一种聚合物分散液晶电子纸及其制造方法

文档序号:2752597阅读:132来源:国知局
专利名称:一种聚合物分散液晶电子纸及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶电子纸及其制造方法,尤其是涉及一种聚合物分散液晶电子
纸及其制造方法。
背景技术
聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal,简称PDLC)是把预聚合物与向列相液晶及衬垫料以某个比例混合起来,夹在两片柔性透明导电薄膜之间,经过相分离,液晶从聚合物中析出形成球形微滴,聚合物固化把液晶微滴包裹在其中的一种复合膜。它是将小分子液晶以微米级微粒的形态分散在连续的聚合物基体中,通过电场的施加来实现透明/不透明态的转换,即未施加电场时,液晶微粒的光轴处于随机取向状态,折射率与聚合物基体的折射率不匹配,使得PDLC膜呈现高散射模糊态,称为关态;而当施加电场时,液晶微粒的光轴沿电场方向取向,此时液晶分子的折射率与聚合物基体的折射率达到一定程度的匹配,PDLC膜表现为清晰透明态,即为开态。 电子纸,也叫数码纸。它是一种超薄、超轻的显示屏,其兼有纸的优点(如视觉感
观几乎完全和纸一样等),又可以象我们常见的液晶显示器一样不断转换刷新显示内容,并
且比液晶显示器省电得多,即使在断电的情况下,也可以长时间地保持显示。 现有的聚合物分散液晶电子纸包括两张柔性透明导电薄膜、夹在两张柔性透明导
电薄膜之间的聚合物分散液晶层以及刻蚀在两张透明导电薄膜上的电极,目前,制造聚合
物分散液晶层大多采用丝链状聚合物分散液晶,液晶形成丝链状把上下导电玻璃基板连接
起来,每个液晶丝链如同条条光纤,把光线传导过去,柔性透明导电薄膜会比较透明,不会
有好的散射白态,导致对比度差,产生灰底黑字效果,并且不具有双稳模式;聚合物分散胆
甾相液晶能够双稳,但是存在驱动电压比较高,对比度差,生产成本高等问题,难以获得推广。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种白底黑字,对比度高,驱动电压低,生产成本低的具有双稳模式的聚合物分散液晶电子纸及其制造方法。 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种聚合物分散液晶电子纸,包括两张柔性透明导电薄膜、夹在两张柔性透明导电薄膜之间的聚合物分散液晶层以及刻蚀在两张透明导电薄膜上的电极,其特征在于所述的聚合物分散液晶层包括片晶聚合物和两性液晶,所述的片晶聚合物为多面体微腔结构,所述的微腔结构将所述的两性液晶分割形成多面体微滴。 所述的片晶聚合物包括聚乙烯片晶碎屑和紫外固化胶黏剂,所述的聚乙烯片晶碎屑与所述的紫外固化胶黏剂混合后的质量比为1 : (1 3)。 所述的微腔结构为至少3个所述的聚乙烯片晶碎屑包围形成的多面体空腔,所述的多面体空腔为不完全封闭结构。
所述的两性液晶包括正性向列相液晶和负性向列相液晶,所述的正性向列相液晶
与所述的负性向列相液晶混合后的质量比为(i 3) : i。 所述的聚乙烯片晶碎屑尺寸为1 4iim,所述的紫外固化胶黏剂为聚氨酯丙烯酸酯体系。
—种聚合物分散液晶电子纸的制造方法,包括以下步骤
(1)片晶聚合物与两性液晶材料及衬垫料充分搅拌均匀形成混合物;
(2)两张柔性透明导电薄膜内侧刻蚀出电极,加工出电极引线;
