CN108681108B - 一种基于变旋性分子材料的光开关器件及其制备方法 - Google Patents

一种基于变旋性分子材料的光开关器件及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108681108B
CN108681108B CN201810598037.7A CN201810598037A CN108681108B CN 108681108 B CN108681108 B CN 108681108B CN 201810598037 A CN201810598037 A CN 201810598037A CN 108681108 B CN108681108 B CN 108681108B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical switch
optical
molecular material
molecular
device based
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810598037.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108681108A (zh
Inventor
吴边鹏
谈廷风
李艳霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Chengjian University
Original Assignee
Tianjin Chengjian University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Chengjian University filed Critical Tianjin Chengjian University
Priority to CN201810598037.7A priority Critical patent/CN108681108B/zh
Publication of CN108681108A publication Critical patent/CN108681108A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108681108B publication Critical patent/CN108681108B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/0009—Materials therefor
    • G02F1/0063—Optical properties, e.g. absorption, reflection or birefringence
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/50—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D333/74—Naphthothiophenes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0136—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  for the control of polarisation, e.g. state of polarisation [SOP] control, polarisation scrambling, TE-TM mode conversion or separation

Abstract

本发明属于分子光开关领域，提供一种基于变旋性分子材料的光开关器件，通过旋光性改变来实现光开关，并提供具体制备方法。其结构为在两个偏振片之间设置光开关层，将变旋性分子材料置于光开关层内，光开关层为树脂材料制成的透镜、膜片或一定长度的光导纤维，或为复合膜所用的胶层。在制备时将变旋性分子材料溶于胶层或膜层中，获得不受波长或颜色限制、反应灵敏、信号再现性强的光开关器件，在高端防伪领域具有较大的应用价值。

