專利名稱：一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶技術，尤其是涉及一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法。
背景技術：
熒光因其具有良好的光穩(wěn)定性和優(yōu)越的光電性質，而廣泛的用于照明、分子追蹤、熒光顯示等領域，尤其是熒光顯示器的發(fā)展更是讓人們對熒光產生了濃厚的興趣。傳統(tǒng)的熒光顯示器是利用高速電子轟擊熒光粉，使熒光粉發(fā)光，是一種自身發(fā)光的顯示器件，它具有多彩顯示、亮度高、視角范圍廣、動態(tài)響應快、易于集成電路配套等優(yōu)點。傳統(tǒng)的熒光顯示器的典型代表有CRT (Cathode Ray Tube，陰極射線管)顯示器，是目前最廣泛的顯示器，但其存在體積龐大、耗電高、閃爍和輻射大等缺點。 隨著科技的進步，液晶顯示的問世，使得CRT顯示器的市場影響力逐漸降低，同時使得液晶顯示逐漸占據了主導地位。目前，液晶顯示已經普遍應用于人們的生產和生活中，如掌上游戲機、電子寵物、手機顯示屏以及部分家電顯示裝置等。聚合物分散液晶(PDLC, Polymer Dispersed Liquid Crystal)是將低分子液晶與預聚物相混合，在一定條件下經聚合反應，形成微米級的液晶微滴均勻的分散在高分子網絡中，再利用液晶分子的介電各向異性獲得具有電光響應特性的材料，它主要工作在散射態(tài)和透明態(tài)之間并具有一定的灰度。聚合物分散液晶薄膜是將液晶和聚合物結合得到的一種綜合性能優(yōu)異的膜材料，液晶分子賦予了聚合物分散液晶薄膜顯著的電光特性，使其受到了廣泛的關注，并有著廣闊的應用前景。利用聚合物分散液晶薄膜制成的聚合物分散型液晶顯示器是液晶顯示器的典型代表，其不需要偏振片和取向層，制備工藝簡單，易于制成大面積柔性顯示器等。目前，聚合物分散型液晶顯示器已在光學調制器、熱敏及壓敏器件、電控玻璃、光閥、投影顯示、電子書等方面獲得了廣泛應用。但由于這種傳統(tǒng)的聚合物分散型液晶顯示器是利用三基色按一定的光強比例進行混合來達到顯示目的的，因此存在色彩不夠豐富、視角范圍不廣等問題，再加上CRT顯示器技術的逐漸更新，因此聚合物分散液晶顯示器一直沒有完全取代CRT顯示器。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其工藝過程簡單，且制備得到的薄膜用于顯示時能夠實現(xiàn)多彩顯示，并且亮度高、視角范圍大、動態(tài)響應快。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟
①按質量體積比O.0001 O. 0005g/ml的比例，將熒光物質溶解于聚合物材料中，并攪拌使其充分溶解，得到聚合物熒光溶液；
②按體積比(O.5 3) :1，將聚合物熒光溶液與液晶材料混合，并攪拌均勻，得到聚合物分散液晶熒光溶液；
③將聚合物分散液晶熒光溶液均勻涂布于一塊氧化銦錫玻璃的導電面上，然后在聚合物分散液晶熒光溶液上覆蓋另一塊氧化銦錫玻璃，并使兩塊氧化銦錫玻璃的導電面相對；
④對涂布于兩塊氧化銦錫玻璃的導電面之間的聚合物分散液晶熒光溶液進行固化，固化后在兩塊氧化銦錫玻璃的導電面之間固化形成有具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜。所述的熒光物質為一種在390 760nm的可見光照射下，能夠激發(fā)出波長為可見光波段的熒光材料。所述的熒光物質為羅丹明6G或羅丹明B。所述的液晶材料為小分子液晶TEB30A。所述的聚合物材料為一種能夠溶解所述的熒光物質的材料。

所述的聚合物材料為紫外膠或聚甲基丙烯酸甲酯。所述的紫外膠的型號為BBC 102。所述的步驟④中固化的方法為聚合物相分離法，固化時間為3 20分鐘。所述的步驟④中固化的方法為聚合物相分離法中的光致固化法，固化時間為3 20分鐘。所述的步驟④中固化的方法采用光致固化法中的紫外光曝光法，曝光時間為3 5分鐘；或采用太陽光照射，照射時間為6 20分鐘。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于通過將熒光物質溶解于聚合物材料中形成聚合物熒光溶液，然后將聚合物熒光溶液與液晶材料混合得到聚合物分散液晶熒光溶液，再將聚合物分散液晶熒光溶液涂布于ITO玻璃上進行固化得到具有熒光效應的roLC薄膜，由于在聚合物材料中添加了適量的熒光物質，因此使得制備得到的具有熒光效應的roLC薄膜用于顯示時能夠實現(xiàn)多彩顯示，并且能夠有效地增高亮度、增大視角范圍、加快動態(tài)響應；另一方面，本發(fā)明方法的工藝過程簡單，易于實現(xiàn)大面積集成顯示，并適合大規(guī)模生產。


