[发明专利]一种聚合物分散液晶薄膜材料的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于液晶应用技术领域，提供了一种聚合物分散液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal：PDLC）薄膜材料的制备方法，制备的薄膜材料可以广泛应用于液晶显示、智能玻璃及其相关领域的研究中。

 

背景技术

聚合物分散液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal：PDLC）是将向列相液晶微滴均匀的分散在聚合物基体中而形成的复合材料，目前被广泛应用在大尺寸柔性显示器件、非线性光学材料、电控智能玻璃、选择透过性膜、液晶光栅、全息薄膜、光开关等方面。在电场作用下，液晶微滴的指向矢沿电场取向，如果选用的液晶的长轴折射率与聚合物的折射率相匹配，光线在膜内不发生反射而直接透射出来，薄膜呈透明状态；当不对PDLC膜施加电场时，由于光通过液晶微滴的有效折射率与通过聚合物的折射率相差很大，光线在液晶与聚合物界面上多次反射和折射，薄膜呈强烈的散射状态。PDLC薄膜材料克服了许多传统液晶显示器（Liquid Crystal Display:LCD）的缺点，如不需要偏振片、两基板间的距离不需要严格控制、基板内表面不需要取向处理，从而具有薄型、量轻、高亮度、宽视角、易于大面积化等诸多优点。

PDLC薄膜制备中最为重要的环节是在保证PDLC薄膜具有优良的电光性能和良好的稳定性的前提下，降低聚合体系的液晶含量。PDLC薄膜液晶含量低有助于降低生产成本，便于大范围推广。目前，国内外制备的PDLC薄膜的液晶含量一般在70%左右，对PDLC薄膜的研究主要着眼于降低PDLC薄膜的驱动电压和液晶含量，缩短PDLC薄膜的响应时间，提高其的对比度以及稳定性。PDLC薄膜的电光性能与聚合物高分子网络结构密切相关，因此在保证PDLC薄膜具有优良的性能和低液晶含量，不同的可光聚合单体的选择以及混配比例，显得尤为重要。

在PDLC膜的制备过程中，经常会出现液晶/ 高分子复合材料薄膜与氧化铟锡塑料薄膜之间的结合力不够紧密而导致与塑料薄膜脱离的情况，这给大规模的工艺生产带来了很大的困难，不仅降低了产品的性能质量，还严重影响了产品的经济效益。

本发明采用降低聚合体系的液晶含量，有利于提高可光聚合单体的聚合强度，能够提高高分子网络和ITO塑料薄膜界面的粘结力，同时甲基丙烯酸β-羟丙酯中含有羟基， 能够与氧化铟锡薄膜表面形成氢键，有利于提高材料对基体的附着力，为提高PDLC薄膜的结合力提供了一条可靠途径。例如：文献“弹性聚合网络对聚合物分散液晶膜电-光性能的影响”（橡胶技术与装备，2007,33,6:12-17）。

甲基丙烯酸月桂酯在引发自由基聚合的过程中，具有自由基扩散速度快，易于在液晶材料中形成相分离的特点，是制备具有低驱动电压的PDLC薄膜所需要的优良的可光聚合单体材料。同时它的密度较小，粘度比较稀，有利于调节聚合体系的粘稠度，使其适应大规模生产的需要。

乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯中含有刚性结构单元，能够提高关态光散射强度和对比度，同时也可以增加高分子网络和ITO薄膜之间的界面结合力，是制备低液晶含量和与氧化铟锡薄膜具有较高结合力的聚合物分散液晶材料所需要的优良的可光聚合单体材料。例如：文献“Effects of the structures of polymerizable monomers on the electro-optical properties of UV cured polymer dispersed liquid crystal films”（Journal of Polymer Science Part B：Polymer Physics，2008，46 (13)：1369～1375）