液晶单元制造技术

本申请涉及液晶单元、其制造方法和其用途，并且本申请可以提供处于常透明模式并且具有在透明模式和散射模式下优异的透射率可变特性以及在散射模式下优异的雾度特性的液晶单元，以及用于制造所述液晶单元的方法。这样的液晶单元可以应用于各种光调制装置，例如智能窗、窗保护膜、柔性显示元件、透明显示器用遮光板、3D图像显示器用主动延迟器或视角控制膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液晶单元
本申请涉及液晶单元、其制造方法和其用途。本申请要求基于于2017年12月22日提交的韩国专利申请第10-2017-0178108号的优先权权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术介绍
常透明模式元件(normallytransparentmodeelement)是例如在没有外部作用时实现透明模式的元件，其中其在外部作用下切换为黑色模式并且在移除外部作用时切换回透明模式。专利文献1(韩国特许专利公开第10-2014-0077861号)公开了能够在透明模式和雾度模式之间变化的常透明模式元件。专利文献1的元件是通过将液晶分散在聚合物基体中而实现的所谓的PDLC(聚合物分散液晶，PolymerDispersedLiquidCrystal)元件，其中由于PDLC中的液晶化合物通常以未定向状态存在，因此其在不施加电压时处于散射状态，但是通过应用垂直取向膜实现常透明模式。然而，专利文献1的使用PDLC的常透明模式元件具有高驱动电压，并且具有诸如根据曝光特性的雾度特性劣化和残留雾度水平波动的问题，因此需要开发可以弥补上述问题的常透明模式元件。
技术实现思路
技术问题本申请提供了液晶单元、其制造方法和其用途，所述液晶单元处于常透明模式，并且具有在透明模式和散射模式下优异的透射率可变特性以及在散射模式下优异的雾度特性。技术方案本申请涉及液晶单元。在下文中，将参照附图描述本申请的液晶单元，其中附图是示例性的，并且本申请的液晶单元不限于附图。图1示例性地示出了根据本申请的一个实例的液晶单元。如图1所示，液晶单元包括设置成彼此相对的两个基底100、300；和存在于这两个基底100、300之间的液晶层200。所述液晶单元可以实现常透明模式元件。在本说明书中，术语“常透明模式元件”可以意指在没有外部作用的状态(即初始状态或正常状态)下实现透明模式，在外部作用下切换成散射模式并且在移除外部作用时切换回透明模式的元件。在本申请中，术语“外部作用”意指为了可以改变液晶化合物的取向而进行的各种作用，其中代表性的实例为电压施加。在测量随时间变化的电流密度时，液晶层200可以在2毫秒之后表现出电流密度峰值。具体地，液晶层200的电流密度峰值时间点可以为2.1毫秒之后、2.2毫秒之后、2.3毫秒之后、2.4毫秒之后、2.5毫秒之后、2.6毫秒之后、或者2.7毫秒之后，并且液晶层200的电流密度峰值时间点的上限可以为8毫秒之前、6毫秒之前、4毫秒之前、或者3毫秒之前。在本说明书中，“电流密度”意指流过单位面积的电流的量，并且在本说明书中，“电流密度峰值”意指在0.5毫秒之后的电流密度值具有最大值的时间。即，可以忽略早于0.5毫秒的电流密度测量。图2示例性地示出了根据本申请的一个实例的在测量液晶单元的电流密度时施加的交流电压根据时间的波形。如图2所示，当根据时间(t)施加交流电压时，电压具有正(+)值的正半循环(+T1/2)和电压具有负(-)值的负半循环(-T1/2)可以重复以形成循环(T)。在本说明书中，“循环(cycle)”意指在施加交流电压时施加特定电压的时段(T)。电流密度可以是在第五循环(T5)中测量的值，其是确定电流密度已经稳定的时间点，因为当在施加交流电压之后立即测量时，电流密度趋于测量得过大。根据一个实例的液晶层200的电流密度峰值时间点可以意指具有在以40V的电压和20Hz至120Hz中的任一频率，优选60Hz的频率向液晶单元施加交流电压之后的64毫秒(ms)至72毫秒(即，第五循环的正半循环)期间测量的值的时间。0.5毫秒之后意指在当第五循环中的正半循环的起始点为0毫秒时的0.5毫秒之后。由于液晶层200满足在上述范围内的电流密度峰值时间点，因此可以提供具有在透明模式和散射模式下优异的透射率可变特性以及在散射模式下优异的雾度特性的液晶单元。液晶层200的电流密度峰值时间点可以根据液晶层200的组成或加热时间来调节。在一个实例中，当向液晶单元施加预定电压或更高电压时，由于通过在施加的外部电场下液晶层200中包含的电导率控制剂的极化引起的感应电场作用，在非反应性液晶中产生旋转力，从而可以产生涡电流。为了产生涡电流，电导率控制剂的浓度应当高于或等于预定水平，其中电导率控制剂的浓度可以通过平均电流密度来评估。例如，液晶层200的平均电流密度可以为30μA/cm2至60μA/cm2。