CN114019740A - 一种液晶分子指向矢可调的双层结构液晶器件及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种液晶分子指向矢可调的双层结构液晶器件，该器件包括相同的、预先制成的第一宾主液晶单元和第二液晶宾主单元；将第一宾主液晶单元下基板上施加透明光学胶，再将第二宾主液晶单元旋转90度贴到第一宾主液晶单元的上基板上，待贴合好的第一宾主液晶单元、第二宾主液晶单元完全固化，得到垂直取向双层宾主液晶器件；所述两个宾主液晶单元的基板表面均匀涂覆PI层，所述宾主液晶单元的厚度为2μm～15μm。本发明通过掺杂介晶性分子与PI取向层产生氢键以获得超疏水垂直取向PI层，可实现对液晶分子的锚固力和宾主液晶有序参数的调控，拓宽了宾主液晶器件对比度的调控范围，特别地可显著提升宾主液晶器件的对比度。
Description
技术领域
本发明涉及航空材料技术领域，具体涉及一种液晶分子指向矢可调控的双层结构液晶器件及制备方法。
背景技术
变色材料是通过改变外界条件能够可逆地改变材料本身光学属性(反射率、透过率和吸收率等)的一类材料，通过合理地成分结构设计、制备工艺和元器件设计能够实现对光电性能地调控。根据变色驱动原理的不同可分为热致、光致和电致变色材料，上述变色材料在对比度、响应时间、寿命及性能稳定性等方面各有千秋，全固态电致变色材料设计的电致变色器件(如全固态电致变色器件，悬浮粒子器件)已实现产业化，并应用于建筑玻璃和波音787飞机舷窗的场景。但上述材料不同程度地存在响应速度慢、雾度高和常态透过率低(不通电)和不适用于制备曲面光学构件等无法突破地技术瓶颈，特别地无法满足快速响应和常态高透过的应用场景。
染料-液晶复相材料制备的宾主型液晶变色器件具有响应速度快、驱动电压低和雾度低等特点，在汽车、飞机风挡玻璃和变色眼镜等领域具有广泛的应用前景。但目前液晶器件尚存在褪色态(通电)低透过和大尺寸常态(不通电)高透过产品制备技术成熟度较低等不足。
宾主液晶光电性能不仅与液晶分子的介电和光学各向异性、双折射、弹性常数和自身有序性、二向性染料的二向色性、稳定性和溶解度等本征参数相关，还与染料液晶复相材料在基板间的取向排列(有序参数)等外界因素密切相关。在选定液晶和染料两种材料的前提下，宾主液晶在基板间取向排列均匀性及有序性将显著影响器件的响应时间、对比度和阀值电压等光电性能。
宾主液晶器件的透过率与有序参数如公式所示，Toff为宾主液晶器件关态透过率，Ton宾主液晶器件开态透过率，α为染料吸收系数，c为染料浓度，d为宾主液晶盒盒厚，S为有序参数。
在无外场作用下，液晶分子实现高有序度垂直取向是研制常态(不通电)高透过器件的基本前提。目前，摩擦取向和聚酰亚胺(PI)涂覆技术研制的垂直取向宾主液晶器件存在液晶垂直取向度差和对比度低等不足。如何实现无外场作用下液晶分子指向矢的调控是获得高对比度、快速响应和低阀值电压液晶器件的关键，急需开展相关研究。
发明内容
为了在无外场作用下液晶分子能够实现高有序垂直取向，本发明实施例提供一种液晶分子指向矢可控的双层结构液晶器件及其制备方法，该方法通过将掺杂介晶性分子与摩擦方向垂直取向双层液晶器件相结合，实现了对宾主液晶盒中液晶分子的锚固力和宾主液晶有序参数的调控，拓宽了宾主液晶器件对比度的调控范围，有效实现液晶分子的高有序垂直取向。具体技术方案如下：
