CN107849450B - 用于获得包含具有稳定蓝相的液晶混合物的材料的方法以及包含该材料的光学物品 - Google Patents

用于获得包含具有稳定蓝相的液晶混合物的材料的方法以及包含该材料的光学物品 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于获得包含介晶化合物(101)的材料(10)的方法,所述介晶化合物形成具有稳定蓝相(100)的液晶混合物,所述方法包括以下步骤:a)制备包含介晶体系和化学光引发剂体系的化学组合物,所述介晶体系包含:‑形成所述液晶混合物的所述介晶化合物,‑适配成用于诱发所述蓝相的手性掺杂剂,以及‑适配成用于聚合的包含单体的单体混合物,并且所述化学光引发剂体系被适配成用于当被可见波长的光束照射时引发所述单体的聚合;b)使所述液晶混合物形成所述蓝相;c)在使所述液晶混合物成为所述蓝相之后,用可见波长的光束照射在步骤a)中获得的所述化学组合物以引发所述单体的聚合;d)获得包含由所述聚合的单体稳定的处于所述蓝相的所述液晶混合物的所述材料。

Description

用于获得包含具有稳定蓝相的液晶混合物的材料的方法以及 包含该材料的光学物品
技术领域
本发明涉及一种用于获得包含介晶化合物的材料的方法,所述介晶化合物形成具有稳定蓝相的液晶混合物。
本发明在具有整体可变折射率的光学物品(例如镜片)的制造中获得了特别有意义的应用,所述光学物品包含由包含具有稳定蓝相的液晶混合物的所述材料制成的至少一部分。
背景技术
众所周知的是,液晶可以形成蓝相,包括将液晶分子排列成双扭曲圆柱体,这些圆柱体组装成三维立方晶格结构。
液晶的这些称为蓝相的物理状态是相当不稳定的,因为它们在小的温度范围内,通常仅在几摄氏度内天然存在。
我们从Kikuchi等人的文章“Polymer stabilized liquid crystal blue phase[聚合物稳定的液晶蓝相]”,Nature Mater.[自然材料](2002),64-68已知,聚合物稳定方法可以提供聚合物网络以将所述蓝相结构的稳定性扩展到更宽的温度范围,有时高达几百摄氏度。
这种聚合物稳定方法是基于向液晶溶液中加入单体,创造条件使液晶以蓝相排列并且用通过紫外(UV)光束激发的光引发剂引发所述单体的聚合。
UV激发的光引发剂不吸收可见光。因此,在可见光区域中,包含蓝相液晶的最终聚合物材料的光吸收不受这些UV激发的光引发剂的影响。
然而,本申请人注意到,该方法不能有效地稳定任何液晶混合物的蓝相温度。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提供一种用于获得包含介晶化合物的材料的新方法,所述介晶化合物形成具有稳定蓝相的液晶混合物。
上述目的是根据本发明通过提供一种用于获得包含介晶化合物的材料的方法实现的,所述介晶化合物形成具有稳定蓝相的液晶混合物,所述方法包括以下步骤:
a)制备包含介晶体系和化学光引发剂体系的化学组合物,所述介晶体系包含:
-形成所述液晶混合物的所述介晶化合物,
-适配成用于诱发所述蓝相的手性掺杂剂,以及
-适配成用于聚合的包含单体的单体混合物,
并且所述化学光引发剂体系被适配成用于当被可见波长的光束照射时引发所述单体的聚合;
b)使所述液晶混合物形成所述蓝相;
c)在使所述液晶混合物成为所述蓝相之后,用可见波长的光束照射在步骤a)中获得的所述化学组合物以引发所述单体的聚合;
d)获得包含由所述聚合的单体稳定的处于所述蓝相的所述液晶混合物的所述材料。
由于根据本发明的方法,液晶混合物的蓝相可以在不使用UV光束进行光聚合的情况下稳定。
确实,本申请人注意到,其蓝相不能通过已知方法有效地稳定的液晶混合物包含比通过已知方法有效地稳定的液晶混合物的介晶化合物更有效地吸收紫外光的介晶化合物。
这表明吸收紫外光的介晶化合物被紫外光降解或阻止UV激发的光引发剂接收足够的紫外光来被激发。
因此,根据本发明的方法目的,可以使用宽范围的介晶化合物,包括被紫外光损伤或吸收紫外光的那些介晶化合物,以获得包含具有稳定蓝相的液晶混合物的所述材料。
由于根据本发明的方法获得的包含具有稳定蓝相的液晶混合物的材料呈现可变的折射率,这取决于它被放置在其中的电磁场。
更准确地说,在该材料中包含的液晶混合物表现出在通常的电磁场环境条件下观察到的处于蓝相时的第一折射率值和与所述第一折射率值不同的第二折射率值(当被放置在电磁场中时,例如在两个被供电的电极之间)。
寻求实现可获得的具有最大折射率值范围的根据本发明的材料。
根据本发明的方法特别被适配成用于制造具有在第一与第二折射率值之间的大差值的这种材料。更具体地,根据本发明的方法能够获得具有比已知方法更大的折射率值差值的材料。
必须在液晶混合物中使用以便获得在第一与第二折射率值之间的大的折射率值差值的介晶化合物确实被适配成用于根据本发明的方法中,而它们不被适配成用于已知的方法中。相应液晶的蓝相不能通过已知方法有效地稳定。
根据本发明的方法的第一有利的且非限制性的特征,所述材料当所述液晶混合物处于稳定的蓝相时对于入射光束表现出第一折射率值,并且当所述液晶混合物的介晶化合物在电磁场的作用下沿共同方向排列时对于此入射光束表现出第二折射率值,步骤a)包括选择在所述液晶混合物中包含的所述介晶化合物的步骤,使得所述第二折射率值与所述第一折射率值之间的差值大于或等于0.1。
特别地,当所述液晶混合物的所有介晶化合物在所述电磁场的作用下沿着其排列的所述共同方向平行于所述入射光束的方向时,所述材料的所述第二折射率值达到最小值,完成选择所述介晶化合物的步骤,使得所述第二折射率值和所述第一折射率值的所述最小值之间的差值大于或等于0.2。
包含这种具有稳定蓝相的液晶混合物的材料因此在这种材料的两种状态之间表现出宽的折射率值范围:其中所述材料不受适配成用于排列介晶化合物的任何电磁场的影响的第一状态,以及其中所述材料被置于这样的电磁场中的第二状态。
此种材料对于制造在可实现的宽范围的折射率值内具有整体可变折射率的光学物品是特别有用的。
根据本发明的方法的第二有利的且非限制性的特征,在步骤d)中,在步骤d)中获得的所述材料中包含的所述化学光引发剂体系是无色的。
通过“无色的”,应当理解的是,其在包括在380纳米(nm)与780nm之间的范围内或者在包括在400nm与700nm之间的范围内没有表现出或者表现出非常少的吸光度。
