CN102967962A - 一种透明聚合物分散液晶显示装置及其制造方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种透明聚合物分散液晶显示装置及其制造方法与应用。本发明的透明聚合物分散液晶显示装置，包括第一基板和第二基板，第一取向层和第二取向层以及夹在所述第一基板和第二基板之间的聚合物分散液晶，所述第一基板上形成有所述第一取向层，所述第二基板上形成有所述第二取向层，其特征在于，所述第一基板和第二基板为表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃，所述第一取向层和第二取向层为单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜。本发明的透明聚合物分散液晶显示装置可以避免取向层与基板、以及取向层与聚合物分散液晶之间剥离而产生空隙。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物分散液晶显示装置技术领域，尤其涉及一种透明聚合物分散液晶显示装置及其制造方法与应用。
背景技术
聚合物分散液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC）显示装置是最新发展起来的能够显示信息的平板显示器件。PDLC是将低分子液晶与预聚物相混合，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，在外场(如电场、热场等)的作用下，能够呈现透射和散射两种不同的光学状态。在无外加电压的情形下，聚合物分散液晶间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，其有效折射率不与聚合物的折射率匹配，入射光线被强烈散射，显示装置呈不透明或半透明状。施加外电压后，液晶微粒的光轴垂直于显示装置表面排列，即与电场方向一致。微粒的寻常光折射率与聚合物的折射率基本匹配，无明显界面，构成了基本均匀的介质，所以入射光不会发生散射，显示装置呈透明状。
相比之下，上述聚合物分散液晶显示装置是一种正常模式的聚合物分散液晶显示装置。目前已经开发出表现出透明的断电状态和光散射的通电状态的透明聚合物分散液晶（Reverse Mode Polymer Dispersed Liquid Crystal，R-PDLC）显示装置。由于R-PDLC显示装置表现出透明的断电状态，因此具有广阔的应用前景，可以用于制作玻璃窗、电纸书以及透明显示器等。
R-PDLC显示装置的电光性质通过使用具有负的介电各向异性的向列液晶（n-型向列液晶）或者双频率可寻址（dual frequency addressable）向列液晶而实现。在R-PDLC显示装置中n-型向列液晶趋于以垂直电场方向的方向排列。因此，在存在电场的情况下，通过散射入射光R-PDLC显示装置将呈现半透明状态。相反，在不存在电场的情况下，如果使用取向层以使向列液晶垂直地排列，R-PDLC显示装置将呈现透明状态。
目前在R-PDLC显示装置中通常采用聚酰亚胺（PI）层作为取向层。受聚酰亚胺物理属性的限制，R-PDLC显示装置中的PI取向层一般呈现淡黄色。但是由于透明显示对初始透明度要求高，因此使用PI液作为取向层的工艺方法已经不能适应显示技术发展的趋势。并且，现有的R-PDLC显示装置中由于聚合物基体与取向层或者取向层与玻璃基板之间并没有任何的化学连接，仅仅靠物理贴合，随着使用年限的增加，贴合力会逐渐减弱，以至于发生聚合物基体与取向层或取向层与玻璃基板之间剥离的现象，从而导致产生空隙，这会影响R-PDLC显示装置的透光性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种R-PDLC显示装置及其制造方法与应用。
本发明所提供的R-PDLC显示装置，包括第一基板和第二基板，第一取向层和第二取向层以及夹在所述第一基板和第二基板之间的聚合物分散液晶，所述第一基板上形成有所述第一取向层，所述第二基板上形成有所述第二取向层，其中，所述第一基板和第二基板为表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃，所述第一取向层和第二取向层液晶为单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜。
本发明的R-PDLC显示装置中，所述表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃是采用丙酮或者氯仿的乙醇稀释液对ITO掺杂有机玻璃进行表面降解处理获得的。
本发明的R-PDLC显示装置中，所述丙酮或者氯仿的乙醇稀释液中丙酮或者氯仿的体积百分比浓度为5-10%。
本发明的R-PDLC显示装置中，所述表面降解处理进行10-30min。
本发明所提供的R-PDLC显示装置的制备方法，包括如下步骤：
在第一基板上形成第一取向层；
在第二基板上形成第二取向层；
将液晶和丙烯酸酯类单体混合均匀，形成聚合物和液晶混合物；
将所述第一基板与所述第二基板对盒，然后将聚合物和液晶混合物添加到盒中，紫外光固化，形成所述的R-PDLC显示装置；
其中，所述第一基板和第二基板为表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃，所述第一取向层和第二取向层液晶为单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜。
本发明的R-PDLC显示装置的制备方法中，所述表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃是采用丙酮或者氯仿的乙醇稀释液对ITO掺杂有机玻璃进行表面降解处理获得的。
本发明的R-PDLC显示装置的制备方法中，所述丙酮或者氯仿的乙醇稀释液中丙酮或者氯仿的体积百分比浓度为5-10%。
本发明的R-PDLC显示装置的制备方法中，所述表面降解处理进行10-30min。
本发明的R-PDLC显示装置的制备方法中，形成取向层的方法如下：将所述单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜与所述表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃进行贴合，然后双辊压延，形成取向层。
