[發明專利]一種高衍射效率低驅動電壓的全息聚合物分散液晶及其制備

有效

• 申請號: 201710764099.6
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107603642B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 彭海炎;陳冠楠;解孝林;廖永貴;周興平;葛宏偉;楊志方;趙曄
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C09K19/54
• 分類號: C09K19/54;G02B5/18
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種高衍射效率、低驅動電壓的全息聚合物分散液晶，其特征在于，按重量份計，所述全息聚合物分散液晶包括25～78.8份的可光聚合單體、0.2～5份的光引發劑、20～70份的液晶以及0.05～2份的熱阻聚劑，其中所述可光聚合單體包括硫醇單體和烯烴單體，所述硫醇單體和所述烯烴單體中至少有一個為硅基單體，所述硅基單體在所述可光聚合單體中的摩爾百分數不低于10％，所述可光聚合單體中硫醇官能團和烯烴官能團的摩爾比為1:10～10:1，所述硅基單體具有如式(一)所示的結構，

其內核為硅核，當所述硫醇單體為硅基單體時，其外層有機官能團R₁，R₂…R_n各自獨立地為C_aH_2a+1或C_bH_2bSH，且至少有一個為C_bH_2bSH；

當所述烯烴單體為硅基單體時，其外層有機官能團R₁，R₂…R_n各自獨立地為C_cH_2c+1或C_dH_2d-C₂H₄，且至少有一個為C_dH_2d-C₂H₄；

其中，n為1～12的自然數，a為0～9的整數，b為1～9的整數，c為0～9的整數，d為1～7的整數；所述硅核為SiO_1.5或Si；

所述液晶為4-氰基-4'-庚基聯苯、4-氰基-4'-戊基聯苯、4-正辛氧基-4'-氰基聯苯、4-正丁氧基-4'-氰基聯苯、聯苯偶氰類液晶混合物E7和P01616A中的一種或幾種；

在制備全息聚合物分散液晶的配方中引入硅基硫醇單體或硅基烯烴單體，硅基單體的引入會降低液晶微滴的尺寸，減小光散射，且含硅聚合物表面能低，對液晶的錨定力降低，導致器件驅動電壓降低。

2.如權利要求1所述的全息聚合物分散液晶，其特征在于，所述硫醇單體不為硅基單體時，其為乙二醇二(3-巰基丙酸酯)、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)和季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)中一種或幾種。

3.權利要求1所述的全息聚合物分散液晶，其特征在于，所述烯烴單體不為硅基單體時，其為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、超支化丙烯酸酯6361-100、異氰脲酸三烯丙酯、季戊四醇三烯丙基醚和二乙烯基砜中的一種或幾種。

4.如權利要求1所述的全息聚合物分散液晶，其特征在于，所述光引發劑為玫瑰紅/N-苯基甘氨酸、(2,4,6-三甲氧基苯基)二苯氧化膦、Irgacure 184/過氧化二苯甲酰、Irgacure 784/過氧化二苯甲酰和3,3'-羰基雙(7-二乙胺香豆素)/N-苯基甘氨酸中的一種或多種。

5.如權利要求1所述的全息聚合物分散液晶，其特征在于，所述熱阻聚劑包括三(N-亞硝基-N-苯基羥胺)鋁鹽、對叔丁基苯酚和對苯醌中的一種或多種。

6.一種如權利要求1～5任意一項所述的高衍射效率、低驅動電壓的全息聚合物分散液晶的制備方法，其特征在于，具體包括下述步驟：

(1)將權利要求1～5任意一項所述的全息聚合物分散液晶的各組分分別加入深色反應器中，混合后得到均勻的混合溶液；

(2)將步驟(1)所得的混合溶液灌入內表面覆有導電涂層的液晶盒中，獲得厚度均勻的封裝體；

(3)將一束激光均分為光強相等的兩束相干光，經過擴束形成干涉場，將步驟(2)所述的封裝體置于干涉場下進行全息曝光，得到全息聚合物分散液晶光柵；

(4)將步驟(3)中所得到的全息聚合物分散液晶光柵進行紫外光后固化。