[發(fā)明專利]一種利用紫外光調(diào)控液晶涂層顏色的方法和產(chǎn)物及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310144510.5
• 申請(qǐng)日: 2023-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN116300161A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡小文;尚鵬宇;姜小芳;周國(guó)富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué);深圳市國(guó)華光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G02F1/13
• 分類號(hào): G02F1/13;G02F1/137
• 代理公司: 深圳叁眾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44434
• 代理人: 董楊

本發(fā)明公開了一種利用紫外光調(diào)控液晶涂層顏色的方法。其在室溫下用紫外光對(duì)該膽甾相液晶涂層進(jìn)行一定程度的交聯(lián)。而涂層顏色的顯示不僅取決于該交聯(lián)程度，還跟后續(xù)的加熱溫度有關(guān)，所以在通過(guò)紫外光照射實(shí)現(xiàn)不同程度的交聯(lián)之后，薄膜的最終顯示顏色可以由后續(xù)加熱的具體溫度變化，從而進(jìn)行控制。加熱時(shí)，不同交聯(lián)情況的部分會(huì)在相同溫度下顯示出不同的顏色，因此可以根據(jù)需要，選擇適宜的加熱溫度，以獲得所需的彩色涂層，從而可將該薄膜應(yīng)用于熱敏元件、信息展示和防偽加密。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液晶應(yīng)用技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種利用紫外光調(diào)控液晶涂層顏色的方法和產(chǎn)物及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

液晶是日常生活中常見的材料。作為一種介于液相和固相之間的相態(tài)，液晶具有許多獨(dú)特的性質(zhì)，其中，膽甾相液晶由于其結(jié)構(gòu)具有一定的對(duì)稱性，各層中的分子取向有序的同時(shí)，各層之間的取向在沿長(zhǎng)軸螺旋方向經(jīng)歷360°排列變化后，會(huì)回到初始取向，此周期性的層間距稱之為膽甾相液晶的螺距。膽甾相液晶根據(jù)螺距的長(zhǎng)度不同，可以反射不同波段的光，進(jìn)而顯示出不同的顏色。對(duì)于調(diào)控螺距的變化，一方面可以通過(guò)設(shè)計(jì)特定的液晶分子，它們有著對(duì)特定環(huán)境的響應(yīng)性，當(dāng)溫度或者壓力等外界因素改變時(shí)，其螺距也會(huì)隨之變化；另一方面，當(dāng)液晶分子的末端含有一些可交聯(lián)的分子結(jié)構(gòu)時(shí)，如丙烯酸酯基團(tuán)的碳碳雙鍵，它可以在光引發(fā)劑存在的情況下，經(jīng)由紫外光照射，發(fā)生化學(xué)鍵的交聯(lián)，從而形成聚合物網(wǎng)絡(luò)，固定液晶分子的螺距。

專利CN109143712A公開了一種膽甾相液晶復(fù)合膜及其制備方法和應(yīng)用，該膽甾相液晶復(fù)合膜中膽甾相液晶體系具有溫度響應(yīng)特性，可通過(guò)控制溫度靈活調(diào)節(jié)確定反射波長(zhǎng)。然而，該技術(shù)的缺點(diǎn)在于，調(diào)整波長(zhǎng)的升溫過(guò)程和交聯(lián)液晶的紫外照射過(guò)程不可分離，導(dǎo)致其制備場(chǎng)景要求高，無(wú)法應(yīng)用于精密儀器制作更小的圖案，而且多次的紫外照射過(guò)程會(huì)消耗較多的能源。

因此，亟需找到一種新的技術(shù)方法來(lái)解決上述問(wèn)題，從而克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明技術(shù)方案公開了一種利用紫外光調(diào)控膽甾相液晶螺距的方法，進(jìn)而控制膽甾相液晶涂層隨溫度變化而產(chǎn)生的顏色變化。由于該膽甾相液晶具有雙丙烯酸酯基團(tuán)，在光引發(fā)劑存在時(shí)，在適宜條件下的適量紫外光，會(huì)使得丙烯酸酯基團(tuán)有不同程度的交聯(lián)，而不同程度的交聯(lián)情況，會(huì)限制該體系在溫度變化時(shí)的反射波長(zhǎng)移動(dòng)程度。

本發(fā)明的目的在于提供一種利用紫外光調(diào)控液晶涂層顏色的方法，其包括如下步驟：

S1、將液晶單體、手性摻雜劑、擴(kuò)鏈劑和溶劑，加熱攪拌反應(yīng)，得到液晶低聚物；

S2、將所述液晶低聚物與表面活性劑、手性摻雜劑、光引發(fā)劑和溶劑混合，得到液晶混合物；

S3、將所述液晶化合物置于玻璃片上形成液晶涂層，然后對(duì)玻璃片上的不同區(qū)域，在常溫下，施加不同的紫外光劑量，使得所述液晶涂層的不同部分，呈現(xiàn)出不同程度的交聯(lián)固化，得到液晶薄膜；

S4、將所述液晶薄膜，在升溫條件下進(jìn)行持續(xù)紫外光照射，使得所述液晶薄膜完全交聯(lián)，得到產(chǎn)物。

本發(fā)明技術(shù)方案，利用紫外光間接調(diào)控該膽甾相液晶涂層的螺距；其中，所述膽甾相液晶涂層的原料包括液晶低聚物、手性摻雜劑、表面活性劑和光引發(fā)劑；所述紫外光可以為面光源或點(diǎn)光源的一種；可以采用掩膜板等不透光的任意形狀物體，來(lái)控制后續(xù)液晶涂層的不同區(qū)域受紫外光照射的劑量。

優(yōu)選地，所述膽甾相液晶涂層的原料包括質(zhì)量份數(shù)為75-85的液晶低聚物、質(zhì)量份數(shù)為5-15的手性摻雜劑、質(zhì)量份數(shù)為1-5的表面活性劑、質(zhì)量份數(shù)為1-2的光引發(fā)劑，余量為溶劑。

優(yōu)選地，所述光引發(fā)劑包括但不限于為Irg184、Irg819或Irg651中的至少一種。

優(yōu)選地，溶劑選自四氫呋喃、二氯甲烷或環(huán)戊酮中的至少一種。

進(jìn)一步地，所述液晶單體含有至少兩個(gè)丙烯酸酯基團(tuán)。