CN102807874A - 液晶体材料、高透光率的pdlc液晶显示屏及其用途 - Google Patents
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Abstract
一种适用于反转式PDLC液晶显示器的液晶体材料，由低分子液晶、高分子聚合物、及聚合剂三部分组成，其中，所述高分子聚合物是通过下述成份A和成份B用UV光聚合而成，成份A∶成份B重量比为1∶3，所述高分子聚合物占液晶体材料总重量的5％-10％，聚合剂占高分子聚合物的重量比为0.5％-2％，余下为低分子液晶，成份A具有下述化学式结构，
成份B具有下述化学式结构，(CH2＝CHCOOCH2CH2O)3PO；聚合剂具有下述化学式结构，
Description
技术领域
本发明涉及一种适合于反转式PDLC液晶显示器的液晶体材料，和用这种液晶体材料所制作的高透光率的PCLC液晶显示屏，以及高透光率的PCLC液晶显示屏的应用。
背景技术
随着技术的发展和人们要求的不断提高，对于原来传统的阴极射线管(CRT)显示器的体积大、重量大和功耗大的缺点越来越不满意。特别是在便携式、小型化和低功耗的应用中，人们期望着体积小、重量轻和功耗小的平板显示器的出现。在这种需求的推动下，液晶平板显示器(LCD)首先应运而生。由于液晶显示器(LCD)具有轻薄短小、低耗电量、无辐射，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等多方面的优势，在近年来价格不断下跌的吸引下，领了相当大的市场，逐渐取代CRT主流地位。
但一般的LCD都需要使用偏光片，由于偏光片的透过率很低，一般小于50％，所以在需要高透过率或高反射率显示屏的场合，LCD很难被使用。特别是近来的电子书，光阀，照相机取景框内显示屏等尤其如此。为了取消LCD中的偏光片，研究人员做过长年的努力，提出很多解决方案，其中PDLC(polymer dispersed liquid crystAl)，即聚合物分散液晶方案是一个很有希望的技术方案。
聚合物分散液晶是将低分子液晶(liquid crystAl，缩写为LC)与预聚物相混合，在一定条件下经聚合反应，形成微米级的液晶微滴均匀地分散在高分子网络中，再利用液晶分子的介电各向异性获得具有电光响应特性的材料，它主要工作在散射态和透明态之间并具有一定的灰度。聚合物分散液晶膜是将液晶和聚合物结合得到的一种综合性能优异的膜材料。液晶分子赋予了聚合物分散液晶膜显著的电光特性，使其受到了广泛的关注，并有着广阔的应用前景。相对于传统显示器件来说，聚合物分散型液晶显示器具有很多优点，不需偏振片是一个主要的特点。并且制备工艺简单，易于制成大面积柔性显示器等，目前已在光学调制器、热敏及压敏器件、电控玻璃、光阀、投影显示、电子书等方面获得广泛应用。
PDLC液晶显示器从工作原理上，可以分为两类，一类是在无外加电压的情形下，液晶体不能形成有规律的电场，液晶微粒的光轴取向随机，呈现无序状态，其有效折射率n0不与聚合物的折射率np匹配。入射光线被强烈散射，显示器呈不透明或半透明状；当施加了外电压，液晶微粒的光轴垂直于显示器表面排列，即与电场方向一致。微粒之寻常光折射率与聚合物的折射率基本匹配，无明显介面，构成了一基本均匀的介质，所以入射光不会发生散射，显示器呈透明状。这类产品称之为常规式PDLC液晶显示器。
还有一类为反转式PDLC液晶显示器，这类显示器是在显示器的两基板之间设置了垂直取向剂，并且液晶体的材料组份有所不同，所以在无外加电压情况下，显示器呈透明状态；在施加了外电压的情况下，显示器呈不透明状态。
