专利名称：一种近晶相液晶调光片及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调光结构及其制作方法，具体地说，是涉及一种聚合物结构封装型的近晶相液晶调光片及其制作方法。
背景技术：
目前，调光玻璃市场火爆，调光玻璃的种类越来越多，广泛应用在汽车玻璃、建筑装饰、户外幕墙等领域。调光玻璃是一种电致变色调光玻璃，它通过安全低电压来控制聚脂膜或夹层中的功能材料的状态，进而达到 变色调光的目的。这种电致变色调光玻璃的颜色深浅可通过改变电流来控制，进而调节阳光照入室内的强度。当为该电致变色调光玻璃施加电压时，其中的电致变色材料着色，当撤掉电压时，该调光玻璃回到雾状避光状态，也就是说，该调光玻璃在维持着色状态时需要一直外加电压。在实际应用中可以看到，该调光玻璃具有很多优点。例如，该调光玻璃处于不透明状态时，可做为窗帘使用，不必再安装实体窗帘，具有防紫外线和隔音功能，可调节太阳的透过率可局部调光，具有提示或显示功能等。但是，从实际应用中也可以发现，虽然该调光玻璃具有上述诸多优点，但是，该调光玻璃始终需要处于带电状态，也就是必须带电工作，而不具有“多稳态”特性。例如，该调光玻璃可用传统的向列态(nematic)液晶制作而成，但是，向列态液晶使用的是偏振片，透光率低于50 %，一般约为40 %，所以这种调光玻璃不能满足全透明的需求。而且，向列态液晶不具有“多稳态”特性(“多稳态”是指不需要电压驱动而维持光效应的状态，也称为“准静态”)，需要持续的用电，有一定的能耗。又例如，目前市场上出现的一种通过液晶聚合物调光技术(PDLC)制作成的电致调光玻璃。该液晶聚合物调光技术主要是将向列态液晶与分子聚合物混合后，通过控制向列态液晶的排列态，使内部产生不同的折射系数而呈现出透光与散光之间的宏观状态变换。具体来说，这种技术为选择适量的向列态液晶与一定量的分子单合物进行混合，将混合后的混合物灌制在两层玻璃(玻璃具有一定厚度)的夹缝中，在两层玻璃相对应的表面上镀有透明电极，通过一定波长和强度的紫外光线进行照射处理，使分子单合物发生化学变化，凝聚在一起而变成分子聚合物，这些分子聚合物是透明的。由于向列态液晶分子是与分子聚合物均匀混合在一起的，在这些分子聚合物形成的过程中，向列态液晶分子被均匀地分割成一个个小的泡状空间(即分子聚合物与向列态液晶分子从融合变成分离，分子聚合物好像网状一样承载了无数的小液晶泡，分子聚合物成为了载体)。在无电压施加情况下，由于向列态液晶分子的排列并没有很强的方向性，总体上是一种相对杂乱的状态，所以散射现象非常明显。在一定电场施加的情况下，向列态液晶分子便有了方向性的排列，其与大面积的分子聚合物载体消除了折射率的差异，呈现出透明态。这种应用了液晶聚合物调光技术的电致调光玻璃与应用传统向列态液晶制作的调光玻璃相比，具有更好的透明度，目前多应用于汽车调光天窗等领域。但是，这种液晶聚合物调光技术只具有透明和不透明两种状态，且也不是“多稳态”的，其与传统向列态液晶一样，需要持续的供电来维持透明状态。
由此可见，设计出一种可自由改变光线透过状态并具有“多稳态”特性的调光结构是目如急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种近晶相液晶调光片及其制作方法，通过该制作方法制作出的调光片具有“多稳态”特性，可在全透明状态、雾状遮光状态、各种灰度阶状态之间切换。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种近晶相液晶调光片，其特征在于它包括两个本体层，该两个本体层中间设有 近晶相液晶调光膜层；该近晶相液晶调光膜层包括两个导电电极层，两个该导电电极层与外部的电路驱动控制装置连接，该两个导电电极层中间设有混合层，该混合层包括封装在聚合物结构中由近晶相液晶、导电物和隔离物组成的混合物；各个该本体层的内侧面分别与相对应的该导电电极层的外侧面通过一个粘合剂层相粘接。