CN109407384B - 聚合物网络液晶调光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚合性网络液晶调光器件，它包括：上基板层，下基板层，以及位于上基板层和下基板层之间的液晶介质层，其中，所述液晶介质层包括：聚合性化合物、向列相液晶组合物、染料以及光引发剂，其中，所述聚合性化合物具有通式Ⅰ结构，所述聚合性网络液晶调光器件具有适当的阈值电压及饱和电压、较低全光透过率及良好调光性能，其通过电压调节全光透过率，使得所述调光器件具有较好的调节光线透过率，具有较好的调光效果。
Figure DDA0001336975580000011

Description

聚合物网络液晶调光器件
技术领域
本发明涉及一种聚合性网络液晶调光器件，具体来说涉及一种包含染料的聚合性网络液晶调光器件。
背景技术
近年来，由于聚合物分散液晶(PDLC)在光开关和投影显示等领域显示出较强的优势和巨大的潜力，因此该领域的研究工作开展的非常活跃，并且取得了很大的进展。常规PDLC结构均是将向列相液晶通过相分离的方法从一种各向同性的聚合物材料中分离出来，形成许多微米量级的液晶微滴，通过施加一定的电场改变液晶分子的取向来调节液晶微滴与聚合物之间的折射率的匹配关系，从而实现对光的调制进行显示。
PDLC制备工艺简单，不需要偏振片，能实现很高的光透光率，所以从一开始就引起人们很大的重视。但是PDLC存在两个不足限制了它在某些领域的应用。第一，通常情况下PDLC器件只能进行正模式显示，零电场时呈散射态，施加电压后呈透明态；第二，PDLC仍然存在视角问题，虽然PDLC相对于TN和STN器件，其视角特性有很大改善，但由于聚合物基质材料是各不相同的，而液晶分子具有光学各向异性，因此，在透过态时只对垂直入射的光完全透过，对于倾斜入射的光则由于液晶与聚合物直接折射率的不匹配而造成一定程度的散射，从而造成图像模糊，另外，PDLC还存在驱动电压较大，透态时透光率有改善空间。
而伴随着PDLC的发展，又出现了一个新的研究领域——聚合物网络液晶(PNLC)。在这样的体系中，液晶分子被包含在一个个网络内，从而液晶分子的行为受到聚合物网络的作用——体内的锚定作用，这与传统的液晶显示器件表面的取向作用是不同的。因此PNLC具有不同于TN、STN及PDLC的一些特殊性质，这在一开始便受到了人们的关注。
在聚合物网络稳定的液晶体系中，以往研究较多的是含有向列相液晶的聚合物网络体系，由于聚合物网络的引入可有效地降低向列相液晶器件的驱动电压，并使得超扭曲双折射(SBE)的液晶显示成为可能，网络的存在减少了由于过度扭曲(>270°)而造成的内部缺陷。除此之外，聚合物网络稳定的胆甾相液晶(PSCT)的研究也很活跃，如果在其内部选择不同螺距的胆甾相液晶，器件的显示状态可以在透明态及彩色的散射态之间进行转换，这样使得高对比度的彩色液晶显示器件的生产成为可能。但是，PSCT中的胆甾相液晶的超扭曲，使得器件的驱动电压很高。
现有技术中已有的聚合性网络液晶调光器件，存在通电后全光透过率较高，调光性能较差的问题，难以满足现有技术的需求。
因此，亟需一种PNLC器件，该器件通电情况下具有良好的全光透光率，能够满足技术发展对调光器件的高要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有适当阈值电压及饱和电压、较低全光透过率及良好调光性能的聚合性网络液晶调光器件，所述聚合性网络液晶调光器件通过电压调节全光透过率，使得所述调光器件具有较好的调节光线透过率和具有较好的调光效果。
为了完成上述发明目的，本发明提供一种聚合性网络液晶调光器件，它包括：上基板层，下基板层，以及位于上基板层和下基板层之间的液晶介质层，其中，所述液晶介质层包括：聚合性化合物、向列相液晶组合物、染料以及光引发剂，其中，所述聚合性化合物具有通式Ⅰ结构
Figure BDA0001336975560000021
其中，
所述P1和P2相同或不同，各自独立地表示可聚合基团；
所述Y1和Y2相同或不同，各自独立地表示1-20个碳原子的直链或支链烷基；
所述环
Figure BDA0001336975560000022
环
Figure BDA0001336975560000023
相同或不同，各自独立地选自
Figure BDA0001336975560000024
其中，R1选自1-5个碳原子卤代或未被卤代的烷基或烷氧基、-COOCH3、-CF2COOC2H5，
Figure BDA0001336975560000025
中一个或多个-H可以被-F取代，
Figure BDA0001336975560000026
中一个或多个-CH2-可以被-O-取代；
所述Z1和Z2相同或不同，各自独立地表示单键、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、-CF2O-或-OCF2-；
所述Z3和Z4相同或不同，各自独立地表示单键、-O-、-OCO-、-COO-或-O-COO-；
所述m和n相同或不同，各自独立地表示0或1。
在本发明的一些实施方式中，所述上基板层包含上基底层、上导电层以及上取向层。
在本发明的一些实施方式中，所述下基板层包含下基底层、下导电层以及下取向层。
在本发明的一些实施方式中，所述上基底和下基底层选自硬质基底或柔性基底。
在本发明的一些实施方式中，所述硬质基底选自玻璃。
在本发明的一些实施方式中，所述柔性基底选自透明塑料薄膜或透明塑料板。
在本发明的一些实施方式中，所述上导电层和下导电层为透明的电极层。
在本发明的一些实施方式中，所述透明的电极层选自氧化铟锡ITO、导电聚合物或导电银浆。
在本发明的一些实施方式中，所述上取向层、下取向层选自聚酰亚胺、聚乙烯醇或光配向材料。
在本发明的一些实施方式中，所述上取向层、下取向层选自可使液晶取向的材料。
在本发明的一些实施方式中，所述上取向层和下取向层间向列相液晶分子以平行于取向层方向排列或垂直于取向层方向排列。
在本发明的一些实施方式中，优选地所述上、下取向层间向列相液晶分子以垂直于取向层方向排列。
在本发明的一些实施方式中，所述P1和P2相同或不同，各自独立地表示
Figure BDA0001336975560000031
Figure BDA0001336975560000032
Figure BDA0001336975560000033
或-sH。
在本发明的一些实施方式中，所述P1和P2相同或不同，各自独立地表示