本发明实施例提供的一种液晶分子指向矢可控的双层结构液晶器件，包括：自上而下的、预先制成的液晶分子指向矢可调的宾主液晶层制备方法制备的第一宾主液晶单元(Ⅰ)和第二宾主液晶单元(Ⅱ)；其中，所述第一宾主液晶单元包括第一下基板(Ⅰ-5)、所述第二宾主液晶单元包括第二上基板(Ⅱ-1)；所述第一宾主液晶单元和所述第二宾主液晶单元均加入介晶性分子；
将所述第一宾主液晶单元(I)的第一下基板(Ⅰ-5)上滴加光学胶粘剂，再将第二宾主液晶单元(Ⅱ)旋转90度贴到第一宾主液晶单元(I)上，待贴合好的第一宾主液晶单元、第二宾主液晶单元固化完全，得到垂直取向双层宾主液晶器件。
进一步的，所述第一宾主液晶单元(I)还包括第一上基板(Ⅰ-1)、第一复相液晶层(Ⅰ-3)，所述第二宾主液晶单元还包括第二下基板(Ⅱ-5)、第二复相液晶层(Ⅱ-3)；所述第一上基板(Ⅰ-1)的下表面(Ⅰ-2)、所述第一下基板(Ⅰ-5)的上表面(Ⅰ-4)，均匀涂覆PI层，所述第一宾主液晶单元的第一复相液晶层(Ⅰ-3)、所述第二宾主液晶单元的第二复相液晶层(Ⅱ-3)层的厚度均为2μm～15μm。
进一步的，所述介晶性分子与所述PI层生成氢键，所述氢键的通用结构式为：
式中：A为
的一种，R为R1＝—CnH2n+1，R2＝—OCnH2n+1，n＝2～10。
进一步的，所述第一宾主液晶单元或所述第二宾主液晶单元通过如下步骤制得：
在黄光室温下称取198mg主体液晶于棕色玻璃瓶中；
依据液晶质量，制备浓度为1mg-4mg的二向色性染料溶液；
根据所述主体液晶和所述二向色性染料溶液制备宾主液晶；
称取一定量的介晶性分子，加入至所述宾主液晶中搅拌6小时充分混合，得到最终液晶；
将所述最终液晶灌至垂直取向的液晶盒中，液晶混合物在毛细现象的作用下缓慢流入液晶盒中，直至样品填满整个液晶盒，形成介晶性分子掺杂的第一宾主液晶单元或第二宾主液晶单元。
进一步的，获取10mg的二向色性染料溶于10ml纯度为95％的二氯甲烷中，得到浓度为1mg-4mg的二向色性染料溶液；
称取2-8ml所述二向色性染料溶液，加入至所述198mg主体液晶中得到混合液；
将所述混合液放入50℃的真空干燥箱中干燥2小时除去二氯甲烷，再放置于110℃的热台上搅拌5小时，充分混合，配制成为染料浓度为1-4wt％的宾主液晶。
进一步的，所述二向色性染料为偶氮、醌蒽和三苯二噁嗪类中的一种或多种，且有序参数在0.5～0.95范围内，在所述主体液晶中的溶解度不低于2wt.％。
进一步的，所述主体液晶、二向色性染料和介晶性分子的质量分数分别为90～99wt.％、0.2～5％和1～8％。
进一步的，所述主体液晶的表达式为：
式中，B代表中心桥键，可以是苯环、嘧啶环、乙炔基、联乙炔基、环己烷中的一种或多种，R代表环状结构，L是侧链基团，S是末端基团、是烷基、烷氧基中的一种或多种。
本发明得第二方面提供一种液晶分子指向矢可调的宾主液晶单元制备方法，包括：
在黄光室温下称取198mg主体液晶于棕色玻璃瓶中；
制备浓度为1mg-4mg的二向色性染料二氯甲烷溶液；
根据所述主体液晶和所述二向色性染料二氯甲烷溶液制备宾主液晶；
称取一定量的介晶性分子，加入至所述宾主液晶中搅拌6小时充分混合，得到最终液晶；