圖I為本發(fā)明實施例中所采用的熒光檢測裝置的結構示意 圖2a為綠色半導體激光器DHDM-W532-100mW發(fā)出的532nm左右的綠光激光經過實施例一制成的具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜時出射的熒光在0°角下隨電壓變化的光譜 圖2b為羅丹明6G摻雜聚合物后與液晶按不同體積比在OV處的熒光光強分布 圖3為傳統(tǒng)的聚合物分散液晶薄膜OV時透射光隨角度變化的分布 圖4為不同濃度的含羅丹明B的具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜在532nm的綠光照射下OV處的熒光光強隨角度的變化的分布圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。實施例一
本實施例提出的一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其包括以下步
驟①用吸管吸取IOml的BBC UV GLUE 102紫外膠，置于一個空燒杯中，然后用電子秤稱量O. 004g的市售的羅丹明6G，再將O. 004g的市售的羅丹明6G直接溶解于IOml的BBC UVGLUE 102紫外膠中，并攪拌5分鐘左右使其充分溶解，得到聚合物熒光溶液。在本實施例中，采用羅丹明6G作為熒光物質，羅丹明6G在532nm左右的綠光照射下，能夠激發(fā)出波長為575nm左右的黃光，當然在此也可以采用其他現(xiàn)有的成熟的在390 760nm的可見光照射下，能夠激發(fā)出波長為可見光波段的熒光材料作為熒光物質。在本實施例中，采用紫外膠(BBC UV GLUE 102)作為聚合物材料，當然在此也可以采用其他現(xiàn)有的成熟的能夠溶解熒光物質的材料作為聚合物材料。②按體積比I :1，將上述步驟①得到的聚合物熒光溶液即含有羅丹明6G的紫外膠溶液與市售的液晶材料混合，并攪拌均勻，一般情況下攪拌3 5分鐘就能使其均勻，得到聚合物分散液晶熒光溶液。如將IOml的聚合物熒光溶液與IOml的液晶材料攪拌均勻得到聚合物分散液晶熒光溶液。 在本實施例中，液晶材料采用市售的小分子液晶TEB30A。③將聚合物分散液晶熒光溶液均勻涂布于一塊氧化銦錫(ITO)玻璃的導電面上，然后在聚合物分散液晶熒光溶液上覆蓋另一塊氧化銦錫玻璃，并使兩塊氧化銦錫玻璃的導電面相對，即使兩塊氧化銦錫玻璃以電極相對。在此，一般采用兩塊表面積相等的氧化銦錫(ITO)玻璃，在使用前最好用乙醇氨水混合溶液超聲清洗氧化銦錫(ITO)玻璃5 10分鐘，再取出后自然晾干。④對涂布于兩塊氧化銦錫玻璃的導電面之間的聚合物分散液晶熒光溶液進行固化，固化3分鐘左右后，在兩塊氧化銦錫玻璃的導電面之間固化形成有具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜，利用532nm的綠光對制成的具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜進行照射，能夠產生575nm的黃色熒光，產生的黃色熒光可應用于顯示。在本實施例中，固化的方法可采用現(xiàn)有的聚合物相分離法(PIPS)，具體可采用其中的紫外光曝光法；固化也可以采用聚合物相分離法中的其他光致固化法；當采用紫外光曝光法時，固化的時間一般可設置為3 5分鐘左右，涂布于兩塊氧化銦錫玻璃的導電面之間的聚合物分散液晶熒光溶液經過3 5分鐘的固化后，已經能達到良好的固化效果了 ；在此，也可采用太陽光對涂布于兩塊ITO玻璃之間的聚合物分散液晶熒光溶液進行照射固化，一般需照射6 20分鐘左右，在實際制備過程中，可根據太陽光的強度自行確定具體的照射時間，以達到良好的固化效果。實施例二
本實施例采用的熒光物質和聚合物材料均與實施例一采用的熒光物質和聚合物材料一致，且按實施例一給出的步驟①獲取聚合物熒光溶液，但在配制聚合物分散液晶熒光溶液時是將體積比為2 :1的含有羅丹明6G的紫外膠溶液與市售的液晶材料進行混合，再按照實施例一給出的步驟③將本實施例中得到的聚合物分散液晶熒光溶液均勻涂布于ITO玻璃上，最后對夾于兩塊ITO玻璃之間的聚合物分散液晶熒光溶液進行固化，固化時間為4分鐘左右。實施例三
本實施例采用的熒光物質和聚合物材料均與實施例一采用的熒光物質和聚合物材料一致，且按實施例一給出的步驟①獲取聚合物熒光溶液，但在配制聚合物分散液晶熒光溶液時是將體積比為3 :1的含有羅丹明6G的紫外膠溶液與市售的液晶材料進行混合，再按照實施例一給出的步驟③將本實施例中得到的聚合物分散液晶熒光溶液均勻涂布于ITO玻璃上，最后對夾于兩塊ITO玻璃之間的聚合物分散液晶熒光溶液進行固化，固化時間為5分
鐘左右。實施例四
