一种光反射涂层及其制备方法和光学器件技术

本发明专利技术公开了一种光反射涂层及其制备方法和光学器件，该制备方法包括：采用包括热致变色胆甾相液晶聚合物与可光聚合液晶单体、光引发剂的原料混合配制混合溶液；而后将其涂布于基板上并平行取向，制得胆甾相液晶混合物涂层；再借助掩膜版在不同温度下用紫外光照射胆甾相液晶混合物涂层的不同区域，以使不同区域的胆甾相液晶混合物涂层在不同温度下发生交联固化反应，通过以上方法可制备具有可逆热致变色特性的图案化光反射涂层。变色特性的图案化光反射涂层。变色特性的图案化光反射涂层。

【技术实现步骤摘要】
一种光反射涂层及其制备方法和光学器件


[0001]本专利技术涉及光反射涂层制备
，尤其是涉及一种光发射涂层及其制备方法和光学器件。

技术介绍

[0002]液晶是一种兼有液体流动性和晶体光学各向异性的物质相态，基于液晶材料的器件尤其在显示领域特别常见。根据自组装的排列结构，热致液晶的相态主要有向列相、近晶相、胆甾相几种。胆甾相(Cholesteric，CLC)可以通过在向列相体系中添加具有旋光性的手性掺杂剂而获得。CLC具有螺旋结构，其中的液晶基元长轴在每一平行层间产生旋转，并能选择性地反射与螺距同一量级的波长的光。通过控制螺旋的手性以及螺距长度，不同的波长以及圆偏振光反射特性可任意调整。具有热致变色性能的CLC材料是利用螺距长度随温度的变化实现反射波长的改变；这些材料可广泛应用于各种光学器件中，比如能调控红外反射性的智能窗、变色标签光学传感器等。
[0003]聚合物的CLC材料因其良好的机械力稳定性可适用于涂层器件，并被用于各种响应型光学材料中。CLC涂层的常见制备方法为使用小分子的CLC单体作为预聚物，涂布于基板上以获得平行取向，然后通过把单体聚合成交联网络，涂层固化成型。
[0004]定制不同颜色图案的光学涂层也可通过CLC聚合物实现，具体可采取的路径包括：将具有热致变色特性的CLC预聚物在掩模版下以不同温度进行聚合以获得图案，亦或者将CLC聚合物颗粒分散在光敏胶中直接绘制图案。若所获得的图案结合热致变色特性，将会使其获得在更多方面的领域中的应用，如交互艺术，安全标识等。但现有报导的技术方案中均未能获得既能定制图案，又具有可逆热致变色性的CLC涂层，因为一般而言，交联网络在这两方面起到的作用是互相矛盾的。网络比例过多时，聚合后锁定结构颜色非常容易，但会因此失去热致变色性；网络比例少量时，的确能保有体系部分的热致变色性，但在不同固化温度下不能实现不同的热致变色性。并且有的体系获得的热致变色涂层其变色性质是不可逆的。因此，迫切需要寻求一种同时具备图案化和可逆热致变色性能的光学涂层。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种光发射涂层及其制备方法和光学器件。
[0006]本专利技术的第一方面，提出了一种光反射涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1、采用包括热致变色胆甾相液晶聚合物、可光聚合液晶单体、光引发剂的原料混合配制混合溶液；
[0008]S2、将所述混合溶液涂布于基板上并平行取向，制得胆甾相液晶混合物涂层；
[0009]S3、借助掩膜版在不同温度下用紫外光照射所述胆甾相液晶混合物涂层的不同区域，以使所述不同区域的胆甾相液晶混合物涂层在不同温度下发生交联固化反应。
[0010]根据本专利技术实施例的光反射涂层的制备方法，至少具有以下有益效果：该制备方
法采用包括具有热致变色特性的胆甾相液晶聚合物、可光聚合液晶单体、光引发剂的原料混合配制混合溶液体系，而后涂布于基板上并平行取向形成胆甾相液晶混合物涂层，再借助掩膜版在不同温度下通过紫外光照射涂层的不同区域，以使各区域的涂层在不同温度下发生交联固化反应，获得具有不同颜色图案和可逆热致变色性能的光反射涂层。以上所配制的混合溶液体系可使得胆甾相液晶基元的热致变色性质不会消失，且该响应性在任何温度范围内可逆。用热致变色胆甾相液晶聚合物作为主体可使得制备的涂层能够通过调节温度获得不同的反射颜色，并通过光固化的方式获得所需图案化涂层，并且该图案化涂层具有可逆热致变色特性。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述热致变色胆甾相液晶聚合物为聚硅氧烷类热致变色胆甾相液晶聚合物。聚硅氧烷类热致变色胆甾相液晶聚合物可采用具有近晶相转变特性的聚硅氧烷类热致变色胆甾相液晶聚合物。具体地，聚硅氧烷类热致变色胆甾相液晶聚合物可为结构式中含以下链段的均聚物或共聚物：其中，Meso表示各类液晶基元，其须包含有手性基团的液晶基元从而呈现胆甾相；该聚合物主链为硅氧烷，如可采取三甲基封端或环状主链。具体可采用以下结构聚合物：
[0012][0013]其中，Chol
*
表示胆固醇基团；
[0014]以上聚合物中，调整x和y的比例可调整聚合物自身的反射光波长范围，但不影响背后的作用机理，因而可根据应用的需要调整x和y比例。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述可光聚合液晶单体选自官能度为2以上的丙烯酸酯类液晶单体。具体可采用以下结构物质：
[0016][0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述可光聚合液晶单在所述混合溶液中的含量为3wt％～7wt％。通过以上用量控制可保证胆甾相液晶混合物涂层聚合后仍具有热致变色特性。
[0018]混合溶液体系中通过加入光引发剂以使可光聚合液晶单体在紫外光照射下可发生交联聚合反应。在本专利技术的一些实施方式中，所述光引发剂在所述混合溶液中的含量为所述可光聚合液晶单体的质量的1％
‑
10％。光引发剂具体可采用以下结构物质：10％。光引发剂具体可采用以下结构物质：
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述原料还包括助剂，所述助剂包括表面活性剂等。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，采用包括热致变色胆甾相液晶聚合物、可光聚合液晶单体、光引发剂的原料与有机溶剂混合配制混合溶液；步骤S2中，将所述混合溶液涂布于基板上，挥发去除所述混合溶液中的有机溶剂，并平行取向。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S2中将所述混合溶液涂布于基板上并平行取向，具体包括：将所述混合溶液涂布于基板上，并通过涂布过程中机械摩擦力平行取向；或者，先在基板上设置平行配向层，再将所述混合溶液涂布于所述平行配向层上，通过所述平行配向层诱导平行取向。以上通过涂布过程中机械摩擦力平行取向，具体可采用的涂布方式可为线棒涂布、狭缝涂布、卷对卷制程、柔性印刷、3D打印、刮刀涂布等。步骤S2一般在混合溶液的胆甾相温度范围下进行；其中，基板可采用玻璃基板、热塑性塑料基板、硅片、纸张中的至少一种。
[0022]步骤S3中，具体可根据光引发剂的引发波长选择相应的光源进行交联固化。所使用的掩膜版带有预设的图案，使得所需的图案部分被曝光，而被遮盖的地方不会交联聚合，所以，所用掩膜版需要能很好地防止引发光的透过，除此之外，对掩膜版不作要求。
[0023]以上混合溶液体系自身带有热致变色的特性，在不同温度下对不同区域进行固化时，因为所形成交联网络形成记忆效应的缘故，可将胆甾相螺距相对程度地固定，从而削减其热致变色性能；但热致变色胆甾相液晶聚合物本身的热致变色性又使图案保留一定的热
致变色特性，从而可达到“热致变色多彩图案”的效果。具体借助掩膜版在不同温度下对胆甾相液晶混合物涂层的不同区域进行照射，从而可使涂层上的各区域获得独特的热致变色性；固化温度一般控制在胆甾相温度范围内，然后根据所需颜色(热致变色效果)选择相应的交联固化温度。由上，可通过设计掩膜版来个性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光反射涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用包括热致变色胆甾相液晶聚合物、可光聚合液晶单体、光引发剂的原料混合配制混合溶液；S2、将所述混合溶液涂布于基板上并平行取向，制得胆甾相液晶混合物涂层；S3、借助掩膜版在不同温度下用紫外光照射所述胆甾相液晶混合物涂层的不同区域，以使所述不同区域的胆甾相液晶混合物涂层在不同温度下发生交联固化反应。2.根据权利要求1所述的光反射涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述热致变色胆甾相液晶聚合物为聚硅氧烷类热致变色胆甾相液晶聚合物。3.根据权利要求1所述的光反射涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述可光聚合液晶单体选自官能度为2以上的丙烯酸酯类液晶单体。4.根据权利要求3所述的光反射涂层的制备方法，其特征在于，所述可光聚合液晶单体在所述混合溶液中的含量为3wt％～7wt％。5.根据权利要求4所述的光反射涂层的制备方法，其特征在于，所述光引发剂在所述混合溶液中的含量为所述可光聚合液晶单...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蔚信，劳伦斯，
申请(专利权)人：深圳市国华光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：