CN103907052A - 液晶盒 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及液晶盒、液晶层的前体、液晶盒的制造方法以及所述液晶盒的用途。本申请示例性的液晶盒可通过例如卷到卷工艺等简单且连续地制造。液晶盒可在柔性器件中实现，并且可确保优异的对比度。这种液晶盒可适用于各种应用，例如，智能窗口、窗口保护膜、柔性显示器、用于显示3D图像的借助主动式偏光膜或视角调整薄膜等。

Description

液晶盒
技术领域
本申请涉及液晶盒、液晶层的前体、液晶盒的制造方法以及所述液晶盒的用途。
背景技术
液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)，通过将向列型液晶化合物或近晶型液晶化合物以一定方向对准并施加电压来切换对准而显示图像。LCD制造过程为具有复杂步骤的非常昂贵的过程，因而需要安装大型的生产线及设备。
在为了解决上述关于LCD制造过程中的问题而提出的方法中，所谓的聚合物分散液晶(PDLC，Polymer Dispersed Liquid Crystal，本说明书中使用的术语“PDLC”意指所谓的包括聚合物网络液晶(PNLC，Polymer Network Liquid Crystal)或聚合物稳定化液晶(PSLC，PolymerStabilized Liquid Crystal)等的上位概念)器件——通过将液晶分散于聚合物基体中实现——在相关领域中是已知的。由于PDLC可通过涂布液晶溶液而制造，PDLC可通过相比于现有的LCD简单的过程制造。
液晶化合物通常在PDLC中以未对准的液晶化合物的形式存在。因此，当PDLC未施加有电压时，PDLC保持不透明。当向PDLC施加电压时，液晶化合物根据PDLC的对准而进行对准，由此PDLC变得透明。这表明不透明与透明之间的切换是可行的。然而，与在两个起偏振片之间进行黑白切换的典型LCD相比，PDLC的对比度大大地降低。
发明内容
本申请提供了液晶盒、液晶层的前体、液晶盒的制造方法、以及所述液晶盒的用途。
一个示例性的液晶盒(liquid crystal cell)包括液晶层。上文中，液晶层可以包含可对准网络(alignable network)和液晶畴(liquid crystaldomain)。所述液晶畴可包含液晶化合物且可包含于可对准网络的内部。
本文中所用的术语“液晶畴”可意指包含液晶化合物的区域，所述区域可以以与所述可对准网络相分离的状态分散于可对准网络内。
可对准网络可以为包含可对准化合物的前体的网络。本文中所用的术语“包含可对准化合物的前体的网络”可意指包含有包含可对准化合物的前体的聚合物网络，或意指包含交联或聚合了的所述前体的聚合物网络。
本文中所用的术语“可对准化合物”例如可意指如下的化合物，其能够通过光的照射而取向排序(orientationally ordered)，从而当将所述化合物处于取向排序的状态时，该化合物能够通过诸如各向异性交互作用(anisotropic interaction)等交互作用使邻近的液晶化合物以预定方向对准。所述化合物可以是单分子化合物、单体化合物、低聚化合物或聚合物。例如，可使用可光对准化合物作为可对准化合物。本文中使用的术语“可光对准化合物”可意指如下化合物，其能够通过光(例如，线性偏振光)的照射而取向排序，从而能够使邻近的液晶化合物对准。
所述可光对准化合物可以为含有光敏部分(photosensitive moiety)的化合物。可用于液晶化合物对准的各种可光对准化合物在相关领域中已公知。例如，可在此使用的可光对准化合物可包括：能够通过顺反光异构化(trans-cisphotoisomerization)进行排序的化合物；能够通过诸如断链(chain scission)或光氧化(photo-oxidation)等光破坏(photo-destruction)进行排序的化合物；能够通过诸如[2+2]环加成([2+2]cycloaddition)、[4+4]环加成、或光二聚(photodimerization)等光交联或光聚合进行排序的化合物；能够通过光弗里斯重排(photo-Friesrearrangement)进行排序的化合物；或能够通过开环/闭环(ringopening/closure)反应进行排序的化合物等。