Figure BDA0001336975560000034
Figure BDA0001336975560000035
在本发明的一些实施方式中，所述聚合性化合物占所述液晶介质的重量百分比为0.1-30％；所述向列相液晶组合物占所述液晶介质的重量百分比为70-99％；所述染料占所述液晶介质的重量百分比为0.01-20％；所述光引发剂占所述液晶介质的重量百分比为0.01-5％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅰ的化合物优选自如下化合物中的一种或多种组成的组：
Figure BDA0001336975560000041
其中，
所述L1、L2、L3、L4、L5和L6相同或不同，各自独立地表示-H、-F或-CH3。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅰ-1的化合物优选自如下化合物中的一种或多种组成的组：
Figure BDA0001336975560000042
Figure BDA0001336975560000051
Figure BDA0001336975560000061
Figure BDA0001336975560000071
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅰ-2的化合物优选自如下化合物中的一种或多种组成的组：
Figure BDA0001336975560000081
Figure BDA0001336975560000091
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅰ-3的化合物优选自如下化合物中的一种或多种组成的组：
Figure BDA0001336975560000092
Figure BDA0001336975560000101
Figure BDA0001336975560000111
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅰ-4的化合物优选自如下化合物中的一种或多种组成的组：
Figure BDA0001336975560000112
Figure BDA0001336975560000121
其中，
所述n1和n2相同或不同，各自独立地表示1-12的正整数。
在本发明的一些实施方式中，所述向列相液晶组合物包含：
占所述向列相液晶组合物总重量0-80％的一种或更多种通式Ⅱ的化合物
Figure BDA0001336975560000122
占所述向列相液晶组合物总重量30-100％的一种或更多种通式Ⅲ的化合物
Figure BDA0001336975560000123
占所述向列相液晶组合物总重量0-50％的一种或更多种通式Ⅳ的化合物
Figure BDA0001336975560000124
其中，
R2、R3、R4、R5、R8和R9相同或不同，各自独立地选自-H、
Figure BDA0001336975560000125
Figure BDA0001336975560000126
1-10个碳原子的氟代或未被氟代的烷基或烷氧基、2-10个碳原子的氟代或未被氟代的烯基或烯氧基，其中，所述1-10个碳原子的烷基或烷氧基、2-10个碳原子的烯基或烯氧基中的一个或更多个-CH2-可以-O-取代，前提是氧原子不直接相连；
X5和X6相同或不同，各自独立地选自单键、-CH2O-、-OCO-、-COO-、-C≡C-，前提是X5和X6不同时为单键；
Z1、Z2和Z3相同或不同，各自独立地选自单键、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-OCO-、-COO-、-C≡C-或-C＝C-；
环
Figure BDA0001336975560000127
环
Figure BDA0001336975560000128
环
Figure BDA0001336975560000129
环
Figure BDA00013369755600001210
环
Figure BDA00013369755600001211
和环
Figure BDA00013369755600001212
相同或不同，各自独立地选自
Figure BDA00013369755600001213
其中，环
Figure BDA00013369755600001214
中一个或多个-CH2-可以被-O-或-S-替代；环
Figure BDA00013369755600001215
中一个或多个-H可以被-F或-CH3取代；；
环
Figure BDA0001336975560000131
环
Figure BDA0001336975560000132
环
Figure BDA0001336975560000133
和环
Figure BDA0001336975560000134
相同或不同，各自独立地选自
Figure BDA0001336975560000135
其中，环
Figure BDA0001336975560000136
中一个或多个-CH2-可以被-O-替代；环
Figure BDA0001336975560000137
中一个或多个-H可以被-F取代，前提是-F取代位不相邻；
a、b、p、c、d和e相同或不同，各自独立地表示0或1，其中，a+b+p≥1，c+d+e≥1；
n1、n2、n3和n4相同或不同，各自独立地表示0或1。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅱ的化合物占所述向列相液晶组合物的重量百分比为0-70％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅱ的化合物占所述向列相液晶组合物的重量百分比为5-70％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅱ的化合物占所述向列相液晶组合物的重量百分比为5-68％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅲ的化合物占所述向列相液晶组合物的重量百分比为30-100％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅳ的化合物占所述向列相液晶组合物的重量百分比为0-30％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅳ的化合物占所述向列相液晶组合物的重量百分比为1-30％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅱ的化合物选自如下化合物组成的组：