所述导电电极层与所述粘合剂层之间还可设有基体层。一种近晶相液晶调光片的制作方法，其特征在于它包括如下步骤第一步，清洗、干燥基体层；第二步，在每个基体层内侧面上制作一个导电电极层，然后清洗、干燥；第三步，在两个导电电极层之间制作混合层，从而完成近晶相液晶调光膜层的制作；第四步，清洗、干燥本体层，在其中一个本体层的内侧面上铺设一个粘合剂层，将第四步制作好的近晶相液晶调光膜层放置在该粘合剂层上，使该近晶相液晶调光膜层的一个外侧面与该粘合剂层相接触，将该近晶相液晶调光膜层中的导电电极层与外部的电路驱动控制装置相连接，然后在该近晶相液晶调光膜层的另一个外侧面上依次铺设一个粘合剂层、一个本体层，从而得到调光片初始层叠结构；第五步，在设置的温度、设置的压强下，对该调光片初始层叠结构进行加压、加热，使粘合剂层中的粘合剂熔化、脱去气泡，将该调光片初始层叠结构粘合成整体，然后在处于预定温度范围内的真空条件下进行冷却，从而得到该近晶相液晶调光片。本发明的优点是本发明调光片是一种聚合物结构封装型调光片，该调光片不同于传统的靠持续通电控制的调光装置(如聚合物分散型、纳米粒子-记忆类聚合物复合型的调光装置)。本发明调光片中的聚合物结构与聚合物结构内封装的混合物两相之间可互不混溶，即聚合物结构中不含有近晶相液晶且近晶相液晶中不含有聚合分子，解决了市场上聚合物分散型调光装置中液晶与聚合分子两相间相互混溶而影响品质的问题。本发明调光片使用近晶相液晶来实现调光功能，实现了“多稳态”功效，断电后本发明调光片仍可保持断电前的调光状态(雾状遮光状态、全透明状态或某种灰度阶状态)，调光状态不需通电来保持，而传统的调光装置在断电后只能恢复到原始的雾状遮光状态，因此，本发明调光片具有很高的实用性，节能低碳。本发明调光片可在雾状遮光状态、全透明状态、各种灰度阶状态间快速切换，处于全透明状态时的透光率可达到80%以上，处于雾状遮光状态时的散光性十分稳定，可达到遮光要求。由于本发明调光片中设计了粘合剂层，粘合剂层可起到很好的保护作用，因此，本发明调光片具有耐压抗碎特点。若本体层采用玻璃，即使玻璃损坏碎裂，碎片也会粘在粘合剂层上，避免了玻璃碎屑掉落而造成的人员伤害。本发明调光片无任何毒害，健康环保，可广泛应用于建筑装饰装修、私密性控制区域、汽车电子等领域。本发明制作方法简单易控制，制作出的调光片成品率高，适于产业化，成本很低。
图I是本发明调光片第一实施例的结构组成示意图；图2是本发明调光片第二实施例的结构组成示意图； 图3是本发明调光片第二实施例的立体示意图(局部切割)；图4是低频电压作用下近晶相液晶分子的排列形态示意图；图5是高频电压作用下近晶相液晶分子的排列形态示意图；图6是本发明调光片第二实施例的制作方法实现流程图。
具体实施例方式如图I所示，本发明近晶相液晶调光片包括两个本体层200、300，该两个本体层200、300中间设有近晶相液晶调光I旲层100 ;该近晶相液晶调光I旲层100包括两个导电电极层120、130，两个该导电电极层120、130与外部的电路驱动控制装置700连接，该两个导电电极层120、130中间设有混合层110，该混合层110包括封装在聚合物结构(微观下由聚合分子构成，见下述)中的、由近晶相液晶(微观下为近晶相液晶分子，见下述)、导电物(微观下为导电物分子，见下述)和隔离物组成的混合物，两个导电电极层120、130与混合层110形成了一个电容结构；各个该本体层200、300的内侧面分别与相对应的该导电电极层的外侧面通过一个粘合剂层相粘接(即本体层200的内侧面与导电电极层120的外侧面通过粘合剂层400相粘接，本体层300的内侧面与导电电极层130的外侧面通过粘合剂层500相粘接)。 