液晶层及其制备方法以及液晶显示装置与流程

本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种液晶层及其制备方法以及液晶显示装置。

背景技术：

随着显示技术的发展，各种新兴技术不断涌现并丰富了各种新的显示应用场景。其中，透明显示可以用于货物展示柜、电子公告牌、抬头显示器等领域，因此受到了广泛的关注。

然而目前普通的聚合物网络稳定液晶(polymernetworkstabilizedliquidcrysta，pnlc)由高分子单体、液晶、光引发剂等物质组成，利用紫外线照射形成高分子网络状结构，完成高分子与液晶的相分离过程，然而由于利用散射实现暗态原理的限制，暗态难以实现较好的效果，导致对比度比较低。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种液晶层及其制备方法以及液晶显示装置，可以提高对比度。

本申请实施例提供一种液晶层，其包括：

向列相液晶、高分子聚合物以及二向色性染料分子，所述向列相液晶的寻常光折射率与所述高分子聚合物的折射率匹配。

在本发明的液晶层中，所述二向色性染料分子的含量范围为0.5％～1.5％，所述高分子聚合物的含量范围为10％～30％。

在本发明的液晶层中，所述液晶层的折射率差值大于或等于0.05。

在本发明的液晶层中，所述向列相液晶的寻常光折射率与所述高分子聚合物的折射率之间的差值位于预设范围内。

在本发明的液晶层中，所述高分子聚合物包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚(4-乙烯基苯酚)中的一种或多种。

本申请实施例还提供一种液晶显示装置，其包括：上述任意一种液晶层。

在本发明的液晶显示装置中，所述液晶显示装置包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和第二基板对盒形成液晶盒；所述液晶层设于所述第一基板和所述第二基板之间,所述第一基板靠近所述液晶层的一侧设置有第一电极，所述第二基板靠近所述液晶层的一侧设置有第二电极。

在本发明的液晶显示装置中，所述第一基板靠近所述液晶层的一侧设置有第一配向层，所述第二基板靠近所述液晶层的一侧设置有第二配向层。

本申请实施例还提供一种液晶层的制作方法，其包括：

将向列相液晶、高分子聚合物以及二向色性染料分子在第一温度下混合，得到混合物；所述第一温度大于120度；

将液晶盒加热到所述第一温度，将上述混合物灌入所述液晶盒中；

对所述液晶盒进行降温，以将所述混合物中的高分子聚合物析出。

在本发明的液晶层的制作方法中，所述二向色性染料分子的含量范围为0.5％～1.5％，所述高分子聚合物的含量范围为10％～30％。

本申请实施例的液晶层及其制备方法以及液晶显示装置，包括向列相液晶、高分子聚合物以及二向色性染料分子，所述向列相液晶的寻常光折射率与所述高分子聚合物的折射率匹配；由于利用二向色性染料对光的偏振选择性吸收特性，将二向色性染料掺入向列相液晶和高分子聚合物混合物中，在电压作用下调节二向色性染料的排列方向，进而改变入射光的吸收率，因此提高了对比度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的液晶显示装置施加电压时的结构示意图。

图2为本申请一实施例提供的液晶显示装置未施加电压时的结构示意图。

图3为本申请另一实施例提供的液晶显示装置未施加电压时的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本发明一实施例的液晶层包括向列相液晶、高分子聚合物以及二向色性染料分子。

向列相液晶(nematicliquidcrystals)是由长径比很大的棒状分子所组成。所述向列相液晶用于制约所述二向色性染料分子的光轴取向。

所述二向色性染料分子可包括巴斯夫x12染料，但是二向色性染料分子不限于此。在一实施方式中，为了提高穿透率，所述二向色性染料分子的含量范围为0.5％～1.5％，所述高分子聚合物的含量范围为10％～30％，剩余的含量为向列相液晶。所述二向色性染料分子用于吸收偏振方向与所述二向色性染料分子的光轴方向垂直的所述偏振光或偏振光分量。其中二向色性染料对于光吸收具有偏振选择性的特殊染料。当入射光的偏振方向与染料分子的长轴重合时，染料分子由于具有较大的吸收系数呈现出颜色。当入射光的偏振方向与染料分子长轴垂直时，由于染料分子的吸收系数较小，表现为透明态。

