CN103309073A - 胆甾型液晶薄膜制作方法、胆甾型液晶薄膜和滤光片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种胆甾型液晶薄膜的制作方法、胆甾型液晶薄膜和滤光片，该制作方法包括：在衬底基板上形成制作胆甾型液晶薄膜的混合物分散层；对所述混合物分散层进行分区域曝光处理，形成胆甾型液晶薄膜，所述分区域曝光处理中所述混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，对应区域形成的胆甾型液晶薄膜具有特定的螺距。本发明的技术方案可以同时制作形成具有多种颜色的胆甾型液晶薄膜，提高了制作效率。

Description

胆甾型液晶薄膜制作方法、胆甾型液晶薄膜和滤光片
技术领域
本发明涉及一种胆甾型液晶薄膜的制作方法、胆甾型液晶薄膜和滤光片。
背景技术
随着液晶显示技术的发展，柔性显示的技术日趋完善，柔性设计显示设备中的彩色液晶薄膜可以使用胆甾液晶制作，通过胆甾液晶制造彩色液晶薄膜的方法包括如下：
步骤S101、将温度控制在第一温度，使得液晶薄膜呈现红色，该第一温度为25摄氏度左右；
步骤S102、用紫外光照射需要制作为红色的区域，固定该区域的液晶；
步骤S103、将温度控制在第二温度，使得液晶薄膜未固定液晶的区域呈现绿色，该第二温度为34摄氏度左右；
步骤S104、用紫外光照射需要制作为绿色的区域，固定该区域的液晶。
通过以上步骤可制作成具有红绿色两色的彩色液晶薄膜。
发明人在实施本发明的过程中发现如下问题：使用上述方法制作彩色液晶薄膜的过程中，需要分别制作红色、绿色、蓝色区域，不能同时制作形成具有红、绿、蓝三种颜色的彩色液晶薄膜，制作效率低。
发明内容
本发明提供一种胆甾型液晶薄膜的制作方法、胆甾型液晶薄膜和滤光片，其可以同时制作形成具有多种颜色的胆甾型液晶薄膜，提高了制作效率。
为实现上述目的，本发明提供一种胆甾型液晶薄膜的制作方法，该制作方法包括：
在衬底基板上形成制作胆甾型液晶薄膜的混合物分散层；
对所述混合物分散层进行分区域曝光处理，形成胆甾型液晶薄膜，所述分区域曝光处理中所述混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，对应区域形成的胆甾型液晶薄膜具有特定的螺距。
可选地，所述对所述混合物分散层进行曝光处理具体包括：
通过掩模板对所述混合物分散层进行曝光处理，所述掩模板具有透光量不同的多个透光区域，通过掩模板对所述混合物分散层进行曝光处理使所述混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，对应区域形成的胆甾型液晶薄膜具有特定的螺距。
可选地，所述通过掩模板对所述混合物分散层进行曝光处理具体包括：采用紫外灯照射所述混合物分散层，所述紫外灯的波长为365纳米，所述紫外灯的辐照强度为2.5毫瓦/平方厘米，所述紫外灯的辐照时间为15～25分钟。
可选地，所述对所述混合物分散层进行分区域曝光处理中分区域包括第一区域、第二区域和第三区域，第一区域的胆甾型液晶薄膜具有第一螺距，第二区域的胆甾型液晶薄膜具有第二螺距，第三区域的胆甾型液晶薄膜具有第三螺距。
可选地，所述第一区域的胆甾型液晶薄膜反射红光，所述第二区域的胆甾型液晶薄膜反射绿光，所述第三区域的胆甾型液晶薄膜反射蓝光。
可选地，所述制作方法还包括：
将向列液晶单体、光引发剂、手性剂和紫外吸收剂混合，制成所述混合物。
可选地，所述混合物中各组分的质量份数为：
所述向列液晶单体为60～70份；
所述手性剂为30～40份；
所述光引发剂为3～4份；
所述紫外吸收剂为1.2～1.8份。
可选地，所述制作方法还包括：
