专利汇可以提供高度可调节的磁性液晶专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且在各种实施方式中,提供了 磁性 致动 液晶 及其制造方法、使用液晶的方法和结合液晶的装置。在一个非限制性实施方式中,液晶包括Fe3O4 纳米棒 ,其中,纳米棒被涂布有 二 氧 化 硅 涂层。,下面是高度可调节的磁性液晶专利的具体信息内容。
1.一种液晶,所述液晶包括:
磁性各向异性纳米结构的悬浮液/分散液。
2.根据权利要求1所述的液晶,其中,所述各向异性纳米结构包括从由铁磁材料、铁磁材料、以及超顺磁材料组成的组中选择的材料。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的液晶,其中,所述各向异性纳米结构包括从由金属铁、金属钴、金属镍、金属钆、金属镝、含铁的合金、含钴的合金、含镍的合金、含钆的合金、含镝的合金、铁的氧化物、钴的氧化物、镍的氧化物、镁的氧化物、铕的氧化物和铬的氧化物组成的组中选择的材料。
4.根据权利要求2所述的液晶,其中,所述各向异性纳米结构包括Fe3O4。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的液晶,其中,所述各向异性结构包括从由纳米棒、纳米片、纳米管和纳米盘组成的组中选择的各向异性纳米结构。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的液晶,其中,所述各向异性结构包括纳米棒。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的液晶,其中,所述各向异性结构的长轴的平均长度的范围为从大约20nm直到大约10μm。
8.根据权利要求7所述的液晶,其中,所述各向异性结构的所述长轴的所述平均长度的范围为从大约50nm直到大约10μm、或从大约100nm直到大约5μm。
9.根据权利要求7所述的液晶,其中,所述各向异性结构的所述长轴的所述平均长度的范围为从大约20nm、或从大约50nm、或从大约100nm、或从大约200nm、或从大约300nm、或从大约400nm、或从大约500nm直到大约10μm、直到大约5μm、或直到大约4μm、或直到大约3μm、或直到大约2μm。
10.根据权利要求7所述的液晶,其中,所述结构的所述长轴的所述平均长度是大约1.5μm。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的液晶,其中,所述各向异性结构的所述短轴的所述平均长度的范围为从大约2nm直到大约1μm、或从大约100nm直到大约500nm、或从大约100nm直到大约300nm。
12.根据权利要求1至10中的任一项所述的液晶,其中,所述各向异性结构的所述短轴的所述平均长度的范围为从大约2nm或从大约5nm、或从大约10nm、或从大约20nm、或从大约
30nm、或从大约40nm、或从大约50nm、或从大约60nm、或从大约70nm、或从大约80nm、或从大约90nm、或从大约100nm直到大约1μm、或直到大约800nm、或直到大约500nm、或直到大约
400nm、或直到大约300nm。
13.根据权利要求1至10中的任一项所述的液晶,其中,所述各向异性结构的所述短轴的所述平均长度是大约200nm。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的液晶,其中,所述各向异性结构的所述长轴的所述长度与所述短轴的所述长度的比率是至少大约1.1或至少大约1.2、或至少大约1.3、或至少大约1.5、或至少大约2、或至少大约3、或至少大约4、或至少大约5、或至少大约6、或至少大约7、或至少大约8、或至少大约9、或至少大约10、或至少大约11、或至少大约12、或至少大约13、或至少大约14、或至少大约15、或至少大约16、或至少大约17、或至少大约18、或至少大约19、或至少大约20。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的液晶,其中,对所述纳米结构的所述表面进行改性,以确保在溶剂中的分散/悬浮。
16.根据权利要求15所述的液晶,其中,所述纳米结构的所述表面用亲水基团被官能化。