特别地,所述化学光引发剂体系当在步骤a)中加入以制备所述化学组合物时是着色的,并且当在步骤c)中用所述可见波长的光束照射时光漂白以在步骤d)中获得的所述材料中是无色的。
因此,此种材料对于制造透明光学物品是特别有用的。
本发明的方法的其他特征如下:
-在步骤a)中,所述介晶体系中包含的所述介晶化合物仅在具有以下化学式的向列型液晶中进行选择:
-FORM-I
Figure BDA0001541145990000041
以及
-FORM-II
Figure BDA0001541145990000042
其中
R1至R3各自独立地是以下原子或基团之一:H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N-氯代琥珀酰亚胺或烷基,该烷基是直链或支链,优选具有1至20个碳原子,并且是未取代的,被F、Cl、Br、I或CN单取代的或多取代的,
X1至X9各自独立地是以下原子或基团之一:H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N-氯代琥珀酰亚胺或烷基,该烷基是直链或支链的,优选具有1至5个碳原子,并且是未取代的,被F、Cl、Br、I或CN单取代的或多取代的,并且
o、p、b和d彼此独立并且是0或1;
-在步骤a)中,所述介晶体系中包含的所述单体混合物包含:
-具有式FORM-III的低分子量反应性单体
Figure BDA0001541145990000051
其中
R5是以下之一:H原子或具有优选1至20个碳原子的直链或支链的烷基,并且
q是1、2或3,以及
-具有式FORM-IV的高分子量反应性单体,这些高分子量反应性单体任选地是介晶化合物
Figure BDA0001541145990000052
其中r和s各自独立地是从1至12的整数;
-在步骤a)中,所述介晶体系以与介晶体系的总重量相比的以重量计的以下组成制备:
从2%至70%、优选从5%至30%的具有式FORM-I的介晶化合物,
从2%至70%、优选从2%至40%的具有式FORM-II的介晶化合物,
从0.5%至35%、优选从0.5%至15%的具有式FORM-III的低分子量反应性单体,
从0.5%至35%、优选从0.5%至20%的具有式FORM-IV的高分子量反应性单体,以及
从1%至35%、优选从1%至15%的手性掺杂剂;
-在步骤a)中,所述化学光引发剂体系在以下体系中选择:
-2,4-双久洛尼定基环戊酮(2,4-bis julolidenyl cyclopentanone)与2,2',4-三(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-,4',5'-二苯基-1,1'-联咪唑和巯基苯并噁唑;
-玫瑰红染料和n-苯基甘氨酸;
-赤藓红B与三乙醇胺引发剂和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺单体;
-亚甲基蓝和三乙醇胺引发剂;
-亚甲基蓝和对甲苯磺酸;
-双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(Irgacure 819);
-菁染料与5,5'-二氯-11-二苯基氨基-3,3'-二乙基-10,12-乙烯硫代三碳菁高氯酸盐(IR-140引发剂)与乙基-二-甲基-氨基-苯甲酸酯(电子给体)和四溴甲烷;
-二溴荧光素(呫吨染料)和N-苯基甘氨酸;
-5,7-二碘-3-丁氧基-6-荧光酮(H-Nu 470,C17H14I2O3)与2,4,5,7-四碘-3-羟基-6-荧光酮(H-Nu 535,C13H3I4O3)和2,4,5,7-四碘-3-羟基-9-氰基-6-荧光酮(H-Nu 635,C14H2I4NO3)与胺和碘鎓盐共引发剂;
优选地2,4-双久洛尼定基环戊酮与2,2',4-三(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-,4',5'-二苯基-1,1'-联咪唑和巯基苯并噁唑;
-在步骤a)中,所述介晶体系中包含的所述手性掺杂剂表现出至少胆甾醇相;
-在步骤a)中,所述介晶体系中包含的所述手性掺杂剂包含以下化合物中的至少一种:胆甾醇基壬酸酯、R/S-811、R/S-1011、R/S-2011、R/S-3011、R/S-4011、R/S-5011、CB-15、ZLI-5011。
本发明的另一个目的是提供一种具有整体可变折射率的光学物品,所述光学物品包含由根据权利要求1至10中任一项所获得的包含具有稳定蓝相的所述液晶混合物的所述材料制成的至少一部分,所述材料被夹在连接到电源的至少两个电极之间,所述电极被适配成用于将所述材料放置在电场中。
根据本发明的具有整体可变折射率的光学物品具有可通过控制电极之间的电压差以受控的方式改变的整体折射率。换句话说,可以控制这种光学物品对通过这种物品的光束的影响。光学物品对光的“影响”可以包括入射光束的偏差或其相移。
根据本发明的所述光学物品的其他特征如下:
-所述材料以预定形状形成以制造所述光学物品。
-所述材料在菲涅耳透镜上形成以制造所述光学物品,当所述介晶化合物在所述电极与所述菲涅耳透镜之间产生的电磁场的作用下沿着入射光束的方向排列时,所述材料对于所述入射光束表现出最小第二折射率值,所述菲涅耳透镜表现出等于最小第二折射率值的第三折射率值;
-所述电极中的至少一个包括多个电极元件,所述电极元件中的每一个被适配成被选择性地供电以便将定位成紧邻所述电极元件的所述材料的一部分放置在电场中。
具体实施方式
以被视为非限制性实例的附图进行充实的以下描述将有助于理解本发明并明白其是如何实现的。
在附图上:
-图1是根据本发明的光学物品的第一实施例的示意性侧视图;
-图2是图1所示的光学物品的第一实施例的示意性侧视图,所述光学物品受到一定电压;
-图3是根据本发明的光学物品的第二实施例的示意性侧视图;
-图4是图3所示的光学物品的第二实施例的示意性侧视图,所述光学物品受到一定电压;
-图5是给出进入根据本发明的光学物品的给定入射光束的相移作为以(伏特)(V)计的电压的函数的图。
在图1、2、3和4上,我们已经表示了根据本发明的光学物品1;2。
所述具有整体可变折射率的光学物品1;2包含材料10,所述材料夹在至少两个连接到能够产生电压或被关断的电源20的电极21;22A、22B之间。