(3)将混合物涂布到两张柔性透明导电薄膜之间; (4)用压合机把涂布了混合物的两张柔性透明导电薄膜挤压成复合膜; (5)用紫外光照射复合膜,使紫外固化胶黏剂聚合,液晶相分离得到聚合物分散液
晶电子纸。
所述的片晶聚合物与所述的两性液晶混合后的质量比为1 : (1 3)。 所述的衬垫料为直径5 10 i! m的塑料微球,所述的塑料微球用量为所述的柔性
透明导电薄膜每平方毫米10 30颗。 与现有技术相比,本发明的优点在于由于聚合物分散液晶层包括片晶聚合物和两性液晶,片晶聚合物为多面体微腔结构将两性液晶分割形成多面体微滴,使散射态为白底,当在背面衬上黑底就能在开态显示黑字,形成白底黑字,对比度高,并且片晶聚合物多面体微腔界面条件使聚合物分散液晶电子纸去掉电场后开态和关态都能双稳;由于本发明把"片晶"与"两性液晶"通过紫外固化胶黏剂联系起来,用简单的设计方案依靠改变电场脉冲幅度实现聚合物分散液晶的零场稳定,由此获得驱动电压低,生产成本低,的双稳特性的聚合物分散液晶电子纸;由于液晶是由介电各向异性大的正性向列相液晶和介电各向异性小的负性向列相液晶混合而成的两性液晶,可制备出在特定频率下介电各向异性转换的双频液晶。


图1为一种聚合物分散液晶电子纸结构示意图。 图2为一种聚合物分散液晶电子纸开态-透明态工作原理示意图, 图3为一种聚合物分散液晶电子纸关态_散射态工作原理示意图,
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。 聚合物分散液晶电子纸在超净化车间里进行生产,生产设备主要包括混合搅拌机,涂布机,压合机,平台密封紫外固化机,切片机等。本发明使用的片晶聚合物是聚乙烯片晶碎屑与紫外固化胶黏剂的混合物(质量比=聚乙烯片晶碎屑紫外固化胶黏剂为1 : 2)。本发明使用的聚乙烯片晶碎屑3是溶液法制造的,尺寸为l 4ym,由河北工业大学高分子化工实验室制备。本发明使用的紫外固化胶黏剂是沙多玛公司的产品聚氨酯丙烯酸酯CN966J75(紫外固化胶黏剂与光引发剂的质量比100 : 1)。本发明使用的光引发剂是TP0-1,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(清华紫光英力集团的产品)。正性向列相液晶5CB和负性向列相液晶MBBA由石家庄永生华清液晶公司提供。
将片晶聚合物与两性液晶材料及衬垫料充分搅拌均匀形成混合物;在两张柔性透明导电薄膜l内侧刻蚀出电极,加工出电极引线;将混合物涂布到两张柔性透明导电膜l之间;用压合机把涂布了混合物的两张柔性透明导电膜1挤压成复合膜;用紫外光照射复合膜,使紫外固化胶黏剂聚合,聚乙烯片晶碎屑3包围形成不完全封闭的多面体空腔将两性液晶分割形成多面体微滴,液晶相分离得到聚合物分散液晶电子纸。其中正性向列相液晶和负性向列相液晶混合后的质量比是2 : 1,塑料微球直径是5 10ym,其用量以柔性透明导电薄膜的平面面积计算为20颗/mm2。 参见图l,本发明的聚合物分散液晶电子纸结构示意图。两张柔性透明导电薄膜1,中间夹着片晶聚合物分散两性液晶层2。胶片厚度0.2mm, PDLC层厚度15ym,聚乙烯片晶碎屑3尺寸1 4 ii m,液晶微滴4尺寸1 4 ii m,正性向列相液晶分子5,负性向列相液晶分子6。 聚合物分散液晶电子纸的工作原理是,施加IOV低电压脉冲时,正性向列相液晶分子被驱动转向平行于电场方向,而负性向列相液晶分子由于含量低,介电各向异性小,跟不上电场脉冲变化而不能起作用,只能随正性向列相液晶转到电场方向,这时液晶微滴的液晶分子分布为一致构形,造成光透射。去掉电场,多面体微腔界面使液晶微滴仍处在各向异性晶体的一致分布构形,对光仍成透射态,这时是处于开态-透明态,如图2所示。
