一种多组分复合体系的光驱液晶光调控器的制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种基于光驱动响应的液晶光调控器的制备方法，制备成两种液晶光驱调控器，一种为旋涂于基板上的液晶性聚合薄膜的方式，另一种为以该液晶性聚合薄膜基板为取向层的液晶器件方式；两种方式均可实现驱动光辐射后液晶性复合薄膜/液晶盒有效双折射率变化，实现了通过驱动光辐照后，液晶光调控器的延迟量可以因光驱动调控而变化。本发明专利技术经过材料比例及聚合条件的优化，可以实现液晶复合光调控器光致双折射率的定量调控。本发明专利技术既可获得薄膜性液晶光调控器，又可获得液晶盒型光调控器；该方法简单易行，且该液晶光调控器为光驱动方式，绿色环保，可远程控制，可广泛应用于光驱液晶光波导、光通信、光致位相/光强调控器等诸多领域。器等诸多领域。器等诸多领域。

【技术实现步骤摘要】
一种多组分复合体系的光驱液晶光调控器的制备方法


[0001]本专利技术涉及液晶光调控
，尤其涉及一种将光敏/液晶材料复合体系制备成液晶光调控器的制备方法。

技术介绍

[0002]传统电驱动液晶光调控器件是依赖于电场作用开关的控制系统，电驱动造成液晶器件结构必须有导电膜，该薄膜制备不仅温度高且需额外增加成本且作为电控开关的“黑栅”还会降低光耐受阈值并产生阵列结构的多个衍射干扰像。相比电驱动液晶光调制器件，光驱动液晶光调制器件作为一种绿色调控驱动方式，不但驱动成本低，且无需导电膜的结构使其可以匹配高能使用环境；且像素分辨率在理论上只受光学成像系统的限制，没有加工工艺水平的限制，展现绝对的优势。本专利技术的液晶空间光调控器，光源远程遥控无需电路控制复杂体系，结构相对简单；器件核心材料多为成熟有机材料，制备方法简单，无特殊条件限制。不仅可以实现远程控制，器件体积小、灵敏度高，且响应精度高、速度快等，光调控方式相比电驱动绿色节能环保，可广泛应用于光驱液晶光波导、光通信、光致位相/光强调控器等诸多领域，因而受到了人们的广泛关注。
[0003]目前，技术比较成熟的光驱调控器主要依赖于电光晶体的应用，利用具有紫外光电导特性的硅酸铋等晶体作为光寻址液晶光调控器的光敏层；利用其有、无紫外光辐照下从低变到高的电阻值变化，从而更改液晶层上的电控制信号的强弱。其根本的实现方式仍是通过电信号来控制液晶双折射特性，无法彻底规避传统电控光调制器的致命缺点和使用限制。在纯光调控技术研究方面，主要有单分子组装膜技术、偶氮双亲性分子/偶氮纳米粒子的掺杂技术、液体界面取向技术等，上述得体系在不同光照条件下实现不同取向力的作用基团占主导作用，从而光诱导液晶进行取向方向的切换。但是分子组装体系，只是基板表面组装一层分子，数量及密度较小，对液晶的取向操控性比较差，取向的可逆性不好；是其致命缺陷。相比，掺杂体系及溶液界面技术则占有数量上的绝对优势，对液晶的取向操控作用较强，但是其缺点是需要借助成分改变或者温度的外部辅助才能实现对液晶取向的调控，不能像分子组装体系一样进行高效地、实时地调控。因此，本专利技术技术旨在将二者优势互补，实现液晶光调控器真正意义上的高效率地、实时性光调控技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种多组分复合体系的光驱液晶光调控器的制备方法。可将多可聚合官能团及单可聚合官能团的液晶单体材料，多可聚合官能团及单可聚合官能团的偶氮光敏材料，多可聚合官能团及单可聚合官能团的烷基长链材料以及光敏引发剂等混合，针对单可聚合官能团的烷基长链材料对聚合物薄膜的影响，通过改变单可聚合官能团的烷基长链材料的浓度来优化聚合物薄膜在光辐照后光致延迟量达到最理想的效果。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种多组分复合体系的光驱液晶光
调控器的制备方法，包括以下步骤：S1：将25%
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30%的多可聚合官能团及单可聚合官能团的液晶单体材料、5%
‑
8%的多可聚合官能团及单可聚合官能团的偶氮光敏材料、2%
‑
5%的多可聚合官能团及单可聚合官能团的烷基长链材料以及2%
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3%的光敏引发剂混合，加入溶剂的量占总溶液的60%
‑
80%并均匀混合；S2：将第一玻璃片（2cm*2cm）清洁烘干后，使用匀胶机旋涂聚酰亚胺取向剂在所述第一玻璃片上，摩擦机进行取向，去离子水清洗，得到的非光敏性的摩擦聚酰亚胺薄膜基板；S3：将第二玻璃片（2cm*2cm）清洁烘干后利用旋涂法将S1所得的溶液用胶头滴管滴0.2
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0.3毫升，旋涂在所述第二玻璃片上，加热台温度设定为40
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45度，同时通入氮气保护，400
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405nm紫外光光照聚合（聚合光源功率为400
