本發(fā)明屬于雙穩(wěn)態(tài)液晶材料和器件領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明提供了一種具有光寫入或光擦除功能的雙穩(wěn)態(tài)液晶器件及其制備方法，制備的液晶器件能在遠(yuǎn)程非接觸式的光輻照條件下，實現(xiàn)膽甾相液晶的平面織構(gòu)與焦錐織構(gòu)進(jìn)行調(diào)控切換，達(dá)到在不同顯示模式下進(jìn)行光寫入或光擦除的特性。這種液晶器件可以廣泛應(yīng)用于液晶顯示、信息儲存、電子手寫板、智能玻璃、可調(diào)控光柵及其相關(guān)領(lǐng)域的研究中。

背景技術(shù)：

液晶自從1888年發(fā)現(xiàn)以來，在近20年來得到蓬勃的發(fā)展。從開始流行的電子表，到現(xiàn)在的電子紙、電子書、電子手寫板、筆記本電腦、液晶電視等，人們?nèi)粘Ｉ钪幸壕У膽?yīng)用越來越廣泛。

傳統(tǒng)的液晶顯示技術(shù)，即tn、stn和ips，都是采用將液晶層夾在兩片透明的導(dǎo)電膜或者玻璃之間，然后利用施加電場使液晶分子重新取向，從而形成調(diào)節(jié)背光源通過屏幕的光路開光。然而，傳統(tǒng)的液晶顯示技術(shù)需要在一直通電的情況下才能顯示信息，并且不具備信息儲存能力，在斷電后屏幕上的信息就會消失。近年來，由于節(jié)能環(huán)保這個課題備受關(guān)注，因此發(fā)展高效節(jié)能的記憶性顯示技術(shù)具有重大意義。

膽甾相液晶分子由于其獨(dú)特的螺旋狀結(jié)構(gòu)，在不同的取向條件下具有各種特殊的光學(xué)織構(gòu)：當(dāng)螺旋軸均一地垂直于基板時，膽甾相液晶呈現(xiàn)平面取向織構(gòu)，具備選擇性反射性質(zhì)；當(dāng)螺旋軸均一地平行于基板時，膽甾相液晶呈現(xiàn)指紋織構(gòu)，具備波束調(diào)向性質(zhì)；當(dāng)螺旋軸在空間無規(guī)排列時，膽甾相呈現(xiàn)焦錐織構(gòu)，具備光束散射性質(zhì)。這些光學(xué)特性使膽甾液晶在諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

當(dāng)膽甾相液晶的螺距較短時，在無外場的作用的時候，其平面織構(gòu)和焦錐織構(gòu)可以穩(wěn)定保持下來，因此具有雙穩(wěn)態(tài)的特性，可用于高節(jié)能的記憶性顯示器件。目前，有兩種常見的雙穩(wěn)態(tài)顯示器件：一種是使用雙頻驅(qū)動液晶，通過施加高和低頻電場，實現(xiàn)兩種織構(gòu)之間切換的電驅(qū)動雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器件；另外一種是，通過表面剪切力使液晶材料實現(xiàn)從焦錐織構(gòu)到平面織構(gòu)的轉(zhuǎn)換、再使用電場實現(xiàn)從平面織構(gòu)至焦錐織構(gòu)轉(zhuǎn)換的電子手寫板。已經(jīng)有這兩種產(chǎn)品問世。

而當(dāng)膽甾相液晶的螺距較長時，其平面織構(gòu)是穩(wěn)定狀態(tài)，其焦錐織構(gòu)是非穩(wěn)定狀態(tài)并且容易形成向平面織構(gòu)的自發(fā)性轉(zhuǎn)變。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種具有光寫入或光擦除功能的雙穩(wěn)態(tài)液晶器件及其制備方法。通過簡單的工藝，制備出能在遠(yuǎn)程非接觸式的光照輻射條件下，實現(xiàn)平面織構(gòu)和焦錐織構(gòu)兩種狀態(tài)之間平穩(wěn)切換的膽甾相液晶器件，克服了工藝比較復(fù)雜，比較難控制的取向技術(shù)缺點。該材料可以應(yīng)用于液晶顯示、信息儲存、電子手寫板、智能玻璃、可調(diào)控光柵及其相關(guān)領(lǐng)域的研究中。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種具有光寫入或光擦除功能的雙穩(wěn)態(tài)液晶器件，所述雙穩(wěn)態(tài)液晶器件包括：

