[發(fā)明專利]聚合物網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的彎電極化

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210432053.1
• 申請(qǐng)日: 2012-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN103105692B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 拉謝扎·科米托夫;古魯姆蒂·赫格德;李晟曦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 拉謝扎·科米托夫
• 主分類號(hào): G02F1/1334
• 分類號(hào): G02F1/1334;G02F1/1343;G02F1/1337;G02F1/1333;G02F1/139
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 王旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包含聚合物網(wǎng)絡(luò)的液晶器件。本發(fā)明還涉及制備這種液晶器件的方法。

背景技術(shù)

常規(guī)向列型液晶器件和顯示器的電光響應(yīng)的重要特征是轉(zhuǎn)換上升時(shí)間τ_上升和下降時(shí)間τ_下降，它們通常在幾個(gè)毫秒的范圍內(nèi)。為人熟知的是，可以通過所施加的電場有效地控制τ_上升，但卻不能有效地控制τ_下降。在許多液晶器件的應(yīng)用，例如在3D LCD中，需要具有都優(yōu)選在微秒?yún)^(qū)的τ_上升和τ_下降兩者的液晶器件的快速轉(zhuǎn)換。然而，在向列型液晶器件和顯示器中達(dá)到如此快速的轉(zhuǎn)換是困難并且非常復(fù)雜的任務(wù)，特別是在涉及τ_下降的情況下。

正如已知的，τ_下降強(qiáng)烈地依賴于液晶材料的性質(zhì)、彈性常數(shù)和粘性。它還依賴于含有液晶的夾層單元的特征、單元間隙d和錨定強(qiáng)度W。在強(qiáng)錨定條件的存在下，τ_下降正比于單元間隙的平方，即d²，反之，如果錨定條件弱，那么τ_下降正比于d和1/W。降低單元間隙顯然是一個(gè)降低τ_下降的可能方法。然而，由于LCD技術(shù)的限制，不容易采用這樣的方法。

另一個(gè)降低τ_下降的可能方法是增加液晶與固體表面之間的接觸面積。

一種已知的實(shí)現(xiàn)它的方法是，在液晶體內(nèi)建立聚合物網(wǎng)絡(luò)。這樣，液晶/固體表面相互作用的回復(fù)力作用于在關(guān)閉所施加的電場之后在液晶中發(fā)生的弛豫過程上的效果被充分地放大，導(dǎo)致τ_下降的降低。

在US2010/0245723中描述了這種方法，它公開了扭曲向列型的液晶器件，其中，在液晶層的液晶分子中配置了聚合物網(wǎng)絡(luò)。配置該聚合物網(wǎng)絡(luò)，以使液晶分子偏向非扭曲態(tài)。

這將降低弛豫時(shí)間(從扭曲態(tài)至非扭曲態(tài))，預(yù)期其產(chǎn)生根據(jù)US2010/0245723的液晶器件總響應(yīng)時(shí)間(τ_上升+τ_下降)的減少。

然而，根據(jù)US2010/0245723的液晶器件中的聚合物網(wǎng)絡(luò)將同時(shí)增加旋轉(zhuǎn)時(shí)間(將液晶材料從非扭曲態(tài)轉(zhuǎn)化為扭曲態(tài)的時(shí)間)。此外，與沒有聚合物網(wǎng)絡(luò)的情況比較，很可能的是引入聚合物網(wǎng)絡(luò)將導(dǎo)致用于轉(zhuǎn)換的閾電壓上升。此外，通過提供聚合物網(wǎng)絡(luò)可能引入不合乎需要的效果，如在根據(jù)US2010/0245723的液晶器件中，包括光散射和殘余雙折射，這些可能不利地影響液晶器件的光學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的以上問題，并提供改良的液晶器件，所述液晶器件被構(gòu)造為使短上升時(shí)間(當(dāng)施加電場時(shí))和短下降時(shí)間(當(dāng)移除電場時(shí)，用于弛豫至初始的電場關(guān)閉狀態(tài)的時(shí)間)成為可能。特別是，想要在減少有害的副作用(如上文提到的增加的閾電壓、光散射和殘余雙折射)出現(xiàn)的情況下達(dá)到這一目的。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，因此提供了液晶器件，所述液晶器件包括第一基板；第二基板；和夾在第一基板與第二基板之間的液晶層，所述液晶層包含向列型液晶材料和聚合物網(wǎng)絡(luò)；其中聚合物網(wǎng)絡(luò)錨定至第一基板并且被構(gòu)造為沿著平行于第一基板的線交替地引起向列型液晶材料的展曲變形和彎曲變形。

聚合物網(wǎng)絡(luò)“錨定至第一基板”應(yīng)當(dāng)理解為意指在聚合物網(wǎng)絡(luò)與第一基板面向液晶層的表面之間存在連接。

本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識(shí)：在“電場關(guān)閉”狀態(tài)(在此狀態(tài)中，在液晶器件中不存在轉(zhuǎn)換電場)中，液晶材料中彎電極化的存在降低了液晶器件的弛豫時(shí)間τ_下降。這背后的原理將在下文中的標(biāo)題“理論說明”下進(jìn)一步說明。本發(fā)明的發(fā)明人還認(rèn)識(shí)到，在電場關(guān)閉狀態(tài)中，即在液晶層中不存在電場的情況下，可以通過提供聚合物網(wǎng)絡(luò)獲得這樣的彎電極化，所述聚合物網(wǎng)絡(luò)錨定至液晶器件的基板之一，并且被構(gòu)造為沿著平行于第一基板的線交替地引起向列型液晶材料展曲變形和彎曲變形。

本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，上文提到的液晶器件的弛豫時(shí)間τ_下降的降低可以用聚合物網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，所述聚合物網(wǎng)絡(luò)被構(gòu)造為在鄰接第一基板的薄區(qū)中交替地引起向列型液晶材料的展曲變形和彎曲變形。特別是，在其中產(chǎn)生展曲和彎曲變形的區(qū)域可以比對(duì)應(yīng)于可見光波長的距離更薄。從而，可以獲得降低的弛豫時(shí)間，而不引入任何光學(xué)干擾，如在背景技術(shù)部分中提到的光散射和/或殘余雙折射。