CN201110922Y - 聚合物分散液晶光阀 - Google Patents

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CN201110922Y CNU2007201224414U CN200720122441U CN201110922Y CN 201110922 Y CN201110922 Y CN 201110922Y CN U2007201224414 U CNU2007201224414 U CN U2007201224414U CN 200720122441 U CN200720122441 U CN 200720122441U CN 201110922 Y CN201110922 Y CN 201110922Y
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陈学刚
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Abstract

本实用新型涉及一种聚合物分散液晶光阀，包括第一基板、第二基板以及用封装材料封装在第一、第二基板之间的液晶和聚合物，所述第一基板和第二基板相对的表面分别镀有一层氧化铟锡导电膜。所述聚合物分散液晶光阀还包括第三基板，所述第二基板位于第一基板和第三基板之间，所述第二基板和第三基板相对的表面分别镀有一层氧化铟锡导电膜，所述第二、第三基板之间用封装材料封装液晶和聚合物。本实用新型的聚合物分散液晶光阀，通过组合两个单层光阀，从而充分减小散射状态下的光阀的最小透过率，以提高整个光阀的对比度。并且每个单层光阀的盒厚都保持原有的较小厚度，所以可保持所述聚合物分散液晶光阀的驱动电压不变。

Description

聚合物分散液晶光阀
技术领域
本实用新型涉及一种光阀，具体涉及一种在驱动电压不变的情况下提高对比度的聚合物分散液晶光阀。
背景技术
目前，聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，缩写PDLC)已被广泛进行研究开发和利用，并且逐渐广泛应用于光阀、可视窗、投影仪、电控玻璃等领域。但是，现有的聚合物分散液晶光阀的驱动电压较低时，对比度较差；驱动电压较高时，对比度较好，前述的驱动电压与对比度之间的矛盾限制了聚合物分散液晶光阀的应用。
目前有许多科研工作者致力于降低聚合物分散液晶光阀的驱动电压、提高对比度的研究，以改善聚合物分散液晶的电光特性。一般采用的方法是从材料上去改进或者是通过控制工艺条件加以改进，如控制光强、温度、配比等工艺条件。
图1为现有的聚合物分散液晶光阀结构剖面图。所述聚合物分散液晶光阀包括上基板11、上氧化铟锡电极12、用来控制光阀盒体厚度的间隔体13、液晶微滴14、聚合物15、下氧化铟锡电极16、下基板17及边框材料18。在无电场时：上氧化铟锡电极、下氧化铟锡电极之间的液晶微滴14的取向不尽相同，液晶微滴14的折射率与聚合15物折射率不相同，进而产生强烈的散射，使聚合物分散液晶光阀呈现不透明状态。有外加电场时：正性液晶14沿电场方向排列，液晶微滴14的折射率与聚合物15的折射率相匹配，则光线感受到的是一个均匀的介质，聚合物分散液晶光阀呈现透明态。
盒厚是影响聚合物分散液晶光阀的驱动电压的一个重要因素，随着聚合物分散液晶光阀盒厚的提高，驱动电压会明显提高；使液晶微滴完全沿电场方向排列(即达到最大透过率)所需要的电场强度一定。根据E＝U/D(E-电场强度，U-两氧化铟锡电极间电压，D-盒厚)，盒厚越小，则驱动电压越小，而盒厚越大，则驱动电压越高，因此为了降低驱动电压，一般选用小盒厚的聚合物分散液晶，但是小盒厚的聚合物分散液晶光阀对比度较差。
所以，亟待一种新的光阀可解决上述传统聚合物分散液晶光阀中出现的问题。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种在驱动电压不变的情况下提高对比度的光阀。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种聚合物分散液晶光阀，包括第一基板、第二基板以及用封装材料封装在第一、第二基板之间的液晶和聚合物，所述第一基板和第二基板相对的表面分别镀有一层氧化铟锡导电膜。所述聚合物分散液晶光阀还包括第三基板，所述第二基板位于第一基板和第三基板之间，所述第二基板和第三基板相对的表面分别镀有一层氧化铟锡导电膜，所述第二、第三基板之间用封装材料封装液晶和聚合物。
优选的，所述第一基板与第二基板以及所述第二基板与第三基板之间分布有控制光阀厚度的间隔体。
所述光阀的厚度小。
优选的，所述液晶采用聚合物分散液晶显示材料。
所述聚合物分散液晶显示材料包括液晶微滴和所述聚合物。
优选的，所述液晶微滴采用正介电异性向列型液晶。
所述聚合物的预聚物为含有热交联基团或含有光交联基团的有机化合物。
优选的，所述液晶微滴和聚合物的折射率相匹配。
本实用新型采用所述技术方案，其有益的技术效果在于：1)本实用新型的聚合物分散液晶光阀，通过增设第三基板，所述第二基板位于第一基板和第三基板之间，所述第二基板和第三基板相对的表面分别镀有一层氧化铟锡导电膜，所述第二、第三基板之间封装有液晶和聚合物，充分减小了散射态下的最小透过率，从而提高整个光阀的对比度；2)本实用新型的聚合物分散液晶光阀，所述第一基板和第二基板之间以及所述第二基板和第三基板之间分别形成一个单层的光阀，每个单层光阀的盒厚都保持原来较小厚度，所以不会增加驱动电压，可保持所述聚合物分散液晶光阀的驱动电压不变。
