CN113325622B - 一种具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜及制备方法，在制备方法中首先配置打印溶液；然后对基板进行处理和定制彩色图案；之后在所述处理后的基板上打印所述彩色图案；最后进行组装和固化得到具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜。本发明在制备具有彩色图案的聚合物液晶薄膜时，无需额外制作模板，也无需对基板进行电极刻蚀，制备过程简单方便，基于彩色图案的聚合物液晶薄膜可自由进行电控切换，可有效地避免人工混配误差，并节约了制备时间。

Description

一种具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜及其制备方法

技术领域

本发明属于材料打印技术领域，具体涉及一种具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜及其制备方法。

背景技术

聚合物液晶薄膜一般为具有电场驱动性的液晶高分子薄膜材料。由于液晶分子是各向异性的材料，在外加电场的作用下，液晶分子沿着电场方向或者垂直电场方向进行排列(负性液晶)，从而使得液晶与聚合物基体之间的折射率差异减小或者变大，从而改变薄膜材料的光学状态。在现有技术中，由于聚合物液晶薄膜一般无需偏振片，具有制备简单、光利用率高等特点，因此聚合物液晶薄膜在显示器件、非线性光学、全息薄膜、建筑玻璃等方面具有广泛的应用前景。但是，目前制备聚合物液晶薄膜的所有方法中，大部分都是通过将液晶混合物以及真空灌注或者胶印的形式，放置在两片玻璃或者塑料之间，所获得聚合物液晶薄膜大多都是白色或者添加少量染料后的单一颜色，聚合物液晶薄膜色彩和图案均比较单一，因此其用途受到了限制。如果需要个性化定制时，由于不同的设计方案需要使用不同的印版，因此，基于成本的角度考虑，也无法实现个性化定制的需求。

发明内容

为了解决上述需求，本发明提供一种具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜及制备方法。本发明能显著改善聚合物液晶薄膜的图案、色彩问题，同时还方便各种个性化定制，用于解决现有技术中存在的上述问题。

本发明的上述技术目的将通过以下所述的技术方案予以实现。

一种制备具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜的方法，所述方法包括如下步骤：

S1.配置单通道或多通道的打印溶液；

S2.对基板进行预处理；

S3.定制彩色图案；

S4.在预处理后的所述基板上打印所述定制彩色图案；

S5.组装基板；

S6固化成膜。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤S1具体为将液晶材料、可聚合单体、有色添加剂、手性化合物以及纳米粒子等其他液晶掺杂材料，分别配置或者混合配置成具有一定浓度和粘度的前驱体打印溶液。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤S2具体为对所述基板的导电面进行清洗处理，去掉所述导电面的油污；干燥后再对所述导电面进行亲疏水、亲疏油处理，得到处理后的所述基板；所述步骤S3具体为在图像处理软件中制作基于印刷色彩CMYK模式的定制的所述彩色图案。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤S4具体为将所述步骤S1配置的各个前驱体所述打印溶液，分别注入喷墨打印设备的一个或多个墨盒或喷头内，并调整所述打印设备参数至打印状态，载入需要打印的所述步骤S3定制的所述彩色图案，在所述步骤S2预处理后的所述基板导电面上，一次打印或多次打印各个前驱体所述打印溶液，干燥后获得具有定制彩色图案的液晶层基板。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤S5的所述组装操作具体为将厚度为5-1000微米的玻璃微珠或间隔垫或其他特定厚度的密封垫，放置在所述具有定制彩色图案的液晶层基板周围，然后盖上另一块导电基板或者另一块制备的所述具有定制彩色图案的液晶层基板，并胶合封装固定上下两个所述基板。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤S6的所述固化操作具体为，采用聚合方法引导所述具有定制彩色图案的液晶层中的所述可聚合单体进行聚合固化；所述可聚合单体为热聚合或者光聚合单体，所述光聚合单体的材料包括具有1至5个官能团的丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、二乙酰基类、苯乙烯基类、硫醇类、环氧树脂类、以及异氰酸酯类的一种或多种。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述液晶材料为一种或多种正性、负性液晶或者双频液晶材料的混合物；或者为向列相、胆甾相、蓝相、近晶相的一种或多种。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述基板为含有氧化铟锡ITO的导电玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET薄膜、含有掺氟氧化锌FTO的导电玻璃或PET薄膜、含有掺铝氧化锌AZO的导电玻璃或PET薄膜、含有聚3,4-乙烯二氧噻吩：聚(苯乙烯磺酸盐)PEDOT:PSS或者聚3,4-乙烯二氧噻吩：聚乙二醇PEDOT:PEG的导电玻璃或PET薄膜中的一种或几种的混合。