对所述混合物分散层进行加热处理，所述加热处理的温度高于所述混合物分散层的清亮点温度。
为实现上述目的，本发明提供一种胆甾型液晶薄膜，所述胆甾型液晶薄膜采用上述的胆甾型液晶薄膜的制作方法制成。
为实现上述目的，本发明提供一种滤光片，所述滤光片包括胆甾型液晶薄膜，所述滤光片中的胆甾型液晶薄膜为上述的胆甾型液晶薄膜。
可选地，所述滤光片的所述胆甾型液晶薄膜包括多个第一像素区域、多个第二像素区域和多个第三像素区域，所述多个第一像素区域的所述胆甾型液晶薄膜具有第一螺距，反射红光；所述多个第二像素区域的所述胆甾型液晶薄膜具有第二螺距，反射绿光；所述多个第三像素区域的所述胆甾型液晶薄膜具有第三螺距，反射蓝光。
本发明提供的一种胆甾型液晶薄膜的制作方法、胆甾型液晶薄膜和滤光片，该制作方法包括：在衬底基板上形成制作胆甾型液晶薄膜的混合物分散层；对所述混合物分散层进行分区域曝光处理，形成胆甾型液晶薄膜，所述分区域曝光处理中所述混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，对应区域形成的胆甾型液晶薄膜具有特定的螺距。本发明的技术方案可以同时制作形成具有多种颜色的胆甾型液晶薄膜，提高了制作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为本发明实施例一提供的一种胆甾型液晶薄膜的制作方法流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种胆甾型液晶薄膜的制作方法流程图；
图3a为实施例二中形成混合物分散层的示意图；
图3b为实施例二中利用掩模板对混合物分散层进行分区域曝光示意图；
图3c为实施例二中形成的胆甾型液晶薄膜示意图；
图4为本发明实施例四提供的一种制备包括胆甾型液晶薄膜的滤光片的过程示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种胆甾型液晶薄膜的制作方法、胆甾型液晶薄膜和滤光片作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例一提供的一种胆甾型液晶薄膜的制作方法流程图，该制作方法包括：
步骤S201、在衬底基板上形成制备胆甾型液晶薄膜的混合物分散层。
具体地，将向列液晶单体、手性剂、光引发剂、和紫外吸收剂混合，制成混合物。其中，混合物中各组分的质量份数为：向列液晶单体为60～70份；所述手性剂为30～40份；所述光引发剂为3～4份；紫外吸收剂为1.2～1.8份。进一步，优选地，向列液晶单体为65份；手性剂为35份；光引发剂为3.5份；紫外吸收剂为1.5份。
可选地，可以采用浸渍、喷涂或旋涂等方法使得混合物均匀分布在衬底基板上，从而在衬底基板上形成均匀分布的混合物分散层。混合物分散层的厚度可以为微米级，例如0.8～1.2μm。
步骤S202、对所述混合物分散层进行分区域曝光处理，形成胆甾型液晶薄膜，所述分区域曝光处理中所述混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，对应区域形成的胆甾型液晶薄膜具有特定的螺距。
具体地，可以通过掩模板对混合物分散层进行曝光处理，掩模板具有透光量不同的多个透光区域，各个透光区域具有特定的透光量；光线透过掩模板对混合物分散层进行曝光时，与掩模板上各透光区域对应的混合物分散层的各个区域接收到不同的曝光量，对应区域形成的胆甾型液晶薄膜具有不同的螺距，从而可以反射不同颜色的光。
本实施例提供的制作方法是通过掩模板控制曝光光线的透光率，从而使混合物分散层的各个区域接收到不同的曝光量。当然，也可以通过控制各个区域的曝光时间，实现混合物分散层的各个区域接收到不同的曝光量。