厚度為2μm-200μm的液晶盒或液晶薄膜，在液晶盒或液晶薄膜之中灌注光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系；

所述光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系包括有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60.0wt％-97.0wt％的主體小分子液晶材料、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5wt％-15.0wt％的手性螺烯類化合物和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2wt％-30.0wt％的手性化合物；

所述光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系的初始螺距為p0，在激發(fā)光輻照下螺距增大至p1或螺距縮小至p2。

優(yōu)選地，所述的手性化合物選自s811、r811、s1011、r1011、s5011和r5011中的一種或幾種。

進(jìn)一步地，所述光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系還包括上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料，所述上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料的基質(zhì)為nayf4、nagdf4和naybf4中的一種成分單質(zhì)或多種成分復(fù)合核殼結(jié)構(gòu)，其中基質(zhì)中的摻雜稀土離子元素包括yb、tm、er、ho、nd和mn中的一種或幾種。

本發(fā)明還提供了上述具有光寫入或光擦除功能的雙穩(wěn)態(tài)液晶器件的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

1)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60.0wt％-97.0wt％的主體小分子液晶材料中引入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5wt％-15.0wt％的手性螺烯類化合物和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2wt％-30.0wt％的手性化合物混配均勻并得到具有很寬的膽甾相溫度范圍的光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系；其中，光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系的初始螺距為p0，在激發(fā)光輻照下螺距增大至p1或螺距縮小至p2；

2)將上述光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系灌注入用玻璃基板制作的液晶盒中，或者用塑料薄膜將光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系壓制成液晶薄膜，由間隔墊或者玻璃微珠來控制液晶器件的厚度為2μm-200μm。

本發(fā)明制備得到的雙穩(wěn)態(tài)液晶器件可以分為兩種情況：

1)當(dāng)光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系為初始螺距為p0，在激發(fā)光輻照下螺距增大至p1這種情況；則如圖1所示，雙穩(wěn)態(tài)液晶器件的初始狀態(tài)為平面織構(gòu)；對雙穩(wěn)態(tài)液晶器件施加一個一定大小的電場，或?qū)㈦p穩(wěn)態(tài)液晶器件加熱至清亮點再降溫，使其變?yōu)榉€(wěn)定的焦錐織構(gòu)；然后對焦錐織構(gòu)進(jìn)行激發(fā)光輻照，膽甾相液晶的螺距逐漸變大，焦錐織構(gòu)就會不穩(wěn)定并逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫婵棙?gòu)；關(guān)閉激發(fā)光后，在常溫或者加熱條件下，膽甾相液晶的螺距逐漸變小，平面織構(gòu)這種排列也會被固定下來，最后回復(fù)到初始狀態(tài)。通過上述的方式可以實現(xiàn)液晶器件的電寫入(擦除)和光擦除(寫入)功能。

2)當(dāng)光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系為初始螺距為p0，在激發(fā)光輻照下螺距縮小至p2這種情況；如圖2所示，雙穩(wěn)態(tài)液晶器件的初始狀態(tài)為平面織構(gòu)；對雙穩(wěn)態(tài)液晶器件進(jìn)行激發(fā)光輻照，膽甾相液晶的螺距變小，并且在液晶分子發(fā)生擾動的時候會形成穩(wěn)定的焦錐織構(gòu)；關(guān)閉激發(fā)光后，在常溫或者加熱條件下，膽甾相液晶的螺距逐漸變大，焦錐織構(gòu)會就會逐漸不穩(wěn)定并逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫婵棙?gòu)，最后回復(fù)到初始狀態(tài)。通過上述的方式就可以實現(xiàn)液晶器件的光寫入或光擦除功能。

作為優(yōu)選，光寫入或光擦除過程中的激發(fā)光輻照條件：激發(fā)光波長為300-460nm范圍內(nèi)的任意波段，激發(fā)光輻照時間為1秒-1小時，激發(fā)光強(qiáng)度為1.0μw/cm²–300.0w/cm²。