17.根据权利要求16所述的液晶,其中,所述纳米结构的所述表面用从由羟基、羧基、巯基、羰基、氨基和磷酸盐组成的组中选择的基团被官能化。
18.根据权利要求15所述的液晶,其中,所述纳米结构的所述表面上具有聚合物层或二氧化硅层。
19.根据权利要求15所述的液晶,其中,所述纳米结构的所述表面上具有二氧化硅层。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的液晶,其中,所述各向异性纳米结构悬浮/分散在极性溶剂、非极性溶剂、或极性溶剂和非极性溶剂的混合物中。
21.根据权利要求26所述的液晶,其中,所述各向异性纳米结构悬浮/分散在极性溶剂中。
22.根据权利要求26所述的液晶,其中,所述各向异性纳米结构悬浮/分散在包括水的溶液中。
23.根据权利要求26所述的液晶,其中,所述各向异性纳米结构悬浮/分散在包括醇的溶液中。
24.根据权利要求23所述的液晶,其中,所述各向异性纳米结构悬浮/分散在包括醇的溶液中,所述醇选自由甲醇、乙醇、丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1丙醇、2-甲基-2-丙醇、乙二醇、甲二醇、丙二醇、甘油、苯甲醇、肉桂醇、二乙二醇、诱杀烯醇、环己醇和辛醇组成的组。
25.根据权利要求23所述的液晶,其中,所述各向异性纳米结构悬浮/分散在包括乙二醇的溶液中。
26.根据权利要求23所述的液晶,其中,所述各向异性纳米结构悬浮/分散在非极性溶剂中。
27.根据权利要求1至26中的任一项所述的液晶,其中,所述悬浮液/分散液中的各向异性纳米结构的体积分率大于大约0.1%。
28.根据权利要求27所述的液晶,其中,所述悬浮液/分散液中的各向异性纳米结构的所述体积分率的范围为从大约0.1%直到大约70%。
29.根据权利要求27至28中的任一项所述的液晶,其中,所述悬浮液/分散液中的各向异性纳米结构的所述体积分率大于大约0.5%、或大于大约1%、或大于大约3%、或大于大约4%、或大于大约3%、或大于大约5%、或大于大约6%、或大于大约7%、或大于大约8%、或大于大约9%、或大于大约10%、或大于大约11%、或大于大约12%、或大于大约13%、或大于大约14%、或大于大约15%、或大于大约16%、或大于大约17%、或大于大约18%、或大于大约19%、或大于大约20%。
30.根据权利要求1至26中的任一项所述的液晶,其中,所述悬浮液/分散液中的各向异性纳米结构的所述体积分率是大约10%。
31.根据权利要求27至30中的任一项所述的液晶,其中,所述悬浮液中的各向异性结构的所述体积分率足以提供有序液晶相。
32.根据权利要求1至31中的任一项所述的液晶,其中,所述各向异性结构在具有小于大约1T的强度的磁场中重新取向。
33.根据权利要求32所述的液晶,其中,所述各向异性结构在具有一强度的磁场中重新取向,该强度小于大约800mT、或小于大约500mT、或小于大约400mT、或小于大约300mT、或小于大约200mT、或小于大约100mT、或小于大约50mT、或小于大约25mT、或小于大约10mT、或小于大约5mT、或小于大约1mT。
34.根据权利要求1至33中的任一项所述的液晶,其中,所述各向异性结构悬浮/分散在包含聚合物分子或预聚物分子的溶液中。
35.一种装置,所述装置包括:
第一偏振层或膜,所述第一偏振层或膜被构造为充当偏振器;
第二偏振层或膜;以及
根据权利要求1至34中的任一项所述的液晶,所述液晶设置在所述第一偏振层或膜与所述第二偏振层或膜之间。
36.根据权利要求35所述的装置,其中,所述第一偏振层或膜被构造为充当偏振器。
37.根据权利要求35至36中的任一项所述的装置,其中,所述第二偏振层或膜被构造为充当检偏器。
38.根据权利要求35至37中的任一项所述的装置,其中,所述第一偏振层或膜的偏振角与所述第二偏振层或膜的所述偏振角不同。
39.根据权利要求38所述的装置,其中,所述第一偏振层或膜的所述偏振角和所述第二偏振层或膜的所述角相差从大约0度至大约180度范围内的量。
40.根据权利要求39所述的装置,其中,所述第一偏振层或膜的所述偏振角和所述第二偏振层或膜的所述角相差大约45度。
41.根据权利要求39所述的装置,其中,所述第一偏振层或膜的所述偏振角和所述第二偏振层或膜的所述角相差大约90度。
