本發(fā)明涉及彩色液晶顯示領(lǐng)域，具體涉及一種紅外光禁帶可調(diào)諧的膽甾相液晶器件的制備方法。

背景技術(shù)：

膽甾相液晶由于其自組織螺旋結(jié)構(gòu)，有著獨特的布拉格反射特性：λ＝n×p。而螺距p容易被外界刺激而改變，如光照、電場、溫度、磁場、機械壓力等。因此，人們利用螺距p的這種特性，實現(xiàn)了對反射波長的動態(tài)調(diào)控，并且運成功用在傳感器，濾波器，可調(diào)諧激光器，信息存儲等方面。

由于光調(diào)控具有方便，響應(yīng)時間快，對材料無損害，可恢復(fù)等特性，一直受到人們廣泛的研究。目前為止，人們研究的光調(diào)控的主要方法是向向列型液晶中摻雜具有光敏的手性分子，這些光敏手性分子一般至少具有兩種穩(wěn)態(tài)，這兩種穩(wěn)態(tài)可以通過光照射進行轉(zhuǎn)換。此外，這些手性分子的兩種穩(wěn)態(tài)具有不同的HTP值，從而誘導(dǎo)液晶分子產(chǎn)生具有不同螺距的螺旋結(jié)構(gòu)。然而，迄今為止，人們使用的光源大多是高能量的紫外光源，這可能導(dǎo)致材料的破壞，環(huán)境的污染，不利于人體健康等，并且紫外光的穿透力差，不利于遠距離的空間調(diào)制。而近紅外光由于其杰出的滲透能力，強的材料激活性能和不可見特性，一直以來在生命科學(xué)，材料科學(xué)和航天航空方面受到廣泛的應(yīng)用。

因此，開發(fā)近紅外光響應(yīng)材料是至關(guān)重要的，通過紅外光遠距離的，可逆的動態(tài)調(diào)控膽甾型液晶的反射波長是一種極其吸引人的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種紅外光禁帶可調(diào)諧的膽甾相液晶器件的制備方法，以解決紫外光調(diào)控對材料的破壞，環(huán)境的污染，人體健康的危害等問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種紅外光禁帶可調(diào)諧的膽甾相液晶器件的制備方法，其特征在于：將液晶盒的其中一個石英玻璃片的內(nèi)表面旋涂紅外吸收材料，再將配制好的膽甾相液晶灌入液晶盒，可通過紅外光照射對膽甾相液晶的禁帶進行調(diào)控。

所述的一種紅外光禁帶可調(diào)諧的膽甾相液晶器件的制備方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

(1)膽甾相液晶的制備

膽甾相液晶由向列相液晶E7和手性劑S811構(gòu)成，膽甾相液晶的配比為向列相液晶E7/手性劑S811＝70％/(27-30)％，稱取定量的膽甾相液晶，并將膽甾相液晶在熱臺上加熱攪拌，加熱時間40-60min，加熱溫度為90-110℃；

(2)薄膜溶液的制備

將PMMA和紅外吸收材料PBIBDF-BT分別融入氯仿中，其中紅外吸收材料PBIBDF-BT分子式為：

在震蕩儀上震蕩3天使之充分溶解，之后將兩者混合，配制成濃度為15-25mg/ml的PMMA和1-4mg/ml的紅外吸收材料PBIBDF-BT的混合溶液；

(3)器件的制備

將步驟(2)所得的混合溶液采用旋涂儀旋涂在已經(jīng)清洗干凈的石英玻璃片上，旋涂儀先以800r的速率轉(zhuǎn)動6s，再以3000r的速率轉(zhuǎn)動30s，使之均勻成膜，然后再抽真空30-60min，使膜緊貼在石英玻璃片上，再用鐵刷在旋涂好膜的石英片上均勻摩擦取向；取另一片石英玻璃片，將兩片石英玻璃片用固化膠貼合起來，制成液晶盒，液晶盒盒厚通過20μm的間隔子來控制；最后取步驟(1)配制好的液晶溶液，灌入制好的液晶盒中。

本發(fā)明的原理是：

液晶在室溫下為近晶C相，當溫度上升到28℃時會產(chǎn)生相變，由近晶C相向膽甾相轉(zhuǎn)變，并且在膽甾相液晶態(tài)時，溫度的微小的變化會產(chǎn)生大的螺距變化。

紅外吸收材料PBIBDF-BT的吸收峰在850nm，使得在用近紅外光照射時會吸收紅外光而發(fā)熱，使得液晶發(fā)生相變。

與傳統(tǒng)的紫外光禁帶可調(diào)諧的膽甾相液晶器件相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明利用向列相液晶摻雜手性劑進行器件制備，工藝簡單，實施性強。

