一种热响应红外全反射器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种热响应红外全反射器件及其制备方法，包括三块透光基材，三块透光基材中相邻两块之间分别封装形成第一调节区和第二调节区，第一调节区和第二调节区均填充有液晶层，液晶层包括混合液晶材料和用于控制所述液晶层厚度的间隔子，混合液晶材料中包含热响应液晶材料和手性添加剂，间隔子分散在所述混合液晶材料中，在红外反射薄膜的使用温度范围内，混合液晶材料呈手性向列相，第一调节区的混合液晶材料的螺旋方向与第二调节区的混合液晶材料的螺旋方向相反，随着温度改变，所述混合液晶材料的螺距发生变化。通过在红外全反射器件中相对设置螺旋方向相反的手性向列相混合液晶材料，从而实现不同偏振旋转方向的红外光的反射。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学器件
，尤其涉及一种热响应红外全反射器件及其制备方法。
技术介绍
为了实现阳光的透射和反射，通常的作法是在玻璃上镀膜，使得光线中某段波长的光可以被玻璃窗反射或透射。可以根据不同的反光和透光需求，采用不同材质的膜，比如需要隔热保温的效果时，可以选用对远红外辐射热有较高反射率的膜。但是采用这种方式调节阳光的反射和透射只能实现某一固定波段的反射，因为镀膜玻璃形成后，其光学性能不能够随着需求改变而调整，但是随着季节、天气的变化、个人喜好的变化，人们的需求会不断的发生改变，而镀膜玻璃难以适应人们需求的变化，无法实现冬暖夏凉。开发一种红外反射波段可调节的红外反射薄膜，能够更好地适应人们的需求的变化，将能够更好地在市场上推广使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种热响应红外全反射器件及其制备方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种热响应红外全反射器件，其特征在于，包括三块透光基材，所述三块透光基材中相邻两块透光基材之间分别封装形成第一调节区和第二调节区，所述第一调节区和所述第二调节区均填充有液晶层，所述液晶层包括混合液晶材料和用于控制所述液晶层厚度的间隔子，所述混合液晶材料中包含热响应液晶材料和手性添加剂，所述间隔子分散在所述混合液晶材料中，在所述红外反射薄膜的使用温度范围内，所述混合液晶材料呈手性向列相，所述第一调节区的所述混合液晶材料的螺旋方向与所述第二调节区的所述混合液晶材料的螺旋方向相反，随着温度改变，所述混合液晶材料的螺距发生变化。在一些具体的实施方式中，所述透光基材与相邻的另一透光基材相对的表面上设有平行配向层，所述热响应液晶材料在所述平行配向层的作用下形成平行于所述透光基材的定向排列。在一些具体的实施方式中，所述第一调节区的所述混合液晶材料的螺距与所述第二调节区的所述混合液晶材料的螺距相同。在一些具体的实施方式中，所述第一调节区的所述混合液晶材料包含70～100质量份的热
响应液晶材料和0.5～3质量份的右旋手性添加剂，所述第二调节区的所述混合液晶材料包含70～100质量份的热响应液晶材料和0.5～3质量份的左旋手性添加剂。在一些具体的实施方式中，所述间隔子的高度等于所述液晶层的厚度。在进一步优选的实施方式中，所述间隔子的材料为压克力树脂、玻璃、硅氧树脂中的任一种。在一些具体的实施方式中，设于所述热响应红外全反射器件的外侧的所述透光基材中至少一个所述透光基材的外表面上贴附有保护膜。在进一步优选的实施方式中，在所述热响应红外全反射器件的外侧的所述透光基材与所述保护膜之间设有一层自黏胶。本专利技术还提供了一种如上所述的热响应红外全反射器件的制备方法，包括以下步骤：S1：制备三块透光基材；S2：分别在第一透光基材的一个表面和第三透光基材的一个表面上制备配向层，在第二透光基材的两个表面上均制备配向层；S3：取多个间隔子放置于所述第一透光基材设有配向层的表面上，将所述第二透光基材放置在所述间隔子上，将所述第一透光基材和所述第二透光基材封装成第一层液晶盒，再在所述第二透光基材上放置多个间隔子，将第三透光基材放置在所述间隔子上，所述第三透光基材设有配向层的表面朝向所述第二透光基材设置，将所述第二透光基材和所述第三透光基材封装成第二层液晶盒；S4：取热响应液晶材料和右旋手性添加剂混合，得到混合液晶材料A，取热响应液晶材料和左旋手性添加剂混合，得到混合液晶材料B，将所述混合液晶材料A和所述混合液晶材料B分别注入所述第一层液晶盒和所述第二层液晶盒。在一些具体的实施方式中，所述S2制备的配向层为平行配向层。本专利技术的有益效果是：手性向列相液晶在螺旋轴方向上的螺旋结构呈周期性排列，手性向列相液晶的指向矢在螺旋轴方向上旋转2π的间距称为一个螺距，用P表示。根据以下公式：λ＝P×n，其中，λ为单一螺距的手性向列相液晶反射波长，n为液晶的平均光折射率；Δλ＝(ne-no)×P＝Δn×P，其中，Δλ为反射光谱带宽，Δn为双折射率之差；当P值改变时，液晶所反射的波长以及反射的频宽也会随之改变，故我们可以通过调节温度，调节混合液晶材料中呈手性向列相的液晶材料的比例，使得混合液晶材料的螺距发生改变，从而调节红外反射薄膜的反射波段，以适应光反射和透射的需求。由于一种手性方向的手性向列相液晶只能发射与其相应的偏振光，
