一种彩色双稳态调光器件制造技术

本发明专利技术公开了一种彩色调光器件，包括依次层叠设置的第一透明导电基层、液晶层、第二透明导电基层，液晶层包含液晶组合物，液晶组合物包括双介晶化合物、向列相液晶化合物、手性化合物和油性染料，其中彩色调光器件包括两个零电场稳定的状态：使透射光基本上直射的透过态以及使透射光基本上散射的雾态。本发明专利技术可实现彩色且零电场维持的双稳态，可应用在调光玻璃上，在提供透光率和隐私隔离性的同时提供美观装饰性。

【技术实现步骤摘要】
一种彩色双稳态调光器件
本专利技术涉及液晶基调光领域，特别涉及一种彩色的双稳态调光器件。
技术介绍
液晶基调光装置作为一种应用光电效应的装置，主要是由透明基材和液晶材料组成，其通过外加电场的方式，调控液晶分子的排列状态，从而实现全透明与不透明之间的转换。由于此独特的调光特性，液晶基调光器件，如智能玻璃，被广泛应用与建筑、家居、汽车等行业，用于实现调节光透过率、增加隐私性及阻隔紫外线或红外线等功能。其中，双稳态或多稳态的调光装置由于其无需电场维持的特点，又兼具节能安全性，具有更广阔的应用前景。现在市面上所具有的双稳态调光器件一般是利用光散射原理，来实现雾态不透明状态。但是器件所针对的是全光谱散射，产生的散射光为白光或近似白光的光线，只能在无色透明和近似白色之间转换，无法实现彩色性能，从而降低其美观性，更限制了应用范围。而市面上的彩色调光膜，大多采用在PDLC中添加染料来实现，但是加入染料会降低调光膜的性能，同时PDLC膜需要电场来维持其稳定状态，不利于节能。另一种解决方法是在一般的双稳态调光器件上添加彩色膜片来实现彩色性能，但彩色膜片会增加透明态时光的散射，从而降低透明度，且增加了调光器件的厚度和制作成本。因此，需要提供一种调光器件，具有彩色性能的同时可实现双稳态，并可保持原有的性能，且生产工艺简单，成本低。
技术实现思路
为满足上述需求，本专利技术提出一种彩色调光器件，彩色调光器件包括依次层叠设置的第一透明导电基层、液晶层、第二透明导电基层，液晶层包含液晶组合物，液晶组合物包括双介晶化合物、向列相液晶化合物、手性化合物和油性染料，其中彩色调光器件包括两个零电场稳定的状态：使透射光基本上直射的透过态以及使透射光基本上散射的雾态。在一些实施方案中，液晶层的厚度为2-60微米。在优选实施方案中，液晶层的厚度为5-60微米。在优选实施方案中，第一透明导电基层和第二透明导电基层各自独立地包括透明基板和透明电极，其中透明电极设置在透明基板和液晶层之间。在一些实施方案中，透明基板为玻璃或聚合物材料。在一些实施方案中，透明电极为碳系导电薄膜、金属纳米线导电薄膜或金属氧化物导电薄膜。在一些实施方案中，彩色调光器件还包括至少一个配向层，配向层设置在第一透明导电基层糊所述液晶层之间和/或第二透明导电基层及所述液晶层之间。在优选实施方案中，配向层包括基本平面取向型和基本垂直取向型。在优选实施方案中，油性染料占液晶组合物的质量百分比不大于5％。在更优选实施方案中，油性染料占液晶组合物的质量百分比为0.01％～1％。在一些实施方案中，双介晶化合物占液晶组合物的质量百分比为5％～50％。在优选实施方案中，双介晶化合物占液晶组合物的质量百分比为15％～50％。本专利技术公开的彩色双稳态调光器件，通过引入双介晶化合物和在液晶中有一定溶解度的油性染料，可实现彩色且零电场维持的双稳态，且彩色双稳态调光器件具有较低的透过态雾度和较高的雾态雾度，可应用在调光玻璃上，在提供透光率和隐私隔离性的同时更提供美观装饰性。附图说明通过参照对本专利技术的实施方案的图示说明可以更好地理解本专利技术，在附图中：图1是本专利技术公开的彩色调光器件的结构示意图；图2是本专利技术公开的彩色调光器件的两个稳态的工作原理示意图；图3是本专利技术公开的彩色调光器件的结构示意图；图4是本专利技术公开的含有(a)一个配向层和(b)两个配向层的彩色调光器件的结构示意图；图5是根据本专利技术实施例制备的彩色调光器件在(a)透过态和(b)雾态的吸收光谱；图6是根据本专利技术实施例制备的彩色调光器件在(a)透过态和(b)雾态的吸收光谱。具体实施方式在以下的描述中，为了达到解释说明的目的以对本专利技术有一个全面的认识，阐述了大量的具体细节，然而，很明显的，对本领域技术人员而言，无需这些具体细节也可以实现本专利技术。在其他示例中，公知的结构和装置在方框图表中示出。在这方面，所举的说明性的示例实施方案仅为了说明，并不对本专利技术造成限制。