CN108398825A - 一种红外可调谐的液晶调光器件及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于红外可调谐的液晶调光器件及其制备方法，包括有一对ITO玻璃基板和位于两ITO玻璃基板之间的聚合物稳定液晶层；两ITO玻璃基板对称设置且相对面均设有透明导电层，且两ITO玻璃基板内表面均旋涂有红外吸收材料PBIBDF‑BT；聚合物稳定液晶层由向列相液晶E7：手性剂S811：液晶单体RM257：光引发剂BME按100：42：6：0.45的比例，制备而成。本发明利用液晶器件的温度引发相变，产生透过率变化的特点，在液晶器件上添加一层红外吸收层，利用其优良的热效应来调节液晶薄膜的透过率，从而实现利用环境红外光以及人为可调的液晶调光器件。

Description

一种红外可调谐的液晶调光器件及其制备工艺
技术领域
本发明涉及液晶器件领域，具体涉及一种红外可调谐的液晶调光器件及其制备方法，可利用环境的红外光以及人为创造的红外光，对器件进行调节。
背景技术
手性剂与向列相液晶相混合即可得到胆甾相液晶，而某些特殊情况这种混合溶液在不同温度下会产生不同的相态，而本专利正是利用手性剂S811与向列相液晶E7混合，会随着温度发生相变的特点；对于目前可以应用于显示领域的聚合物稳定胆甾相液晶，其常黑模式，在加电聚合后，不通电的正常状态，是一个散射态，透过率很低，因为手性剂提供的螺旋扭曲力以及聚合物网的作用力互相作用使得液晶的排布为一个杂乱的胆甾相FC态，本专利利用相变后的胆甾相与聚合物网络形成的胆甾相FC态，获得了一个高散射态，也就是低透态。
红外光有很强的热效应，加之有红外吸收较强的材料更可以增强其热效应，从而可以利用红外线来调节物体的温度，利用液晶器件的温度响应特性，即可实现红外光对液晶器件的调控。而近红外光环境友好，拥有杰出的穿透能力，可以实现远距离调控，拥有强的材料激活性能以及不可见特性，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。
发明内容
本发明的目的是提供一种红外可调谐的液晶调光器件及其制备方法，旨在利用该器件特殊的红外及温度响应特性获得一个较为合适的温度以及光线强度的环境，节能环保。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种红外可调谐的液晶调光器件，其特征在于：包括有一对ITO玻璃基板和位于两ITO玻璃基板之间的聚合物稳定液晶层；所述两ITO玻璃基板对称设置且相对面均设有透明导电层，且两ITO玻璃基板内表面均旋涂有红外吸收材料PBIBDF-BT。
所述的一种红外可调谐的液晶调光器件，其特征在于：所述的聚合物稳定液晶层由液晶单体、光引发剂、手性剂和向列相液晶组成。
所述的一种红外可调谐的液晶调光器件，其特征在于所述的聚合物稳定液晶层由向列相液晶E7：手性剂S811：液晶单体RM257：光引发剂BME按100：42：6：0.45的比例，制备而成。
一种红外可调谐的液晶调光器件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）配制聚合物液晶混合溶液：以向列相液晶E7：手性剂S811：液晶单体RM257：光引发剂BME按100：42：6：0.45的比例，溶解均匀，制成液晶混合溶液；
（2）制作液晶盒：a）将质量分数分别为1-4mg/ml 的红外吸收材料PBIBDF-BT、2%聚合物PMMA充分溶解于氯仿中，制成混合液；b）在旋涂仪上以800r/6s或3000r/30s的转速将所得混合液旋涂于ITO玻璃基板表面获得一层膜，烘干后形成红外吸收层，制作好两片ITO玻璃基板；c）再在两ITO玻璃基板边缘涂混有15µm间隔子的紫外固化胶，并在ITO玻璃基板两端留有灌晶口；d）将两片ITO玻璃基板粘好，置于紫外灯下固化1min，制得液晶盒；
（3）制作液晶调光器件：将步骤（1）中配制的聚合物液晶混合溶液在常温下灌入步骤（2）制得的液晶盒中，封好灌晶口，形成约15µm厚的相对均匀的液晶混合溶液薄膜，将灌好的液晶盒两端施加75V、1KHZ的交流电场，在加电的状态下让其暴露于光强为0.8mw/cm2的紫外光中，在近晶相下使单体发生聚合，形成网络结构，即获得液晶调光器件。
本发明的原理是：
本发明液晶调光器件中的聚合物稳定液晶层在室温下为近晶C态，当温度上升到27℃时，会产生相变，由近晶C态向胆甾相FC态转变，而近晶C态为高透态，胆甾相FC态为散射较强的低透态，从而可以利用温度改变其透过率；利用了红外吸收材料PBIBDF-BT的高红外吸收效率，使得聚合物稳定液晶层在红外光照射下，产生较强的热效应，控制该膜层的温度，实现聚合物稳定液晶层在近晶C态和胆甾相FC态两个相态来回切换，直观表现为可以控制该器件的透光性，从而实现红外及温度调节入射光线的强弱的目的。
本发明的优点是：
本发明利用聚合网络的稳定特性以及手性剂与向列相液晶的特殊相变过程造成的透过率的巨大反差，加之在ITO玻璃基板是旋涂高吸收效率的红外吸收材料PBIBDF-BT对红外光有快速高效响应，可以利用红外光来调节该聚合物稳定液晶层的透过率，达到调光的目的；
本发明的聚合物稳定液晶层在很小的温度区间会产生很大的透过率变化，拥有较高的对比度，相变温度稍高于室温，可用于制作调光玻璃，维持室内较好的温度环境及光线强度；
本发明利用微米级别的薄层聚合物稳定液晶层即可实现高的透过率转变，制作工艺也相对简单，节能环保。
附图说明
图1为聚合物稳定液晶层两种相态切换的结构示意图。
图2a为聚合物稳定液晶层两种相态偏光对比示意图。
图2b为及聚合物稳定液晶层两种相态下实物的透过率示意图。
图3为聚合物稳定液晶层透过率随温度变化的曲线图。
图4为聚合物稳定液晶层透过率随红外光照时间变化的曲线图。
具体实施方式
实施例：
一种红外可调谐的液晶调光器件，包括有一对ITO玻璃基板和位于两ITO玻璃基板之间的聚合物稳定液晶层；两ITO玻璃基板对称设置且相对面均设有透明导电层，且两ITO玻璃基板内表面均旋涂有红外吸收材料PBIBDF-BT。
聚合物稳定液晶层由液晶单体、光引发剂、手性剂和向列相液晶组成。
聚合物稳定液晶层由向列相液晶E7：手性剂S811：液晶单体RM257：光引发剂BME按100：42：6：0.45的比例，制备而成。
一种红外可调谐的液晶调光器件的制备方法，包括以下步骤：
（1）配制聚合物液晶混合溶液：以向列相液晶E7：手性剂S811：液晶单体RM257：光引发剂BME=100：42：66：0.45的比例，再加入浓度为0.3%wt的光引发剂BME，溶解均匀，制成液晶混合溶液；溶解方法为在热台上加热搅拌，加热时间为60min，加热温度为95℃；
（2）制作液晶盒：a）将质量分数分别为1-4mg/ml 的红外吸收材料PBIBDF-BT、2%聚合物PMMA充分溶解于氯仿中，制成混合液；b）在旋涂仪上以800r/6s或3000r/30s的转速将所得混合液旋涂于ITO玻璃基板表面获得一层膜，烘干后形成红外吸收层，制作好两片ITO玻璃基板；c）再在两ITO玻璃基板边缘涂混有15µm间隔子的紫外固化胶，并在ITO玻璃基板两端留有灌晶口；d）将两片ITO玻璃基板粘好，置于紫外灯下固化1min，制得液晶盒；
（3）制作液晶调光器件：将步骤（1）中配制的聚合物液晶混合溶液在常温下灌入步骤（2）制得的液晶盒中，封好灌晶口，形成约15µm厚的相对均匀的液晶混合溶液薄膜，将灌好的液晶盒两端施加75V、1KHZ的交流电场，在加电的状态下让其暴露于光强为0.8mw/cm2的紫外光中，在近晶相下使单体发生聚合，形成网络结构，即获得液晶调光器件。

