无缺陷快速切换的染料掺杂胆甾相液晶智能窗的制备方法与流程

1.本发明涉及智能窗制备技术领域，尤其涉及无缺陷快速切换的染料掺杂胆甾相液晶智能窗的制备方法。


背景技术：

2.二向色性染料掺杂的液晶器件因其快响应、低功耗等优点被广泛研究，但是二向色性染料掺杂的向列相液晶只强烈吸收某一方向偏振光(平行或垂直于染料分子长轴)，具有强烈的偏振依赖性，吸收效率低于50％。为了消除偏振依赖性，基于染料掺杂胆甾相液晶(ddclcs)的智能窗被提出，该智能窗可以基于电响应实现三态转换，即吸收平面态、吸收和散射焦锥态以及透明垂直态。但是胆甾相液晶从垂直态切换到平面态的弛豫速度较慢且平面态存在油纹缺陷。本文通过加入cb7cb，加快了弛豫速度并消除了平面态的油纹织构，可以在飞机、汽车等快速移动装置的前挡风玻璃或者后视镜等方面有所应用，平面态的油纹织构消除也可以用于手写板增亮。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有技术中存在胆甾相液晶从垂直态切换到平面态的弛豫速度较慢且平面态存在油纹缺陷，而提出的无缺陷快速切换的染料掺杂胆甾相液晶智能窗的制备方法。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.设计一种无缺陷快速切换的染料掺杂胆甾相液晶智能窗的制备方法，具体步骤如下：
6.步骤1、选取液晶、弯曲型液晶、手性剂和二向色染料，按照配比将上述原料进行混合，形成混合物；
7.步骤2、将混合物放置在热台上，并在一定的温度进行搅拌，之后利用移液器取少量混合物；
8.步骤3、利用odf或者毛细作用在90-110℃的温度下通过灌晶口将混合物注入带有盒厚为10微米液晶盒中，降温后封口，得到染料掺杂胆甾相液晶智能窗；
9.该弯曲型液晶为低弯曲弹性常数的弯曲型液晶材料，其调节弹性常数之比k
33
/k
22
＝(0.9-1.1),消除了过渡态，使得切换速度大幅加快，过渡态的消除，回复的平面态的油纹缺陷消失，减少了平面态下的散射。
10.进一步优选的，液晶、弯曲型液晶、手性剂和二向色染料的摩尔质量比为(60-95):(0-30):(3-7):(0.5-3)。
11.进一步优选的，所述弯曲型液晶具体为弯曲型液晶cb7cb，其结构式如下：
[0012][0013]
进一步优选的，在步骤2中，将混合物放置在热台上，并在90-110℃的温度下进行搅拌20-30h。
[0014]
进一步优选的，液晶具体为液晶bhr40200
[0015]
本发明提出的无缺陷快速切换的染料掺杂胆甾相液晶智能窗的制备方法，有益效果在于：
[0016]
1.本发明通过掺杂适当的手性剂实现了吸收平面态、吸收和散射焦锥态以及透明垂直态的三态转换，消除了吸收平面态偏振依赖性，提高了吸收效率。
[0017]
2.利用弯曲型液晶，消除了平面态的油纹缺陷，将平面态的散射降低到1.37％，
[0018]
3.利用弯曲型液晶，将垂直态到平面态的弛豫时间从5min降低到了3s。
附图说明
[0019]
图1为本发明所用到的二向色性染料的吸收光谱。
[0020]
图2为本发明提出的一种染料胆甾相液晶的切换智能窗的工作原理图；
[0021]
图3为本发明的染料掺杂胆甾相液晶的切换时间图；
[0022]
图4为本发明的染料掺杂胆甾相液晶平面态的pom图(不同弯曲型液晶的质量分数)。
[0023]
图5为本发明的染料掺杂胆甾相液晶透过率-电压图；
具体实施方式
[0024]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0025]
实施例1
[0026]
参照图1-5，无缺陷快速切换的染料掺杂胆甾相液晶智能窗的制备方法，具体步骤如下：
[0027]
