[發明專利]具有可逆光響應特性的雙反射帶膽甾相液晶薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201410339807.8
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104142587A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 楊槐;趙玉真;張蘭英;賀澤民;李辰悅
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G02F1/13
• 分類號: G02F1/13
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;王蔚

技術領域

本發明屬于光學薄膜材料技術領域，具體地，本發明涉及一種具有可逆光響應特性的雙反射帶膽甾相液晶薄膜及其制備方法。

背景技術

液晶是一種介于固體和液體之間的物質，既具有晶體的各向異性，也具有液體的連續性和流動性，液晶態被稱為是除了固態、液態、氣態之外的第四種相態。從宏觀上看，液晶在一定溫度范圍內既有液體的流動、粘度、形變等機械性質，又具有固體的熱-電-光-磁等各向異性的物理性質。按照液晶分子的分類方法，液晶可分為近晶相液晶、向列相液晶、膽甾相液晶三類。膽甾相液晶由于其獨特的螺旋狀結構決定了它的特殊的光學性質，例如旋光性、圓二色性、選擇性反射等，使得膽甾相液晶在諸多研究領域有著廣泛的應用，在節能環保功能材料領域中起到重要的作用。膽甾相液晶的螺距P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距結構而具有選擇性布拉格反射的特性，通過調節螺距的變化，就可以獲得不同的反射波長。

通過不同的薄膜制備技術，可以獲得性能不同的具有反射性能的薄膜，但是制備的薄膜不具有可逆光調控的性能，所報道的具有光可逆調控性能的薄膜制備方法非常復雜，成本較高，成品率較低。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種具有可逆光響應特性的雙反射帶膽甾相液晶薄膜，該薄膜具有良好的記憶效應和節能效果，在可調光學濾光片、可調的多模式激光防護、防偽、液晶顯示等領域有著廣闊的潛在應用。

為達到上述目的，本發明采用了以下的技術方案：

一種具有可逆光響應特性的雙反射帶膽甾相液晶薄膜，所述液晶薄膜采用以下方法制備得到：

1)將手性化合物和/或可聚合單體，與向列相液晶和光引發劑按比例混合后，灌入液晶盒中，紫外光照射形成膽甾相聚合物薄膜；

2)膽甾相聚合物薄膜在非極性溶劑中浸泡洗去未反應的小分子液晶，然后再灌入聯萘基偶氮苯類化合物和向列相液晶的混合物，得到具有可逆光響應特性的雙反射帶膽甾相液晶薄膜；

步驟1)形成的膽甾相聚合物薄膜具有固定波長的反射帶；

步驟2)灌入的聯萘基偶氮苯類化合物和向列相液晶的混合物具有光可調的反射帶。

進一步地，步驟1)中，以質量百分數計，手性化合物的比例為5～20％，可聚合單體的比例為10～30％，向列相液晶的比例為55～80％，光引發劑的比例為0.1％～1％。

進一步地，步驟2)中，以質量百分數計，灌入的混合物中聯萘基偶氮苯類化合物的含量為3～10％，向列相液晶的含量為90～97％。

優選地，所述向列相液晶為slc1717、E7、slc7011、slc099535和slc1011中的一種；所述手性化合物為S811；所述可聚合單體為C6M或DCM；所述光引發劑為安息香雙甲醚(Irg651)；所述聯萘基偶氮苯類化合物為CD1。

優選地，所述步驟1)中，紫外光強為1～15mW/cm²；所述非極性溶劑為正己烷或環己烷。

本發明還提供了一種具有可逆光響應特性的雙反射帶膽甾相液晶薄膜的制備方法，所述方法包括以下步驟：

1)將手性化合物和/或可聚合單體，與向列相液晶和光引發劑按比例混合后，灌入液晶盒中，紫外光照射形成膽甾相聚合物薄膜；

2)膽甾相聚合物薄膜在非極性溶劑中浸泡洗去未反應的小分子液晶，然后再灌入聯萘基偶氮苯類化合物和向列相液晶的混合物，形成具有可逆光響應特性的雙反射帶膽甾相液晶薄膜；

步驟1)形成的膽甾相聚合物薄膜具有固定波長的反射帶；

步驟2)灌入的聯萘基偶氮苯類化合物和向列相液晶的混合物具有光可調的反射帶。

進一步地，步驟1)中，以質量百分數計，手性化合物的比例為5～20％，可聚合單體的比例為10～30％，向列相液晶的比例為55～80％，光引發劑的比例為0.1％～1％。

進一步地，步驟2)中，以質量百分數計，灌入的混合物中聯萘基偶氮苯類化合物的含量為3～10％，向列相液晶的含量為90～97％。

優選地，所述向列相液晶為slc1717、E7、slc7011、slc099535和slc1011中的一種；所述手性化合物為S811；所述可聚合單體為C6M或DCM；所述光引發劑為安息香雙甲醚(Irg651)；所述聯萘基偶氮苯類化合物為CD1。本領域的技術人員還可以根據需要選擇其他的向列相液晶、手性化合物、可聚合單體、光引發劑以及聯萘基偶氮苯類化合物。