CN1070744A

CN1070744A - 液晶的光调制装置及材料

Info

Publication number: CN1070744A
Application number: CN92103952A
Authority: CN
Inventors: J·W·多恩; 杨丹凯; 钱亮奇
Original assignee: Kent State University
Current assignee: Kent State University
Priority date: 1991-05-02
Filing date: 1992-05-02
Publication date: 1993-04-07
Anticipated expiration: 2007-05-02
Also published as: CN1054208C; NO933845L; EP0582656A4; IL101766A0; KR100193354B1; WO1992019695A3; NO933845D0; DE69228874T2; ES2129447T3; US5384067A; JPH06507505A; JP3330940B2; DE69228874D1; EP0582656A1; WO1992019695A2; ATE178645T1; EP0582656B1; CA2102199A1; HK1014023A1; IL101766A

Abstract

一种新型的液晶调制单元及材料，包含分散在手征性向列液晶中的聚合网络的相离之聚合区域，聚合物的含量小于该材料的总重量的10％，并最好是交联的。对应于不同的电场状况，该新材料显示不同的光学状态。该材料在无电场状况下是光散射的或是光学透明的，在有电场状况下是光学透明的或是光散射的；或者，该新材料在零电场时的彩色光反射状态和光散射状态下均显示稳定性，而在有电场时是光学透明的。

Description

本发明总地涉及液态晶体的光调制装置，特别是涉及新的相离的聚合液晶显示单元及材料，该单元和材料在不同的电场状况下显示不同的光学状态，其特点为具有一独特的特性组合，包括光的双稳定性，以及在有电场或无电场模式中的所有观视角度均有的清楚之光传输。

应用于各种电光学装置中的可电转换的液晶聚合物薄膜，已通过机械截留工艺制成。一种此类技术包括将液晶吸入塑料或玻璃片的微孔内。另一种技术包括让水从含水的向列液晶乳液中蒸发出来，所述向列液晶乳液是含在诸如聚乙烯醇这样的水溶性聚合物的溶液或橡胶乳浆中的。

一种不同的工艺比机械截留技术和乳化工艺更具显著优点，该工艺包括用一种适当的合成树脂使向列液晶从一均质溶液中分相，以形成一种分散有聚合物相的液晶相。结果得到的材料被称为聚合物分散的液晶（PDLC）膜。PDLC膜的一些优点曾在美国专利第4，671，618、4，673，255、4，685，771和4，788，900号中讨论，其公开内容作为参考纳入本案。PDLC膜可适用于从大面积显示和用于窗口的可转换涂层到投影显示器和高清晰度电视的多种用途。

此相离（或称分相）法可通过添加熟化剂、照射紫外光或冷却引发聚合而实现。另一种方法是使溶剂从聚合物溶液和此溶剂中的液晶组成的基质成份中蒸发。

制备PDLC膜的各种方法均附有使液晶相的有效折射率和聚合物的折射率相匹配和不匹配的技术，以获得所需的观视角度，在该观视角度，包括有该膜的显示器、窗口等是可视的或透明的。在利用具有正性介电各向异性的液晶制备PDLC膜的情况下，液晶的正常折射率通常是与聚合物的折射率匹配的，因此在有电场状态时，显示器或窗口表现为可视见或透明，因为液晶的折射光轴被调整为与电场平行，而与观视表面垂直。在无电场状态下，液晶和聚合物的光轴不对准而是任意取向，因此入射光是散射的，显示器或窗口呈现为不透明。

在上面所述的窗口或显示器中，液晶的正常折射率与聚合物的折射率相匹配，当沿通常垂直于观视表面的电场方向观视时，此装置是最透明的（有电场状态）。在增大倾斜的观视角度时，透明度降低，矇眬程度增加，直至在一个足够倾斜的角度检测到基本上不透明的表观为止。这种矇眬状况是由如下事实造成的，即观视角度离正交方向越远，液晶的有效折射率与聚合基质的折射率之间的失配越严重。

PDLC膜的进一步发展公开于美国专利申请第07/324，051号中，该申请现已于1991年2月19日颁布为美国专利第4，994，204号，其中包括使用了一种双折射聚合物，例如，一种液晶聚合物。采用双折射聚合物制备的PDLC膜具有对所有方向的入射光均显示出无矇眬感的透明性之特点。这是通过使聚合物的正常和异常折射系数与液晶的正常和异常折射系数相匹配而实现的。

采用双折射聚合物制备的PDLC膜可在正常模式下工作，故在有电场状态下它们是透明的，而在无电场状态下是光散射的。此外，此膜可在反向或“故障-安全”模式中工作，这样在无电场状态下该材料是透明的，而在有电场状态下是光散射的。

本发明为一种新的可电转换的PDLC材料，该材料显示出一独特的特性组合，这是其较之前述技术的主要优点。例如，该材料可在正常模式或反向模式中工作，在正常模式中在无电场状况下它是光散射的，在有电场状态下是透明的;在反向模式中在无电场状况下是透明的，而在有电场状况下是光散射的。在两种情况下，此材料在处于透明状态时对于所有观视角度均是无矇眬感的。

本发明的另一重要特点是，此新型PDLC材料可制成使其展现两种不同的光学状态，在无外加场时这两种状态都是稳定的。当其应用于显示装置时，此材料可由电场驱动从一种状态转换成另一种状态。低压电场脉冲会导致外视为白色的光散射状态。高压电场脉冲的施加，即电场高至足以使液晶导向体以类回归线方式（homeotropically）校准，则可促使该材料成为任一所需颜色的光反射状态。在零电场时，光散射和光反射状态均保持稳定。如维持高电场，此材料是透明的，直至电场消除为止。当此电场迅速关断时，此材料重组为光反射状态，当此电场缓慢消失时，此材料重组为光散射状态。施加机械应力于此材料，也可用来驱使此材料从光散射状态变至光反射状态。