Figure BDA0001336975560000138
Figure BDA0001336975560000141
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅱ-1的化合物占所述向列相液晶组合物重量百分比为0-50％，进一步优选为1-40％，进一步优选为1-35％，进一步优选为5-30％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅱ-2的化合物占所述向列相液晶组合物重量百分比为0-30％，进一步优选为1-30％，进一步优选为1-25％，进一步优选为5-25％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅱ-8的化合物占所述向列相液晶组合物重量百分比为0-30％，进一步优选为1-30％，进一步优选为1-25％，进一步优选为5-25％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅱ-9的化合物占所述向列相液晶组合物重量百分比为0-30％，进一步优选为1-30％，进一步优选为1-25％，进一步优选为5-25％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅲ的化合物选自如下化合物组成的组：
Figure BDA0001336975560000142
Figure BDA0001336975560000151
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅲ-1的化合物占所述向列相液晶组合物重量百分比为0-30％，进一步优选为1-30％，进一步优选为1-25％，进一步优选为5-25％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅲ-4的化合物占所述向列相液晶组合物重量百分比为1-55％，进一步优选为5-55％，进一步优选为10-50％，进一步优选为10-45％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅲ-5的化合物占所述向列相液晶组合物重量百分比为5-55％，进一步优选为10-55％，进一步优选为10-40％，进一步优选为10-35％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅲ-6的化合物占所述向列相液晶组合物重量百分比为0-30％，进一步优选为0-20％，进一步优选为1-20％，进一步优选为1-15％。
在本发明的一些实施方式中，所述通式Ⅵ的化合物选自如下化合物组成的组：
Figure BDA0001336975560000161
Figure BDA0001336975560000171
在本发明的在本发明的一些实施方式中，所述染料分子为二色性染料。
在本发明的在本发明的一些实施方式中，所述二色性染料分子选自由偶氮类、蒽醌类、酞菁、菁类、靛族、芳甲烷、硝基和亚硝基组成的组中的一种或多种染料。
在本发明的在本发明的一些实施方式中，所述二色性染料分子选自由偶氮类、蒽醌类、酞菁、菁类、靛族、芳甲烷、硝基和亚硝基组成的组中的一种或多种染料。
在本发明的一些实施方案中，优选所述二色性染料选自由偶氮类、蒽醌类及其组合的组中的一种或多种染料。
在本发明的一些实施方案中，所述二色染料选自由如下化合物中的一种或更多种：
Figure BDA0001336975560000172
最大吸收波长574nm；
Figure BDA0001336975560000173
最大吸收波长610nm；
Figure BDA0001336975560000174
最大吸收波长570nm；
Figure BDA0001336975560000175
最大吸收波长595nm；
Figure BDA0001336975560000176
最大吸收波长507nm；
Figure BDA0001336975560000181
最大吸收波长526-533nm；
Figure BDA0001336975560000182
最大吸收波长573nm；
Figure BDA0001336975560000183
最大吸收波长574nm；
Figure BDA0001336975560000184
最大吸收波长533-542nm；
Figure BDA0001336975560000185
最大吸收波长390-398nm；
Figure BDA0001336975560000186
最大吸收波长402nm；
Figure BDA0001336975560000187
最大吸收波长439-446nm；
Figure BDA0001336975560000188
最大吸收波长443-450nm；
Figure BDA0001336975560000189
最大吸收波长511nm；
Figure BDA0001336975560000191
最大吸收波长447nm；
Figure BDA0001336975560000192
最大吸收波长450nm；
Figure BDA0001336975560000193
最大吸收波长563-573nm；
Figure BDA0001336975560000194
最大吸收波长580-589nm；
Figure BDA0001336975560000195
最大吸收波长591-599nm；
Figure BDA0001336975560000196
最大吸收波长592-600nm；
Figure BDA0001336975560000197
最大吸收波长621-660nm；
Figure BDA0001336975560000198
最大吸收波长572nm；
Figure BDA0001336975560000199
最大吸收波长591-606nm；
Figure BDA0001336975560000201
最大吸收波长634-643nm；