本实施例提供的一种胆甾型液晶薄膜的制作方法，在衬底基板上形成制作胆甾型液晶薄膜的混合物分散层；对所述混合物分散层进行分区域曝光处理，形成胆甾型液晶薄膜，所述分区域曝光处理中所述混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，对应区域形成的胆甾型液晶薄膜具有特定的螺距。本实施例中，混合物分散层的各个区域接收到不同的曝光量，可以同时制作形成具有反射不同颜色光线的多个区域的胆甾型液晶薄膜，提高了制作效率。
图2为本发明实施例二提供的一种胆甾型液晶薄膜的制作方法流程图，如图2所示，该方法包括：
步骤S301、将向列液晶单体、手性剂、光引发剂和紫外吸收剂混合，制成所述混合物。
具体地，将向列液晶单体、手性剂、光引发剂、和紫外吸收剂混合，制成混合物。其中，混合物中各组分的质量份数为：向列液晶单体为60～70份；所述手性剂为30～40份；所述光引发剂为3～4份；紫外吸收剂为1.2～1.8份。进一步，优选地，向列液晶单体为65份；手性剂为35份；光引发剂为3.5份；紫外吸收剂为1.5份。
在实际应用中，向列相液晶单体例如可以为双丙烯酸酯类或者双烯丙氧基丙烯酸酯类向列相液晶；手性剂例如可以为端基为可聚合双键或者丙烯酸酯类的手性剂单体；光引发剂例如可以为Irgacure系列650-659；紫外吸收剂例如可以为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类或者受阻胺类。向列液晶单体为烯丙氧基类向列液晶单体，具体化学结构：
Figure BDA00003372506500051
其中n=0～7;
Figure BDA00003372506500052
其中n=0～7。手性剂单体为丙烯酸类手性剂单体，具体化学结构：
Figure BDA00003372506500053
其中n=0～7，CH*为胆甾醇类手性基团。
步骤S302、在衬底基板上形成制作胆甾型液晶薄膜的混合物分散层。
具体地，可以采用浸渍、喷涂或旋涂等方法使得混合物均匀分布在衬底基板上，从而在衬底基板上形成均匀分布的混合物分散层。图3a为实施例二中形成混合物分散层的示意图，如图3a所示，衬底基板1上形成有混合物分散层2。混合物分散层的厚度可以为微米级，例如0.8～1.2μm。
步骤S303、通过掩模板对所述混合物分散层进行曝光处理，所述掩模板具有透光量不同的多个透光区域，通过掩模板对所述混合物分散层进行曝光处理使所述混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量。
向列液晶单体与手性剂单体都含有可聚合基团，当紫外光照射混合物分散层时，混合物分散层中的光引发剂引发向列液晶单体和手性剂单体聚合，形成具有特定螺距的胆甾型液晶薄膜。胆甾液晶包含许多层分子，每层分子的排列方向相同，但相邻两层分子排列方向稍有旋转，夹角约为15分，层层叠成螺旋结构，当分子的排列旋转了360度而又回到原来的方向时，在分子排列完全相同的两层间的距离称胆甾液晶的螺距。
胆甾型液晶的螺距与光线的波长一致时，会产生强烈的选择性反射作用。λ＝ｎ*Ｐ，其中λ为光的波长，ｎ为液晶光学各向异性常数，Ｐ为胆甾型液晶的螺距。由于紫外光吸收剂的存在，在紫外光诱导聚合的过程中，利用掩模板在混合物分散层形成紫外光强度梯度，手性剂单体和向列相液晶单体聚合形成的液晶薄膜中手性单体呈现一定的浓度梯度，使形成的胆甾型液晶薄膜的具有特定的螺距，得到反射不同波长光线的胆甾型液晶聚合物薄膜。紫外光照条件下，光引发剂引发向列液晶单体和手性剂单体聚合，在不同光照强度下，手性单体和向列相液晶单体参与聚合比例不同，即手性单体在胆甾型液晶薄膜中的浓度不同，从而控制形成的胆甾型液晶薄膜的螺距。
