[发明专利]一种纳米掺杂的电场可控液晶圆偏振片的制备方法有效
申请号: | 201210050394.2 | 申请日: | 2012-02-29 |
公开(公告)号: | CN102621617B | 公开(公告)日: | 2012-08-01 |
发明(设计)人: | 杨槐;刘芳;葛振华;李克轩;张波萍;王静静;丁杭军;曹晖 | 申请(专利权)人: | 北京科技大学 |
主分类号: | G02B5/30 | 分类号: | G02B5/30;G02F1/1335 |
代理公司: | 北京金智普华知识产权代理有限公司 11401 | 代理人: | 皋吉甫 |
地址: | 100083*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 纳米 掺杂 电场 可控 液晶 偏振 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于功能材料液晶显示技术领域,提供了一种可电场调控 宽波反射的液晶圆偏振片的制造方法,使用纳米粒子胆甾相液晶复合 体系实现宽波反射的液晶圆偏振片的制造。
背景技术
由于偏振片具有独特的光学特性,因而在显示器件、交通工业、 国防及尖端科学技术中有着广泛的应用。目前常用偏振片的主要为吸 收型偏振片,这类偏振片尽管价格低廉,但存在多缺点和不足,例如 光损耗大,工作环境受限,成品的吸收波段固定不可调整等。而可电 场调控的反射式偏振片由于其优异的性能而具有广阔的应用前景,如 液晶显示器的光增亮膜、智能玻璃、屏蔽薄膜、节能反射涂层、电子 纸张等。
众所周知,胆甾相液晶由于其特殊的螺旋结构使其具备许多独特 的光学性能,如圆二色性、选择性反射、旋光性等。而选择性反射是 其中一个重要的光学性能。对于胆甾相液晶,沿着其螺旋轴,液晶分 子指向矢旋转360°所对应的螺旋轴的长度成为螺距,以P表示。胆 甾型液晶的选择性反射遵循布拉格公式:λ=λ0=n×P,反射带宽: Δλ=P×Δn,这里,n=(n0+ne)/2、Δn=ne-n0,其中,ne和n0分别是液晶 的非寻常光和寻常光折射率。在反射波带内,入射光中与胆甾相液晶 螺旋轴旋向相同的圆偏振光的部分反射,其余的部分透射。在可见光 区域,由于胆甾相液晶的最大双折射Δn大约为0.3,所以反射带宽的 上限为100nm。为显著增加反射波宽,主要方法是在体系中形成螺 距梯度或螺距不均匀分布。1995年荷兰科学家D.J.Broer等人 (CN97191106.1)使用光聚合的复合材料体系(包括光聚合手性的单 体即胆甾醇丙烯酸酯,可光聚合向列相丙烯酸酯,紫外吸收色素等), 利用非常弱的紫外线(辐射强度小于0.05mW/cm2)进行照射,制备 了高分子网络/紫外吸收色素复合材料实现了螺距梯度分布宽波反 射。原理是紫外吸收色素的添加造成了紫外光强度梯度,再加上弱的 紫外光手性单体有充分的时间扩散,从而形成螺距梯度,以得到对整 个可见光波段的选择性反射偏振片。由于单体在液晶中扩散的程度与 紫外辐射强度有关,因此这种方法所形成的带宽对紫外照射强度十分 敏感,因此在制造过程中要使用单色光传感器对偏振片进行检测,一 旦达到所需带宽,就要立刻提高紫外照射强度。其设备较复杂,比较 难控制。另外体系还使用了紫外吸收色素,增加了制造成本。
发明内容
本发明目的在于提供一种能实现宽波反射的液晶圆偏振片的制 造方法,通过较简单的工艺,制造一种能实现宽波反射的液晶圆偏振 片,而且这种偏振片的反射波宽可以根据实际需要由施加的电场调 控,并且不需要紫外聚合。
一种纳米掺杂的电场可控液晶圆偏振片的制备方法,其具体制造 工艺为:
1、混合液晶:由一种胆甾相液晶和一种一维纳米材料混合而成, 胆甾相液晶是由介电常数为负的负性向列相液晶和手性化合物混合 而成。手性化合物的含量1.0-35.0wt%,负性液晶的含量60.0-98.8wt%, 纳米材料的含量0.2-5.0wt%。
2、将上述混合好的材料注入表面经过沿面取向处理的10 um-100um液晶盒或薄膜中,液晶处于胆甾相平面织构状态;这时在 液晶盒或薄膜的基板上加0V-190V,10Hz-100KHz交流电场,调节 不同的电压、频率、波形即可得到选择性反射波宽不同的液晶圆偏振 片。
所述的沿面取向处理采用摩擦法、真空镀膜法或化学法;
所述的向列相液晶,其介电常数为负,即在高频交流电场下为平 面取向;
所述的手性化合物为联萘二酚类衍生物、胆甾醇类衍生物、手性 仲辛醇类衍生物、苯基乙二醇类衍生物、以2,2’取代联苯为光活性中 心的化合物、二甲基丁醇类衍生物或含二甲丁基的化合物;
所述的一维纳米材料是直径为30nm-500nm,长度为0.5um-10.0 um的无机纳米材料或导电聚合物纳米材料,纳米材料为纳米管、纳 米棒、纳米线或纳米带;无机纳米材料为硫化铋、硫化铜、硫化镉、 硫化锌或氧化锌;导电聚合物纳米材料为聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩;
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