進(jìn)一步地，當(dāng)在光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系中添加上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料時，由于上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料可以將長波段的低能量激發(fā)光轉(zhuǎn)換成原位的短波段的高能量發(fā)射光，激發(fā)光波長范圍可以拓寬至300-1500nm，其中上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料的基質(zhì)為nayf4、nagdf4和naybf4的一種成分單質(zhì)或多種成分復(fù)合核殼結(jié)構(gòu)，其中基質(zhì)中的摻雜稀土離子元素包括yb、tm、er、ho、nd和mn的一種或幾種。

在上述的具有光寫入或光擦除功能的雙穩(wěn)態(tài)液晶器件中，作為優(yōu)選，所述的液晶薄膜的厚度為2μm-200μm。

本發(fā)明的手性螺烯類化合物的螺旋扭曲力具有在激發(fā)光(300-450nm)輻照下發(fā)生改變的特性，作為優(yōu)選所述的手性螺烯類化合物選自式(1)化合物的一種或幾種：

式(1)所述r1–r9選自為h原子、苯環(huán)、cnh2n+1烷基鏈、ocnh2n+1烷氧基鏈；

或者選自式(2)-(6)中的一種或幾種，n選自為1-12；

本發(fā)明所述的手性化合物是一種或者多種手性化合物，優(yōu)選地，以下為可用于本發(fā)明中的手性化合物，但不局限于這些材料：

本發(fā)明中所述的主體小分子液晶為向列相液晶、或膽甾相液晶、或向列相液晶和膽甾相液晶的混合物。優(yōu)選地，所述主體小分子液晶材料為向列相液晶slc1717或向列相液晶e7。

膽甾相液晶的焦錐織構(gòu)是一種亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性與螺距相關(guān)。當(dāng)膽甾相液晶的螺距足夠小時，焦錐織構(gòu)與平面織構(gòu)之間存在一個很大的能量勢壘，此時這兩種織構(gòu)都是相對穩(wěn)定存在的；當(dāng)螺距足夠大時，能量勢壘會降低，焦錐織構(gòu)會傾向于轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰扛偷钠矫婵棙?gòu)。本發(fā)明通過手性螺烯類化合物螺旋扭曲力的光響應(yīng)性質(zhì)，可以得到具有不同螺距變化的光響應(yīng)液晶器件，實現(xiàn)激發(fā)光調(diào)控膽甾相液晶光學(xué)織構(gòu)的目的。

綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：

1.本發(fā)明的具有光寫入或光擦除功能的雙穩(wěn)態(tài)液晶器件，所用材料來源廣泛，合成簡單，成本低廉，加工簡便，有利于大面積生產(chǎn)。

2.利用手性螺烯類化合物的螺旋扭曲力在激發(fā)光輻照下發(fā)生變化的特點，混配得到螺距在激發(fā)光輻照下增大或者縮小的光響應(yīng)膽甾相液晶，通過控制激發(fā)光調(diào)節(jié)膽甾相液晶螺距變化的大小和速度，使膽甾相液晶的平面織構(gòu)和焦錐織構(gòu)進(jìn)行切換，這種激發(fā)光調(diào)控技術(shù)具備了非接觸式遠(yuǎn)程、光源可替換、調(diào)控精準(zhǔn)等特點。

3.本發(fā)明的具有光寫入或光擦除功能的雙穩(wěn)態(tài)液晶器件，通過選擇不同的向列相液晶、手性螺烯類化合物和手性化合物的種類和比例，調(diào)節(jié)激發(fā)光的波長與輻照的強(qiáng)度、環(huán)境溫度、液晶器件的基板與厚度，可以得到預(yù)先設(shè)定的具有不同調(diào)控模式、不同調(diào)控速度和不同顯示模式的液晶器件。

本發(fā)明不同于傳統(tǒng)的兩種雙穩(wěn)態(tài)顯示器件，是一種使用膽甾相液晶的新型雙穩(wěn)態(tài)器件，其關(guān)鍵技術(shù)為，賦予膽甾相液晶的螺距具有顯著光響應(yīng)的功能，通過使用光照調(diào)控液晶的螺距，從而實現(xiàn)膽甾相液晶的平面織構(gòu)和焦錐織構(gòu)之間的切換。