Description

一种基于变旋性分子材料的光开关器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及分子光开关领域，特别是涉及一种基于变旋性分子材料的光开关器件。
背景技术
光开关器件是一种利用光或电场作为控制信号源，通过光、电或磁等性能的改变，实现信号源的记录或控制的装置，可以用于光、电或磁等数字信息或模拟信息的记忆，也可以用于制造特殊的防伪标记、滤光贴膜、光控通导的特种光纤制品。
以上所述的光开关器件，均基于一种光/电响应性的分子光开关材料，由光或电场效应引起分子的异构化反应，产生吸收光谱的变化或电性能的变化。例如，在一种可擦写性光盘中，就是利用一类叫做二芳杂乙烯的光致变色物质，在紫外激光的照射下，产生变色的光斑来记录光的照射信息，再利用可见弱光照射读出光斑信息，实现光信号的还原。通过可见光的强照射，也可以完全擦除记录光斑，实现记录介质的多次反复使用。然而，这种方式不可避免的会产生对原始信息的消弱和破坏，不能实现完全无损的读出。
再如，一种利用光致变色材料制造的可感知环境自然光光照强度的自动调光贴膜，在室外强的自然光照环境下，从无色的膜变为有色的膜。由于受到材料本身分子吸收光谱的限制，为获得令人满意的颜色，通常需要两种以上的变色材料进行复配。尽管如此，复配出的颜色并不完全令人满意。另外由于不同材料的变色速度有差别，在显色和褪色过程中会出现颜色的偏离。
光致变色分子开关材料已经在防伪产品得到应用，成为高端产品的真品识别的重要手段之一，但是由于这种手段的特异性和差异性不突出，防伪特性单一，容易被仿制，从而在一定程度上失去防伪的独特性要素。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足，提供一种通过旋光性改变来实现的分子光开关，能够制造出不受波长或颜色限制的光开关器件。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为
一种基于变旋性分子材料的分子光开关器件，其将变旋性分子材料置于两个偏振片之间单独的光开关层内，光开关层可以是树脂材料制成的透镜，也可以是膜片或是一定长度光导纤维。
高分子树脂材料为光学级的PET或PA或PMMA或PC或TAC中的一种；甚至可以是复合膜所用的胶层，所述胶层为安装胶粘剂的PSA胶，其由耐候性良好且高透明的丙烯酸酯胶粘剂组成，并在胶中均匀混合UV吸收剂，选择吸收非敏化的波长的紫外光。
根据光的偏振原理，两个偏振片的偏振角度，则依分子材料的添加量、厚度和信号分辨率等因素进行调节，还可以预设成常通和常断两种模式，而且在每一种模式下又可以平行控制和垂直控制两种模式。
在常通模式下，两个偏振片偏振方向依据未刺激状态下旋光度，设置呈透明状态，光信号可以通过开关层，到达光信号检测器。如果将图案置于装置的另一侧，则可以看到图案。由于控制信号(也可以是环境自然光)的介入，引起入射偏振光偏振方向的改变，光信号可以被消弱或阻断，器件由透明状态转变为半透明或不透明状态。这种改变可以以光斑的形式被记录，从而被用作存储光数字信息。也可以表现为视场的变化，置于装置另一侧的图像信息则被掩蔽，而被用作防伪标识，或者引起透光量的减低，起到自适应的光防护的作用。
在常断模式下，两个偏振片偏振方向依据未刺激状态下的旋光度，设置暗场状态，此时置于另一侧的图案被掩蔽。控制信号(也可以是环境自然光)的介入，则转变成透明或半透明的视场，置于另一侧的图案信息被显现，或者形成一个明亮的光斑，以此记录光数字信息。控制光可以与信息光信号(也可以是被环境自然光)垂直，也可以平行，这将取决于具体的应用场合。
本发明中使用的变旋性分子材料，具有如下的结构：
Figure BDA0001692332290000021
在上式所示化合物中，R为包括甲基，乙基等直链或带有支链的多碳烷基，也可以是苯基、取代苯基、苄基以及苯环上带有取代基的苄基等。
该化合物可以通过下述反应式制得：
Figure BDA0001692332290000031
在发明人的另一篇专利中有详细阐述。
本发明具有的优点和积极效果是：通过制备基于变旋性分子材料的光开关器件，获得不受波长或颜色限制、反应灵敏、信号再现性强的光开关器件，在高端防伪领域具有较大的应用价值
附图说明
图1是本发明实施例1的变化示意图，图中，由左向右，依次为光照0s，10s，40s，60s的变化。
图2是本发明实施例2的变化示意图，图中，由左向右，依次为光照0s，10s，40s，60s的变化。
图3是本发明实施例2的变化示意图，图中，由左向右，依次为光照0s，30s，60s的变化。
具体实施方式
实施例1：
在圆底烧瓶中，将0.2克变旋性化合物，加入到20克溶剂型压敏胶中，在60度水浴中加热溶解均匀备用。取40cm*40cm偏振薄膜片一张，标记好偏振方向，将配好的溶剂型压敏胶液体4克，倒在偏振片上均匀流平后，晾干直至没有明显的溶剂气味。将另一片偏振片膜，与涂胶的偏振膜片偏转45度角贴合在一起，从一边开始滚压出可能的气泡，将其放在平板液压机上，施加一定的压力，将胶层厚度达到0.2毫米时，静压5分钟，即可得到本专利所述的基于变旋性分子材料的光开关器件。
实施例2：
在圆底烧瓶中，将0.2克变旋性化合物，加入到20克溶剂型压敏胶中，在60度水浴中加热溶解均匀备用。取40cm*40cm偏振薄膜片一张，标记好偏振方向，将配好的溶剂型压敏胶液体4克，倒在偏振片上均匀流平后，晾干直至没有明显的溶剂气味。取同样尺寸的普通聚酯膜片，与涂胶的偏振片贴合在一起，从一边开始滚压出可能的气泡，将其放在平板液压机上，施加一定的压力，将胶层厚度达到0.2毫米时，静压一个小时。即可得到本专利所述一种基于变旋性分子材料的光开关器件。
将一个带有标记的图案，如附图中写有A、B、C字母的卡片，置于由实施例1所得的器件后面，可以透过器件看到图案，在受到紫外光的照射后，由于功能层里光敏结构的变化，导致偏振光偏振方向的变化，由图片表面反射的光，随着光照时间的加长，透明度变小，直至完全的暗场出现，掩蔽了底部图案。
将实施例2所制的器件其与普通偏振片叠放，通过随意调节偏振片的初始角度，图案的变化状态可以从不透明(图2，常暗模式)为起始状态，也可以从透明(图3，常开模式)为起始状态，即可构成常明和常暗的感光膜。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种基于变旋性分子材料的分子光开关器件，其特征在于：在两个偏振片之间设置光开关层，将变旋性分子材料置于光开关层内，光开关层为树脂材料制成的透镜、膜片或一定长度的光导纤维，或为复合膜所用的胶层，所述变旋性分子材料，具有如下的结构：
Figure FDA0004018401430000011
在上式所示化合物中，R为甲基或乙基。
2.根据权利要求1所述的一种基于变旋性分子材料的分子光开关器件，其特征在于：所述光开关层为光学级的PET或PA或PMMA或PC或TAC中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于变旋性分子材料的分子光开关器件，其特征在于：所述胶层为丙烯酸酯胶粘剂，并在胶中均匀混合UV吸收剂。
4.权利要求1-3任一项所述的一种基于变旋性分子材料的分子光开关器件的制备方法，其特征在于：将变旋性分子材料，按照质量体积比1：100的比例，加入到溶剂型压敏胶中，在60-70度水浴中加热溶解均匀备用；取一定尺寸偏振薄膜片一张，标记好偏振方向，将配好的溶剂型压敏胶液体适量，倒在偏振片上均匀流平后，晾干直至没有明显的溶剂气味；将另一片偏振片膜，与涂胶的偏振膜片偏转45度角贴合在一起，从一边开始滚压出可能的气泡，将其放在平板液压机上，施加一定的压力，当胶层厚度达到0.2毫米时，静压5分钟，即得。
CN201810598037.7A 2018-06-11 2018-06-11 一种基于变旋性分子材料的光开关器件及其制备方法 Active CN108681108B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810598037.7A CN108681108B (zh) 2018-06-11 2018-06-11 一种基于变旋性分子材料的光开关器件及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810598037.7A CN108681108B (zh) 2018-06-11 2018-06-11 一种基于变旋性分子材料的光开关器件及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108681108A CN108681108A (zh) 2018-10-19
CN108681108B true CN108681108B (zh) 2023-03-10