将所述最终液晶灌至垂直取向的液晶盒中，液晶混合物在毛细现象的作用下缓慢流入液晶盒中，直至样品填满整个液晶盒，形成介晶性分子掺杂的宾主液晶层。
进一步的，所述二向色性染料二氯甲烷溶液的制备过程为：
获取10mg的二向色性染料溶于10ml纯度为95％的二氯甲烷中，得到浓度为1mg-4mg的二向色性染料二氯甲烷溶液；
所述宾主液晶的制备过程包括：
称取2-8ml所述二向色性染料二氯甲烷溶液，加入至所述198mg主体液晶中得到混合液；
将所述混合液放入50℃的真空干燥箱中干燥2小时除去二氯甲烷，再放置于110℃的热台上搅拌5小时，充分混合，配制成为染料浓度为1-4wt％的宾主液晶。
本发明实施例提供的一种液晶分子指向矢可调的双层结构液晶器件，该器件包括相同的、预先制成的掺有介晶性分子得第一宾主液晶单元和第二宾主液晶单元；将第一宾主液晶单元下基板上施加透明光学胶，再将第二宾主液晶层旋转90度贴到第一宾主液晶单元的上基板上，将贴合好的第一宾主液晶单元、第二宾主液晶单元完全固化，得到垂直取向双层宾主液晶器件；所述两个宾主液晶单元的基板表面均匀涂覆PI层，所述宾主液晶单元的厚度为2μm～15μm。本发明通过掺杂介晶性分子与PI取向层产生氢键以获得超疏水垂直取向PI层，一定程度提高了垂直PI取向层对液晶的锚固力和宾主液晶有序参数，并提高了宾主液晶器件的对比度。
进一步的，采用摩擦方向垂直取向的双层宾主液晶器件结构，消除偏振光依赖性，提高通断电状态对比度。最终，所制备器件对比度可达50％，显著优于目前宾主液晶器件对比度为不高于40％的平均水平；同时，响应时间仅为百毫秒级(226ms)，表现出高对比度和快速响应的综合性能。
附图说明
图1是本发明一种液晶分子指向矢调控的双层结构液晶器件的结构示意图；
图2宾液晶器件偏振可见吸收光谱图；
图3a为宾主液晶器件透过率与波长的关系曲线；
图3b为宾主液晶器件的电压-透过率曲线；
图4不同浓度介晶分子掺杂下宾主液晶器件的透过率-时间曲线；
图中：Ⅰ：第一宾主液晶单元；Ⅰ-1：第一上基板；Ⅰ-2：第一上基板的下表面；Ⅰ-3：第一复相液晶层；Ⅰ-4：第一下基板的上表面；Ⅰ-5：第一下基板；Ⅱ：第二宾主液晶单元；Ⅱ-1：第二上基板；Ⅱ-2：第二上基板得下表面；Ⅱ-3：第二复相液晶层；Ⅱ-4：第二下基板得上表面；Ⅱ-5：第二下基板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行说明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1是本发明一种液晶分子指向矢调控的双层结构液晶器件的结构示意图，包括：
自上而下的、预先制成的液晶分子指向矢可调的宾主液晶层制备方法制备的第一宾主液晶单元(Ⅰ)和第二宾主液晶单元(Ⅱ)；其中，所述第一宾主液晶单元包括第一下基板(Ⅰ-5)、所述第二宾主液晶单元包括第二上基板(Ⅱ-1)；所述第一宾主液晶单元和所述第二宾主液晶单元均加入介晶性分子；上述第一宾主液晶单元(I)还包括第一上基板(Ⅰ-1)、第一复相液晶层(Ⅰ-3)，所述第二宾主液晶单元还包括第二下基板(Ⅱ-5)、第二复相液晶层(Ⅱ-3)；所述第一上基板(Ⅰ-1)的下表面(Ⅰ-2)、所述第一下基板(Ⅰ-5)的上表面(Ⅰ-4)，均匀涂覆PI层，所述第一宾主液晶单元的第一复相液晶层(Ⅰ-3)、所述第二宾主液晶单元的第二复相液晶层(Ⅱ-3)层的厚度均为2μm～15μm。