Figure BDA0001336975560000202
最大吸收波长674nm；
Figure BDA0001336975560000203
最大吸收波长555nm；
Figure BDA0001336975560000204
最大吸收波长640nm；
Figure BDA0001336975560000205
最大吸收波长645nm；
Figure BDA0001336975560000206
最大吸收波长680nm；
Figure BDA0001336975560000207
最大吸收波长760nm；
Figure BDA0001336975560000211
最大吸收波长670nm；
Figure BDA0001336975560000212
最大吸收波长760nm；
Figure BDA0001336975560000213
最大吸收波长595nm；
Figure BDA0001336975560000214
最大吸收波长630nm；
Figure BDA0001336975560000215
最大吸收波长595nm；
Figure BDA0001336975560000216
最大吸收波长535nm；
Figure BDA0001336975560000217
最大吸收波长595nm。
根据需要选择其中一种或多种单一染料配制成染料组合物，采取加热、超声波、悬浮等方式与液晶分子和聚合性化合物按比例混合、溶解，得到液晶介质。
本发明所述的液晶介质层，还包含：占所述液晶介质总重量0.01-5％的光引发剂。
在本发明的在本发明的一些实施方式中，所述光引发剂选自184、907、TPO或173。
本发明的一些实施方式中，更优选地，所述光引发剂为184光引发剂。
在本发明的一些实施方式中，通式Ⅰ所述聚合性化合物占所述液晶介质的重量百分比为0.1-20％。
在本发明的一些实施方式中，通式Ⅰ所述聚合性化合物占所述液晶介质的重量百分比为0.1-15％。
在本发明的一些实施方式中，通式Ⅰ所述聚合性化合物占所述液晶介质的重量百分比为1-15％。
在本发明的一些实施方式中，通式Ⅰ所述聚合性化合物占所述液晶介质的重量百分比为2-10％。
在本发明的一些实施方式中，所述向列相液晶组合物占所述液晶介质的重量百分比为70-95％。
在本发明的一些实施方式中，所述向列相液晶组合物占所述液晶介质的重量百分比为80-99％。
在本发明的一些实施方式中，所述向列相液晶组合物占所述液晶介质的重量百分比为75-95％。
在本发明的一些实施方式中，所述向列相液晶组合物占所述液晶介质的重量百分比为85-95％。
在本发明的一些实施方式中，所述向列相液晶组合物占所述液晶介质的重量百分比为80-95％。
在本发明的一些实施方式中，所述向列相液晶组合物占所述液晶介质的重量百分比为90-99％。
在本发明的一些实施方式中，所述染料占所述液晶介质的重量百分比为0.01-20％。
在本发明的一些实施方式中，所述染料占所述液晶介质的重量百分比为0.01-15％。
在本发明的一些实施方式中，所述染料占所述液晶介质的重量百分比为0.01-10％。
在本发明的一些实施方式中，所述染料占所述液晶介质的重量百分比为0.1-10％。
在本发明的一些实施方式中，所述染料占所述液晶介质的重量百分比为0.1-5％。
在本发明的一些实施方式中，所述染料占所述液晶介质的重量百分比为0.01-5％。
在本发明的一些实施方式中，所述染料占所述液晶介质的重量百分比为1-10％。
在本发明的一些实施方式中，所述染料占所述液晶介质的重量百分比为1-5％。
在本发明的一些实施方式中，所述光引发剂占所述液晶介质的重量百分比为0.01-5％。
在本发明的一些实施方式中，所述光引发剂占所述液晶介质的重量百分比为0.01-3％。
在本发明的一些实施方式中，所述光引发剂占所述液晶介质的重量百分比为0.01-1％。
在本发明的一些实施方式中，所述光引发剂占所述液晶介质的重量百分比为0.1-5％。
在本发明的一些实施方式中，所述光引发剂占所述液晶介质的重量百分比为0.1-1％。
本发明所述液晶介质因包含染料，所述染料与向列相液晶组合物形成宾主效应，因电压变化，染料分子随着液晶分子取向的改变而改变，从而随电压变化而吸光，而使得在本发明的聚合物网络液晶调光器件具有选择性调光的作用。
有益效果：与现有技术相比，本发明所述的聚合物网络液晶调光器件具有适当阈值电压及饱和电压、较低全光透过率及良好调光性能，所述聚合物网络液晶调光器件通过电压调节全光透过率，使得所述显示器件具有较好的调节光线透过率，具有较好的调光效果。
附图说明
图1为本发明所述聚合物网络液晶调光器件的结构示意图。
其中，所述聚合物网络液晶调光器件依次包含：1：上基体层；2：上导电层；3：上取向层；4：液晶介质层；5：下取向层；6：下导电层；7：下基体层。
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，液晶组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
Figure BDA0001336975560000241
以如下结构式的化合物为例：
Figure BDA0001336975560000242
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。
以下实施例中测试项目的简写代号如下：
Vth：阈值电压＝在90％相对对比度时的特征电压(常白模式)
Vsat：饱和电压＝在10％相对对比度时的特征电压(常白模式)
Tall：全光透过率(％)
其中，全光透过率利用WGT-S透光率/雾度测定仪测试。
参照文献“In-situ photopolymerization of oriented liquid-crystallineacrylates:oriented polymer networks from a mesogenic diacrylate，Makromol.Chem.,1989,190,2255-2268(定向液晶丙烯酸酯的原位光聚合：来自介晶双丙烯酸酯的定向聚合物网络，高分子化学，1989,190,2255-2268)”，以及专利US6136225、JPH083111A公开的方法合成本发明所涉及的聚合性液晶化合物。
本发明所述的光引发剂选自184、907、TPO及173光引发剂，均可通过市售途径获得。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
