[發明專利]一種自支撐藍相液晶膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201910163971.0
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN111665653B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 王京霞;楊佳佳;江雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: G02F1/1333
• 分類號: G02F1/1333;G02F1/137
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發明提供了一種自支撐藍相液晶膜，包括質量占比為3～7％的手性液晶，24％～93％的非手性可聚合液晶，0～65％的非手性小分子液晶，4～12％的非液晶型交聯劑。該藍相液晶膜可以實現自支撐，無需受到液晶盒的限制，大大拓展了其應用范圍；該藍相的溫域不低于220℃，反射帶隙和反射率可通過調整各原料的占比進行調控。此外，該藍相液晶膜的制備操作簡單、成本低廉、適合大規模制備。

技術領域

本發明涉及液晶膜領域，尤其涉及一種自支撐藍相液晶膜及其制備方法。

背景技術

光子晶體是由不同介電常數的材料周期排列構成的，具有鮮明的結構色彩。光子晶體的結構色彩主要來源于其周期性結構對光的調控能力。而藍相液晶也被認為是一種三維的光子晶體。藍相液晶通常出現在各向同性態與膽甾相相態之間，只有0.5到2度的溫度區間。目前已經發展了許多方法來穩定藍相、拓寬藍相的溫域，比如：聚合物穩定法、納米粒子摻雜法、彎曲液晶分子穩定法、T型分子穩定法、氫鍵液晶分子穩定法等等。這些方法的提出使藍相液晶材料得到極大的發展，許多基于藍相液晶應用也隨之產生，比如藍相液晶顯示、可調諧藍相激光器、光通訊等等。另外，藍相作為三維光子晶體，波長可調的特點也被應用于光響應、電響應、溫度響應等光學器件。

盡管藍相液晶材料有諸多應用，但是這些材料大多不能自支撐，不能擺脫液晶盒的限制，這也限制了藍相液晶的發展。將液晶材料轉化為液晶聚合物膜的方法，不僅能擺脫液晶盒的限制，而且能得到液晶材料的許多特殊光學性質，例如，膽甾相液晶被制備成聚合物膜以后，能夠實現對濕度、壓力、金屬離子等接觸性的刺激的響應變色。然而，這一方法到目前為止還沒有合理有效地應用于藍相材料上，主要原因是由于藍相液晶本身的不穩定性。通過簡單的方法制備可自支撐、高反射率、寬溫域的藍相液晶材料依然是很有前景但頗具挑戰性的工作。

因此，需要提供一種自支撐、高反射率、寬溫域的藍相液晶膜及其制備方法。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種自支撐藍相液晶膜，該液晶膜具有良好的自支撐、高反射率和寬溫域性能。

本發明的第二個目的在于提供一種自支撐藍相液晶膜的制備方法，該制備方法操作簡單、成本低廉、適合大規模制備。

為達到本發明的第一個目的，本發明提供了一種自支撐藍相液晶膜，該自支撐藍相液晶膜包括質量占比為3～7％的手性液晶，24％～93％的非手性可聚合液晶，0～65％的非手性小分子液晶，4～12％的非液晶型交聯劑。

本發明提供的藍相液晶膜中，必須包含有手性液晶、非手性可聚合液晶和非液晶型交聯劑，還可以包含有非手性小分子液晶。

需要說明的是，本發明所述的手性液晶，指的是有手性特性的液晶分子，在組分中添加手性液晶的目的是為了液晶混合物在降溫自組裝過程中出現藍相；非手性可聚合液晶指的是不具有手性、液晶分子呈棒狀、分子質心有長程的有序性的可聚合的向列型液晶分子；非手性小分子液晶指的是不具有手性、液晶分子呈棒狀、分子質心有長程的有序性的不可聚合的向列型液晶分子；非液晶性交聯劑指的是沒有液晶性的可聚合的分子。

在具體的實施過程中，藍相液晶膜中各組分的占比對于其反射帶隙、反射率有重要影響，可通過調整各組分的占比實現對其反射帶隙和反射率的調控。此外，本發明提供的自支撐藍相液晶膜的溫域不低于220℃。

根據本發明提供的藍相液晶膜組成，其中手性液晶、非手性可聚合液晶和非手性小分子液晶共同組成了藍相結構，在拓寬藍相溫域的同時，也穩定了藍相結構；而非液晶性交聯劑會填充到藍相結構的相錯線處，填充了其缺陷處，起到了穩定藍相結構的作用。

優選地，所述手性液晶選自R5011、S5011、LC756中的一種或多種；

其中R5011指的是

S5011指的是