[发明专利]一种双响应调光器件及其制备方法、调光方法和光学装置

说明书

本发明公开了一种能够同时实现电响应和温度响应的调光器件及其制备方法、调光方法和光学装置。该双响应调光器件包括依次层叠设置的第一透光基板、第一电极层、温度响应型聚合物稳定液晶层、电响应型胆甾相液晶层、第二电极层、第二透光基板，第二电极层包括叉指电极阵列。相较与单独使用聚合物稳定胆甾相液晶层实现温度响应和单独使用胆甾相液晶层实现电响应的技术方案，本发明所提供的双响应调光器件可以实现温度与电响应的双重耦合，以满足人们对节能减排和保护隐私的需要。本发明所提供的双响应调光器件具有多种不同的透光状态，模式丰富，节能环保，在车窗玻璃、家居玻璃窗、玻璃幕墙等领域有着较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，尤其是涉及一种双响应调光器件及其制备方法、调光方法和光学装置。

背景技术

聚合物稳定液晶材料制备得到的温度响应调光器件一般采用具有近晶相-胆甾相转变的液晶材料，在低温条件下，温度响应调光器件中的近晶相液晶分子在聚合物网络的稳定作用下呈垂直取向的分子排列方式，调光器件为透明状态，不反射红外光；而在高温条件下，近晶相液晶分子会转变为胆甾相液晶，胆甾相液晶具有周期性的螺旋结构，光线入射到温度响应调光器件后，与旋光方向相同的部分偏振光被反射，与旋光方向相反的部分偏振光透射，通过调节胆甾相液晶的螺距，可以使温度响应调光器件反射可见光或红外光。以此为基础的智能窗在炎热夏季时液晶分子排列为胆甾相，反射大部分近红外光，从而降低室内温度，减少空调的使用量；而在温度较低时，液晶分子排列为近晶相，不反射红外光，保证室内的采暖，从而降低建筑能耗。

还存在这样一种电响应调光器件，其可以采用胆甾相液晶制成，众所周知，当在胆甾相液晶两端施加一定强度的电场，其可以从平面态转变为焦锥态，焦锥态是一种多畴结构，液晶分子的指向矢垂直于液晶盒，但每个畴内的螺旋结构却仍然存在，这一变化使得胆甾相液晶对入射的光波产生散射。以此为基础的智能窗可以通过调节电压使液晶获得平面态和焦锥态的相互转换，从而实现透明状态和模糊状态之间的转换，满足人们在保护隐私和采光的需求。

上述两种调光器件的优点显而易见。但是，由于目前所使用的结构的制约，电响应调光器件无法像温度响应调光器件一样进行智能调光；而温度响应调光器件又无法像电响应调光器件一样实现模糊状态和透明状态之间的转换。如果将两者简单组合，其在加压和/或加热条件下又会互相影响，无法同时分别实现电响应和温度响应。同时，形成的器件结构复杂，厚度较大，会导致器件透过率低，所以缺乏实际的可行性。因此，有必要提供一种能够同时实现电响应和温度响应的调光器件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种能够同时实现电响应和温度响应的调光器件及其制备方法、调光方法和光学装置。

根据本发明的第一个方面，本发明提供一种双响应调光器件，根据本发明的实施例，该双响应调光器件包括依次层叠设置的第一透光基板、第一电极层、温度响应型聚合物稳定液晶层、电响应型胆甾相液晶层、第二电极层、第二透光基板，第二电极层包括叉指电极阵列。

其中，温度响应型聚合物稳定液晶层是指由包括具有温度响应特性的聚合物稳定胆甾相液晶形成的液晶层，其具体包括以聚合物网络形式存在的聚合物以及具有温度响应特性的胆甾相液晶，温度响应特性是具有近晶相-胆甾相转变的温度响应特性，即，在低温条件下为近晶相，温度升高后会转变为胆甾相的特性。电响应型胆甾相液晶层是指利用胆甾相液晶能够在无电压/电场与有电压/电场的情况下，或者是低电压/电场与高电压/电场的情况下实现平面态到焦锥织构态转化的特性制备出的胆甾相液晶层。叉指电极阵列是指包括具有指状或梳状的周期性图案的两组或两组以上的电极组成的电极阵列，每组电极中各个电极为指状或梳状的周期性阵列。

本发明的有益效果是：

将电源组件的正负极分别连接双响应调光器件的叉指电极阵列的电极时：