[发明专利]一种光反射涂层及其制备方法和光学器件

说明书

本发明公开了一种光反射涂层及其制备方法和光学器件，该制备方法包括：采用包括热致变色胆甾相液晶聚合物与可光聚合液晶单体、光引发剂的原料混合配制混合溶液；而后将其涂布于基板上并平行取向，制得胆甾相液晶混合物涂层；再借助掩膜版在不同温度下用紫外光照射胆甾相液晶混合物涂层的不同区域，以使不同区域的胆甾相液晶混合物涂层在不同温度下发生交联固化反应，通过以上方法可制备具有可逆热致变色特性的图案化光反射涂层。

技术领域

本发明涉及光反射涂层制备技术领域，尤其是涉及一种光发射涂层及其制备方法和光学器件。

背景技术

液晶是一种兼有液体流动性和晶体光学各向异性的物质相态，基于液晶材料的器件尤其在显示领域特别常见。根据自组装的排列结构，热致液晶的相态主要有向列相、近晶相、胆甾相几种。胆甾相(Cholesteric，CLC)可以通过在向列相体系中添加具有旋光性的手性掺杂剂而获得。CLC具有螺旋结构，其中的液晶基元长轴在每一平行层间产生旋转，并能选择性地反射与螺距同一量级的波长的光。通过控制螺旋的手性以及螺距长度，不同的波长以及圆偏振光反射特性可任意调整。具有热致变色性能的CLC材料是利用螺距长度随温度的变化实现反射波长的改变；这些材料可广泛应用于各种光学器件中，比如能调控红外反射性的智能窗、变色标签光学传感器等。

聚合物的CLC材料因其良好的机械力稳定性可适用于涂层器件，并被用于各种响应型光学材料中。CLC涂层的常见制备方法为使用小分子的CLC单体作为预聚物，涂布于基板上以获得平行取向，然后通过把单体聚合成交联网络，涂层固化成型。

定制不同颜色图案的光学涂层也可通过CLC聚合物实现，具体可采取的路径包括：将具有热致变色特性的CLC预聚物在掩模版下以不同温度进行聚合以获得图案，亦或者将CLC聚合物颗粒分散在光敏胶中直接绘制图案。若所获得的图案结合热致变色特性，将会使其获得在更多方面的领域中的应用，如交互艺术，安全标识等。但现有报导的技术方案中均未能获得既能定制图案，又具有可逆热致变色性的CLC涂层，因为一般而言，交联网络在这两方面起到的作用是互相矛盾的。网络比例过多时，聚合后锁定结构颜色非常容易，但会因此失去热致变色性；网络比例少量时，的确能保有体系部分的热致变色性，但在不同固化温度下不能实现不同的热致变色性。并且有的体系获得的热致变色涂层其变色性质是不可逆的。因此，迫切需要寻求一种同时具备图案化和可逆热致变色性能的光学涂层。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种光发射涂层及其制备方法和光学器件。

本发明的第一方面，提出了一种光反射涂层的制备方法，包括以下步骤：

S1、采用包括热致变色胆甾相液晶聚合物、可光聚合液晶单体、光引发剂的原料混合配制混合溶液；

S2、将所述混合溶液涂布于基板上并平行取向，制得胆甾相液晶混合物涂层；

S3、借助掩膜版在不同温度下用紫外光照射所述胆甾相液晶混合物涂层的不同区域，以使所述不同区域的胆甾相液晶混合物涂层在不同温度下发生交联固化反应。

根据本发明实施例的光反射涂层的制备方法，至少具有以下有益效果：该制备方法采用包括具有热致变色特性的胆甾相液晶聚合物、可光聚合液晶单体、光引发剂的原料混合配制混合溶液体系，而后涂布于基板上并平行取向形成胆甾相液晶混合物涂层，再借助掩膜版在不同温度下通过紫外光照射涂层的不同区域，以使各区域的涂层在不同温度下发生交联固化反应，获得具有不同颜色图案和可逆热致变色性能的光反射涂层。以上所配制的混合溶液体系可使得胆甾相液晶基元的热致变色性质不会消失，且该响应性在任何温度范围内可逆。用热致变色胆甾相液晶聚合物作为主体可使得制备的涂层能够通过调节温度获得不同的反射颜色，并通过光固化的方式获得所需图案化涂层，并且该图案化涂层具有可逆热致变色特性。