附图说明
图1是传统聚合物分散液晶光阀的结构示意图。
图2是本实用新型聚合物分散液晶光阀的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步的说明。
请参考图2，本实用新型涉及一种聚合物分散液晶光阀，所述聚合物分散液晶光阀包括平行排列的第一基板210、第二基板213、第三基板216以及用来密封的边框25。所述第二基板213位于第一基板210和第三基板216之间。所述边框25密封第一基板210和第二基板213形成第一层光阀。所述边框25密封第二基板213和第二基板216形成第二层光阀。所述边框25是封装材料。
所述第一基板210和第二基板213的相对表面上分别镀有第一组氧化铟锡电极层211、212。所述第二基板213和第三基板216的相对表面上分别镀有第二组氧化铟锡电极214、215。
所述第一层光阀内容纳有用来控制光阀盒体厚度的间隔体22和液晶。本实用新型中，所述液晶采用聚合物分散液晶显示材料。所述聚合物分散液晶显示材料包括液晶微滴23和聚合物24。所述第二层光阀内也容纳有用来控制光阀盒体厚度的间隔体22、液晶微滴23以及聚合物24。所述间隔体22保证所述光阀的厚度较小。
所述液晶微滴23采用正介电异性向列型液晶。
所述聚合物24的预聚物为含有热交联基团或含有光交联基团的有机化合物。同时，所述液晶微滴23和聚合物24的折射率相匹配。
在无电场时：第一组氧化铟锡电极层211、212和第二组氧化铟锡电极层214、215之间的液晶微滴23的取向不尽相同，液晶微滴23的折射率与聚合244物折射率不相同，进而产生强烈的散射，使聚合物分散液晶光阀呈现不透明状态。在有外加电场时：液晶微滴23沿电场方向排列，同时液晶微滴23的折射率与聚合物24的折射率相匹配，则所述光阀感受到的是一个均匀的介质，聚合物分散液晶光阀呈现透明态。
对比度的计算公式为CR＝Imax/Imin，Imax为在电压作用下的最大透过率，Imin为散射态下的最小透过率。可以看出提高聚合物分散液晶光阀的对比度主要是降低关态的透过率。本发明巧妙的组合两个单层的聚合物分散液晶光阀。在单层聚合物分散液晶光阀的基础上，在第一基板210与第二基板213之外增设第三基板216。第二基板213上下两面都设置有氧化铟锡电极层212、214，从而形成所述双层的聚合物分散液晶光阀结构。所述光阀在不加电压时，由于经过相当于两层膜的散射，使关态透过率大大降低。本实用新型中所述两层光阀的各自盒厚都比较小，以便降低驱动光阀的驱动电压。本实用新型的两层光阀结构充分减小了散射态下的最小透过率，从而提高整个光阀的对比度，解决了聚合物分散液晶光阀的关态透过率与驱动电压之间的矛盾。例如：单层聚合物分散液晶光阀的盒厚为10微米，关态透过率约为2％，开态透过率为82％，饱和驱动电压为16V；采用本实用新型的双层聚合物分散液晶光阀结构，每一个单层的盒厚也为10微米，关态透过率可以降低到约0.1％，开态透过率约为81％，饱和驱动电压也为16V。由此可知，关态透过率降低了20倍，而开态透过率几乎没有变化，驱动电压不变。
所述光阀在不加电压时，由于经过相当于两层膜的散射，使关态透过率大大降低。在所述第一组和第二组四个氧化铟锡电极层(211、212、214、215)同时加电时，单层聚合物分散液晶膜与双层聚合物分散液晶光阀的整体同时达到最大透过率。由于单层的聚合物分散液晶膜的盒厚都比较小，因此驱动双层聚合物分散液晶光阀这一整体的驱动电压也比较小。同时由于两个单层聚合物分散液晶光阀通过第二基板紧密连接，中间没有空气层，折射率得到比较好匹配，因此整体双层聚合物分散液晶膜几乎与单层聚合物分散液晶膜的最大透过率相等。从而解决了关态透过率与驱动电压之间的矛盾。
尽管上面详细的描述了本实用新型的优选实施例，但是应该明白，对于本领域技术人员来说很明显的、这里讲述的基本发明构思的许多变形和修饰都落在所附权利要求限定的本发明的精神和范围之内。

Claims (6)

1.一种聚合物分散液晶光阀，包括第一基板、第二基板以及用封装材料封装在第一、第二基板之间的液晶，所述第一基板和第二基板相对的表面分别镀有一层氧化铟锡导电膜，其特征在于：还包括第三基板，所述第二基板位于第一基板和第三基板之间，所述第二基板和第三基板相对的表面分别镀有一层氧化铟锡导电膜，所述第二、第三基板之间用封装材料封装液晶。
2.根据权利要求1所述的聚合物分散液晶光阀，其特征在于：所述第一基板与第二基板以及所述第二基板与第三基板之间分布有控制光阀厚度的间隔体。
3.根据权利要求2所述的聚合物分散液晶光阀，其特征在于：所述液晶采用聚合物分散液晶显示材料。
4.根据权利要求3所述的聚合物分散液晶光阀，其特征在于：所述聚合物分散液晶显示材料包括液晶微滴和聚合物。
5.根据权利要求4所述的聚合物分散液晶光阀，其特征在于：所述液晶微滴采用正介电异性向列型液晶。
6.根据权利要求5所述的聚合物分散液晶光阀，其特征在于：所述液晶微滴和聚合物的折射率相匹配。
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