CN113625380A - 一种光栅制备方法及arpdlc全息聚合物液晶光栅 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光栅制备方法，包括以下步骤：裁取两片表面积大小相同的ITO导电组件；在其中一所述ITO导电组件上涂布液晶聚合物；将另一所述ITO导电组件复合到布液晶聚合物上形成复合液晶膜；将复合液晶膜转移至干涉光区域中移动并进行光干涉，交叉形成富聚合物层和富液晶层，之后进行再通过UV固化形成光栅。通过在复合液晶膜固化之前，对复合液晶膜进行光干涉,使其形成强度条纹,即在光强度高的线条上产生更多的自由基从而开始聚合作用,当聚合物单体移入这个条型区域时,将会被聚合而不会移出该条型区域，聚合物单体被吸引进高光强的条型区域形成聚合物,而液晶分子被排推出该区域,从而形成了富聚合物层和富液晶层交替排列的结构。

Description

一种光栅制备方法及ARPDLC全息聚合物液晶光栅
技术领域
本发明涉及了光栅加工技术领域，具体的是一种光栅制备方法及ARPDLC全息聚合物液晶光栅。
背景技术
聚合物分散液晶(PDLC，Polymer Dispersed Liquid Crystal)是一种新颖的液晶功能材料，其是通过将液晶微滴分散在固态高分子聚合物基质中，并用电场控制液晶微滴的指向，从而达到光开关的效果。由于聚合物分散液晶制备简便、响应时间短、无需偏振器件，并且物理、化学性能稳定，因此近年来一直受到人们的关注，并被应用于大面积显示、可调全息光栅、光衰减器等多种光电器件的制作与研究。目前，制备聚合物分散液晶的方法主要有：热致诱导相分离法(TIPS)、溶致诱导相分离法(SIPS)、聚合诱导相分离法(PIPS)等多种。其中，聚合诱导相分离法即利用紫外聚合固化法制备聚合物分散液晶的方法是研究较多的一种，其原理是首先将紫外胶等对紫外光敏感的聚合物材料与液晶分子均匀混合，形成溶液，之后采用紫外光照射诱导，使得液晶在聚合物分子中的溶解度随曝光时间逐渐降低，从而导致液晶相分离而形成液晶微滴。现有技术中固化成型形成的光栅的液晶聚合物呈点状分布，成像效果差。
发明内容
为了克服现有技术中的至少部分缺陷，本发明实施例提供了一种光栅制备方法及ARPDLC全息聚合物液晶光栅，能够加工形成富聚合物层和富液晶层的交叉结构，从而光栅的成像效果，克服现有技术中液晶聚合物呈点状分布带来的成像效果差的问题。
本发明涉及一种光栅制备方法，包括以下步骤：
裁取两片表面积大小相同的ITO导电组件；
在其中一所述ITO导电组件上涂布液晶聚合物；
将另一所述ITO导电组件复合到布液晶聚合物上形成复合液晶膜；
还包括：
将复合液晶膜转移至干涉光区域中移动并进行光干涉，交叉形成富聚合物层和富液晶层，之后进行再通过UV固化形成光栅；
所述光干涉为采用平行光源对复合液晶膜进行间歇照射，所述平行光源的入射角度为85°-135°，所述富聚合物层的宽度为5μm-12μm，所述富液晶层的宽度为5μm-12μm。
进一步地，所述平行光源为长波黑斑效应紫外线。
进一步地，所述平行光源为UV365。
进一步地，所述干涉光区域的温度为12℃-35℃。
进一步地，所述富聚合物层和富液晶层的宽度比为1：0.75-1：1.25。
进一步地，所述复合液晶膜在干涉光区域中的移动速度为45.72mm/min。
进一步地，所述富聚合物层和富液晶层的宽度比为1：0.98-1：1.08。
进一步地，所述富聚合物层和富液晶层的宽度比为1：1。
进一步地，所述富聚合物层的截面形状为U形、波浪形或V形。
进一步地，所述富液晶层截面形状为倒U形、波浪形或倒V形。
