CN102929021A - 液晶光阀及光阀电焊防护面罩 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种液晶光阀，包括：上电极基板和下电极基板，其中，在所述上电极基板和所述下电极基板内表面具有分子配向层，在所述上电极基板和下电极基板之间的液晶层，其中所述液晶层包括液晶组合物。所述液晶组合物具有超高的清亮点，可以使液晶光阀在工作时不会因温度升高而出现异常，且所述液晶组合物具有较低的阈值电压和饱和电压，使用时用较低的驱动电压即可控制液晶光阀的开关，黑态最小透过率和对比度几乎不会随温度的升高而变化。本发明还公开了一种使用该液晶光阀的光阀电焊防护面罩。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶光阀，尤其涉及一种超宽温的液晶光阀，以及包含该液晶光阀的电焊防护面罩。
背景技术
液晶材料是在一定的温度下，既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性的有机棒状小分子化合物的混合物。液晶材料因其具有光学各向异性及介电各向异性的特点而广泛应用于电子计算器、汽车仪表、电视机、计算机等器件液晶显示元件中。
液晶材料按相变温度划分，可分为常温液晶(相变温度范围为：-10℃~60℃)和宽温液晶(相变温度范围为：-20℃~70℃)，用不同相变温度的液晶材料所制造的液晶显示器，其应用地点有所不同。随着液晶显示器件应用范围的不断扩大，人们对器件的工作温度范围也提出了更高的要求，以适应各种恶劣的使用环境。为了扩大液晶显示器的工作范围，液晶显示材料还需要有宽的向列相温度范围，以满足在各种环境中均能保持良好显示的要求。
现有的电焊帽大体可分为三大类，第一类为普通手持式电焊帽（面罩），第二类为电焊面罩上的护目镜片手动或机械开启式，第三类是电焊光阀，就是通过电路控制液晶光阀的透光率来达到护目镜片自动变光的目的。
因第一类和第二类电焊帽比较落后，现有第三类电焊帽（面罩）应用得较多，它是通过光敏电阻接受弧光信号，作用于控制电路，控制加在液晶屏两极上的电压从而控制液晶光阀的透过率，来实现有弧光时防止强光刺眼，保护操作者的眼睛，无弧光时可以观察到焊件焊接质量的目的。
发明内容
本发明的目的在于通过对各种液晶组合物的优化组合及优选配比，提供一种具有超高清亮点的液晶组合物，所述的液晶组合物可以不显示现有技术材料的缺点或至少只在显著更小的程度上显示上述缺点。
为了完成上述发明目的，本发明提供了一种液晶光阀，包括：
上电极基板和下电极基板，其中，在所述上电极基板和所述下电极基板内表面具有分子配向层；液晶分子层，设置于所述上电极基板和所述下电极基板之间，其中所述液晶层包括具有超高清亮点的液晶组合物。
本发明的液晶光阀的特征在于所述的上电极基板和所述下电极基板外表面配置有偏振片。
本发明的液晶光阀的特征在于所述上电极基板和所述下电极基板均为透明电极基板。
本发明中所述液晶组合物包括：
通式（I）的化合物
通式（Ⅱ）的化合物
通式（Ш）的化合物
其中：
R1、R2、R3、R4、R5和R6相同或不同，彼此独立地选自由卤素、-CN、C1～C10的烷基或烷氧基和C2～C10的烯基或烯氧基组成的组；
选自由
组成的组；
L1为H或F，当L1为F时，R2不能为烷基链；
m和n相同或不同，各自独立地为0或1。
在本发明的一个实施方案中，所述通式（I）的化合物占所述液晶组合物总重量的15-70%；所述通式（Ⅱ）的化合物占所述液晶组合物总重量的10-50%，且所述通式（Ш）的化合物占所述液晶组合物总重量的5-40%。
在本发明的另一个实施方案中，所述通式（I）的化合物占所述液晶组合物总重量的25-95%；所述通式（Ⅱ）或通式（Ш）的化合物占所述液晶组合物总重量的5-75%。
所述液晶组合物还包括：
占所述液晶组合物总重量0-40%的通式（Ⅳ）的化合物和占所述液晶组合物总重量0-60%的通式（Ⅴ）的化合物中的一种或更多种，
其中，
R7、R8和R9相同或不同，彼此独立地选自由卤素、-CN、C1～C10的烷基或烷氧基和C2～C10的烯基或烯氧基组成的组；
p为0或1。
本发明的另一个方面涉及一种光阀电焊防护面罩，其设有前述液晶组合物的液晶光阀。
与已有技术相比，本发明的优点体现在：
1.本发明上电极基板、下电极基板之间所设的液晶组合物具有超高的清亮点，可以使液晶光阀在工作时不会因温度升高而出现异常；且所述液晶组合物具有较低的阈值电压和饱和电压，使用时用较低的驱动电压即可控制液晶光阀的开关，黑态最小透过率和对比度几乎不会随温度的升高而变化；
2.使用该液晶光阀的光阀电焊防护面罩，其黑态最小透过率和对比度几乎不会随温度的升高而变化，即在工作温度下（55-60℃）黑态透过率和对比度与常温时几乎一致，保证工作温度下电焊光阀还可以达到遮光，停止电焊时可以看清焊接原件的效果。
附图说明
图1为本发明的液晶光阀的结构示意图。
图号说明
110 上电极基板 120 下电极基板