能够通过顺反光异构化进行排序的化合物的实例可包括：偶氮化合物，例如磺化重氮染料(sulfonateddiazo dye)或偶氮聚合物(azo polymer)等；或芪化合物等。能够通过光破坏进行排序的化合物的实例可包括：环丁烷-1，2，3，4-四羧酸二酐(cyclobutane-1，2，3，4-tetracarboxylic dianhydride)、芳族聚硅烷或聚酯、聚苯乙烯、或聚酰亚胺等。此外，能够通过光交联或光聚合进行排序的化合物的实例可包括：肉桂酸酯(cinnamate)化合物、香豆素(coumarin)化合物、肉桂酰胺(cinnamamide)化合物、四氢酞酰亚胺(tetrahydrophthalimide)化合物、马来酰亚胺(maleimide)化合物、二苯甲酮化合物、二苯乙炔化合物、含有查耳酮基部分(chalconyl moiety)作为光敏部分的化合物(下文称为“查耳酮化合物”)、或含有蒽基部分(anthracenyl moiety)的化合物(下文称为“蒽基化合物”)；能够通过光弗里斯重排进行排序的化合物可包括：芳族化合物，例如苯甲酸酯化合物、苯并酰胺(benzoamide)化合物，或(甲基)丙烯酰基酰胺基芳基(甲基)丙烯酸酯(methacrylamidoaryl methacrylate)化合物；能够通过开环/闭环反应进行排序的化合物可包括：能够通过[4+2]π-电子体系([4+2]πelectronicsystem)的开环/闭环反应进行排序的化合物，例如螺吡喃化合物，但本发明并不限于此。
所述可光对准化合物可为单分子化合物、单体化合物、低聚化合物或聚合化合物，或者可为上述可光对准化合物和聚合物的混合(blend)形式。因此，低聚化合物或聚合化合物可具有上述光敏部分或衍生自上述可光对准化合物的部分。在这种情况下，衍生自可光对准化合物的部分或光敏部分可存在于所述低聚化合物或聚合化合物的主链或侧链中。
具有衍生自可光对准化合物的部分或光敏部分、或可与可光对准化合物混合的聚合物的实例可包括：聚降冰片烯、聚烯烃、多芳基化合物、聚丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺酸(poly(amic acid))、聚马来酰亚胺、聚丙烯酰胺、聚(甲基)丙烯酰胺、聚乙烯醚、聚乙烯酯、聚苯乙烯、聚硅氧烷、聚丙烯腈、或聚(甲基)丙烯腈等，但不限于此。
可包含于所述可对准化合物中的聚合物的代表性实例可包括：聚降冰片烯肉桂酸酯、聚降冰片烯烷氧基肉桂酸酯、聚降冰片烯烯丙酰氧基肉桂酸酯(polynorbonene allyloyloxy cinnamate)、聚降冰片烯氟化肉桂酸酯、聚降冰片烯氯化肉桂酸酯或聚降冰片烯二肉桂酸酯等，但不限于此。
当可对准化合物为聚合化合物时，所述化合物的数均分子量可为例如约10,000g/mol至500,000g/mol，但不限于此。
在可对准网络中，可对准化合物可取向排序(orientationallyordered)，且在未施加任何电压的状态下，在液晶畴中的液晶化合物可通过该取向排序的网络来进行对准。
例如，所述可对准化合物在所述取向排序的状态下可简单地包含于可对准网络中，或在取向排序的状态下可以进行交联和/或聚合，以形成可对准网络。
所述可对准化合物可含有至少一个可交联或可聚合的官能团，使得所述可对准化合物可进行交联或聚合以形成可对准网络。例如，通过施加热或利用诸如紫外(UV)线等的活化能量束照射而可以进行反应的官能团可被用作可交联或可聚合的官能团。这些官能团的实例可包括：羟基、羧基、烯基(例如乙烯基或烯丙基)、环氧基、氧杂环丁烷基、乙烯醚基、氰基、丙烯酰基、(甲基)丙烯酰基、丙烯酰氧基、或(甲基)丙烯酰氧基，但不限于此。例如，上述官能团可包括能够参与通过施加热或利用活化能量束照射而引起的自由基或阳离子反应、或参与在碱性环境下所引起的交联或聚合反应的官能团。这些官能团例如可以被引入可对准化合物的主链或侧链等中。