附圖說明

圖1為初始螺距為p0，在激發(fā)光輻照下螺距增大至p1的光響應(yīng)膽甾相液晶的光寫入(擦除)原理示意圖；

圖2為初始螺距為p0，在激發(fā)光輻照下螺距縮小至p2的光響應(yīng)膽甾相液晶的光寫入(擦除)原理示意圖；

圖3為實施例1制備的液晶信息記錄器件的膽甾相液晶螺距在激發(fā)光(365nm，10.0mw/cm²)輻照時和關(guān)閉激發(fā)光后的變化圖；

圖4為實施例1制備的液晶信息記錄器件在電寫入和光擦除過程的透過光譜圖、實物圖和偏光顯微鏡圖：(a)原始狀態(tài)，(b)加電后狀態(tài)，(c)激發(fā)光輻照時狀態(tài)，(d)激發(fā)光輻照后狀態(tài)；

圖5為實施例1制備的液晶信息記錄器件在電寫入和光擦除過程的透過率變化(633nm)；

圖6為實施例3制備的液晶信息記錄器件在光寫入和電擦除過程的實物圖；

圖7為實施例6制備的液晶信息記錄器件的膽甾相液晶螺距在激發(fā)光(420nm，50.0mw/cm²)輻照時和關(guān)閉激發(fā)光后的變化圖；

圖8為實施例6制備的液晶信息記錄器件在光寫入和熱擦除過程的實物圖和偏光顯微鏡圖；

圖9為實施例6制備的液晶信息記錄器件在光寫入和熱擦除過程的透過率變化(633nm)。

具體實施方式

值得注意的是，利用本發(fā)明所涉及的光寫入(擦除)方法，液晶信息記錄器件在透射或者反射顯示模式下的寫入和擦除方式可以有多種選擇。如電寫入、光擦除，光寫入、電擦除，熱寫入、光擦除，光寫入、熱擦除等等。下面以附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不限于這些實施例。

實施例1：電寫入、光擦除

將手性螺烯類化合物(右旋)/r811(右旋)/向列相液晶slc1717的復(fù)合體系按照比例1.00/5.30/93.70共混，調(diào)制出光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系。如圖3所示，在激發(fā)光(365nm，10.0mw/cm²)輻照下，光響應(yīng)膽甾相液晶的螺距從p0＝1.1μm變?yōu)閜1＝7.8μm；當(dāng)關(guān)閉激發(fā)光后，螺距從p1＝7.8μm回復(fù)到p0＝1.1μm。首先將液晶復(fù)合體系灌入盒厚為20μm的液晶盒中，液晶處于平面織構(gòu)，呈現(xiàn)透明的選擇性反射狀態(tài)，可見光透過率為95％左右(圖4-1)。對于需要寫入信息的圓形區(qū)域施加電場，液晶分子排列變成焦錐狀態(tài)，呈現(xiàn)光散射狀態(tài)，透過率為10％左右(圖4-2)。此時寫入的光散射信息在常溫下可以保存很長時間，100小時后透過率僅僅上升到13％左右，實現(xiàn)了電寫入功能。然后使用激發(fā)光(365nm，10.0mw/cm²)對樣品進(jìn)行輻照15秒，膽甾相液晶在螺距增大的過程中轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫婵棙?gòu)，樣品呈現(xiàn)透明選擇性反射狀態(tài)，此時之前寫入的信息被擦除，透過率達(dá)到94％左右(圖4-3)。當(dāng)關(guān)閉光照后螺距會逐漸縮小，之前得到的平面織構(gòu)會一直保持，最后如同初始狀態(tài)一樣(圖4-4)，實現(xiàn)了光擦除功能。整個電寫入、光擦除過程的樣品透過率變化(633nm)如圖5所示，其中(a)原始狀態(tài)，(b)加電，(c)斷電，(d)激發(fā)光輻照和(e)關(guān)閉激發(fā)光輻照。