具体地，在对混合物分散层进行分区域曝光处理过程中，光源发射出的光线透过掩模板照射到混合物分散层。光源优选为紫外光源，紫外光源发射紫外光的波长为365nm，辐照强度的2.5mW/cm2，辐照时间为15～25min。紫外光源发射的紫外光的波长范围要与混合物中光引发剂的波长范围匹配。
图3b为实施例二中利用掩模板对混合物分散层进行分区域曝光的示意图，如图3b所示，掩模板3包括第一透光区域31、第二透光区域32和第三透光区域33，紫外光4经过掩模板3的第一透光区域31、第二透光区域32和第三透光区域33照射到混合物分散层2，混合物分散层2不同区域接收到的紫外光强度不同，光引发剂在紫外光作用下引发混合物分散层中向列相液晶单体和手性剂发生聚合反应，形成胆甾型液晶薄膜。形成的胆甾型液晶薄膜5，如图3c所示，包括对应于掩模板第一透光区域31的第一区域51，对应于掩模板第二透光区域32的第二区域52和对应于掩模板第三透光区域33的第三区域53。第一区域的胆甾型液晶薄膜具有第一螺距，第二区域的胆甾型液晶薄膜具有第二螺距，第三区域的胆甾型液晶薄膜具有第三螺距。可选地，第一区域的胆甾型液晶薄膜反射红光，第二区域的胆甾型液晶薄膜反射绿光，第三区域的胆甾型液晶薄膜反射蓝光。例如，紫外光源发射紫外光的波长为365nm，辐照强度的2.5mW/cm2，辐照时间为20min。掩模板的第一透光区域31、第二透光区域32和第三透光区域33对于紫外光的透过率分别为90%，70%和50%，则应对于第一透光区域31、第二透光区域32和第三透光区域33的混合物分散层接收到的紫外光辐射强度分别为2.25mW/cm2，1.75mW/cm2和1.25mW/cm2。
在实际应用中，在曝光处理过程中，在紫外灯4照射混合物分散层2的同时，可以对混合物分散层2进行加热处理，加热处理的温度高于混合物分散层的清亮点温度，例如加热温度可以为65～85摄氏度。
步骤S304、对应区域形成具有特定螺距的胆甾型液晶薄膜。
在衬底基板1上形成的胆甾型液晶薄膜5包括三个区域：第一区域C1、第二区域C2和第三区域C3，实施二中形成的胆甾型液晶薄膜如图3c所示。第一区域51的胆甾型液晶薄膜具有第一螺距，第二区域52的胆甾型液晶薄膜具有第二螺距，第三区域53的胆甾型液晶薄膜具有第三螺距。具有不同螺距的胆甾型液晶薄膜可以选择性的反射光。可选地，第一区域形成的胆甾型液晶薄膜反射红光，第二区域形成的胆甾型液晶薄膜反射绿光，第三区域形成的胆甾型液晶薄膜反射蓝光。胆甾型液晶薄膜还可以包括第四区域，第四区域的胆甾型液晶薄膜具有第四螺距，第四区域的胆甾型液晶薄膜反射黄光。需要说明的是，本发明对于分区域曝光处理中区域的数量和形状、不同区域形成的胆甾型液晶的螺距、不同区域形成液晶薄膜反射光线的波长范围均不做限定。
根据λ＝ｎ*Ｐ，其中λ为反射光的波长，ｎ为液晶光学各向异性常数，Ｐ为胆甾型液晶薄膜的螺距。对于常用液晶n=0.1，如胆甾型液晶薄膜反射红光，红光的波长为650nm，胆甾型液晶薄膜螺距P为6500nm；胆甾型液晶薄膜反射绿光，绿光的波长为550nm，胆甾型液晶薄膜螺距P为5500nm；胆甾型液晶薄膜反射蓝光，蓝光的波长为450nm，胆甾型液晶薄膜螺距P为4500nm。
本实施例提供的胆甾型液晶薄膜的制作方法包括：在衬底基板上形成制作胆甾型液晶薄膜的混合物分散层；对所述混合物分散层进行分区域曝光处理，形成胆甾型液晶薄膜，所述分区域曝光处理中所述混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，对应区域形成的胆甾型液晶薄膜具有特定的螺距，本发明实施例的技术方案可以同时制作具有反射不同颜色光线的多个区域的胆甾型液晶薄膜，提高了制作效率。