用于形成可对准网络的前体还可包含交联剂。可以添加交联剂以控制余像(afterimage)或液晶盒的强度。例如，通过施加热或利用活化能量束照射而可与可对准化合物反应以形成交联结构的化合物可被用作交联剂。根据聚合物化合物的类型可形成交联结构的各种交联剂在相关领域中是已知的。例如，交联剂的实例可包括：含有至少两个官能团的多官能化合物，例如，异氰酸酯化合物、环氧化合物、异硫氰酸酯化合物、乙烯醚化合物、醇类、胺类化合物、硫醇化合物、羧酸化合物、氮丙啶化合物、或金属螫合物。
例如，也可以使用包含至少两个选自以下基团的化合物作为可参与通过用诸如UV线等活化能量束照射而引起的交联反应的交联剂：烯基(例如乙烯基或烯丙基)、环氧基、氧杂环丁烷基、乙烯醚基、丙烯酰基、(甲基)丙烯酰基、丙烯酰氧基、和(甲基)丙烯酰氧基。可用于本发明的化合物的代表性实例可包括多官能丙烯酸酯等。所述多官能丙烯酸酯的实例可包括：三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三甘油二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、三[2-(丙烯酰氧基)乙基]异氰脲酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯(urethane acrylate)、1,3-二甘油醇酸二(甲基)丙烯酸甘油酯、或三(丙二醇)甘油醇酸二丙烯酸酯，但不限于此。
交联剂的适当比例可以考虑以下因素而确定：余像的控制程度、强度赋予程度、液晶畴和可对准网络的相分离特性及固定(anchoring)特性、光敏性、介电常数、以及折射率。例如，可对准网络的前体可包括：0.1重量份至100重量份、5重量份至100重量份、10重量份至90重量份、10重量份至80重量份、10重量份至70重量份、10重量份至60重量份、或10重量份至50重量份的交联剂，相对于100重量份的可对准化合物计。所述交联剂的量可根据所使用的交联剂和可对准化合物的种类而变化。除非本说明书中另有明确说明，否则单位“重量份”可意指组分之间的重量比。
如果需要，可对准网络的前体可包含添加剂，例如溶剂、自由基或阳离子引发剂、碱性材料、其它能够形成网络的活性化合物、或表面活性剂。
可对准网络与液晶畴的液晶化合物一起可满足下式1。
[式1]
(1-a)×{(2no 2+ne 2)/3}0.5＜np＜(1+a)×{(2no 2+ne 2)/3}0.5
在式1中，“np”表示可对准网络的折射率，“no”表示液晶化合物的寻常折射率(ordinary refractive index)，“ne”表示液晶化合物的非常折射率(extraordinary refractive index)，a表示满足式0≤a＜0.5的值。
折射率可以为例如以波长为550nm的光所测得的折射率。此外，当可对准网络的寻常折射率和非常折射率不同时，本说明书中所用的可对准网络的“折射率”这一术语可意指可对准网络的寻常折射率。可选择可对准网络和液晶化合物而使所述可对准网络和液晶化合物能够满足式1。在这种情况下，可提供在不存在外加电压时具有优异透明度和高对比度的器件。
在式1中，“a”例如可为小于0.4、小于0.3、小于0.2、或小于0.1，或可为0。
此外，可对准网络的介电常数可为3或更大、3.5或更大、或4或更大。在此介电常数范围内，可维持该液晶盒的优异的驱动电压特性。介电常数的上限没有特别限制，并且可为例如约20或更小、15或更小、或10或更小。
分散于可对准网络中的液晶畴包含液晶化合物。可使用各种液晶化合物而没有特别限制，只要所述液晶化合物可在可对准网络中相分离并且以通过所述可对准网络保持对准的状态存在。可使用例如近晶型(smectic)液晶化合物、向列(nematic)液晶化合物、或胆甾相(cholesteric)液晶化合物等作为液晶化合物。所述液晶化合物可以呈现：相分离而未与所述可对准网络结合，当从外部施加电压时，可改变液晶化合物的对准的形态。为此，液晶化合物可为例如不具有可聚合或可交联基团的化合物。