此双稳态材料的主要优点是，它不需要有源矩阵来制造高清晰度平板屏幕。此屏幕在制备时，每一像素区不需要有源元件，也不需要用于定址显示的多工设计，这就使生产大为简化，使产量增加并降低了成本。

多工化的平板液晶显示器并不是新的，且已主要利用超扭曲向列材料得以开发用作诸如膝上型电脑屏幕，在此用途中其速度、对比度或色彩并非重要问题。铁电液晶显示表面稳定的双稳定状态，它也可以是多工化的。这些显示器并未证实在商业上是可行的，因为其表面在长时间或恶劣工作状况下是不稳定的。本发明的新材料具有若干优点，光散射和光反射状态均是相当稳定的，且不需要精密的表面条件。由本发明的材料制成的显示装置并不需要限制显示器亮度的极化器。另外，此材料本身即可传导彩色，而不需要同时会降低亮度的滤色器。

本发明的PDLC光调制材料被纳入具有壁体结构和任何适当的定址装置的单元中，所述壁体结构经处理用于使液晶分子校准，所述定址装置用于建立通过此材料的电场。定址装置可以是本领域中已知的任何类型，如有源矩阵、多工电路、电极等。此新型液晶光调制材料包括分散于具有正性介电各向异性的手征性（chiral）向列液晶中的聚合物网络的相离的聚合区域。聚合物的含量以重量计应小于手征性液晶和聚合物的组合重量的10%。在聚合区域附近的液晶分子优先取向并由聚合物网络所固定，使之对外加电场的响应比周围的液晶分子弱，周围的液晶分子的取向受到电场状况和单元壁体的表面校准效应的严重影响。结果，此新材料可制成在不同电场状况下，显示不同的光学状态，即，光散射、光反射和光传导。

用于形成聚合物网络的单体材料可用手征性向列液晶溶解，并在聚合时发生相离而形成有序的聚合物网络，可采用的单体的实例具有至少两个可聚合的双键，以成为交联的，并包括双丙烯酸盐及类似物。手征性向列液晶是具有正性介电各向异性的向列液晶与手征性材料的混合物，后者的含量对于产生所需的节距长度是足够的。

在工作于无电场状况下为光散射和有电场状况下为光传导的正常模式，或无电场状况下为光传导和有电场状况下为光散射的反向模式的单元中，手征性向列液晶具有能有效反射红外光谱区的光的节距长度。正常模式单元的较佳节距长度的范围是从约1.3至约1.6微米，反向模式单元的较佳节距长度的范围是从约1.3至约3.7微米。工作于正常模式的液晶光调制材料是利用手征性向列液晶制备的，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的约9%至11%，聚合物的重量为手征性液晶和聚合物的组合重量的约2.5%至5%。能工作于反向模式中的液晶材料的实例包括手征性向列液晶，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的约4%至约12%，聚合物的重量为手征性液晶和聚合物的组合重量的约2.4%至约5%。应当理解，在这种状况下，重量百分数可根据所使用的特定液晶、手征性材料和聚合物而变化。

手征性向列液晶和聚合物的溶液最好含有少量光引发剂。在实施本发明时，此溶液被引入一具有壁体的单元中，所述壁体经任何适当方法处理而提供液晶分子的平行于此单元壁体的表面校准。单元壁体可以，例如，设有聚酰亚胺涂层，或用清洁剂或化学物品等予以处理，这些均是本领域中所公知的。聚合可以任何适当的方法引发，如紫外光照射。在聚合状况下，聚合物与手征性向列液晶相离，并形成聚合区域或网络，在较佳实施例中，此聚合区域或网络包含交联的聚合物分子。在聚合区域附近的液晶分子优先取向，并被聚合物网络固定。

在正常模式单元中，聚合在有电场时发生，而使液晶分子以与单元壁体正交的方式校准。当聚合完成和电场消除时，在聚合物网络附近的液晶分子仍被固定在优先的类回归线式排列状态。周围的手征性液晶具有焦点锥体结构，这是单元壁体的表面校准效应和聚合物网络的约束效应之间竞争的结果。在无电场状况下，聚合物液晶材料是强烈地光散射的，因而单元是不透明的。在有电场状况下，焦点锥体结构重组为类回归线式排列，因而单元是光学透明的。由于液晶分子的类回归线式校准以及成份中仅有极少量聚合物，整个液晶材料的折射率的变化是非常小的。因此，此单元对于所有观视角度均是透明的。

在反向模式单元中，聚合在无电场时发生。由于此单元壁体的表面校准效应，整个单元内的液晶分子具有一扭曲平面结构。在无电场状况下，此单元是光学透明的，因为在可见光区无反射或散射。在有电场状况下，在聚合区域附近的液晶分子，由于聚合物网络的固定效应，主要趋于扭曲平面结构。周围的液晶分子在该电场存在时具有焦点锥体结构，这是表面校准效应、电场以及液晶聚合物成份的约束作用竞争的结果。在这种状况下，此单元是强烈地光散射的。

如上面所概括说明的，本发明的一个重要实施例是液晶光调制材料，此材料展现一稳定的光反射彩色状态、一稳定的光散射状态和一光学透明状态。在此实施例中，此手征性向列液晶具有能有效反射圆偏振彩色光的节距长度，此长度的较佳范围是从约0.25至约0.44微米。标准的节距长度对蓝色为0.27微米，对绿光为0.31微米，对红光为0.40微米。已制成的双稳态彩色显示材料所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的约27%至48%，聚合物的重量为手征性向列液晶混合物和聚合物的组合重量的约1.0%至约4.5%。不过，此含量范围可根据所用的手征性材料、液晶和聚合物而变化。