将所述第一宾主液晶单元(I)的第一下基板(Ⅰ-5)上滴加光学胶粘剂，再将第二宾主液晶单元(Ⅱ)旋转90度贴到第一宾主液晶单元(I)上，将贴合好的第一宾主液晶单元、第二宾主液晶单元至于365nm紫外光下固化2min，待贴合好的第一宾主液晶单元、第二宾主液晶单元固化完全，得到垂直取向双层宾主液晶器件。
上述介晶性分子能够与PI取向层生成氢键，其结构通式为：
其中A可为
的一种，R为R1＝—CnH2n+1，R2＝—OCnH2n+1(n＝2～10)。
具体的，上述第一宾主液晶单元和第二宾主液晶单元中液晶复相材料混合物的制备方法主要包括如下步骤：
在黄光室温下称取198mg主体液晶于棕色玻璃瓶中；
获取10mg的二向色性染料溶于10ml纯度为95％的二氯甲烷中，得到浓度为1mg-4mg的二向色性染料二氯甲烷溶液；
称取2-8ml所述二向色性染料二氯甲烷溶液，加入至所述198mg主体液晶中得到混合液；
将所述混合液放入50℃的真空干燥箱中干燥2小时除去二氯甲烷，再放置于110℃的热台上搅拌5小时，充分混合，配制成为染料浓度为1-4wt％的宾主液晶
称取一定量的4HPB介晶性分子，加入至所述宾主液晶中搅拌6小时充分混合，得到最终液晶；
将所述最终液晶灌至垂直取向的液晶盒中，液晶混合物在毛细现象的作用下缓慢流入液晶盒中，直至样品填满整个液晶盒，形成介晶性分子掺杂的宾主液晶层。
具体的，在本发明实施例的可选实施方式中，二向色性染料为偶氮、醌蒽和三苯二噁嗪类中的一种或多种，且有序参数在0.5～0.95范围内，在所述主体液晶中的溶解度不低于2wt％。所述主体液晶、二向色性染料和介晶性分子的质量分数分别为90～99wt％、0.2～5％和1～8％。所述主体液晶的表达式为：
式中，B代表中心桥键，可以是苯环、嘧啶环、乙炔基、联乙炔基、环己烷中的一种或多种，R代表环状结构，L是侧链基团，S是末端基团、是烷基、烷氧基中的一种或多种。
下面通过具体示例对上述双层宾主液晶器件制备方法进行说明。
示例1
在黄光室温下称取198mg主体液晶HNG30500-100于棕色玻璃瓶中，将质量为10mg的二向色性染料溶于10ml纯度为95％的二氯甲烷中，常温下二向色性染料溶解，配制成1mg/ml的二向色性染料二氯甲烷溶液，称取2ml的二向色性染料二氯甲烷溶液，加入到称取198mg液晶的棕色玻璃瓶中，将该混合物放置于50℃的真空干燥箱中干燥2小时除去二氯甲烷(沸点40℃)，然后将其放置于110℃(液晶清亮点以上)的热台上搅拌5小时，充分混合，配制成为染料浓度为1wt％的宾主液晶。
用天平称取3mg的4HPB介晶性分子，并加入制备的1wt％宾主液晶中搅拌6小时充分混合，最终液晶：二向色性染料：4HPB的质量比为99:1:1.5。