本发明实施例三提供一种胆甾型液晶薄膜，该胆甾型液晶薄膜采用上述实施例一或实施例二中的胆甾型液晶薄膜的制作方法制成，其具体实施方式请参见上述实施例一或实施例二，此处不再具体描述。
本实施例提供的胆甾型液晶薄膜通过胆甾型液晶薄膜的制作方法制成，该制作方法包括：在衬底基板上形成制作胆甾型液晶薄膜的混合物分散层；对所述混合物分散层进行分区域曝光处理，形成胆甾型液晶薄膜，所述分区域曝光处理中所述混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，对应区域形成的胆甾型液晶薄膜具有特定的螺距，本实施例的技术方案可以同时制作具有反射不同颜色光线的多个区域的胆甾型液晶薄膜，提高了制作效率；本实施例中的胆甾型液晶薄膜包括多个区域，各区域的液晶薄膜具有特定的螺距，可以反射不同颜色光线。
图4为本发明实施例四提供的一种制备包括胆甾型液晶薄膜的滤光片的过程示意图，如图4所示，滤光片的胆甾型液晶薄膜包括多个第一像素区域51、多个第二像素区域52和多个第三像素区域53，多个第一像素区域51的胆甾型液晶薄膜具有第一螺距；多个第二像素区域52的所述胆甾型液晶薄膜具有第二螺距；多个第三像素区域53的所述胆甾型液晶薄膜具有第三螺距。
本实施例提供的滤光片包括：衬底基板，衬底基板可以是玻璃、石英、透明树脂等；衬底基板上形成有胆甾型液晶薄膜，如图4所示，胆甾型液晶薄膜包括多个第一像素区域51、多个第二像素区域52和多个第三像素区域53，多个第一像素区域51的胆甾型液晶薄膜具有第一螺距，反射红光；多个第二像素区域52的所述胆甾型液晶薄膜具有第二螺距，反射绿光；多个第三像素区域53的所述胆甾型液晶薄膜具有第三螺距，反射蓝光。本实施例提供的滤光片还可以包括平坦层、保护层、隔垫物等，在此不一一赘述。
本实施例提供的滤光片的制备方法包括：
在衬底基板上形成制备胆甾型液晶薄膜的混合物分散层，形成混合物分散层的具体步骤包括：将向列液晶单体、手性剂、光引发剂、和紫外吸收剂混合，制成混合物。其中，混合物中各组分的质量份数为：向列液晶单体为60～70份；所述手性剂为30～40份；所述光引发剂为3～4份；紫外吸收剂为1.2～1.8份。优选地，向列液晶单体为65份；手性剂为35份；光引发剂为3.5份；紫外吸收剂为1.5份。采用浸渍、喷涂或旋涂等方法将混合物涂覆于衬底基板之上，形成混合物分散层。
对所述混合物分散层进行分区域曝光处理，从而形成胆甾型液晶薄膜，分区域曝光处理中混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，使得对应区域形成的胆甾型液晶薄膜具有特定的螺距。
为了使混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，可以通过掩模板对所述混合物分散层进行曝光处理，掩模板具有透光量不同的多个透光区域，通过掩模板对混合物分散层进行曝光处理使混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，对应区域形成的胆甾型液晶薄膜具有特定的螺距。
具体地，如图4所示，掩模板3包括多个第一透光区域31、多个第二透光区域32和多个第三透光区域33，第一透光区域31、第二透光区域32和第三透光区域33的透光量不同，通过掩模板对混合物分散层2进行曝光处理使混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，形成胆甾型液晶薄膜。对应于掩模板的多个第一透光区域31、多个第二透光区域32和多个第三透光区域33，形成的胆甾型液晶薄膜包括多个第一像素区域51，多个第二像素区域52，多个第三像素区域53。可选地，多个第一像素区域的胆甾型液晶薄膜具有第一螺距，反射红光；多个第二像素区域的胆甾型液晶薄膜具有第二螺距，反射绿光；多个第三像素区域的胆甾型液晶薄膜具有第三螺距，反射蓝光。