文档介绍：聚合物分散型液晶薄膜中折射率匹配的优化
聚合物分散型液晶薄膜中
折射率匹配的优化
王庆兵田颜青高岩孙睿鹏黄锡珉
中国科学院长春物理研究所北方液晶中心
( ) 文 摘 分析了聚合物分散型液晶 PDL C薄膜在亮态时造成折射率不匹配的各种因素 , 介绍了一种定量计算聚合物基体和液晶之间折射率不匹配程度 的方法 。最后 , 通过选择合适的预聚物材料和液晶材料并控制固化速率 , 制备出
一种在开态具有较高光透过率的 PDL C 薄膜 , 其聚合物基体的折射率和液晶的
寻常折射率 ,在开态时达到了较好的匹配 。
关键词 聚合物分散型液晶 ,折射率匹配
1 前言
近年来 , 由于 PDL C 在大面积可控窗帘 、光开关 、光学调制器以及无需偏振片的高亮度
( ) 液晶显示器等领域 , 表现出较常规扭曲向列型液晶显示器 TN - L CD 有更大的发展潜力
1 和优势 ,因此 ,引起了液晶界广泛的兴趣。
PDL C 薄膜在亮态时的光学特性 , 在很大程度上依赖于向列型液晶在垂直方向上的折
() 射率 n 即寻常折射率和各向同性聚合物基体的折射率 n的相对比值 。在理想情况下 ,当?p
n/ n = 1 , 并给 PDL C 薄膜施加足够高的电场时 , 垂直于薄膜表面的入射光透过率最大 ,? p
一般达 80,85 % ,其余的光由玻璃表面的反射和膜吸收而损失 。然而 ,实际制备出的 PDL C
( ) 薄膜 , 开态 Fiel d- O N 时 , 在垂直于基板的方向上 , 聚合物基体的折射率和液晶的折率射即
(使事先根据 n= n 的原则来选择预聚物材料和液晶材料 , 也常常不能很好地匹配 本文所?p
聚合物基体的折射率 n和液晶材料的垂直折射率提折射率匹配均是指 PDL C 在开态下 ,p
) n 之间的相对匹配。由于光在向列型液晶微滴和聚合物基体的交界处发生散射 ,从而造成?
PDL C 膜开态的最大光透过率降低 。即使是 n和 n 之间只相差 0. 01 , 也足以导致 PDL C ?p
膜在开态时呈现模糊 。这种模糊现象常常限制了 PDL C 在某些领域的应用 。因此 , 优化 PDL C 膜的折射率匹配关系 ,改善其电光特性和显示品质是很有必要的 。 2 造成折射率不匹配的因素
导致 PDL C 膜中折射率不匹配的原因 ,主要有以下三个方面 。
) 1所选用的液晶和预聚物材料的固有折射率参数 。
当 n= n 时 , PDL C 膜在开态的透明度最佳 。所以 , 选用折射率 n= 1. 526 的预聚物?p p
( ) P - BDA Pol - Bet l de m ac r la t e材料 , 和一种垂直折射率 n = 1. 525 的液晶 BL - 002 y yy?
( ) Me rc k 公司来制备 PDL C 膜 。然而 ,实际制备出的膜并不如期望的那么透明 ,其开态最大光透过率只有 55 %,65 % 。而一般较好的 PDL C 膜应该具有 80 %,85 %的亮态光透过率 。
2 () 光损失一部分,9 %是由于玻璃表面的反射 ,另一部分是由于玻璃和膜的吸收。
) 2液晶材料溶解在聚合物基体中改变了聚合物基体的折射率 。
通过实验发现 ,在相