CN105820823A - 显示介质与显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种显示介质与显示装置。显示介质包括：联苯氰类近晶相液晶、向列相液晶、以及添加物组成的液晶组合物。其中，所述近晶相液晶以通式Ⅰ和Ⅱ表示，所述向列相液晶以通式Ⅲ和Ⅳ表示。本发明还公开了包括该显示介质的显示装置，可实现显示装置宽视角、高对比度、高透过率、双稳态节能的特性。

Description

显示介质与显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示介质与显示装置。

背景技术

目前，电控调光装置常用显示介质为聚合物分散液晶(PDLC)，使用该介质的显示装置主要工作在散射态和透明态之间并具有一定的灰度。

PDLC主要是将低分子液晶(liquidcrystal，缩写为LC)与聚合物相混合，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，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，例如不需偏振片和取向层，制备工艺简单，易于制成大面积柔性显示器。

尽管如此，现有的PDLC开态时需要一直加电，不节能，且开态的光透过率随视角的增大而有较大幅度的减小，因此限制了其在显示领域的应用。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术中的上述或其他不足，本发明提供一种显示介质与双稳态显示装置，该显示介质包括联苯氰类近晶相液晶、向列相液晶、以及添加物组成的液晶组合物，采用该显示介质的显示装置可实现宽视角、高对比度、高透过率、双稳态节能等优点。

本发明一方面提供了一种显示介质，包括：联苯氰类近晶相液晶、向列相液晶、以及添加物组成的液晶组合物。

进一步地，所述近晶相液晶以通式Ⅰ和Ⅱ表示：

所述向列相液晶以通式Ⅲ和Ⅳ表示：

其中，

所述R₁为8～12个碳原子的直链烷基或烷氧基、8～12个碳原子的直链烯基；

所述R₂为1～12个碳原子的直链烷基或烷氧基、1～12个碳原子的直链烯基；

所述R₃为1-7个碳原子的直链烷基或烷氧基、1-7个碳原子的直链烯基；

环A、B为1，4-环己基或1，4-亚苯基，其中，1，4-亚苯基上的一个或多个H可被F取代；

Z₁代表-CH₂CH₂、单键、-COO-，-CH＝CH-；

a，b相同或不同，各自独立的表示1或2；

R₄、R₅为1-7个碳原子的直链烷基、烷氧基、烯基；

环C为1，4-环己基或1，4-亚苯基；

c表示1或2。

进一步地，通式Ⅰ和Ⅱ在液晶中所占比例为80～99.99wt％，通式Ⅲ和Ⅳ在液晶中所占比例为0.01～20wt％。

进一步地，所述添加物包括导电物，所述导电物为四(十八烷基)溴化铵或者十六烷基三甲基溴化铵。

进一步地，所述添加物还包括二色性染料。

进一步地，所述添加物还包括聚酯类材料或聚苯乙烯类高分子材料或玻璃材质制成的黏

合型隔离物、或还包括聚合物。

本发明另一方面还提供了一种显示装置，包括：一基板；一与该基板对置的对置基板；以及夹设所述基板与所述对置基板之间的上述显示介质，其中，在该所述基板与所述对置基板朝向显示介质的一侧各设有导电电极层。

进一步地，所述基板与所述对置基板的材料为柔性材料。

进一步地，所述柔性材料为玻璃或塑料。

进一步地，所述显示装置通过对所述基板一侧、与所述对置基板一侧的导电电极同时施加高频电压或低频电压，通过高、低频电压的切换实现双稳态显示。

附图说明

图1为本发明示意性示出本发明显示装置第一工作状态的剖面示意图；

图2为本发明示意性示出本发明显示装置第二工作状态的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

在以下的实施例中所采用的各成分，均可以通过公知的方法进行合成，或者通过商业途径获得。这些合成技术是常规的，所得到各液晶化合物经测试符合电子类化合物标准。

按照以下实施例规定的各液晶组合物的配比，制备液晶组合物。所述液晶组合物的制备是按照本领域的常规方法进行的，如采取加热、超声波、悬浮等方式按照规定比例混合制得。

制备并研究下列实施例中给出的液晶组合物。下面显示了各液晶组合物的组成和其性能参数测试结果。

本发明提供一实施例提供了一种电控调光介质，其通过向联苯氰类近晶相液晶中添加向列相液晶、以及导电物等其他添加物组成的液晶组合物。其中，所述导电物为四(十八烷基)溴化铵或者十六烷基三甲基溴化铵；