所述材料10包含形成具有稳定蓝相100(图1至4)的液晶混合物的介晶化合物101(图2和4)。基本上,光学物品1;2中的材料10由聚合物基质11制成,在该聚合物基质中截留了处于被称为蓝相100的特定物理状态的液晶混合物。
每种介晶化合物被定义为包含至少一个介晶基团的化学分子,也就是说在吸引力和排斥力两者中被赋予足够的各向异性以对低摩尔质量和聚合物物质中的液晶中间相形成作出强烈贡献的一部分。
介晶化合物101是形成液晶混合物的分子。它们在所述液晶混合物中表现出各种取向和位置有序,主要取决于所述液晶混合物中的温度、压力、电磁场和它们的浓度。
介晶化合物101的所述取向和位置有序允许液晶混合物表现出不同种类的结构相,也称为“中间相”,其中:
-向列相,其是其中介晶化合物101表现出长程取向有序而没有任何位置有序的有序相,
-蓝相100,其中介晶化合物101具有特定受约束排列,成为双扭曲圆柱体,这些圆柱体组装成三维立方晶格结构,以及
-电磁取向相,其中介晶化合物101在由电磁场施加的取向下表现出长程取向有序而没有任何位置有序。
然而向列相和蓝相可以在电磁场的环境条件下观察到,只有当液晶混合物受到除环境电磁场之外的附加的电磁场(其迫使介晶化合物101沿着给定的方向排列)时才观察到电磁取向相。
介晶化合物101负责液晶混合物的液晶特性,即,液晶混合物可以被组织在各种液晶中间相中。
液晶中间相是在介晶态内的一定温度、压力或浓度的范围内发生的相,也就是说,其中分子有序的程度是在固体晶体中发现的完全三维长程位置和取向有序与在各向同性液体、气体和无定形固体中发现的不存在长程有序之间中间的物质状态。
更确切地,液晶中间相是具有长程取向有序的介晶态。
如稍后更详细解释的,在材料10中,液晶蓝相100是稳定的。稳定的是指所述材料10中的液晶混合物的液晶蓝相100保持在比所述材料10中不包含的相同液晶混合物的蓝相更宽的温度范围内。
更具体地,蓝相在环境温度下和在大气压下是稳定的,这允许其用于工业目的。
还如稍后将解释的,由于材料10中存在这种液晶蓝相100,材料10的折射率可以以受控的方式变化。
在下文中,我们首先将描述用于获得根据本发明的材料10的方法的实施例,并且其次描述用这种材料10制造的根据本发明的光学物品及其使用方式的实施例。
以值得注意的方式,用于获得根据本发明的所述材料10的方法包括以下步骤:
a)制备包含介晶体系和化学光引发剂体系的化学组合物,所述介晶体系包含:
-所述介晶化合物101形成所述液晶混合物,
-适配成用于诱发所述蓝相100的手性掺杂剂,以及
-适配成用于聚合的包含单体的单体混合物,
并且所述化学光引发剂体系被适配成用于当被可见波长的光束照射时引发所述单体的聚合;
b)使所述液晶混合物形成蓝相100;
c)在使所述液晶混合物形成所述蓝相100之后,用可见波长的光束照射在步骤a)中获得的所述化学组合物以引发所述单体的聚合;
d)获得包含由所述聚合的单体稳定的处于所述蓝相100的所述液晶混合物的所述材料10。
步骤a)
特别地,在步骤a)中,操作者制备包含介晶体系和化学光引发剂体系的所述化学组合物。
根据本发明的介晶体系包含从3至30、优选从5至20种不同的化合物,并且更优选从6至14种不同的化合物。在这些化合物中,至少一种是介晶化合物101,至少另一种是手性掺杂剂并且至少另一种是单体。
该手性掺杂剂和介晶化合物101形成我们将在下面介绍的中间介晶体系。
在此,液晶混合物中包含的介晶化合物101仅在具有以下化学式的向列型液晶中进行选择:
-FORM-I
Figure BDA0001541145990000101
以及
-FORM-II
Figure BDA0001541145990000102
其中
R1至R4各自独立地是以下原子或基团之一:氢原子H、氟原子F、氯原子Cl、溴原子Br、碘原子I、氰根基团CN、二氧化氮基团NO2、N-氯代琥珀酰亚胺基团NCS或烷基,该烷基是直链或支链,优选具有1至20个碳原子,并且是未取代的,被氟F、氯Cl、溴Br、碘I原子或氰根CN基团单取代的或多取代的,
X1至X9各自独立地是以下原子或基团之一:H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N-氯代琥珀酰亚胺或烷基,该烷基是直链或支链的,优选具有1至5个碳原子,并且是未取代的,被F、Cl、Br、I或CN单取代的或多取代的,并且
o、p、b和d彼此独立并且是0或1。
例如,液晶混合物可以由以下介晶化合物形成:
-R6-Ph-COO-(PhF)-COO-(PhF)-CN、R7-Ph-COO-(PhF)-CN、R8-Ph-COO-(PhFF)-CN和R9-(PhF)-COO-(PhFF)-CN,所有这些化合物具有式FORM-I,以及
-R10-(PhFF)-E1-Ph-Ph-R11、R12-(PhF)-E2-(PhFF)-Ph-R13、R14-Ph-(PhF)-(PhFF)-F,所有这些化合物具有式FORM-II,
其中Ph是苯基,PhF是被一个氟原子取代的苯基,PhFF是被两个氟原子取代的苯基,R6至R14是直链或支链的具有1至10个碳原子的烷基,并且E1、E2是亚乙烯基或亚乙炔基。
更确切地,液晶混合物可以通过混合表1中列出的全部或一些介晶化合物来形成。
表1.
Figure BDA0001541145990000111
Figure BDA0001541145990000121
该介晶体系还包含手性掺杂剂。该手性掺杂剂适配成用于诱发介晶化合物101被组织成所述蓝相100。
在此,该手性掺杂剂本身具有介晶结构并优选表现出一个或多个中间相,其中至少一个相是胆甾醇相。
该手性掺杂剂例如用以下化合物中的至少一种配制,这些化合物是众所周知的手性掺杂剂:胆甾醇基壬酸酯,或可商购的R/S-811、R/S-1011、R/S-2011、R/S-3011、R/S-4011、R/S-5011、ZLI-5011和CB-15(来自德国达姆施塔特默克集团(Merck KGaA,Darmstadt,Germany))。
应注意的是,手性掺杂剂R-1011/S-1011有时可以名称ZLI-4572/ZLI-4571找到。类似地,一对手性掺杂剂R-2011/S-2011也可以被命名为MLC-6248/MLC-6247。
通常,所述手性掺杂剂是这些化合物中的几种的混合物。
优选地,该手性掺杂剂通过混合表2中给出的手性掺杂剂来配制。
表2.