在一个实施方案中，可使用向列液晶化合物作为液晶化合物。例如，可以使用满足下式2的向列液晶化合物作为液晶化合物。
[式2]
(1.53-b)＜{(2no 2+ne 2)/3}0.5＜(1.53+b)
在式2中，“no”表示如式1中所定义的液晶化合物的寻常折射率(ordinary refractive index)，例如，向列液晶化合物短轴方向的折射率；“ne”表示如式1中所定义的液晶化合物的非常折射率(extraordinaryrefractive index)，例如，向列液晶化合物长轴方向的折射率；且b表示满足式0.1＝b＝1的值。
可以选择满足式2的液晶化合物以制造即使未施加电压时也具有优异透明度的液晶盒。
在另一个实施方案中，式2中“b”可为0.1至0.9、0.1至0.7、0.1至0.5、或0.1至0.3。
此外，液晶化合物的非常介电常数(εe，extraordinary dielectricanisotropy；长轴方向的介电常数)与寻常介电常数(εo，ordinary dielectricanisotropy；短轴方向的介电常数)之间的差值可为3或更大、3.5或更大、4或更大、6或更大、8或更大、或10或更大。当液晶化合物具有这种介电常数时，可提供具有优异驱动电压特性的器件。当介电常数之间的差值变得更大时，可提供具有更合适特性的器件。在本发明中，介电常数的差值上限没有特别限制。例如，非常介电常数(εe，extraordinary dielectricanisotropy；长轴方向的介电常数)为约6至50且寻常介电常数(εo，ordinary dielectric anisotropy；短轴方向的介电常数)为约2.5至7的化合物可用作液晶化合物。
在液晶盒中，液晶畴的液晶化合物的含量可为100重量份至2,500重量份、100重量份至2,000重量份、100重量份至1,900重量份、100重量份至1,800重量份、100重量份至1,700重量份、100重量份至1,600重量份、100重量份至1,500重量份、100重量份至1,400重量份、100重量份至1,300重量份、100重量份至1,200重量份、100重量份至1,100重量份、100重量份至1,000重量份、100重量份至900重量份、100重量份至800重量份、100重量份至700重量份、100重量份至600重量份、100重量份至500重量份、100重量份至400重量份、100重量份至300重量份、或150重量份至250重量份，相对于100重量份的可对准网络计。液晶化合物的量可视需要而变化。例如，当未施加电压时，液晶盒可呈现优异的透明度。例如，当未施加电压时，液晶盒的透光率可为80％或更多、85％或更多、90％或更多、或95％或更多。所述透光率可为可见光区(例如约400nm至700nm的波长)的透光率。
液晶盒还可包括一个或两个或更多个基底层。液晶层可形成于所述基底层的表面上，或形成于两个或更多个基底层之间。例如，液晶盒还可包括彼此面对面的基底层，且液晶层可位于所述面对面的基底层之间。图1示出液晶盒的一个示例性实施方案的示意图，液晶盒包括液晶层102，所述液晶层102位于间隔预定距离而面对面的基底层101A及101B之间并且包括可对准网络1021和液晶畴1022。在液晶畴1022中，液晶化合物用箭头示出，如图1所示。
在相关领域中已知的材料可用作所述基底层而没有限制。例如，可使用无机膜(例如玻璃膜、结晶或无定形硅薄膜、或石英或氧化铟锡(ITO，Indium Tin Oxide)膜)、或塑料膜作为基底层。可使用光学各向同性基底层、光学各向异性基底层(例如偏光层(retardation layer)、起偏振片)、或彩色滤光片基底等作为基底层。