下述实施例中的聚合性液晶组合物均按照如下方法配制，并进行性能参数的测定：
1.聚合性液晶组合物的配制
按照配方比例将每个组分依次装入同一器皿中，再加入一定量的阻聚剂，加热熔清后，常温避光搅拌1小时，得到乳白色液体。
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。所述液晶组合物以及聚合性化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。
本发明的一些实施方式中，所述染料优选如下结构：
Figure BDA0001336975560000251
最大吸收波长526-533nm；
Figure BDA0001336975560000252
最大吸收波长450nm；
Figure BDA0001336975560000253
最大吸收波长621-660nm；
Figure BDA0001336975560000254
最大吸收波长572nm；
Figure BDA0001336975560000261
最大吸收波长595nm；
Figure BDA0001336975560000262
最大吸收波长640nm；
Figure BDA0001336975560000263
最大吸收波长645nm；
Figure BDA0001336975560000264
最大吸收波长630nm；
对比例1
按表2中所列的各化合物及重量百分数配制成液晶组合物HNG700200-100，将HNG700200-100、Ⅰ-3-13、光引发剂-184按质量比94：5.8：0.2混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中进行性能测试，测试阈值电压和饱和电压数据如下表所示：
表2液晶组合物配方及其测试性能
Figure BDA0001336975560000265
Figure BDA0001336975560000271
将HNG700200-100、Ⅰ-3-13、光引发剂-184按质量比94：5.8：0.2混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中，将充满混合物的液晶盒置于主光波长为365nm，加电30V在光强30mw/cm2的UV灯下，室温固化6min，制得的样片，其无电场下全光透过率为85％，给样片施加10V、20V、30V、40V的电压，测试样片的全光透过率，其结果如下表3所示：
表3
Figure BDA0001336975560000272
对比例2
按表4中所列的各化合物及重量百分数配制成液晶组合物TS029-1798，将TS029-1798、Ⅰ-3-13、光引发剂-184按质量比94：5.8：0.2混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中进行性能测试，测试阈值电压和饱和电压数据如下表所示：
表4液晶组合物配方及其测试性能
Figure BDA0001336975560000273
Figure BDA0001336975560000281
将TS029-1798、Ⅰ-3-13、光引发剂-184按质量比94：5.8：0.2混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中，将充满混合物的液晶盒置于主光波长为365nm，加电30V在光强30mw/cm2的UV灯下，室温固化6min，制得的样片，其无电场下全光透过率为86％，给样片施加10V、20V、30V、40V的电压，测试样片的全光透过率，其结果如下表5所示：
表5
Figure BDA0001336975560000282
实施例1
按表6中所列的各化合物及重量百分数配制成液晶组合物HNG700200-100，将HNG700200-100、Ⅰ-3-13、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比92.5：5.8：0.2：1.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中进行性能测试，测试阈值电压和饱和电压数据如下表所示：
表6液晶组合物配方及其测试性能
Figure BDA0001336975560000283
将HNG700200-100、Ⅰ-3-13、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比92.5：5.8：0.2：1.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中，将充满混合物的液晶盒置于主光波长为365nm，加电30V在光强30mw/cm2的UV灯下，室温固化6min，制得的样片，其无电场下全光透过率为82％，给样片施加10V、20V、30V、40V的电压，测试样片的全光透过率，其结果如下表7所示：
表7
Figure BDA0001336975560000284
Figure BDA0001336975560000291
实施例2
按表8中所列的各化合物及重量百分数配制成液晶组合物TS029-1798，将TS029-1798、Ⅰ-3-13、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比92.5：5.8：0.2：1.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中进行性能测试，测试阈值电压和饱和电压数据如下表所示：
表8液晶组合物配方及其测试性能
Figure BDA0001336975560000292
将TS029-1798、Ⅰ-3-13、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比92.5：5.8：0.2：1.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中，将充满混合物的液晶盒置于主光波长为365nm，加电30V在光强30mw/cm2的UV灯下，室温固化6min，制得的样片，其无电场下全光透过率为80％，给样片施加10V、20V、30V、40V的电压，测试样片的全光透过率，其结果如下表9所示：
表9
Figure BDA0001336975560000293