本发明的R-PDLC显示装置的制备方法中，所述丙烯酸酯类单体没有特别的限制，均能实现本发明的目的。
本发明的R-PDLC显示装置可以用于制作玻璃窗、电纸书以及透明显示器。
本发明的R-PDLC显示装置中，采用单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯作为取向层，表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃作为基板。在进行紫外交联时，聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯中的单体之间以及聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯中的单体与表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃之间发生聚合反应，可以避免取向层与基板剥离而产生空隙。并且，单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯可以使丙烯酸酯类单体的聚合具有一定程度上的有序性及取向性，液晶分子会在其中分布的更加均匀且有序。
本发明的R-PDLC显示装置中，在进行紫外交联时，单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯类单体之间发生聚合反应，使得取向层与聚合物分散液晶之间不仅仅是物理贴合，可以避免取向层与聚合物分散液晶之间剥离而产生空隙。
本发明的R-PDLC显示装置中，聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯取向层中的聚乙烯醇对白光的表达效果较好，不会发生色偏，并且接枝的甲基丙烯酸甲酯是常用的有机玻璃原料，其透光率极佳，不会影响取向层的透光效果，因此能解决由于PI层自身物理属性导致的发黄现象。
附图说明
图1为本发明的R-PDLC显示装置制备过程图。
图2为表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃的示意图。
图3为紫外固化后本发明的R-PDLC显示装置的示意图。
具体实施方式
本发明旨在提供一种为解决上述技术问题，本发明提供了一种R-PDLC显示装置及其制造方法与应用。
本发明所提供的R-PDLC显示装置，包括第一基板和第二基板，第一取向层和第二取向层以及夹在所述第一基板和第二基板之间的聚合物分散液晶，所述第一基板上形成有所述第一取向层，所述第二基板上形成有所述第二取向层，其中，所述第一基板和第二基板为表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃，所述第一取向层和第二取向层液晶为单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜。
本发明的R-PDLC显示装置中，所述表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃是采用丙酮或者氯仿的乙醇稀释液对ITO掺杂有机玻璃进行表面降解处理获得的。
本发明的R-PDLC显示装置中，所述丙酮或者氯仿的乙醇稀释液中丙酮或者氯仿的体积百分比浓度为5-10%。
本发明的R-PDLC显示装置中，所述表面降解处理进行10-30min。
本发明所提供的R-PDLC显示装置的制备方法，包括如下步骤：
在第一基板上形成第一取向层；
在第二基板上形成第二取向层；
将液晶和丙烯酸酯类单体混合均匀，形成聚合物和液晶混合物；
将所述第一基板与所述第二基板对盒，然后将聚合物和液晶混合物添加到盒中，紫外光固化，形成所述的R-PDLC显示装置；
其中，所述第一基板和第二基板为表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃，所述第一取向层和第二取向层液晶为单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜。
本发明的R-PDLC显示装置的制备方法中，所述表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃是采用丙酮或者氯仿的乙醇稀释液对ITO掺杂有机玻璃进行表面降解处理获得的。
本发明的R-PDLC显示装置的制备方法中，所述丙酮或者氯仿的乙醇稀释液中丙酮或者氯仿的体积百分比浓度为5-10%。
本发明的R-PDLC显示装置的制备方法中，所述表面降解处理进行10-30min。
本发明的R-PDLC显示装置的制备方法中，形成取向层的方法如下：将所述单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜与所述表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃进行贴合，然后双辊压延，形成取向层。
本发明的R-PDLC显示装置的制备方法中，所述丙烯酸酯类单体没有特别的限制，均能实现本发明的目的。
如下结合附图详细说明本发明的R-PDLC显示装置。
本发明的一个实施方式中，制备本发明的R-PDLC显示装置的步骤如图1所示：
S01：用丙酮体积百分比为10%的丙酮乙醇稀释液涂抹ITO掺杂有机玻璃，放置10min，制得基板；表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃的示意如图2所示，基板表面带有双键或者酯基，可以与聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯中的酯基或者双键发生化学反应，实现化学键合；
S02：聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯单体挤出压延成型，采用单向拉伸方式进行取向，制得单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜；