42.根据权利要求35至41中的任一项所述的装置,其中,所述装置还包括反射层,所述反射层设置在所述第一偏振层或膜和所述第二偏振层或膜后面。
43.根据权利要求35至42中的任一项所述的装置,其中,所述装置是从由显示器、波导、致动器和光学调制器组成的组中选择的设备的组件。
44.一种光学切换方法,所述方法包括:
使偏振后的光学信号穿过根据权利要求1至34中的任一项所述的液晶;以及
将磁场施加至所述液晶,以改变所述液晶对所述光学信号的透射。
45.根据权利要求44所述的方法,其中,所述磁场以至少1Hz的频率被切换。
46.根据权利要求45所述的方法,其中,所述磁场以至少5Hz、或至少10Hz、或至少20Hz、或至少50Hz、或至少80Hz、或至少100Hz、或至少150Hz、或至少200Hz的频率被切换。
47.根据权利要求44至46中的任一项所述的方法,其中,所述方法使用根据权利要求35至43中的任一项所述的装置执行。
48.一种制造用作磁性液晶的磁性各向异性纳米结构的方法,所述方法包括:
制备非磁性各向异性纳米结构;
如果必须确保溶剂分散性,则对所述纳米结构的表面进行改性;以及
将所述纳米结构转变为磁性各向异性纳米结构。
49.一种制造用作磁性液晶的磁性各向异性纳米结构的方法,所述方法包括:
制备磁性各向异性纳米结构;以及
如果必须确保溶剂分散性,则对所述纳米结构的表面进行改性。
50.根据权利要求49所述的方法,其中,所述各向异性结构包括从由金属铁、金属钴、金属镍、金属钆、金属镝、含铁的合金、含钴的合金、含镍的合金、含钆的合金、含镝的合金、铁的氧化物、钴的氧化物、镍的氧化物、镁的氧化物、铕的氧化物、以及铬的氧化物组成的组中选择的材料。
51.根据权利要求49所述的方法,其中,所述各向异性结构包括从由Fe、Co、Ni、Mn、Gd、Dy、Eu、Cr、Zn、Cu、Mg、O、Si、Bi、Y、Sb组成的组中选择的材料。
52.根据权利要求49所述的方法,其中,所述各向异性结构包括从由Fe、Co、Ni、Mn、Gd、Dy、Eu、Cr、Zn、Cu、Mg、O、Si、Bi、Y、Sb的化合物组成的组中选择的材料。
53.根据权利要求49所述的方法,其中,所述各向异性结构包括从由Fe、Co、Ni、Mn、Gd、Dy、Eu、Cr、Zn、Cu、Mg、O、Si、Bi、Y、Sb的合金组成的组中选择的材料。
54.根据权利要求49所述的方法,其中,所述各向异性结构包括Fe3O4。
55.根据权利要求49至54中的任一项所述的方法,其中,所述各向异性结构包括从由纳米棒、纳米片、纳米管和纳米盘组成的组中选择的各向异性纳米结构。
56.根据权利要求49至54中的任一项所述的方法,其中,所述各向异性结构包括纳米棒。
57.根据权利要求49至56中的任一项所述的方法,其中,所述各向异性结构的长轴的平均长度的范围为从大约20nm直到大约10μm。
58.根据权利要求57所述的方法,其中,所述各向异性结构的所述长轴的所述平均长度的范围为从大约50nm直到大约10μm、或从大约100nm直到大约5μm。
59.根据权利要求57所述的方法,其中,所述各向异性结构的所述长轴的所述平均长度的范围为从大约20nm、或从大约50nm、或从大约100nm、或从大约200nm、或从大约300nm、或从大约400nm、或从大约500nm直到大约10μm、直到大约5μm、或直到大约4μm、或直到大约3μm、或直到大约2μm。
60.根据权利要求57所述的方法,其中,所述结构的所述长轴的所述平均长度是大约
1.5μm。
61.根据权利要求49至60中的任一项所述的方法,其中,所述各向异性结构的短轴的平均长度的范围为从大约2nm直到大约1μm、或从大约100nm直到大约500nm、或从大约100nm直到大约300nm。
62.根据权利要求49至60中的任一项所述的方法,其中,所述各向异性结构的所述短轴的所述平均长度的范围为从大约2nm或从大约5nm、或从大约10nm、或从大约20nm、或从大约
30nm、或从大约40nm、或从大约50nm、或从大约60nm、或从大约70nm、或从大约80nm、或从大约90nm、或从大约100nm直到大约1μm、或直到大约800nm、或直到大约500nm、或直到大约
400nm、或直到大约300nm。
63.根据权利要求49至60中的任一项所述的方法,其中,所述各向异性结构的所述短轴的所述平均长度是大约200nm。