可用于本发明的塑料基底层的实例可包括：包括三乙酰纤维素(TAC，triacetyl cellulose)的基底层；诸如降冰片烯衍生物的环烯烃共聚物(COP，cyclo olefin copolymer)；聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA，poly(methylmethacrylate))；聚碳酸酯(PC，polycarbonate)；聚乙烯(PE，polyethylene)；聚丙烯(PP，polypropylene)；聚乙烯醇(PVA，polyvinyl alcoh0l)；二乙酰纤维素(DAC，diacetyl cellulose)；聚丙烯酸酯(Pac，polyacrylate)；聚醚砜(PES，poly ether sulfone)；聚醚醚酮(PEEK，polyetheretherketon)；聚苯砜(PPS，polyphenylsulfone)；聚醚酰亚胺(PEI，polyetherimide)；聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN，polyethylene naphthalate)；聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，polyethyleneterephthalate)；聚酰亚胺(PI，polyimide)；聚砜(PSF，polysulfone)；多芳基化合物(PAR，polyarylate)；或无定形氟树脂等，但不限于此。如果需要，所述基底层可包括由金、银、或硅化合物(例如二氧化硅或一氧化硅等)形成的涂层、或诸如抗反射层等的涂层。
电极层可包含于基底层的表面上，例如，基底层在液晶层一侧的表面(例如，如图1所示，与液晶层102相接触的基底层101A或101B的表面)。电极层例如可以通过沉积导电聚合物、导电金属、导电纳米线、或诸如ITO(Indium Tin Oxide)等的金属氧化物等形成。所形成的电极层可呈现透明状。在相关领域中，已知形成透明电极层的多种材料及方法。这些方法均适用。如果需要，形成于基底层表面上的电极层可适当地进行图案化。
此外，液晶盒还可包括位于液晶层一侧或两侧的起偏振片。用于传统LCD等的常规材料可用于该起偏振片而没有限制。当将所述起偏振片置于液晶盒两侧时，例如，起偏振片可配置成使得该起偏振片的光吸收轴可彼此垂直。
本申请还涉及能够形成上述液晶层的前体。一个示例性的前体可包括可对准网络的前体以及液晶化合物。所述可对准网络的前体可包括可对准化合物，例如，可光对准化合物。可对准的前体可形成可对准网络，且在所述网络的形成过程中，液晶化合物可与可对准网络发生相分离，以形成液晶畴。
上述化合物(例如，可光对准化合物、或能够形成该可光对准化合物的前体化合物)可用作可对准化合物。此外，如上所述相同的化合物可用作液晶化合物。如果需要，前体还可包括交联剂作为能够与可对准化合物一起形成可对准网络的化合物。可对准化合物、交联剂、以及液晶化合物的种类及其含量比例等可以通过如上所述的内容来应用。
例如，可对准网络的前体和液晶化合物可满足下式1。
[式1]
(1-a)×{(2no 2+ne 2)/3}0.5＜np＜(1+a)×{(2no 2+ne 2)/3}0.5
在式1中，“np”表示由前体形成的可对准网络的折射率，“no”表示液晶化合物的寻常折射率(ordinary refractive index)，“ne”表示液晶化合物的非常折射率(extraordinary refractive index)，且“a”表示满足式0≤a＜0.5的值。
在式1中，“a”可为例如小于0.4、小于0.3、小于0.2、或小于0.1、或可为0。
此外，可选择可对准网络的前体使得该前体可形成介电常数为3或更大、3.5或更大、或4或更大的网络。
此外，液晶化合物可为向列液晶化合物，并且可为例如满足下式2的向列液晶化合物。
[式2]
(1.53-b)＜{(2no 2+ne 2)/3}0.5＜(1.53+b)
在式2中，“no”表示液晶化合物的寻常折射率(ordinary refractiveindex)，例如，向列液晶化合物短轴方向的折射率，“ne”表示液晶化合物的非常折射率(extraordinary refractive index)，例如，向列液晶化合物长轴方向的折射率，且“b”表示满足式0.1＝b＝1的值。