此双稳态彩色显示单元是通过紫外光照射使液晶聚合物溶液产生相离和聚合而制备的，无论是在零电场时或是在具有能有效地使液晶导向体校准的电场时均是如此。在这两种状况下，材料中产生的聚合物网络起到使由施加低电场脉冲产生的光散射状态和由施加高电场脉冲产生的光反射状态稳定的作用。

在无电场且液晶分子处于与单元壁体平行的扭曲平面结构时，此单元处于彩色光反射状态。该状态可显现绿、红、蓝或任一预先选定的颜色，该颜色取决于手征性向列液晶的节距长度。当一个低电场，例如，每微米厚6伏特，施加于此单元时，它将转变为白色的光散射状态。在此状态时，作为表面校准效应、电场和聚合物网络的约束力的竞争的结果，聚合区域周围的液晶分子具有焦点锥体结构。当低电场消除时，此材料将保持光散射状态。如果一个高电场，例如，每微米厚12V，施加于单元上，此材料变成光学透明的，直至电压消失为止。如果电场被迅速关断，此材料转变为均匀的扭曲平面结构，并具有由节距长度决定的预选色彩。光反射状态在零电场状况下保持稳定。如果电场缓慢地关断，此材料变为光散射状态，此状态在零电场状况下也保持稳定。

本发明的许多其它特征、优点和更全面的理解，可从以下的对优选实施例及其附图的详细说明中得到。

图1为包含有本发明的聚合物液晶材料的一种光调制单元的横断面示意图。

图2为当液晶以类回归线形式校准而实现光学透明状态时，这种新材料的局部的放大的横断面示意图。

图3为在处于光散射状态时，该材料的局部的放大的横断面示意图，其中在聚合区域附近的液晶以类似回归线形式校准，而周围的液晶具有焦点锥体结构。

图4为当液晶具有扭曲平面结构时，该材料的局部的放大的横断面示意图。

图5为该材料的局部的放大的横断面示意图，其中在聚合区域附近的液晶具有扭曲平面结构，而周围的液晶具有焦点锥体结构。

在图1中示出的单元包括玻璃板10、11，它们沿其边缘密封，并由隔片12相分隔。如所示的那样，玻璃板10、11均涂敷有铟锡氧化物或类似材料，以形成透明电极13。为实现液晶导向体的均质表面校准，该电极13设有擦涂的聚酰亚胺涂层14。

图1中的单元充填有本发明的聚合物液晶材料。液晶光调制材料通常包含有聚合物网络的相离的聚合区域15，它们分散在周围的手征性向列液晶16中，此液晶具有正性介电各向异性。为使该单元在不同光学状态间转换，一个交流电压源17被连接到电极13上。

应当了解的是，图1中描绘的单元的形状之所以如此选择，其目的只是为了说明本发明的这种新型液晶光调制材料的一个特定实施例和功能，而该新材料可以各种方式予以定址，并可被纳入其他类型的单元内。例如，不使用外部的驱动电极定址时，此新材料可经由有源矩阵、多工方式或其他形式的电路予以定址，这些都是本领域的技术人员所知道的。

根据本发明，聚合区域15由交联有序的聚合物网络限定，此网络与具有手征性向列液晶的溶液是相离的。正如将要详细描述的那样，在聚合区域15附近的手征性向列液晶是优先定向的，其液晶分子由聚合物网络固定，以使其对外加电场的响应比周围液晶小。聚合区域周围的液晶对电场状况很敏感，因而此单元在不同电场状况下会展示不同的光学状态。

聚合物的含量按重量计小于手征性向列液晶和聚合物之组合重量的10%。在较佳组成中，聚合物含量范围是从约1.5至约5%。以正常模式和反向模式工作的材料通常含有的聚合物量在约2.4至5.0%的范围内，而双稳态材料通常含有约1.0至约4.5%的聚合物。应当理解，聚合物含量可作一些变化，因为在各种光学状态下单元外观是否是所希望的是一个主观判断的问题。

在制备图1所示的单元的一个优选方式中，最好能通过紫外光照射而聚合的聚合物与手征性向列液晶和少量光引发剂一起溶解。然后将该溶液引入到具有聚酰亚胺涂层的玻璃板10和11之间。该溶液在此被紫外光照射而实现聚合和伴随发生的聚合物的相离，从而形成聚合区域15。单体液晶溶液的照射可以在有以类似回归线方式有效校准液晶导向体的有效电场状况下或无电场情况下予以实施。在后一种情况下，此聚酰亚胺层14的表面校准效应促使液晶分子在与单元壁平行的一个扭曲平面结构中取向。

正常模式单元

在无电场状况下使光散射，而在有电场情况下光学透明的正常模式单元，是利用在红外光谱区能有效反射光的手征性向列液晶制备的。较佳的节距长度范围是从约1.3至约1.6微米。具有所要求的节距长度的液晶光调制材料可含有向列液晶和手征性材料的组合重量的约9%至约11%的手征性材料，虽然，该重量百分数可根据所使用的特定液晶、手征性材料和聚合物而变化。

正常模式单元是通过在有电场情况下照射单体液晶溶液而制备的。如图2所示，电场对手征性向列液晶分子的解扭曲和以类似回归线方式校准液晶导向体20均是有效的。在图2中大致构画出一个单一的聚合区域15。