将介晶性分子掺杂宾主液晶灌至垂直取向的液晶盒中(盒厚d＝5μm)，液晶混合物在毛细现象的作用下缓慢流入液晶盒中，直至样品填满整个液晶盒，形成介晶性分子掺杂的宾主液晶层。按照图1所示，取两个相同的宾主液晶器件，在某一片液晶盒上滴加NOA65紫外固化胶，再将另一片相同的液晶盒(ITO玻璃折射率为1.52)旋转90°贴到第一片液晶盒上，将贴合好的双层液晶盒至于365nm紫外光下(强度为1mW/cm2)固化2min，从而获得垂直取向双层宾主液晶器件(见图1)，图2为液晶器件的结构和染料垂直和平行方向的分光光度曲线，可以看出在波长550nm处，该宾主液晶对比度最高。
示例2
在黄光室温下称取198mg主体液晶HNG30500-100于棕色玻璃瓶中，将质量为10mg的二向色性染料溶于10ml纯度为95％的二氯甲烷中，常温下二向色性染料溶解，配制成浓度为4mg/ml的二向色性染料混合溶液，分别取8ml上述混合溶液和192mg液晶，将上述混合物置于棕色玻璃瓶中，放置于50℃的真空干燥箱中干燥2小时除去二氯甲烷(沸点40℃)，随后在110℃(液晶清亮点以上)的热台上搅拌5小时实现充分混合，配制成为染料浓度为4wt％的宾主液晶。
用天平称取3mg的介晶性分子，并加入制备的4wt％宾主液晶中搅拌6小时充分混合，最终液晶：二向色性染料：4HPB的质量比为92：1.5：4。
将4HPB介晶性分子掺杂宾主液晶灌至垂直取向的液晶盒中(盒厚d＝10μm)，液晶混合物在毛细现象的作用下缓慢流入液晶盒中，直至样品填满整个液晶盒，形成介晶性分子掺杂的宾主液晶层。取两个相同的宾主液晶器件，在某一片液晶盒上滴加NOA65紫外固化胶(折射率为1.52)，然后将另一片相同的液晶盒(ITO玻璃折射率为1.52)旋转90°贴到第一片液晶盒上，将贴合好的双层液晶盒至于365nm紫外光下(强度为1mW/cm2)固化2min，从而获得垂直取向双层宾主液晶器件，该器件的光电性能曲线如图3a和3b所示。可以该宾主液晶器件的调节范围为17％～66％(@500nm～600nm)，驱动电压和响应时间分别为3.5V和5ms。
示例3
在黄光室温下称取196mg主体液晶HNG30900-100于棕色玻璃瓶中，将质量为10mg的二向色性染料HFUT-Black溶于10ml纯度为95％的二氯甲烷中，常温下二向色性染料溶解，配制成浓度为2mg/ml的二向色性染料混合溶液，分别取4ml上述混合溶液和196mg液晶，将上述混合物置于棕色玻璃瓶中，放置于50℃的真空干燥箱中干燥2小时除去二氯甲烷(沸点40℃)，然后将其放置于110℃(液晶清亮点以上)的热台上搅拌5小时，充分混合，配制成为染料浓度为2wt％的宾主液晶。
用天平称取3mg的4HPB介晶性分子，并加入制备的2wt％宾主液晶中搅拌6小时充分混合，最终液晶：二向色性染料：4HPB的质量比为98:1:2。将介晶性分子掺杂宾主液晶灌至垂直取向的液晶盒中(盒厚d＝5μm)，液晶混合物在毛细现象的作用下缓慢流入液晶盒中，直至样品填满整个液晶盒，形成介晶性分子掺杂的宾主液晶层。通过以上方式制备两片相同的液晶盒，在某一片液晶盒上滴加NOA65紫外固化胶(折射率为1.52)，再将另一片相同的液晶盒(ITO玻璃折射率为1.52)旋转90°贴到第一片液晶盒上，将贴合好的双层液晶盒至于365nm紫外光下(强度为1mW/cm2)固化2min，从而获得垂直取向双层宾主液晶器件。