在一个实施方案中，式2中的“b”可为0.1至0.9、0.1至0.7、0.1至0.5或0.1至0.3。
此外，液晶化合物的非常介电常数(εe，非常介电各向异性；长轴方向的介电常数)与寻常介电常数(εo，寻常介电各向异性；短轴方向的介电常数)之间的差值为3或更大、3.5或更大、4或更大、6或更大、8或更大、或10或更大。当液晶化合物具有这种介电常数时，可提供具有优异驱动电压特性的器件。在这种情况下，非常介电常数(εe，非常介电各向异性；长轴方向的介电常数)为约6至50且寻常介电常数(εo，寻常介电常数；短轴方向的介电常数)为约2.5至7的化合物可用作液晶化合物。
在前体中的液晶化合物的含量可为100重量份至2,500重量份、100重量份至2,000重量份、100重量份至1,900重量份、100重量份至1,800重量份、100重量份至1,700重量份、100重量份至1,600重量份、100重量份至1,500重量份、100重量份至1,400重量份、100重量份至1,300重量份、100重量份至1,200重量份、100重量份至1,100重量份、100重量份至1,000重量份、100重量份至900重量份、100重量份至800重量份、100重量份至700重量份、100重量份至600重量份、100重量份至500重量份、100重量份至400重量份、100重量份至300重量份、或150重量份至250重量份，相对于100重量份的前体计。液晶化合物的量可视需要适当变化。
前体还可视需要包括溶剂。可用于本发明的溶剂没有特别限制。例如，可从已知种类的溶剂(例如甲苯、二甲苯、环戊酮及环己酮)中适当地选择前体。
为了促进可对准化合物和/或交联剂等的网络形成反应，前体还可视需要包括合适的添加剂，例如自由基或阳离子引发剂、催化剂(例如胺类等)、或另一能够形成网络的活性化合物或表面活性剂等。
本申请还涉及液晶盒的制造方法。例如，液晶盒的制造方法可包括利用光照射前体层。利用光照射前体层可引起上述可对准化合物的对准、交联和/或聚合，以及液晶化合物的相分离。
将前体涂布在合适的基底(例如基底层)可形成前体层。例如，当前体呈液态时，可利用常规涂布法(例如棒涂、点涂、喷涂、或旋涂等)形成前体层。例如，在其上形成有前体层的基底层的表面上可形成上述透明电极层。
在形成前体层之后，可利用光照射该前体层。例如，当所述前体中含有溶剂时，在所形成的层于适当条件下干燥以将该溶剂挥发掉之后，可进行光照射。所述干燥例如可在约80℃至130℃的温度下进行约1至10分钟，但不限于此。
可进行光照射使得包含于前体层中的可对准化合物进行对准。一般而言，可利用线性偏振光使可对准化合物进行对准。可以选择待照射的光的波长和强度以提供给可对准化合物合适的对准。通常，可利用在可见光或近紫外光(near ultraviolet)范围的光使得可对准化合物(例如可光对准化合物)进行对准。可视需要利用远紫外光(far ultraviolet)或近紫外光(near Infrared)范围的光使得可对准化合物进行对准。
在液晶化合物呈各向同性状态(Isotropic state)时，可进行光照射。图2示出了利用光照射前体层201步骤的一个示例性实施方案的示意图，所述前体层201形成于基底层1011上并且包括呈各向同性状态的液晶化合物(用箭头示出)。为了维持液晶化合物的各向同性状态，例如，可在所述液晶化合物的各向同性转变温度(TNI，isotropic transition temperature)或高于所述各向同性转变温度(TNI)的范围下进行光照射。
通过光照射可使可对准化合物取向排序，且分散于该可对准化合物内部的液晶化合物可沿着该可对准化合物的对准方向来进行对准。图3示出了包括可对准网络1021和液晶畴1022的液晶层102的一个示例性实施方案的示意图，所有液晶层102在光照射之后形成于基底层1011上。
为了促进可对准网络的形成等，可视需要在光照射之前或之后、或者在光照射同时进行适当的加热或曝光处理。
在通过上述方法形成液晶层之后，可视需要将额外的基底层(例如，在其一个表面上形成有透明电极层的基底层)贴附在所形成的液晶层，以形成具有如图1中所示结构的器件。