进一步地，所述平行光源的辐射照度为3.5mw/cm2-4.5mw/cm2。
本发明还涉及一种ARPDLC全息聚合物液晶光栅，包括上述光栅制备方法制作而成的光栅，还包括连接在所述光栅上的光栅挡板以及连接在所述光栅的上表面和下表面上的电极。
进一步地，所述ARPDLC全息聚合物液晶光栅四周包覆有封边胶。
本发明的有益之处在于：本发明涉及的光栅制备方法及ARPDLC全息聚合物液晶光栅,通过在复合液晶膜固化之前，对复合液晶膜进行光干涉,使其形成强度条纹,即在光强度高的线条上产生更多的自由基从而开始聚合作用,当聚合物单体移入这个条型区域时,将会被聚合而不会移出该条型区域，聚合物单体被吸引进高光强的条型区域形成聚合物,而液晶分子被排推出该区域,从而形成了富聚合物层和富液晶层交替排列的结构，成像效果好。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1中光栅的结构示意图。
图2是本发明实施例2中光栅的结构示意图。
图3是图2的俯视结构示意图。
图4是图2中A处局部放大图。
图5是本发明实施例3中光栅的结构示意图。
图6是本发明实施例4中光栅的结构示意图。
图7是本发明中ARPDLC全息聚合物液晶光栅的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明涉及的一种光栅制备方法，包括以下步骤：
裁取两片表面积大小相同的ITO导电组件1；
在其中一所述ITO导电组件1上涂布液晶聚合物；
将另一所述ITO导电组件1复合到布液晶聚合物上形成复合液晶膜2；
将复合液晶膜2转移至干涉光区域中移动并进行光干涉，干涉光区域的温度为12℃-35℃，通过光干涉在复合液晶膜中交叉形成富聚合物层21和富液晶层22，之后进行再通过UV固化形成光栅3，参照图1，富聚合物层21的截面形状为波浪形；
所述光干涉为采用平行光源对复合液晶膜3进行间歇照射，所述平行光源的入射角度B为85°-135°，平行光源为UV365，所述富聚合物层21的宽度为5μm-12μm，所述富液晶层22的宽度为5μm-12μm。
在本实施例中，所述富聚合物层21和富液晶层22的截面的平均宽度的比值为1：0.75-1：1.25。
在本实施例中，所述复合液晶膜3在干涉光区域中的移动速度为45.72mm/min。在实际实施中采用卷动卷的方式生产，采用6英寸的涂布辊将液晶聚合物涂布在ITO导电组件1上，涂布辊的转动速度为0.3r/min。在实际实施过程中，也可以根据实际情况采用其它涂布方式，如喷涂等。
在本实施例中，所述平行光源的辐射照度为3.5mw/cm2-4.5mw/cm2。
在上述实施例中，所述ARPDLC全息聚合物液晶光栅四周包覆有封边胶33。
在实际实施过程中ITO导电组件采用ITO导电膜，陈然，在其它实施例中，也可以采用ITO导电玻璃。
实施例2：
参照图2、图3和图4，本发明涉及的光栅制备方法的主要步骤与具体实施方式1相同，不同之处在于形成的富聚合物层21的截面形状为矩形。由于加工工艺的限制，为了保证较好的显示效果，将富聚合物层21和富液晶层22的宽度比控制在1：0.98-1：1.08之间，陈然，在实际实施过程中富聚合物层21和富液晶层22的宽度比越接近1：1越好。为了更便于形成矩形的截面，平行光源的辐射照度设定为4.5mw/cm2。富聚合物层21的宽度和富液晶层22的宽度均为10μm。所述平行光源的入射角度B为85°-135°。
实施例3：