施加30V高电压脉冲时,正性向列相液晶分子要转向平行于电场方向,而负性向列相液晶分子要转向垂直于电场方向,形成混乱排列,造成光散射。去掉电场,多面体微腔界面使液晶微滴仍处在混乱分布构形,对光仍成散射态,这时是处于关态_散射态,如图3所示。
权利要求
一种聚合物分散液晶电子纸,包括两张柔性透明导电薄膜、夹在两张柔性透明导电薄膜之间的聚合物分散液晶层以及刻蚀在两张透明导电薄膜上的电极,其特征在于所述的聚合物分散液晶层包括片晶聚合物和两性液晶,所述的片晶聚合物为多面体微腔结构,所述的微腔结构将所述的两性液晶分割形成多面体微滴。
2. 根据权利要求1所述的一种聚合物分散液晶电子纸,其特征在于所述的片晶聚合物包括聚乙烯片晶碎屑和紫外固化胶黏剂,所述的聚乙烯片晶碎屑与所述的紫外固化胶黏剂混合后的质量比为1 : 1 3。
3. 根据权利要求2所述的一种聚合物分散液晶电子纸,其特征在于所述的微腔结构为至少3个所述的聚乙烯片晶碎屑包围形成的多面体空腔,所述的多面体空腔为不完全封闭结构。
4. 根据权利要求1所述的一种聚合物分散液晶电子纸,其特征在于所述的两性液晶包括正性向列相液晶和负性向列相液晶,所述的正性向列相液晶与所述的负性向列相液晶混合后的质量比为1 3 : 1。
5. 根据权利要求2所述的一种聚合物分散液晶电子纸,其特征在于所述的聚乙烯片晶碎屑尺寸为1 4iim,所述的紫外固化胶黏剂为聚氨酯丙烯酸酯体系。
6. —种聚合物分散液晶电子纸的制造方法,其特征在于包括以下步骤(1) 片晶聚合物与两性液晶材料及衬垫料充分搅拌均匀形成混合物;(2) 两张柔性透明导电薄膜内侧刻蚀出电极,加工出电极引线;(3) 将混合物涂布到两张柔性透明导电薄膜之间;(4) 用压合机把涂布了混合物的两张柔性透明导电薄膜挤压成复合膜;(5) 用紫外光照射复合膜,使紫外固化胶黏剂聚合,液晶相分离得到聚合物分散液晶电子纸。
7. 根据权利要求6所述的一种聚合物分散液晶电子纸的制造方法,其特征在于所述的片晶聚合物与所述的两性液晶混合后的质量比为i : 1 3。
8. 根据权利要求6所述的一种聚合物分散液晶电子纸的制造方法,其特征在于所述的衬垫料为直径5 10i! m的塑料微球,所述的塑料微球用量为所述的柔性透明导电薄膜每平方毫米1Q 30颗。
全文摘要
本发明公开了一种聚合物分散液晶电子纸,包括两张柔性透明导电薄膜、夹在两张柔性透明导电薄膜之间的聚合物分散液晶层以及刻蚀在两张透明导电薄膜上的电极,特点是聚合物分散液晶层包括片晶聚合物和两性液晶,片晶聚合物为多面体微腔结构,将两性液晶分割形成多面体微滴,其制造过程为将片晶聚合物与两性液晶材料及衬垫料充分搅拌均匀形成混合物,在导电膜内侧加工出电极引线,将混合物涂布到两张导电膜之间,用压合机把涂布了混合物的两张导电膜挤压成复合膜,用紫外光照射复合膜,使胶黏剂聚合,液晶相分离,优点是实现了一种白底黑字,对比度高,驱动电压低,生产成本低的具有双稳模式的电子纸。
文档编号G02F1/1333GK101770107SQ201010039739
公开日2010年7月7日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者潘雪丰, 白贵儒, 范志新, 谭炳辉, 陶卫东 申请人:宁波大学
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