CN106444108B - 一种红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件的制备方法 - Google Patents

一种红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件的制备方法，将液晶盒的其中一个石英玻璃片的内表面旋涂红外吸收材料，再将配制好的胆甾相液晶灌入液晶盒，可通过红外光照射对胆甾相液晶的禁带进行调控。本发明利用向列相液晶掺杂手性剂进行器件制备，工艺简单，实施性强；本发明通过红外光照射可以对胆甾相液晶禁带进行调控，调控范围可以达到200nm。

Description

一种红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件的制备方法
技术领域
本发明涉及彩色液晶显示领域，具体涉及一种红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件的制备方法。
背景技术
胆甾相液晶由于其自组织螺旋结构，有着独特的布拉格反射特性：λ＝n×p。而螺距p容易被外界刺激而改变，如光照、电场、温度、磁场、机械压力等。因此，人们利用螺距p的这种特性，实现了对反射波长的动态调控，并且运成功用在传感器，滤波器，可调谐激光器，信息存储等方面。
由于光调控具有方便，响应时间快，对材料无损害，可恢复等特性，一直受到人们广泛的研究。目前为止，人们研究的光调控的主要方法是向向列型液晶中掺杂具有光敏的手性分子，这些光敏手性分子一般至少具有两种稳态，这两种稳态可以通过光照射进行转换。此外，这些手性分子的两种稳态具有不同的HTP值，从而诱导液晶分子产生具有不同螺距的螺旋结构。然而，迄今为止，人们使用的光源大多是高能量的紫外光源，这可能导致材料的破坏，环境的污染，不利于人体健康等，并且紫外光的穿透力差，不利于远距离的空间调制。而近红外光由于其杰出的渗透能力，强的材料激活性能和不可见特性，一直以来在生命科学，材料科学和航天航空方面受到广泛的应用。
因此，开发近红外光响应材料是至关重要的，通过红外光远距离的，可逆的动态调控胆甾型液晶的反射波长是一种极其吸引人的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件的制备方法，以解决紫外光调控对材料的破坏，环境的污染，人体健康的危害等问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件的制备方法，其特征在于：将液晶盒的其中一个石英玻璃片的内表面旋涂红外吸收材料，再将配制好的胆甾相液晶灌入液晶盒，可通过红外光照射对胆甾相液晶的禁带进行调控。
所述的一种红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)胆甾相液晶的制备
胆甾相液晶由向列相液晶E7和手性剂S811构成，胆甾相液晶的配比为向列相液晶E7/手性剂S811＝70％/(27-30)％，称取定量的胆甾相液晶，并将胆甾相液晶在热台上加热搅拌，加热时间40-60min，加热温度为90-110℃；
(2)薄膜溶液的制备
将PMMA和红外吸收材料PBIBDF-BT分别融入氯仿中，其中红外吸收材料PBIBDF-BT分子式为：
Figure BDA0001156058880000021
在震荡仪上震荡3天使之充分溶解，之后将两者混合，配制成浓度为15-25mg/ml的PMMA和1-4mg/ml的红外吸收材料PBIBDF-BT的混合溶液；
(3)器件的制备
将步骤(2)所得的混合溶液采用旋涂仪旋涂在已经清洗干净的石英玻璃片上，旋涂仪先以800r的速率转动6s，再以3000r的速率转动30s，使之均匀成膜，然后再抽真空30-60min，使膜紧贴在石英玻璃片上，再用铁刷在旋涂好膜的石英片上均匀摩擦取向；取另一片石英玻璃片，将两片石英玻璃片用固化胶贴合起来，制成液晶盒，液晶盒盒厚通过20μm的间隔子来控制；最后取步骤(1)配制好的液晶溶液，灌入制好的液晶盒中。
本发明的原理是：
液晶在室温下为近晶C相，当温度上升到28℃时会产生相变，由近晶C相向胆甾相转变，并且在胆甾相液晶态时，温度的微小的变化会产生大的螺距变化。
红外吸收材料PBIBDF-BT的吸收峰在850nm，使得在用近红外光照射时会吸收红外光而发热，使得液晶发生相变。
与传统的紫外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明利用向列相液晶掺杂手性剂进行器件制备，工艺简单，实施性强。
2、本发明通过红外光照射可以对胆甾相液晶禁带进行调控，调控范围可以达到200nm。
3、本发明可以通过控制PBIBDF-BT材料浓度、红外光波长、光强和照射时间实现不同速率和调谐范围的调控。
4、本发明可以在红外光照射时由近晶C态转换为胆甾相，撤去光照后恢复到近晶C态，可反复使用。
附图说明
图1是本发明所设计的红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件的结构图。
图2是本发明所设计的红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件的红外吸收材料的吸收光谱。
图3是本发明所设计的红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件的胆甾相液晶的DSC图，插图分别为26℃和30℃时的相态图。
图4是本发明所设计的红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件在850nm光照射下禁带的变化图。
具体实施方式
如图1所示为基于红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件结构图，由一层旋涂有红外吸收材料PBIBDF-BT的石英玻璃基板2和一层透明的石英玻璃基板1以及中间的液晶层3组成。
实施例
一种红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件的制备方法，包括以下步骤：
(1)胆甾相液晶的制备
胆甾相液晶由向列相液晶E7和手性剂S811构成，胆甾相液晶的配比为向列相液晶E7/手性剂S811＝70％/30％，称取定量的胆甾相液晶，并将胆甾相液晶在热台上加热搅拌，加热时间60min，加热温度为95℃；
如图2所示，用差热示差扫描热仪对胆甾相液晶做DSC测试，从图中我们可以见到在28℃左右，手性向列型液晶会发生相变，由近晶C相向胆甾相转换。在发生相变前(26℃)时和发生相变后(30℃)，在金相显微镜下拍摄的相态图，如图2中插图中所示，以此证明相态的转变。
(2)薄膜溶液的制备
将PMMA和红外吸收材料PBIBDF-BT分别融入氯仿中，其中红外吸收材料PBIBDF-BT分子式为：
Figure BDA0001156058880000041
在震荡仪上震荡3天使之充分溶解，之后将两者混合，配制成浓度为15-25mg/ml的PMMA和1-4mg/ml的红外吸收材料PBIBDF-BT的混合溶液；
如图3所示，用紫外可见近红外分光光度计测量测量了红外吸收材料PBIBDF-BT的吸收光谱。可以看出，在850nm左右有一个明显的吸收峰。
(3)器件的制备
将步骤(2)所得的混合溶液采用旋涂仪旋涂在已经清洗干净的石英玻璃片上，旋涂仪先以800r的速率转动6s，再以3000r的速率转动30s，使之均匀成膜，然后再抽真空30min，使膜紧贴在石英玻璃片上，再用铁刷在旋涂好膜的石英片上均匀摩擦取向；取另一片石英玻璃片，将两片石英玻璃片用固化胶贴合起来，制成液晶盒，液晶盒盒厚通过20μm的间隔子来控制；最后取步骤(1)配制好的液晶溶液，灌入制好的液晶盒中。
胆甾相液晶在室温下为近晶C相，当温度上升到28℃时会产生相变，由近晶C相向胆甾相转变，并且在胆甾相液晶态时，温度的微小的变化会产生大的螺距变化。通过旋涂红外吸收材料PBIBDF-BT，其吸收峰在850nm，使得在用近红外光照射时会吸收红外光而发热，使得液晶发生相变。
对本发明方法的验证：
如图4所示，为850nm光照射下反射带随时间的变化图，在照射50s后，测得它的反射带的中心波长在700nm左右，随着光照时间的增加，反射带逐渐蓝移，在3600s后逐渐稳定，达到热平衡状态。因此，成功的通过红外光照使得波长实现了200nm多的蓝移。