Family

ID=63810652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810598037.7A Active CN108681108B (zh) 2018-06-11 2018-06-11 一种基于变旋性分子材料的光开关器件及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108681108B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4997595A (en) * 1988-01-27 1991-03-05 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Organic nonlinear optical material and nonlinear optical device
JPH05273613A (ja) * 1992-03-24 1993-10-22 Ube Ind Ltd 有機非線形光学材料
JPH09166798A (ja) * 1995-12-14 1997-06-24 Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan 超高速光誘起スイッチ
CA2261447A1 (en) * 1999-02-11 2000-08-11 National Research Council Of Canada High isolation optical switch, isolator or circulator having thin film polarizing beam-splitters
CN1559020A (zh) * 2001-09-27 2004-12-29 3M创新有限公司 偏振旋转片、含该偏振旋转片的器件以及制造和使用方法
CN101526712A (zh) * 2008-08-08 2009-09-09 湛江师范学院 提高染料掺杂有机薄膜全光开关调制深度的新方法及模型
CN201438695U (zh) * 2009-06-04 2010-04-14 中国科学院南海海洋研究所 一种基于偶氮有机薄膜的光控定时开关系统
CN102634048A (zh) * 2012-04-18 2012-08-15 苏州大学 一种光响应型手性智能纳米粒子的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4997595A (en) * 1988-01-27 1991-03-05 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Organic nonlinear optical material and nonlinear optical device
JPH05273613A (ja) * 1992-03-24 1993-10-22 Ube Ind Ltd 有機非線形光学材料
JPH09166798A (ja) * 1995-12-14 1997-06-24 Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan 超高速光誘起スイッチ
CA2261447A1 (en) * 1999-02-11 2000-08-11 National Research Council Of Canada High isolation optical switch, isolator or circulator having thin film polarizing beam-splitters
CN1559020A (zh) * 2001-09-27 2004-12-29 3M创新有限公司 偏振旋转片、含该偏振旋转片的器件以及制造和使用方法
CN101526712A (zh) * 2008-08-08 2009-09-09 湛江师范学院 提高染料掺杂有机薄膜全光开关调制深度的新方法及模型
CN201438695U (zh) * 2009-06-04 2010-04-14 中国科学院南海海洋研究所 一种基于偶氮有机薄膜的光控定时开关系统
CN102634048A (zh) * 2012-04-18 2012-08-15 苏州大学 一种光响应型手性智能纳米粒子的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
线-圆双偏振态光束抽运有机聚合物全光开关;石俊田 等;《中国激光》;20060131;第33卷(第1期);第102-106页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108681108A (zh) 2018-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105008971B (zh) 光固化性胶粘剂、以及使用该胶粘剂的偏振板、层叠光学构件与液晶显示装置
JP2008225504A (ja) 表示装置及び時計
JP2004527804A5 (zh)
DE60141046D1 (de) Blendschutzvorrichtung durch photoinduzierten dichroismus
JP2014197231A (ja) 透明−円偏光フォトクロミックデバイスおよびその作製方法
CA2504997A1 (en) Reimageable medium
CN101187713A (zh) 具有双折射图案的物品的制造方法
JP2013092707A (ja) 調光用偏光板、及びシャッター用偏光板
CN105143928A (zh) 显示器用光扩散膜以及使用它的反射型显示装置
RU2010154405A (ru) Рирпроекционная система и рирпроекционный экран
CN103314402A (zh) 带平面板的显示面板、带平面板的显示面板的制造方法以及树脂组合物
CN103592716B (zh) 一种散射偏光片及其制造方法和应用
DE69128553D1 (de) Optische Modulationsvorrichtung und Anzeigegerät
CN108681108B (zh) 一种基于变旋性分子材料的光开关器件及其制备方法
JP2662308B2 (ja) 光メモリー素子の製造方法
US6122079A (en) Chromatically-adjusted holographically illuminated image-providing display element
KR890015216A (ko) 광기록 매체 및 광기록 방식
JP2922937B2 (ja) 画像記録方法およびそれに用いる積層フィルム
CN208000434U (zh) 一种高可靠性的液晶显示装置
US4740449A (en) Optical recording medium
KR940005967A (ko) 편광 감지성 비임 분할기, 이의 제조방법 및 비임 분할기를 포함하는 자기 광학 주사장치
KR102481311B1 (ko) 조성물, 유기 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 위상차막, 유기 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 위상차막의 제조 방법
JP2010515088A (ja) 光学記憶媒体およびその製造法
CN209417332U (zh) 一种圆偏光片
JPS62209186A (ja) 光メモリ材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant