本发明专利技术公开了一种基于超支化单体的快速响应聚合物稳定胆甾相液晶光阀，包含有液晶混合物，以质量百分数计，其液晶混合物前体中含有：超支化单体0.1～1％；液晶单体4～4.9％；光引发剂0.2～0.4％；手性剂0.1～10％；液晶85～95％。本发明专利技术还公开了所述快速响应聚合物稳定胆甾相液晶光阀的制备方法。本发明专利技术向液晶混合物前体中引入超支化单体能够有效降低液晶光阀的响应时间，并且能够削弱液晶光阀在成像过程中出现的颗粒感现象。
Rapid response polymer-stabilized cholesteric liquid crystal light valve based on hyperbranched monomers and its preparation method
The invention discloses a fast response polymer-stabilized cholesteric liquid crystal light valve based on Hyperbranched monomers, which comprises liquid crystal mixtures, whose precursors contain: hyperbranched monomers 0.1-1%; liquid crystal monomers 4-4.9%; photoinitiators 0.2-0.4%; chiral agents 0.1-10%; liquid crystal 85-95%. The invention also discloses a preparation method of the fast response polymer stabilized cholesteric liquid crystal light valve. The invention introduces hyperbranched monomers into the liquid crystal mixture precursor, which can effectively reduce the response time of the liquid crystal light valve, and can weaken the particle sensing phenomenon in the imaging process of the liquid crystal light valve.
【技术实现步骤摘要】
基于超支化单体的快速响应聚合物稳定胆甾相液晶光阀及其制备方法
本专利技术涉及液晶材料
，尤其涉及一种基于超支化单体的快速响应聚合物稳定胆甾相液晶光阀及其制备方法。
技术介绍
目前，液晶材料在常规显示器件领域已获得广泛的应用。随着科技的发展和人们生活水平的提高，三维体显示及可穿戴显示成为显示器件的热门方向。三维体显示系统的显示体是由多层液晶光阀组成，通过电路驱动使得液晶光阀在散射态与透明态之间快速切换，光阀的刷新率需达到至少48Hz以上才能使得得到的画面稳定无闪烁；此外，由于图像需经过多层液晶光阀，故光损失非常严重，亮度降低则会导致图像模糊不清晰；因此，三维体显示系统需要一种高透过率且快速响应的光阀。而聚合物稳定胆甾相(Polymer-stabilizedCholestericTexture，PSCT)液晶光阀具有相对较高的透过率、较大的视角、较快的响应速度可实现三维体显示。PSCT液晶光阀的响应时间很大程度的影响着体显示的成像质量。未加电PSCT液晶光阀处于焦锥态，加电后则处于场致向列态，液晶混合物中的手性剂产生的扭转力与聚合物网络产生的锚定力平衡使得PSCT液晶光阀处于稳定的焦锥态，PSCT液晶光阀上升时间主要取决于电场强度，而下降时间则取决于手性剂对液晶的扭转力与聚合物网格对液晶锚定力之间的相互竞争关系，聚合物网络锚定力对PSCT液晶光阀响应时间有非常重要的影响。但是已有对PSCT液晶光阀响应时间的研究，多集中于通过改变聚合物单体种类、单体固化温度以及固化时紫外光的强度来优化器响应时间。例如，参考文献(快速响应光阀在制备及在真三维立体显示中的应用，光电工程，2018年8月第39卷第8期)通过在液晶中添加少量聚合物和手性物添加剂制备出快速响应的聚合物稳定胆甾相液晶光阀，其开态透过率达到88％，响应时间小于3ms。将其应用于真三维立体显示系统，显示画面清晰稳定，无闪烁。PSCT液晶光阀由于具有较高的透明态透过率及较快的响应时间有望在可穿戴显示领域大显身手。另一方面，自Googleglass及微软Hololens发布后，增强现实(AR)成为显示的热门方向，而已有的PSCT液晶光阀由于液晶畴大小分布不均会导致散射分布不均匀，由于AR显示的特殊光路及小尺寸方面的限制，需要对在PSCT液晶光阀上所成像进行放大(会被放大4～10倍)，这导致成像过程中出现缺陷，严重影响成像效果。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于超支化单体的快速响应聚合物稳定胆甾相(PSCT)液晶光阀，通过在其液晶混合物前体中引入超支化单体，提高PSCT液晶光阀的响应速度，削弱其在成像过程中出现的颗粒感现象。具体技术方案如下：一种基于超支化单体的快速响应聚合物稳定胆甾相液晶光阀，包含有液晶混合物，以质量百分数计，其液晶混合物前体中含有：液晶混合物前体经光固化后形成液晶混合物。在光固化过程中，在特定光照作用下，光引发剂引发超支化单体和液晶单体聚合，形成聚合物，液晶及手性剂被锚定在聚合物的网格中。所述的液晶单体为4-(3-丙烯酰氧基丙氧基)苯甲酸2-甲基-1，4-苯酯(RM257)、1，4-双[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯(RM82)。