实施例3
按表10中所列的各化合物及重量百分数配制成液晶组合物HNG700200-100，将HNG700200-100、Ⅰ-2-5、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比91.5：5.8：0.2：2.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中进行性能测试，测试阈值电压和饱和电压数据如下表所示：
表10液晶组合物配方及其测试性能
Figure BDA0001336975560000301
将HNG700200-100、Ⅰ-2-5、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比91.5：5.8：0.2：2.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中，将充满混合物的液晶盒置于主光波长为365nm，加电30V在光强30mw/cm2的UV灯下，室温固化6min，制得的样片，其无电场下全光透过率为79％，给样片施加10V、20V、30V、40V的电压，测试样片的全光透过率，其结果如下表11所示：
表11
Figure BDA0001336975560000302
实施例4
按表12中所列的各化合物及重量百分数配制成液晶组合物HNG700200-100，将HNG700200-100、Ⅰ-2-2、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比92.5：5.8：0.2：1.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中进行性能测试，测试阈值电压和饱和电压数据如下表所示：
表12液晶组合物配方及其测试性能
Figure BDA0001336975560000311
将HNG700200-100、Ⅰ-2-2、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比92.5：5.8：0.2：1.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中，将充满混合物的液晶盒置于主光波长为365nm，加电30V在光强30mw/cm2的UV灯下，室温固化6min，制得的样片，其无电场下全光透过率为78％，给样片施加10V、20V、30V、40V的电压，测试样片的全光透过率，其结果如下表13所示：
表13
Figure BDA0001336975560000312
实施例5
按表14中所列的各化合物及重量百分数配制成液晶组合物HNG700200-100，将HNG700200-100、Ⅰ-3-5、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比91.5：5.8：0.2：2.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中进行性能测试，测试阈值电压和饱和电压数据如下表所示：
表14液晶组合物配方及其测试性能
Figure BDA0001336975560000313
Figure BDA0001336975560000321
将HNG700200-100、Ⅰ-3-5、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比91.5：5.8：0.2：2.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中，将充满混合物的液晶盒置于主光波长为365nm，加电30V在光强30mw/cm2的UV灯下，室温固化6min，制得的样片，其无电场下全光透过率为78％，给样片施加10V、20V、30V、40V的电压，测试样片的全光透过率，其结果如下表15所示：
表15
Figure BDA0001336975560000322
实施例6
按表16中所列的各化合物及重量百分数配制成液晶组合物TS029-1818，将TS029-1818、Ⅰ-3-13、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比92.5：5.8：0.2：1.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中进行性能测试，测试阈值电压和饱和电压数据如下表所示：
表16液晶组合物配方及其测试性能
Figure BDA0001336975560000323
将TS029-1818、Ⅰ-3-13、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比92.5：5.8：0.2：1.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中，将充满混合物的液晶盒置于主光波长为365nm，加电30V在光强30mw/cm2的UV灯下，室温固化6min，制得的样片，其无电场下全光透过率为83％，给样片施加10V、20V、30V、40V的电压，测试样片的全光透过率，其结果如下表17所示：
表17
Figure BDA0001336975560000331
实施例7
按表18中所列的各化合物及重量百分数配制成液晶组合物TS029-1818，将TS029-1818、Ⅰ-2-2、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比92.5：5.8：0.2：1.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中进行性能测试，测试阈值电压和饱和电压数据如下表所示：
表18液晶组合物配方及其测试性能
Figure BDA0001336975560000332
将TS029-1818、Ⅰ-2-2、光引发剂-184、二色性染料(将编号为2、13、14的二色性染料按质量比7:3:20混合制成)按质量比92.5：5.8：0.2：1.5混合均匀后，真空灌注到6μm的垂直配向的液晶盒中，将充满混合物的液晶盒置于主光波长为365nm，加电30V在光强30mw/cm2的UV灯下，室温固化6min，制得的样片，其无电场下全光透过率为81％，给样片施加10V、20V、30V、40V的电压，测试样片的全光透过率，其结果如下表17所示：