Figure BDA0001541145990000131
该介晶体系还包含单体混合物。
该单体混合物包含适配成用于聚合以形成材料10的所述聚合物基质11的单体。
该介晶体系中包含的单体混合物包含例如:
-具有下式的低分子量反应性单体
FORM-III:
Figure BDA0001541145990000132
其中
R5是以下原子或基团之一:氢H或优选具有1至20个碳原子的直链或支链的烷基,并且q是1、2或3,以及
-具有下式的高分子量反应性单体,这些高分子量反应性单体任选地是介晶化合物
FORM-IV:
Figure BDA0001541145990000133
其中
r和s各自独立地是从1至12的整数。
优选地,该单体混合物包含众所周知的可商购的单体EHA和TMPTA,它们二者都是具有式FORM-II的低分子量反应性单体(来自西格玛-奥德里奇公司(Sigma-Aldrich))。该单体混合物还可以包含RM-257,其是具有式FORM-III的高分子量反应性单体。
更确切地,EHA是具有下式的丙烯酸2-乙基己酯
Figure BDA0001541145990000141
TMTPA是具有下式的丙烯酸2,2-双[(丙烯酰氧基)甲基]丁酯
Figure BDA0001541145990000142
RM-257是具有式FORM-III的以下分子:双{4-[3-(丙烯酰氧基)丙氧基]苯甲酸2-甲基-1,4-亚苯基酯},其中r和s二者都等于3。
关于介晶体系的组成,在步骤a)中,操作者优选在以下比例内制备所述介晶体系,所述比例以与介晶体系的总重量相比的重量给出:
-从2%至70%的具有式FORM-I的介晶化合物,
-从2%至70%的具有式FORM-II的介晶化合物,
-从0.5%至35%的具有式FORM-III的低分子量反应性单体,
-从0.5%至35%的具有式FORM-IV的高分子量反应性单体,以及
-从1%至35%的手性掺杂剂。
更优选地,在步骤a)中,操作者制备具有以下组成的介晶体系,该组成以与介晶体系的总重量相比的重量给出:
-从5%至30%的具有式FORM-I的介晶化合物,
-从2%至40%的具有式FORM-II的介晶化合物,
-从0.5%至15%的具有式FORM-III的低分子量反应性单体,
-从0.5%至20%的具有式FORM-IV的高分子量反应性单体,以及
-从1%至15%的手性掺杂剂。
在步骤a)中,操作者还制备被适配成用于当被可见波长的光束照射时引发单体混合物中包含的所述单体聚合的化学光引发剂体系。
如前所述,可见波长包含在从380nm延伸到800nm的范围内。
在此,该化学光引发剂体系在介晶体系内是可溶的,使得化学组合物仅形成一个相。
即使当以小浓度使用时,即,与化学组合物的总重量相比,以重量计在小于5%、优选小于1%的浓度下,该化学光引发剂体系对于引发所述聚合也是有效的。
所述化学光引发剂体系是在以下体系中选择的一种体系:
-2,4-双久洛尼定基环戊酮与2,2',4-三(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-,4',5'-二苯基-1,1'-联咪唑和巯基苯并噁唑;
-玫瑰红染料和n-苯基甘氨酸;
-赤藓红B与三乙醇胺引发剂和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺单体;
-亚甲基蓝和三乙醇胺引发剂;
-亚甲基蓝和对甲苯磺酸;
-双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(通常也称为Irgacure819);
-菁染料与5,5'-二氯-11-二苯基氨基-3,3'-二乙基-10,12-乙烯硫代三碳菁高氯酸盐(通常也称为IR-140引发剂),与乙基-二-甲基-氨基-苯甲酸酯和四溴甲烷;
-二溴荧光素(通常也称为呫吨染料)和N-苯基甘氨酸;
-5,7-二碘-3-丁氧基-6-荧光酮(通常也称为H-Nu 470)与2,4,5,7-四碘-3-羟基-6-荧光酮(通常也称为H-Nu 535)和2,4,5,7-四碘-3-羟基-9-氰基-6-荧光酮(通常也称为H-Nu 635)与胺和碘鎓盐共引发剂。
在此上面列出的两种或更多种光引发剂体系的混合物也可以用作另一种光引发剂体系。
优选地,所述化学光引发剂体系是2,4-双久洛尼定基环戊酮与2,2',4-三(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-,4',5'-二苯基-1,1'-联咪唑和巯基苯并噁唑。
所有这些化学光引发剂体系在加入到介晶体系中以在步骤a)中形成化学组合物时是着色的。
步骤b)
在步骤b)中,操作者使所述介晶化合物101形成具有蓝相100的所述液晶混合物。
如前所述,给定液晶混合物的蓝相100经常仅在预定的小范围的温度和压力条件下存在。操作者在此在大气压力下工作。
在步骤b)中,操作者可以加热中间介晶体系以使介晶化合物101组织成蓝相100。
操作者可以实现在25℃与100℃之间的这样的加热。
作为变体,介晶化合物101可以被组织成蓝相100而不需要任何加热。在这种情况下,液晶混合物可以采取其蓝相排列,同时进行步骤a)。然后在环境温度下同时实现步骤a)和b)。
任选地,在步骤b)结束时,为了检查介晶化合物是否确实被组织为蓝相100,操作者在配备有正交偏光镜的显微镜下观察化学组合物。确实,当形成液晶混合物的介晶化合物101处于蓝相100时,在这样的显微镜下出现被称为“薄片”的独特织构。
当进行这种加热时,可以在加热的同时实现该检查步骤。
步骤c)
在步骤c)中,操作者用可见波长的光束照射在步骤a)中获得的所述化学组合物以引发所述单体的聚合。
步骤c)中的照射通常持续1分钟至30分钟。
化学组合物的介晶化合物在可见波长中不表现出强吸收。此外,在可见波长中的吸收不会给分子带来像在UV波长范围内的吸收那样多的能量。因此,介晶化合物不会受到可见光照射的破坏。
通过照射化学组合物,操作者向化学光引发剂体系提供足够的能量,以使其引发介晶体系中包含的单体的聚合。
有利地,在可见光吸收之后,化学光引发剂被光漂白,也就是说,其变成无色的。
换句话说,然而所述化学光引发剂体系当在步骤a)中加入以制备所述化学组合物时是着色的,其在步骤c)中被光漂白并且在步骤d)中通过根据本发明的方法获得的材料10中变成无色的。
如果当被可见波长的光照射时,化合物透射至少80%的所述可见波长的光,则其在此被定义为无色的。
在此,聚合是自由基聚合。
当然,可以进行任何其他类型的聚合。
步骤d)
在步骤d)中,操作者获得为聚合物基质11的材料10,在该聚合物基质中截留了具有稳定蓝相100的液晶混合物。
可能存在于步骤d)中获得的材料10中的唯一颜色是由于以蓝相100组织的液晶混合物。确实,所述蓝相100可以将材料10稍微着色为蓝色。