上述液晶盒的制造方法可以以连续的方式进行，例如，利用卷到卷工艺(roll-to-roll process)。
本申请还涉及液晶盒的用途。例如，示例性的液晶盒可以以连续的方式利用卷到卷工艺(roll-to-roll process)简单制造。此外，液晶盒可实现作为柔性器件，并且可确保优异的对比度。
这类液晶盒可适用于各种应用，例如，包括智能窗口(smart windows)、窗口保护膜、柔性显示器、用于显示3D图像的借助主动式偏光膜(activeretarders)、或视角调整薄膜等。
有益效果
本发明示例性的液晶盒可以以连续的方式利用卷到卷工艺简单制造。此外，液晶盒可实现作为柔性器件，并且可确保优异的对比度。这类液晶盒可适用于各种应用，例如，包括智能窗口、窗口保护膜、柔性显示器、用于显示3D图像的借助主动式偏光膜(active retarders)、或视角调整薄膜等。
附图说明
图1示出液晶盒的一个示例性实施方案的示意图。
图2和3示出液晶盒的制造过程的示例性实施方案的示意图。
图4是示出在实施例中制备的液晶盒的两个起偏振片之间的亮度变化的示意图。
图5是示出在实施例中制备的液晶盒的透光率的曲线图。
图6是示出在实施例中制备的液晶盒根据偏振可见光的旋转的相位差的图表。
图7是测量在实施例中制备的液晶盒的对比度的曲线图。
附图标号说明
101A，101B，1011：基底层
102：液晶层
201：前体层
1021：可对准网络
1022：液晶畴
具体实施方式
下文中，将参照实施例对液晶盒进行进一步详细描述。然而，应该理解的是，液晶盒的范围并不受以下实施例限制。实施例
前体的制备
将7g的液晶化合物(ZGS-8017，JNC，非常折射率：约1.597，寻常折射率：约1.487)，3g的作为可对准化合物的包括如下式1所示的重复单元的聚降冰片烯-氟化肉桂酸酯化合物(PNBCi，重均分子量：85,000，且多分散指数(PDI，polydispersity index)：约4.75)，以及1g的可紫外光固化的化合物(NOA-65，Norland光学粘合剂65(Norland OpticalAdhesive65))与100g的甲苯进行混合。随后，将适当量的引发剂与所得的混合物进行混合以制备前体。
[式1]
液晶盒的制备
在表面上形成有ITO透明电极层的透明聚碳酸酯基底层的电极层上，利用刮棒涂布机涂布所制备的前体，并且使溶剂(甲苯)挥发以形成厚度为约7μm的前体层。之后，将前体层置于在上部配置有线栅偏振器(WGP，Wire Grid Polarizer)的热板上，然后将该热板的温度设定于90℃。维持该热板的温度直至所述前体层变得透明，借助WGP利用线性偏振紫外线(1，200mJ/cm2)照射透明状态的所述前体层，以形成包括可对准网络和液晶畴的液晶层。利用棱镜耦合器对所形成的可对准网络测量的折射率为约1.573。然后，将在表面形成有ITO透明电极层的聚碳酸酯膜的ITO透明电极层的一个表面，贴附在所形成的液晶层，由此制备了液晶盒。
试验实施例1
将实施例中制备的液晶盒配置在两个起偏振片(上方起偏振片和下方起偏振片)之间，所述起偏振片经对准而使得起偏振片的光吸收轴互相垂直相交。将液晶的对准方向与上方起偏振片的透光轴形成45度或90度角配置的状态下，通过向下方起偏振片光照射来评估液晶盒的亮度。图4是示出所述评估结果的图像。此处，图4的左边版面显示液晶的对准方向与上方起偏振片的透光轴形成45度角的情况，图4的右边版面显示液晶的对准方向与上方起偏振片的透光轴之间形成90度角的情况。
试验实施例2
液晶盒以与实施例相同的方式制造，不同之处在于改变光的照射强度来制备液晶盒。之后，测量液晶盒的透光率。测量结果示于图5。如图5所示，可以看出液晶盒的透明度随可对准网络的排序程度而改变。
试验实施例3
液晶盒以与实施例相同的方式制造，不同之处在于改变光的照射强度来制备液晶盒。之后，根据偏振可见光的旋转的相位差使用Axostep系统根据曝光量来评价。评价结果示于图6。
试验实施例4