表17
Figure BDA0001336975560000333
由对比例1、2以及实施例1-7可看出，本发明所述的聚合性液晶调光器件在通电情况下其全光透过率随电压的增强而有较大幅度的降低，可有效调节光线透过量，具有良好的调光作用，可真正实现调光的效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种聚合性网络液晶调光器件，包括：上基板层，下基板层，以及位于上基板层和下基板层之间的液晶介质层，其中，所述液晶介质层包括：聚合性化合物、向列相液晶组合物、染料以及光引发剂，其中，所述聚合性化合物具有通式Ⅰ结构
Figure FDA0003180095540000011
其中，
所述Y1和Y2相同或不同，各自独立地表示1-20个碳原子的直链或支链烷基；
所述环
Figure FDA0003180095540000012
相同或不同，各自独立地选自
Figure FDA0003180095540000013
其中，R1选自1-5个碳原子卤代或未被卤代的烷基或烷氧基、-COOCH3、-CF2COOC2H5，
Figure FDA0003180095540000014
中一个或多个-H可以被-F取代，
Figure FDA0003180095540000015
中一个或多个-CH2-可以被-O-取代；
所述Z1和Z2相同或不同，各自独立地表示单键、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、-CF2O-或-OCF2-；
所述Z3和Z4相同或不同，各自独立地表示单键、-O-、-OCO-、-COO-或-O-COO-；
所述m和n相同或不同，各自独立地表示0或1；
所述上基板层包含上基底层、上导电层以及上取向层；下基板层包含下基底层、下导电层以及下取向层；所述的上导电层和下导电层均为透明的电极层；
所述透明的电极层选自氧化铟锡ITO、导电聚合物或导电银浆；
所述P1和P2相同或不同，各自独立地表示
Figure FDA0003180095540000016
Figure FDA0003180095540000017
Figure FDA0003180095540000018
或-SH；
所述聚合性化合物占液晶介质总重量的0.1-30％；所述向列相液晶组合物占液晶介质总重量的70-99％；所述染料占液晶介质总重量的0.01-20％；所述光引发剂占液晶介质总重量的0.01-5％；
所述染料分子为二色性染料；
所述二色性 染料选自由如下化合物中的一种或更多种：
Figure FDA0003180095540000021
最大吸收波长574nm；
Figure FDA0003180095540000022
最大吸收波长610nm；
Figure FDA0003180095540000023
最大吸收波长570nm；
Figure FDA0003180095540000024
最大吸收波长595nm；
Figure FDA0003180095540000025
最大吸收波长507nm；
Figure FDA0003180095540000026
最大吸收波长526-533nm；
Figure FDA0003180095540000027
最大吸收波长573nm；
Figure FDA0003180095540000028
最大吸收波长574nm；
Figure FDA0003180095540000029
最大吸收波长533-542nm；
Figure FDA00031800955400000210
最大吸收波长390-398nm；
Figure FDA0003180095540000031
最大吸收波长402nm；
Figure FDA0003180095540000032
最大吸收波长439-446nm；
Figure FDA0003180095540000033
最大吸收波长443-450nm；
Figure FDA0003180095540000034
最大吸收波长511nm；
Figure FDA0003180095540000035
最大吸收波长447nm；
Figure FDA0003180095540000036
最大吸收波长450nm；
Figure FDA0003180095540000037
最大吸收波长563-573nm；
Figure FDA0003180095540000038
最大吸收波长580-589nm；
Figure FDA0003180095540000039
最大吸收波长591-599nm；
Figure FDA00031800955400000310
最大吸收波长592-600nm；
Figure FDA0003180095540000041
最大吸收波长621-660nm；
Figure FDA0003180095540000042
最大吸收波长572nm；
Figure FDA0003180095540000043
最大吸收波长591-606nm；
Figure FDA0003180095540000044
最大吸收波长634-643nm；
Figure FDA0003180095540000045
最大吸收波长674nm；
Figure FDA0003180095540000046
最大吸收波长555nm；
Figure FDA0003180095540000047
最大吸收波长640nm；
Figure FDA0003180095540000048
最大吸收波长645nm；
Figure FDA0003180095540000051
最大吸收波长680nm；
Figure FDA0003180095540000052
最大吸收波长760nm；
Figure FDA0003180095540000053
最大吸收波长670nm；
Figure FDA0003180095540000054
最大吸收波长760nm；
Figure FDA0003180095540000055
最大吸收波长595nm；
Figure FDA0003180095540000056
最大吸收波长630nm；
Figure FDA0003180095540000057
最大吸收波长595nm；
Figure FDA0003180095540000058
最大吸收波长535nm；
Figure FDA0003180095540000061
最大吸收波长595nm。
