[發明專利]一種光反射涂層及其制備方法和光學器件

在審

• 申請號: 202110716920.3
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113534509A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 張蔚信;勞倫斯·德·哈恩;周國富
• 申請（專利權）人: 華南師范大學;深圳市國華光電科技有限公司
• 主分類號: G02F1/13
• 分類號: G02F1/13;G02F1/137;G02F1/1333
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 張建珍

本發明公開了一種光反射涂層及其制備方法和光學器件，該制備方法包括：采用包括熱致變色膽甾相液晶聚合物與可光聚合液晶單體、光引發劑的原料混合配制混合溶液；而后將其涂布于基板上并平行取向，制得膽甾相液晶混合物涂層；再借助掩膜版在不同溫度下用紫外光照射膽甾相液晶混合物涂層的不同區域，以使不同區域的膽甾相液晶混合物涂層在不同溫度下發生交聯固化反應，通過以上方法可制備具有可逆熱致變色特性的圖案化光反射涂層。

技術領域

本發明涉及光反射涂層制備技術領域，尤其是涉及一種光發射涂層及其制備方法和光學器件。

背景技術

液晶是一種兼有液體流動性和晶體光學各向異性的物質相態，基于液晶材料的器件尤其在顯示領域特別常見。根據自組裝的排列結構，熱致液晶的相態主要有向列相、近晶相、膽甾相幾種。膽甾相(Cholesteric，CLC)可以通過在向列相體系中添加具有旋光性的手性摻雜劑而獲得。CLC具有螺旋結構，其中的液晶基元長軸在每一平行層間產生旋轉，并能選擇性地反射與螺距同一量級的波長的光。通過控制螺旋的手性以及螺距長度，不同的波長以及圓偏振光反射特性可任意調整。具有熱致變色性能的CLC材料是利用螺距長度隨溫度的變化實現反射波長的改變；這些材料可廣泛應用于各種光學器件中，比如能調控紅外反射性的智能窗、變色標簽光學傳感器等。

聚合物的CLC材料因其良好的機械力穩定性可適用于涂層器件，并被用于各種響應型光學材料中。CLC涂層的常見制備方法為使用小分子的CLC單體作為預聚物，涂布于基板上以獲得平行取向，然后通過把單體聚合成交聯網絡，涂層固化成型。

定制不同顏色圖案的光學涂層也可通過CLC聚合物實現，具體可采取的路徑包括：將具有熱致變色特性的CLC預聚物在掩模版下以不同溫度進行聚合以獲得圖案，亦或者將CLC聚合物顆粒分散在光敏膠中直接繪制圖案。若所獲得的圖案結合熱致變色特性，將會使其獲得在更多方面的領域中的應用，如交互藝術，安全標識等。但現有報導的技術方案中均未能獲得既能定制圖案，又具有可逆熱致變色性的CLC涂層，因為一般而言，交聯網絡在這兩方面起到的作用是互相矛盾的。網絡比例過多時，聚合后鎖定結構顏色非常容易，但會因此失去熱致變色性；網絡比例少量時，的確能保有體系部分的熱致變色性，但在不同固化溫度下不能實現不同的熱致變色性。并且有的體系獲得的熱致變色涂層其變色性質是不可逆的。因此，迫切需要尋求一種同時具備圖案化和可逆熱致變色性能的光學涂層。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種光發射涂層及其制備方法和光學器件。

本發明的第一方面，提出了一種光反射涂層的制備方法，包括以下步驟：

S1、采用包括熱致變色膽甾相液晶聚合物、可光聚合液晶單體、光引發劑的原料混合配制混合溶液；

S2、將所述混合溶液涂布于基板上并平行取向，制得膽甾相液晶混合物涂層；

S3、借助掩膜版在不同溫度下用紫外光照射所述膽甾相液晶混合物涂層的不同區域，以使所述不同區域的膽甾相液晶混合物涂層在不同溫度下發生交聯固化反應。

根據本發明實施例的光反射涂層的制備方法，至少具有以下有益效果：該制備方法采用包括具有熱致變色特性的膽甾相液晶聚合物、可光聚合液晶單體、光引發劑的原料混合配制混合溶液體系，而后涂布于基板上并平行取向形成膽甾相液晶混合物涂層，再借助掩膜版在不同溫度下通過紫外光照射涂層的不同區域，以使各區域的涂層在不同溫度下發生交聯固化反應，獲得具有不同顏色圖案和可逆熱致變色性能的光反射涂層。以上所配制的混合溶液體系可使得膽甾相液晶基元的熱致變色性質不會消失，且該響應性在任何溫度范圍內可逆。用熱致變色膽甾相液晶聚合物作為主體可使得制備的涂層能夠通過調節溫度獲得不同的反射顏色，并通過光固化的方式獲得所需圖案化涂層，并且該圖案化涂層具有可逆熱致變色特性。