步骤1、选取液晶bhr40200、弯曲型液晶cb7cb、手性剂s811和二向色染料，按照如下93.5:0:7:3配比，将上述原料进行混合，形成混合物；
[0028]
步骤2、将混合物放置在热台上，将混合物放置在热台上，并在90℃的温度下进行搅拌20h，之后利用移液器取少量混合物；
[0029]
步骤3、利用odf或者毛细作用在90℃的温度下通过灌晶口将混合物注入带有盒厚为10微米液晶盒中，降温后封口，得到染料掺杂胆甾相液晶智能窗。
[0030]
实施例2
[0031]
参照图1-5，无缺陷快速切换的染料掺杂胆甾相液晶智能窗的制备方法，具体步骤如下：
[0032]
步骤1、选取液晶bhr40200、弯曲型液晶cb7cb、手性剂s811和二向色染料，按照如下73.5:20:5:1.5配比，将上述原料进行混合，形成混合物；
[0033]
步骤2、将混合物放置在热台上，将混合物放置在热台上，并在90℃的温度下进行搅拌20h，之后利用移液器取少量混合物；
[0034]
步骤3、利用odf或者毛细作用在90℃的温度下通过灌晶口将混合物注入带有盒厚为10微米液晶盒中，降温后封口，得到染料掺杂胆甾相液晶智能窗。
[0035]
实施例3
[0036]
参照图1-5，无缺陷快速切换的染料掺杂胆甾相液晶智能窗的制备方法，具体步骤如下：
[0037]
步骤1、选取液晶bhr40200、弯曲型液晶cb7cb、手性剂s811和二向色染料，按照如下70.5:23:5:1.5配比，将上述原料进行混合，形成混合物；
[0038]
步骤2、将混合物放置在热台上，将混合物放置在热台上，并在100℃的温度下进行搅拌24h，之后利用移液器取少量混合物；
[0039]
步骤3、利用odf或者毛细作用在100℃的温度下通过灌晶口将混合物注入带有盒厚为10微米液晶盒中，降温后封口，得到染料掺杂胆甾相液晶智能窗。
[0040]
实施例4
[0041]
参照图1-5，无缺陷快速切换的染料掺杂胆甾相液晶智能窗的制备方法，具体步骤如下：
[0042]
步骤1、选选取液晶bhr40200、弯曲型液晶cb7cb、手性剂s811和二向色染料，按照如下63.5:30:3:0.5配比，将上述原料进行混合，形成混合物；
[0043]
步骤2、将混合物放置在热台上，将混合物放置在热台上，并在110℃的温度下进行搅拌30h，之后利用移液器取少量混合物；
[0044]
步骤3、利用odf或者毛细作用在110℃的温度下通过灌晶口将混合物注入带有盒厚为10微米液晶盒中，降温后封口，得到染料掺杂胆甾相液晶智能窗。
[0045]
所述手性剂的结构式如下：
[0046][0047]
所述弯曲型液晶cb7cb的结构式如下：
[0048][0049]
由上可知，主要有以下两个特点：其一，由于胆甾相液晶从垂直态弛豫到平面态存在中间过渡态，具有较大的散射，且弛豫速度慢。主要通过在胆甾相液晶体系中加入低弯曲弹性常数的弯曲型液晶材料cb7cb，调节弹性常数之比k
33
/k
22
＝1,消除了过渡态，使得切换速度大幅加快，其二，因为过渡态的消除，回复的平面态的油纹缺陷消失，减少了平面态下的散射。所提出的这种智能窗可以实现通过吸收平面态、吸收和散射焦锥态以及透明垂直态三态切换，光吸收和光散射的切换，实现对太阳光辐射流的控制进而降低室内温度和保护隐私。
[0050]
并能够达到如下优点：
[0051]
1.本发明通过掺杂适当的手性剂实现了吸收平面态、吸收和散射焦锥态以及透明垂直态的三态转换，消除了吸收平面态偏振依赖性，提高了吸收效率。
[0052]
2.利用弯曲型液晶，消除了平面态的油纹缺陷，将平面态的散射降低到1.37％，
[0053]
3.利用弯曲型液晶，将垂直态到平面态的弛豫时间从5min降低到了3s。
[0054]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。