本发明实施例提供的一种液晶分子指向矢调控的双层结构液晶器件，该器件包括两个相同的、预先制成的宾主液晶单元；将第一宾主液晶单元下基板上滴加透明光学胶，再将第二宾主液晶层旋转90度贴到第一宾主液晶单元的上基板上，将贴合好的第一宾主液晶单元、第二宾主液晶单元完全固化，得到垂直取向双层宾主液晶器件；所述两个宾主液晶单元的基板表面均匀涂覆PI层，所述宾主液晶单元的厚度为2μm～15μm。本发明通过掺杂介晶性分子与PI取向层产生氢键以获得超疏水垂直取向PI层，一定程度提高了垂直PI取向层锚固力和宾主液晶有序参数，并提高了宾主液晶器件的对比度。
进一步的，采用摩擦方向垂直取向的双层宾主液晶器件结构，消除偏振光依赖性，提高通断电状态对比度。最终，所制备器件对比度可达50％，显著优于目前宾主液晶器件对比度为不高于40％的平均水平；同时，响应时间仅为百毫秒级(226ms)，表现出高对比度和快速响应的综合性能。
本发明的第二方面包括一种液晶分子指向矢调控的宾主液晶产层制备方法，包括：
在黄光室温下称取198mg主体液晶于棕色玻璃瓶中；
制备浓度为1mg-4mg的二向色性染料二氯甲烷溶液；
根据所述主体液晶和所述二向色性染料二氯甲烷溶液制备宾主液晶；
称取一定量的4HPB介晶性分子，加入至所述宾主液晶中搅拌6小时充分混合，得到最终液晶；
将所述最终液晶灌至垂直取向的液晶盒中，液晶混合物在毛细现象的作用下缓慢流入液晶盒中，直至样品填满整个液晶盒，形成介晶性分子掺杂的宾主液晶层。
进一步的，所述二向色性染料二氯甲烷溶液的制备过程为：
获取10mg的二向色性染料溶于10ml纯度为95％的二氯甲烷中，得到浓度为1mg-4mg的二向色性染料二氯甲烷溶液；
所述宾主液晶的制备过程包括：
称取2-8ml所述二向色性染料二氯甲烷溶液，加入至所述198mg主体液晶中得到混合液；
将所述混合液放入50℃的真空干燥箱中干燥2小时除去二氯甲烷，再放置于110℃的热台上搅拌5小时，充分混合，配制成为染料浓度为1-4wt％的宾主液晶。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种液晶分子指向矢可调的双层结构液晶器件，其特征在于，包括：自上而下的、预先制成的液晶分子指向矢可调的第一宾主液晶单元(Ⅰ)和第二宾主液晶单元(Ⅱ)；其中，所述第一宾主液晶单元包括第一下基板(Ⅰ-5)、所述第二宾主液晶单元包括第二上基板(Ⅱ-1)；所述第一宾主液晶单元和所述第二宾主液晶单元均加入介晶性分子；
将所述第一宾主液晶单元(I)的第一下基板(Ⅰ-5)上滴加光学胶粘剂，再将第二宾主液晶单元(Ⅱ)旋转90度贴到第一宾主液晶单元(I)上，待贴合好的第一宾主液晶单元、第二宾主液晶单元固化，得到垂直取向双层宾主液晶器件。
2.根据权利要求1所述的液晶分子指向矢可调的双层结构液晶器件，其特征在于，所述第一宾主液晶单元(I)还包括第一上基板(Ⅰ-1)、第一复相液晶层(Ⅰ-3)，所述第二宾主液晶单元还包括第二下基板(Ⅱ-5)、第二复相液晶层(Ⅱ-3)；所述第一上基板(Ⅰ-1)的下表面(Ⅰ-2)、所述第一下基板(Ⅰ-5)的上表面(Ⅰ-4)，均匀涂覆PI层，所述第一宾主液晶单元的第一复相液晶层(Ⅰ-3)、所述第二宾主液晶单元的第二复相液晶层(Ⅱ-3)层的厚度均为2μm～15μm。
3.根据权利要求2所述的液晶分子指向矢可调的双层结构液晶器件，其特征在于，所述介晶性分子与所述PI层生成氢键，所述氢键的通用结构式为：
