含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜的制备方法和应用

技术领域

本发明属于液晶薄膜材料技术领域，涉及聚合物分散液晶薄膜的制备方法和应用，具体地说是一种含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜的制备方法和应用。

背景技术

液晶/高分子复合材料体系将液晶分子的外场响应特性、高分子材料高机械强度、良好的柔韧性和易加工特性相结合，使得制备的功能性液晶复合材料既能响应外场发生变化，又能用卷对卷加工技术大规模制造柔性的薄膜产品。

其中，聚合物分散液晶是一种应用非常广泛的功能性液晶复合材料，聚合物分散液晶薄膜主要由液晶和聚合物两部分组成，具有电控调光的性质，在不加电时液晶分子随机排列，由于液晶和聚合物的折射率差异较大，薄膜呈现散射状态，薄膜外观呈奶白色；加电时液晶分子沿电场方向取向，液晶的寻常光折射率和聚合物的折射率基本匹配，光线能够穿过薄膜，此时呈现透射状态，薄膜外观透明，施加不同强度的电压可以连续调节薄膜的透过率，实现电控调光效应，从而广泛应用于显示器件等相关领域。

目前市场上已有的聚合物分散液晶薄膜一般驱动电压都在75V以上，电压较高，能耗较大，同时造成安全隐患，因此降低聚合物分散液晶调光薄膜的驱动电压对于推进薄膜产业化应用至关重要。现有的降低聚合物分散液晶薄膜驱动电压的方法通常采用改变体系配方或反应条件，所制得聚合物分散液晶薄膜稳定性一般，驱动电压降低效果不足。

发明内容

本发明的一个目的，是要提供一种含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，以达到降低所制得聚合物分散液晶薄膜的驱动电压，显著改善电光性能的目的；

本发明的另外一个目的，是要提供一种由上述制备方法制得的含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜；

本发明还有一个目的，是要提供上述含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜的一种应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，它是将正性向列相液晶、丙烯酸酯单体、萜类化合物和自由基型光引发剂加热至融化后混匀，加至液晶盒内经紫外光固化，即得所述含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜。

作为本发明的一种限定，所述正性向列相液晶、丙烯酸酯单体和萜类化合物三者之间的重量比为20-80：20-80：1-10；所述自由基型光引发剂的重量，为正性向列相液晶、丙烯酸酯单体和萜类化合物三者总量的0.1-2％。

其中，正性向列相液晶为具有正介电各向异性的向列相液晶。

作为本发明的第二种限定，所述丙烯酸酯单体为可光聚合的非液晶性丙烯酸酯单官能度单体和/或丙烯酸酯多官能度单体。

本发明的萜类化合物为以两个异戊二烯为基本结构单元的碳氢化合物及其含氧衍生物。

本发明所使用的液晶为正性向列相液晶，可选择市场在售液晶材料，如永生华清液晶材料有限公司的SLC-1717、SLC-7011或TEB30A等，德国默克液晶材料公司的E7、E44、E48或ZLI-1275等，但不仅限于这些材料。

本发明所使用的丙烯酸酯单体如丙烯酸-3,5,5-三甲基已(TMHA)、聚乙二醇二丙烯酸酯200(PEGDA200)、聚乙二醇二丙烯酸酯400(PEGDA400)甲基丙烯酸异丁酯(IBMA)、丙烯酸异冰片酯(IBOA)、1,4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)等，但不仅限于这些材料。

本发明所使用的萜类化合物为以两个异戊二烯为基本结构单元的碳氢化合物及其含氧衍生物，包含直链型、单环型、双环型三种类型，如罗勒烯、橙花醇、香叶醇、月桂烯、松油醇或法尼醇等，但不仅限于这些材料。

本发明所使用的自由基型光引发剂为能吸收一定波长的光产生活泼自由基，从而引发或催化相应的预聚物单体聚合的物质，如苯甲酮(BP)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、Irgacure 651、Irgacure 184、Irgacure1173、Irgacure 754或Irgacure 907等，但不仅限于这些材料。

作为本发明的第四种限定，所述紫外光的光照强度为0.5mW/cm

作为本发明的第五种限定，所述加热的温度为50-70℃。

本发明还提供了由上述制备方法制得的含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜，具有更陡峭的电光曲线，更低驱动电压及更好的电控调光性能。

本发明也提供了上述含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜的一种应用，所述含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜，利用其自身电控调光特性，无需偏振片和取向层直接用于制备显示器件。

本发明由于采用了上述技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

本发明的含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜通过引入萜类化合物，所引入化合物与其它组分相容性佳，稳定性好，聚合速率降低，薄膜电光性能显著改善，驱动电压大幅下降。

本发明中正性向列相液晶的作用是利用正性液晶分子施加电场后将沿外电场方向取向，光更易透过从而有利于液晶薄膜获得更好的透明态；丙烯酸酯单体的作用是使聚合过程简单可控，与正性向列相液晶的相容性好；萜类化合物的作用是调节聚合过程，有效改善所得聚合物分散液晶薄膜的电光性能；自由基型光引发剂的作用是引发过程快速高效；

本发明的制备方法操作简单适于工业生产，所制得的含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜利用其自身电控调光特性，无需偏振片和取向层直接用于制备显示器件。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。

图1和图2分别为实施例8中含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜Y1的电光曲线、驱动电压图；

图3和图4分别为实施例8中含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜Y2的电光曲线和驱动电压图；

图5和图6分别为实施例8中含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜Y3的电光曲线和驱动电压图；

图7和图8分别为实施例8中含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜Y4的电光曲线和驱动电压图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步详细说明，应当理解所描述的实施例仅用于解释本发明，并不限定本发明。

实施例1-7含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜的制备方法

实施例1-7分别为含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，它们是将正性向列相液晶、丙烯酸酯单体、萜类化合物和自由基型光引发剂在50-70℃加热至融化后搅拌混匀形成向同性液体，涂覆于液晶盒边缘，利用毛细作用渗入液晶盒内，将其置于0.5-15mW/cm

表1实施例1-7工艺参数

表1中，自由基型光引发剂的比例为自由基型光引发剂用量占正性向列相液晶、丙烯酸酯单体和萜类化合物总量的比例。

所制得的含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜Y1-Y7利用其自身电控调光特性，无需偏振片和取向层可直接用于制备显示器件。

实施例8含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜的性能测定

用液晶参数仪测试含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜Y1-Y4的电光性能，记录相应电光曲线和驱动电压图，结果如图1-图8所示；

其中，驱动电压图中V

由图1可知，原始体系添加法尼醇后制备得到的含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜Y1的电光曲线变陡峭，这表明：薄膜更均匀，电光性能改善；

由图2可知，添加法尼醇后V

由图3可知，原始体系添加松油醇后制备得到的含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜Y1的电光曲线变陡峭，这表明：薄膜更均匀，电光性能改善；

由图4可知，添加松油醇后V

由图5可知，原始体系添加香叶醇后制备得到的含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜Y3的电光曲线变陡峭，这表明：薄膜更均匀，电光性能改善；

由图6可知，添加香叶醇后V

由图7可知，原始体系添加罗勒烯后制备得到的含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜Y4的电光曲线薄膜更均匀，电光性能改善；

由图8可知，添加罗勒烯后V

上述结果表明，由含萜类化合物的聚合物分散液晶薄膜Y1-Y4，均具有很好的电控调光性能且驱动电压低，即使用中能耗低。

需要注意，上述实施例，仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明所作的其他形式的限定，任何熟悉本专业的技术人员都可能利用上述技术内容作为启示加以变更或改型为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明权利要求的技术实质，对以上实施例所作出的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明权利要求保护的范围。