用于光学器件的近晶A组合物制造技术

一种液晶近晶A组合物，可以通过将不同的电场施加穿过该组合物而使所述组合物在第一稳态(图4中的左手块)和至少一种第二稳态(图4中的右手块)之间转换，该组合物在至少一种第二稳态下比在第一态下是更无序的。第一态和第二态的辐射传输特性是不同的。该组合物包含：(A)液晶材料，其具有正介电各向异性，且当在第一态下时，是均匀排列的近晶A结构；(B)离子掺杂剂，其在液晶材料中提供负电导率各向异性，使得当经历导致掺杂剂迁移通过组合物的电场时，所述掺杂剂能够破坏第一态的近晶A结构，从而导致组合物转换到所述至少一种第二态，及(C)光学各向异性颜料粒子，其具有正介电各向异性，分散在组合物中，颜料粒子的最大尺寸是在10nm至1μm的范围内。组合物当在第一相对稳态下时，由于在足够低频的交流电场的影响下的电流体动力学不稳定性，能够经历近晶动态散射，从而无序化液晶和颜料粒子，且从而阻止颜料粒子聚集在一起。组合物适合用于显示器中，且尤其抵抗由于环境光的降解，且因此可以用于户外应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种液晶近晶A组合物，可以通过将不同的电场施加穿过该组合物而使所述组合物在第一稳态(图4中的左手块)和至少一种第二稳态(图4中的右手块)之间转换，该组合物在至少一种第二稳态下比在第一态下是更无序的。第一态和第二态的辐射传输特性是不同的。该组合物包含：(A)液晶材料，其具有正介电各向异性，且当在第一态下时，是均匀排列的近晶A结构；(B)离子掺杂剂，其在液晶材料中提供负电导率各向异性，使得当经历导致掺杂剂迁移通过组合物的电场时，所述掺杂剂能够破坏第一态的近晶A结构，从而导致组合物转换到所述至少一种第二态，及(C)光学各向异性颜料粒子，其具有正介电各向异性，分散在组合物中，颜料粒子的最大尺寸是在10nm至1μm的范围内。组合物当在第一相对稳态下时，由于在足够低频的交流电场的影响下的电流体动力学不稳定性，能够经历近晶动态散射，从而无序化液晶和颜料粒子，且从而阻止颜料粒子聚集在一起。组合物适合用于显示器中，且尤其抵抗由于环境光的降解，且因此可以用于户外应用。【专利说明】用于光学器件的近晶A组合物
本专利技术涉及具有近晶A结构的液晶组合物、含有夹在一对电极之间的这样的组合物的电池、含有一个或多个电池的光学器件以及通过向组合物施加电场来转换组合物的光学特性的方法。_2] 专利技术背景近晶液晶(LC)是当从各向同性(液体)相冷却时和固化之前，可以形成具有成层结构的液晶相的材料，在成层结构中液晶分子在各层内显示各种形态。各种形态产生了通过字母A、B、C等等来指定的许多不同的近晶相，最常见的近晶相是近晶A(SmA)。SmA相具有正交于层但在层内随机分布的LC分子，因此，它是最少有序的近晶相之一。X射线研究显示了弱的密度波、明确的层间距的特征，且这些材料通过显微镜和在粘弹性及其他特性方面两者不同于向列相。大多数非旋光性的SmA材料是线性的和棒状的(有时被称为“板条”状)，且通常具有正介电各向异性，即分子的长分子轴的平均方向(通过称为“指向失”的矢量表示)将与施加穿过存在于两种基材(例如，由玻璃制成)之间的近晶A液晶的膜的电场中的梯度对齐。如果基材用作夹入膜的电极，那么然后指向失将正交于基材。此定向被称为‘垂直对齐，。“8CB”(4’ -辛基-4-氰基联苯)和“80CB”(4' _(辛氧基)_4_氰基联苯)是当从较高温度的向列相冷却时展示SmA相的材料的实例。在垂直对齐中，所有SmALC分子排列在基材之间的层中，层以平行于基材的方向延伸，且如上面所说的，单个LC分子的指向失基本上正交于基材的平面。可以破坏垂直的SmA结构并分裂成域，且均匀结构将单独地保持在每个域中。域的数量越多，SmA材料的状态越无序，且相反地，域 的数量越少，材料将是越有序的。即使在极端的无序的情况下，不同域中各层的定向将不是完全随机的。SmA液晶是光学各向异性的，且所以存在的域的数量越多，光散射越大。这有时被称为“散射态”。在均匀的垂直状态，SmA组合物将显得透明且这有时被称为“透明态”。然而，当在散射态下时，在适当厚的样品中相同的SmA组合物可以散射光到使得样品是不透明的程度。