如图2所示，导电电极层的外侧面与粘合剂层之间还可设有基体层。也就是说，各个导电电极层的外侧面还可设有一个基体层，各个该基体层的外侧面通过一个粘合剂层与相对应的本体层的内侧面相粘接，从而形成一种与图I所示调光片结构不同的调光片。具体地说，如图2，导电电极层120的外侧面设有一个基体层140，该基体层140的外侧面通过粘合剂层400与相对应的本体层200的内侧面相粘接，导电电极层130的外侧面设有一个基体层150，该基体层150的外侧面通过粘合剂层500与相对应的本体层300的内侧面相粘接，该聚合物结构起到粘合和支撑两个基体层140、150的作用。在实际设计中，该近晶相液晶调光膜层100的数量为至少一个。当调光片具有两个或两个以上近晶相液晶调光膜层100时，两个或两个以上该近晶相液晶调光膜层100之间为拼接结构，并且整个调光片也可以实现多片拼接。本体层200、300可由透明的玻璃或有机透明材料制作而成，该本体层的厚度范围为大于Ocm且小于等于5cm。其中，玻璃可为普通玻璃、汽车玻璃、建筑外窗玻璃、钢化玻璃或特种玻璃等，有机透明材料可为PET、PMMA、丙烯酸树脂、透明硅胶等有机树脂透明层。两个本体层200、300可同时为玻璃制成或同时为有机透明材料制成，当然，也可一个本体层为玻璃制成，另一个为有机透明材料制成。粘合剂层400、500中的粘合剂可选择为PVB (Polyvinyl butyral聚乙烯醇缩丁醒)或EVA(Ethylene-Vinyl AcetateCopolymers,乙烯-醋酸乙烯共聚合物)热熔胶,也可选择为热固化胶或UV固化胶，该粘合剂层起到胶贴粘合作用(在热熔前是固体状态，经过热熔化后可起到胶贴粘合作用)。其中，EVA热熔胶的柔韧性好、粘结力强、安全性高，而PVB胶具有很好的隔音性，能防紫外线，安全性高。粘合剂层400、500的厚度范围为大于Ocm且小于等于5cm。该基体层140、150为柔性可弯曲透明材料，可选用聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)或聚酰亚胺( Polyimide, PI)或聚醚酰亚胺(Polyetherimide,PEI)或聚乙烯(polyethylene,PE)或其他可弯曲且具有较好耐温性、透光率、拉伸强度、热伸缩率的柔性基材。基体层的厚度范围为O-lOmm，控制在0. 1-0. 3mm之间较佳。当两个基体层的厚度为0时，即是图I所示出的调光片。导电电极层120、130是透明的，其材料可为ITO (氧化铟锡)，也可为由碳纳米管掺杂的聚合物分子材料等具备透明导电性能的有机材料、无机材料或复合材料制成，或者在上述两种材料中的任一种的基础上添加含铜、银、金、碳等金属或非金属中的任一种或任几种构成的导电材料制成。导电电极层的电极形状可为任意形状，各个电极的形状可相同或不同。通常地，一个导电电极层制成M个平行排列的条状电极，另一个导电电极层制成N个平行排列的条状电极，M个电极与N个电极相正交,从而两个导电电极层形成一个MXN的像素点阵列，用于显示图案。对于混合层110而言，聚合物结构可由单分子体材料或(热塑性)聚合分子材料通过直接印刷或刻蚀或纳米压印或喷撒打点在导电电极层(一个或两个)的内侧面上，然后热固化或紫外固化为具有设定网络、点状等结构的聚合分子材料而形成，该单分子体材料为环氧树脂、聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯类单体中的任一种。