一种全息聚合物分散液晶材料及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种全息聚合物分散液晶材料及其应用。所述全息聚合物分散液晶材料包括液晶组合物、可聚合单体和在可见光波段可固化的胶水；所述液晶组合物包括如下式I~式III所示化合物，所述可聚合单体包括至少一种如下式IV所示化合物。本发明专利技术中提供的全息聚合物分散液晶材料具有优异的性能，由此制备得到的体全息光栅具有高的衍射效率、低的雾度，以及可以在全息态及透明态之间切换，可满足体全息光波导的应用要求。的应用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种全息聚合物分散液晶材料及其应用


[0001]本专利技术属于液晶材料
，具体涉及一种全息聚合物分散液晶材料及其应用。

技术介绍

[0002]全息聚合物分散液晶(Holographic polymer dispersed liquid crystal，HPDLC)是一种新型全息材料，具有成本低廉、制作工艺简单、衍射效率高且雾度低等突出优势，与光致聚合物（PP）相比，由于液晶材料具有双折射，且可以对电场产生感应，可以在no及ne之间切换，因此可以使用电信号对光栅进行调谐，不加电压时液晶折射率与聚合物存在较大差值，器件呈现全息状态，当施加电压时，液晶发生偏转，此时液晶折射率与聚合物近似，器件将不再呈现全息状态。
[0003]随着液晶技术的发展，对于全息聚合物分散液晶材料的研究越来越受到人们的关注。CN106950744A公开了一种全息聚合物分散液晶光栅及其制备方法。所述全息聚合物分散液晶光栅是由包括复配液晶、以及可光聚合单体在内的混合物经全息记录处理后得到的；复配液晶包括第一类液晶化合物、以及第二类液晶化合物；其中，第一类液晶化合物为联苯氰类液晶化合物；所述第二类液晶化合物包括液晶ZLI
‑
4792、液晶E7、液晶7CB、液晶5CB、液晶P01616A、液晶BL036、液晶TL213、液晶TEB30A、液晶ZLI
‑
1565、液晶TL
‑
205、液晶ZLI
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3417
‑
100、以及液晶BL038中的至少一种；复配液晶中，第一类液晶化合物与第二类液晶化合物两者的质量比为3/26~15/10；复配液晶与可光聚合单体两者的质量比为25/50~50/30。该技术方案中通过对关键全息聚合物分散液晶光栅的结构、组成以及相应制备方法进行改进，对改善全息聚合物分散液晶光栅衍射效率、以及驱动电压要求的提供了一种新途径。
[0004]CN104076424A公开了一种全息聚合物分散液晶光栅及其制备方法。所述制备方法包括：通过将由单体、交联剂、协引剂和光敏引发剂组成预聚物与向列相液晶均匀混合后灌入液晶盒中，于全息干涉光场中进行光致聚合反应形成全息聚合物分散液晶光栅并固定聚合物分散液晶光栅，然后把液晶盒放入有机溶剂中以清洗向列相液晶和没有发生完全反应的残余物，之后将蓝相液晶再灌入液晶盒中得到全息聚合物分散液晶光栅。该技术方案通过降低全息聚合物分散液晶光栅的驱动电压，使得制备得到的全息聚合物分散液晶光栅具有毫秒级以下的响应时间。
[0005]由上述内容可知，HPDLC的组分主要包含丙烯酸酯单体、聚氨酯丙烯酸酯预聚物、光引发剂、液晶以及少量添加剂，材料曝光时，聚合物单体发生聚合反应，随着聚合反应的进行，液晶与聚合物发生相分离，聚合反应的速度是影响相分离的关键因素，反应速度过快，则聚合物无法形成光栅结构，反应速度过慢，液晶会被聚合物包裹，无法相分离完全，导致衍射效率低下，雾度升高。现有技术的HPDLC材料，由于液晶与聚合物分相不完全，导致较低的衍射效率，以及较高的雾度，暂时无法满足体全息光波导的应用要求。
[0006]因此，如何提供一种新型的HPDLC材料，由此制备得到的体全息光栅具有高的衍射
效率、低的雾度，以及可以在全息态及透明态之间切换，使其满足体全息光波导的应用要求，已成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种全息聚合物分散液晶材料及其应用。本专利技术中通过对全息聚合物分散液晶材料进行设计，通过选用具有特定结构式的液晶组合物和可聚合单体，制备得到的全息聚合物分散液晶材料具有优异的性能，由此制备得到的体全息光栅具有高的衍射效率、低的雾度，以及可以在全息态及透明态之间切换，可满足体全息光波导的应用要求。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种全息聚合物分散液晶材料，所述全息聚合物分散液晶材料包括液晶组合物、可聚合单体和在可见光波段可固化的胶水；
[0010]所述液晶组合物包括如下式I~式III所示化合物，所述可聚合单体包括至少一种如下式IV所示化合物：
[0011]式I；
[0012]式II；
[0013]式III；
[0014]式IV；
[0015]其中，R1、R3各自独立地表示、、、、直链或支链的C1~C7烷基、C1~C7烷氧基、C2~C7链状烯基、C3~C7链状烯氧基，、、、、直链或支链的C1~C7烷基、C1~C7烷氧基、C2~C7链状烯基、C3~C7链状烯氧基中至少一个氢原子可以被氟原子取代；
[0016]R2、R4各自独立地表示直链或支链的C1~C7烷基、C1~C7烷氧基、C2~C7链状烯基、C3~C7链状烯氧基，直链或支链的C1~C7烷基、C1~C7烷氧基、C2~C7链状烯基、C3~C7链状烯氧基中至少一个氢原子可以被氟原子取代；