通过取得涂覆有通常由铟锡氧化物制成的透明导电层的平面玻璃片可以形成含有SmA组合物的试验电池。这两个片可以形成例如由统一直径(通常，大于5微米，取决于所需的电池厚度)的间隔物隔开的薄电池。该电池通常用允许孔填充的胶封边。通过填充电池可以形成SmA液晶层(通常在高于材料的各向同性转换的高温下)。应用线来接触导电玻璃，允许场被施加穿过液晶层。与在其中电池的均匀对齐是它们的操作的必要条件的向列显示器型器件形成强烈对比，这里讨论的SmA器件中，不需要使用对齐层。为了电寻址SmA液晶电池，通常施加交流(AC)场以便避免由电极处的电化学反应对液晶的损坏，使用直流(且低频交流<50Hz)通常获得电化学反应。对于不含有离子掺杂剂的材料(下面解释)来说，LC的介电异向性将导致它们重新排列，并与所施加的场方向(垂直于基材表面)对齐。在这样的条件下，电池(透光或垂直于它的表面观察)通常将显得透明。现在SmA材料是在有序的单域中，且材料的各层定位为平行于基材，且单个LC分子的指向失定位为正交于各层和基材。对于许多SmA材料来说，这种情况只能通过重新加热电池到向列相且从而破坏SmA对齐来逆转。因为只能通过这样的加热和随后的冷却来逆转从透明态到散射态的转换，因此具有正介电各向异性的SmA液晶,不能单独形成实用的电光学现象的基础。然而，可以通过破坏单域态以形成多域的如下面所描述的近晶动态散射(SDS)从单域透明态电诱导光散射态，这允许显示器在垂直对齐的透明态和无序光散射态之间可逆地转换。没有偏振光的条件下，这两种态是可见的。近晶动态散射使用溶解在近晶A液晶主体中的合适的离子掺杂剂；在低频(例如<500Hz)电场的影响下，两个正交力试图重新定向SmA指向失。如上面所描述的，介电重新定向试图使SmA指向失(指示长分子轴的平均方向)以场方向对齐，即正交于电极/基材的平面。同时，掺杂剂离子运动通过SmA电解质试图使SmA指向失以离子发现它更容易行进的方向对齐。在SmA材料中，这个方向是在正交于场方向的SmA层中，即SmA材料具有“负电导率各向异性”。离子电荷的运动的累积效应产生了场，该场在层的平面中出现，试图使SmA指向失以平行于电极/基材的平面的方向对齐。在液晶流体中，两种竞争力引起了电流体动力学不稳定性，这被称为“动态散射或近晶动态散射(SDS)。如上面所描述的，如果存在足够量的掺杂剂离子，由离子移动引起的散射控制了 LC的介电定向，从而形成了无序散射态，在无序散射状态下，SmA材料散射光。透明的均匀定向态和离子移动引起的多域散射态之间的可逆性，取决于所施加的电场的频率。动态散射需要驱动离子通过液晶的场。因此，只有使用直流或低频交流驱动器才发生。在较高的频率下，离子不能对变化的场频作出足够快的反应，且因此不能充分移动以引起散射态。然而，在这样较高的频率下，由于电场穿过材料，LC的介电重新定向仍然发生。因此，如果高频交流场被施加于在无序多域态下的SmA材料中，场重新定向LC，从而重新建立了有序垂直SmA态下的分子的均勻定向。SmA液晶的一个特定 的特征是在它们的转换中的显著双稳定性或多稳定性，达到这样的程度以致当电场被去除时，介电重新定向(或近晶结构的其它扰乱)没有松弛(见Crossland等人),即不像大多数向列相液晶结构,介电重新定向的SmA液晶保持在驱动态，直到施加另外的力。因此，可以看出，在适当掺杂的SmA相(具有正介电各向异性和负电导率各向异性)中，介电重新定向(成清晰透明态)和动态散射(成光散射态)的组合可以形成电寻址显示器(及其他光学器件)的基础，并用于在本专利技术中。高频(可变的，但通常彡500Hz)将SmA层驱动成光学透明有序态，且低频(可变的，通常直流或<500Hz)将SmA层驱动成光散射无序态。这样的显示器的一个关键特征是，可以使用短电脉冲来设置这两种光学态，且两种光学态无限期持续下去，或者，直到它们被重新电寻址。这对向列相液晶中有关的现象来说是不正确的。这个电光双稳定性(或更准确地，多稳定性，因为一系列不同的稳态是可能的)的特性，允许在没有像素电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大平·褚，H·许，W·A·克罗斯兰德，A·B·达维，
申请(专利权)人：剑桥企业有限公司，
类型：
国别省市：