[0001] 本发明属于薄膜材料技术领域，具体涉及一种五层夹心结构三稳态光致变色薄膜的制备方法。

[0002] 光致变色是指单一的化学物种在光的辐射下，可转化为具有明显不同吸收光谱的另一物质，这种物质在光或热的作用下，又可恢复到原来的状态。

[0003] 随着科学技术的日益发展以及对计算机应用要求的普遍推广，人们对信息数据传递与存储的要求越来越高，开发高存储密度、高响应速度、可擦写的光盘材料，已成为当今世界的研究热点。在空间上达到纳米尺寸，甚至原子尺寸；在时间上达到皮秒甚至飞秒速度响应的光存储材料是研究人员追求的最终目标。到目前为止，研究最广泛的光学记录介质是碲、锗及其合金材料。但无机材料的制作成本较高，而长时间受光照射还容易产生鳞片状的龟裂。从80年代以来大量的研究工作开始转向有机光存储材料。这是因为有机光存储材料吸收带窄而且吸收度低，柔顺性好，可用甩膜法涂布，成本较低：熔点及软化点低，因而灵敏度高：热传导率低，记忆痕迹小，清晰度高；空气或湿气不易使其降解；光学和热变形性质可以通过改变有机分子的结构来进行调变，并且来源广泛，毒性较小。因此有机光致变色化合物在光信息存储领域有着相当广阔的应用前景。

[0004] 王英利等对一种新型可擦重写有机光致变色材料俘精酸酐/聚甲基丙烯酸甲脂薄膜的光致变色双稳态吸收光谱进行了测量，呈色态的吸收峰在513nm，无色态的吸收峰在370nm。利用该双稳态特性，在10微米俘精酸酐/PMMA薄膜上进行全息图像光存储。实验用氩离子激光器514.5nm波长作为记录光源，测量了衍射效率与曝光量的关系，最大衍射效率约为1％。获得了存储于样品上的全息干涉条纹和参考光再现的衍射像，分析了影响衍射图像像质的因素，记录在样品上的全息图在室温下黑暗处可以保存一年以上(中国激光，2004，
31：457-460)。

[0005] 赵春柳等研究了激发态分子内质子转移有机分子具有光学双稳态、光致变色和光学非线性等性质。激发态分子内质子转移(ESIPT)是指当某些有机分子在光、热、电等作用下，使分子激励到激发态时，分子中某一基团上的氢核(即质子)通过分子内或分子间的氢键，转移到分子内邻近N、S、O等杂原子上，形成互变异构体的过程。由于ESIPT分子的质子转移荧光效率高，斯托克斯位移大，作为激光染料和闪烁器的工作介质，具有突出的优点，已为人们所应用。近年来光电子学和信息科学迅速发展的需要，人们广泛寻求新型的具有光电信息功能的有机材料。ESIPT分子具有光学双稳态、光致变色和光学非线性等诸多特性，而且反应速度快，可达fs量级，并且是可逆的，可望成为光开关、光限幅、光波导、实时光存储等光子学器件的优选材料(光电子与激光，1999，10：990427)。

[0006] 与现有文件相比，本发明要解决的技术问题是如何通过组份及结构的协同关系，以获得具有黄、绿、蓝三稳态特性的光致变色薄膜，从而扩展光致变色薄膜的应用领域。

[0007] 本发明的目的在于提供一种五层夹心结构三稳态光致变色薄膜的制备方法。

[0008] 本发明提出的五层夹心结构三稳态光致变色薄膜的制备方法，具体步骤如下：

[0009] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10-3Pa下依次蒸镀25nm厚的2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层、5nm厚的氟化锂层、45nm厚的(2-亚苯并噻唑啉基)丙二腈层、10nm厚的锌层以及55nm厚的四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层，得五层夹心结构三稳态光致变色薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述五层夹心结构三稳态光致变色薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的五层夹心结构三稳态光致变色薄膜的颜色分别为绿色、黄色及蓝色。

[0010] 如果不使用氟化锂层，本发明还提供如下技术方案作为对比：

[0011] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10-3Pa下依次蒸镀25nm厚的2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层、45nm厚的(2-亚苯并噻唑啉基)丙二腈层、10nm厚的锌层以及55nm厚的四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层，得多层复合薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述多层复合薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的多层复合薄膜的颜色分别为绿色、绿色及绿色。

[0012] 如果不使用锌层，本发明还提供如下技术方案作为对比：

[0013] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10-3Pa下依次蒸镀25nm厚的2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层、5nm厚的氟化锂层、45nm厚的(2-亚苯并噻唑啉基)丙二腈层以及55nm厚的四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层，得多层复合薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述多层复合薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的多层复合薄膜的颜色分别为绿色、绿色及绿色。

[0014] 如果不使用2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层，本发明还提供如下技术方案作为对比：

[0015] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10-3Pa下依次蒸镀5nm厚的氟化锂层、45nm厚的(2-亚苯并噻唑啉基)丙二腈层、10nm厚的锌层以及55nm厚的四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层，得多层复合薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述多层复合薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的多层复合薄膜的颜色分别为浅绿色、浅绿色及浅绿色。

