[发明专利]一种具有低驱动电压的电控调光膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有低驱动电压的电控调光膜，所述液晶调光膜包括胆甾相液晶和聚合物微球，所述胆甾相液晶连续分布，所述聚合物微球分散在胆甾相液晶中。本发明还公开了该种薄膜的制备方法。本发明的双稳态薄膜可以广泛应用于建筑节能门窗薄膜、写字板、电子纸及其相关领域中。

技术领域

本发明属于功能性液晶应用技术领域，本发明提供了一种基于聚合物微球填充液晶(Polymer microspheres filled liquid crystal,PFLC)体系的具有低驱动电压的双稳态电控液晶调光膜及其制备方法。

背景技术

液晶材料在我们日常生活中应用非常广泛，液晶显示(LCD)已成为主流的平板显示。除显示之外，LC材料也广泛地应用到许多其它尖端技术领域，如智能窗户、大型投影屏和触摸屏、电子手写板和黑板、激光定向器、航空机械及冶金产品的无损探伤及微波测定等。

随着技术的进步，基于LC材料的未来光电材料逐渐向价廉、质轻、尤其是柔性且易于大面积生产的薄膜化产品发展。基于这种发展，LC/高分子复合薄膜材料应运而生。构建这种复合材料体系的目的，是为了把LC分子的响应特性与高分子材料良好的机械强度、优良的柔韧性以及优异的加工特性相结合，使其在实现LC的外场响应性能的同时，能够利用卷对卷加工的方法实现大规模柔性薄膜化产品的生产。目前，在LC领域中，主要包含以下两种典型的LC/高分子复合材料薄膜体系：高分子分散液晶(PDLC)体系和高分子稳定液晶(PSLC)体系。PDLC中，高含量的聚合物为薄膜提供了高的粘结强度，目前已实现产业化；但是薄膜只能呈现正式电控调光膜的电光特性，即常态为光散射态，施加电场时呈现透明态。而实际应用中，建筑门窗大多数时间需呈现透明态。也就是说，PDLC不仅功能单一，并且能耗大。为了降低建筑门窗的能耗，基于具有双稳态特性的胆甾相液晶的双稳态薄膜成为了关注的焦点。迄今为止，双稳态调光薄膜的制备几乎都建立在PSLC体系之上。然而，由于PSLC体系中聚合物含量低(一般为5wt.％左右)，得到的薄膜稳定性差，无法实用化。

发明内容

为了解决双稳态调光膜两层基板之间的粘结力较差、薄膜稳定性差等缺点，本发明开发了一种基于聚合物微球填充液晶体系的具有低驱动电压的双稳态电控调光膜及其制备方法。本发明在负性胆甾相液晶中，通过热聚合诱导相分离，原位构筑了PFLC网络结构。在PFLC体系中，聚合物以微球的形式分散在连续相的液晶中，在保持液晶本征的响应特性的同时赋予薄膜较高的粘结强度(大于25N/cm²)。这将为进一步发展大面积、柔性化的双稳态薄膜打下坚实的基础。

本发明提供了一种具有双稳态特性的聚合物微球填充液晶调光膜，所述液晶调光膜包括胆甾相液晶和聚合物微球，所述胆甾相液晶连续分布，所述聚合物微球分散在胆甾相液晶中。

作为上述液晶调光膜一种更好的选择，所述胆甾相液晶为负性胆甾相液晶。作为常识，此种液晶的介电各向异性常数小于零(Δε0)。

作为上述液晶调光膜一种更好的选择，所述聚合物微球为通过热聚合原位形成。

作为上述液晶调光膜一种更好的选择，所述聚合物微球为环氧树脂型聚合物微球，即由环氧单体和环氧固化剂聚合而成。

作为上述液晶调光膜一种更好的选择，所述聚合物微球占基体的质量比为10-67.6％。本领域技术人员可以通过控制聚合条件、原料配比、原料种类有效控制聚合物微球的含量。但是应当注意，胆甾相液晶材料的重量比较高时，得到的薄膜具有更优的光学双稳态性能，因此，应当控制聚合物微球的占比，如控制在20-30％的范围内相应的光学性能会更佳，此时，液晶的加入量相当于PDLC薄膜的14-16倍。

作为上述液晶调光膜一种更好的选择，所述聚合物微球的尺寸在3～10μm，本领域技术人员可以通过控制聚合条件、原料配比、原料种类有效控制聚合物微球的尺寸。本发明的实施例中也相应的提供了相应的电镜图片，通过和标尺的比较，可以确定本发明液晶调光膜中聚合物微球的尺寸。