210、220 分子配向层
300 液晶层 310 液晶分子
410 上偏正片 420 下偏正片
具体实施方式
以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是，下面的实施例为本发明的示例，仅用来说明本发明，而不用来限制本发明。在不偏离本发明主旨或范围的情况下，可进行本发明构思内的其他组合和各种改良。
为便于表达，以下各实施例中，液晶化合物的基团结构用表1所列的代码表示：
表1液晶化合物的基团结构代码
以如下结构式的化合物为例：
该结构式如用表1所列代码表示，则可表达为：3PUQUF，代码中的Q代表二氟亚甲基氧基；代码中的C代表环己烷基；代码中的U代表2,5-二氟代亚苯基。
以下实施例中测试项目的简写代号如下：
Cp（℃）：清亮点（向列-各向同性相转变温度）
η：流动粘度（mm2·s-1，20℃，除非另有说明）
Δn：光学各向异性（589nm，20℃）
Δε：介电各向异性（1KHz，25℃）
Vth：阈值电压（1KHz，25℃，TN90）
实施例1
结合图1，以两片平行的玻璃构成上电极基板110、下电极基板120，两者之间的间隔为4微米，上下电极基板110、120的外侧分别贴有上偏振片410和下偏正片420，上下电极基板110、120的内侧分别涂有聚酰亚胺材料的分子配向层210、220，分子配向层210、220之间是清亮点为145℃的液晶层300。上下两电极基板连接电源。
按表1中所列的各化合物及重量百分数配制用于液晶层300的具有超高的清亮点的液晶组合物。配制该液晶组合物时将表1中各化合物按对应的重量百分数混合，加热搅拌至清亮，再常温搅拌1小时即完成配制工作。将所配制的液晶组合物填充于上电极基板110、下电极基板120之间进行性能测试，测试数据也示于表1中。
表1液晶组合物配方及其测试性能
所制备的液晶光阀所加电压只需阈值1.45V，液晶光阀即可工作，达到2.5V左右，液晶光阀即可实现黑态，此时透过率很小，达到保护眼睛的目的；电撤掉时液晶光阀实现亮态，方便看清焊接原件。
将此超高清亮点液晶组合物用于液晶光阀，可使其在应用的工作温度范围极大增加的同时，保持高温工作下底色、对比度基本保持不变，能够达到正常显示效果。例如，用于电焊光阀，工作温度下（55-60℃），液晶光阀最小透过率和对比度与常温相比几乎不变，不会因温度升高而影响到液晶光阀的开关，保证电焊时可以达到遮蔽强光，保护眼睛，停止电焊时可以看清焊接原件的目的且因所述液晶组合物具有较低的阈值电压1.45V和饱和电压2.16V，电焊光阀在使用时用较低的驱动电压即可驱动。
Claims (9)
1.一种液晶光阀，其特征在于包括：
-上电极基板和下电极基板，其中，在所述上电极基板和所述下电极基板内表面具有分子配向层；
-液晶分子层，设置于所述上电极基板和所述下电极基板之间，其中所述液晶层包括具有超高清亮点的液晶组合物。
2.根据权利要求1所述的液晶光阀，其特征在于所述的上电极基板和所述下电极基板外表面配置有偏振片。
3.根据权利要求2所述的液晶光阀，其特征在于所述上电极基板和所述下电极基板均为透明电极基板。
4.根据权利要求1所述的液晶光阀，其特征在于所述液晶组合物包括：
通式（I）的化合物
通式（Ⅱ）的化合物
通式（Ш）的化合物
其中：
R1、R2、R3、R4、R5和R6相同或不同，彼此独立地选自由卤素、-CN、C1～C10的烷基或烷氧基和C2～C10的烯基或烯氧基组成的组；
L1为H或F，当L1为F时，R2不能为烷基链；
m和n相同或不同，各自独立地为0或1。
5.根据权利要求4所述的液晶光阀，其特征在于，所述通式I的化合物占所述液晶组合物总重量的15-70%；所述通式Ⅱ的化合物占所述液晶组合物总重量的10-50%，且所述通式Ш的化合物占所述液晶组合物总重量的5-40%。
6.根据权利要求4所述的液晶光阀，其特征在于，所述通式I的化合物占所述液晶组合物总重量的25-95%；所述通式Ⅱ或通式Ш的化合物占所述液晶组合物总重量的5-75%。
7.根据权利要求4至6之一所述的液晶光阀，其特征在于，所述液晶组合物还包括：
占所述液晶组合物总重量0-40%的通式Ⅳ的化合物和占所述液晶组合物总重量0-60%的通式Ⅴ的化合物中的一种或更多种，
其中，
R7、R8和R9相同或不同，彼此独立地选自由卤素、-CN、C1～C10的烷基或烷氧基和C2～C10的烯基或烯氧基组成的组；
p为0或1。
8.根据权利要求4所述的液晶光阀，其特征在于，所述液晶组合物包括，以所述液晶组合物总重量计，
4%的
4%的
6%的
4%的
6%的
3%的
3%的
6%的
6%的
6%的
6%的
2%的
3%的
3%的
3%的
3%的
8%的
5%的
以及
19%的
9.一种光阀电焊防护面罩，其特征在于，所述光阀电焊防护面罩包含如权利要求1~8之任一项所述的液晶光阀。
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