[发明专利]一种用于测量曲率的液晶传感器、其制备方法及用途

权利要求书

1.一种用于测量曲率的液晶传感器，其包括以下组件：

1).柔性薄膜上基板和柔性薄膜下基板，所述柔性薄膜上基板的下表面和柔性薄膜下基板的上表面均进行等离子体改性，并且柔性薄膜上基板的下表面与柔性薄膜下基板的上表面彼此相对设置；

2).液晶液滴，其由胆甾相液晶的液滴构成，并位于所述柔性薄膜上基板和柔性薄膜下基板之间；

3).胶黏层，其由胶黏性物质构成，所述胶黏性物质位于所述柔性薄膜上基板和柔性薄膜下基板之间，同时位于所述液晶液滴周边，所述胶黏性物质与柔性薄膜上基板和柔性薄膜下基板共同形成一定封闭空间以便容纳所述液晶液滴，

其中，所述柔性薄膜上基板和柔性薄膜下基板之间的距离与液晶液滴的直径的比例为0.7-1，

其中，当使用所述传感器测量待测物体的曲率时，在待测物体曲率最大位置处，所述柔性薄膜上基板与柔性薄膜下基板的间距小于未测量时的原始间距，由此产生了应力，该应力使得液晶传感器中液晶液滴的组装结构从洋葱结构变为核壳结构，并同时导致液晶的反射颜色发生变化，

优选地，所述传感器可检测的曲率直径为5-28mm，精度为0.1mm。

2.根据权利要求1所述的液晶传感器，其中，所述核壳结构的核壳比d_C/d_S取决于待测物体的曲率，并且随着待测物体的曲率变大，核壳比d_C/d_S增大，其中d_C表示所述核壳结构的核在径向上的长度，d_S表示所述核壳结构的壳在径向上的长度。

3.根据权利要求1所述的液晶传感器，其中，所述柔性薄膜上基板和柔性薄膜下基板的材料选自聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚物(COC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或者聚酰亚胺(PI)；和/或

所述柔性薄膜上基板和柔性薄膜下基板的长宽均在1cm-10cm的范围内；和/或

所述柔性薄膜上基板和柔性薄膜下基板的形状为正方形、长方形或长条形。

4.根据权利要求1所述的液晶传感器，其中，所述柔性薄膜上基板的下表面和柔性薄膜下基板的上表面均进行了氧等离子改性。

5.根据权利要求1所述的液晶传感器，其中，所述向列相液晶的液滴通过以下方法制备：

向向列相液晶中添加一定质量浓度的手性掺杂剂而得到胆甾相液晶，接着，以所述胆甾相液晶为内相，以含有一定浓度的表面活性剂水溶液为外相，通过液滴形成方法制备成具有一定大小和体积的液晶液滴；

优选地，所述手性掺杂剂选自S1011，R811，S811和S5011，添加在液晶中的手性掺杂剂的质量浓度范围为0.5-10wt％，

优选地，所述表面活性剂选自聚乙烯醇(PVA)和Trixton-100，基于表面活性剂水溶液的总重量，表面活性剂的浓度范围为1.0wt％-8.5wt％，

优选地，所述液滴形成方法选自机械乳化法、喷雾法、液滴微流控方法，或喷墨打印法，

优选地，所述液晶液滴在水中的分散浓度为500个/mL以上，例如1000个/mL，

优选地，所述向列相液晶选自5CB、E7和8CB，

优选地，所述液晶液滴的体积V≤100pL，平均直径在10-200μm范围内，例如为50μm，

优选地，相对于所述柔性薄膜上基板和柔性薄膜下基板的中央位置以外的其他位置，所述液晶的液滴密集分布于所述柔性薄膜上基板和柔性薄膜下基板的中央位置。

6.根据权利要求1所述的液晶传感器，其中，所述胶黏性物质为双面胶带、MS改性硅烷粘合剂、聚氨酯粘合剂以及硅酮粘合剂，其施加在柔性薄膜上基板和柔性薄膜下基板之间的厚度在10-200μm范围内，并且所述柔性薄膜上基板和柔性薄膜下基板之间的距离在10-200μm范围内。