本實施例中所述的手性螺烯類化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

實施例2：電寫入、光擦除

將手性螺烯類化合物(左旋)/s811(左旋)/納米粒子nayf4:yb,er/向列相液晶e7的復(fù)合體系按照比例1.60/4.80/0.90/92.70共混，調(diào)制出光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系。在激發(fā)光(975nm，200.0w/cm²)輻照下，納米粒子nayf4:yb,er會發(fā)出原位受激發(fā)的紫外光，光響應(yīng)膽甾相液晶的螺距從p0＝0.7μm變?yōu)閜1＝3.7μm；當(dāng)關(guān)閉激發(fā)光后，螺距從p1＝3.7μm回復(fù)到p0＝0.7μm。首先將液晶復(fù)合體系灌入盒厚為70μm的液晶盒中，液晶處于平面織構(gòu)，呈現(xiàn)透明的選擇性反射狀態(tài)，可見光透過率為94％左右。對于需要寫入信息的圓形區(qū)域施加電場，液晶分子排列變成焦錐狀態(tài)，呈現(xiàn)光散射狀態(tài)，透過率為9％左右，實現(xiàn)了電寫入功能。然后使用激發(fā)光(975nm，200.0w/cm²)對樣品進(jìn)行輻照20秒，膽甾相液晶在螺距增大的過程中轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫婵棙?gòu)，樣品呈現(xiàn)透明選擇性反射狀態(tài)，此時之前寫入的信息被擦除，透過率達(dá)到92％左右。當(dāng)關(guān)閉光照后螺距會逐漸縮小，之前得到的平面織構(gòu)會一直保持，最后如同初始狀態(tài)一樣，實現(xiàn)了光擦除功能。

本實施例中所述的手性螺烯類化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

實施例3：光寫入、電擦除

將手性螺烯類化合物(右旋)/r811(右旋)/向列相液晶slc1717的復(fù)合體系按照比例1.40/5.10/93.50共混，調(diào)制出光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系。在激發(fā)光(400nm，30.0mw/cm²)輻照下，光響應(yīng)膽甾相液晶的螺距從p0＝1.0μm變?yōu)閜1＝9.4μm；當(dāng)關(guān)閉激發(fā)光后，螺距從p1＝9.4μm回復(fù)到p0＝1.0μm。首先將液晶復(fù)合體系灌入盒厚為2μm的液晶盒中，然后對液晶盒施加電場，使液晶分子排列變成焦錐狀態(tài)，呈現(xiàn)光散射狀態(tài)，透過率為12％左右(圖6-1)。然后使用激發(fā)光(400nm，30.0mw/cm²)對需要寫入信息的三角形區(qū)域進(jìn)行輻照5秒，液晶轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫婵棙?gòu)，樣品呈現(xiàn)透明選擇性反射狀態(tài)，透過率達(dá)到95％左右(圖6-2)。當(dāng)關(guān)閉光照后螺距會逐漸縮小，之前得到的平面織構(gòu)會一直保持，實現(xiàn)了光寫入功能。在需要擦除信息的區(qū)域施加電場，液晶分子排列再次轉(zhuǎn)變成焦錐織構(gòu)，呈現(xiàn)光散射狀態(tài)，實現(xiàn)了電擦除功能(圖6-1)。

本實施例中所述的手性螺烯類化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

實施例4：光寫入、電擦除

將手性螺烯類化合物(左旋)/s811(左旋)/納米粒子nagdf4:yb,tm/向列相液晶e7的復(fù)合體系按照比例0.50/13.60/1.40/84.50共混，調(diào)制出光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系。在激發(fā)光(986nm，150.0w/cm²)輻照下，納米粒子nagdf4:yb,tm會發(fā)出原位受激發(fā)的紫外光，光響應(yīng)膽甾相液晶的螺距從p0＝0.2μm變?yōu)閜1＝1.4μm；當(dāng)關(guān)閉激發(fā)光后，螺距從p1＝4.4μm回復(fù)到p0＝0.8μm。首先將液晶復(fù)合體系灌入盒厚為100μm的液晶盒中，然后對液晶盒施加電場，使液晶分子排列變成焦錐狀態(tài)，呈現(xiàn)光散射狀態(tài)，透過率為12％左右。然后使用激發(fā)光(980nm，20.0w/cm²)對需要寫入信息的區(qū)域進(jìn)行輻照7秒，液晶轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫婵棙?gòu)，樣品呈現(xiàn)透明選擇性反射狀態(tài)，透過率達(dá)到92％左右。當(dāng)關(guān)閉光照后螺距會逐漸縮小，之前得到的平面織構(gòu)會一直保持，實現(xiàn)了光寫入功能。在需要擦除信息的區(qū)域施加電場，液晶分子排列再次轉(zhuǎn)變成焦錐織構(gòu)，呈現(xiàn)光散射狀態(tài)，實現(xiàn)了電擦除功能。