然而，目前市场上普遍使用的是常规式PDLC，其问题在于在断电时显示为不透明，这样如果使用在汽车挡风玻璃上的话，一旦断电产品本身就不能使用，并且有可能造成交通事故。所以我们称之为非安全模式。而反转式PDLC就解决了这个问题，为安全模式。但目前反转式PDLC在市场上没有见到应用产品，其主要原因在于没有开发出合适的反转式PDLC液晶材料配方。而目前的材料存在驱动电压高，对比度小，稳定性差的缺点。因此研制出一种实用的反转式PDLC液晶材料配方是目前国内外市场急需的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明向社会提供一种透光率高，并且驱动电压低，对比度高的反转式PDLC液晶显示器上使用的液晶体材料。
本发明的第二个目的是提供一种含有上述液晶体材料的高透光率的PDLC液晶显示屏。
本发明的第三个目的是向社会公开上述高透光率的PDLC液晶显示屏的各种用途。
对应于本发明的第一个发明目的，本发明的技术方案是：向社会提供一种适用于反转式PDLC液晶显示器的液晶体材料，由低分子液晶、高分子聚合物、及聚合剂三部分组成，其中，所述高分子聚合物是通过下述成份A和成份B用UV光聚合而成，成份A∶成份B重量比为1∶3，所述高分子聚合物占液晶体材料总重量的5％-10％，聚合剂占高分子聚合物的重量比为0.5％-2％，余下为低分子液晶，成份A具有下述化学式结构，
成份B具有下述化学式结构，
(CH2＝CHCOOCH2CH2O)3PO；
聚合剂具有下述化学式结构，
对应于本发明的第二个发明目的，本发明还向社会提供一种高透光率的PDLC液晶显示屏，包括上基板，下基板，在所述上基板和所述下基板之间，从上至下依次设有上透明电极，上垂直取向剂，液晶体，下垂直取向剂和下透明电极，所述的液晶体材料由低分子液晶、高分子聚合物、及聚合剂三部分组成，其中，所述高分子聚合物是通过下述成份A和成份B用UV光聚合而成，成份A∶成份B重量比为1∶3，所述高分子聚合物占液晶体材料总重量的5％-10％，聚合剂占高分子聚合物的重量比为0.5％-2％，余下为低分子液晶，成份A具有下述化学式结构，
成份B具有下述化学式结构，(CH2＝CHCOOCH2CH2O)3PO；
聚合剂具有下述化学式结构，
对应于本发明的第三个发明目的，本发明公开了所述的高透光率的PDLC液晶显示屏在照相机取景框上作为显示屏的应用；在光学调制器、热敏及压敏器件、电控玻璃、光阀、投影显示、电子书、汽车行车系统，信用卡以及在电子称盘上作为显示屏的应用。
作为对本发明的改进，上述液晶体材料还可以设计成所述高分子聚合物占液晶体材料总重量的6％-8％，聚合剂占高分子聚合物的重量比为1％-1.5％，余下为低分子液晶。
作为对本发明的进一步改进，所述的液晶体材料还可以设计成所述高分子聚合物占液晶体材料总重量的7％，聚合剂占高分子聚合物的重量比为1.2％，余下为低分子液晶。
本发明由于采用了在所述的高透光率的PDLC液晶显示器中液晶体材料是由低分子液晶、高分子聚合物、及聚合剂三部分按重量比混合制作而成的，经试验其可以提高具有电压低，对比度高，稳定性好的优点。
具体实施方式
下面各实施例，除了液晶材料成份有所区别外，其生产方法均采用如下方法。即先将成份A、成份B、聚合剂和低分子液晶混合后，灌注，然后用1-3KW紫外线灯照射5-10秒。本发明中的成份A，分子式是
和成份B，分子式是(CH2＝CHCOOCH2CH2O)3PO均采用的是大阪有机化学公司(日本)的产品，聚合剂，分子是
采用的是日本化工株式会社的产品，液晶材料采用的是日本SANTECHDISPLAY公司生产的型号为SD7088的液晶材料；垂直取向剂可以在市场上购得。
下述各实施例中的液晶体材料的比份均是重量百分比。
实施例1
所述液晶体材料包括下述成份，高分子聚合物5％(其中成份A1.25％、成份B 3.75％)、聚合剂0.025％、余量为低分子液晶。
实施例2
所述液晶体材料包括下述成份，高分子聚合物6％(其中成份A 1.5％、成份B 4.5％)、聚合剂0.06％、余量为低分子液晶。
实施例3
所述液晶体材料包括下述成份，高分子聚合物8％(其中成份A2％、成份B 6％)、聚合剂0.12％、余量为低分子液晶。
实施例4
所述液晶体材料包括下述成份，高分子聚合物7％(其中成份A 1.75％、成份B 5.25％)、聚合剂0.084％、余量为低分子液晶。