所述近晶相液晶以通式Ⅰ和Ⅱ表示：

所述向列相液晶以通式Ⅲ和Ⅳ表示：

其中，

所述R₁为8～12个碳原子的直链烷基或烷氧基、8～12个碳原子的直链烯基；

所述R₂为1～12个碳原子的直链烷基或烷氧基、1～12个碳原子的直链烯基；

所述R₃为1-7个碳原子的直链烷基或烷氧基、1-7个碳原子的直链烯基；

环A、B为1，4-环己基或1，4-亚苯基，其中，1，4-亚苯基上的一个或多个H可被F取代；

Z₁代表-CH₂CH₂、单键、-COO-，-CH＝CH-；

a，b相同或不同，各自独立的表示1或2；

R₄、R₅为1-7个碳原子的直链烷基、烷氧基、烯基；

环C为1，4-环己基或1，4-亚苯基；

c表示1或2。

其中，通式Ⅰ和Ⅱ在液晶中所占比例为80～99.99wt％，通式Ⅲ和Ⅳ在液晶中所占比例为0.01～20wt％。

可选择地，所述添加物还包括二色性染料，用于在加电状态下实现彩色的显示效果；

可选择地，所述添加物还包括聚酯类材料或聚苯乙烯类高分子材料或玻璃材质制成的黏合型隔离物，可用于控制显示装置的厚度。

可选择地，所述添加物还包括聚合物，可降低液晶粘度提高显示装置粘固的稳定性。

进一步地，所述聚合物包括环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙烯醇或聚乙烯醇缩醛。

优选地，所述聚合物为聚丙烯酸酯。

本发明提供的显示介质组合物中，通式Ⅰ表示的化合物具有近晶相，并且能够具有较好的低温性能，大介电常数，低驱动电压的特性；该通式Ⅱ表示的化合物具有拓宽近晶相液晶的温宽的特性；该通式Ⅲ表示的化合物增加液晶的稳定性，比如：提升介电，降低粘度，响应变快，低温性能更优等。该通式Ⅳ表示的化合物增大液晶的折射率，增加低频驱动下的雾度，提升器件的对比度的特性。

液晶的粘度具有线性加和的关系，一般的近晶相液晶的粘度＞1000cps(25℃)，向列相液晶的粘度一般＜50cps(25℃)，因此，在近晶相液晶中混入一定比例的向列相液晶后，混合后的液晶粘度小于原近晶相液晶的粘度。同时，组合物粘度的降低，使得器件的透明态的驱动电压降低，在器件的工艺制作上也更容易。

参考图1，本发明还提供了包括上述实施例电控调光介质的显示装置，包括：一基板10；一与该基板10对置的对置基板30；以及夹设所述基板10与所述对置基板30之间的上述显示介质20，所述显示介质20至少包括液晶分子33以及导电物31，其中，在该所述基板10朝向显示介质20的一侧设有第一导电电极层13，在该所述基板20朝向显示介质20的一侧设有第二导电电极层23。优选地，所述基板与所述对置基板的材料为柔性材料，所述柔性材料为玻璃或塑料。

图1为本发明示意性示出本发明显示装置第一工作状态的剖面示意图。如图所示，对显示介质20加低频电压时，液晶分子33在离子的扰动下呈无序排列，光经过显示介质时发生散射，呈现雾态，撤电后，雾态能够保持。

图2为本发明示意性示出本发明显示装置第二工作状态的剖面示意图。如图2所示，对显示介质加高频电压时，液晶分子33能够随电场垂直于基板有序排列，呈现透明态，由于近晶相液晶具有双稳态的特性，撤电后，液晶的排列状态不变，因此电控显示介质的透明态能够保持。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，详细说明如下，其中表一为实施例涉及化合物的基团结构代码。

表一：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：nCCGF，代码中的n表示左端烷基的C原子数，例如n为“3”，即表示该烷基为-C₃H₇；代码中的C代表环己烷基。

对比例1

将上述对比例1表中的组合物用毛细作用灌入15um的显示装置的面板中，对面板的第一、二导电层施加50Hz，150V的电压，撤电后该显示装置的透过率为5.7％；对面板的第一、二导电层施加5KHz，130V的电压，撤电后显示装置透过率为89.2％。上述液晶在0℃下存放1天后晶析，液晶的低温稳定性很差，不利于存储。同时，液晶的粘度较大，增加了器件的制作难度。

实施例1

将表二中的组合物HJA002用毛细作用灌入15um的显示装置的面板中，对面板的第一、二导电层施加50Hz，80V的电压，撤电后该显示装置的透过率为10.2％；对面板的第一、二导电层施加5KHz，80V的电压，撤电后显示装置透过率为89.6％。在视角160°时，显示装置的透过率仍＞85％。显示装置的视角＞160°，常规的PDLC在开态时的透过率＜80％，并且由于双折射各向异性，PDLC的视角较小，一般＜120°，因此在PDLC用于显示装置时会影响显示效果。

表二

实施例2

将表三中的组合物HJA003用毛细作用灌入15um的显示装置中，对面板的第一、二导电层施加50Hz，80V的电压，撤电后显示装置的透过率为7.4％；对面板的第一、二导电层施加5KHz，80V的电压，撤电后显示装置透过率为89.4％。

表三

实施例3

将表四中的组合物HJA004用毛细作用灌入15um的显示装置中，对面板的第一、二导电层施加50Hz，60V的电压，撤电后显示装置的透过率为7.6％；对面板的第一、二导电层施加5KHz，60V的电压，撤电后显示装置透过率为89.6％。