本實施例中所述的手性螺烯類化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

實施例5：熱寫入、光擦除

將手性螺烯類化合物(右旋)/r1011(右旋)/向列相液晶slc1717的復(fù)合體系按照比例1.30/2.10/96.60共混，調(diào)制出光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系。在激發(fā)光(300nm，5.0mw/cm²)輻照下，光響應(yīng)膽甾相液晶的螺距從p0＝0.9μm變?yōu)閜1＝4.7μm；當(dāng)關(guān)閉激發(fā)光后，螺距從p1＝4.7μm回復(fù)到p0＝0.9μm。首先將液晶復(fù)合體系灌入盒厚為8μm的液晶盒中，液晶處于平面織構(gòu)，呈現(xiàn)透明的選擇性反射狀態(tài)，可見光透過率為92％左右。對于需要寫入信息的區(qū)域加熱至清亮點再降溫，液晶分子排列變成焦錐狀態(tài)，呈現(xiàn)光散射狀態(tài)，透過率為9％左右。此時寫入的光散射信息在常溫下可以保存很長時間，100小時后透過率僅僅上升到12％左右，實現(xiàn)了熱寫入功能。然后使用激發(fā)光(320nm，5.0mw/cm²)對樣品進(jìn)行輻照40秒，膽甾相液晶在螺距增大的過程中轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫婵棙?gòu)，樣品呈現(xiàn)透明選擇性反射狀態(tài)，此時之前寫入的信息被擦除，透過率達(dá)到95％左右。當(dāng)關(guān)閉光照后螺距會逐漸縮小，之前得到的平面織構(gòu)會一直保持，最后如同初始狀態(tài)一樣，實現(xiàn)了光擦除功能。

本實施例中所述的手性螺烯類化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

實施例6：光寫入、熱擦除

將手性螺烯類化合物(右旋)/s1011(左旋)/向列相液晶slc1717的復(fù)合體系按照比例6.10/0.2/93.7共混，調(diào)制出光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系。如圖7所示，在激發(fā)光(420nm，50.0mw/cm²)輻照下，光響應(yīng)膽甾相液晶的螺距從p0＝2.0μm變?yōu)閜2＝0.5μm；當(dāng)關(guān)閉激發(fā)光后，螺距從p2＝0.5μm回復(fù)到p0＝2.0μm。首先將液晶復(fù)合體系灌入盒厚為20μm的液晶盒中，液晶處于平面織構(gòu)，呈現(xiàn)透明的選擇性反射狀態(tài)，可見光透過率為95％左右(圖8-1)。使用激發(fā)光(420nm，50.0mw/cm²)對需要寫入信息的星型區(qū)域進(jìn)行輻照，膽甾相液晶在螺距縮小的過程中轉(zhuǎn)變成焦錐織構(gòu)(2秒左右)，呈現(xiàn)光散射狀態(tài)，透過率為13％左后(圖8-2)。在激發(fā)光輻照的情況下，光散射狀態(tài)會保持穩(wěn)定不變，實現(xiàn)了光寫入功能。當(dāng)關(guān)閉激發(fā)光后，隨著螺距的增加，焦錐織構(gòu)會轉(zhuǎn)變回平面織構(gòu)，實現(xiàn)了熱擦除功能(圖8-1)。其中熱擦除時間為50秒左右，與手性螺烯類化合物的結(jié)構(gòu)和環(huán)境溫度相關(guān)。在熱擦除過程中將樣品升溫至40℃，熱擦除時間減少至15秒。整個電寫入、光擦除過程的樣品透過率變化(633nm)如圖9所示，其中(a)激發(fā)光輻照和(b)關(guān)閉激發(fā)光后。

本實施例中所述的手性螺烯類化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

實施例7：光寫入、熱擦除

將手性螺烯類化合物(右旋)/r1011(右旋)/向列相液晶slc1717的復(fù)合體系按照比例2.10/3.7/94.2共混，調(diào)制出光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系。在激發(fā)光(450nm，100.0mw/cm²)輻照下，光響應(yīng)膽甾相液晶的螺距從p0＝2.5μm變?yōu)閜2＝0.4μm；當(dāng)關(guān)閉激發(fā)光后，螺距從p2＝0.4μm回復(fù)到p0＝2.5μm。首先將液晶復(fù)合體系灌入盒厚為25μm的液晶盒中，液晶處于平面織構(gòu)，呈現(xiàn)透明的選擇性反射狀態(tài)，可見光透過率為93％左右。使用激發(fā)光(460nm，100.0mw/cm²)對需要寫入信息的區(qū)域進(jìn)行輻照，膽甾相液晶在螺距縮小的過程中轉(zhuǎn)變成焦錐織構(gòu)(1秒左右)，呈現(xiàn)光散射狀態(tài)，透過率為10％左后。在激發(fā)光輻照的情況下，光散射狀態(tài)會保持穩(wěn)定不變，實現(xiàn)了光寫入功能。當(dāng)關(guān)閉激發(fā)光后，由于本比較實例所使用的手性螺烯類化合物的熱回復(fù)速度很快，因此隨著螺距的增加，焦錐織構(gòu)在10秒左右會轉(zhuǎn)變回平面織構(gòu)，實現(xiàn)了熱擦除功能。