本发明还提供了一种具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜，由本发明提供的制备方法制得。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜具有透明和不透明的两种状态，所述不透明状态为光散射的彩色定制图案状态，所述透明状态为彩色定制图案状态；且所述两种状态在加载电场的情况下能够进行切换，所述切换模式为：(1)常态下所述具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜为所述不透明状态，加载直流或者交流电场以后呈现或者逐渐呈现透明状态，去掉所述直流或者交流电场以后恢复到所述不透明状态；

(2)常态下具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜为所述透明状态，加载所述直流或者交流电场以后呈现或者逐渐呈现所述不透明状态，去掉所述直流或者交流电场以后恢复到所述透明状态；

(3)常态下所述具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜为所述透明状态，加载小于200Hz的低频交流电场或者直流电场以后呈现或者逐渐呈现不透明状态，除去所述低频交流电场或者直流电场后该不透明状态得以保持；而在施加大于等于200Hz的高频交流电场时呈现或者逐渐呈现所述透明状态，除去所述高频交流电场后该透明状态得以保持；

或者(4)常态下所述液晶薄膜为不透明状态，加载小于200Hz的低频交流电场或者直流电场以后呈现或者逐渐呈现所述透明状态，除去低频交流电场或者直流电场后该透明状态得以保持；当再次施加大于等于200Hz的高频交流电场以后，呈现或者逐渐呈现所述不透明状态，除去所述高频交流电场后继续保持该不透明状态。

本发明的有益技术效果

本发明提供的实施例，制备具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜的方法，首先，配置打印溶液；然后对基板进行处理和定制彩色图案；之后在所述处理后的基板上打印所述彩色图案；最后进行组装和固化得到具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜。

本发明的实施例具有如下有益技术效果：

(1)制备具有彩色图案的聚合物液晶薄膜时，无需额外制作模板，也无需对基板进行电极刻蚀，制备过程简单方便，仅需载入定制的彩色图案，就能制备出具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜。

(2)聚合物液晶薄膜可自由进行状态切换。本发明所制得的具有彩色图案的聚合物液晶薄膜，能够在透明与不透明的具有彩色图案状态两者之间进行切换；

(3)可有效地避免人工混配误差。本发明利用喷墨打印方法制备物液晶层，能有效避免人工操作带来的误差，减少原材料的消耗以及节省制备时间；

(4)节约制备时间。本发明采用喷墨打印混配液晶材料时，多个喷头同时按比例喷射各组分，能实现各组分的均匀混合，无需再进行人工混配时的称量混合等操作，因而节约了制备时间。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：

图1为本发明制备具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜的步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，但本发明的实施方式不限于此。

为了更好的说明本发明，本发明的具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1).配置单通道或多通道的打印溶液；

(2).对基板进行预处理；

(3).定制彩色图案；

(4).在预处理后的所述基板上打印所述定制彩色图案；

(5).组装基板；

(6).固化成膜。

具体地，各步骤操作如下：

(1)配置单通道或多通道的打印溶液：根据要定制的彩色图案，选择正性或负性液晶、可聚合单体、有色添加剂、以及其他液晶掺杂材料作为原料形成混合体系，并根据需要设置正性或负性液晶占总混合体系的质量百分比为30-70％；可聚合单体占总混合体系的质量百分比为30-70％；有色添加剂占总混合体系的质量百分比为0-10％；以及其他液晶掺杂材料占总混合体系的质量百分比为0-10％，其他液晶掺杂材料如选择手性化合物、纳米粒子、引发剂、填料等。使用机械搅拌或者超声波等方法将上述按质量百分比配置好的各原料分别配置或者混合配置成为一定浓度的各前驱体打印溶液，并同时调节各前驱体打印溶液的浓度以满足喷墨打印最佳的墨滴扩散条件，其中，混合配置时得到的前驱体打印溶液中的纳米粒子尺寸<500纳米，粘度1-30mPs(单位：毫帕斯卡.秒)，密度0.5-2.0g/cm³(单位：克/立方毫米)。