将实施例中制备的液晶盒置于两个起偏振片(上方起偏振片和下方起偏振片)之间，使得起偏振片的光吸收轴互相垂直。将液晶盒配置成液晶盒的对准方向与两个起偏振片中任意一个的透光轴形成45度角。之后，将交流电源连接至上方和下方基底层(聚碳酸酯膜)的ITO透明电极层，并且使用光电二极管激光根据驱动电压来测量液晶盒的透光率。测量结果示于图7。如图7所示，可确定实施例中制备的液晶盒在约43V的电压下示出约400∶1的对比度。

Claims (20)

1.一种液晶盒，包括液晶层，所述液晶层包含可对准网络和液晶畴，所述液晶畴存在于可对准网络内且包含液晶化合物。
2.权利要求1的液晶盒，其中，
所述可对准网络是包含可光对准化合物的前体的网络。
3.权利要求2的液晶盒，其中，
在可对准网络中的可光对准化合物呈取向排序的状态，并且液晶畴的液晶化合物通过所述可对准网络进行对准。
4.权利要求2的液晶盒，其中，
可光对准化合物是偶氮化合物、芪化合物、环丁烷四羧酸二酐、芳族聚硅烷、芳族聚酯、聚苯乙烯、肉桂酸酯化合物、香豆素化合物、肉桂酰胺化合物、四氢酞酰亚胺化合物、马来酰亚胺化合物、二苯甲酮化合物、二苯乙炔化合物、查耳酮化合物、蒽基化合物、苯甲酸酯化合物、苯并酰胺化合物、(甲基)丙烯酰基酰胺基芳基(甲基)丙烯酸酯化合物或螺吡喃化合物。
5.权利要求1的液晶盒，其中，
可对准网络和液晶化合物满足下式1：
[式1]
(1-a)×{(2no 2+ne 2)/3}0.5＜np＜(1+a)×{(2no 2+ne 2)/3}0.5
其中，“np”表示可对准网络的折射率，“no”表示液晶化合物的寻常折射率，“ne”表示液晶化合物的非常折射率，a表示满足0≤a＜0.5的值。
6.权利要求1的液晶盒，其中，
可对准网络的介电常数为3或更大。
7.权利要求1的液晶盒，其中，
液晶化合物是满足下式2的向列型液晶化合物：
[式2]
(1.53-b)＜{(2no 2+ne 2)/3}0.5＜(1.53+b)
其中，“no”表示液晶化合物的寻常折射率，“ne”表示液晶化合物的非常折射率，且b表示满足0.1＝b＝1的值。
8.权利要求1的液晶盒，其中，
液晶化合物的非常介电常数(εe)与寻常介电常数(εo)之间的差值(εe-εo)为3或更大。
9.权利要求1的液晶盒，其中，
液晶层含有100重量份至2,500重量份的液晶化合物，相对于100重量份的可对准网络计。
10.权利要求1的液晶盒，其中，
在未施加电压的状态下，其透光率为80％或更高。
11.权利要求1的液晶盒，还包括相互面对面配置的两个基底层，并且液晶层在所述基底层之间。
12.权利要求11的液晶盒，其中，
在基底层的液晶层侧的表面上形成电极层。
13.权利要求1的液晶盒，还包括在液晶层两侧上的起偏振片。
14.一种权利要求1的液晶层的前体，包括：
包含可对准化合物的可对准网络的前体；和液晶化合物。
15.权利要求14的液晶层的前体，其中，
可对准网络和液晶化合物满足下式1：
[式1]
(1-a)×{(2no 2+ne 2)/3}0.5＜np＜(1+a)×{(2no 2+ne 2)/3}0.5
其中，“np”表示由可对准网络的前体形成的可对准网络的折射率，“no”表示液晶化合物的寻常折射率，“ne”表示液晶化合物的非常折射率，且“a”表示满足0≤a＜0.5的值。
16.权利要求14的液晶层的前体，其中，
液晶化合物为满足下式2的向列型液晶化合物：
[式2]
(1.53-b)＜{(2no 2+ne 2)/3}0.5＜(1.53+b)
其中，“no”表示液晶化合物的寻常折射率，“ne”表示液晶化合物的非常折射率，且“b”表示满足0.1＝b＝1的值。
17.权利要求14的液晶层的前体，其中，
液晶化合物的非常介电常数(εe)与寻常介电常数(εo)之间的差值(εe-εo)为3或更大。
18.一种液晶盒的制造方法，包括向权利要求17的前体的层照射光的工艺。
19.权利要求18的方法，其中，照射的光是线性偏振光。
20.权利要求18的液晶盒的制造方法，其中，
在液晶化合物的各向同性转变温度或高于所述各向同性转变温度的温度下，进行光的照射。
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