应当注意的是,操作者可以按照不同顺序进行根据本发明的方法的步骤a)至d)。
在该方法的第一实施例中,操作者可以按照该顺序依次进行步骤a)、b)和c)。
作为变体,当不需要加热以使介晶化合物101组织成蓝相100时,可以同时进行步骤a)和b)。
在该方法的第二实施例中,操作者可以通过制备包含介晶化合物101和手性掺杂剂的中间介晶体系来部分地进行步骤a)。然后,操作者可以进行步骤b)以使所述介晶化合物形成具有蓝相100的所述液晶混合物。在此之后,操作者可以通过将单体混合物和化学光引发剂体系添加到中间介晶体系(现在形成具有蓝相的液晶混合物)来完成步骤a)。然后,操作者可以进行步骤c)以使单体聚合。
在该方法的第一和第二实施例二者中,步骤d)是要进行的最后一个步骤。
根据本发明的方法提供了一种材料10,该材料包含具有在宽范围温度下稳定的蓝相100的液晶混合物。
在此,液晶混合物在从-20摄氏度(-20℃)至70℃的温度范围内稳定在蓝相100。
作为比较,液晶蓝相对于在如通过根据本发明的方法获得的此种材料中不稳定的液晶通常仅在几摄氏度的温度范围内观察到。
此外,如前所述,由于处于蓝相的液晶混合物,获得的材料10表现出可以以受控方式改变的可变折射率。
更具体地,当材料10处于“松弛状态”时,液晶混合物处于所述蓝相100。
材料10的“松弛状态”是当材料10不受适配成用于排列介晶化合物101的任何电磁场的影响时的状态。
当材料10仅受到地磁场,即地球的电磁场时,通常是这种情况。
在这种松弛状态下,材料10是各向同性的并且对于给定的入射光束表现出第一折射率值n1。
“入射光束”是在给定入射方向上射到空气与材料10之间的界面的光束。
换句话说,当材料10处于其“松弛状态”时,即处于其中液晶混合物处于蓝相100的状态时,其对于给定的入射光束表现出第一折射率值n1。
当材料10受到足够大的电磁场时,蓝相100可能暂时不稳定。
确实,当所述材料10被放置在电磁场中时,液晶混合物的介晶化合物101倾向于沿着所述电磁场排列以形成电磁取向相。蓝相100的特定三维分子排列暂时被破坏。
然后,材料10被认为进入其中其是各向异性的“活化状态”,并对于给定的入射光束表现出第二折射率值n2,所述第二折射率值n2小于所述第一折射率值n1。
换句话说,当所述液晶混合物的介晶化合物101在电磁场的作用下沿共同方向D排列时,材料10对于所述入射光束表现出第二折射率值n2。
此外,电磁场的大小越大,介晶化合物101越多地倾向于沿着所述共同方向D排列。
确实,取决于施加到材料10的电磁场,所述液晶混合物的一些介晶化合物101可以沿着所述共同方向D排列,并且一些其他介晶化合物可以保持组织成蓝相100。因此,液晶混合物被称为“在向电磁取向相的过渡中”。
其结果是,对于入射光束,材料10的第二折射率值n2是可变的并且可以随着施加到其上的电磁场的大小的变化而变化。
此外,对于足以排列液晶混合物的所有介晶化合物的电磁场大小,当所述液晶混合物的介晶化合物101在所述电磁场的作用下沿其排列的共同方向D平行于所述入射光束的入射方向时,所述材料10的第二折射率值n2达到最小值n2min。
为了表征材料10,可以比较材料10对于给定入射光束和给定电磁场大小表现出的第一和第二折射率值n1、n2。
为此目的,定义了对于给定入射光束和给定电磁场大小的第一和第二折射率值n1、n2之间的差值Δn。
有利地,所述第二折射率值n2与所述第一折射率值n1之间的差值Δn大于或等于0.1。
在数学上,这可以写成:Δn=|n2–n1|≥0.1。
例如,在此,对于给定入射光束和给定电磁场大小,所述第二折射率值n2与所述第一折射率值n1之间的差值Δn可以最高达0.2、0.3或甚至0.4。
此外,可以定义第二折射率值n2的所述最小值n2min与所述第一折射率值n1之间的最大差值Δnmax。
有利地,在根据本发明的材料10中,该最大差值Δnmax大于或等于0.1,并且可以大于或等于0.2。在数学上,其可以写成:Δnmax=|n2min–n1|≥0.1。
有利地,材料10在其松弛状态与其活化状态之间表现出折射率值的很大差值Δn。
此外,通过精确地选择材料10中包含的形成液晶混合物的介晶化合物101,可以调节可由材料10表现出的第一和第二折射率值n1、n2之间的差值Δn。
换句话说,对于给定入射光束和给定电磁场大小,由材料10表现出的第二折射率值n2与第一折射率值n1之间的差值直接取决于液晶混合物中包含的介晶化合物101。
更确切地,处于向列相的液晶混合物是本领域技术人员已知的。特别地,在这种相中,液晶混合物是各向异性的。所有介晶化合物101因此排列在全部彼此平行的不同平面中,并且液晶混合物表现出与所有这些平面整体上垂直的非寻常折射率,以及属于与所有这些平面平行的平面的寻常折射率,该非寻常折射率大于该寻常折射率。
当所述液晶混合物处于蓝相时,材料10表现出等于所述液晶混合物的非寻常折射率与两倍的寻常折射率之间的加和的约三分之一的第一折射率n1。
当液晶混合物处于电磁取向相时,其中所有介晶化合物与电磁场对齐并且入射光束与该电磁场平行,材料10表现出第二折射率n2的最小值n2min,其等于处于向列相的液晶混合物的寻常折射率。
因此,由材料10在其松弛状态(处于蓝相)与其活化状态之间表现出的最大折射率差值Δnmax等于这种材料10中包含的液晶混合物的非寻常折射率与寻常折射率之间的差值的三分之一。
每种介晶化合物101在其相应的向列相中本身表现出寻常的和非寻常的折射率。因此,优选选择具有在其寻常折射率与非寻常折射率之间的宽折射率差值的介晶化合物,以形成具有在其寻常折射率与非常折射率之间的宽折射率差值的液晶混合物,以获得表现出在其第一和第二折射率值n1、n2之间的很大差值Δn的材料10。
有利地,表现出宽折射率差值的这些介晶化合物在根据本发明的方法的步骤c)期间被保留,因为用于引发单体聚合的可见波长的光束不会损害此类介晶化合物。
然而,这些介晶化合物是相当大的分子,并且因此它们是粘稠的。这就是为什么在实践中混合不同的介晶化合物形成液晶混合物更方便的原因,每一种介晶化合物表现出不同的折射率差值。
换句话说,混合不同的介晶化合物101以形成液晶混合物扩大了所述液晶混合物存在的温度范围。最后,在材料10中,所述第二折射率值n2与所述第一折射率值n1之间的差值Δn是形成液晶混合物的每种介晶化合物的对应折射率差值的平均值,考虑到每种介晶化合物在这种混合物中的重量分数。
例如,为了获得对于给定入射光束和给定电磁场大小表现出1.7的第一折射率值n1和1.5的第二折射率值n2的材料10,也就是说差值Δn为0.2时,该液晶混合物可含有一些介晶化合物,这些介晶化合物表现出1.8的非寻常折射率值,另外一些表现出1.5的非寻常折射率值并且另外一些表现出2或2.1或甚至2.3的非寻常折射率值。