(2)基板的处理：(i)对基板的导电面的清洗处理，经碱洗、水洗以及有机溶剂洗涤去掉导电面的油污，然后干燥备用。(ii)：将表面处理剂均匀地旋涂覆在基板的导电面上，以对导电面进行亲疏水、亲疏油处理。然后放入烘箱经过30℃-300℃烘烤5～60分钟，待表面处理剂完全挥发干净以后，得到导电面处理后的基板。(iii)对基板进行导电面平行取向处理、导电面垂直取向处理：将表面平行或者垂直取向试剂，均匀地旋涂覆在基板上，放入烘箱经过30℃-300℃烘烤5-60分钟，待涂层干燥后备用。对于涂覆有平行取向试剂的基板，还需要进一步地用绒布等在基板导电面沿一个方向进行摩擦取向，便得到导电面平行取向的基板；对于涂覆有垂直取向试剂的基板，则不需要进一步的取向处理，直接用于下一步工序。

(3)彩色图案定制：根据各前驱体打印溶液的设计比例、定制图案的大小、打印位置等，在图像处理软件中制作成为基于CMYK印刷模式的定制图案，图片分辨率应大于300dpi(Dots Per Inch，每英寸点数)，CMYK印刷模式是一种色彩分配模式，属于减色色彩模式。根据实际需要，可自由选择定制图案，根据定制图案，选择配制打印各前驱体打印溶液所需的液晶、可聚合单体、有色添加剂以及其他液晶掺杂材料等原料并设置合适的质量百分比，以使在该步骤中基于CMYK印刷模式印制的彩色图案符合定制要求。

(4)按需喷墨打印：将前面配制好的各类前驱体打印溶液，分别注入喷墨打印设备的一个或多个墨盒或喷头内，调整打印设备参数至打印状态，载入之前定制的彩色图案，在固定好的基板导电面上打印和沉积各类前驱体打印溶液。由于在打印各前驱体打印溶液的时候，即能实现各通道溶液的按比例即时混合，从而将聚合物液晶的前驱体打印溶液按定制的彩色图案印制排列在基板的导电面上，打印温度控制在10℃-30℃，该打印过程可以是一次打印或多次打印完成，打印后在20-70℃干燥，得到具有定制彩色图案的液晶层基板。

(5)组装基板：将厚度为5-1000微米的玻璃微珠或间隔垫或密封垫，放置到具有定制彩色图案的液晶层基板周围，然后盖上另一块导电基板或者另一块在步骤(4)中制得的印制有相同或不同彩色图案的导电基板(导电面接触液晶层)，并用胶合固定上下两个基板。

(6)固化成膜：在组装密封完以后，采用光聚合、热聚合等聚合方法，引发两导电基板之间的一个定制彩色图案的液晶层(步骤(5)中采用导电基板覆盖时)或者两个定制彩色图案的液晶层(步骤(5)中的采用印制有定制彩色图案的导电基板覆盖时)中的可聚合单体进行聚合固化，采用聚合方法引导所述具有定制彩色图案的液晶层中的可聚合单体进行聚合固化，制得具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜。所制得的具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜具有透明和不透明两种状态，所述不透明状态为光散射的彩色定制图案状态，彩色定制图案状态为透明状态，聚合固化操作使得具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜处于其中某一状态，在加载电场的条件可以进行状态切换，根据切换方式的需要，在不同温度、取向条件以及施加不同电场的条件下进行一步法聚合或分步聚合。光聚合条件为：聚合物温度，0-90℃，紫外光波长为200-400纳米，紫外光辐照时间为1-60分钟，紫外光强为0.1-100mW/cm²(毫瓦/平方厘米)。热聚合条件为：0-150℃，热聚合时间10-200分钟。

本发明制得的聚合物液晶薄膜为具有电场驱动性的液晶高分子薄膜材料，当光线进入聚合物液晶薄膜材料时，由于光线所经过的液晶微滴的折射率，与所经过的聚合物基体折射率相差较大，光线将在液晶与聚合物基体界面上发生多次反射与折射，从而使得聚合物液晶薄膜呈现强烈的光散射的不透明态；由于液晶分子是介电各向异性和光学各向异性的，当施加电场时，聚合物液晶薄膜内的液晶微滴指向矢将沿着电场方向取向，从而使液晶的寻常光方向折射率与聚合物基体的折射率将匹配接近，光线则在聚合物液晶薄膜内将不发生多次反射，而是直接透射出来，此时聚合物液晶薄膜则呈现透明态。

