[發明專利]一種噴墨打印制備寬波段反射膽甾相液晶薄膜的方法

有效

• 申請號: 202011469527.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112649996B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 何萬里;姚代鵬;羅時光
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G02F1/137
• 分類號: G02F1/137;G02F1/1337;B41M7/00;B41M5/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種噴墨打印制備寬波段反射膽甾相液晶薄膜的方法，其特征在于制備步驟如下：

（1）聚合物液晶的前驅體打印溶液的配制：將液晶、手性摻雜劑、可聚合單體、引發劑液晶摻雜材料分別在有機溶劑中，按比例混合均勻，混合方式采用機械攪拌或者超聲波混合的方式制成前驅體溶液；調節前驅體溶液的濃度，使上述前驅體溶液性能滿足噴墨打印最佳的墨滴擴散條件，所述液晶、手性摻雜劑、可聚合單體、引發劑液晶摻雜材料各自在混合體系的質量占比為10-80%；1-50%；0-40%；0.01-5%，粘度1-30mPs，密度0.5-2.0g/cm³；

（2）處理基板表面：基板分別處理為疏油基板和親油基板，疏油基板用疏油試劑均勻旋涂，放入烘箱經過100-300℃烘烤5-30min，待溶劑完全揮發干凈以后取出，親油基板經超聲清洗后即可使用，無需表面處理；

（3）樣品庫的圖案設計：通過軟件設計需打印的圖案，控制各溶液的打印比例、樣品點大小及打印位置，采用圖像處理軟件基于CMYK印刷模式設計打印圖案，圖像分辨率大于300dpi；基于CMYK數值大小與不同溶液的噴墨質量的關系，設計控制各前驅體溶液的組成、打印量和樣品點位置，樣品點直徑大于5mm；

（4）噴墨打?。簩⑶懊媾渲坪玫母黝惽膀岓w溶液作為墨水分別注入清洗干凈的墨盒內，墨水按設定比例經打印機打印到基板上，其中，首層薄膜打印到親油基板，其余層薄膜均打印到疏油基板上；打印的溫度控制在5-20℃，打印后的樣品放置在20-50℃的鼓風干燥箱中干燥，待有機溶劑揮發后取出；

（5）打印樣品的取向、聚合及薄膜的疊加：在基板兩側分別放置5-100μm薄膜間隔墊，控制液晶層厚度，蓋上疏油基板；通過擠壓方式對液晶進行取向，固定液晶盒后，將液晶盒放置在紫外燈下輻照，輻照紫外光波長365nm，輻照時間1-60分鐘，輻照強度0.2-100mW/cm²，引發可聚合單體發生交聯，形成聚合物網絡穩定膽甾相平面織構，然后小心移除疏油基板；

在首層薄膜兩側再次放置5-100μm間隔墊，將承印有低手性摻雜劑濃度膽甾相液晶的第二層基板，樣品朝下蓋在已聚合薄膜上，通過擠壓方式對第二層液晶進行取向，將含兩層薄膜的液晶盒放置在紫外燈下輻照，紫外光波長365nm，輻照時間1-60分鐘，輻照強度0.1-100mW/cm²，第二層液晶中的可聚合液晶性單體C6M發生交聯，形成聚合物網絡，得到含兩層聚合物穩定膽甾相液晶薄膜的液晶盒，然后小心去除上層疏油基板；

采用同樣的方法和相同的條件，繼續進行更多液晶層數的疊加，并通過疊加薄膜間隔墊控制每層PSCLC薄膜厚度相同，最后聚合后保留上層疏油基板，得到含多層聚合物穩定膽甾相液晶薄膜的液晶盒。

2.根據權利要求1中所述的噴墨打印制備寬波段反射膽甾相液晶薄膜的方法，其特征在于，對各層膽甾相液晶通過上疏油基板進行壓力取向，得到膽甾相平面織構，并進行紫外輻照，體系中的紫外光可聚合單體形成高分子網絡固定平面織構，剝離疏油上基板后，平面織構能完整保留，不影響薄膜反射及透過率；而且表面結構均勻，能夠促進手性摻雜劑在各層薄膜間擴散；要求疏油修飾的基板和PSCLC間的作用力小于未處理基板和PSCLC間的作用力，保證多層薄膜疊加的實施。

3.根據權利要求1中所述的噴墨打印制備寬波段反射膽甾相液晶薄膜的方法，其特征在于，PSCLC薄膜中心波長位置及反射波寬是通過控制噴墨打印的液晶薄膜中的手性摻雜劑濃度及打印層數調控的，各層間的手性摻雜劑濃度差產生了手性摻雜劑的擴散，進而產生梯度的螺距分布，得到精確可控反射波寬在400-2000nm的膽甾相液晶薄膜。

4.根據權利要求1中所述的噴墨打印制備寬波段反射膽甾相液晶薄膜的方法，其特征在于，噴墨打印各層液晶薄膜中手性摻雜劑濃度隨層數增加而逐漸降低，先聚合的高手性摻雜劑濃度薄膜中靠近上基板一側的手性摻雜劑，擴散到未聚合的膽甾相液晶薄膜中，液晶螺距減小，薄膜反射波寬向長波長方向被拓寬。

5.根據權利要求1中所述的噴墨打印制備寬波段反射膽甾相液晶薄膜的方法，其特征在于，液晶薄膜厚度通過疊加薄膜間隔墊控制，在疊加液晶薄膜之前先疊加薄膜間隔墊，控制各層液晶薄膜厚度相同，使各個波段的反射和透過率均一。