而且,对于在其活化状态与其松弛状态(-处于蓝相)之间表现出0.1折射率差值的材料10,必要的是处于向列相的液晶混合物最初表现出在其寻常折射率与其非寻常折射率之间的0.3差值。
如前所述,在此上述的材料10被用于制造图1至4所示的光学物品1;2。
在此种光学物品1;2中,夹着材料10的电极21;22A、22B由电源20供电。
电源20是被适配成用于引起在所述电极21;22A、22B之间的电压差的电压发生器。所述电源20被关断,也就是说不产生电压,或者被接通以为电极21;22A、22B供电。典型地,它可以产生范围在-100伏特(V)与100V之间的电压。例如,该电压可以是传统的直流电压或正弦电压。优选地,该电压是矩形形状的。
此外,夹着材料10的电极21;22A、22B各自由导电材料制成。
在此,每个电极21;22A、22B由氧化铟锡(对于可见光、也就是说对于大约在从380纳米(nm)至800nm范围内的波长透明的氧化物)制成。
在光学物品1的第一实施例(图1和2)中,电极21是两个平面电极21。
在光学物品2的第二实施例(图3和4)中,两个电极22A、22B之一包括多个电极元件23。
换句话说,该组电极元件23在此处形成电极22B。
每个电极元件23被适配成由电源20选择性地供电,以便仅在所述材料10的一部分中引起电压差,所述部分被定位成紧邻电极元件23。
在该第二实施例中,电源20可以独立地为每个电极元件23供电(图4)。其结果是,电源20为所有的电极元件23供电,或者为其中的仅一些供电,或甚至不为其供电。
作为光学物品的第二实施例(未示出)的变型,两个电极可以包括电极元件。在这种情况下,优选地,电极元件将彼此匹配以形成电极元件对,每对电极元件因此夹着材料的公共部分。
此外,无论光学物品1;2的实施例如何,夹在所述电极21;22A、22B之间的材料10优选具有在从1微米(μm)至50μm范围内的厚度e1、e2。
特别地,在光学物品1的第一实施例(图1和2)中,夹在电极21之间的材料10的厚度e1为约4μm。
此外,在光学物品1的第一实施例(图1和2)中,材料10在菲涅耳透镜30上形成。因此,实际上,菲涅耳透镜30和材料10二者都被夹在两个电极21之间以形成所述光学物品1。
在此,所述菲涅耳透镜30表现出具有第三折射率值n3的折射率。
特别地,为了制造光学物品1的第一实施例,将化学组合物放置在菲涅耳透镜30上。之后,实现根据本发明的方法的步骤c)。这就是如何在菲涅耳透镜30上原位形成材料10。
作为光学物品的第一实施例的变型,所述材料可以形成为预定形状以制造光学物品的所述第一实施例。
例如,当材料10处于成形为透镜的模具(也就是说具有给定凹度的模具)中时,可以实现根据本发明的方法的步骤c)。
在光学物品2的第二实施例(图3和4)中,夹在电极22A、22B之间的材料10的厚度e2为约10μm。
在光学物品2的该第二实施例中,材料10直接形成在电极22A、22B之一上。
不管光学物品1;2的实施例如何,包含夹在至少两个电极21;22A、22B之间的材料10的所述光学物品1;2表现出整体可变折射率。该整体可变折射率是由具有给定固定折射率的两个电极以及夹在其间的具有可变折射率的材料10折射任何入射光束产生的。
确实,电极21;22A、22B被适配成由电源20供电以将所述材料10放置在电场中,此电场起到电磁场的作用,能够引起材料10中包含的介晶化合物101的所述排列。介晶化合物101的排列的共同方向D沿着与电极的平面整体上垂直的在电极21;22A、22B之间的该电场的方向。
材料10的可变折射率从在不存在电极21;22A、22B之间产生的电场的情况下,也就是说,当电极21;22A、22B不被供电时,材料10的第一折射率值n1变化至当电极21;22A、22B之间产生的电场足以排列夹在电极21;22A、22B之间的材料10的所有介晶化合物时,并且当在所述电场的作用下所述液晶混合物的介晶化合物101沿其排列的共同方向D平行于所述入射光束的入射方向时材料10的最小折射率值n2min。
对于平行于电磁场的入射光束,也就是说垂直于电极21;22A、22B的平面,取决于电场的值(其取决于电极21;22A、22B之间的电压差),对于材料10可以实现在n1与n2min之间的任何折射率值。其结果是,光学物品1;2的整体折射率改变。
因此,材料10可以由操作者通过电极21;22A、22B活化。
有利地,即使当薄的材料层10夹在电极21;22A、22B之间时,也可以改变光学物品1;2的整体可变折射率。
这是特别有趣的,因为当材料10的厚度e1、e2较薄时,材料10可以用较小的电压进入其活化状态。
在此之下描述了所述光学物品1;2的使用方式。
在光学物品1的第一实施例中,其上形成材料10的菲涅耳透镜的第三折射率值n3被选择为等于材料10的第二折射率值n2的所述最小值n2min。
因此,在光学物品1的所述第一实施例中,当所述材料10被活化并且表现出其最小折射率值n2min时,菲涅耳透镜30对于射到光学物品1上的光束变得不可见。也就是说,菲涅耳透镜30不产生任何效果,因为在所述菲涅耳透镜30与所述材料10之间存在的界面处,折射率没有差别。
当电场停止时,材料10再次达到其“松弛状态”,也就是说液晶混合物处于蓝相。在这种情况下,对于给定的入射光束,菲涅耳透镜30和材料10分别表现出彼此不同的第三折射率值n3和第一折射率值n1。因此,菲涅耳透镜30运行,并且射到光学物品1上的光束将受到所述菲涅耳透镜30和材料10二者的影响。
在光学物品2的第二实施例中,由于不同的电极元件23,材料10的一些部分可以被选择性地活化。
例如,在光学物品2的所述第二实施例中,当用不同的电压为夹着材料10的两个连续部分抵靠电极22A、22B的两个连续电极元件23供电时,这两个连续部分能够以两个不同的第二折射率值n2活化。
而且,在光学物品2的第二实施例中,可以活化材料10的一些部分,当其余部分保持处于松弛状态时。
材料10因此被称为像素化。确实,光学物品2的一些部分(被称为“像素”)可以表现出第二折射率值n2,一些其他部分可以表现出另一个第二折射率值n2',并且一些其他部分可以表现出第一折射率值n1。在这种情况下,射到光学物品2上的光束将受到所述材料10在一方面在一个像素上的影响,以及在另一方面在另一个像素上的影响。
此种光学物品1;2当用作可变反射滤波器或用作具有大的可变焦距的光学透镜时找到一些令人关注的应用。
实例
以下实例说明了本发明。当然,本发明不限于这个实例。
用于获得材料10的化学组合物包含表3中描述的介晶体系和表4中描述的化学光引发剂体系。
在表3中,与所述介晶体系的总重量相比,介晶体系的组成以重量计给出。
在此使用的所有手性掺杂剂都是处于右旋构型。
表3.