具体地，液晶层200中的平均电流密度的下限可以为33μA/cm2或更大、36μA/cm2或更大、39μA/cm2或更大、或者40μA/cm2或更大，并且液晶层200中的平均电流密度的上限可以为59μA/cm2或更小、58μA/cm2或更小、57μA/cm2或更小、或者56μA/cm2或更小。在本说明书中，“平均电流密度”意指在向液晶单元施加具有特定强度和频率的电压之后在特定时间内测量的电流密度的平均值。根据一个实例的液晶层200的平均电流密度可以是在以40V的电压和20Hz至120Hz中的任一频率向液晶单元施加交流电压之后在第五循环的正半循环期间测量的电流密度的平均值。当液晶层200满足在上述范围内的平均电流密度时，可以提供具有在透明模式和散射模式下优异的透射率可变特性以及在散射模式下优异的雾度特性的液晶单元。当液晶层200的平均电流密度太低时，电导率控制剂的浓度低，使得电导率控制剂的涡电流不能充分产生，因此雾度特性可能降低。此外，当液晶层200的平均电流密度太高时，雾度特性可能优异，但是在初始状态下的透射率与在施加60V的电压时的透射率之差可能减小，这可能不利地影响液晶单元面积的扩大。液晶层200的平均电流密度可以根据液晶层200的组成或加热时间来调节。电流密度可以通过半导体特性分析仪来测量，并且根据一个实施方案的电流密度使用DSLC单元Keithly4200半导体特性分析仪来测量。半导体特性分析仪的驱动波形可以具有0.0010秒至0.0300秒的周期，0.00500秒至0.01000秒的脉冲宽度，0.00001秒至0.00020秒的上升时间，0.00001秒至0.00020秒的下降时间，-60V至-20V的基础电压，以及50V至100V的振幅。具体地，半导体特性分析仪的驱动波形可以具有0.0100秒至0.0250秒或0.0150秒至0.0200秒的周期，0.00600秒至0.00950秒、0.00700秒至0.00900秒或0.00800秒至0.00850秒的脉冲宽度，0.00004秒至0.00016秒或0.00008秒至0.00012秒的上升时间，0.00004秒至0.00016秒或0.00008秒至0.00012秒的下降时间，-55V至-25V、-50V至-30V或-45V至-35V的基础电压，以及60V至95V、70V至90V或75V至85V的振幅。周期意指振动现象中在振动中心附近发生一次往复运动或者发生一次物理值波动所花费的时间。脉冲宽度意指在脉冲的上升时间和下降时间中振幅变为1/2时的间隔。上升时间意指在脉冲波从最小值增加到最大值的时段期间在最大值的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶单元，包括设置成彼此相对的两个基底；和存在于所述两个基底之间的液晶层，其中在测量随时间变化的电流密度时，在2毫秒之后出现电流密度峰值(条件是所述电流密度是在以40V的电压和20Hz至120Hz中的任一频率向所述液晶单元施加交流电压之后在第五循环的正半循环期间测量的值，以及所述电流密度峰值意指在0.5毫秒之后的电流密度值具有最大值的时间)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171222 KR 10-2017-01781081.一种液晶单元，包括设置成彼此相对的两个基底；和存在于所述两个基底之间的液晶层，其中在测量随时间变化的电流密度时，在2毫秒之后出现电流密度峰值(条件是所述电流密度是在以40V的电压和20Hz至120Hz中的任一频率向所述液晶单元施加交流电压之后在第五循环的正半循环期间测量的值，以及所述电流密度峰值意指在0.5毫秒之后的电流密度值具有最大值的时间)。


2.根据权利要求1所述的液晶单元，其中所述液晶层包含非反应性液晶和电导率控制剂。


3.根据权利要求2所述的液晶单元，其中所述非反应性液晶具有负的介电常数各向异性。


4.根据权利要求2所述的液晶单元，其中所述电导率控制剂包括选自各向异性染料、反应性液晶和离子化合物中的一者或更多者。


5.根据权利要求2所述的液晶单元，其中相对于100重量份的所述非反应性液晶，所述电导率控制剂以0.1重量份至30重量份的比率包含在内。


6.根据权利要求1所述的液晶单元，其中所述液晶层在初始状态下实现透明模式以及在施加电压时实现散射模式。


7.根据权利要求6所述的液晶单元，其中所述液晶层的在所述初始状态下的透射率与在施加60V的电压时的透射率之差为40％或更大。


8.根据权利要求6所述的液晶单元，其中所述液晶层的在施加60V的电压时的雾度为90％或更大。


9.根据权利要求1所述的液晶单元，其中所述两个基底各自包括电极层和垂直取向膜。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：金悳焕，李渊槿，金正斗，李浚行，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR