本發(fā)明涉及液晶調(diào)光，特別涉及一種染料組合物、液晶組合物及其液晶可調(diào)光器件。

背景技術(shù)：

1、液晶自從1888年被人類所發(fā)現(xiàn)，因其排列方式可隨著施加電場(chǎng)的變化而發(fā)生改變，具有電響應(yīng)特性。通過(guò)表面取向等方式形成一定程度有序排列的液晶材料對(duì)經(jīng)過(guò)其內(nèi)部的光具有調(diào)制的功能，即具有光調(diào)制特性。正是由于液晶材料同時(shí)具有的電響應(yīng)和光調(diào)制特性，從上世紀(jì)60-70年代開(kāi)始液晶材料被廣泛應(yīng)用于顯示領(lǐng)域。1986年，美國(guó)肯特州立大學(xué)液晶所west教授在美國(guó)專利us4，685，771中公開(kāi)報(bào)導(dǎo)了一種把液晶分散在聚合物中的液晶調(diào)光器件(聚合物分散液晶，polymer?dispersed?liquid?crystal，簡(jiǎn)稱pdlc)，兼具透過(guò)率和霧度兩項(xiàng)光學(xué)指標(biāo)的調(diào)制能力，此項(xiàng)技術(shù)揭開(kāi)了將液晶應(yīng)用于建筑隱私調(diào)光、汽車(chē)調(diào)光天幕領(lǐng)域的序幕。

2、1968年，heilmeier將二色性染料與液晶材料混合制備賓主(guest-host，簡(jiǎn)稱gh)型染料-液晶混合物器件。因染料本身對(duì)可見(jiàn)光在一定波段內(nèi)有吸收，gh型膜基或玻璃基器件可以在某種顏色下調(diào)整光透過(guò)率。正是因?yàn)槠鋵?duì)光透過(guò)率的可調(diào)制能力，賓主型染料液晶體系可應(yīng)用于建筑幕墻、隔斷，汽車(chē)天幕、側(cè)窗，調(diào)光眼鏡，虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡以及其它需要調(diào)光功能的產(chǎn)品和光學(xué)器件中。通過(guò)混配不同吸收波段的二色性染料，可以實(shí)現(xiàn)在可見(jiàn)光400-800nm范圍內(nèi)全光譜吸收。因此，gh型調(diào)光器件可以呈現(xiàn)出近乎黑色或灰黑色的基底，而且通過(guò)調(diào)整所施加電壓的大小可調(diào)整黑色基底的光透過(guò)率。

3、在調(diào)光膜或調(diào)光玻璃領(lǐng)域，常用的二色性染料為偶氮類，主要因?yàn)槠湎鄬?duì)簡(jiǎn)單的合成路線，相對(duì)低廉的成本，以及其可表現(xiàn)出較高的光吸收效率和較寬的吸收波段范圍。但是，偶氮類染料常因?yàn)榕嫉鶊F(tuán)對(duì)光照的活性較高導(dǎo)致在戶外等環(huán)境下使用時(shí)其可靠性表現(xiàn)一般。另一類常使用的二色性染料為蒽醌類，一般表現(xiàn)出比偶氮類染料更好的光穩(wěn)定性和可靠性。但是，蒽醌類染料的合成成本相對(duì)較高，同時(shí)其表現(xiàn)出的光吸收效率和光吸收波段范圍一般而言均小于偶氮類染料。因此，限制了其廣泛的應(yīng)用。

4、目前市面上液晶調(diào)光器件的對(duì)比度普遍較低，究其原因，主要是因?yàn)槭忻嫔隙匀玖辖M合物在液晶中的溶解度較差，提升對(duì)比度需要提高二色性染料在液晶中的添加比例，比例加入過(guò)高極易引起器件在低溫存儲(chǔ)和使用過(guò)程中產(chǎn)生染料析出。此外，市面上液晶調(diào)光器件中對(duì)紫外光和紅外光的阻隔普遍不足，而紫外光和紅外光對(duì)二色性染料的穩(wěn)定性有嚴(yán)重影響，導(dǎo)致液晶調(diào)光器件的信賴性不足，可使用年限大大縮短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、面對(duì)上述的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種液晶可調(diào)光器件，通過(guò)特殊設(shè)定的功能層和隔離層結(jié)構(gòu)，一方面提升了器件對(duì)光、熱的穩(wěn)定性，另一方面提升了大尺寸生產(chǎn)的良率。同時(shí)，結(jié)合特殊設(shè)定的二色性染料組合物，提升了二色性染料在液晶中的溶解度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了高對(duì)比度，寬調(diào)光范圍的光學(xué)目標(biāo)。

