一种高阻隔蓝色液晶薄膜及其制备方法与流程

1.本发明涉及液晶材料技术领域，具体涉及一种高阻隔蓝色液晶薄膜及其制备方法。


背景技术：

2.胆甾相液晶由于其特殊的螺旋结构而具备许多独特的光学性能，在全彩色显示、信息显示及存储材料、装饰材料及反射方面的颜料、玻璃制品方面具有广阔的发展潜力。在液晶领域，液晶材料的阻隔率决定了表观亮度，减少光损，阻隔性液晶材料可以用于装饰，也可以用于阻隔一定波长的光线，例如阻隔蓝光，从而防止蓝光对眼睛的伤害，起到保护作用。目前，要获得所需的液晶阻隔率通常是通过胆甾相液晶复合材料的研发来实现的。但现有的阻隔蓝光的液晶对蓝光的阻隔率偏低，此外，如何提高对蓝光阻隔的选择性也是目前面临的问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种高阻隔蓝色液晶薄膜，该薄膜对蓝光有高阻隔率。本发明的第二目的是提供该高阻隔蓝色液晶。
4.为实现本发明的目的，本发明提供了一种高阻隔蓝色液晶薄膜，该高阻隔蓝色液晶薄膜的原料包括向列性液晶、可聚合单体、手性掺杂剂和光引发剂，向列性液晶、可聚合单体、手性掺杂剂和光引发剂的质量比为1.0074：(0.0196～0.02)：(0.0284～0.0343)：(0.0449～0.06)。
5.由上可见，本发明提供了一种主要由向列性液晶、可聚合单体、手性掺杂剂和光引发剂制成的高阻隔蓝色液晶薄膜，该高阻隔蓝色液晶薄膜对蓝光具有高阻隔率，并且对蓝光阻隔有良好的选择性。
6.进一步的技术方案是，向列性液晶、可聚合单体、手性掺杂剂和光引发剂的质量比为1.0074：(0.0196～0.02)：(0.0284～0.0286)：(0.0449～0.05)。各原料的质量比在上述范围时，能够进一步提高对蓝光的选择性阻隔。
7.进一步的技术方案是，高阻隔蓝色液晶薄膜由包括向列性液晶、可聚合单体、手性掺杂剂和光引发剂的混合溶液涂布、除去溶剂并固化后得到。本发明采用上述方法制备高阻隔蓝色液晶薄膜，各原料分散均匀，所得薄膜均匀性好。
8.进一步的技术方案是，向列性液晶选自2-氯-1,4-亚苯基双[4-[6-(丙烯酰氧基)己氧基]苯甲酸酯]、1,4-双-[4-(3-丙烯酰氧基丙氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯、4苯撑双(4-(((4-(丙烯酰氧)丁氧基)羰基)氧)苯甲酸酯)、1,4-双[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯、2-甲基-1,4-亚苯基双(4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯)、4-[[6-[(1-氧代-2-丙烯基)氧基]己基]氧基]苯甲酸4-[[4-[[6-[(1-氧代-2-丙烯基)氧基]己基]氧基]苯氧基]羰基]苯基酯中的至少一种。
[0009]
进一步的技术方案是，可聚合单体选自丙基双环已基乙烯、丁基双环已基乙烯、戊
基双环已基乙烯、丙基双环己基乙烯、甲基苯基双环已基乙烯、甲基苯基双环已基丁烯中的至少一种。
[0010]
进一步的技术方案是，手性掺杂剂选自s811、r811、s5011、r5011、s1011、r1011中的至少一种。
[0011]
进一步的技术方案是，光引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、苯偶姻醚类、二苯甲酮类、苯乙酮类、苯偶酰缩酮类、二芳基碘鎓盐、三芳基锍鎓盐、二苯基碘鎓四氟硼酸盐、二苯基碘鎓六氟膦酸盐、二苯基碘鎓砷酸盐、二苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓四氟硼酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓六氟膦酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓六氟砷酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓二苯基碘鎓四氟硼酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓二苯基碘鎓六氟膦酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓二苯基碘鎓三氟甲烷磺酸盐、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、光引发剂651、dh-1三苯基锍鎓六氟膦酸盐、三苯基锍鎓六氟砷酸盐、三苯基锍鎓四(五氟苯基)硼酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍鎓四氢硼酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍鎓四氢膦酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍鎓四氢砷酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍鎓三氟甲烷磺酸酯、4-甲氧基苯基二苯基锍鎓三苯基锍鎓四(五氟苯基)硼酸盐、4-苯基苯硫基二苯基锍鎓六氟砷酸盐、苯偶酰二甲基缩酮和双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦氧化物中的至少一种。本发明的引发剂并不严格区分光引发剂或热引发剂，引发剂的选择由聚合方式所决定。