式中：A为
的一种，R为R1＝—CnH2n+1，R2＝—OCnH2n+1，n＝2～10。
4.根据权利要求1所述的液晶分子指向矢可调的双层结构液晶器件，其特征在于，所述第一宾主液晶单元或所述第二宾主液晶单元通过如下步骤制得：
在黄光室温下称取198mg主体液晶于棕色玻璃瓶中；
依据液晶质量，制备浓度为1mg-4mg的二向色性染料溶液；
根据所述主体液晶和所述二向色性染料溶液制备宾主液晶；
称取一定量的介晶性分子，加入至所述宾主液晶中搅拌6小时充分混合，得到最终液晶；
将所述最终液晶灌至垂直取向的液晶盒中，液晶混合物在毛细现象的作用下缓慢流入液晶盒中，直至样品填满整个液晶盒，形成介晶性分子掺杂的第一宾主液晶单元或第二宾主液晶单元。
5.根据权利要求4所述的液晶分子指向矢可调的双层结构液晶器件，其特征在于：
获取10mg的二向色性染料溶于10ml纯度为95％的二氯甲烷中，得到浓度为1mg-4mg的二向色性染料溶液；
称取2-8ml所述二向色性染料溶液，加入至所述198mg主体液晶中得到混合液；
将所述混合液放入50℃的真空干燥箱中干燥2小时除去二氯甲烷，再放置于110℃的热台上搅拌5小时，充分混合，配制成为染料浓度为1-4wt％的宾主液晶。
6.根据权利要求5所述的液晶分子指向矢调控的双层结构液晶器件，其特征在于，所述二向色性染料为偶氮、醌蒽和三苯二噁嗪类中的一种或多种，且有序参数在0.5～0.95范围内，在所述主体液晶中的溶解度不低于2wt.％。
7.根据权利要求4所述的液晶分子指向矢调控的双层结构液晶器件，其特征在于，所述主体液晶、二向色性染料和介晶性分子的质量分数分别为90～99wt.％、0.2～5％和1～8％。
8.根据权利要求4所述的液晶分子指向矢调控的双层结构液晶器件，其特征在于，所述主体液晶的表达式为：
式中，B代表中心桥键，可以是苯环、嘧啶环、乙炔基、联乙炔基、环己烷中的一种或多种，R代表环状结构，L是侧链基团，S是末端基团、是烷基、烷氧基中的一种或多种。
9.一种液晶分子指向矢可调的宾主液晶单元制备方法，其特征在于，包括：
在黄光室温下称取198mg主体液晶于棕色玻璃瓶中；
制备浓度为1mg-4mg的二向色性染料二氯甲烷溶液；
根据所述主体液晶和所述二向色性染料二氯甲烷溶液制备宾主液晶；
称取一定量的介晶性分子，加入至所述宾主液晶中搅拌6小时充分混合，得到最终液晶；
将所述最终液晶灌至垂直取向的液晶盒中，液晶混合物在毛细现象的作用下缓慢流入液晶盒中，直至样品填满整个液晶盒，形成介晶性分子掺杂的宾主液晶层。
10.根据权利要求9所述的液晶分子指向矢调控的宾主液晶层制备方法，其特征在于，所述二向色性染料二氯甲烷溶液的制备过程为：
获取10mg的二向色性染料溶于10ml纯度为95％的二氯甲烷中，得到浓度为1mg-4mg的二向色性染料二氯甲烷溶液；
所述宾主液晶的制备过程包括：
称取2ml-8ml所述二向色性染料二氯甲烷溶液，加入至所述198mg主体液晶中得到混合液；
将所述混合液放入50℃的真空干燥箱中干燥2小时除去二氯甲烷，再放置于110℃的热台上搅拌5小时，充分混合，配制成为染料浓度为1wt％-4wt％的宾主液晶。
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