Claims (1)

1.一种红外光禁带可调谐的胆甾相液晶器件的制备方法，其特征在于：将液晶盒的其中一个石英玻璃片的内表面旋涂红外吸收材料，再将配制好的胆甾相液晶灌入液晶盒，可通过红外光照射对胆甾相液晶的禁带进行调控；
具体包括以下步骤： (1)胆甾相液晶的制备
胆甾相液晶由向列相液晶E7和手性剂S811构成，胆甾相液晶的配比为向列相液晶E7/手性剂S811＝70％/(27-30)％，称取定量的胆甾相液晶，并将胆甾相液晶在热台上加热搅拌，加热时间40-60min，加热温度为90-110℃；
(2)薄膜溶液的制备
将PMMA和红外吸收材料PBIBDF-BT分别融入氯仿中，其中红外吸收材料PBIBDF-BT分子式为：
Figure 94769DEST_PATH_IMAGE001
；
在震荡仪上震荡3天使之充分溶解，之后将两者混合，配制成浓度为15-25mg/ml的PMMA和1-4mg/ml的红外吸收材料PBIBDF-BT的混合溶液；
(3)器件的制备
将步骤(2)所得的混合溶液采用旋涂仪旋涂在已经清洗干净的石英玻璃片上，旋涂仪先以800r的速率转动6s，再以3000r的速率转动30s，使之均匀成膜，然后再抽真空30-60min，使膜紧贴在石英玻璃片上，再用铁刷在旋涂好膜的石英片上均匀摩擦取向；取另一片石英玻璃片，将两片石英玻璃片用固化胶贴合起来，制成液晶盒，液晶盒盒厚通过20μm的间隔子来控制；最后取步骤(1)配制好的液晶溶液，灌入制好的液晶盒中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106997133A (zh) * 2017-05-17 2017-08-01 华南师范大学 一种红外反射器件的制备方法
CN107315270B (zh) * 2017-06-28 2020-07-03 北京大学 具有光写入或光擦除功能的双稳态液晶器件及其制备方法
CN108398825A (zh) * 2018-03-06 2018-08-14 合肥工业大学 一种红外可调谐的液晶调光器件及其制备工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103115686A (zh) * 2013-01-28 2013-05-22 上海科润光电技术有限公司 一种长波红外光探测器件
CN105842302A (zh) * 2016-04-12 2016-08-10 合肥工业大学 一种溶液法制备多孔有机半导体薄膜的方法及应用
CN106094384A (zh) * 2016-08-04 2016-11-09 合肥工业大学 光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件及其光控方法
CN106133605A (zh) * 2014-03-31 2016-11-16 富士胶片株式会社 感光性树脂组合物、平版印刷版原版及平版印刷版的制作方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103115686A (zh) * 2013-01-28 2013-05-22 上海科润光电技术有限公司 一种长波红外光探测器件
CN106133605A (zh) * 2014-03-31 2016-11-16 富士胶片株式会社 感光性树脂组合物、平版印刷版原版及平版印刷版的制作方法
CN105842302A (zh) * 2016-04-12 2016-08-10 合肥工业大学 一种溶液法制备多孔有机半导体薄膜的方法及应用
CN106094384A (zh) * 2016-08-04 2016-11-09 合肥工业大学 光控可逆调节的红绿蓝白光胆甾相液晶器件及其光控方法

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