每一聚合区域15被认为是一个复杂的三维网络。当电场被关断时，如图3所示，由于聚合物网络的固定作用，在每个聚合区域15附近的液晶仍趋向于保持类似回归线方式的校准。由参考标号30指示的周围的液晶则趋向于重组为焦点锥体结构，即，具有任意取向的螺旋轴线的螺旋扭曲分子。此焦点锥体结构是由于擦涂的聚酰亚胺层14的表面校准作用和整个液晶层中聚合物网络的约束作用之间竞争的结果。在无电场情况下，如图3所示，聚合物液晶材料是强烈地散射光的，并且与入射光的偏振状态无关。

当电场被接通，而以图2所示的那样以类似回归线方式校准液晶导向体时，聚合物液晶材料是光学透明的。由于成份中的极少量聚合物，整个液晶材料的折射率无明显变化。因此，含有此材料的单元在所有观视角度都是清晰的。

实例1

一正常模式单元，无电场情况下为光散射的，而有电场情况下是光学透明的，它是利用手征性向列液晶溶液制备的，溶液中含有的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的8.8%，交联单体的重量为手征性向列液晶和单体组合重量的2.9%。此手征性向列液晶具有约1.4微米的节距长度。

该可聚合溶液由下列成份组成：

175.2毫克的E-31LV向列液晶混合物;

8.3毫克的4″-（2-甲基丁苯基）-4′-（2-甲基丁基）-4-联（二）苯羧酸盐（手征性材料）;

8.5毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

5.7毫克的双丙烯酰联（二）苯（单体），及

1.0毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

E-31LV基本上由下列物质的混合物组成：4-乙基-4′-氰基联（二）苯，4-丁基-4′-氰基联（二）苯，4-己基-4′-氰基联（二）苯，4-甲氧基-4′-氰基联（二）苯，4-丙基氧基-4′-氰基联（二）苯，4-戊（烷）基-4′-氰基联（三）苯和4-（4′-乙基联（二）苯-4-羧基氧）甲基苯。

此可聚合溶液填充于一单元中，该单元具有两块玻璃板，这两块玻璃板在边缘处密封，并用8微米厚的聚酯薄膜隔片分隔开。玻璃板上涂有铟锡氧化物以形成透明电极。该电极具有聚酰亚胺涂层，并以摩擦方式实现液晶的均质表面校准。

经填充的单元由紫外光照射而使单体聚合，并促使聚合物相离而形成整个手征性液晶的交联聚合物网络的聚合区域。当此单元受到照射时，施加交流电压以促使液晶类回归线式校准。

当零电场时，此单元为不透明或光散射的，并且在此状态时透光度小于5%。当此单元上施加有交流电压（Vrms＝35V）时，它变成光学透明的。在有电场状况下，此单元对所有观视角度的入射光均是透明的。

实例2

为研究节距长度和手征性材料的浓度之变化对此单元在无电场状况下的光散射能力的影响，进行了如下实验。

一正常模式单元是利用手征性向列液晶溶液制成，其中所含有的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的11.1%，交联单体的重量为手征性向列液晶和单体的组合重量的2.9%。此手征性向列液晶具有约1.4微米的节距长度。

该可聚合溶液由下列成份组成：

144毫克的E-31LV向列液晶混合物，由EM工业公司制售;

18毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）

4.9毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

1.0毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元的制备与实例1相同。在聚合时施加交流电压以促使液晶类回归线式校准。

在零电场时，此单元为不透明或光散射的，并且其透光度小于5%。当交流电压（Vrms＝25V）施加于单元上时，此单元变为光学透明的。在有电场情况下，此单元对所有观视角度的入射光均为透明的。

一正常模式单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的12.9%，交联单体的重量是手征性向列液晶和单体的组合重量的3.3%。此手征性向列液晶具有约1.2微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

137毫克的E-31LV向列液晶混合物;

20.4毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）

5.3毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

2.4毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

当零电场时，此单元为不透明或光散射的，并且透光度为15%。当施加交流电压（Vrms＝21V）于此单元上时，它变为光学透明的。在有电场状况下，此单元对于所有观视角度的入射光均是透明的。由于无电场时透光度为15%，此单元是勉强有效的。

一正常模式单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的5.9%，交联单体的重量是手征性向列液晶和单体的组合重量的2.2%。此手征性向列液晶具有约2.6微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

200毫克的E-31LV向列液晶;

12.6毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

4.8毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

1.8毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元的制备与实例1相同。在聚合期间施加交流电压以促使液晶类回归线式校准。

当零电场时，此单元为不透明或光散射的，并且其透光度为62%。当施加交流电压（Vrms＝14V）于此单元上时，它变为光学透明的。在有电场状况下，此单元对所有观视角度的入射光均是透明的。因为无电场时其透光度为62%，此单元是不合格的。

实例3

为研究单体4，4′-双丙烯酰联（二）苯的浓度变化在零电场时对正常模式单元的光散射能力的影响，进行了下列一组实验。

一正常模式单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的10.0%，交联单体的重量为手征性液晶和单体的组合重量的4.4%。此手征性向列液晶具有约1.5微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

107毫克的E-31LV向列液晶;

11.91毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）

5.5毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体），及

1.7毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元的制备与实例1相同。在聚合期间施加有交流电场以促使液晶类回归线式校准。

在零电场时，此单元为不透明或光散射的，并且其透光度为7%。当施加交流电压（Vrms＝28V）于此单元上时，它变为光学透明的。在有电场情况下，此单元对于所有观视角度的入射光均是透明的。此单元在有电场和无电场状态间的对比是良好的。

另一正常模式单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的9.9%，交联单体的重量为手征性向列液晶和单体的组合重量的1.2%。此手征性向列液晶具有约1.5微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

164毫克的E-31LV向列液晶;

18毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

2.2毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

0.7毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

在零电场时，透光度为67%。当施加交流电压（Vrms＝18V）于此单元时，它变为光学透明的。在有电场状况下，此单元对于所有观视角度的入射光均是透明的。因无电场时透光度为67%，此单元是不合格的。