64.根据权利要求49至63中的任一项所述的方法,其中,所述各向异性结构的所述长轴的所述长度与所述短轴的所述长度的比率是至少大约1.1或至少大约1.2、或至少大约1.3、或至少大约1.5、或至少大约2、或至少大约3、或至少大约4、或至少大约5、或至少大约6、或至少大约7、或至少大约8、或至少大约9、或至少大约10、或至少大约11、或至少大约12、或至少大约13、或至少大约14、或至少大约15、或至少大约16、或至少大约17、或至少大约18、或至少大约19、或大约至少20。
65.根据权利要求49至64中的任一项所述的方法,其中,所述制备包括:制备包括FeOOH纳米结构的纳米结构,所述FeOOH纳米结构包括FeCl3前体。
66.根据权利要求49至65中的任一项所述的方法,其中,对所述纳米结构的所述表面进行所述改性包括:用表面活性剂对所述表面进行改性。
67.根据权利要求49至65中的任一项所述的方法,其中,对所述纳米结构的所述表面进行所述改性包括:用亲水基团来官能化所述表面。
68.根据权利要求67所述的方法,其中,对所述纳米结构的所述表面进行所述改性包括:用从由羟基、羧基、巯基、羰基、氨基和磷酸盐组成的所述组中选择的基团官能化所述表面。
69.根据权利要求49至65中的任一项所述的方法,其中,对所述纳米结构的所述表面进行所述改性包括:用氧化物涂层来涂布所述表面。
70.根据权利要求69所述的方法,其中,所述氧化物涂层包括二氧化硅。
71.根据权利要求70所述的方法,其中,对所述纳米结构的所述表面进行所述改性包括:使所述纳米结构与硅醇盐反应。
72.根据权利要求71所述的方法,其中,对所述纳米结构的所述表面进行所述改性包括:使所述纳米结构与硅醇盐反应,该硅醇盐选自由正硅酸乙酯(TEOS)和正硅酸甲酯(TMOS)组成的组。
73.根据权利要求49至65中的任一项所述的方法,其中,对所述纳米结构的所述表面进行所述改性包括:用聚合物涂层来涂布所述表面。
74.根据权利要求48和50至73中的任一项所述的方法,其中,所述将改性后的所述纳米结构转变为磁性各向异性纳米结构包括:还原所述非磁性纳米结构。
75.根据权利要求48和50至73中的任一项所述的方法,其中,所述将改性后的所述纳米结构转变为磁性各向异性纳米结构包括:将所述纳米结构中的FeOOH还原成Fe3O4。
76.根据权利要求74至75中的任一项所述的方法,其中,所述还原使用从由二乙二醇、乙二醇、甘油、氢硼化物、联氨和氢组成的组中选择的材料来执行。
77.根据权利要求48至76中的任一项所述的方法,其中,所述方法还包括:纯化和/或浓缩所述磁性各向异性纳米结构。
78.根据权利要求77所述的方法,其中,所述纯化和/或浓缩包括一个或更多个磁性分离步骤。
79.根据权利要求48至78中的任一项所述的方法,其中,所述磁性各向异性纳米结构被浓缩或重新悬浮到大于大约0.1%的体积分率。
80.根据权利要求48至78中的任一项所述的方法,其中,所述磁性各向异性纳米结构被浓缩或重新悬浮到范围为0.1%直到大约70%的体积分率。
81.根据权利要求48至78中的任一项所述的方法,其中,所述磁性各向异性纳米结构被浓缩或重新悬浮到一体积分率,该体积分率大于大约0.5%、或大于大约1%、或大于大约
3%、或大于大约4%、或大于大约3%、或大于大约5%、或大于大约6%、或大于大约7%、或大于大约8%、或大于大约9%、或大于大约10%、或大于大约11%、或大于大约12%、或大于大约13%、或大于大约14%、或大于大约15%、或大于大约16%、或大于大约17%、或大于大约18%、或大于大约19%、或大于大约20%。
82.根据权利要求48至78中的任一项所述的方法,其中,所述磁性各向异性纳米结构被浓缩或重新悬浮到足以提供有序液晶相的体积分率。
83.根据权利要求48至82中的任一项所述的方法,其中,所述各向异性纳米结构悬浮在极性溶剂、非极性溶剂、或极性溶剂和非极性溶剂的混合物中。
84.根据权利要求83所述的方法,其中,所述各向异性纳米结构悬浮在极性溶剂中。
85.根据权利要求83所述的方法,其中,所述各向异性纳米结构悬浮在包括水的溶液中。
86.根据权利要求83所述的方法,其中,所述各向异性纳米结构悬浮在包括醇的溶液中。