所述高分子聚合物的折射率与所述向列相液晶的寻常光折射率与匹配，在一实施方式中，为了提高散射效果，所述高分子聚合物的折射率与所述向列相液晶的寻常光折射率no之间的差值位于预设范围内。该预设范围比如为0至0.1，优选地为0至0.05，也即高分子聚合物的折射率与所述向列相液晶的寻常光折射率no接近。其中所述高分子聚合物包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚(4-乙烯基苯酚)中的一种或多种。在一实施方式中，高分子聚合物优选为丙烯酸酯类化合物。

在一实施方式中，为了进一步提高对比度，所述液晶层的折射率差值大于或等于0.05。

由于利用二向色性染料对光的偏振选择性吸收特性，将二向色性染料掺入向列相液晶和高分子聚合物混合物中，在电压作用下调节二向色性染料的排列方向，进而改变入射光的吸收率，因此提高了显示装置的对比度。

本发明一实施例还提供一种液晶层的制备方法，其包括：

s101、将向列相液晶、高分子聚合物以及二向色性染料分子在第一温度下混合，得到混合物；

s102、将液晶盒加热到所述第一温度，将上述混合物灌入液晶盒中；

s103、对所述液晶盒进行降温，以将所述混合物中的高分子聚合物析出。

其中，该第一温度大于120度；以第一温度为130度为例，比如将向列相液晶、聚合完毕的高分子聚合物，二向色性染料分子在高温下(130度)完全混合，之后将液晶盒加热到130摄氏度，将混合完全的上述混合物灌入液晶盒中。将灌晶完成的液晶盒缓慢降温，使得高分子聚合物析出，完成相分离，实现散射效果。液晶盒由液晶显示装置中的第一基板和第二基板对盒形成。

利用掺有二向色性染料的高分子网络液晶(pnlc)混合物，通过热分离法形成高分子网络状结构，相分离过程无需化学反应，避免普通uv光照过程对染料分子的破环，提升二向色性染料稳定性，改善普通pnlc显示器暗态不够暗的问题，提高了显示装置的对比度。

结合图1，其中液晶显示装置包括相对设置的第一基板10和第二基板20，所述第一基板10和第二基板20对盒形成液晶盒。

本发明一实施例还提供一种液晶显示装置，其包括液晶层，该液晶层包括向列相液晶、高分子聚合物以及二向色性染料分子。

向列相液晶(nematicliquidcrystals)是由长径比很大的棒状分子所组成。所述向列相液晶用于制约所述二向色性染料分子的光轴取向。

所述二向色性染料分子可包括巴斯夫x12染料，但是二向色性染料分子不限于此。在一实施方式中，为了提高穿透率，所述二向色性染料分子的含量范围为0.5％～1.5％，所述高分子聚合物的含量范围为10％～30％，剩余的含量为向列相液晶。所述二向色性染料分子用于吸收偏振方向与所述二向色性染料分子的光轴方向垂直的所述偏振光或偏振光分量。其中二向色性染料对于光吸收具有偏振选择性的特殊染料。当入射光的偏振方向与染料分子的长轴重合时，染料分子由于具有较大的吸收系数呈现出颜色。当入射光的偏振方向与染料分子长轴垂直时，由于染料分子的吸收系数较小，表现为透明态。

其中所述高分子聚合物包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚(4-乙烯基苯酚)中的一种或多种。在一实施方式中，高分子聚合物优选为丙烯酸酯类化合物。在一实施方式中，为了提高散射效果，所述高分子聚合物的折射率与所述向列相液晶的寻常光折射率no之间的差值位于预设范围内。该预设范围比如为0至0.1，也即高分子聚合物的折射率与所述向列相液晶的寻常光折射率no接近。