本實施例中所述的手性螺烯類化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

實施例8：光寫入、熱擦除

將手性螺烯類化合物(右旋)/s5011(左旋)/向列相液晶slc1717的復(fù)合體系按照比例4.7/27.9/67.4共混，調(diào)制出光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系。在激發(fā)光(380nm，35.0mw/cm²)輻照下，光響應(yīng)膽甾相液晶的螺距從p0＝1.9μm變?yōu)閜2＝0.2μm；當(dāng)關(guān)閉激發(fā)光后，螺距從p2＝0.5μm回復(fù)到p0＝2.2μm。首先將液晶復(fù)合體系灌入盒厚為10μm的液晶盒中，液晶處于平面織構(gòu)，呈現(xiàn)透明的選擇性反射狀態(tài)，可見光透過率為94％左右。使用激發(fā)光(380nm，35.0mw/cm²)對需要寫入信息的區(qū)域進(jìn)行輻照，膽甾相液晶在螺距縮小的過程中轉(zhuǎn)變成焦錐織構(gòu)(20秒左右)，呈現(xiàn)光散射狀態(tài)，透過率為15％左后。在激發(fā)光輻照的情況下，光散射狀態(tài)會保持穩(wěn)定不變，實現(xiàn)了光寫入功能。當(dāng)關(guān)閉激發(fā)光后，由于本比較實例所使用的的手性螺烯類化合物的熱回復(fù)速度比較慢，光寫入的信息可以保存180秒左右，然后隨著螺距的增加，焦錐織構(gòu)在600秒左右會轉(zhuǎn)變回平面織構(gòu)，實現(xiàn)了熱擦除功能。

本實施例中所述的手性螺烯類化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

實施例9：光寫入、熱擦除

將手性螺烯類化合物(左旋)/s5011(左旋)/納米粒子naybf4:nd@nayf4:yb,tm/向列相液晶e7的復(fù)合體系按照比例13.6/1.8/1.8/82.8共混，調(diào)制出光響應(yīng)膽甾相液晶復(fù)合體系。在激發(fā)光(815nm，95.0w/cm²)輻照下，納米粒子naybf4:nd@nayf4:yb,tm會發(fā)出原位受激發(fā)的紫藍(lán)光，光響應(yīng)膽甾相液晶的螺距從p0＝3.2μm變?yōu)閜2＝0.3μm；當(dāng)關(guān)閉激發(fā)光后，螺距從p2＝0.4μm回復(fù)到p0＝4.2μm。首先將液晶復(fù)合體系灌入盒厚為200μm的液晶盒中，液晶處于平面織構(gòu)，呈現(xiàn)透明的選擇性反射狀態(tài)，可見光透過率為96％左右。使用激發(fā)光(815nm，95.0w/cm²)對需要寫入信息的區(qū)域進(jìn)行輻照，膽甾相液晶在螺距縮小的過程中轉(zhuǎn)變成焦錐織構(gòu)(15秒左右)，呈現(xiàn)光散射狀態(tài)，透過率為12％左后。在激發(fā)光輻照的情況下，光散射狀態(tài)會保持穩(wěn)定不變，實現(xiàn)了光寫入功能。當(dāng)關(guān)閉激發(fā)光后，隨著螺距的增加，焦錐織構(gòu)在20秒左右會轉(zhuǎn)變回平面織構(gòu)，實現(xiàn)了熱擦除功能。

本實施例中所述的手性螺烯類化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

本發(fā)明中所描述的具體實施例僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管對本發(fā)明已作出了詳細(xì)的說明并引證了一些具體實施例，但是對本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，只要不離開本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或修正是顯然的。