该聚合物结构形成有容纳腔室，该聚合物结构可以是规则的球状、微圆柱状、丝状、半球状、平行条状、立方体、长方体、交叉线装、网络结构(如六角蜂窝墙结构)、方形格子结构、不规则多边形结构或上述多种结构的混合结构等，该聚合物结构可以是均匀的，也可是不均匀的。例如，图3所示出的聚合物结构114为均匀分布的六角蜂窝墙结构，形成六角蜂窝形状的容纳腔室115，该容纳腔室115用于盛装由近晶相液晶、导电物和隔离物组成的混合物。该聚合物结构与近晶相液晶、导电物和隔离物之间可以是相互混溶、分散、相互接触或间隔等。近晶相液晶为A类近晶相液晶，例如带硅基的化合物、四氰基四辛基联苯或四乙酸癸酯四氰基联苯中的任一种或任几种的混合。导电物为带导电特性的纳米粒子、无机化合物、有机化合物、碳纳米管、石墨烯、碳酸钠、十六烷基三乙基溴化铵中的任一种或任几种的混合，导电物的作用是增加混合层的导电性，在电压作用下，导电物被驱动产生运动而改变近晶相液晶分子的排列形态，从而改变近晶相液晶的光电性能。隔离物为聚酯类材料或玻璃材质制成的隔离球或隔离棒(隔离棒见图4和图5中的113)。对于混合层110，混合层的组成为近晶相液晶占混合总重量的10% -99%，聚合分子材料占混合总重量的I % -90 %，导电物占混合总重量的0 % -10 %，隔离物占混合总重量的 0% -20%。例如，近晶相液晶占混合总重量的99%，聚合分子材料占混合总重量的0. 9%，导电物占混合总重量的0. 02%，隔离物占混合总重量的0. 08%。又例如，近晶相液晶占混合总重量的10%，聚合分子材料占混合总重量的89. 05%，导电物占混合总重量的0. 05%，隔离物占混合总重量的0. 9%。又例如，近晶相液晶占混合总重量的89%，聚合分子材料占混合总重量的I%，导电物占混合总重量的1%，隔离物占混合总重量的9%。又例如，近晶相液晶占混合总重量的9%，聚合分子材料占混合总重量的90%，导电物占混合总重量的
0.1%,隔离物占混合总重量的0. 9%。又例如,近晶相液晶占混合总重量的45%,聚合分子材料占混合总重量的30 %，导电物占混合总重量的10 %，隔离物占混合总重量的15 %。又例如，近晶相液晶占混合总重量的89%，聚合分子材料占混合总重量的10. 9%，导电物占混合总重量的0. 01%,隔离物占混合总重量的0. 09%。又例如,近晶相液晶占混合总重量的63 %，聚合分子材料占混合总重量的15 %，导电物占混合总重量的2 %，隔离物占混合总重量的20%。 对于有基体层的调光片来说，聚合物结构是起粘合并支撑两个基体层140、150作用的。对于没有基体层的调光片来说，该聚合物结构则具有保持近晶相液晶调光膜层100结构形态的作用。在混合层110中，当近晶相液晶分子规则排列时，由于聚合分子的光折射系数与近晶相液晶分子的光折射系数非常相近，所以聚合分子不会影响光线的透射性，近晶相液晶分子的光学属性不会受到影响，即不会影响调光能力(指透光能力和散光能力)，当近晶相液晶分子不规则排列时，光线不会透射过混合层110是因为近晶相液晶分子本身的分子轴两个方向上的光折射系数不同而形成的，与聚合分子无关。而本发明调光片的“多稳态”特性是近晶相液晶分子的属性，与聚合分子无关。但是，聚合分子材料越多，用于调光的面积所占整体比例就越小，调光效果自然就会变差。因此，聚合分子材料所占比重应不能太大。隔离物也只是起到支撑作用，用来控制混合层110的厚度，因此，隔离物所占比重也不用很大，控制在0%-20% (不包括0%)即可。隔离物的直径即是混合层的厚度，隔离物的数量应根据预达到的混合层厚度和采用球或棒的选择而适当确定。当近晶相液晶分子规则排列时，由于隔离物的光折射系数与近晶相液晶分子的光折射系数非常相近，所以隔离物不会影响光线的透射性，近晶相液晶分子的光学属性不会受到影响，而且隔离物也不会影响本发明的散光性和“多稳态”特性。