一正常模式单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的9.8%，单体的重量为手征性液晶和单体的组合重量的9.0%。此手征性液晶具有约1.5微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

101毫克的E-31LV向列液晶;

11.0毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

11.4毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

3.5毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元的制备与实例1相同。此单元在无电场时几乎是透明的，因而不是一个好的单元。

反向模式单元

反向模式单元在无电场状况下是光学透明的，而在有电场状况下是光散射的，它是利用具有在红外光谱区的节距长度的手征性向列液晶制备的。在反向模式单元的情况下，节距长度在约1.3微米至约3.7微米内变化。此手征性向列液晶所含有的手征性材料的重量的典型值为向列液晶和手征性材料的组合重量的约4%至约12%;虽然，该重量百分数可根据所使用的特定液晶、手征性材料和聚合物而改变。

反向模式单元是通过在无电场时照射单体液晶溶液而制成的。如图4所示，擦涂的聚酰亚胺层14的表面校准效应，对于使整个材料的液晶分子定向为以参考标号40表示的扭曲平面结构是有效的。一个单一的聚合区域再次以标号15构画出来。在图4所示的无电场状况下，聚合物液晶材料是光学透明的，因为在可见光谱区无光的反射或散射。

在图5所构画出的有电场状况下，聚合区域15附近的液晶分子由于聚合物网络的固定作用，仍主要以扭曲平面取向。周围的液晶以焦点锥体结构由电场重组。在电场存在的情况下，焦点锥体结构是聚酰亚胺层的表面校准效应、电场和液晶聚合物成份的约束力相竞争的结果。在图5的有电场状况下，液晶聚合物材料对入射光的所有偏振状态都呈现强烈的光散射。

实例4

一反向模式单元，在有电场状况下是光散射的，而在无电场状况下是光学透明的，它是利用手征性向列液晶溶液制备的，溶液中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的4.0%，交联单体的重量是手征性向列液晶和单体的组合重量的4.6%。此手征性向列液晶具有约3.7微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

107毫克的E-31LV向列液晶;

4.5毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）

5.5毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

1.2毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

一单元填充有此可聚合溶液，该单元具有两块边缘处密封的玻璃板，玻璃板间由8微米厚的聚酯薄膜隔开。玻璃板上涂有铟锡氧化物以形成透明电极。该电极设有聚酰亚胺涂层并经摩擦而实现液晶的均质表面校准。

经填充的单元经紫外光照射而使单体聚合，并使聚合物相离成为整个手征性液晶的聚合物网络的聚合区域。

在零电场时，此单元是光学透明的，并且对于所有观视角度的入射光均是透明的。在无电场状态时透光度为93%。当有交流电压（Vrms＝27V）施加于单元上时，则变为不透明或光散射的。在有电场状态时，其透光度为8%，且与入射光的偏振状态无关。

实例5

为研究手征性材料的节距长度和浓度对反向模式单元的影响，进行了一组实验。

一反向模式单元是利用手征性向列液晶的溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的7.8%，交联单体的重量为手征性液晶和单体的组合重量的4.7%。此手征性向列液晶具有约1.9微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

159毫克的E-31LV向列液晶;

13.7毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

8.5毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

0.8毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元按实例4中所述的方法制备。

在零电场时，此单元为光学透明的，并且对于所有观视角度的入射光均是透明的。在无电场状态时其透光率为98%。当施加交流电压（Vrms＝30V）时，此单元变成不透明或光散射的。在有电场状态时，透光度为9%，并且与入射光的偏振状态无关。

一反向模式单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的12.1%，交联单体的重量为手征性向列液晶和单体的组合重量的4.8%。此手征性向列液晶具有约1.3微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

129毫克的E-31LV向列液晶;

17.7毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

7.5毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

0.6毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元按实例4中描述的方法制备。

在零电场时，此单元为光学透明的，并且对所有观视角度的入射光均是透明的。在无电场状况下，其透光度为96%。当施加交流电压（Vrms＝41V）时，此单元变成不透明或光散射的。在有电场状况下，其透光度为5%，且与入射光的偏振状态无关。

一反向模式单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含有的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的1.39%，交联单体的重量为单体和手征性液晶的组合重量的4.5%。此手征性向列液晶具有约10.7微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

263毫克的E-31LV向列液晶;

3.7毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

12.5毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

1.4毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元按实例4中描述的方法制备。

在零电场时，此单元为光学透明的，且对所有观视角度的入射光均为透明的。在无电场状况下，其透光度为92%。当施加交流电压（Vrms＝32V）时，与摩擦方向平行的偏振光的透光度为35%。当施压交流电压（Vrms＝18V）时，与摩擦方向垂直的偏振光的透光度为6%。

一反向模式单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的16.3%，交联单体的重量为单体和液晶的组合重量的4.4%。此手征性向列液晶具有约0.9微米的节距长度。

此可聚合溶液由以下成份组成：

125.7毫克的E-31LV向列液晶;

24.4毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

6.9毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

0.7毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元按实例4中描述的方法制备。

在零电场时，此单元为光学透明的，并且对所有观视角度的入射光均是透明的。在无电场状况下，其透光度为94%。当施加交流电压（Vrms＝50V）时，此单元变成不透明或光散射的。在有电场状况下，透光度为11%，且与入射光的偏振状态无关。当此单元由电场接通转换为电场关断状态时，该单元还呈现出滞后效应。

实例6

为研究聚合物的浓度对反向模式单元的影响，进行了下列几组实验。

一反向模式单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为手征性材料和向列液晶的组合重量的6.1%，交联单体的重量是单体和手征性向列液晶的组合重量的2.1%。此手征性向列液晶具有约2.5微米的节距长度。