所述切换方式为：(1)常态下所述具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜为所述不透明状态，加载直流或者交流电场以后呈现或者逐渐呈现透明状态，去掉所述直流或者交流电场以后恢复到所述不透明状态；

(2)常态下具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜为所述透明状态，加载所述直流或者交流电场以后呈现或者逐渐呈现所述不透明状态，去掉所述直流或者交流电场以后恢复到所述透明状态；

(3)常态下所述具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜为所述透明状态，加载小于200Hz的低频交流电场或者直流电场以后呈现或者逐渐呈现不透明状态，除去所述低频交流电场或者直流电场后该不透明状态得以保持；而在施加大于等于200Hz的高频交流电场时呈现或者逐渐呈现所述透明状态，除去所述高频交流电场后该透明状态得以保持；

或者(4)常态下所述液晶薄膜为不透明状态，加载小于200Hz的低频交流电场或者直流电场以后呈现或者逐渐呈现所述透明状态，除去低频交流电场或者直流电场后该透明状态得以保持；当再次施加大于等于200Hz的高频交流电场以后，呈现或者逐渐呈现所述不透明状态，除去所述高频交流电场后继续保持该不透明状态。

优选地，本发明的液晶材料，可以为向列相液晶、近晶相、胆甾相液晶以及蓝相液晶等一种或多种，优选向列相液晶；或者为一种或多种液晶材料的混合物，优选多种液晶材料的混合物。本发明的液晶材料也可以正性液晶、负性液晶以及双频液晶，优选正性液晶。

优选地，本发明的可聚合单体为热聚合或者光聚合单体，进一步地，均可以是液晶性或者非液晶性热聚合或者光聚合单体，本发明优选非液晶性光聚合单体。光聚合单体的材料包括具有1至5个官能团的丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、二乙酰基类、苯乙烯基类、硫醇类、环氧树脂类、以及异氰酸酯类的一种或多种，其中一种或多种材料组成具有液晶性或非液晶性的光聚合单体。本发明优选由溶解性较好的丙烯酸酯类和/或甲基丙烯酸酯类组成的非液晶性光聚合单体。

进一步地，所述可聚合单体的引发剂，包括光引发剂和热引发剂，其中(1)光引发剂为：苯偶酰双甲醚、安息香乙醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基甲酮、二苯甲酮或4-氯二苯甲酮或2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦，(2)热引发剂为：偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰或过氧化二碳酸二异丙酯。

进一步地，所述有色添加剂为有机或无机的CMYK(黑色、洋红、黄色、青色)基色染料、有机或无机的CMYK(黑色、洋红、黄色、青色)基色颜料、正性或负性二向性CMYK(黑色、洋红、黄色、青色)基色有机染料，和/或有机或无机的非基色的染料、非基色颜料以及非基色二向性染料，优选有机染料、有机颜料、以及二向性染料。

进一步地，所述有机溶剂选用低毒性、低腐蚀性、高沸点的溶剂，优选沸点大于50℃的对墨道无腐蚀作用的溶剂，比如乙醇、异丙醇、丙酮、甲苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、苯甲醇、苯基乙醇中的一种或几种混合物。

进一步地，所述基板可以为，含有ITO(氧化铟锡)的导电玻璃或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜、含有FTO(掺氟氧化锌)的导电玻璃或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜，含有AZO(掺铝氧化锌)的导电玻璃或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜、含有PEDOT:PSS(聚3,4-乙烯二氧噻吩：聚(苯乙烯磺酸盐))的导电玻璃或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜、含有PEDOT:PEG(聚3,4-乙烯二氧噻吩：聚乙二醇)的导电玻璃或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜中的一种或几种混合基板等，根据实际需要而定制。

进一步地，所述表面处理剂为：聚四氟乙烯涂料、含氟硅烷、含氟硅氧烷、全氟辛酸、氟化吡咯衍生物、聚乙烯醇、聚酰亚胺中的一种或几种的混合物。

进一步地，所述其他液晶掺杂材料中的纳米粒子为：直径小于0.5微米的钛酸锶钡、钛酸铜钙、钛酸锶钡、钛酸锶、钛酸铯、钨酸钡、钨酸锶、钨酸铯、四氧化三铁等纳米粒子，或者包括用油酸、硅氧偶联剂、钛酸酯类、铝酸酯类、锆酸酯类、硼酸酯及有机磷酸偶联剂等方法修饰后的纳米粒子。