表四

实施例4

将表五中的组合物HJA005用毛细作用灌入20um的显示装置中，对面板的第一、二导电层施加50Hz，80V的电压，撤电后显示装置的透过率为6.6％；对面板的第一、二导电层施加2KHz，70V的电压，撤电后显示装置透过率为89.2％。并且显示装置可以在-10℃可以正常工作。与对比例1相比，HJA005在0℃下存放10天，液晶未发生晶析现象，向列相液晶的加入，使得组合物的低温稳定性更好。同时，器件的驱动电压有较大的降低。

表五

实施例5

在上述表二中的HJA002中混入2％黑色二向色性染料HDB002,对面板的第一、二导电层施加50Hz，90V的电压，撤电后显示装置的透过率为1.5％，显示为黑色雾态；对面板的第一、二导电层施加5KHz，90V的电压，撤电后显示装置透过率为78％。

实施例6

如果在近晶相液晶中加入聚合物，则可以应用于柔性基材，其中聚合物可以使用环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛等。根据选择的聚合物的不同，器件的制备方法不同，如环氧树脂一般使用热固化，丙烯酸类单体或者聚合物一般使用UV固化。本实施例中选择UV固化的方法制备双稳态调光玻璃，其中HCP002聚合物由江苏和成显示科技股份有限公司提供。将上述表四中的近晶相液晶HJA004与聚合物HCP002按9:1混合均匀后涂布于导电基材面的导电面，在UV光(主波长365nm，光强15mw/cm^2，UV5min)使聚合物聚合。对面板的第一、二导电层施加50HZ，80V的电压，撤电后器件透过率为5％，再加5KHz，100V电压对器件刷新，撤电后器件的透过率为85％。

实施例7

将上述表四中的近晶相液晶HJA004与2％的可聚合隔离物混合均匀后涂布导电基材面的导电面，在UV光(主波长365nm，光强15mw/cm^2，UV4min)下使隔离物表面发生聚合，将两面导电膜粘结在一起。此时，对面板的第一、二导电层施加50Hz，60V的电压，撤电后器件的透过率为7.8％；对面板的第一、二导电层施加5KHz，60V的电压，撤电后显示装置透过率为89.6％。可见，加入黏合型隔离物，不仅使得近晶相液晶可以用于柔性显示，同时，对器件的性能参数几乎无影响。

本发明的显示介质优选地应用于柔性显示装置中，但不限于双稳态的柔性显示装置，还可以应用于其他双频率驱动模式的电子器件。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种显示介质，包括：联苯氰类近晶相液晶、向列相液晶、以及添加物组成的液晶组合物。

2.根据权利要求1所述的显示介质，其特征在于：

所述近晶相液晶以通式Ⅰ和Ⅱ表示：

所述向列相液晶以通式Ⅲ和Ⅳ表示：

其中，

所述R₁为8～12个碳原子的直链烷基或烷氧基、8～12个碳原子的直链烯基；

所述R₂为1～12个碳原子的直链烷基或烷氧基、1～12个碳原子的直链烯基；

所述R₃为1-7个碳原子的直链烷基或烷氧基、1-7个碳原子的直链烯基；

环A、B为1，4-环己基或1，4-亚苯基，其中，1，4-亚苯基上的一个或多个H可被F取代；

Z₁代表-CH₂CH₂、单键、-COO-，-CH＝CH-；

a，b相同或不同，各自独立的表示1或2；

R₄、R₅为1-7个碳原子的直链烷基、烷氧基、烯基；

环C为1，4-环己基或1，4-亚苯基；

c表示1或2。

3.根据权利要求2所述的显示介质，其特征在于：通式Ⅰ和Ⅱ在液晶中所占比例为80～99.99wt％，通式Ⅲ和Ⅳ在液晶中所占比例为0.01～20wt％。

4.根据权利要求3所述的显示介质，其特征在于：所述添加物包括导电物，所述导电物为四(十八烷基)溴化铵或者十六烷基三甲基溴化铵。

5.根据权利要求1-4之一所述的显示介质，其特征在于：所述添加物还包括二色性染料。

6.根据权利要求1-4之一所述的显示介质，其特征在于：所述添加物还包括聚酯类材料或聚苯乙烯类高分子材料或玻璃材质制成的黏合型隔离物、或还包括聚合物。

7.一种显示装置，包括：一基板；一与该基板对置的对置基板；以及夹设所述基板与所述对置基板之间的如权利要求1-6任一项所述的显示介质，其中，在该所述基板与所述对置基板朝向显示介质的一侧各设有导电电极层。

8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于：所述基板与所述对置基板的材料为柔性材料。

9.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于：所述柔性材料为玻璃或塑料。

10.根据权利要求7-9之一所述的显示装置，其特征在于：所述显示装置通过对所述基板一侧、与所述对置基板一侧的导电电极同时施加高频电压或低频电压，通过高、低频电压的切换实现双稳态显示。