[发明专利]可电控光学元件、以及制造所述元件的方法

权利要求书

1.一种可电控的光学元件，所述光学元件具有薄层盒，所述薄层盒具有两个空间上分开的基底，在所述两个空间上分开的基底的每一个的内表面上施加经结构化的或/和平坦的导电层，和

设置在施加到两个空间上分开的基底上的导电层之间的克尔效应复合物；

其中，所述克尔效应复合物具有

由小棒状分子和非小棒状半介晶分子形成的混合物作为活性成分，和

由聚合的反应性介晶形成的各向异性的聚合物网络，

其中所述克尔效应复合物中的非小棒状半介晶分子防止了在薄层盒的工作温度范围内包括液晶相的有序状态的形成，并且，

其中在没有电场、在薄层盒的工作温度范围内所述克尔效应复合物的活性成分的状态是各向同性的，并且

其中在薄层盒的工作温度范围内施加电压或调节所施加的电压时，克尔效应复合物的活性成分改变定向并因此产生由电压引发的所述光学元件的光学性质的改变。

2.根据权利要求1所述的可电控的光学元件，其特征在于，所述薄层盒的两个空间上分开的基底为玻璃基底或聚合物基底，其中每个基底的内表面分别设置有导电的ITO电极作为导电层，其中在所述导电层上设置有定向层，并且其中借助于如下进行各向异性的聚合物网络的预压制：

将克尔效应复合物的前体中的光引发剂、脂肪族单体和反应性介晶的混合物冷却至液晶相或，通过施加电压将小棒状的分子定向；

和用UV辐射照射克尔效应复合物的前体以引发反应性介晶的聚合。

3.根据权利要求2所述的可电控的光学元件，其特征在于，定向层包含导致反应性介晶垂直配向的可光交联的或可光聚合的基团，并且其中所述各向异性聚合物网络共价地固定到施加到所述两个空间上分开的基底的导电层上的定向层上，由此使得即使在所述克尔效应复合物在冷却停止且将温度提高到接近室温之后而各向同性化时也保持着所述各向异性聚合物网络。

4.根据权利要求1所述的可电控的光学元件，其特征在于，所述小棒状的分子具有大偶极矩并且以形状各向异性的分子的纳米级簇或纳米颗粒的形式固定在各向异性的聚合物网络中，并且其中通过非共价的分子间相互作用来进行所述形状各向异性的分子在所述各向异性的聚合物网络中的固定。

5.根据权利要求4所述的可电控的光学元件，其特征在于，所述形状各向异性的分子的非共价的分子间相互作用基于吡啶/酸或酸/酸的H桥键、离子相互作用和ππ相互作用形成。

6.根据权利要求1所述的可电控的光学元件，其特征在于，所述非小棒状的半介晶作为所述克尔效应复合物中的络合物通过分子间非共价相互作用形成，并且其中温度提高导致非共价相互作用的减弱，使得非小棒状的半介晶的络合物部分地分解。

7.根据权利要求6所述的可电控的光学元件，其特征在于，为了合成具有高介电和光学各向异性的各向同性非小棒状半介晶，向下式的联苯结构的对位插入取代基R₁作为极性端基：

其中R1选自-CN、-NCS、-Br和-Cl。

8.根据权利要求6所述的可电控的光学元件，其特征在于，在非小棒状半介晶中通过根据下式将苯环替换成杂芳族核心来提高所述非小棒状半介晶的永久偶极矩和其介电各向异性：

其中R₁选自-CN、-NCS、-Br和-Cl。