剪切液晶调光玻璃的试制

研究与综论

剪切液晶调光玻璃的试制

范志新

陈亮

刘磊

３００４０１）

（河北工业大学天津市

摘

要

介绍聚合物分散液晶（ＰＤＬＣ）和应变液晶（ＳＬＣ）概念，试制出剪切应变液晶调光玻璃样品，样品外观是散射

毛玻璃态，对样品施加剪切应力则变成半透明态。给出样品的调光效果照片，半透明态时用样品观察液晶显示器屏幕照片，用样品作屏幕投影效果照片，对样品在散射态的雾度和半透明态的透光率进行测试，对实验现象做出合理解释。剪切液晶调光玻璃是一种新型功能玻璃，在许多领域具有应用前景。关键词

聚合物分散液晶　应变液晶　调光玻璃　雾度　透光率

文献标识码：Ａ

文章编号：１００３－１９８７（２０１１）１２－００２３－０４

中图分类号：ＴＱ１７１

０　引言

聚合物分散液晶（ＰＤＬＣ：ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓｐｅｒｓｅｄＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）和聚合物网络液晶（ＰｏｌｙｍｅｒＮｅｔｗｏｒｋＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓ，ＰＮＬＣ）是液晶器件领域重要的研究课题，在调光玻璃、大屏幕显示、全息光栅、可调滤波器、可调衰减器等很多领域已经有实际应用。调光玻璃是一种智能型高档功能玻璃，通过电压控制调光玻璃在散射（透光不透明）态和透明态之间变化。这一变化实现了玻璃的通透性和保护隐私的双重要求，利用这一特性，调光玻璃广泛应用在高档办公室、机房、住宅、医疗机构、商业展示等领域。在近一步研究中人们还发现了应变效应，对ＰＤＬＣ膜或ＰＮＬＣ膜施加剪切（Ｓｈｅａｒｅｄ）、拉伸（Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ）或压缩（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ）应力时能对液晶有定向排列作用，使样品有散射态与透明态的变化，引起新的电光特性，这些效应称作应变液晶（ＳＬＣ：ＳｔｒｅｓｓｅｄＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）。ＳＬＣ在快速响应大相位延迟片、光栅常数随压力变化的全息光栅、散射滤光片和散射偏光片等器件上具有特殊应用而引起人们关注［１－９］。本文介绍剪切液晶调光玻璃的制备与应用展望。

ＭＲ１００、４％链转移剂和４％的光引发剂ＴＰＯ、２％硫嗡盐配制而成的。将液晶与预聚合物以１∶１的质量百分比混合成液晶胶。使用的玻璃是３ｍｍ厚浮法玻璃（河北南玻公司提供）。使用的衬垫料微球直径为２０µｍ（深圳纳微科技公司提供）。将玻璃清洗干净，在一张玻璃上撒布２０µｍ衬垫粉微球，之后盖上另一张玻璃，两张玻璃大部分重合，上下留出小部分不重合的台阶边（方便后续施加应力实验）。用注射器将液晶胶滴在台阶处下面玻璃上，靠毛细现象使液晶胶充满在两张玻璃间重合部分。把夹着液晶胶的两张玻璃放置于２４Ｗ紫外灯下进行紫外固化，样品距离灯在３０ｃｍ，曝光５ｍｉｎ，样品由固化前透明变成固化后散射毛玻璃。

实验方法是在对样品施加剪切应力观察样品透光情况，通过样品观察液晶显示器画面，用样品作透明投影屏幕观察投影效果，用偏光显微镜观察样品在施加剪切应力前后的织构，用紫外可见光分光光度计测试样品施加剪切应力前后的透光率曲线。

２　实验结果与分析

用手对样品上下玻璃对向进行挤压以施加剪切应力，观察到样品有透光和散射的变化。用不锈钢方管制作了玻璃包框，在玻璃包框上打出孔安装了钥匙，拧转钥匙就可以方便施加剪切应力，如图１所示。图１（ａ）是样品散射态，照片下方的钥匙处在水平位置，图１（ｂ）是样品透光态，钥匙处在竖直位置。由图１可以看出，在近距离内散射态时看不清楚

１　样品制备与实验方法

样品制备实验中使用的向列相液晶材料是ＰＤＬＣ００５（石家庄鹿泉新型电子材料厂提供），其双折射nｏ＝１．５１７，nｅ＝１．７２３。使用的预聚合物是３０％的环氧树脂ＤＣＬ３０００、６０％聚脂丙烯酸酯

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