CN103091889B - 一种广视角液晶光调制器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种广视角液晶光调制器件，包括：上基板、下基板、以及夹在两层基板间的聚合物致稳的球状相液晶材料。所述聚合物致稳的球状相液晶材料是于常温下将聚合物单体与液晶材料混合均匀，在球状相的温度区间内使所述聚合物单体固化而得到。本发明提供的液晶光调制器件，通过施加电压，实现显示器件在散射态与透明态间的切换，具有广视角显示。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶光调制器件，尤其是具有广视角的液晶光调制器件。
背景技术
聚合物分散液晶（PDLC）是将聚合物单体和液晶混合在一起，之后聚合物单体聚合，引起相分离，使液晶从聚合物中分离出来，形成封装在聚合物固体中的液晶微滴。施加电场使液晶微滴中的液晶分子发生取向，可以实现在雾态与透明态间的切换。但是，由于从聚合物中分离出来的液晶微滴尺度都比较大，需要更高的厚度以实现较高的对比度，为此也需要更高的驱动电压。同时，液晶微滴中的液晶因电场取向，使聚合物分散液晶器件从较大的视角观察对比度明显下降。液晶微滴与聚合物之间的作用力以及聚合物网络的特性，使得PDLC的响应很慢，存在迟滞效应，无法满足显示器件对快响应的需求。
普通的液晶显示器，通过液晶的旋光和双折射效应，使用偏光片实现明暗对比。必须使用偏光片。另外如果不进行光学补偿，对比度将随着视角明显变化。
普通的液晶显示器还需要使用配向层使液晶取向。配向层的制作使显示器的生产工艺更复杂，且容易产生不良。
普通液晶显示器由于液晶的双折射性，如果液晶层厚度发生变化，会产生显示效果不均，这一现象被称为盒厚敏感性。
本发明提供的液晶光调制器件，是利用在高于蓝相温度的温度范围内，固化聚合物致稳的球状相液晶材料制备而得，不需要偏光片，不需要取向层，且显示效果不随盒厚明显变化，对盒厚不敏感。可以实现与PDLC类似的散射态与透明态间的切换，且具有远高于PDLC的响应速度并且没有对比度随视角提高下降的现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种液晶光调制器件，通过施加电压，实现光调制器件在散射态与透明态间的切换，具有广视角显示。
为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：
一种广视角液晶光调制器件，包括上基板、下基板、以及夹在两层基板间的聚合物致稳的球状相液晶材料。
所述聚合物致稳的球状相液晶材料是于常温下将聚合物单体与液晶材料混合均匀，在球状相的温度区间内所述使聚合物单体固化而得到。
所述液晶材料是小螺距胆甾相液晶材料。
所述液晶材料包含液晶、手性剂。
所述液晶材料还可以包含添加剂，所述添加剂包含但不限于光引发剂。
所述的球状相的温度区间是所述液晶材料的蓝相消失的温度至清亮点温度以上5℃的温度区间。
在所述的球状相的温度区间内在偏光显微镜下看不见所述液晶材料的织构。
所述固化是热固化，或者UV固化。
所述上基板、下基板均为刚性基板；或者所述上基板、下基板均为柔性基板；或者所述上基板、下基板中的一个为刚性基板，另一个为柔性基板。
所述刚性基板为玻璃基板。
所述柔性基板为塑料基板。
所述上基板和/或所述下基板包含透明导电层。
所述导电层设置在所述上基板、下基板的内表面上。
与现有技术的其他液晶器件相比，本发明的液晶光调制器件具有无需取向层，无需偏光片，快响应，广视角的特点，可应用于光开关，立体显示，显示装置等领域。
附图说明
图1为盒厚为7um的聚合物致稳球状相液晶施加50V电压的显示效果图。
图2为盒厚为20um的聚合物致稳球状相液晶未加电时的显示的效果图。
图3为盒厚为20um的聚合物致稳球状相液晶施加200V电压的显示效果图。
图4为盒厚为20um的聚合物致稳球状相液晶施加200V电压后的响应时间-光透率的关系图。
图5为盒厚为20um的聚合物致稳球状相液晶与聚合物分散液晶（PDLC）的视角-对比度的比对图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围，凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在所述权利要求范围中。
本发明所使用的试剂以及其他原料均为市售的商业原料。
实施例1：