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410mw/cm2），得到聚合物薄膜基板；S4：取两片所述聚合物薄膜基板，或取一片所述摩擦聚酰亚胺薄膜基板与一片所述聚合物薄膜基板，将两个基板反向平行排列并用10um间隔子控制间隙，再用AB胶固定封严，注入向列相液晶，得到聚合物薄膜取向层的三明治结构的液晶盒；S5：将所述液晶盒前后结合两个偏振片使用，两个偏振片的方向相互垂直且固定不变；S6：将驱动光通过前面的偏振片驱动液晶盒。
[0006]进一步地，还包括使用所述摩擦聚酰亚胺薄膜基板、所述聚合物薄膜基板直接在前后结合两个偏振片放置于驱动光路中使用的步骤，两个偏振片的方向相互垂直且固定不变。
[0007]进一步地，所述多可聚合官能团及单可聚合官能团的液晶单体材料为30%。
[0008]进一步地，所述多可聚合官能团及单可聚合官能团的偶氮光敏材料为5%。
[0009]进一步地，所述多可聚合官能团及单可聚合官能团的烷基长链材料为2%。
[0010]进一步地，所述光敏引发剂为3%。
[0011]进一步地，所述S2中聚酰亚胺取向剂的用量为0.0125
‑
0.025ml/ cm2。
[0012]进一步地，所述S3中取S1所得溶液的用量为0.05
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0.075 ml/ cm2。
[0013]实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：本专利技术制备的液晶空间光调制器，实现了液晶调控器的驱动光辐照后，该调制器的延迟量可以因光驱动调控而变化。本专利技术经过材料比例及聚合条件的优化，可以实现液晶复合光调控器光致双折射率的定量调控。本专利技术的制备方法，既可获得薄膜性液晶光调控器，又可获得液晶盒型光调控器；该方法简单易行，且该液晶光调控器为光驱动方式，绿色环保，可远程控制，可广泛应用于光驱液晶光波导、光通信、光致位相/光强调控器等诸多领域。
附图说明
[0014]图1是聚合物薄膜表面单可聚合官能团的偶氮光敏材料在驱动光照射下分子的形变结构示意图；图2是聚合物薄膜的结构示意图；图3是聚合物薄膜取向做成的三明治结构的液晶盒光照前的结构示意图；图4是聚合物薄膜取向做成的三明治结构的液晶盒光照前的结构示意图；
图5是驱动光照射时整个光路结构示意图；图6是聚合物薄膜在驱动光照射之下液晶光调控器件的透过率波形变化图；图7是液晶盒在驱动光照射之下液晶光调控器件的透过率波形变化图；图8是聚合物薄膜液晶光调控器在波长为600~800nm时光致延迟量的变化数据；图9是以聚合物薄膜取向层的液晶盒光调控器在波长为500~600nm时光致延迟量的变化数据。
具体实施方式
[0015]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。
[0016]本专利技术的目的是提供一种基于光驱动响应的液晶光调控器的制备方法。将多可聚合官能团及单可聚合官能团的液晶单体材料，多可聚合官能团及单可聚合官能团的偶氮光敏材料，多可聚合官能团及单可聚合官能团的烷基长链材料以及光敏引发剂等混合，针对单可聚合官能团的烷基长链材料对聚合物薄膜的影响，通过改变单可聚合官能团的烷基长链材料的浓度来优化聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多组分复合体系的光驱液晶光调控器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将重量份百分比为25%
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30%的多可聚合官能团及单可聚合官能团的液晶单体材料、5%
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8%的多可聚合官能团及单可聚合官能团的偶氮光敏材料、2%
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5%的多可聚合官能团及单可聚合官能团的烷基长链材料以及2%
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3%的光敏引发剂混合，加入溶剂的量占总溶液的60%
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80%并均匀混合；S2：将第一玻璃片清洁烘干后，使用匀胶机旋涂聚酰亚胺取向剂在所述第一玻璃片上，摩擦机进行取向，去离子水清洗，得到的非光敏性的摩擦聚酰亚胺薄膜基板；S3：将第二玻璃片清洁烘干后利用旋涂法用胶头滴管取S1所得的溶液，旋涂在所述第二玻璃片上，加热台温度设定为40
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45度，同时通入氮气保护，400
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405nm紫外光光照聚合，得到聚合物薄膜基板；S4：取两片所述聚合物薄膜基板，或取一片所述摩擦聚酰亚胺薄膜基板与一片所述聚合物薄膜基板，将两个基板反向平行排列并用10um间隔子控制间隙，再用AB胶固定封严，注入向列相液晶，得到聚合物薄膜取向层的三明治结构的液晶盒；S5：将所述液晶盒前后结合两个偏振片使用，两个偏振片的方向相互垂直且固定不变；...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚丽双，杨迎，孙敬伟，
申请(专利权)人：汕头大学，
类型：发明
国别省市：