2、本發(fā)明的一個(gè)方面，在本發(fā)明的一些實(shí)施列中公開(kāi)了一種液晶可調(diào)光器件，其結(jié)構(gòu)包含層疊設(shè)置的第一硬質(zhì)基體，第一粘接層，第一功能層，第一柔性基體層，第一隔離層，第一導(dǎo)電層，第二隔離層，第一取向?qū)?，液晶層，第二取向?qū)?，第三隔離層，第二導(dǎo)電層，第四隔離層，第二柔性基體層，第二功能層，第二粘接層，第二硬質(zhì)基體層。其中液晶層包括二色性染料液晶組合物和圍繞所述二色性染料液晶組合物的封邊膠。二色性染料液晶組合物包括液晶材料，二色性染料組合物，手性劑和隔離球。

3、優(yōu)選地，第一硬質(zhì)基體層和/或第二硬質(zhì)基體層選自玻璃，亞克力板或聚碳酸酯板中的任一種，其內(nèi)外表面可設(shè)置有紫外光和/或紅外光阻隔層的。

4、優(yōu)選地，第一粘接層和/或第二粘接層選自聚乙烯醇縮丁醛，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或光學(xué)膠中的任一種。

5、優(yōu)選地，第一功能層和/或第二功能層選自增強(qiáng)膜材表面耐刮耐磨性能的硬化層，具有對(duì)紫外光和/或紅外光有阻隔功能的涂層或具有阻隔環(huán)境中水汽功能的膜層中的任一種。

6、優(yōu)選地，第一柔性基體層和/或第二柔性基體層選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯或三醋酸纖維素酯中的任一種。

7、優(yōu)選地，第一隔離層，第二隔離層，第三隔離層和第四隔離層中的任一層選自硅氧化物鍍層，硅氮化物鍍層或硅氧氮化合物鍍層中的任一種。上述隔離層一方面起到填平第一柔性基體層和第二柔性基體層表面的不平整的作用，第二方面起到增強(qiáng)導(dǎo)電層與柔性基體之間附著力的作用，第三方面起到填平第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層表面的不平整的作用，降低大尺寸器件中短路的風(fēng)險(xiǎn)，提升良品率。

8、優(yōu)選地，第一導(dǎo)電層和/或第二導(dǎo)電層選自氧化銦錫、聚乙烯二氧噻吩或納米銀中的任一種。

9、優(yōu)選地，第一取向?qū)雍?或第二取向?qū)涌梢允蔷埘啺返韧ㄟ^(guò)摩擦或光照配向后起到影響內(nèi)部液晶分子排列作用的涂層。此外，類似于聚乙烯二氧噻吩類型的導(dǎo)電聚合物膜層或者其它聚合物膜層因其表面硬度不高，在摩擦作用下可以形成一定的溝槽對(duì)液晶起到錨定的作用，也可作為第一取向?qū)雍偷诙∠驅(qū)邮褂谩?/p>

10、本發(fā)明的另一個(gè)方面，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，液晶層包括二色性染料液晶組合物和圍繞所述二色性染料液晶組合物的封邊膠。其中二色性染料液晶組合物包括液晶材料，二色性染料組合物，手性劑和隔離球。封邊膠起到粘接膜材邊緣上下層和避免二色性染料液晶組合物外漏的作用。

11、優(yōu)選地，二色性染料液晶組合物包括占總重量90-98％的液晶材料，占總重量1.5-7％的二色性染料組合物，占總重量0.2-3％的隔離球和占總重量0-6％的手性劑材料。

12、優(yōu)選地，液晶材料選自向列相液晶材料。

13、優(yōu)選地，隔離球的直徑介于2.5微米到30微米。顏色可以選擇透明、白色、與液晶層接近的顏色或黑色。

14、優(yōu)選地，手性劑材料選自s/r811，s/r5011，但不限于此。

15、本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述的二色性染料組合物包括下列化合物：

16、占所述二色性染料組合物總重量1％-60％的通式i的化合物，所述通式i的化合物為以下化合物：

17、

18、占所述二色性染料組合物總重量1％-65％的通式ii的化合物，所述通式ii的化合物為以下化合物：

19、

20、占所述二色性染料組合物總重量0％-40％的通式iii的化合物，所述通式iii的化合物為以下化合物：

21、

22、占所述二色性染料組合物總重量1％-60％的通式iv的化合物，所述通式iv的化合物為以下化合物：

23、

24、占所述二色性染料組合物總重量1％-35％的通式v的化合物，所述通式v的化合物為以下化合物：

25、

26、占所述二色性染料組合物總重量1％-35％的通式vi的化合物，所述通式vi的化合物為以下化合物：

27、

28、其中，

29、r1選自1-8個(gè)碳原子的烷基或烷氧基；r2選自1-8個(gè)碳原子的烷基，烷氧基或烷基取代的氨基；l1和l2選自-ch3或-h；m選自1-3；x1選自-o-c(o)-或-c(o)-o-；