准备两片2cm*3cm的ITO玻璃分别作为上基板和下基板，将其中一片玻璃基板中间的电极蚀刻掉，做成一个由上基板、下基板构成的间距为7um，无偏光片无配向层的液晶盒。
聚合物致稳的球状相液晶及光引发剂为江苏和成显示科技股份有限公司生产，型号分别是PSBP006-01（市售）及IE184（市售）。其中光引发剂的含量占混合物的质量百分数为0.2%。将混合物加热搅拌至清亮后在室温下搅拌均匀，搅拌过程中混合物需避光，或者在黄光下操作。
将混合物利用毛细作用灌入7um无偏光片无配向层的液晶盒中，液晶盒于instec热台，设置热台的加热速率为1℃/min。将液晶盒加热至清亮后缓慢降温（所述清亮点为终熔温度，实验中样品的清亮点为67℃，热台加热设定的温度为70℃），降温设定的温度为低于清亮点2℃。待热台温度稳定后，将液晶盒置于紫外线（UV）灯下固化7min，UV光强为3mw/cm2。固化后取出液晶盒冷却至常温制得液晶光调制器件，液晶光调制器件呈现散射态。
经测试，对液晶光调制器件施加50V电压，效果如图1所示，图中液晶光调制器件的上半部分未加电，呈现较好的散射态；液晶光调制器件的下半部分加50V电压，呈现透明态。
聚合物致稳球状相液晶的响应时间小于2ms，且视角很好。
拍照时液晶光调制器件距离底部图片的距离为1cm。
实施例2
准备两片2cm*3cm的ITO玻璃分别作为上基板和下基板，将此上基板、下基板构成间距为20um，且无偏光片无配向层的液晶盒。
聚合物致稳的球状相液晶及光引发剂为江苏和成显示科技股份有限公司生产，型号分别是PSBP001-01（市售）及IE184（市售）。其中光引发剂的含量占混合物的质量百分数为0.2%。将混合物加热搅拌至清亮后在室温下搅拌均匀，搅拌过程中混合物需避光，或者在黄光下操作。
将混合物利用毛细作用灌入20um无偏光片无配向层的液晶盒中，液晶盒置于instec热台，设置热台的加热速率为1℃/min。将液晶盒加热至清亮后缓慢降温（所述清亮点为终熔温度，实验中样品的清亮点为67℃，热台加热设定的温度为70℃），降温设定的温度为低于清亮点2℃。待热台温度稳定后，将液晶盒置于紫外线（UV）灯下固化10min，UV光强为3mw/cm2。固化后取出液晶盒冷却至常温制得液晶光调制器件，液晶光调制器件呈现散射态。
经测试，液晶光调制器件未加电时呈现非常好的散射态，效果如图2所示；对液晶光调制器件施加200V电压，液晶光调制器件呈现透明态，效果如图3所示。
拍照时液晶光调制器件距离底部图片的距离为1cm。
聚合物致稳球状相液晶的响应时间小于2ms，如图4所示，在激光光源下测量其对比度，并与聚合物分散液晶（PDLC）做对比，发现聚合物致稳的球状相液晶具有更广的视角，如图5所示。
Claims (11)
1.一种广视角液晶光调制器件，包括：
上基板；
下基板；以及，
夹在两层基板间的聚合物致稳的球状相液晶材料，所述聚合物致稳的球状相液晶材料是于常温下将聚合物单体与液晶材料混合均匀，在球状相的温度区间内使所述聚合物单体固化而得到，所述的球状相的温度区间是所述液晶材料的蓝相消失的温度至清亮点温度以上5℃的温度区间。
2.根据权利要求1所述的广视角液晶光调制器件，其特征在于，所述液晶材料是小螺距胆甾相液晶材料。
3.根据权利要求2所述的广视角液晶光调制器件，其特征在于，所述液晶材料包含液晶以及手性剂。
4.根据权利要求3所述的广视角液晶光调制器件，其特征在于，所述液晶材料还可以包含添加剂，所述添加剂包含但不限于光引发剂。
5.根据权利要求1所述的广视角液晶光调制器件，其特征在于，在所述的球状相的温度区间内在偏光显微镜下看不见所述液晶材料的织构。
6.根据权利要求1所述的广视角液晶光调制器件，其特征在于，所述固化是热固化，或者UV固化。
7.根据权利要求1所述的广视角液晶光调制器件，其特征在于，所述上基板、下基板均为刚性基板；或者所述上基板、下基板均为柔性基板；或者所述上基板、下基板中的一个为刚性基板，另一个为柔性基板。
8.根据权利要求7所述的广视角液晶光调制器件，其特征在于，所述刚性基板为玻璃基板。
9.根据权利要求7所述的广视角液晶光调制器件，其特征在于，所述柔性基板为塑料基板。
10.根据权利要求7所述的广视角液晶光调制器件，其特征在于，所述上基板和/或所述下基板包含透明导电层。
11.根据权利要求8所述的广视角液晶光调制器件，其特征在于，所述导电层设置在所述上基板、下基板的内表面上。
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