参照图5，本发明涉及本发明涉及的光栅制备方法的主要步骤与具体实施方式1相同，不同之处在于形成的富聚合物层21的截面形状为梯形，为了保证较好的显示效果，将富聚合物层21和富液晶层22的平均宽度比控制在1：0.98-1：1.08之间，陈然，在实际实施过程中富聚合物层21和富液晶层22的宽度比越接近1：1越好。为了更便于形成梯形的截面，平行光源的辐射照度设定为4mw/cm2。富聚合物层21的宽度和富液晶层22的平均宽度均为12μm。
实施例4：
参照图6，本发明涉及本发明涉及的光栅制备方法的主要步骤与具体实施方式1相同，不同之处在于形成的富聚合物层21的截面形状为三角形，为了保证较好的显示效果，将富聚合物层21和富液晶层22的平均宽度比控制在1：0.98-1：1.08之间，陈然，在实际实施过程中富聚合物层21和富液晶层22的宽度比越接近1：1越好。为了更便于形成三角形的截面，平行光源的辐射照度设定为3.5mw/cm2。富聚合物层21的宽度和富液晶层22的平均宽度均为8μm。
综上所述，本发明涉及的光栅制备方法及ARPDLC全息聚合物液晶光栅,通过在复合液晶膜3固化之前，对复合液晶膜2进行光干涉,使其形成强度条纹,即在光强度高的线条上产生更多的自由基从而开始聚合作用,当聚合物单体移入这个条型区域时,将会被聚合而不会移出该条型区域，聚合物单体被吸引进高光强的条型区域形成聚合物,而液晶分子被排推出该区域,从而形成了富聚合物层21和富液晶层22交替排列的结构，成像效果好。
参照图7，本发明还涉及一种ARPDLC全息聚合物液晶光栅，包括上述光栅制备方法制作而成的光栅3，还包括连接在所述光栅3上的光栅挡板31以及连接在所述光栅3的上表面和下表面上的电极32。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种光栅制备方法，包括以下步骤：
裁取两片表面积大小相同的ITO导电组件；
在其中一所述ITO导电组件上涂布液晶聚合物；
将另一所述ITO导电组件复合到布液晶聚合物上形成复合液晶膜；
其特征在于，还包括：
将复合液晶膜转移至干涉光区域中移动并进行光干涉，交叉形成富聚合物层和富液晶层，之后进行再通过UV固化形成光栅；
所述光干涉为采用平行光源对复合液晶膜进行间歇照射，所述平行光源的入射角度为85°-135°，所述富聚合物层的宽度为5μm-12μm，所述富液晶层的宽度为5μm-12μm。
2.根据权利要求1所述的光栅制备方法，其特征在于：所述平行光源为长波黑斑效应紫外线。
3.根据权利要求2所述的光栅制备方法，其特征在于：所述平行光源为UV365。
4.根据权利要求1所述的光栅制备方法，其特征在于：所述干涉光区域的温度为12℃-35℃。
5.根据权利要求1所述的光栅制备方法，其特征在于：所述富聚合物层和富液晶层的宽度比为1：0.75-1：1.25。
6.根据权利要求1所述的光栅制备方法，其特征在于：所述复合液晶膜在干涉光区域中的移动速度为45.72mm/min。
7.根据权利要求5所述的光栅制备方法，其特征在于：所述富聚合物层和富液晶层的宽度比为1：0.98-1：1.08。
8.根据权利要求1所述的光栅制备方法，其特征在于：所述富聚合物层的截面形状为U形、波浪形或V形。
9.根据权利要求1所述的光栅制备方法，其特征在于：所述平行光源的辐射照度为3.5mw/cm2-4.5mw/cm2。
10.一种ARPDLC全息聚合物液晶光栅，包括权利要求1-11任一项所述的光栅制备方法制作而成的光栅，其特征在于，还包括连接在所述光栅上的光栅挡板以及连接在所述光栅的上表面和下表面上的电极。
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