进一步地，所述其他液晶掺杂材料中的手性化合物为：可以为任意一种化合物或者多种手性物质的混合物。所述手性化合物可以是手性2-甲基丁醇衍生物、手性2-甲基辛醇衍生物、异山梨醇衍生物、甘露醇衍生物或联萘二酚衍生物，优选S5011((S)-5-(4-丙基环己基)-5,6-二氢-4H-二萘酚[1,5]二氧环己烷)、R5011((R)-5-(4-丙基环己基)-5,6-二氢-4H-二萘酚[1,5]二氧环己烷)、R811((R)4-[4-(己氧基)苯甲酰氧基]苯甲酸-2-辛酯)、S811((S)4-[4-(己氧基)苯甲酰氧基]苯甲酸-2-辛酯)、R1011((R)4-戊基环己基苯甲酸苯基乙二醇二酯)、S1011((S)4-戊基环己基苯甲酸苯基乙二醇二酯)或CB15((S)-4’-(2-甲基丁基)-4-联苯腈)等。

根据本发明提供的制备方法得到的基于彩色图案的聚合物液晶薄膜，由于在可聚合单体聚合过程中产生的聚合物将与小分子液晶分相，液晶将以连续相或者微滴分散相等形式分散在薄膜材料中，而液晶小分子是介电各向异性的材料，当聚合物网络密度不足于锚定液晶分子的时候，一旦外加电场超过液晶材料阈值电压，液晶分子将沿电场方向取向(正性液晶)或者垂直于电场方向取向(负性液晶)，从而聚合物液晶薄膜在外加电场时出现从一种光学状态转变为另一种光学状态，根据本发明制备方案该聚合物液晶薄膜可以实现从一种透明状态转为另一种定制的彩色图案的不透明状态，而取消外加电场以后，聚合物液晶薄膜又恢复到常态。当然，也可以根据定制需要，改变液晶材料以及聚合条件，实现上述电场响应的相反转化方式。总的来说，能够在加载电场的条件下实现透明状态与定制的彩色图案的不透明状态之间的切换。

实施例1

1)配置前驱体溶液：将在2.48g负性液晶中加入0.02g光引发剂IRG引发剂651(苯偶酰双甲醚)，溶于2.5g环己酮溶剂，使液晶和引发剂在溶液中的质量分数为50％，经超声振荡30分钟使其组分混合均匀，冷却至室温备用；将0.2g有机染料溶解于1.8g环己酮中，超声振荡30分钟，获得质量分数为10％的溶液；将0.2g光聚合单体(己二醇二丙烯酸酯，3,5,5-三甲基己酸)溶解于1.8g环己酮中，超声振荡30分钟，获得质量分数为10％的可聚合单体溶液。将0.1g液晶掺杂纳米粒子分散于1.9g环己酮，超声振荡30分钟，获得质量分数为5％的纳米粒子分散液。

2)基板表面处理：将聚乙烯醇涂料和乙醇或水配置成质量分数为5％的溶液，加热搅拌均匀备用，将2.5×2.5cm²的ITO玻璃片放置于均胶机上，旋涂该表面处理剂，以2000rpm旋涂1分钟之后，放入烘箱180℃烘烤30分钟后将溶剂挥发干净，再做进一步机械摩擦取向处理等，再进一步对导电面进行摩擦取向处理等处理。

3)定制打印图案：采用图像处理软件设计打印图案，并将图像的CMYK数值与打印溶液质量进行转换，CMYK各通道分别对应液晶、有机染料、光聚合单体、纳米粒子，设置输出设计图案的分辨率300dpi。

4)将配制好的液晶、有机染料、光聚合单体、纳米粒子等溶液分别灌入对应C、M、Y、K墨盒，采用控墨软件控制打印参数，载入定制设计图案，打印在已表面修饰的玻璃基板，打印后的样品放置在鼓风干燥箱中，设置温度20-40℃，干燥2小时，待有机溶剂挥发后取出。