[0012]
为实现本发明的第二目的，本发明提供了上述任一方案所述的一种高阻隔蓝色液晶薄膜的制备方法，其包括以下步骤：
[0013]
步骤一：准备包括向列性液晶、可聚合单体、手性掺杂剂和光引发剂的混合溶液；
[0014]
步骤二：将混合溶液涂布，除去溶剂，再进行固化，得到高阻隔蓝色液晶薄膜。
[0015]
由上可见，本发明先制备涂布用的混合溶液，涂布后先进行烘烤，除去多余溶剂，再进行光固化，从而得到高阻隔蓝色液晶膜。本发明的高阻隔蓝色液晶膜的制备方法步骤简单，操作容易。
[0016]
进一步的技术方案是，在于在步骤一中，将向列性液晶溶液、可聚合单体溶液、手性掺杂剂溶液和光引发剂溶液混合，得到混合溶液；或者，先将向列性液晶溶液、可聚合单体溶液和手性掺杂剂溶液混合，再加入光引发剂溶液混合，得到混合溶液。本发明先将向列性液晶、可聚合单体、手性掺杂剂和光引发配制成溶液，通过溶液之间的混合实现原料的混合。优选地，本发明先将向列性液晶、可聚合单体与手性掺杂剂混合，从而得到胆甾相液晶，然后将光引发剂加入到胆甾液晶的混合液中，得到对蓝光具有高阻隔率的蓝色液晶的涂布用的混合溶液。
[0017]
进一步的技术方案是，向列性液晶溶液、可聚合单体溶液、手性掺杂剂溶液和光引发剂溶液分别以苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、正丁基苯、二乙基苯、甲氧基苯、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、甲乙酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮、乙酸乙酯、2-吡咯烷酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯、叔丁醇、二丙酮醇、丙三醇、单乙酸甘油酯、乙二醇、三乙二醇、己二醇、乙二醇单甲醚、乙基溶纤剂和丁基溶纤剂中的至少一种作为溶剂。本发明优选地采用对可聚合单体具有良好溶解性能且沸点大于60℃而又低于200℃的、无毒或低毒、低腐蚀性、易回收的溶剂。
[0018]
进一步的技术方案是，向列性液晶溶液、可聚合单体溶液、手性掺杂剂溶液和光引
发剂溶液分别固含量为20～35％。
[0019]
进一步的技术方案是，在步骤二中，涂布选自微凹涂布、狭缝涂布中的至少一种。由于本发明的由向列性液晶溶液、可聚合单体溶液、手性掺杂剂溶液和光引发剂溶液液晶得到的混合溶液的粘度很低(10cps)，混合溶液优选采用微凹涂布、狭缝涂布的方式进行涂布，提高薄膜质量。
[0020]
进一步的技术方案是，在步骤二中，除去溶剂是采用烘干的方式，烘干温度在40～60℃之间，烘干时间在30～60s内。具体地，可以根据所选溶剂的沸点选择照射时间，以出来膜面干燥不流动为宜。
[0021]
进一步的技术方案是，固化是采用光固化的方式，光源为高压汞灯，功率在80～120mj/cm2，照射时间在5～10s内。光固化功率优选采用上述范围，功率过大会使得液晶蓝移。
附图说明
[0022]
图1是本发明实施例1的高阻隔蓝色液晶薄膜的光谱图。
[0023]
图2是本发明实施例2的高阻隔蓝色液晶薄膜的光谱图。
[0024]
图3是本发明实施例3的高阻隔蓝色液晶薄膜的光谱图。
[0025]
图4是本发明实施例4的高阻隔蓝色液晶薄膜的光谱图。
[0026]
以下结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
[0027]
实施例1
[0028]
本实施例的高阻隔蓝色液晶薄膜的原料包括：
[0029]
向列性液晶：rm257，即2-氯-1,4-亚苯基双[4-[6-(丙烯酰氧基)己氧基]苯甲酸酯]、1,4-双-[4-(3-丙烯酰氧基丙氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯；
[0030]
可聚合单体：1218，即丙基双环己基乙烯；
[0031]
手性掺杂剂：s5011，即(13bs)-5,6-二氢-5-(反式-4-丙基环己基)-4h-二萘并[2,1-f:1',2'-h][1,5]二氧杂环壬四烯；
[0032]
光引发剂：651，即苯偶酰双甲醚。
[0033]
其中，向列性液晶、可聚合单体、手性掺杂剂和光引发剂的质量比为1.0074：0.0196：0.0284：0.0449。
[0034]
该阻隔蓝色液晶薄膜的制备方法包括以下步骤：
[0035]
①