Figure BDA0001541145990000251
Figure BDA0001541145990000261
该介晶体系在45℃与51℃之间自然表现出不稳定的蓝相100。
在表4中,与化学组合物的总重量相比,该化学光引发剂体系的组成以重量计给出。
表4.
Figure BDA0001541145990000262
然后将该化学组合物用表现出约460nm波长的LED在46℃的温度下照射10分钟。这种照射引发了介晶体系中包含的单体的聚合。
确实,在这种照射过程中,最初为红色的2,4-双久洛尼定基环戊酮吸收由LED光束传送的能量的一部分,并将该能量转移到2,2',4-三(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-,4',5'-二苯基-1,1'-联咪唑。通过这样做,2,4-双久洛尼定基环戊酮失去其最初的红色并变成无色,换句话说它被“光漂白”。
2,2',4-三(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-,4',5'-二苯基-1,1'-联咪唑,由于从2,4-双久洛尼定基环戊酮收集的能量,引发单体的自由基聚合。
巯基苯并噁唑帮助加速单体的聚合。
10分钟后,获得材料10。
获得的材料10在从-20℃延伸至61℃的温度范围内表现出稳定的蓝相100。
然后将4μm的所述材料10的层放置在由电压发生器供电的两个氧化铟锡平面电极之间,以制造根据本发明的光学物品。
然后可以用阿贝折射计测定光学物品1的第一折射率n1的值。
研究了这种光学物品1偏转光束的能力。
为了说明本发明的意义,在环境温度下,也就是说在18℃与25℃之间测量通过该光学物品1的给定入射光束的相移作为在所述电极之间产生的电压的函数(图5)。
在此,相移表示在离开其中材料10处于其松弛状态的光学物品1的光束的相位与离开其中材料10处于活化状态的光学物品1的相同光束的相位之间的差。
换句话说,相移表示在离开其中材料10包含处于蓝相的液晶混合物的光学物品1的光束的相位与离开其中材料10包含处于向电磁取向相过渡的液晶混合物的光学物品1的相同光束的相位之间的差。
对于这样的研究,使用马赫-曾德尔干涉仪来测量由液晶蓝相稳定材料实现的相位调制。
用马赫-曾德尔干涉仪获得一些干涉条纹。当施加到材料10上的电压改变时,也就是说,当液晶混合物从蓝相发展到电磁取向相时,所述干涉条纹移动。所述移动是用摄影机中的CMOS图像传感器捕获的。然后,基于记录的干涉条纹的偏移,通过计算确定实际发生的相位调制。在此,测量是用532nm激光实现的。
通过测量这种相移并且通过精确地知道材料10的厚度和入射光束的波长,可以计算由材料10表现出的折射率差值Δn的值。
在图5中,清楚的是,当在所述电极之间施加电压时,入射光束的相位通过穿过所述光学物品而改变。这证明当材料处于其活化状态时观察到的光学物品的整体折射率不同于当材料处于其松弛状态时观察到的整体折射率。
此外,从图5可以看出,电压增加越多,相移增加越多。这证明该光学物品的整体折射率随电压而变化;也就是说随电磁场的大小而变化。更确切地,整体折射率随着施加到电极上的电压而降低。
当相移曲线达到饱和(图5中未示出)时,在马赫-曾德尔干涉仪中分析的光学物品包含处于完全电磁取向相的液晶混合物,即使在电磁场增加时也不再有变化。从这一点来看,即使当电压增加时,相移也保持一样。
利用该最大相移,可以计算折射率差值的最大值Δnmax。
其结果是,所述光学物品确实表现出取决于施加到该光学物品的电极上的电压的整体可变折射率。
这证明,使用本发明,在环境温度下,该液晶混合物可用于形成功能性蓝相可控光学相位调制器,独立于偏振。相比之下,在不使用本发明的情况下,该液晶混合物的蓝相仅在包括在45℃与51℃之间的温度范围内是稳定的。

Claims (15)

1.获得包含介晶化合物的材料的方法,所述介晶化合物形成具有稳定蓝相的液晶混合物,所述方法包括以下步骤:
a)制备包含介晶体系和化学光引发剂体系的化学组合物,所述介晶体系包含:
-形成所述液晶混合物的所述介晶化合物,
-适配成用于诱发所述蓝相的手性掺杂剂,以及
-适配成用于聚合的包含单体的单体混合物,
其中所述化学光引发剂体系被适配成用于当被可见波长的光束照射时引发所述单体的聚合;并且
其中选择所述介晶化合物,使得第二折射率值与第一折射率值之间的差值大于或等于0.1,其中所述材料当所述液晶混合物处于所述稳定的蓝相时对于入射光束表现出第一折射率值,并且当所述液晶混合物的介晶化合物在电磁场的作用下沿共同方向排列时对于此入射光束表现出第二折射率值;
b)使所述液晶混合物形成所述蓝相;
c)在使所述液晶混合物成为所述蓝相之后,用可见波长的光束照射在步骤a)中获得的所述化学组合物以引发所述单体的聚合;
d)获得包含由所述聚合的单体稳定的处于所述蓝相的所述液晶混合物的所述材料。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,当所述液晶混合物的所有介晶化合物在所述电磁场的作用下沿着其排列的所述共同方向平行于所述入射光束的方向时,所述材料的所述第二折射率值达到最小值,完成选择所述介晶化合物的步骤,使得所述第二折射率值的所述最小值与所述第一折射率值之间的差值大于或等于0.2。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤d)中,在步骤d)中获得的所述材料中包含的所述化学光引发剂体系是无色的。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述化学光引发剂体系当在步骤a)中加入以制备所述化学组合物时是着色的,并且当在步骤c)中用所述可见波长的光束照射时光漂白以在步骤d)中获得的所述材料中是无色的。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤a)中,所述介晶体系中包含的所述介晶化合物仅在具有以下化学式的向列型液晶中进行选择:
-FORM-I
Figure FDA0003359331180000021
以及
-FORM-II
Figure FDA0003359331180000022
其中
R1至R4各自独立地是以下原子或基团之一:H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N-氯代琥珀酰亚胺或烷基,该烷基是具有1至20个碳原子的直链或支链,并且是未取代的,被F、Cl、Br、I或CN单取代的或多取代的,
X1至X9各自独立地是以下原子或基团之一:H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N-氯代琥珀酰亚胺或烷基,该烷基是具有1至5个碳原子的直链或支链的,并且是未取代的,被F、Cl、Br、I或CN单取代的或多取代的,并且