所述的超支化单体为3～8官能团的丙烯酸酯类单体。所述的超支化单体的引入为液晶单体聚合提供了节点，使得聚合物网络更加均匀，网格缺陷减少，均匀的聚合物网格降低了其对液晶的锚定，使得PSCT撤电后液晶在手性剂作用下从垂直织构状态(H态)更快速的恢复至焦锥织构状态(FC态)，且均匀的聚合物网格可以使得PSCT散射态多畴结构更加均匀，散射缺陷降低，有效地削弱成像颗粒感问题。优选的，所述的液晶混合物前体中，超支化单体与液晶单体的总质量百分数为4.5～6％。若单体总量过高，则单体聚合形成聚合物网络锚定力过强，液晶不能从H态恢复至FC态；若单体总量过低，单体聚合形成聚合物刚落锚定力不足，液晶在手性力和聚合物网格锚定力的竞争关系下难以维持FC态，PSCT散射强度大幅降低。进一步地，所述的液晶混合物前体中，超支化单体质量百分数为0.2～0.6％，超支化单体含量过低，难以起到调控聚合物网络的作用，超支化单体含量过高，则单体聚合聚合度降低，形成聚合物网络孔径过大，造成PSCT散射强度降低。进一步优选的，所述的超支化单体为ETERCURE6361-100(生产厂家为长兴特殊材料有限公司，产品牌号为ETERCURE6361-100)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、二季戊四醇戊-/己-丙烯酸(DPHA)和季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)中的至少一种。所述的液晶单体为4-(3-丙烯酰氧基丙氧基)苯甲酸2-甲基-1，4-苯酯(RM257)和/或1，4-双[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯(RM82)。优选的，所述的手性剂扭曲力常数(HTP值)为30～120。由于液晶螺距已设定，HTP值越高，则液晶混合物中所需要加入的手性剂含量越低，液晶混合物物理性质(粘度、清亮点转变温度等)受到的影响越小。进一步地，所述的手性剂为双[4-(反式-4-戊基环己基)苯甲酸](R)-1-苯基-1，2-亚乙酯(R1011)、(13BR)-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(S5011)和TADDOL类手性剂中的至少一种。本专利技术还提供了所述基于超支化单体的快速响应聚合物稳定胆甾相液晶光阀的制备方法，包括以下步骤：(1)配制所述的液晶混合物前体；(2)将所述的液晶混合物前体灌入液晶盒中；(3)向液晶盒施加交流电，同时进行紫外光固化。所述的交流电频率过高会造成液晶难以响应，而交流电频率过低，会造成液晶单体振动，造成单体聚合形成缺陷增多。所述紫外光强过弱会造成单体结合不完全，而紫外光强过强则会造成液晶和单体相分离过于剧烈，造成单体聚合缺陷的产生。优选的，所述交流电的频率为1000～25000Hz，电压为80～120V；所述紫外光的光强为0.2～1mW/cm2。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术向液晶混合物前体中引入超支化单体能够有效降低液晶光阀的响应时间，并且能够削弱液晶光阀在成像过程中出现的颗粒感现象。附图说明图1为测试液晶光阀成像效果的AR光路示意图。图2为实施例1～3及对比例1制得的液晶光阀电压-透过率曲线图；图3为实施例1～3及对比例1制得的液晶光阀响应时间-电压曲线图；图4为实施例3和对比例1制得的液晶光阀在AR光路中的成像效果图，其中(a)为实施例3，(b)为对比例1；图5为实施例4～6及对比例2制得的液晶光阀电压-透过率曲线图；图6为实施例4～6及对比例2制得的液晶光阀响应时间-电压曲线图；图7为实施例4～6及对比例2制得的液晶光阀上升时间-电压曲线图；图8为实施例4～6及对比例2制得的液晶光阀恢复时间-电压曲线图；图9为实施例6制得的液晶光阀在AR光路中的成像效果图；图10为实施例7及对比例1制得的液晶光阀响应时间-电压曲线图；图11为实施例8及对比例1制得的液晶光阀响应时间-电压曲线图。具体实施方式实施例1～3基于超支化单体的快速响应聚合物稳定胆甾相(PSCT)液晶光阀的制备方法包括：(1)将八官能团超支化单体ETERCUR本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于超支化单体的快速响应聚合物稳定胆甾相液晶光阀，包含有液晶混合物，其特征在于，以质量百分数计，其液晶混合物前体中含有：
【技术特征摘要】
1.一种基于超支化单体的快速响应聚合物稳定胆甾相液晶光阀，包含有液晶混合物，其特征在于，以质量百分数计，其液晶混合物前体中含有：2.根据权利要求1所述的基于超支化单体的快速响应聚合物稳定胆甾相液晶光阀，其特征在于，所述的超支化单体为3～8官能团的丙烯酸酯类单体。3.根据权利要2所述的基于超支化单体的快速响应聚合物稳定胆甾相液晶光阀，其特征在于，所述的超支化单体为ETERCURE6361-100、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇戊-/己-丙烯酸和季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的基于超支化单体的快速响应聚合物稳定胆甾相液晶光阀，其特征在于，所述的液晶混合物前体中，超支化单体与液晶单体的总质量百分数为4.5～6％。5.根据权利要求1或4所述的基于超支化单体的快速响应聚合物稳定胆甾相液晶光阀，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵兴明，孙若力，魏一振，张卓鹏，
申请(专利权)人：杭州光粒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。