胆甾型液晶薄膜还可以包括多个第四像素区域，多个第四像素区域的胆甾型液晶薄膜具有第四螺距，反射黄光。本发明对于滤光片的胆甾型液晶薄膜的像素区域的类型、形状、数量均不做限定。本发明的技术方案可以同时制作具有不同颜色的多个像素区域的包括胆甾型液晶薄膜的滤光片，提高了制作效率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种胆甾型液晶薄膜的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底基板上形成制作胆甾型液晶薄膜的混合物分散层；
对所述混合物分散层进行分区域曝光处理，形成胆甾型液晶薄膜，所述分区域曝光处理中所述混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，对应区域形成的胆甾型液晶薄膜具有特定的螺距。
2.根据权利要求1所述的胆甾型液晶薄膜的制作方法，其特征在于，所述对所述混合物分散层进行曝光处理具体包括：
通过掩模板对所述混合物分散层进行曝光处理，所述掩模板具有透光量不同的多个透光区域，通过掩模板对所述混合物分散层进行曝光处理使所述混合物分散层的各个区域具有特定的曝光量，对应区域形成的胆甾型液晶薄膜具有特定的螺距。
3.根据权利要求2所述的胆甾型液晶薄膜的制作方法，其特征在于，所述通过掩模板对所述混合物分散层进行曝光处理具体包括：采用紫外灯照射所述混合物分散层，所述紫外灯的波长为365纳米，所述紫外灯的辐照强度为2.5毫瓦/平方厘米，所述紫外灯的辐照时间为15～25分钟。
4.根据权利要求1所述的胆甾型液晶薄膜的制作方法，其特征在于，所述对所述混合物分散层进行分区域曝光处理中分区域包括第一区域、第二区域和第三区域，第一区域的胆甾型液晶薄膜具有第一螺距，第二区域的胆甾型液晶薄膜具有第二螺距，第三区域的胆甾型液晶薄膜具有第三螺距。
5.根据权利要求4所述的胆甾型液晶薄膜的制作方法，其特征在于，所述第一区域的胆甾型液晶薄膜反射红光，所述第二区域的胆甾型液晶薄膜反射绿光，所述第三区域的胆甾型液晶薄膜反射蓝光。
6.根据权利要求1所述的胆甾型液晶薄膜的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
将向列液晶单体、光引发剂、手性剂和紫外吸收剂混合，制成所述混合物。
7.根据权利要求6所述的胆甾型液晶薄膜的制作方法，其特征在于，所述混合物中各组分的质量份数为：
所述向列液晶单体为60～70份；
所述手性剂为30～40份；
所述光引发剂为3～4份；
所述紫外吸收剂为1.2～1.8份。
8.根据权利要求1所述的胆甾型液晶薄膜的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
对所述混合物分散层进行加热处理，所述加热处理的温度高于所述混合物分散层的清亮点温度。
9.一种胆甾型液晶薄膜，其特征在于，所述胆甾型液晶薄膜采用如权利要求1至8任一所述的胆甾型液晶薄膜的制作方法制成。
10.一种滤光片，其特征在于，所述滤光片包括胆甾型液晶薄膜，所述胆甾型液晶薄膜包括如权利要求9中所述的胆甾型液晶薄膜。
11.根据权利要求10所述的滤光片，其特征在于，所述滤光片的所述胆甾型液晶薄膜包括多个第一像素区域、多个第二像素区域和多个第三像素区域，所述多个第一像素区域的所述胆甾型液晶薄膜具有第一螺距，反射红光；所述多个第二像素区域的所述胆甾型液晶薄膜具有第二螺距，反射绿光；所述多个第三像素区域的所述胆甾型液晶薄膜具有第三螺距，反射蓝光。
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