[发明专利]一种反射薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光子晶体反射薄膜领域，尤其涉及一种反射薄膜及其制备方法。

背景技术

液晶是一种物质状态介于固态晶体和传统液体的特殊物质形态。如今，液晶已经被广泛应用于显示和各类光学光子器件当中。胆甾相液晶在反平行液晶盒中自组装形成一维光子晶体结构，其对外界环境比较敏感，例如：温度、电磁场、光场、应力等。因此胆甾相液晶被广泛应用于动态光栅、电控光开关、宽带偏振片、液晶激光器以及双稳态反射式液晶显示器。

胆甾相液晶反射与其手型相同的圆偏振光，反射中心波长为：λ₀＝n_av*p，其中n_av是液晶分子平均折射率，p是螺距。反射禁带的线宽：Δn*p＝(n_e-n₀)*p(n_e非常光折射率，n₀是常光折射率)。利用上述特性可以制备出很多如上述的光学器件。但是由于某些场合的需要，聚合物胆甾相液晶被广泛研究。在聚合物的研究中许多偏向于降低驱动电压以及响应时间。

利用聚合物形成薄膜，这些研究早以实现，但是在薄膜中制备有序的微腔结构具有很好的研究价值以及使用价值。本发明利用胆甾相液晶的自组装性与聚合物成膜的特性相结合，通过溶解填充物，最终获得微腔薄膜。在现实的需求中，即需要窄线宽反射薄膜也需要宽线宽反射薄膜。本发明提出置换填充物以及控制温度的方法实现窄线宽与宽线宽反射薄膜。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种反射薄膜。本发明的反射薄膜可以达到减小禁带宽度，提高在薄膜色彩饱和度，为显示器提供更好的色彩还原能力。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种反射薄膜，包括：聚合物纳米微腔结构以及微腔内填充介质；

其中，所述聚合物纳米微腔结构由聚合物形成右旋或左旋结构，在反射薄膜中既可以是单手型微腔也可以是左右旋混合型微腔。

本发明实现一种光子晶体型的反射薄膜，通过聚合物和液晶自组装形成光子晶体，聚合后形成稳定的光子晶体微腔结构。此薄膜可填充不同介质来适应不用的应用环境。此类薄膜可用于薄膜激光器、反射式显示器以及其他光学器件。

所述填充介质为一切可填充的物质，反射禁带线宽取决于聚合物和填充介质之间的折射率差。

本发明提供的反射薄膜的禁带线宽和位置具有调谐性，可通过改变填充物种类和温度来调谐。

本发明的目的之一还在提供的反射薄膜的制备方法，根据单手性和双手性的不同，分为如下两种制备方法。

一种单手性反射薄膜的制备方法，包括以下步骤：

将光取向剂聚乙烯肉桂酸酯(PVCin)或者聚酰亚胺(PI)取向剂作为第一取向层；

将第一取向层设置在第一透明基板内侧；

将聚酰亚胺取向剂作为第二取向层；

将第二取向层设置在第二透明基板内侧；

将胆甾相液晶以及聚合物注入所述第一透明基板与第二透明基板形成的液晶盒中；

从所述第一透明基板侧进行偏振紫外光曝光，与所述第一透明基板相邻的聚合物以及光取向剂经过所述偏振紫外光触发，所述聚合物基端围绕所述第一胆甾相液晶进行聚合；所述光取向剂对液晶分子进行取向并与聚合物交联；

将未反应的所述聚合物以及所述胆甾相液晶浸泡溶解；

最后向所述液晶盒内注入填充物，可根据应用要求填充不同折射率的物质。

作为优选，在聚合物中添加紫外吸收剂，从而实现螺距梯度变化，进而达到更宽的禁带。

优选地，所述胆甾相液晶为左旋和/或右旋胆甾相液晶。

大多数活性介晶都可以用作聚合物。优选地，所述聚合物为RM257、RM82、RM010、RM021或RM006中的1种或2种以上的组合。

优选地，所述填充物包含非极性物质，优选为绝大部分非极性物质，例如为50-90重量％的非极性物质，优选为60-80重量％的非极性物质。

优选地，所述非极性物质为甲苯、液晶或硅油中的1种或2种以上的组合。

上述方案利用胆甾相液晶的自组装性与聚合物成膜的特性相结合，通过溶解填充物，最终获得微腔薄膜。在现实的需求中，即需要窄线宽反射薄膜也需要宽线宽反射薄膜。本发明提出置换填充物以及控制温度的方法实现窄线宽与宽线宽反射薄膜。

一种双手性反射薄膜的制备方法，包括以下步骤：

将光取向剂(PVCin)作为第一取向层；

将第一取向层设置在第一透明基板内侧；