[发明专利]一种调光玻璃结构及其使用的负介电各向异性染料液晶

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种调光玻璃结构及其使用的负介电各向异性染料液晶。

背景技术

液晶显示(LCD)作为液晶—这一特殊材料的一项重要应用，从液晶特性发现不久就一直得到人们的广泛关注。近几十年，特别是近十几年来信息技术的飞速发展以及人们对信息显示方式的不断追求，液晶显示得到了最迅猛的发展。今天，液晶显示正以多姿多彩的形态展示在人们面前，它的许多产品由于其优异的特性使其正成为时尚的追求，以及商场里炙手可得的商品。

液晶显示伴随液晶的发现经历了漫长的发展道路。1888年奥地利植物学家Friedrich Reinitzer发现了第一种液晶材料安息香酸胆固醇(cholesteryl benzoate)。1917年Manguin发明了摩擦定向法，用以制作单畴液晶和研究光学各向异性。1909年E.Bose建立了攒动(Swarm)学说，并得到L.S.Ormstein及F.Zernike等人的实验支持(1918年)，后经De Gennes论述为统计性起伏。G.W.Oseen和H.Zocher1933年创立连续体理论，并得到F.C.Frank完善(1958年)。M.Born(1916年)和K.Lichtennecker(1926年)发现并研究了液晶的介电各向异性。1932年，W.Kast据此将向列相分为正、负性两大类。1927年，V.Freedericksz和V.Zolinao发现向列相液晶在电场(或磁场)作用下，发生形变并存在电压阈值(Freederichsz转变)。这一发现为液晶显示器的制作提供了依据。

1968年美国RCA公司R.Williams发现向列相液晶在电场作用下形成条纹畴，并有光散射现象。G.H.Heilmeir随即将其发展成动态散射显示模式，并制成世界上第一个液晶显示器(LCD)。1968年美国Heilmeir等人还提出了宾主效应(GH)模式(染料液晶)。1969年Xerox公司提出Ch-N相变存储模式。1971年M.F.Schiekel提出电控双折射(ECB)模式，T.L.Fergason等提出扭曲向列相(Twisted Nematic：TN)模式，1980年N.Clark等提出铁电液晶模式(FLC)，1983～1985年T.Scheffer等人先后提出超扭曲向列相(Super Twisred Nematic：STN)模式以及P.Brody在1972年提出的有源矩阵(Active matrix：AM)方式被重新采用。1986年Nagata提出用双层盒(DSTN)实现黑白显示技术；之后又有用拉伸高分子膜实现黑白显示的技术(FSTN)。1996年以后，又提出采用单个偏光片的反射式TN(RTN)及反射式STN(RSTN)模式。

染料是一种吸收特定波长光的物质，因而使得从它反射或通过它透射的光呈彩色。如果光是沿着分子一个轴偏振的话，某些染料的分子可以更好的吸收一个特定波长的光，这种染料就叫做二向色性染料(dichroic dye)。在液晶中加入二向色性染料后，形成GH型液晶显示用混合液晶材料。由于液晶分子本身的结构特点，沿分子轴与垂直于分子轴方向上对光的吸收是不同的。溶于液晶中的染料分子在电场作用下，随分子取向的不同，呈现不同彩色。

根据控制手段及原理的异同，调光玻璃可藉由电控、温控、光控、压控等等各种方式实现玻璃之透明与不透明状态的切换。其中温控、光控和压控技术制作出的调光玻璃受环境的伊苏影响非常大，不是完全意义上的自主控制的调光玻璃。

公知的韩国人发明的可悬浮粒子类调光玻璃是一种使用电致变色技术制作的调光玻璃。该种玻璃是在调光玻璃的两层玻璃之间，通过控制悬浮粒子数量来调整光线的透射和散射程度的，该调光玻璃的缺点是造价非常高，且为了防止粒子泄露，对操作和使用环境的要求非常高。除了使用电致变色技术制作调光玻璃外，还可通过机械方法来完成调光(例如中国实用新型专利ZL200320116206.8)。这种机械方法主要是在中空的夹层玻璃的两端放置两个卷轴，卷轴上面裹有多种彩色薄膜来实现，需要遮光时，将一种颜色的薄膜旋转出来遮光，而需要透光的时候，可以利用控制卷轴的电机把遮光的彩色薄膜收起来，这种机械方式最大的缺点是需要手动操作，结构笨重，且可靠性差，使用寿命短。