【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及全息投影显示领域，更具体地，涉及一种低收缩的全息聚合物分散液晶材料、光栅器件及其制备方法。
技术介绍
1、现今，随着市场需求和技术的不断更新迭代，多种多样的全息技术逐渐应用于人们生活中的各类场合之上，其中，全息显示技术正是全息技术最为直观的应用，随着全息技术的不断发展，全息显示技术也正逐渐融入反射平板显示器、教学展示、医学诊疗、军事科技等各个领域。
2、而液晶作为从上个世纪至今发展最快、应用最广、与人类生活最密切相关的光电材料之一，目前仍广泛应用于各种电子器件的显示，得益于液晶材料的可调谐性质，可以通过施加电场、磁场、热等外场，可以控制液晶分子的排列方向，从而实现器件的不同功能，极大地提高了目前电子产业中器件的多维度灵活控制性。其中，聚合物分散液晶（polymerdispersed liquid crystal, pdlc）是基于液晶／聚合物材料的一种光电功能器件，主要是通过光致聚合或者热致聚合引起相分离的方法将液晶和预聚物的混合液转变为以液晶微滴的形态分散在聚合物基底中，再利用液晶的电控特性，通过外加电压调控液晶分子的取向，从而改变液晶折射率，使其与聚合物折射率满足匹配或者不匹配关系，导致聚合物分散液晶薄膜在电场作用下实现光透过或光散射两种状态下切换。
3、而全息聚合物分散液晶 (holographic polymer dispersed liquid crystal,h-pdlc) 光栅的形成和制备离不开全息技术和聚合物分散液晶的发展，是二者的互相结合。其中，全息聚合物分散液晶材料是由向
4、全息聚合物分散液晶作为一种复合型材料，通常采用丙烯酸酯类的单体，丙烯酸类单体在干涉光场中曝光后引起单体聚合，聚合反应带来的原子间的距离的变化，以及从单体到聚合物过程中产生了熵的变化，由此产生材料收缩，会使得光栅周期发生变化，导致全息图呈现出失真等现象的产生，因此在实际应用中亟需解决丙烯酸类单体收缩的问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供了一种低收缩的全息聚合物分散液晶材料、光栅器件及其制备方法，降低了全息聚合物分散液晶材料在聚合固化过程中的收缩率，提高了全息聚合物分散液晶光栅器件的精度。
2、本专利技术采取的技术方案首先是提供了一种低收缩的全息聚合物分散液晶材料，以质量百分比计，包括：
3、溶剂：5%-10%，
4、液晶：35-55％，
5、光引发剂：0.5-2％，
6、协引发剂：0.5-10％，
7、第一单体：5-40％，
8、第二单体：5-40％，
9、第三单体：1-10％；
10、所述第一单体、第二单体和第三单体为具有不同官能度的丙烯酸酯；
11、所述第一单体选自4- 叔丁基环己基丙烯酸酯、c8-c10 丙烯酸酯及月桂酸甲基丙烯酸酯中的一种或多种；
12、所述第二单体选自三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯及二氧六圜二醇二丙烯酸酯中的一种或多种；
13、所述第三单体为3乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
14、在本技术方案中，通过加入了不同官能度的第一单体、第二单体和第三单体，可以通过调节所加入的不同官能度的单体的比例，提高单体聚合反应的转化效率，使得全息聚合物分散液晶材料更适宜于曝光加工，只需加入少量溶剂稀释，即可令单体进行有效的空间移动，提高所制备出的全息体光栅器件的效率及功能。具体地，令第一单体为单官能团单体，选自4- 叔丁基环己基丙烯酸酯、c8-c10 丙烯酸酯及月桂酸甲基丙烯酸酯中的一种或多种；第二单体为双官能团单体，选自三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯及二氧六圜二醇二丙烯酸酯中的一种或多种；第三单体为三官能团单体，具体地，为3乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；通过三种聚合物单体的组合使得全息聚合物分散液晶材料在干涉曝光后聚合固化过程中的收缩率变小，从而使得以全息聚合物分散液晶材料制备全息体光栅器件时的定向排列及光固化的所形成的光栅周期更为精密、可控。其次，通过对全息聚合物分散液晶材料中所包含的聚合物单体的选择及组合降低材料的收缩性，其原材料的来源广泛，获取容易，在保证了全息体光栅器件功能的同时，提高了生产便利性，降低了生产成本。
15、进一步地，所述光引发剂选自玫瑰红、亚甲基蓝及菲醌中的一种或多种。
16、进一步地，所述协引发剂选自甲基二乙醇胺、对苯甲磺酸及n-苯基甘氨酸中的一种或多种
17、进一步地，所述液晶选自e7、e63、p0616a、bl038及teb30a中的一种或几种。
18、进一步地，所述溶剂选自n，n-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸-2-乙基己酯、二甲基甲酰胺及n-乙基吡咯烷酮中的一种或几种。