此可聚合溶液由以下成份组成：

181毫克的E-31LV向列液晶;

11.7毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

4.2毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

0.9毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元按实例4中描述的方法制备。

当电场为零时，此单元为光学透明的，且对于所有观视角度的入射光均是透明的。在无电场状况下，其透光度为97%。当施加交流电压（Vrms＝18V）时，此单元变为不透明或光散射的。在有电场状况下，其透光度为14%，且与入射光的偏振状态无关。此单元的关断时间为5毫秒。

一反向模式单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的6%，交联单体的重量为手征性向列液晶和单体的组合重量的2.9%。此手征性向列液晶具有约2.5微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

181毫克的E-31LV向列液晶;

11.5毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

5.7毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

0.7毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元按实例4中描述的方法制备。

在零电场时，此单元为光学透明的，且对于所有观视角度的入射光均是透明的。在无电场状况下，其透光度为95%。当施加交流电压（Vrms＝21V）时，此单元变成半透明的或光散射的。在有电场状况下，其透光度为8%，且与入射光的偏振状态无关。此单元的关断时间为4毫秒。

一反向模式单元是利用手征性向列液晶的溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的6.0%，交联单体的重量为单体和手征性液晶的组合重量的4.3%。此手征性向列液晶具有约2.5微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

180毫克的E-31LV向列液晶;

8.6毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

0.9毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元按实例4中描述的方法制备。

在零电场时，此单元为光学透明的，且对所有观视角度的入射光均是透明的。在无电场状况下，其透光度为95%。当施加交流电压（Vrms＝28V）时，此单元变成半透明或光散射的。在有电场状况下，其透光度为8%，且与入射光的偏振状态无关。此单元的关断时间为3毫秒。

一反向模式单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的6.1%，交联单体的重量为手征性液晶和单体的组合重量的5.8%。此手征性向列液晶的节距长度约为2.5微米。

此可聚合溶液由下列成份组成：

179毫克的E-31LV向列液晶;

10.6毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

1.2毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元按实例4中描述的方法制备。

在零电场时，其透光度为76%。当施加交流电压（Vrms＝28V）于该单元时，其透光度减小。在有电场状态下，其透光度为46%。

一反向模式单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的6.0%，交联单体的重量为手征性向列液晶和单体的组合重量的1.0%。此手征性向列液晶具有约2.5微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

184毫克的E-31LV向列液晶;

20毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

0.7毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元按实例4中描述的方法制备。

在电场为零时，此单元为光学透明的，且对于所有观视角度的入射光均是透明的。在无电场状况下，其透光度为96%。当施加交流电压（Vrms＝14V）于此单元时，它变成半透明或光散射的。在有电场状况下，透光度为13%，且与入射光的偏振状态无关。其关断时间颇长，为20毫秒。此单元还容易为电场所损坏。

双稳态彩色显示单元

双稳态彩色显示单元在一状态下使光散射，而在另一种状况下使圆偏振彩色光反射，而且还能呈现光学透明性，它是利用手征性向列液晶制备的，所述液晶具有能有效反射可见光谱区的光的节距长度。较佳材料的节距长度为约0.25至约0.44微米。标准节距长度对于蓝色为0.27微米，对于绿色为0.31微米，对于红色为0.40微米。双稳态彩色显示材料在制备时典型地是含有约27%至约48%的手征性材料，所述百分数是指向列液晶和手征性材料的组合重量中后者所占比例;虽然，正如前面描述的实施例中那样，此重量百分数可根据所使用的特定手征性材料、液晶聚合物而改变。

图4构画出的本发明的双稳态彩色显示材料处于光反射状态，它是通过在零电场以平面结构聚合而制备的。在这种状态下，聚合区域15附近的液晶分子更趋于取所示的扭曲平面结构。周围的液晶也具有扭曲平面结构，因而该材料将反射光，其颜色取决于特定的节距长度。

图5构画出此双稳态显示材料处于光散射状态时的情况。在这种状态下，聚合区域15附近的液晶仍趋于所示的扭曲平面结构，而周围的液晶则具有焦点锥体结构。

如果此材料的节距长度是在反射可见光的范围内，那么在无电场的状况下，图4的光反射状态和图5的光散射状态均是稳定的。如果双稳态材料处于图4的光反射状态，并且施加一个低的电场脉冲，例如，每微米约6伏，那么该材料将被促成为图5的光散射状态，并且在零电场时保持该状态。如果双稳态材料处于图5的光散射状态，并施加一个每微米约12V的高电场脉冲，那么液晶分子将在脉冲结束时重组为图4的光反射状态，并将保持该状态。

如果维持使液晶分子解扭曲所需的高电场，液晶导向体将被以类回归线方式校准，这样该材料是透明的。如果该电场慢慢消除，液晶取向将重组为图5的光散射状态。当该电场快速消除时，此取向将重组为图4的光反射状态。

此双稳态材料可在零电场或有电场状况下通过照射单体液晶溶液而形成。当在零电场状况下聚合时，单元壁的表面校准效应将导致图4的扭曲平面和光反射取向。当在有电场状况下聚合时，液晶导向体将象图2中指示的那样以类回归线方式校准，如果该电场快速消除，液晶取向将重组为图4的光反射状态，或者，如果该电场慢慢消除，液晶取向将重组为图5的光散射取向。

实例7

一双稳态彩色显示单元，在一种状态下它是光散射的，而在另一种状态下它反射红色圆偏振光，它是利用手征性向列液晶溶液制备的，溶液中所含的手征性材料的重量是手征性材料和向列液晶的组合重量的29.8%，交联单体的重量为单体和手征性液晶的组合重量的2.7%。此手征性液晶具有0.41微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

