[发明专利]可电压调节颜色的聚合物分散液晶薄膜及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种可电压调节颜色的聚合物分散液晶薄膜及其制备和应用，该聚合物分散液晶薄膜具有三层结构，第一层为带有氧化铟锡导电层且具有抗紫外功能的聚酯薄层，第二层为聚合物分散液晶薄层，第三层为带有氧化铟锡导电层且含有电致变色材料的聚酯薄层；第二层处于第一层和第三层之前，且第一层的氧化铟锡导电层和第三层的氧化铟锡导电层均与第二层相紧邻；第一层中含有重量分数为0.1～2％的抗紫外剂，该抗紫外剂选用苯并三唑类紫外线吸收剂；第三层中含有电致变色材料，该电致变色材料选用聚噻吩类衍生物和/或三苯胺类衍生物。本发明的聚合物分散液晶薄膜能够实现在外加电场作用下，通过调节电压来呈现颜色改变。

技术领域

本发明涉及一种聚合物分散液晶薄膜，具体涉及一种可电压调节颜色的聚合物分散液晶薄膜及其制备和应用。

背景技术

电致变色指的是一些材料在外加电压或者电流的作用下，在双重注入或者抽取下发生氧化还原现象。材料的反射率、透过率、吸收率等光学属性，在外加电场作用下形成色心或者产生带颜色的化合物。表现为外观上颜色和透明度的可逆变化，也称为电色(EC)现象。电致变色材料也凭借这一特点，成为了一种典型的智能材料，因为具有制造成本低、工作温度范围广及色彩丰富等。在全世界被寄予了高度的关注，对于电致变色材料的研究逐年增加，特别是由电致变色材料制作成的柔性电致变色器件，已经成为了显示领域的一个研究热点。

电致变色材料分为两类：一个是无机电致变色材料，另一个是有机电致变色材料。其中，有机电致变色材料按致色原理主要分为三大类：导电聚合物、金属有机络合物以及氧化还原型化合物。以聚噻吩及其衍生物为功能材料的电致变色材料已经得到了大范围的研究。但市场上的具体应用实例还没有得到开展。

聚合物分散液晶(PDLC)是将向列相液晶微滴均匀分散在聚合物集体中而形成的复合材料。制备聚合物分散液晶薄膜时，液晶与聚合单体在热或者光的条件下，聚合单体发生聚合反应，随着分子量的增加，与液晶的相容性下降，导致液晶在体系中逐步析出。

由于液晶分子赋予了聚合物分散液晶薄膜独特的光电性质，PDLC薄膜受到了广泛地关注，并有着广阔的应用前景。聚合物分散液晶薄膜作为一种固态膜，不仅可以制作大面积或可弯曲的柔性显示器，还应用于智能玻璃、光控开关、汽车盖板、光敏或力敏元件等其他领域。

虽然聚合物分散液晶薄膜已经应用在一些领域，但人们对于显示材料的性能需求总是在不断提高，聚合物分散液晶存在高驱动电压、动态响应慢等特点，会在应用方面受到一定的限制。因此，制备具有新功能的聚合物分散液晶薄膜一直是人们渴望获得突破的研究重点。

发明内容

本发明的目的是提供一种可电压调节颜色的聚合物分散液晶薄膜及其制备和应用，解决了现有液晶薄膜响应慢的问题，该聚合物分散液晶薄膜驱动电压低、响应速度快，同时使用的液晶分子结构简单、价格低廉，对于降低薄膜的生产成本有着重要的作用。

为了达到上述目的，本发明提供了一种可电压调节颜色的聚合物分散液晶薄膜，该聚合物分散液晶薄膜具有三层结构，第一层为带有氧化铟锡导电层且具有抗紫外功能的聚酯薄层，第二层为聚合物分散液晶薄层，第三层为带有氧化铟锡导电层且含有电致变色材料的聚酯薄层；第二层处于第一层和第三层之前，且第一层的氧化铟锡导电层和第三层的氧化铟锡导电层均与第二层相紧邻；所述第一层中含有重量分数为0.1～2％的抗紫外剂，该抗紫外剂选用苯并三唑类紫外线吸收剂；所述第三层中含有电致变色材料，该电致变色材料选用聚噻吩类衍生物和/或三苯胺类衍生物；在所述第一层和第三层中，聚酯薄层的基材选用聚对苯二甲酸丁二醇酯基底，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯基底的厚度为20～100μm；所述氧化铟锡导电层的透光度为80～95％，其电阻率介于5～1000Ω·cm之间；所述聚合物分散液晶薄层是由0～40份热可聚合单体、1～40份紫外可聚合单体、50～70份向列相液晶、1～3份间隔粒子、0.1～5份光引发剂、0.1～3份固化剂进行聚合反应获得的，其厚度为10～14μm；其中，所述向列相液晶的双折射率为0.1～0.41，清亮点为45～120℃，响应时间1～20ms；所述间隔粒子选用直径为1～40μm的玻璃微珠。