[發明專利]一種具有寬波反射的聚合物穩定液晶薄膜材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310224711.2
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN103275736A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 王玲;陳興武;宋平;阮云芳
• 申請（專利權）人: 浙江星星光學材料有限公司
• 主分類號: C09K19/52
• 分類號: C09K19/52;G02F1/1334;C08F22/20
• 代理公司: 臺州市方圓專利事務所 33107
• 代理人: 蔡正保;朱新穎

技術領域

本發明涉及一種具有寬波反射的聚合物穩定液晶薄膜材料的制備方法，屬于光學薄膜材料技術領域。

背景技術

液晶自從1888年發現以來，在近20年來得到蓬勃的發展。從開始流行的電子表，到液晶電視、手機，再到現在的電子紙、電子書，人們日常生活中液晶的應用越來越廣泛。當液晶顯示技術日新月異的同時，節能環保又成為我們將要面對的新課題。

眾所周知，絕大多數液晶自身不會發光，需要有背光源系統提供光源，液晶顯示器的亮度在一定程度上影響著圖像的質量。由于背光源系統占整個主機的電耗比重很高，因此增加背光源本身的亮度非明智之舉。使用光增亮膜可以顯著增加液晶顯示屏的光利用率和亮度，從而降低液晶顯示屏的背光源燈管的耗電量。另外，便攜式液晶顯示器如筆記本電腦、手機等，節能為其重要需求，使用光增亮膜不僅可以提升顯示亮度而且可以增長待機時間，節能效果優異，這種光增亮膜可以通過具有寬波反射特性膽甾相液晶薄膜來制備。

膽甾相液晶分子獨特的螺旋狀結構決定了它特殊的光學特性，例如選擇性反射、圓二色性、旋光性等性質，使膽甾相液晶在諸多領域有著廣泛的應用，常常被用來制備具有節能環保功能的光學器件。膽甾相液晶中，液晶分子的長軸旋轉360度所經過的距離被稱為螺距P，P的大小與液晶中手性化合物的螺旋扭曲力成反比。膽甾相液晶由于這種特殊的螺旋結構而具有選擇性布拉格反射光學特性。單一螺距的膽甾相液晶可反射入射光的反射波寬△λ=△nP，其中△n為液晶的雙折射率。由于膽甾相液晶的螺距穩定性（通常情況下膽甾相液晶的螺距一般是低于1μm，并且最大不超過2μm）和普通液晶平均折射率（普通液晶的平均折射率為1.5左右）的限制，使得膽甾相液晶的反射波寬和反射波位均受到一定程度的限制。在可見光范圍內，單一螺距的膽甾相液晶的反射波寬通常在150nm以下，存在反射波較窄的缺陷，而具有寬波反射特性的液晶薄膜材料具有廣泛的應用，通常是通過形成膽甾相的螺距梯度或者螺距不均勻分布得到的。1996年，荷蘭Philips公司的D.J.Broer等人利用手性可聚合單體梯度擴散的原理制備了反射整個可見光區域的單層膽甾相液晶高分子薄膜，并將之應用到液晶顯示光增亮膜上，這種方法，雖然一定程度上增加了反射的范圍，但只能反射整個可光光的波長范圍，且該方法混合液晶對紫外光強度梯度的要求相當嚴格，不利于實際操作控制。

發明內容

本發明針對以上現有技術中存在的問題，提供一種具有寬波反射的聚合物穩定液晶薄膜材料的制備方法，具有工藝簡單，易于操作以及得到的薄膜材料能夠實現寬波反射的效果。

本發明的目的是通過以下技術方案得以實現的，一種具有寬波反射的聚合物穩定液晶薄膜材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

A、將質量百分數為65wt%～85wt%的向列相液晶、質量百分數為5.0wt%～15wt%的手性化合物、質量百分數為8.0wt%～20wt%的液晶可聚合單體進行混配均勻，然后，再加入質量百分數為0.2wt%～1.5wt%的偶氮手性化合物和質量百分數為0.01wt%～10wt%的光引發劑，混配，得到混配液晶體系；

B、將上述得到的混配液晶體系注入預先經過平面取向的液晶盒中，得到相應的薄膜樣品；

C、將步驟B得到的薄膜樣品在膽甾相溫度范圍內進行紫外光輻照，使混配液晶體系聚合形成高分子網絡，得到具有寬波反射的聚合物穩定液晶薄膜材料。

本發明通過將向列相液晶、手性化合物和液晶可聚合單體混配均勻，使得到的混配液晶具有很寬的N*相溫度范圍，本發明的N*相溫度范圍能夠達到0℃～85℃，具有很寬的溫度范圍，從而可以使整個操作過程在較寬的溫度范圍內進行，不用刻意去控制溫度，只要保證在N*相溫度范圍即可，更易于實際控制，簡化了生產工藝。同時，本發明通過加入偶氮手性化合物與紫外光輻射相結合作用，從而實現得到的薄膜材料具有寬波反射的效果。進一步的講，加入的偶氮手性化合物的螺旋扭曲力隨著輻照紫外光強度的增加而減小，而通過紫外光輻照時在液晶薄膜材料的上下形成的紫外光強度梯度，使液晶薄膜材料體系內從上至下的偶氮手性化合物的螺旋扭曲力不同，從而在液晶薄膜材料體系內形成了從上到下依次減小的螺距變化的螺距梯度，使液晶薄膜的反射波寬拓寬，使得到的薄膜能夠實現具有寬波反射的效果。

在上述的具有寬波反射的聚合物穩定液晶薄膜材料的制備方法中，作為優選，步驟A中所述的原料的質量百分比為：

向列相液晶：70wt%～75wt%；手性化合物：8.0wt%～12wt%；