67.8毫克的E-31LV向列液晶;

14.0毫克的4″-（2-甲基丁基苯）-4′-（2-甲基丁基）-4-联（二）苯羧酸盐（手征性材料）;

14.8毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

2.7毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

1.0毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

用此可聚合溶液填充一具有两块玻璃板的单元，两玻璃板的边缘密封，并用8微米厚的聚酯薄膜隔片隔开。玻璃板上涂有铟锡氧化物以形成透明电极。电极上涂有聚酰亚胺，并予摩擦而实现液晶的均质表面校准。

经填充的单元由紫外光照射30分钟以使单体聚合，并使聚合物相离成为整个手征性液晶的聚合物网络的聚合区域。此单元的状态由电脉冲的电压控制。当施加高的交流电压（Vrms＝104V）脉冲时，此单元是光学透明的，并对入射光透明。当高的交流电压移去时，此单元处于反射状态，并且由于手征性液晶的节距，此单元的颜色是红的。当施加一个交流电压（50V≤Vrms≤85V）时，此单元转变为光散射状态，并且在此低电压场消除后，此单元仍保持光散射状态。经观察证实反射和散射状态在零电场下数月时间内都是稳定的。

实例8

通过改变手征性材料的浓度和手征性向列液晶的节距长度，制备了一系列实验单元。

一个具有蓝光反射状态的双稳态单元，它是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为手征性材料和向列液晶的组合重量的45.3%，交联单体的重量为单体和手征性液晶的组合重量的1.5%。此手征性向列液晶具有约0.27微米的节距长度，并反射兰色圆偏振光。

此可聚合溶液由下列成份组成：

132.6毫克的E-31LV向列液晶;

50.0毫克的4″-（2-甲基丁基苯）-4′-（2-甲基丁基）-4-联（二）苯羧酸盐（手征性材料）;

59.7毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

3.7毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

1.0毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元的制备与实例7中的相同。在高电压脉冲消除后，此单元处于蓝光反射状态。

一具有绿光反射状态的双稳态单元，它是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为手征性材料和向列液晶的组合重量的39.1%，交联单体的重量为手征性向列液晶和单体的组合重量的2.0%。此手征性液晶具有约0.31微米的节距长度，并反射绿色圆偏振光。

此可聚合溶液由下列成份组成：

85.6毫克的E-31LV向列液晶;

27.0毫克的4″-（2-甲基丁基苯）-4′-（2-甲基丁基）-4-联（二）苯羧酸盐（手征性材料）;

28.0毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

2.9毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

1.0毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元的制备与实例7中的相同。当高电压脉冲消除后，此单元处于绿光反射状态。

另一具有红光反射状态的双稳态单元，它是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量是手征性材料和向列液晶的组合重量的30.0%，交联单体的重量是手征性向列液晶和单体的组合重量的1.9%。此手征性液晶具有约0.41微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

80.0毫克的E-31LV向列液晶;

16.7毫克的4″-（2-甲基丁基苯）-4′-（2-甲基丁基）-4-联（二）苯羧酸盐（手征性材料）;

17.5毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

22.0毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

1.0毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此样品单元的制备与实例7中的相同。在高压脉冲消除后，此单元是红光反射状态。

实例9

一绿光反射双稳态单元，它在反射状态和散射状态之间具有高的对比度，其制备利用了手征性向列液晶溶液，在该溶液中所含的手征性材料的重量为手征性材料和向列液晶的组合重量的39.1%，交联单体的重量为单体和手征性向列液晶的组合重量的2.0%。此手征性向列液晶具有约0.31微米的节距长度，并反射绿色圆偏振光。

此可聚合溶液由下列成份组成：

85.6毫克的E-31LV向列液晶;

2.7毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

1.0毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此可聚合溶液填充于具有两玻璃板的单元中，所述两玻璃板在边缘处密封，并用8微米厚的聚酯薄膜隔片分隔。玻璃板上涂有铟锡氧化物以形成透明电极。电极上涂有聚酰亚胺，且经摩擦而实现液晶的均质表面校准。

经填充的单元通过紫外光照射而使单体聚合，并使聚合物相离而成为整个手征性液晶的聚合物网络的聚合区域。当此单元接受照射时，施加交流电压以促使液晶类回归线式校准。

此单元的状态由电脉冲的电压控制。当施加高的交流电压（Vrms＝104V）时，此单元是光学透明的，而且对所有观视角度的入射光均是透明的。当高的交流电压消除时，此样品处于反射状态，并且由于手征性液晶的节距，此单元的颜色是绿的。当施加交流电压（50V≤Vrms≤85V）时，此单元转变成光散射状态，而且当此低压场消除后，此单元仍保持光散射状态。观察证实反射和散射状态均为稳定状态。与在实例7和实例8制备的单元相比，此单元在反射和散射状态间具有更好的对比度。

实例10

为研究聚合物浓度对双稳态单元的影响，进行了一系列实验。

在一项实验中，手征性向列液晶中未添加单体。手征性向列液晶溶液中含有的手征性材料的重量为手征性材料和向列液晶的组合重量的32.4%。

此溶液由下列成份组成：

121.6毫克的E-31LV向列液晶;

29.7毫克的4″-（2-甲基丁基苯）-4′-（2-甲基丁基）-4-联（二）苯羧酸盐（手征性材料）;

20.5毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）。

此溶液填充于具有两玻璃板的单元中，所述两玻璃板在其边缘处密封，且有10微米厚的聚酯薄膜隔片分隔。玻璃板上涂有铟锡化合物以形成一透明电极。电极上涂有聚酰亚胺并经摩擦而实现液晶的均质表面校准。