[0016] 如果不使用(2-亚苯并噻唑啉基)丙二腈层，本发明还提供如下技术方案作为对比：

[0017] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1-3次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10 Pa下依次蒸镀25nm厚的2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层、5nm厚的氟化锂层、10nm厚的锌层以及55nm厚的四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层，得多层复合薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述多层复合薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的多层复合薄膜的颜色分别为黄绿色、黄绿色及黄绿色。

[0018] 如果不使用四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层，本发明还提供如下技术方案作为对比：

[0019] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10-3Pa下依次蒸镀25nm厚的2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层、5nm厚的氟化锂层、45nm厚的(2-亚苯并噻唑啉基)丙二腈层、10nm厚的锌层，得多层复合薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述多层复合薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的多层复合薄膜的颜色分别为灰白色、灰白色及灰白色。

[0020] 如果调换2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层与四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层的蒸镀顺序，本发明还提供如下技术方案作为对比：

[0021] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10-3Pa下依次蒸镀25nm厚的四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层、5nm厚的氟化锂层、45nm厚的(2-亚苯并噻唑啉基)丙二腈层、10nm厚的锌层以及55nm厚的2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层，得多层复合薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述多层复合薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的多层复合薄膜的颜色分别为黄色、黄色及黄色。

[0022] 由上述对比技术方案可知，当五层夹心结构三稳态光致变色薄膜中组分或结构改变，则光致变色效应消失，说明本发明的技术效果是所有组分特定协同作用的结果，不能简单增减。不仅如此，本发明制备的光致变色薄膜在白光下为绿色，在波长为365nm的紫外光照射下变为黄色，而在波长为254nm的紫外光照射下变为蓝色，即光致变色薄膜的颜色既可以向长波长转变，也可以向短波长转变，这一性质是以往文献中未曾报道的，产生了意想不到的技术效果，具有创造性。

[0023] 下面通过实例进一步描述本发明。

[0024] 实施例1

[0025] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10-3Pa下依次蒸镀25nm厚的2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层、5nm厚的氟化锂层、45nm厚的(2-亚苯并噻唑啉基)丙二腈层、10nm厚的锌层以及55nm厚的四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层，各镀层沉积速率均为0.12nm/s，得红橙黄三稳态光致变色薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述光致变色薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的光致变色薄膜的颜色分别为绿色、黄色及蓝色。

[0026] 实施例2

[0027] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10-3Pa下依次蒸镀25nm厚的2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层、45nm厚的(2-亚苯并噻唑啉基)丙二腈层、10nm厚的锌层以及55nm厚的四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层，各镀层沉积速率均为0.12nm/s，得多层复合薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述多层复合薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的多层复合薄膜的颜色分别为绿色、绿色及绿色。

[0028] 实施例3

[0029] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10-3Pa下依次蒸镀25nm厚的2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层、5nm厚的氟化锂层、45nm厚的(2-亚苯并噻唑啉基)丙二腈层以及55nm厚的四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层，各镀层沉积速率均为0.12nm/s，得多层复合薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述多层复合薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的多层复合薄膜的颜色分别为绿色、绿色及绿色。

[0030] 实施例4

[0031] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10-3Pa下依次蒸镀5nm厚的氟化锂层、45nm厚的(2-亚苯并噻唑啉基)丙二腈层、10nm厚的锌层以及55nm厚的四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层，各镀层沉积速率均为0.12nm/s，得多层复合薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述多层复合薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的多层复合薄膜的颜色分别为浅绿色、浅绿色及浅绿色。

[0032] 实施例5

[0033] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10-3Pa下依次蒸镀25nm厚的2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层、5nm厚的氟化锂层、10nm厚的锌层以及55nm厚的四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层，各镀层沉积速率均为0.12nm/s，得多层复合薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述多层复合薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的多层复合薄膜的颜色分别为黄绿色、黄绿色及黄绿色。

[0034] 实施例6

[0035] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10-3Pa下依次蒸镀25nm厚的2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层、5nm厚的氟化锂层、45nm厚的(2-亚苯并噻唑啉基)丙二腈层、10nm厚的锌层，各镀层沉积速率均为0.12nm/s，得多层复合薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述多层复合薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的多层复合薄膜的颜色分别为灰白色、灰白色及灰白色。

[0036] 实施例7

[0037] 将厚度为0.2mm、面积为16cm2的聚碳酸酯基板依次用甲醇、乙醇及去离子水洗涤1次，晾干，放置于真空镀膜机中，在真空度为2×10-3Pa下依次蒸镀25nm厚的四(4-甲基-7-香豆素氧甲基)甲烷层、5nm厚的氟化锂层、45nm厚的(2-亚苯并噻唑啉基)丙二腈层、10nm厚的锌层以及55nm厚的2-氨基-3,8-二氰基-4,7-二(2-萘基)-5-苯基喹啉层，各镀层沉积速率均为0.12nm/s，得多层复合薄膜；用白光、波长为365nm的紫外光以及波长为254nm的紫外光分别照射上述多层复合薄膜1分钟，用测色仪检测光照后的多层复合薄膜的颜色分别为黄色、黄色及黄色。