将上述比例用量的rm257溶解到环戊酮溶剂中，配出固含量为35％的向列性液晶溶液。
[0036]
②
将上述比例用量的1218溶解到环戊酮溶剂中去，配出固含量为35％的可聚合单体溶液。
[0037]
③
将上述比例用量的s5011溶解到环戊酮溶剂中去，配出固含量为20％的手性掺杂剂溶液。
[0038]
④
将上述比例用量的651溶解到环戊酮溶剂中去，配出固含量为35％的光引发剂溶液。
[0039]
⑤
将步骤
①
、
②
、
③
、
④
配制的的溶液按照质量比为1.0074：0.0196：0.0497：0.0449混合后得混合液晶溶液。
[0040]
⑥
将步骤
⑤
所得的混合液晶溶液采用微凹涂布的方式进行涂布，烘烤光固后即得到高阻隔的蓝色相液晶膜。
[0041]
本实施例制得的阻隔蓝色液晶薄膜的光谱图如图1所示，可见该薄膜在波长457nm左右的蓝光处具有较高的阻隔率，且对蓝光的选择性好。
[0042]
实施例2
[0043]
本实施例的高阻隔蓝色液晶薄膜的原料中向列性液晶、可聚合单体、手性掺杂剂和光引发剂的质量比为1.0074：0.02：0.0286：0.05。
[0044]
该阻隔蓝色液晶薄膜的制备方法包括以下步骤：
[0045]
①
将一定量的rm257溶解到环戊酮溶剂中，配出固含量为35％的向列性液晶溶液。
[0046]
②
将一定量的1218溶解到环戊酮溶剂中去，配出固含量为35％的可聚合单体溶液。
[0047]
③
将一定量的s5011溶解到环戊酮溶剂中去，配出固含量为20％的手性掺杂剂溶液。
[0048]
④
将一定量的651溶解到环戊酮溶剂中去，配出固含量为35％的可聚合单体溶液。
[0049]
⑤
将步骤
①
、
②
、
③
、
④
配制的的溶液按照质量比为1.0074：0.02：0.05：0.05混合后得混合液晶溶液。
[0050]
⑥
将步骤
⑤
所得的混合液晶溶液采用微凹涂布的方式进行涂布，烘烤光固后即得到高阻隔的蓝色相液晶膜。
[0051]
本实施例制得的阻隔蓝色液晶薄膜的光谱图如图2所示，可见该薄膜在波长437nm左右的蓝光处具有较高的阻隔率，且对蓝光的选择性好。
[0052]
实施例3
[0053]
本实施例的高阻隔蓝色液晶薄膜的原料中向列性液晶、可聚合单体、手性掺杂剂和光引发剂的质量比为1.0074：0.02：0.0343：0.05。
[0054]
①
将一定量的rm257溶解到环戊酮溶剂中，配出固含量为35％的向列性液晶溶液。
[0055]
②
将一定量的1218溶解到环戊酮溶剂中去，配出固含量为35％的可聚合单体溶液。
[0056]
③
将一定量的s5011溶解到环戊酮溶剂中去，配出固含量为20％的手性掺杂剂溶液。
[0057]
④
将一定量的651溶解到环戊酮溶剂中去，配出固含量为35％的可聚合单体溶液。
[0058]
⑤
将步骤
①
、
②
、
③
、
④
配制的的溶液按照质量比为1.0074：0.02：0.06：0.05混合后得混合液晶溶液。
[0059]
⑥
将步骤
⑤
所得的混合液晶溶液采用微凹涂布的方式进行涂布，烘烤光固后即得到高阻隔的蓝色相液晶膜。
[0060]
本实施例制得的阻隔蓝色液晶薄膜的光谱图如图3所示，可见该薄膜在波长439nm左右的蓝光处具有较高的阻隔率。
[0061]
实施例4
[0062]
本实施例的高阻隔蓝色液晶薄膜的原料中向列性液晶、可聚合单体、手性掺杂剂
和光引发剂的质量比为1.0074：0.02：0.0286：0.06。
[0063]
①
将一定量的rm257溶解到环戊酮溶剂中，配出固含量为35％的向列性液晶溶液。
[0064]
②
将一定量的1218溶解到环戊酮溶剂中去，配出固含量为35％的可聚合单体溶液。
[0065]
③
将一定量的s5011溶解到环戊酮溶剂中去，配出固含量为20％的手性掺杂剂溶液。
[0066]
④
将一定量的651溶解到环戊酮溶剂中去，配出固含量为35％的可聚合单体溶液。
[0067]
⑤
将步骤
①
、
②
、
③
、
④
配制的的溶液按照质量比为1.0074：0.02：0.05：0.06混合后得混合液晶溶液。
[0068]
⑥
将步骤
⑤
所得的混合液晶溶液采用微凹涂布的方式进行涂布，烘烤光固后即得到高阻隔的蓝色相液晶膜。
[0069]
本实施例制得的阻隔蓝色液晶薄膜的光谱图如图4所示，可见该薄膜在波长442nm左右的蓝光处具有较高的阻隔率。
[0070]
由上述实施例1至实施例4可知，本发明制得的蓝色液晶薄膜在410nm～480nm的蓝光波长范围内蓝光阻隔率高于40％，甚至高于45％，该蓝色液晶薄膜具有良好的蓝光阻隔性，适用于需要蓝光阻隔的场景，例如眼睛保护应用、液晶显示器等，此外还可用于装饰等。其中，实施例1和2的蓝色液晶薄膜对蓝光阻隔的选择性更好，是更为优选的实施例，而实施例3和4的阻隔率的峰较为平缓，对蓝光波长范围以外的其他波长范围的光也有较高的阻隔率，对蓝光以外的其他波长的光阻隔率过高在某些应用场景下是不理想的，例如会导致色彩失真等。
[0071]
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。