[发明专利]一种液晶聚合物偏振光栅及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种液晶聚合物偏振光栅，其特征在于，所述液晶聚合物偏振光栅包括：光控取向膜以及设置在光控取向膜一侧的液晶聚合物薄膜；

所述光控取向膜的分子指向矢方向呈周期性渐变分布；

所述液晶聚合物薄膜分子的指向矢分布与所述光控取向膜的分子指向矢分布相垂直。

2.根据权利要求1所述的液晶聚合物偏振光栅，其特征在于，所述液晶聚合物偏振光栅包括透明基板、设置在透明基板一侧的光控取向膜，以及设置在光控取向膜远离透明基板一侧的液晶聚合物薄膜；

优选地，所述透明基板的透过率不低于99％；

优选地，所述光控取向膜的厚度为100-110nm；

优选地，所述液晶聚合物薄膜的厚度为1.85-1.92μm；

优选地，所述光控取向膜的分子指向矢方向沿水平方向周期性渐变，沿垂直方向保持不变。

3.根据权利要求1或2所述的液晶聚合物偏振光栅，其特征在于，所述液晶聚合物偏振光栅包括三个衍射级次；

优选地，所述液晶聚合物偏振光栅的衍射角与入射光的偏振态相关；

优选地，所述液晶聚合物偏振光栅对不同偏振态的入射光的衍射角不同；

优选地，所述入射光为左旋圆偏振光，所述液晶聚合物偏振光栅的衍射级次为正1级，且衍射光向左偏折；

优选地，所述入射光为右旋圆偏振光，所述液晶聚合物偏振光栅的衍射级次为负1级，且衍射光向右偏折；

优选地，所述入射光为线偏振光入射，所述液晶聚合物偏振光栅的衍射级次包括正1级和负1级，其中正1级的衍射光的偏振态为左旋圆偏振光，负1级的衍射光的偏振态为右旋圆偏振光。

4.根据权利要求1-3任一项所述的液晶聚合物偏振光栅的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)在透明基板的一侧形成光控取向膜；

(2)对所述光控取向膜进行取向处理，使所述光控取向膜的分子指向矢呈预设分布；

(3)在进行所述取向处理之后的光控取向膜上涂布形成液晶聚合物前体薄膜；

(4)所述液晶聚合物前体薄膜在紫外光作用下发生分子指向矢的变化，形成液晶聚合物薄膜，去除或不去除透明基板，得到所述液晶聚合物偏振光栅。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在进行步骤(1)之前，对透明基板进行清洗；

优选地，所述清洗的方法包括：将所述透明基板用洗液超声清洗20-40分钟，再用超纯水超声清洗两次，每次各8-10分钟，然后在100-120℃烘箱中烘干40-60分钟，最后进行紫外光臭氧清洗30-45分钟；

优选地，所述洗液为丙酮和/或乙醇；

优选地，步骤(1)所述形成光控取向膜的方法包括：在透明基板的一侧表面旋涂光取向剂，退火，形成所述光取向膜；

优选地，所述旋涂光取向剂的方法包括：用旋涂仪在500-800r/min的转速下旋涂光取向剂5-10s，然后在2500-3500r/min的转速下旋涂光取向剂50-60s；

优选地，所述退火的温度为100-120℃，退火的时间为10-12min。