5)按照一定的质量比添加20微米间隔粒子，然后就将另一块导电基板，与之前沉积有液晶薄膜的基板进行挤压胶合，然后在室温10mW/cm²紫外光照射下光聚合60分钟得到具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜。

实施例2

1)配置前驱体溶液：将在2.48g正性液晶中加入0.02g光引发剂651(苯偶酰双甲醚)，溶于2.5g乙醇溶剂，使液晶和引发剂在溶液中的质量分数为50％，经超声振荡30分钟使其组分混合均匀，冷却至室温备用；将0.2g有机颜料溶解于1.8g乙醇中，超声振荡30分钟，获得质量分数为10％的溶液；将0.2g光聚合单体(三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯)溶解于1.8g乙醇中，超声振荡30分钟，获得质量分数为10％的可聚合单体溶液。将0.1g液晶掺杂材料分散于1.9g乙醇，超声振荡30分钟，获得质量分数为5％的溶液。

2)基板表面处理：将垂直取向剂与乙醇或水配置成质量分数为3％的溶液，加热搅拌均匀备用，将2.5×2.5cm²的ITO玻璃片放置于均胶机上，旋涂该表面处理剂，以2000rpm旋涂1分钟之后，放入烘箱180℃烘烤30分钟后将溶剂挥发干净，再进一步对导电面进行摩擦取向处理等处理。

3)定制打印图案：采用图像处理软件设计打印图案，并将图像的CMYK数值与打印溶液质量进行转换，CMYK各通道分别对应液晶、有机颜料、光聚合单体、掺杂材料，设置输出设计图案的分辨率500dpi。

4)将配制好的液晶、有机颜料、光聚合单体、掺杂材料等溶液分别灌入对应C、M、Y、K墨盒，采用控墨软件控制打印参数，载入定制设计图案，打印在已表面修饰的玻璃基板，打印后的样品放置在鼓风干燥箱中，设置温度20-40℃，干燥2小时，待有机溶剂挥发后取出。

5)按照一定的质量比添加20微米间隔粒子，然后就将另一块导电基板，与之前沉积有液晶薄膜的基板进行挤压胶合，然后在室温0.5mW/cm²紫外光照射下光聚合10分钟，然后再在50℃下用20mW/cm²紫外光照射引发光聚合60分钟，得到具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜。

实施例3

1)配置前驱体溶液：将在2.48g双频液晶中加入0.02g光引发剂651(苯偶酰双甲醚)，溶于2.5g甲苯溶剂，使液晶和引发剂在溶液中的质量分数为50％，经超声振荡30分钟使其组分混合均匀，冷却至室温备用；将0.2g有机二向性黑色染料溶解于1.8g甲苯中，超声振荡30分钟，获得质量分数为10％的溶液；将0.2g光聚合单体(1,4-双[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯，聚乙二醇(二醇)二丙烯酸酯)溶解于1.8g甲苯中，超声振荡30分钟，获得质量分数为10％的可聚合单体溶液。将0.1g填料料分散于1.9g甲苯，超声振荡30分钟，获得质量分数为5％的溶液。

2)基板表面处理：将聚甲酰亚胺和甲苯或水配置成质量分数为5％的溶液，加热搅拌均匀备用，将2.5×2.5cm²的ITO玻璃片放置于均胶机上，旋涂该表面处理剂，以2000rpm旋涂1分钟之后，放入烘箱180℃烘烤30分钟后将溶剂挥发干净，再做进一步机械摩擦取向处理等，再进一步对导电面进行摩擦取向处理等处理。

3)定制打印图案：采用图像处理软件设计打印图案，并将图像的CMYK数值与打印溶液质量进行转换，CMYK各通道分别对应液晶、有机二向性黑色染料、光聚合单体、填料，设置输出设计图案的分辨率600dpi。

4)将配制好的液晶、有机二向性黑色染料、光聚合单体、填料等溶液分别灌入对应C、M、Y、K墨盒，采用控墨软件控制打印参数，载入定制设计图案，打印在已表面修饰的玻璃基板，打印后的样品放置在鼓风干燥箱中，设置温度20-40℃，干燥2小时，待有机溶剂挥发后取出。

5)按照一定的质量比添加20微米间隔粒子，然后就将另一块导电基板，与之前沉积有液晶薄膜的基板进行挤压胶合，然后在室温施加100v电压后用10mW/cm²紫外光照射下光聚合60分钟得到具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求书的保护范围内。