2.根据权利要求1所述聚合性网络液晶调光器件，其特征在于，所述通式Ⅰ的化合物选自如下化合物中的一种或多种组成的组：
Figure FDA0003180095540000062
Figure FDA0003180095540000063
以及
Figure FDA0003180095540000064
其中，
所述L1、L2、L3、L4、L5和L6相同或不同，各自独立地表示-H、-F或-CH3。
3.根据权利要求2所述聚合性网络液晶调光器件，其特征在于，所述通式Ⅰ-1的化合物选自如下化合物中的一种或多种组成的组：
Figure FDA0003180095540000065
Figure FDA0003180095540000071
Figure FDA0003180095540000081
Figure FDA0003180095540000091
4.根据权利要求2所述聚合性网络液晶调光器件，其特征在于，所述通式Ⅰ-2的化合物选自如下化合物中的一种或多种组成的组：
Figure FDA0003180095540000092
Figure FDA0003180095540000101
Figure FDA0003180095540000111
5.根据权利要求2所述聚合性网络液晶调光器件，其特征在于，所述通式Ⅰ-3的化合物选自如下化合物中的一种或多种组成的组：
Figure FDA0003180095540000112
Figure FDA0003180095540000121
Figure FDA0003180095540000131
6.根据权利要求2所述聚合性网络液晶调光器件，其特征在于，所述通式Ⅰ-4的化合物选自如下化合物中的一种或多种组成的组：
Figure FDA0003180095540000132
其中，
所述n1和n2相同或不同，各自独立地表示1-12的正整数。
7.根据权利要求1所述聚合性网络液晶调光器件，其特征在于，所述向列相液晶组合物包含：
占所述向列相液晶组合物总重量0-80％的一种或更多种通式Ⅱ的化合物
Figure FDA0003180095540000133
至少一种或更多种通式Ⅲ的化合物
Figure FDA0003180095540000134
占所述向列相液晶组合物总重量0-50％的一种或更多种通式Ⅳ的化合物
Figure FDA0003180095540000141
其中，
R2、R3、R4、R5、R8和R9相同或不同，各自独立地选自-H、
Figure FDA0003180095540000142
Figure FDA0003180095540000143
1-10个碳原子的氟代或未被氟代的烷基或烷氧基、2-10个碳原子的氟代或未被氟代的烯基或烯氧基，其中，所述1-10个碳原子的烷基或烷氧基、2-10个碳原子的烯基或烯氧基中的一个或更多个-CH2-可以-O-取代，前提是氧原子不直接相连；
X5和X6相同或不同，各自独立地选自单键、-CH2O-、-OCO-、-COO-、-C≡C-，前提是X5和X6不同时为单键；
Z1、Z2和Z3相同或不同，各自独立地选自单键、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-OCO-、-COO-、-C≡C-或-C＝C-；
环
Figure FDA0003180095540000144
环
Figure FDA0003180095540000145
环
Figure FDA0003180095540000146
环
Figure FDA0003180095540000147
环
Figure FDA0003180095540000148
和环相
Figure FDA0003180095540000149
同或不同，各自独立地选自
Figure FDA00031800955400001410
其中，环
Figure FDA00031800955400001411
中一个或多个-CH2-可以被-O-或-S-替代；环
Figure FDA00031800955400001412
中一个或多个-H可以被-F或-CH3取代；；
环
Figure FDA00031800955400001413
环
Figure FDA00031800955400001414
环
Figure FDA00031800955400001415
和环
Figure FDA00031800955400001416
相同或不同，各自独立地选自
Figure FDA00031800955400001417
其中，环
Figure FDA00031800955400001418
中一个或多个-CH2-可以被-O-替代；环
Figure FDA00031800955400001419
中一个或多个-H可以被-F取代，前提是-F取代位不相邻；
a、b、p、c、d和e相同或不同，各自独立地表示0或1，其中，a+b+p≥1，c+d+e≥1；
n1、n2、n3和n4相同或不同，各自独立地表示0或1。
8.根据权利要求7所述聚合性网络液晶调光器件，其特征在于，所述通式Ⅱ的化合物选自如下化合物组成的组：
Figure FDA00031800955400001420
Figure FDA0003180095540000151
Figure FDA0003180095540000152
以及
Figure FDA0003180095540000153
9.根据权利要求7所述聚合性网络液晶调光器件，其特征在于，所述通式Ⅲ的化合物选自如下化合物组成的组：
Figure FDA0003180095540000154
Figure FDA0003180095540000161
Figure FDA0003180095540000162
以及
Figure FDA0003180095540000163
10.根据权利要求7所述聚合性网络液晶调光器件，其特征在于，所述通式Ⅳ的化合物选自如下化合物组成的组：
Figure FDA0003180095540000164
Figure FDA0003180095540000171
Figure FDA0003180095540000172
以及
Figure FDA0003180095540000173
11.根据权利要求1所述聚合性网络液晶调光器件，其特征在于，光引发剂占液晶介质总重量的0.01-3％。
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