[发明专利]一种红外光波段反射膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种红外光波段反射膜及其制备方法和应用，所述反射膜包括聚合物薄膜反射层和胆甾相液晶层，其中，所述胆甾相液晶的反射中心波长在760nm‑1mm之间；所述聚合物薄膜具有左旋结构且所述胆甾相液晶具有右旋结构，或者，所述聚合物薄膜具有右旋结构且所述胆甾相液晶具有左旋结构。本发明提供的反射膜可反射红外光，反射率极高，可达到98％以上，且具有较宽的光子禁带宽度，宽度在170nm以上。

技术领域

本发明属于光子晶体领域，涉及一种红外光波段反射膜及其制备方法和应用。

背景技术

液晶是一种性质介于常规液体和固体晶体之间的物质，从十九世纪被发现并赋予定义以来，开始广泛应用于工作生活的各个领域。液晶具有光学各向异性，所以和晶体一样具备双折射特性，光线入射后会分解成两个振动方向相互垂直的折射光，不同的偏振光入射后折射率存在差异。胆甾相液晶分子呈周期性螺旋状排列，对于偏振光而言，液晶分子折射率呈周期性分布。而且液晶容易收到外界环境的诱导而转变形态，例如外电场、外磁场、表面处理、手性剂等影响因素，由此可以实现状态间的切换。

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λ＝n×p，其中，平均折射率n＝(n₀+n_e)/2(p是螺距，n₀是常光折射率，n_e是非常光折射率)；反射光子禁带宽度Δλ＝Δn×p，其中双折射率Δn＝n_o-n_e；利用上述特性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等光学器件，CN103869393A公开了一种液晶显示器用反射膜，在该反射膜的内部含有与聚酯不相容的中空树脂离子的第二聚酯层的至少一面叠有第一聚酯层，并且该反射膜满足以下条件：1)第一聚酯层的厚度为10-30μm；2)第一聚酯层中含有占第一聚酯层总重量5-20％的无机粒子；3)第二聚酯层的厚度为100μm以上；4)第二聚酯层中含有占第二聚酯层总重量10-40％、与聚酯不相容的中空树脂离子，其具有很好的机械性能和反射率，但是由于其中的无机填料粒子及中空树脂粒子的使用使薄膜脆性变差，应用受到限制。

许多基于聚合物的偏向于降低驱动电压以及响应时间的研究已被报道，目前关于胆甾相液晶成功制备出高反射膜应用于智能玻璃中的研究比较少，CN107300726A公开了一种全固态反射膜及其制备方法，包括具有微腔结构的聚合物基质，及填充在微腔内的填充介质；反射膜中的微腔呈螺旋结构，其反射膜可柔性、可塑形，但是其光子禁带的中心波长在可见光区域，且宽度较窄，对红外波段的反射并没有涉及；CN107346084A提供了一种全反射红外反射器件及其制备方法，该器件包括相对设置的两块透明导电基板，两块所述透明导电基板封装形成密封腔，在密封腔内，两块透光导电基板相对的表面上分别覆有能反射左旋偏振光的液晶层一和能反射右旋偏振光的液晶层二，该器件虽然能够对一定波段的红外全反射，但是制备方法复杂，光子禁带宽度较窄。

目前需要开发一种反射薄膜，可以在稳定的反射红外光的前提下不影响其在可见光区域的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外光波段反射膜及其制备方法和应用，本发明提供的双层结构的反射膜可以达到增大反射谱光子禁带宽度和反射率的目的，为室内环境的光线和温度提供更好的调控机制。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种红外光波段反射膜，所述反射膜包括聚合物薄膜反射层和胆甾相液晶层，其中，所述胆甾相液晶的反射中心波长在760nm-1 mm之间；

所述聚合物薄膜具有左旋结构且所述胆甾相液晶具有右旋结构，或者，所述聚合物薄膜具有右旋结构且所述胆甾相液晶具有左旋结构。