对于另一种偏振旋转方向的偏振光具有完全透过性，所以对于普通的自然光来说，单一螺旋方向的混合液晶材料的红外光的反射率最高只能达到50％，而本专利技术通过在红外全反射器件中设置将第一调节区和第二调节区，分别在其中填充螺旋方向相反的手性向列相混合液晶材料，从而实现不同偏振旋转方向的红外光的反射，即实现红外全反射，将反射率从50％提升至100％。附图说明图1为红外全反射器件的俯视图；图2为红外全反射器件的截面图；图3为红外全反射器件处于较高的使用温度时的部分截面图；图4为红外全反射器件处于较低的使用温度时的部分截面图；图5为红外全反射器件低于使用温度时的部分截面图；图6为红外全反射器件在不同工作温度的反射曲线图。具体实施方式参照图1-2，图1为红外全反射器件的俯视图；图2为红外全反射器件的截面图；图1和图2均未按照实际比例绘制，仅为示意图，本专利技术提供了一种热响应红外全反射器件，包括三块透光基材，分别为第一透光基材1、第二透光基材2和第三透光基材3，所述三块透光基材中相邻两块透光基材之间分别通过封装边框8封装形成第一调节区4和第二调节区5，所述第一调节区4和所述第二调节区5均填充有液晶层，所述液晶层包括混合液晶材料和用于控制所述液晶层厚度的间隔子6，所述混合液晶材料中包含热响应液晶材料和手性添加剂，所述间隔子6分散在所述混合液晶材料中，在所述红外反射薄膜的使用温度范围内，所述混合液晶材料呈手性向列相，所述混合液晶材料具有螺旋结构，所述第一调节区4的所述混合液晶材料的螺旋方向与所述第二调节区5的所述混合液晶材料的螺旋方向相反，随着温度改变，所述混合液晶材料的螺距发生变化。所述透光基材与相邻的另一透光基材相对的表面上设有平行配向层7，所述热响应液晶材料在所述平行配向层7的作用下形成平行于所述透光基材的定向排列。在优选的实施例中，所述第一调节区4的所述混合液晶材料的螺距与所述第二调节区5的所述混合液晶材料的螺距相同。所述第一调节区4的所述混合液晶材料包含70～100质量份的热响应液晶材料和0.5～3质量份的右旋手性添加剂，所述第二调节区5的所述混合液晶材料包含70～100质量份的热响应液晶材料和0.5～3质量份的左旋手性添加剂。在优选的实施方式中，所述热响应液晶材料可为西安液晶光电科技股份有限公司的CSV14190S，右旋手性添加剂材料可为结构式如式(I)所示的液晶材料，左旋手性添加剂材料可为结构式如式(II)所示的液晶材料，参照图2，所述间隔子6的厚度等于所述液晶层的厚度，所述间隔子6的材料应不影响液晶性质，比如，所述间隔子6的材料可为压克力树脂、玻璃、硅氧树脂中的任一种，所述间隔子6的形状可为微型小球或者其他形状，厚度根据红外反射薄膜需要制成的厚度改变，可以为数微米到数十微米，所述间隔子6用于控制所述液晶层的厚度，防止所述液晶层随着温度变化发生厚度的变化。由于一种手性方向只能反射一种偏振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热响应红外全反射器件，其特征在于，包括三块透光基材，所述三块透光基材中相邻两块透光基材之间分别封装形成第一调节区和第二调节区，所述第一调节区和所述第二调节区均填充有液晶层，所述液晶层包括混合液晶材料和用于控制所述液晶层厚度的间隔子，所述混合液晶材料中包含热响应液晶材料和手性添加剂，所述间隔子分散在所述混合液晶材料中，在所述红外反射薄膜的使用温度范围内，所述混合液晶材料呈手性向列相，所述第一调节区的所述混合液晶材料的螺旋方向与所述第二调节区的所述混合液晶材料的螺旋方向相反，随着温度改变，所述混合液晶材料的螺距发生变化。

【技术特征摘要】
1.一种热响应红外全反射器件，其特征在于，包括三块透光基材，所述三块透光基材中相邻两块透光基材之间分别封装形成第一调节区和第二调节区，所述第一调节区和所述第二调节区均填充有液晶层，所述液晶层包括混合液晶材料和用于控制所述液晶层厚度的间隔子，所述混合液晶材料中包含热响应液晶材料和手性添加剂，所述间隔子分散在所述混合液晶材料中，在所述红外反射薄膜的使用温度范围内，所述混合液晶材料呈手性向列相，所述第一调节区的所述混合液晶材料的螺旋方向与所述第二调节区的所述混合液晶材料的螺旋方向相反，随着温度改变，所述混合液晶材料的螺距发生变化。2.根据权利要求1所述的热响应红外全反射器件，其特征在于，所述透光基材与相邻的另一透光基材相对的表面上设有平行配向层。3.根据权利要求1所述的热响应红外全反射器件，其特征在于，所述第一调节区的所述混合液晶材料的螺距与所述第二调节区的所述混合液晶材料的螺距相同。4.根据权利要求1所述的热响应红外全反射器件，其特征在于，所述第一调节区的所述混合液晶材料包含70~100质量份的热响应液晶材料和0.5~3质量份的右旋手性添加剂，所述第二调节区的所述混合液晶材料包含70~100质量份的热响应液晶材料和0.5~3质量份的左旋手性添加剂。5.根据权利要求1所述的热响应红外全反射器件，其特征在于，所述间隔子的高度等于所述液晶层的厚度。6.根据权利要求5所述的热响应红外全反射器件，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁冬，林显裕，周冠清，李楠，周国富，
申请(专利权)人：深圳市国华光电科技有限公司，华南师范大学，深圳市国华光电研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44