87.根据权利要求86所述的方法,其中,所述各向异性纳米结构悬浮在包括醇的溶液中,该醇选自由甲醇、乙醇、丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1丙醇、2-甲基-2-丙醇、乙二醇、甲二醇、丙二醇、甘油、苯甲醇、肉桂醇、二乙二醇、诱杀烯醇、环己醇和辛醇组成的组。
88.根据权利要求86所述的方法,其中,所述各向异性纳米结构悬浮在包括乙二醇的溶液中。
89.根据权利要求83所述的方法,其中,所述各向异性纳米结构悬浮在非极性溶剂中。
90.根据权利要求83所述的方法,其中,所述各向异性纳米结构悬浮在包含聚合物分子或预聚物分子的溶液中。
91.一种液晶,所述液晶包括根据权利要求48至90中的任一项所述的方法制造的、涂布有二氧化硅的磁性各向异性纳米结构。
92.一种制作用一个或更多个光学偏振图案化的薄膜的方法,所述方法包括:
提供基底,在所述基底上沉积包含根据权利要求1至34中的任一项中所述的各向异性磁性纳米结构的树脂;
将磁场施加至所述树脂,以使在涂布有所述树脂的所述基底的所有或一个或更多个区域中的所述各向异性磁性纳米结构配向;以及
固化/交联在涂布有所述树脂的所述基底的所有或一个或更多个区域中的所述树脂,以将所述各向异性磁性纳米结构固定在第一配向上,从而提供第一光学偏振。
93.根据权利要求92所述的方法,所述方法还包括:
将磁场施加至所述基底的第二区域,以使所述第二区域中的各向异性磁性纳米结构配向在与所述第一配向不同的取向上;以及
固化/交联在所述第二区域中的所述树脂,以将在所述第二区域中配向的所述各向异性磁性纳米结构固定在第二配向上,以提供第二光学偏振。
94.根据权利要求92至93中的任一项所述的方法,所述方法还包括:
将磁场施加至所述基底的第三区域,以使所述第三区域中的所述各向异性磁性纳米结构配向在与所述第一配向和/或所述第二配向不同的取向上;以及
固化/交联在所述第三区域中的所述树脂,以将在所述第三区域中配向的所述纳米棒固定在第三配向上,以提供第三光学偏振。
95.根据权利要求92至94中的任一项所述的方法,其中,所述方法包括:使一个或更多个区域中的所述树脂不固化/不交联,使得当将磁场施加至所述膜时,所述区域中的所述各向异性磁性纳米结构重新取向。
96.根据权利要求92至95中的任一项所述的方法,其中,所述树脂是UV固化树脂,并且通过将UV光施加到将被固化/交联的所述区域来进行所述固化/交联。
97.根据权利要求96所述的方法,其中,所述树脂选自由双酚A-二缩水甘油醚二丙烯酸酯(BGEDA)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、以及聚(二乙二醇碳酸酯)二丙烯酸酯(PGCDA)组成的组。
98.根据权利要求92至95中的任一项所述的方法,其中,所述树脂是化学固化树脂,并且通过将所述固化催化剂施加至将被固化/交联的所述区域来进行所述固化/交联。
99.根据权利要求98所述的方法,其中,所述催化剂被喷墨纳米打印在将被固化的所述区域上。
100.一种用一个或更多个光学偏振图案化的薄膜,所述薄膜包括:
根据权利要求1至34中的任一项所述的各向异性磁性纳米结构,其中,所述各向异性磁性纳米结构在所述薄膜中的不同位置处被设置在一个或更多个预定取向上。
101.根据权利要求100所述的薄膜,其中,所述膜包括一个或更多个第一区域,所述一个或更多个第一区域包括配向在提供第一偏振的第一配向上的各向异性磁性纳米结构。
102.根据权利要求101所述的薄膜,其中,所述膜包括一个或更多个第二区域,所述一个或更多个第二区域包括配向在与所述第一配向不同的第二配向上的各向异性磁性纳米结构,所述第二配向提供与所述第一偏振不同的第二偏振。
103.根据权利要求102所述的薄膜,其中,所述膜包括一个或更多个第三区域,所述一个或更多个第三区域包括配向在与所述第一和/或所述第二配向不同的第三配向上的各向异性磁性纳米结构,所述第三配向提供与所述第一和/或所述第二偏振不同的第三偏振。
104.根据权利要求100至103中的任一项所述的薄膜,其中,所述膜包括一个或更多个区域,其中,当磁场被施加至所述膜时,所述区域中的所述各向异性磁性纳米结构自由地重新取向。
105.根据权利要求100至104中的任一项所述的薄膜,其中,根据权利要求92至99中的任一项所述的方法来制作所述膜。
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