本實施例采用的熒光物質和聚合物材料均與實施例一采用的熒光物質和聚合物材料一致，且按實施例一給出的步驟①獲取聚合物熒光溶液，但在配制聚合物分散液晶熒光溶液時是將體積比為O. 5 1的含有羅丹明6G的紫外膠溶液與市售的液晶材料進行混合，再按照實施例一給出的步驟③將本實施例中得到的聚合物分散液晶熒光溶液均勻涂布于ITO玻璃上，最后對夾于兩塊ITO玻璃之間的聚合物分散液晶熒光溶液進行固化，固化時間為3分鐘左右。
以下為對上述四個實施例制成的具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜進行熒光檢測，以客觀地說明本發(fā)明方法的可行性和有效性。圖I給出了熒光檢測裝置，該裝置包括半導體激光器、兩個偏振片和探測系統(tǒng)，半導體激光器發(fā)出的激光為綠色激光，半導體激光器也可由綠色LED光源替代，兩個偏振片放置于半導體激光器發(fā)出的激光的光束傳播路徑上，待檢測的具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜放置于第二片偏振片后，探測系統(tǒng)探測待檢測的具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜出射的光束的光強。采用圖I所示的熒光檢測裝置對上述四個實施例制成的具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜和傳統(tǒng)的聚合物分散液晶薄膜(直接由液晶材料和聚合物材料按體積比I :1混合制成)分別進行檢測。圖2a給出了實施例一制備得到的具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜出射的熒光在0°角下的電壓調控光譜圖(采用綠色半導體激光器DHDM-W532-100mW發(fā)出的532nm左右的綠色激光作為光源時的光譜)、圖2b給出了實施例一、二、三、四制備得到的具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的熒光光強的角度分布、圖3給出了傳統(tǒng)的聚合物分散液晶薄膜(聚合物材料與液晶材料的體積比為I :1)的透射光的角度分布，從圖2a中可以看出，實施例一制備得到的具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜能夠激發(fā)出575nm左右的熒光(黃色)光譜，對比圖2b和圖3，可以看出本發(fā)明制成的具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜可以對熒光進行電控調諧并且熒光視角較大，將其用作顯示時，可以達到良好的顯示效果。實施例五
本實施例采用羅丹明B作為熒光物質，采用的聚合物材料與實施例一采用的聚合物材料一致，本實施例的具體過程為用吸管分別吸取五份IOml的BBC UV GLUE 102紫外膠，置于五個空燒杯中，然后用電子秤分別稱量O. 001g、0. 002g、0. 003g、0. 004g、0. 005g的羅丹明0. 001g、0. 002g、0. 003g、0. 004g、0. 005g的羅丹明B分別——放入五個放有IOml的BBC UV GLUE 102紫外膠的燒杯中，對每個燒杯中的紫外膠和羅丹明B進行攪拌，攪拌5分鐘左右，使其全部完全溶解，再分別按體積比I :1在這五個燒杯中加入TEB30A小分子液晶，攪拌均勻，接著采取面積相等的10塊ITO玻璃，并用乙醇氨水混合溶液超生清洗玻璃片5 10分鐘，取出后自然晾干，最后分別從五個燒杯中取相同體積的聚合物分散液晶熒光溶液均勻涂抹于五塊氧化銦錫玻璃的導電面上，取另五塊ITO玻璃一一對應覆蓋于樣品表面，同時使兩塊ITO玻璃的導電面相對，在紫外光下曝光3 5分鐘左右，這樣就得到了相同厚度相同體積比不同濃度的具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜成品。采用圖I給出的檢測裝置，用532nm的綠光分別對五個具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜成品進行照射，均產生590nm左右的熒光，圖4給出了不同濃度相同厚度相同體積比在OV處光強隨角度變化的分布圖，從圖4中可以看出具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜產生的熒光光強與熒光物質的濃度成正比關系。實施例六