Claims (5)

1.一种具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜，其特征在于，所述具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜具有透明状态和不透明状态，所述不透明状态为光散射的彩色定制图案状态；两种状态在加载电场的情况下能够进行切换，切换模式为：不加电压的状态下，具有定制彩色图案的聚合物液晶薄膜为所述透明状态，加载小于200Hz的低频交流电场或者直流电场时，呈现不透明状态，除去所述低频交流电场或者直流电场后该不透明状态得以保持；在施加大于等于200Hz的高频交流电场时，呈现透明状态，除去所述高频交流电场后该透明状态得以保持；或者，不加电压的状态下，所述聚合物液晶薄膜为不透明状态，加载小于200Hz的低频交流电场或者直流电场时，呈现透明状态，除去低频交流电场或者直流电场后该透明状态得以保持；当再次施加大于等于200Hz的高频交流电场以后，呈现不透明状态，除去所述高频交流电场后，继续保持该不透明状态；

所述聚合物液晶薄膜由如下步骤制备得到：

步骤S1：配置单通道或多通道的打印溶液；根据要定制的彩色图案，选择正性或负性液晶，可聚合单体，有色添加剂，以及其他液晶掺杂材料作为原料，得到各前驱体打印溶液；正性或负性液晶占总质量的百分比为30-70％，可聚合单体占总质量的百分比为30-70％；有色添加剂占总质量的百分比为0-10％；以及其他液晶掺杂材料占总质量的百分比为0-10％，其他液晶掺杂材料为纳米粒子，将按质量百分比配置好的各原料分别配置为一定浓度的各前驱体打印溶液；

步骤S2：对基板进行预处理；

步骤S3：定制彩色图案；根据各前驱体打印溶液的设计比例，定制图案的大小，打印位置，在图像处理软件中制作成为基于CMYK印刷模式的定制图案，图片分辨率大于300dpi；

定制彩色图案为任意选定的彩色图案；根据定制彩色图案的彩色图案，选择配制打印各前驱体打印溶液所需的液晶、可聚合单体、有色添加剂以及其他液晶掺杂材料并设置质量百分比，以使在该步骤S3中基于CMYK印刷模式印制的彩色图案符合定制要求；

步骤S4：在预处理后的所述基板上打印所述定制彩色图案；

将配制好的各前驱体打印溶液，分别注入喷墨打印设备的一个或多个墨盒内，或一个或多个喷头内，调整打印设备参数至打印状态，载入定制彩色图案，在固定好的基板的导电面上打印和沉积各前驱体打印溶液，在打印各前驱体打印溶液时，实现各通道的打印溶液的按比例即时混合，从而将聚合物液晶的前驱体打印溶液按定制的彩色图案印制排列在基板的导电面上；

步骤S5：组装基板；

步骤S6：固化成膜。

2.根据权利要求1所述的聚合物液晶薄膜，其特征在于，所述步骤S5的组装基板具体为将厚度为5-1000微米的密封垫或其他特定厚度的密封垫，放置在具有定制彩色图案的基板周围，然后盖上另一块基板，并胶合封装固定上下两个所述基板。

3.根据权利要求1所述的聚合物液晶薄膜，其特征在于，所述步骤S6的所述固化成膜具体为：采用聚合方法引导所述具有定制彩色图案的液晶层中的所述可聚合单体进行聚合固化；所述可聚合单体为热聚合或者光聚合单体，所述光聚合单体的材料包括具有1至5个官能团的丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、二乙酰基类、苯乙烯基类、硫醇类、环氧树脂类、以及异氰酸酯类的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的聚合物液晶薄膜，其特征在于，所述液晶为一种或多种正性、负性液晶或者双频液晶材料的混合物；或者为向列相、胆甾相、蓝相、近晶相的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的聚合物液晶薄膜，其特征在于，所述基板为含有氧化铟锡ITO的导电玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET薄膜、含有掺氟氧化锌FTO的导电玻璃或PET薄膜、含有掺铝氧化锌AZO的导电玻璃或PET薄膜、含有聚3,4-乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐或者聚3,4-乙烯二氧噻吩：聚乙二醇PEDOT:PEG的导电玻璃或PET薄膜中的一种或几种的混合。

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