30、r3選自1-8個(gè)碳原子的烷基或烷氧基；r4選自其中l(wèi)3和l4選自-ch3或-h；l5、l6和l7選自1-3個(gè)碳原子的烷基或-h；l8選自1-8個(gè)碳原子的烷基；n選自1-3；

31、r5和r6選自1-8個(gè)碳原子的烷基或烷氧基；x3選自-o-c(o)-或-c(o)-o-；s選自1-2；

32、r7和r8選自1-8個(gè)碳原子的烷基；x4選自-o-c(o)-，-c(o)-o-或-c6h4-；t選自1-4；

33、r9、r10和r11選自1-9個(gè)碳原子的烷基或烷氧基。

34、優(yōu)選地，所述通式i的化合物占二色性染料組合物的重量百分比為5-50％；所述通式ii的化合物占二色性染料組合物的重量百分比為5-60％；所述通式iii的化合物占二色性染料組合物的重量百分比為0-35％；所述通式iv的化合物占二色性染料組合物的重量百分比為5-50％；所述通式v的化合物占二色性染料組合物的重量百分比為1.5-30％；所述通式vi的化合物占二色性染料組合物的重量百分比為1.5-30％。

35、優(yōu)選地，所述的二色性染料組合物中通式i的化合物選自

36、

37、

38、中的一種或多種；

39、所示通式ii的化合物選自

40、

41、中的一種或多種；

42、所述通式iii的化合物選自

43、

44、中的一種或多種；

45、所述通式iv的化合物選自

46、

47、中的一種或多種；

48、所述通式v的化合物選自

49、

50、

51、中的一種或多種；

52、所述通式vi的化合物選自

53、

54、中的一種或多種。

55、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

56、本發(fā)明技術(shù)方案通過(guò)混合通式i-vi的二色性染料化合物制得高對(duì)比度的液晶調(diào)光器件，并通過(guò)增設(shè)功能層改善了該器件在紫外光和紅外光照射下的光、熱穩(wěn)定性，再通過(guò)設(shè)置隔離層避免了大尺寸量產(chǎn)時(shí)因上、下導(dǎo)電層之間發(fā)生短路進(jìn)而引發(fā)的良率損失。本發(fā)明通過(guò)選用含酯基-c(o)-o-的二色性染料化合物，在保持足夠的共軛結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的同時(shí)，利用酯基中氧原子和液晶化合物易形成氫鍵的特性，大幅提升二色性染料化合物在液晶中的溶解度進(jìn)而顯著提升了器件的對(duì)比度和低溫穩(wěn)定性。本發(fā)明通過(guò)選用含四氫喹啉基團(tuán)，二氫喹啉基團(tuán)和環(huán)己基的二色性染料化合物，在剛性共軛結(jié)構(gòu)末端引入柔性結(jié)構(gòu)，在保持足夠的共軛結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的同時(shí)，提升了二色性染料化合物在液晶中的溶解度進(jìn)而顯著提升了器件的對(duì)比度和低溫穩(wěn)定性。本發(fā)明通過(guò)選用末端含烷基取代氨基的二色性染料化合物，一方面利用其中的氮原子與液晶化合物形成氫鍵提升了溶解度進(jìn)而提升了器件的對(duì)比度，另一方面利用氮原子的電負(fù)性在相同共軛結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度下可以使得吸光波長(zhǎng)紅移，避免了二色性染料化合物分子為實(shí)現(xiàn)吸收紅色光而增加共軛長(zhǎng)度時(shí)引起的低溶解性弊端。本發(fā)明中通過(guò)選用氨基、羥基取代的蒽醌類二色性染料，利用蒽醌基團(tuán)相對(duì)更優(yōu)的光、熱穩(wěn)定性，提升了整體液晶調(diào)光器件的光、熱穩(wěn)定性，同時(shí)利用氨基和羥基易于與液晶化合物形成氫鍵提升了二色性染料在液晶中的溶解度，進(jìn)而提升了器件的對(duì)比度。本發(fā)明提升了液晶調(diào)光器件的對(duì)比度，改善了光和熱穩(wěn)定性，并提升了在大尺寸生產(chǎn)過(guò)程中的良率，有利于進(jìn)一步推廣液晶調(diào)光器件的大規(guī)模應(yīng)用。