在零电场时，散射状态改变为反射状态历时一小时。此单元的反射状态是非均匀的。

一双稳态单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料的重量为手征性材料和向列液晶的组合重量的29.8%，交联单体的重量为手征性向列液晶和单体的组合重量的2.7%。此手征性向列液晶具有约0.41微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

67.8毫克的E-31LV向列液晶;

2.7毫克的4，4′-双丙烯酰联（二）苯（单体）;及

1.0毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此单元按实例7中描述的方法制备。在高压脉冲消除后，处于反射状态的此单元是红的。使此单元转变为反射或散射状度所需的电压与实例7中的相同。反射状态和散射状态具好良好的对比，并且此两种状态都是稳定的。

一双稳态单元是利用手征性向列液晶溶液制备的，其中所含的手征性材料为手征性材料和向列液晶的组合重量的30.3%，交联单体的重量为6.9%。此手征性向列液晶具有约0.40微米的节距长度。

此可聚合溶液由下列成份组成：

92.8毫克的E-31LV向列液晶;

20.0毫克的4″-（2-甲基丁基苯）-4′-（2-甲基丁基）-4-联（二）苯羧酸盐（手征性材料）;

20.3毫克的4-氰基-4′-（2-甲基）丁基联（二）苯（手征性材料）;

9.9毫克的4，4′-双丙烯酰联（（二）苯（单体）;及

0.8毫克的二苯乙醇酮甲基醚（光引发剂）。

此样品单元按实例7中描述的方法制备。此单元不具备散射状态。在任何交流电脉冲消除后，此样品单元均回到反射状态。在反射状态下其颜色为红色。

下面的表1扼要地列出了本发明的每一实施例的示范性的手征性材料和聚合物的浓度范围、节距长度和驱动电压。

对于本领域的普通技术人员而言，在前面的详细说明书的启示下，本发明的许多修正和变化将是明了的。因此，在所附的权利要求书的范围内，本发明可按与特定显示和描述的内容不同的方式实施。

Claims

1、一种光调制单元，包括液晶光调制材料、经处理用以校准液晶分子的单元壁体结构、以及用于建立通过所述材料的电场的装置，其特征在于，所述材料包括分散在液晶中的相离的聚合网络之聚合区域。所述液晶是具有正性介电各向异性的手征性向列，所述聚合物的重量小于液晶和聚合物的组合重量的10%，并且在不同电场状况下，所述材料显示不同的光学状态。

2、如权利要求1所述的单元，其特征在于，手征性向列液晶具有能有效反射红外光谱区的光的节距长度。

3、如权利要求1所述的单元，其特征在于，手征性向列液晶的节距长度是在约1.3至约3.7微米的范围内。

4、如权利要求1、2、或3所述的单元，其特征在于，聚合物是交联的。

5、如权利要求3所述的单元，其特征在于，手征性向列液晶的节距长度是在约1.3至约1.6微米的范围内。

6、如权利要求1、2或3所述的单元，其特征在于，手征性向列液晶中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的约4%至约12%。

7、如权利要求1、2或4所述的单元，其特征在于，手征性向列液晶中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的约9%至约11%。

8、如权利要求1所述的单元，其特征在于，手征性向列液晶具有能有效反射可见光谱区的光的节距长度。

9、如权利要求8所述的单元，其特征在于，聚合物是交联的。

10、如权利要求8或9所述的单元，其特征在于，手征性向列液晶的节距长度是在约0.25至约0.44微米范围内。

11、如权利要求8或9所述的单元，其特征在于，手征性向列液晶中所含的手征性材料的重量为向列液晶和手征性材料的组合重量的约27%至约48%。

12、如权利要求8或9所述的单元，其特征在于，聚合物的重量为手征性液晶和聚合物的组合重量的约1.5%至约4.5%。

13、一种光调制单元，包括液晶光调制材料、经处理用以校准液晶分子的单元壁体结构、及用于建立通过所述材料的电场的装置，其特征在于，所述材料包括手征性向列液晶和有序的聚合物网络的相离的聚合区域，此聚合物的重量小于手征性液晶和聚合物的组合重量的约10%，所述材料的特征在于，聚合区域附近的液晶对外加电场的响应比液晶的周围区域要弱，因而对应于不同的电场状况，所述材料显示不同的光学状态。

14、如权利要求13所述的单元，其特征在于，聚合物是交联的，且其含量按重量计为手征性液晶和聚合物的组合重量的约2.4%至约5%。

15、如权利要求13或14所述的单元，其特征在于，手征性向列液晶具有能有效地反射红外光谱区的光的节距长度。

16、如权利要求15所述的单元，其特征在于，在聚合区域附近的液晶在有电场状况下是以类回归线方式校准的，而液晶的周围区域在无电场状况下是光散射焦点锥体结构，在有电场状况下则为光学透明的类回归线式校准。

17、如权利要求15所述的单元，其特征在于，在聚合区域附近的液晶在无电场状况下是扭曲平面结构，而液晶的周围区域在无电场状况下是光学透明的扭曲平面结构，在有电场状况下是光散射焦点锥体结构。

18、如权利要求13所述的单元，其特征在于，手征性向列液晶具有能有效反射可见光谱区的光的节距长度。

19、如权利要求18所述的单元，其特征在于，聚合物是交联的，并且其含量按重量计为手征性液晶和聚合物的组合重量的约1.5%至约4.5%。

20、如权利要求18或19所述的单元，其特征在于，在高电场消除以后的无电场状况下，液晶的周围区域呈现稳定的光反射扭曲平面结构，而在低电场消除以后的无电场状况下，它呈现稳定的光散射焦点锥体结构。