[0017]Sp1、Sp2各自独立地表示单键、C1~C6直链烷基，C1~C6直链烷基中至少一个
‑
CH2‑
可以被
‑
O
‑
、
‑
COO
‑
或
‑
C=C
‑
取代；
[0018]L1表示F、Cl、直链或支链的C1~C7烷基、C3~C6环烷基、C1~C7烷氧基、C2~C7链状烯基、C3~C7链状烯氧基；
[0019]p表示1~5的整数，q表示0~4的整数。
[0020]本专利技术中，通过对全息聚合物分散液晶材料进行设计，通过选用具有特定结构式的液晶组合物和可聚合单体，制备得到的全息聚合物分散液晶材料具有优异的性能，由此
制备得到的体全息光栅具有高的衍射效率、低的雾度，以及可以在全息态及透明态之间切换，可满足体全息光波导的应用要求。
[0021]本专利技术中，式I及式II所示化合物可提升液晶的互溶性，使液晶在较低温度下可维持向列相，式III所示化合物可提升液晶的清亮点，使液晶具有较高的工作温度，式IV所示化合物选择双官能团的可聚合单体，具有适中的聚合速度，可以使液晶与聚合物在聚合的过程中更易分相。本专利技术中，通过式I至式IV化合物的配合作用，制备得到的全息聚合物分散液晶材料具有优异的性能，由此制备得到的体全息光栅具有高的衍射效率、低的雾度。
[0022]本专利技术中，所述C1~C7中碳原子的个数可以是1、2、3、4、5、6或7。
[0023]所述C2~C7中碳原子的个数可以是2、3、4、5、6或7。
[0024]所述C3~C7中碳原子的个数可以是3、4、5、6或7。
[0025]所述C1~C6中碳原子的个数可以是1、2、3、4、5或6。
[0026]所述C3~C6中碳原子的个数可以是3、4、5或6。
[0027]所述p表示1、2、3、4或5的整数，q表示0、1、2、3或4的整数。
[0028]本专利技术中，在可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全息聚合物分散液晶材料，其特征在于，所述全息聚合物分散液晶材料包括液晶组合物、可聚合单体和在可见光波段可固化的胶水；所述液晶组合物包括如下式I~式III所示化合物，所述可聚合单体包括至少一种如下式IV所示化合物：式I；式II；式III；式IV；其中，R1、R3各自独立地表示、、、、直链或支链的C1~C7烷基、C1~C7烷氧基、C2~C7链状烯基、C3~C7链状烯氧基，、、、、直链或支链的C1~C7烷基、C1~C7烷氧基、C2~C7链状烯基、C3~C7链状烯氧基中至少一个氢原子可以被氟原子取代；R2、R4各自独立地表示直链或支链的C1~C7烷基、C1~C7烷氧基、C2~C7链状烯基、C3~C7链状烯氧基，直链或支链的C1~C7烷基、C1~C7烷氧基、C2~C7链状烯基、C3~C7链状烯氧基中至少一个氢原子可以被氟原子取代；Sp1、Sp2各自独立地表示单键、C1~C6直链烷基，C1~C6直链烷基中至少一个
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CH2‑
可以被
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O
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、
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COO
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或
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C=C
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取代；L1表示F、Cl、直链或支链的C1~C7烷基、C3~C6环烷基、C1~C7烷氧基、C2~C7链状烯基、C3~C7链状烯氧基；p表示1~5的整数，q表示0~4的整数。2.根据权利要求1所述的全息聚合物分散液晶材料，其特征在于，所述式I所示化合物包括如下式I
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1~I
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4所示化合物：式I
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1；式I
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2；式I
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3；式I
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4。3.根据权利要求1所述的全息聚合物分散液晶材料，其特征在于，所述式II所示化合物包括如下式II
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锐，刘万里，赵鑫，郑昱，
申请(专利权)人：北京灵犀微光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：