o、p、b和d彼此独立并且是0或1。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤a)中,所述介晶体系中包含的所述单体混合物包含:
-具有式FORM-III的低分子量反应性单体
Figure FDA0003359331180000031
其中
R5是以下之一:H原子或具有1至20个碳原子的直链或支链的烷基,并且
q是1、2或3,以及
-具有式FORM-IV的高分子量反应性单体,这些高分子量反应性单体任选地是介晶化合物
Figure FDA0003359331180000032
其中r和s各自独立地是从1至12的整数。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤a)中,所述介晶体系用与介晶体系的总重量相比的以重量计的以下组成制备:
-从2%至70%的具有式FORM-I的介晶化合物:
Figure FDA0003359331180000033
-从2%至70%的具有式FORM-II的介晶化合物(101):
Figure FDA0003359331180000034
其中R1至R4各自独立地是以下原子或基团之一:H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N-氯代琥珀酰亚胺或烷基,该烷基是具有1至20个碳原子的直链或支链,并且是未取代的,被F、Cl、Br、I或CN单取代的或多取代的,
X1至X9各自独立地是以下原子或基团之一:H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N-氯代琥珀酰亚胺或烷基,该烷基是具有1至5个碳原子的直链或支链的,并且是未取代的,被F、Cl、Br、I或CN单取代的或多取代的,并且
o、p、b和d彼此独立并且是0或1,
-从0.5%至35%的具有式FORM-III的低分子量反应性单体:
Figure FDA0003359331180000041
其中R5是以下之一:H原子或具有1至20个碳原子的直链或支链的烷基,并且q是1、2或3,
-从0.5%至35%的具有式FORM-IV的高分子量反应性单体:
Figure FDA0003359331180000042
其中r和s各自独立地是从1至12的整数,
以及
-从1%至35%的手性掺杂剂。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤a)中,所述化学光引发剂体系在以下体系中进行选择:
-2,4-双久洛尼定基环戊酮与2,2',4-三(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-,4',5'-二苯基-1,1'-联咪唑和巯基苯并噁唑;
-玫瑰红染料和n-苯基甘氨酸;
-赤藓红B与三乙醇胺引发剂和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺单体;
-亚甲基蓝和三乙醇胺引发剂;
-亚甲基蓝和对甲苯磺酸;
-双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(Irgacure 819);
-菁染料与5,5'-二氯-11-二苯基氨基-3,3'-二乙基-10,12-乙烯硫代三碳菁高氯酸盐(IR-140引发剂)与乙基-二-甲基-氨基-苯甲酸酯和四溴甲烷;
-二溴荧光素和N-苯基甘氨酸;
-5,7-二碘-3-丁氧基-6-荧光酮(H-Nu 470,C17H14I2O3)与2,4,5,7-四碘-3-羟基-6-荧光酮(H-Nu 535,C13H3I4O3)和2,4,5,7-四碘-3-羟基-9-氰基-6-荧光酮(H-Nu 635,C14H2I4NO3)与胺和碘鎓盐共引发剂。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤a)中,所述介晶体系中包含的所述手性掺杂剂表现出至少胆甾醇相。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤a)中,所述介晶体系中包含的所述手性掺杂剂包含以下化合物中的至少一种:
-胆甾醇基壬酸酯、R/S-811、R/S-1011、R/S-2011、R/S-3011、R/S-4011、R/S-5011、CB-15。
11.根据权利要求1所述的方法,其中,在步骤a)中,所述介晶体系用与介晶体系的总重量相比的以重量计的以下组成制备:
-从5%至30%的具有式FORM-I的介晶化合物:
Figure FDA0003359331180000051
-从2%至40%的具有式FORM-II的介晶化合物(101):
Figure FDA0003359331180000061
其中R1至R4各自独立地是以下原子或基团之一:H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N-氯代琥珀酰亚胺或烷基,该烷基是具有1至20个碳原子的直链或支链,并且是未取代的,被F、Cl、Br、I或CN单取代的或多取代的,
X1至X9各自独立地是以下原子或基团之一:H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、N-氯代琥珀酰亚胺或烷基,该烷基是具有1至5个碳原子的直链或支链的,并且是未取代的,被F、Cl、Br、I或CN单取代的或多取代的,并且
o、p、b和d彼此独立并且是0或1,
-从0.5%至15%的具有式FORM-III的低分子量反应性单体:
Figure FDA0003359331180000062
其中R5是以下之一:H原子或具有1至20个碳原子的直链或支链的烷基,并且q是1、2或3,
-0.5%至20%的具有式FORM-IV的高分子量反应性单体:
Figure FDA0003359331180000063
其中r和s各自独立地是从1至12的整数,
以及
-从1%至15%的手性掺杂剂。
12.具有整体可变折射率的光学物品,所述光学物品包含由根据权利要求1所获得的包含具有稳定蓝相的所述液晶混合物的所述材料制成的至少一部分,所述材料被夹在连接到电源的至少两个电极之间,所述电极被适配成用于将所述材料放置在电场中。
13.根据权利要求12所述的光学物品,其中,所述材料以预定形状形成以制造所述光学物品。
14.根据权利要求12所述的光学物品,其中,所述材料在菲涅耳透镜上形成以制造所述光学物品,当所述介晶化合物在所述电极与所述菲涅耳透镜之间产生的电磁场的作用下沿着入射光束的方向排列时,所述材料对于所述入射光束表现出最小第二折射率值,所述菲涅耳透镜表现出等于所述最小第二折射率值的第三折射率值。
15.根据权利要求12所述的光学物品,其中,所述电极中的至少一个包括多个电极元件,所述电极元件中的每一个被适配成被选择性地供电以便将定位成紧邻所述电极元件的所述材料的一部分放置在电场中。
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