●文/李祖华、范志新、李庆堂、周志远

深圳市三利谱光电科技股份有限公司/河北工业大学应用物理系

　　摘要：介绍聚合物分散液晶（PDLC）和应变液晶（SLC）以及散射偏光片概念，实验制备了应变液晶散射偏光片样品，样品由两张胶片夹层聚合物分散液晶膜，在紫外光固化过程中施加剪切应力所形成。给出样品偏光显微镜照片，可见光分光光度计偏光特性光谱分析。实验结果表明，应变液晶散射偏光片样品外观半透明，在正交偏光场中转动样品有颜色变化，通过样品观察液晶显示器屏幕不同角度下有透射和散射作用，光谱分析显示样品在绿光550nm波长处最大透光率T//~50%，最小透光率T//~5%，偏振度P~82%。实验结果对于研制实用的拉伸液晶散射偏光片具有参考意义。

　　关键词：光谱学、聚合物分散液晶、应变液晶、剪切液晶、散射偏光片

　　引言

　　聚合物分散液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystals，PDLC）是由聚合物与液晶构成的复合功能材料，在光阀、全息光栅和大屏幕及柔性显示等领域都有研究意义和实用价值，20多年来其电光特性已经被深入研究过[1-3]。近年来出现的应变液晶（Stressed Liquid Crystals，SLC）是对聚合物分散液晶膜或聚合物网络液晶膜（Polymer Network Liquid Crystals，PNLC）施加剪切（Sheared）、拉伸（Stretched）或压缩（Compressed）应力之下引起新的电光特性，并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[4-5]。

　　偏光片是一种重要的光学器件，广泛应用于各光学领域。偏光片分为吸收型偏光片和散射型偏光片两种，吸收型偏光片具有制备简单及应用范围广等优点，但这种偏光片的光利用效率低、易退偏。散射型偏光片常用的制备方法是将聚合物分散液晶(PDLC)膜单向拉伸使液晶分子取向排列，形成折射率各向异性，使垂直拉伸方向的偏振光可以透过，而平行拉伸方向上偏振光被散射。简单说来，吸收型偏光片发黑，散射型偏光片发白。文献6，7研究了聚合物网络稳定液晶电场可调散射偏光片，文献8研究了拉伸聚合物分散液晶膜散射偏光片的光学特性，表明拉伸使微滴内液晶分子取向趋于一致而具备散射偏光性质；文献9介绍了一种新型的基于定向电纺纤维膜的可调制偏振片的制备，显示有序纤维对液晶分子取向获得散射偏光效果，开辟了制备散射偏光片的一种新方法；文献10对玻璃基板样品的应变液晶散射偏光特性进行研究，该样品的外观是散射毛玻璃，施加剪切应力样品变得半透明而具有散射偏光特性，撤掉应力样品恢复散射状态。

　　但是由于玻璃基板样品不如胶片基板样品具有实用性，因此用胶片基板制备应变液晶散射偏光片是有意义的工作。

　　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MR100，4%链转移剂和4%的光引发剂TPO，2%硫嗡盐配制成预聚物。将液晶与预聚合物以1:1的质量百分比进行混合，分别在两片玻璃上平铺上胶片（0.1mm厚的复印投影胶片），在一张胶片上撒布20um衬垫粉微球，之后将混合物滴在胶片上，盖上另一片平铺着胶片的玻璃，两张胶片预先留出位错边，使液晶胶混合物充满在两张胶片间。把夹着胶片和液晶胶的两张胶片从玻璃上剥离下来，放置于25W紫外灯下进行紫外固化，样品距离灯在10cm之内，曝光1分钟后开始边进行固化边缓慢反向拉动上下层胶片施加剪切应力，持续约为1分钟，样品由透明变成半透明毛玻璃态，上下胶片拉不动为止。

　　实验方法是在偏光台上检验样品，用样品观测液晶显示屏幕，用紫外可见光分光光度计测试样品透光率曲线。

　　2、实验结果与分析

　　在偏光台上检验样品，样品在两片正交吸收型偏光片之间转动，看到有颜色变化，如图1照片所示。图1(a)是样品透光轴与与检偏光片透光轴夹角为0°，图1（b）是样品透光轴与检偏光片透光轴夹角为45°，图1(c）是样品透光轴与与检偏光片透光轴夹角为90°。由图1可以看出样品具有双折射干涉效果，说明样品中液晶分子有取向，另外显然可以看出，样品在正交偏光场中没有黑态。由于实验条件有限，样品并不完美，均匀性不好。

　　用样品观测液晶显示屏幕，由于液晶显示器透射的是偏振光，所以有透明与散射的变化，如图2照片所示。图2(a)是样品透光轴与液晶显示器表面偏光片透光轴重合，图2（b）是样品透光轴与液晶显示器表面偏光片透光轴夹角为45°，图2(c）是样品透光轴与液晶显示器表面偏光片透光轴相垂直。由图2可以看出样品具有散射偏光片作用，样品透光轴与液晶显示器表面偏光片透光轴方向一致时透明，样品透光轴与液晶显示器表面偏光片透光轴方向正交时散射，透光但不透明。但也还是由于样品不够完美，散射态遮光不够，即样品偏振度还不够高，有待于进一步提高偏振度。

　　用紫外可见光分光光度计测试样品透光率曲线，由于仪器光源具有部分偏振光特性，