2、本發(fā)明通過紅外光照射可以對膽甾相液晶禁帶進行調(diào)控，調(diào)控范圍可以達到200nm。

3、本發(fā)明可以通過控制PBIBDF-BT材料濃度、紅外光波長、光強和照射時間實現(xiàn)不同速率和調(diào)諧范圍的調(diào)控。

4、本發(fā)明可以在紅外光照射時由近晶C態(tài)轉(zhuǎn)換為膽甾相，撤去光照后恢復(fù)到近晶C態(tài)，可反復(fù)使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所設(shè)計的紅外光禁帶可調(diào)諧的膽甾相液晶器件的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明所設(shè)計的紅外光禁帶可調(diào)諧的膽甾相液晶器件的紅外吸收材料的吸收光譜。

圖3是本發(fā)明所設(shè)計的紅外光禁帶可調(diào)諧的膽甾相液晶器件的膽甾相液晶的DSC圖，插圖分別為26℃和30℃時的相態(tài)圖。

圖4是本發(fā)明所設(shè)計的紅外光禁帶可調(diào)諧的膽甾相液晶器件在850nm光照射下禁帶的變化圖。

具體實施方式

如圖1所示為基于紅外光禁帶可調(diào)諧的膽甾相液晶器件結(jié)構(gòu)圖，由一層旋涂有紅外吸收材料PBIBDF-BT的石英玻璃基板2和一層透明的石英玻璃基板1以及中間的液晶層3組成。

實施例

一種紅外光禁帶可調(diào)諧的膽甾相液晶器件的制備方法，包括以下步驟：

(1)膽甾相液晶的制備

膽甾相液晶由向列相液晶E7和手性劑S811構(gòu)成，膽甾相液晶的配比為向列相液晶E7/手性劑S811＝70％/30％，稱取定量的膽甾相液晶，并將膽甾相液晶在熱臺上加熱攪拌，加熱時間60min，加熱溫度為95℃；

如圖2所示，用差熱示差掃描熱儀對膽甾相液晶做DSC測試，從圖中我們可以見到在28℃左右，手性向列型液晶會發(fā)生相變，由近晶C相向膽甾相轉(zhuǎn)換。在發(fā)生相變前(26℃)時和發(fā)生相變后(30℃)，在金相顯微鏡下拍攝的相態(tài)圖，如圖2中插圖中所示，以此證明相態(tài)的轉(zhuǎn)變。

(2)薄膜溶液的制備

將PMMA和紅外吸收材料PBIBDF-BT分別融入氯仿中，其中紅外吸收材料PBIBDF-BT分子式為：

在震蕩儀上震蕩3天使之充分溶解，之后將兩者混合，配制成濃度為15-25mg/ml的PMMA和1-4mg/ml的紅外吸收材料PBIBDF-BT的混合溶液；

如圖3所示，用紫外可見近紅外分光光度計測量測量了紅外吸收材料PBIBDF-BT的吸收光譜?？梢钥闯觯?50nm左右有一個明顯的吸收峰。

(3)器件的制備

將步驟(2)所得的混合溶液采用旋涂儀旋涂在已經(jīng)清洗干凈的石英玻璃片上，旋涂儀先以800r的速率轉(zhuǎn)動6s，再以3000r的速率轉(zhuǎn)動30s，使之均勻成膜，然后再抽真空30min，使膜緊貼在石英玻璃片上，再用鐵刷在旋涂好膜的石英片上均勻摩擦取向；取另一片石英玻璃片，將兩片石英玻璃片用固化膠貼合起來，制成液晶盒，液晶盒盒厚通過20μm的間隔子來控制；最后取步驟(1)配制好的液晶溶液，灌入制好的液晶盒中。

膽甾相液晶在室溫下為近晶C相，當溫度上升到28℃時會產(chǎn)生相變，由近晶C相向膽甾相轉(zhuǎn)變，并且在膽甾相液晶態(tài)時，溫度的微小的變化會產(chǎn)生大的螺距變化。通過旋涂紅外吸收材料PBIBDF-BT，其吸收峰在850nm，使得在用近紅外光照射時會吸收紅外光而發(fā)熱，使得液晶發(fā)生相變。

對本發(fā)明方法的驗證：

如圖4所示，為850nm光照射下反射帶隨時間的變化圖，在照射50s后，測得它的反射帶的中心波長在700nm左右，隨著光照時間的增加，反射帶逐漸藍移，在3600s后逐漸穩(wěn)定，達到熱平衡狀態(tài)。因此，成功的通過紅外光照使得波長實現(xiàn)了200nm多的藍移。