实施例5
所述液晶体材料包括下述成份，高分子聚合物10％(其中成份A2.5％、成份B 7.5％)、聚合剂0.2％、余量为低分子液晶。
实施例6
实施例6是一种高透光率的反转式PDLC液晶显示器，即在不加电时PDLC液晶显示器呈透明状态。包括上基板，下基板，所述基板材料一般为玻璃板或者高分聚合透明板，在所述上基板和所述下基板之间，从上之下依次设有上透明电极，上垂直取向剂，液晶体，下垂直取向剂和下透明电极，其中所述液晶体材料的成份为上述各实施例中任意一种。当不加电压的时候，所述液晶体在垂直取向剂的作用下形成有规律的排列，液晶微粒的光轴垂直于基板表面排列。微粒之寻常光折射率与聚合物的折射率基本匹配，无明显介面，构成了一基本均匀的介质，所以入射光不会发生散射，薄膜呈透明状。
当施加电压时，液晶微粒的光轴平行于基板表面排列，与聚合物的折射率不匹配，产生光散射。
使用实施例1-5的材料制作的反转式PDLC液晶显示器都具有驱动电压低，对比度高和稳定性好的优点。高分子聚合物的比例越少，驱动电压越低，但对比度会有所下降，反之也然。按实施例4的比例，驱动电压可以小于15V，对比度大于1∶5。
上述的高透光率的反转式PDLC液晶显示屏可以广泛地运用在照相机取景框内作为显示屏；在光学调制器、热敏及压敏器件、电控玻璃、光阀、投影显示、电子书、信用卡，汽车行车系统，以及在电子称盘上作为显示屏应用。
Claims (8)
1.一种适用于反转式PDLC液晶显示器的液晶体材料，其特征在于：所述的液晶体材料由低分子液晶、高分子聚合物、及聚合剂三部分组成，其中，所述高分子聚合物是通过下述成份A和成份B用UV光聚合而成，成份A∶成份B重量比为1∶3，所述高分子聚合物占液晶体材料总重量的5％-10％，聚合剂占高分子聚合物的重量比为0.5％-2％，余下为低分子液晶，成份A具有下述化学式结构，
成份B具有下述化学式结构，(CH2＝CHCOOCH2CH2O)3PO；
聚合剂具有下述化学式结构，
2.根据权利要求1所述的适用于反转式PDLC液晶显示器的液晶体材料，其特征在于：所述高分子聚合物占液晶体材料总重量的6％-8％，聚合剂占高分子聚合物的重量比为1％-1.5％，余下为低分子液晶。
3.根据权利要求1所述的适用于反转式PDLC液晶显示器的液晶体材料，其特征在于：所述高分子聚合物占液晶体材料总重量的7％，聚合剂占高分子聚合物的重量比为1.2％，余下为低分子液晶。
4.一种高透光率的反转式PDLC液晶显示屏，包括上基板，下基板，在所述上基板和所述下基板之间，从上至下依次设有上透明电极，上垂直取向剂，液晶体材料，下垂直取向剂和下透明电极，其特征在于：所述的液晶体材料由低分子液晶、高分子聚合物、及聚合剂三部分组成，其中，所述高分子聚合物是通过下述成份A和成份B用UV光聚合而成，成份A∶成份B重量比为1∶3，所述高分子聚合物占液晶体材料总重量的5％-10％，聚合剂占高分子聚合物的重量比为0.5％-2％，余下为低分子液晶，成份A具有下述化学式结构，
成份B具有下述化学式结构，(CH2＝CHCOOCH2CH2O)3PO；
聚合剂具有下述化学式结构，
5.根据权利要求4所述的高透光率的PDLC液晶显示屏，其特征在于：所述高分子聚合物占液晶体材料总重量的6％-8％，聚合剂占高分子聚合物的重量比为1％-1.5％，余下为低分子液晶。
6.根据权利要求4所述的高透光率的反转式PDLC液晶显示屏，其特征在于：所述高分子聚合物占液晶体材料总重量的7％，聚合剂占高分子聚合物的重量比为1.2％，余下为低分子液晶。
7.权利要求4-6所述的高透光率的PDLC液晶显示屏在照相机取景框上作为显示屏的应用。
8.权利要求4-6所述的高透光率的PDLC液晶显示屏在光学调制器、热敏及压敏器件、电控玻璃、光阀、投影显示、电子书、信用卡，汽车行车系统，以及在电子称盘上作为显示屏的应用。
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