Claims (4)

1.一种红外可调谐的液晶调光器件，其特征在于：包括有一对ITO玻璃基板和位于两ITO玻璃基板之间的聚合物稳定液晶层；所述两ITO玻璃基板对称设置且相对面均设有透明导电层，且两ITO玻璃基板内表面均旋涂有红外吸收材料PBIBDF-BT。
2.根据权利要求1所述的一种红外可调谐的液晶调光器件，其特征在于：所述的聚合物稳定液晶层由液晶单体、光引发剂、手性剂和向列相液晶组成。
3.根据权利要求2所述的一种红外可调谐的液晶调光器件，其特征在于：所述的聚合物稳定液晶层由向列相液晶E7：手性剂S811：液晶单体RM257：光引发剂BME按100：42：6：0.45的比例，制备而成。
4.一种用来制备权利要求1所述的红外可调谐的液晶调光器件的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）配制聚合物液晶混合溶液：以向列相液晶E7：手性剂S811：液晶单体RM257：光引发剂BME=100：42：6：0.45的比例，溶解均匀，制成液晶混合溶液；
（2）制作液晶盒：a）将质量分数分别为1-4mg/ml 的红外吸收材料PBIBDF-BT、2%聚合物PMMA充分溶解于氯仿中，制成混合液；b）在旋涂仪上以800r/6s或3000r/30s的转速将所得混合液旋涂于ITO玻璃基板表面获得一层膜，烘干后形成红外吸收层，制作好两片ITO玻璃基板；c）再在两ITO玻璃基板边缘涂混有15µm间隔子的紫外固化胶，并在ITO玻璃基板两端留有灌晶口；d）将两片ITO玻璃基板粘好，置于紫外灯下固化1min，制得液晶盒；
（3）制作液晶调光器件：将步骤（1）中配制的聚合物液晶混合溶液在常温下灌入步骤（2）制得的液晶盒中，封好灌晶口，形成约15µm厚的相对均匀的液晶混合溶液薄膜；将灌好的液晶盒两端施加75V、1KHZ的交流电场，在加电的状态下让其暴露于光强为0.8mw/cm2的紫外光中，在近晶相下使单体发生聚合，形成网络结构，即获得液晶调光器件。
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