S03：将S02中制得的单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜与S01中制得的基板贴合，然后双辊压延，形成带有取向层的基板；
S04：将液晶和丙烯酸酯类单体混合均匀，形成聚合物和液晶混合物；
S05：将两块带有取向层的基板对盒，然后将聚合物和液晶混合物添加到盒中，紫外光固化，形成R-PDLC显示装置；获得的R-PDLC显示装置的如图3所示，包括第一基板11和第二基板12，第一取向层31和第二取向层32以及夹在所述第一基板11和第二基板12之间的聚合物分散液晶，第一基板11上形成有第一取向层31，第二基板12上形成有第二取向层32，在不存在电场的情况下，向列液晶21垂直地排列，取向层与丙烯酸酯类单体之间化学键合。
本发明的另一个实施方式中，制备本发明的R-PDLC显示装置的步骤如下：
S11：用丙酮体积百分比为5%的丙酮乙醇稀释液涂抹ITO掺杂有机玻璃，放置30min，制得基板；
S12：聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯单体挤出压延成型，采用单向拉伸方式进行取向，制得单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜；
S13：将S12中制得的单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜与S11中制得的基板贴合，然后双辊压延，形成带有取向层的基板；
S14：将液晶和丙烯酸酯类单体混合均匀，形成聚合物和液晶混合物；
S15：将两块带有取向层的基板对盒，然后将聚合物和液晶混合物添加到盒中，紫外光固化，形成R-PDLC显示装置。
本发明的R-PDLC显示装置中，采用单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯作为取向层，表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃作为基板。在进行紫外交联时，聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯中的单体之间以及聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯中的单体与表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃之间发生聚合反应，可以避免取向层与基板剥离而产生空隙。并且，单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯可以使丙烯酸酯类单体的聚合具有一定程度上的有序性及取向性，液晶分子会在其中分布的更加均匀且有序。
本发明的R-PDLC显示装置中，在进行紫外交联时，单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯类单体之间发生聚合反应，使得取向层与聚合物分散液晶之间不仅仅是物理贴合，可以避免取向层与聚合物分散液晶之间剥离而产生空隙。
本发明的R-PDLC显示装置中，聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯取向层中的聚乙烯醇对白光的表达效果较好，不会发生色偏，并且接枝的甲基丙烯酸甲酯是常用的有机玻璃原料，其透光率极佳，不会影响取向层的透光效果，因此能解决由于PI层自身物理属性导致的发黄现象。
Claims (10)
1.一种透明聚合物分散液晶显示装置，包括第一基板和第二基板，第一取向层和第二取向层以及夹在所述第一基板和第二基板之间的聚合物分散液晶，所述第一基板上形成有所述第一取向层，所述第二基板上形成有所述第二取向层，其特征在于，所述第一基板和第二基板为表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃，所述第一取向层和第二取向层液晶为单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜。
2.根据权利要求1所述的透明聚合物分散液晶显示装置，其特征在于，所述表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃是采用丙酮或者氯仿的乙醇稀释液对ITO掺杂有机玻璃进行表面降解处理获得的。
3.根据权利要求2所述的透明聚合物分散液晶显示装置，其特征在于，所述丙酮或者氯仿的乙醇稀释液中丙酮或者氯仿的体积百分比浓度为5-10%。
4.根据权利要求3所述的透明聚合物分散液晶显示装置，其特征在于，所述表面降解处理进行10-30min。
5.一种透明聚合物分散液晶显示装置的制备方法，包括如下步骤：
在第一基板上形成第一取向层；
在第二基板上形成第二取向层；
将液晶和丙烯酸酯类单体混合均匀，形成聚合物和液晶混合物；
将所述第一基板与所述第二基板对盒，然后将聚合物和液晶混合物添加到盒中，紫外光固化，形成所述的R-PDLC显示装置；
其中，所述第一基板和第二基板为表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃，所述第一取向层和第二取向层液晶为单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃是采用丙酮或者氯仿的乙醇稀释液对ITO掺杂有机玻璃进行表面降解处理获得的。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述丙酮或者氯仿的乙醇稀释液中丙酮或者氯仿的体积百分比浓度为5-10%。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述表面降解处理进行10-30min。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，形成取向层的方法如下：将所述单向拉伸的聚乙烯醇接枝甲基丙烯酸甲酯膜与所述表面经降解处理的ITO掺杂有机玻璃进行贴合，然后双辊压延，形成取向层。
10.权利要求1-4中任一所述的透明聚合物分散液晶显示装置在制作玻璃窗、电纸书以及透明显示器中的应用。
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