[发明专利]双层胆甾相液晶物理和化学凝胶复合结构的制备方法

说明书

本发明公开了一种双层胆甾相液晶物理和化学凝胶复合结构的制备方法，通过对液晶化学凝胶制成的PSLC薄膜进行“浸洗‑再填充”，在浸洗除去PSLC薄膜中液晶和未反应的可聚合单体后，再填充胆甾相液晶物理凝胶，实现液晶结构不同且互不干扰的双层凝胶体系，复合体系具有多稳态特性，可以用温度和电压实施对复合结构多稳态的控制。

技术领域

本发明涉及液晶技术领域，具体涉及双层胆甾相液晶物理和化学凝胶复合结构的制备方法。

背景技术

胆甾相液晶是一种具有螺旋结构的液晶，是向列相液晶的一种特殊形式。请查阅图1，胆甾相液晶分子的排列方式是螺旋排列，沿着光轴周期性螺旋递进，每一个螺旋结构长度被称为螺距P。胆甾相液晶的布拉格反射特性使胆甾相液晶表面的入射光与液晶的螺距相匹配时，就能够对这个波段的光产生选择性反射。同时液晶分子排列状态极易受到电场、磁场的影响，螺旋结构会在外场的影响下发生结构改变。如果对液晶施加电场，随着电场强度增大，正性胆甾相液晶的分子排布结构也会不断被影响，直至成为向列相液晶，这个过程中，液晶螺距对应的反射带变化呈现为反射率逐渐递减。因此液晶在可见光、红外光、电场等作用下会呈现出在许多领域具有实用价值的光学特性。相应地，研制出能够稳定存在并且灵活多变的胆甾相液晶结构显得尤为重要。

影响胆甾相液晶稳定性的主要因素有：1、温度变化，胆甾相液晶的螺距，会随着温度改变而发生变化，因此在不同温度下胆甾相液晶的反射带是不同的；2、机械力影响，胆甾相液晶因为具备着液体的流动性，所以在外界机械力的影响下很容易发生螺距变化或者从存储容器中流失。

为了克服以上因素的影响，已有研究者制作出了聚合物稳定液晶(PolymerStabilized Liquid Crystals，PSLC)薄膜材料。PSLC膜是将反应型液晶单体分散在液晶中聚合得到的复合材料。在一定条件下，比如光照或加热的条件下，反应型液晶单体发生聚合，形成包裹液晶的骨架。PSLC薄膜是聚合物网络骨架支撑的薄膜，这就使得薄膜的受温度等外场的影响较小和并且机械强度增大，使防泄漏强度大大提升。虽然PSLC薄膜已经在很多领域中有所应用。但是人们对材料的要求不断提高，PSLC薄膜因为反射带在聚合后就已经被固定，并且不具备动态响应特性等缺陷使它在应用中受到了许多限制。

发明内容

本发明提供了双层胆甾相液晶物理和化学凝胶复合结构的制备方法，其克服了背景技术中PSLC膜所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：双层胆甾相液晶物理和化学凝胶复合结构的制备方法，包括：

步骤(1)，反应型液晶单体与液晶材料按质量比1：(10～1)混合均匀，再加入引发剂和手性剂混合均匀且构成混合物；

步骤(2)，选取镀有电极的基板，所述基板构成基板层，所述电极构成导电层，在导电层上旋涂一层可配向的材料作为取向层；将两块基板的取向层相对，保持一定间隙黏合在一起，则结构从下至上分别为第一基板层、第一导电层、第一取向层、间隔层、第二取向层、第二导电层和第二基板层；其中的第一取向层和第二取向层控制间隙黏合以形成液晶盒；

步骤(3)，将步骤(1)的混合物灌入步骤(2)的液晶盒中，聚合混合物中的反应型液晶单体，得到具有聚合物网络结构的液晶化学凝胶层；

步骤(4)，将步骤(3)制作的液晶盒分开，附着有液晶化学凝胶的一侧基板称为第一基板层、第一导电层和第一取向层，将该侧的多层结构放置在溶液中浸泡以洗去液晶化学凝胶中未参与聚合的材料，只余下第一基板层、第一导电层、第一取向层与液晶化学凝胶的聚合物骨架；

步骤(5)，将附着有聚合物骨架的第一取向层与第二基板层的第二取向层之间重新黏合制成间隙更宽的液晶盒；