因此，本专利技术的保护范围并不受上述具体实施方案所限，仅以所附的权利要求书的范围为准。首先参照图1，其中示出一种彩色调光器件，其结构包括第一透明导电基层1、第二透明导电基层2以及夹在中间的液晶层3，其中液晶层3的厚度为2-60微米。优选地，液晶层的厚度为5-60微米。彩色调光器件具有两个零电场稳定的状态：使透射光基本上直射的透过态以及使透射光基本上散射的雾态。液晶层3中含有液晶组合物，液晶组合物包括双介晶化合物、向列相液晶化合物、手性化合物以及油性染料。液晶组合物中的双介晶化合物为分子中包含两个介晶基元的液晶化合物，也就是说双介晶化合物具有两个可诱导液晶相能力的基团。在本专利技术的实施方案中，双介晶化合物占液晶组合物的质量百分比为5％～50％。优选地，双介晶化合物占液晶组合物的质量百分比为10％～50％。向列相液晶为常用的具有向列相的液晶化合物或液晶混合物，如5CB、2CB或E7等。但本专利技术中的向列相液晶化合物不包括可诱导向列相的双介晶化合物。油性染料为可吸收380nm～780nm范围内的特定波长光，并在液晶中有一定溶解度的油性染料。在本专利技术的实施例中采用了购自东菀市彩辉化工有限公司的油性染料：大红D-001和兰色D-002。在本专利技术实施方案中，油性染料占液晶组合物的质量百分比不大于5％。优选地，油性染料占液晶组合物的质量百分比为0.01％～1％。如图2所示，双介晶化合物和向列相液晶化合物在手性化合物的作用下可形成手性向列相(即胆甾相)，从而使调光器件具有两个稳定状态：使透射光基本上直射的透过态(图2(a))和使透射光基本上散射的雾态(图2(b))。在透过态时，胆甾相液晶分子301基本上平行于调光器件表面，其螺旋轴与调光器件表面垂直。形成胆甾相液晶的平面态织构，在此状态下，透射光基本上不受影响地保持原入射角度通过调光器件；在雾态时，胆甾相液晶分子形成焦锥态织构，此时透射光基本上被散射，形成雾度较大的状态。双介晶化合物由于其特殊的弹性系数，可改善液晶分子平面排列的均一性，减少织构缺陷，从而降低彩色调光器件在透过态的雾度，同时提高雾态的雾度。而分散在液晶分子中的油性染料分子302通过吸收特定波长的入射光，使调光器件呈现特定颜色，同时对透射光的传播方向基本上无影响，可基本上不影响透过态和雾态的雾度。此外，彩色调光器件的透过态和雾态都不需要外加电场来维持，可实现零电场的稳定状态。通过选取合适的驱动方式，彩色调光器件可在特定沿色的透过态和雾态之间转换，实现调光的目的。参照图3，第一透明导电基层1和第二透明导电基层2可进一步各自包括透明基板11和透明电极12，其中透明电极12设置在透明导电基层的内表面，即透明基板11和液晶层3接触的表面。透明基板11可为透明玻璃，也可为透明的聚合物材料，如PET、PEN、PC、PP、PMMA、PBT、PVC、PI、纤维素等。但本专利技术不限于此，亦可采用透过率符合要求的其他材料。透明电极12可以如图3所示形成薄膜覆盖透明基板的整个内表面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种彩色调光器件，包括依次层叠设置的第一透明导电基层、液晶层、第二透明导电基层，所述液晶层包含液晶组合物，所述液晶组合物包括双介晶化合物、向列相液晶化合物、手性化合物和油性染料，其中所述彩色调光器件包括两个零电场稳定的状态：使透射光基本上直射的透过态以及使透射光基本上散射的雾态。/n

【技术特征摘要】
1.一种彩色调光器件，包括依次层叠设置的第一透明导电基层、液晶层、第二透明导电基层，所述液晶层包含液晶组合物，所述液晶组合物包括双介晶化合物、向列相液晶化合物、手性化合物和油性染料，其中所述彩色调光器件包括两个零电场稳定的状态：使透射光基本上直射的透过态以及使透射光基本上散射的雾态。


2.如权利要求1所述的彩色调光器件，其中所述液晶层的厚度为2-60微米。


3.如权利要求1所述的彩色调光器件，所述第一透明导电基层和所述第二透明导电基层各自独立地包括透明基板和透明电极，其中所述透明电极设置在所述透明基板和所述液晶层之间。


4.如权利要求3所述的彩色调光器件，所述透明基板为玻璃或聚合物材料。

【专利技术属性】
技术研发人员：徐慧，张宏伟，张莉，
申请(专利权)人：江苏集萃智能液晶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32