[發(fā)明專利]一種反式電控液晶調(diào)光膜及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710186038.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106886102A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊槐;梁霄;陳梅;郭姝萌;張?zhí)m英;李春昕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02F1/1334
• 分類(lèi)號(hào): G02F1/1334;C08F20/28;C08F20/18;C08F22/14;C08F22/20;C08F2/48
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11360
• 代理人: 李稚婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能性液晶材料制備和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種反式電控液晶調(diào)光膜及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的進(jìn)步，基于液晶(LC)材料的未來(lái)光電材料逐漸向價(jià)廉、質(zhì)輕、尤其是柔性且易于大面積生產(chǎn)的薄膜化產(chǎn)品發(fā)展。基于這種發(fā)展，LC/高分子復(fù)合薄膜材料應(yīng)運(yùn)而生。構(gòu)建這種復(fù)合材料體系的目的，是為了把LC分子的響應(yīng)特性與高分子材料良好的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)良的柔韌性以及優(yōu)異的加工特性相結(jié)合，使其在實(shí)現(xiàn)LC的外場(chǎng)響應(yīng)性能的同時(shí)，能夠利用卷對(duì)卷加工的方法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模柔性薄膜化產(chǎn)品的生產(chǎn)。在此背景下，在LC領(lǐng)域中，兩種重要的LC/高分子復(fù)合材料薄膜體系，即高分子分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，簡(jiǎn)稱PDLC)材料和高分子穩(wěn)定液晶(Polymer Stabilized Liquid Crystal，簡(jiǎn)稱PSLC)材料，被開(kāi)發(fā)出來(lái)。

在PDLC薄膜中，LC分子和高分子基體形成微相分離結(jié)構(gòu)，即LC材料以液滴形式分散在高分子基體中。在不施加電場(chǎng)的情況下，LC分子的指向矢在高分子基體的邊界作用下呈無(wú)規(guī)分布，PDLC膜處于強(qiáng)烈光散射狀態(tài)；施加電場(chǎng)后，LC分子的長(zhǎng)軸平行于電場(chǎng)排列，PDLC膜呈透明狀態(tài)。在實(shí)用PDLC膜中，高分子基體一般含量較高，在40～70wt％左右，因而PDLC膜有著良好的力學(xué)性能、穩(wěn)定性能、大面積加工性能，已經(jīng)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。目前廣泛應(yīng)用于大面積投影屏和觸摸屏、建筑和汽車(chē)門(mén)窗、玻璃幕墻、室內(nèi)隔斷、智能家居設(shè)備等方面。尤其是其光散射狀態(tài)可以在不影響采光的情況下，保證室內(nèi)人員的眼睛不受外界強(qiáng)烈陽(yáng)光的刺激，同時(shí)可創(chuàng)造良好的私密空間。迄今為止，國(guó)內(nèi)外已有多個(gè)PDLC膜的生產(chǎn)廠家，如日本的坂硝子公司和美國(guó)的科化公司等國(guó)外公司及南京工道液晶材料科技有限公司和北京萬(wàn)方同輝公司等國(guó)內(nèi)公司。

PDLC膜被稱為正式電控調(diào)光膜，即常態(tài)為強(qiáng)烈的光散射狀態(tài)，其透明態(tài)需要施加持續(xù)的較高的電場(chǎng)來(lái)維持，大面積實(shí)際應(yīng)用的薄膜的使用電壓一般在50～85V左右。然而在實(shí)際應(yīng)用中，許多建筑門(mén)窗、玻璃幕墻、室內(nèi)隔斷等在多數(shù)的時(shí)間里處于光透過(guò)的狀態(tài)，這個(gè)場(chǎng)合下，PDLC膜不利于節(jié)能。而反式電控液晶調(diào)光膜的電-光特性是在不施加電場(chǎng)時(shí)呈透明狀態(tài)，施加電場(chǎng)時(shí)呈強(qiáng)烈光散射狀態(tài)。因此在許多場(chǎng)合，反式電控液晶調(diào)光膜更能夠滿足節(jié)能和環(huán)保的發(fā)展要求。而且在某些場(chǎng)合，一旦斷電，薄膜呈透明狀態(tài)，不會(huì)對(duì)使用者造成安全隱患。因此反式電控液晶調(diào)光膜比正式電控液晶調(diào)光膜具有更廣闊的應(yīng)用前景。

目前，反式電控膜的制備主要利用PSLC體系中定向排列的高分子網(wǎng)絡(luò)來(lái)穩(wěn)定液晶分子的某種取向，來(lái)賦予薄膜反式電控液晶調(diào)光膜的電-光特性。然而，在可驅(qū)動(dòng)的PSLC膜中，高分子網(wǎng)絡(luò)含量一般比較低，通常在3～5wt％左右，至多不超過(guò)15wt％，否則LC分子在高分子網(wǎng)絡(luò)的作用下難以驅(qū)動(dòng)，這就造成了薄膜的兩層基板間的撕裂強(qiáng)度低，難以進(jìn)行柔性薄膜的大面積加工，通常只能應(yīng)用于玻璃基板中。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決反式電控液晶調(diào)光膜兩層基板之間的粘結(jié)力較差、薄膜穩(wěn)定性差、難以大面積薄膜化制備等缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種聚合物分散液晶網(wǎng)絡(luò)體系與聚合物穩(wěn)定液晶網(wǎng)絡(luò)體系共存的反式電控液晶調(diào)光膜及其制備方法。

本發(fā)明提供的反式電控液晶調(diào)光膜，包括高分子網(wǎng)絡(luò)骨架和雙頻向列相液晶分子，所述高分子網(wǎng)絡(luò)骨架中聚合物分散液晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與聚合物穩(wěn)定液晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)共存，具體結(jié)構(gòu)包括含有網(wǎng)孔的高分子基體，以及在所述網(wǎng)孔內(nèi)部的垂直排列的高分子網(wǎng)絡(luò)；所述雙頻向列相液晶分子分散在所述高分子網(wǎng)絡(luò)骨架內(nèi)部。

作為上述技術(shù)方案的一個(gè)較好的選擇，所述高分子網(wǎng)絡(luò)骨架由可聚合單體通過(guò)分步聚合而成。所述可聚合單體是液晶性可聚合單體和/或非液晶性可聚合單體。