在一实施方式中，为了进一步提高穿透率，所述液晶层的折射率差值大于或等于0.05。

如图1所示，该液晶显示装置还可包括相对设置的第一基板10和第二基板20，所述第一基板10和第二基板20对盒形成液晶盒；所述液晶层30设于所述第一基板10和所述第二基板20之间,所述第一基板10靠近所述液晶层30的一侧设置有第一电极11，所述第二基板20靠近所述液晶层30的一侧设置有第二电极21。

在一实施方式中，如图3所示，所述第一基板10靠近所述液晶层30的一侧设置有第一配向层12，所述第二基板20靠近所述液晶层30的一侧设置有第二配向层22，所述第一配向层12和所述第二配向层22的材料均可为聚酰亚胺。

利用二向色性染料32对光的偏振选择性吸收特性，将二向色性染料32掺入pnlc(聚合物网络稳态液晶)混合物中。在高温下将高分子聚合物33、二向色性染料32溶解在pnlc混合物中，利用降温实现高分子聚合物33与液晶31的分离。

pnlc混合物是一种液晶聚合物复合材料。高分子聚合物33以网络织构分布在液晶31中，而液晶31以一种连续相形态存在。当液晶31与高分子聚合物33折射率不匹配时，会发生强烈的散射呈现不透明态。而两者的折射率匹配时呈现透明态。因此可以通过对pnlc施加电场控制透过率的高低，这种被广泛的应用于智能窗户等领域。

在具体使用过程中，如图1所示，当液晶显示装置施加电压时，由于二向色性染料32的排列方向随液晶旋转方向变化，当液晶竖直排列时，液晶31的有效折射率与高分子聚合物33折射率匹配，在第一电极11和第二电极21的电场作用下呈现透明态。如图2所示，当液晶显示装置未施加电压时，由于液晶31排列和二向色性染料32的排列方向呈现随机分布状态，当液晶随机排列时，这时液晶的有效折射率便与高分子聚合物33的折射率不再相同，也即液晶31与高分子聚合物33的折射率不匹配造成强烈散射，同时随机排列的二向色性染料也可以吸收各种偏振方向的入射光，从而可以改善普通pnlc显示器暗态不够暗的问题，增加pnlc透明显示器对比度。其中液晶是一种具有双折射性质的物质。存在寻常光折射率no和非寻常光折射率ne两个参数。实际表现出的有效折射率和液晶的倾斜角度、no、ne值有关。当液晶垂直排列时，表现出的有效折射率为no。这时液晶有效折射率no和高分子聚合物的折射率相近，因此基本无散射，表现出透明态。当液晶随机排列时，这时液晶表现的有效折射率便与高分子聚合物网络不再相同，会发生散射。

该液晶显示装置可以为电子纸，此外还可应用于可携式消费性电子产品、公共场合中的商店橱窗、公共信息布告栏以及建筑物与车辆的窗户等。

由上述分析可知，采用色彩分析仪检测亮度，得到显示装置的显示区域的对比度为200。也使得在亮态显示时显示衬底与显示图形的对比更为明显，尤其是应用于需要白底黑字显示的电子纸时，能够更好地改善显示效果。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本申请实施例的液晶层及其制备方法以及液晶显示装置，包括向列相液晶、高分子聚合物以及二向色性染料分子，所述向列相液晶的寻常光折射率与所述高分子聚合物的折射率匹配；由于利用二向色性染料对光的偏振选择性吸收特性，将二向色性染料掺入向列相液晶和高分子聚合物混合物中，在电压作用下调节二向色性染料的排列方向，进而改变入射光的吸收率，因此提高了对比度。

以上对本申请实施例提供的液晶层及其制备方法以及液晶显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。