19、本专利技术的另一目的在于提供一种全息聚合物分散液晶光栅器件的制备方法，此制备方法工艺简单，无需后固化，生产成本低，生产效率高，所述制备方法具体包括以下步骤：
20、将本技术方案中提供的低收缩的全息聚合物分散液晶材料混匀并灌入液晶盒中，暗室中静止放置，然后在双光束光源的干涉光场下干涉曝光。
21、可选地，所述干涉曝光的时间为1-5min，照射功率为3.5-5.5mw/cm2；所述双光束光源之间的夹角为40°-60°。
22、优选地，使用双光束夹角为50°、光功率为4.5mw/cm2的双光束光源对材料进行曝光，曝光时长为3min，以制备全息聚合物分散液晶光栅器件。
23、可选地，所述液晶盒的厚度为5μm-10μm。
24、优选地，在真空气氛下将上述低收缩的全息聚合物分散液晶混合液体灌装进液晶盒中，液晶盒厚度5μm，并于暗室中静置1h。
25、本专利技术的另一目的在于提供一种全息聚合物分散液晶光栅器件，由本技术方案提供的制备方法制备而成。
26、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：首先，通过向全息聚合物分散液晶材料引入不同官能度的第一单体、第二单体和第三单体三种单体，可以通过调节所加入的不同官能度的单体的比例，提高单体聚合反应的转化效率，使得全息聚合物分散液晶材料更适宜于曝光加工，提高了所制备的全息体光栅器件的功能。其次，具体地，令第一单体为单官能团单体，选自4- 叔丁基环己基丙烯酸酯、c8-c10 丙烯酸酯及月桂酸甲基丙烯酸酯中的一种或多种；第二单体为双官能团单体，选自三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯及二氧六圜二醇二丙烯酸酯中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低收缩的全息聚合物分散液晶材料，其特征在于，以质量百分比计，包括：
2.根据权利要求1所述的低收缩的全息聚合物分散液晶材料，其特征在于，所述光引发剂选自玫瑰红、亚甲基蓝及菲醌中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的低收缩的全息聚合物分散液晶材料，其特征在于，所述协引发剂选自甲基二乙醇胺、对苯甲磺酸及N-苯基甘氨酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的低收缩的全息聚合物分散液晶材料，其特征在于，所述液晶选自E7、E63、P0616A、BL038及TEB30A中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的低收缩的全息聚合物分散液晶材料，其特征在于 ，所述溶剂选自N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸-2-乙基己酯、二甲基甲酰胺及N-乙基吡咯烷酮中的一种或几种。
6.一种全息聚合物分散液晶光栅器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述干涉曝光的时间为1-5min，照射功率为3.5-5.5mW/cm2；且所述双光束光源之间的夹角为40°-60°。
8.
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在真空氛围下将所述低收缩的全息聚合物分散液晶材料混匀灌装入液晶盒中，并于暗室中静置1h。
10.一种全息聚合物分散液晶光栅器件，其特征在于，由权利要求6-9任一项所述的制备方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种低收缩的全息聚合物分散液晶材料，其特征在于，以质量百分比计，包括：
2.根据权利要求1所述的低收缩的全息聚合物分散液晶材料，其特征在于，所述光引发剂选自玫瑰红、亚甲基蓝及菲醌中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的低收缩的全息聚合物分散液晶材料，其特征在于，所述协引发剂选自甲基二乙醇胺、对苯甲磺酸及n-苯基甘氨酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的低收缩的全息聚合物分散液晶材料，其特征在于，所述液晶选自e7、e63、p0616a、bl038及teb30a中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的低收缩的全息聚合物分散液晶材料，其特征在于 ，所述溶剂选自n，n-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸-2-乙基己...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，李锐，杜有成，
申请(专利权)人：尼卡光学天津有限公司，
类型：发明
国别省市：
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