晶其粘度≧100cP，使用较大粘度的负性向列相液晶可以有效的限制分子间相对运动，发生顺反异构后的光敏手性大环分子相对运动缓慢，使得在较弱的紫外光照下会形成光敏手性大环分子沿光照方向上的浓度梯度，从而形成宽带反射。所述的光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件，其特征在于：胆甾相液晶层的初始反射带在近红外区域，没有可见光颜色反射。一种光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件的光控方法，其特征在于：首先采用365nm的紫外光照射，在光照强度为1mW/cm2的光强下连续光照液晶器件，使整个液晶器件显示的颜色呈现红、绿、蓝连续颜色变化；其次采用440nm的可见光照射，在光照强度为2.5mW/cm2的光强下连续光照液晶件，使整个液晶器件显示的颜色按蓝、绿、红的方向回复到近红外区域；接着采用365nm的紫外光照射，在光照强度为0.4mW/cm2的光强下连续光照液晶器件，使整个液晶器件显示的颜色呈现白色颜色显示；最后采用440nm的可见光照射，在光照强度为2.5mW/cm2的光强下连续光照液晶件，使整个液晶器件显示的的白光回复到近红外区域。所述液晶器件的一种光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件的光控方法，其特征在于：采用光强为1mW/cm2的365nm的紫外光照射时，胆甾相液晶层的螺距为均匀分布，呈现为平面织构状态即P态；采用光强为0.4mW/cm2的365nm的紫外光照射时，由于负性向列相液晶粘度较大，发生顺反异构后的光敏手性大环分子在负性向列相液晶中的相对运动缓慢，从而在整个液晶器件中形成沿光照方向上的浓度梯度，胆甾相液晶层的螺距为梯度式分布，呈现为宽波段显示状态即宽带。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：1、本专利技术通过控制光照实现了对胆甾相液晶的螺旋结构的调控，实现了仅通过光控得到不同的胆甾相液晶相态。并应用到胆甾相液晶器件的颜色显示中除了实现了胆甾相液晶器件的红、绿、蓝颜色显示同时实现了白色颜色显示，具有创新性。2、本专利技术通过光控实现了胆甾相液晶器件的红、绿、蓝以及白色颜色的可 逆显示，过程简易，实施方便。附图说明图1为本专利技术所制备的红、绿、蓝颜色显示的胆甾相液晶器件中使用的光敏手性大环分子在光照时发生顺反异构的示意图。图2为本专利技术所制备的红、绿、蓝、白颜色显示的胆甾相液晶器件。图3为本专利技术所制备的液晶器件结构图。图4为本专利技术所制备的光控可逆的红、绿、蓝、白颜色显示的胆甾相液晶器件制备工艺流。图5a为本专利技术所实现的红、绿、蓝颜色显示的胆甾相液晶器件的透过率曲线图。图5b为本专利技术所制备的白色液晶器件的透过率曲线图。具体实施方式如图1所示，光敏手性大环分子在光照下会发生顺反异构。在440nm光照下光敏手性大环分子由顺式结构转变为反式结构，在365nm光照下光敏手性大环分子由反式结构转变为顺式结构。图1中结构代表光敏手性大环分子的顺式结构；代表光敏手性大环分子的顺式结构。光敏手性大环分子的结构构型将应用于图2，3中。如图3所示，光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件，由两层透明基板和设在两层透明基板之间的胆甾相液晶层构成，其中胆甾相液晶层由掺杂光敏手性大环分子的负性向列相液晶构成，每个透明基板与胆甾相液晶层之间分别设有平面取向层，使用的透明基板经过反平行摩擦。负性向列相液晶中，所掺杂的光敏手性大环分子的重量为负性向列相液晶重量的4％。所掺杂的光敏手性大环分子在波长为365nm的紫外光和波长为440nm的可见光光照时会发生顺发异构。所用的负性向列相液晶其粘度≧100cP，使用较大粘度的负性向列相液晶可以有效的限制分子间相对运动，发生顺反异构后的光敏手性大环分子相对运动缓慢，使得在较弱的紫外光照下会形成光敏手性大环分子沿光照方向上的浓度梯度，从而形成宽带反射。胆甾相液晶层3的初始反射带在近红外区域，没有可见光颜色反射。一种光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件的光控方法，首先采用365nm的紫外光照射，在光照强度为1mW/cm2的光强下连续光照液晶器件，使整个液晶器件显示的颜色呈现红、绿、蓝连续颜色变化；其次采用440nm的可见光照射，在光照强度为2.5mW/cm2的光强下连续光照液晶件，使整个液晶器件显示的颜色按蓝、绿、红的方向回复到近红外区域；接着采用365nm的紫外光照射，在光照强度为0.4mW/cm2的光强下连续光照液晶器件，使整个液晶器件显示的颜色呈现白色颜色显示；最后采用440nm的可见光照射，在光照强度为2.5mW/cm2的光强下连续光照液晶件，使整个液晶器件显示的的白光回复到近红外区域。采用光强为1mW/cm2的365nm的紫外光照射时，胆甾相液晶层的螺距为均匀分布，呈现为平面织构状态即P态；采用光强为0.4mW/cm2的365nm的紫外光照射时，由于负性向列相液晶粘度较大，发生顺反异构后的光敏手性大环分子在负性向列相液晶中的相对运动缓慢，从而在整个液晶器件中形成沿光照方向上的浓度梯度，胆甾相液晶层的螺距为梯度式分布，呈现为宽波段显示状态即宽带。1、胆甾相液晶的制备称取胆甾相液晶的配比为：HNG715600-100/光敏手性大环分子＝96％/4％(wt％)所用到的HNG715600-100为江苏合成显示科技股份有限公司生产的负性向列相液晶；光敏手性大环分子的化学式为在365nm和440nm光照下，光敏手性大环分子可实现顺反异构，如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件，其特征在于：由两层透明基板和设在两层透明基板之间的胆甾相液晶层构成，其中胆甾相液晶层由掺杂光敏手性大环分子的负性向列相液晶构成，透明基板层经过反平行摩擦处理。

【技术特征摘要】
1.光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件，其特征在于：由两层透明基板和设在两层透明基板之间的胆甾相液晶层构成，其中胆甾相液晶层由掺杂光敏手性大环分子的负性向列相液晶构成，透明基板层经过反平行摩擦处理。2.根据权利要求1所述的光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件，其特征在于：负性向列相液晶中，所掺杂的光敏手性大环分子的重量为负性向列相液晶重量的4%。3.根据权利要求1所述的光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件，其特征在于：所掺杂的光敏手性大环分子在波长为365nm的紫外光和波长为440nm的可见光光照时会发生顺发异构。4.根据权利要求1或3所述的光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件，其特征在于：所用的负性向列相液晶其粘度≧100cP，使用较大粘度的负性向列相液晶可以有效的限制分子间相对运动，发生顺反异构后的光敏手性大环分子相对运动缓慢，使得在较弱的紫外光照下会形成光敏手性大环分子沿光照方向上的浓度梯度，从而形成宽带反射。5.根据权利要求1或3所述的光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件，其特征在于：胆甾相液晶层的初始反射带在近红外区域，没有可见光颜色反射。6.一种光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件的光控方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆红波，谢欣燕，吴宗铨，张国兵，邱龙臻，吕国强，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34