[发明专利]一种自支撑蓝相液晶膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种自支撑蓝相液晶膜，包括质量占比为3～7％的手性液晶，24％～93％的非手性可聚合液晶，0～65％的非手性小分子液晶，4～12％的非液晶型交联剂。该蓝相液晶膜可以实现自支撑，无需受到液晶盒的限制，大大拓展了其应用范围；该蓝相的温域不低于220℃，反射带隙和反射率可通过调整各原料的占比进行调控。此外，该蓝相液晶膜的制备操作简单、成本低廉、适合大规模制备。

技术领域

本发明涉及液晶膜领域，尤其涉及一种自支撑蓝相液晶膜及其制备方法。

背景技术

光子晶体是由不同介电常数的材料周期排列构成的，具有鲜明的结构色彩。光子晶体的结构色彩主要来源于其周期性结构对光的调控能力。而蓝相液晶也被认为是一种三维的光子晶体。蓝相液晶通常出现在各向同性态与胆甾相相态之间，只有0.5到2度的温度区间。目前已经发展了许多方法来稳定蓝相、拓宽蓝相的温域，比如：聚合物稳定法、纳米粒子掺杂法、弯曲液晶分子稳定法、T型分子稳定法、氢键液晶分子稳定法等等。这些方法的提出使蓝相液晶材料得到极大的发展，许多基于蓝相液晶应用也随之产生，比如蓝相液晶显示、可调谐蓝相激光器、光通讯等等。另外，蓝相作为三维光子晶体，波长可调的特点也被应用于光响应、电响应、温度响应等光学器件。

尽管蓝相液晶材料有诸多应用，但是这些材料大多不能自支撑，不能摆脱液晶盒的限制，这也限制了蓝相液晶的发展。将液晶材料转化为液晶聚合物膜的方法，不仅能摆脱液晶盒的限制，而且能得到液晶材料的许多特殊光学性质，例如，胆甾相液晶被制备成聚合物膜以后，能够实现对湿度、压力、金属离子等接触性的刺激的响应变色。然而，这一方法到目前为止还没有合理有效地应用于蓝相材料上，主要原因是由于蓝相液晶本身的不稳定性。通过简单的方法制备可自支撑、高反射率、宽温域的蓝相液晶材料依然是很有前景但颇具挑战性的工作。

因此，需要提供一种自支撑、高反射率、宽温域的蓝相液晶膜及其制备方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种自支撑蓝相液晶膜，该液晶膜具有良好的自支撑、高反射率和宽温域性能。

本发明的第二个目的在于提供一种自支撑蓝相液晶膜的制备方法，该制备方法操作简单、成本低廉、适合大规模制备。

为达到本发明的第一个目的，本发明提供了一种自支撑蓝相液晶膜，该自支撑蓝相液晶膜包括质量占比为3～7％的手性液晶，24％～93％的非手性可聚合液晶，0～65％的非手性小分子液晶，4～12％的非液晶型交联剂。

本发明提供的蓝相液晶膜中，必须包含有手性液晶、非手性可聚合液晶和非液晶型交联剂，还可以包含有非手性小分子液晶。

需要说明的是，本发明所述的手性液晶，指的是有手性特性的液晶分子，在组分中添加手性液晶的目的是为了液晶混合物在降温自组装过程中出现蓝相；非手性可聚合液晶指的是不具有手性、液晶分子呈棒状、分子质心有长程的有序性的可聚合的向列型液晶分子；非手性小分子液晶指的是不具有手性、液晶分子呈棒状、分子质心有长程的有序性的不可聚合的向列型液晶分子；非液晶性交联剂指的是没有液晶性的可聚合的分子。

在具体的实施过程中，蓝相液晶膜中各组分的占比对于其反射带隙、反射率有重要影响，可通过调整各组分的占比实现对其反射带隙和反射率的调控。此外，本发明提供的自支撑蓝相液晶膜的温域不低于220℃。

根据本发明提供的蓝相液晶膜组成，其中手性液晶、非手性可聚合液晶和非手性小分子液晶共同组成了蓝相结构，在拓宽蓝相温域的同时，也稳定了蓝相结构；而非液晶性交联剂会填充到蓝相结构的相错线处，填充了其缺陷处，起到了稳定蓝相结构的作用。

优选地，所述手性液晶选自R5011、S5011、LC756中的一种或多种；

其中R5011指的是

S5011指的是