本實施例采用羅丹明6G作為熒光物質，采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為聚合物材料，本實施例的具體過程為用吸管吸取IOml的聚甲基丙烯酸甲酯并注入空燒杯中，用電子秤稱量O. 004g的羅丹明6G加入到放有IOml的聚甲基丙烯酸甲酯的燒杯中，并攪拌使其完全溶解，再按體積比I :1在燒杯中加入TEB30A小分子液晶，攪拌均勻，接著采取面積相等的兩塊ITO玻璃，并用乙醇氨水混合溶液超生清洗玻璃片5 10分鐘，取出后自然晾干，最后從燒杯中取出聚合物分散液晶熒光溶液均勻涂抹于一塊氧化銦錫玻璃的導電面上，取另一塊ITO玻璃覆蓋于樣品表面，同時使兩塊ITO玻璃的導電面相對,在太陽光下照射15分鐘左右，這樣就得到了具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜成品，用532nm的綠光照射該具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜，可以產生575nm左右的熒光。在本實施例中，采用太陽光對涂布于兩塊ITO玻璃之間的聚合物分散液晶熒光溶 液進行固化，一般需照射6 20分鐘左右，在實際制備過程中，可根據太陽光的強度自行確定具體的照射時間，以達到良好的固化效果。
權利要求
1.一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟 ①按質量體積比O.OOOl O. 0005g/ml的比例，將熒光物質溶解于聚合物材料中，并攪拌使其充分溶解，得到聚合物熒光溶液； ②按體積比(O.5 3) :1，將聚合物熒光溶液與液晶材料混合，并攪拌均勻，得到聚合物分散液晶熒光溶液；③將聚合物分散液晶熒光溶液均勻涂布于一塊氧化銦錫玻璃的導電面上，然后在聚合物分散液晶熒光溶液上覆蓋另一塊氧化銦錫玻璃，并使兩塊氧化銦錫玻璃的導電面相對；④對涂布于兩塊氧化銦錫玻璃的導電面之間的聚合物分散液晶熒光溶液進行固化，固化后在兩塊氧化銦錫玻璃的導電面之間固化形成有具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜。
2.根據權利要求I所述的一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其特征在于所述的熒光物質為一種在390 760nm的可見光照射下，能夠激發(fā)出波長為可見光波段的熒光材料。
3.根據權利要求2所述的一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其特征在于所述的熒光物質為羅丹明6G或羅丹明B。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其特征在于所述的液晶材料為小分子液晶TEB30A。
5.根據權利要求4所述的一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其特征在于所述的聚合物材料為一種能夠溶解所述的熒光物質的材料。
6.根據權利要求5所述的一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其特征在于所述的聚合物材料為紫外膠或聚甲基丙烯酸甲酯。
7.根據權利要求6所述的一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其特征在于所述的紫外膠的型號為BBC 102。
8.根據權利要求7所述的一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其特征在于所述的步驟④中固化的方法為聚合物相分離法，固化時間為3 20分鐘。
9.根據權利要求8所述的一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其特征在于所述的步驟④中固化的方法為聚合物相分離法中的光致固化法，固化時間為3 20分鐘。
10.根據權利要求9所述的一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其特征在于所述的步驟④中固化的方法采用光致固化法中的紫外光曝光法，曝光時間為3 5分鐘；或采用太陽光照射，照射時間為6 20分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有熒光效應的聚合物分散液晶薄膜的制備方法，其首先將熒光物質溶解于聚合物材料中形成聚合物熒光溶液，然后將聚合物熒光溶液與液晶材料混合得到聚合物分散液晶熒光溶液，再將聚合物分散液晶熒光溶液涂布于ITO玻璃上進行固化得到具有熒光效應的PDLC薄膜，優(yōu)點在于由于在聚合物材料中添加了適量的熒光物質，因此使得制備得到的具有熒光效應的PDLC薄膜用于顯示時能夠實現(xiàn)多彩顯示，并且能夠有效地增高亮度、增大視角范圍、加快動態(tài)響應；另一方面，本發(fā)明方法的工藝過程簡單，易于實現(xiàn)大面積集成顯示，并適合大規(guī)模生產。
文檔編號C09K19/52GK102819135SQ20121024450
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權日2012年7月16日
發(fā)明者趙云, 潘雪豐, 陶衛(wèi)東, 董建峰 申請人:寧波大學