导电物主要是增加混合层110的导电性，在电压作用下导电物被驱动产生运动而改变近晶相液晶分子的排列形态，所以导电物的用量应适量，控制在0% -10% (不包括0% )即可,大于10%则很难驱动。而近晶相液晶是起到调光作用的，因此,近晶相液晶的用量应最多为宜。鉴于上述，为了使本发明的调光特性达到较佳效果，混合层110的组成可设定为近晶相液晶占混合总重量的84. 94%，聚合分子材料占混合总重量的15%，导电物占混合总重量的0. 01 %,隔离物占混合总重量的0. 05%。或者,近晶相液晶占混合总重量的80%,聚合分子材料占混合总重量的19%，导电物占混合总重量的0. I %，隔离物占混合总重量的 0. 9%。该混合层110的厚度应控制在5微米 100微米，该近晶相液晶调光膜层100的厚度控制在5微米 10000微米。
在实际设计中，混合层110还可混合有二色性染料，较佳地，二色性染料可占混合总重量的5%，通过将适量的二色性染料混合入混合层110，可使本发明调光片实现全透明、有色遮光、各种有色灰度阶之间的切换。另外，混合层110还可混合有二向性增白剂、粘度调节剂、塑性调节剂、消泡剂中的任一种或任几种的混合。二向性增白剂具有增加对比度的作用。粘度调节剂可调节混合物的粘度，使混合物便于涂覆，且其改善了混合层的驱动效果。塑性调节剂用于改变调光片在高温时的塑性，便于贴合。消泡剂用于减少混合层的气泡，提高生产率。这些添加剂可占混合总重量的0% -10% (其他组分按照原先比例相应减少一些，以使所有组分重量相加之和为100% ) O在实际设计中，还可在两个本体层200、300的外侧面上各贴有一个保护层600，以
防止意外碰撞使本体层产生的玻璃碎片伤人。在实际设计中，可在本发明调光片的一侧贴附一个反射板，如各种颜色的纸张、塑料、纤维制品、木制品或金属制品等，这样可以有效地提高显示内容的对比度。在实际设计中，本体层和近晶相液晶调光膜层100的尺寸没有限制，只要近晶相液晶调光膜层不大于本体层的尺寸即可。如果要构造很大面积的调光片，则可将多个调光片进行拼接来实现。在实际使用中，若两个本体层选用材质较硬较厚的玻璃，则本发明调光片可做为汽车天窗、建筑外墙、玻璃幕墙等使用。若两个本体层选用有机透明材料，则本发明调光片具有柔性可弯曲特性，可广泛应用于各种调光产品市场。在实际应用中，可将本发明调光片与汽车或建筑墙体等应用位置上的骨架相连接，并通过连接配件将其固定，对本发明调光片的信号控制可通过电线直连、遥控、声控、温控、智能、图像感应、通信网络控制或光线自感应方式来实现。下面以导电电极层120、130为一整片的透明电极为例，来说明本发明调光片的工
作原理。使用时，通过合理控制电路驱动控制装置700施加在导电电极层上的电压波形(包括电压幅值大小、频率、作用时间等)，使混合层110内的近晶相液晶分子呈现出不同排列形态，以达到各种光透过率的调光效果，光线在透射、散射、甚至是各种渐进状态之间进行切换，宏观上表现为本发明调光片在全透明状态、雾状遮光状态、各种灰度阶状态之间切换。如图4所示，通过电路驱动控制装置700输出控制电压波形，在两个导电电极层120、130上施加50v (5v至250v之间某一值即可)、100Hz (50Hz至200Hz之间某一值即可)的双向脉冲(两个导电电极层120、130上施加的双向脉冲仅相位相反)，当电压作用时间不到I秒钟的时候，封装在聚合物结构(图4中未示出)中的近晶相液晶分子111在运动的导电物分子112的带动下发生扭转，形成图4所示的乱序排列形态。因为近晶相液晶分子111的各向相异性(即由于入射光线通过各液晶的长光轴不同，各液晶的光折射角度不同，因而各液晶的折射率不同)，使得入射各近晶相液晶分子111的光线的折射存在着很大的差异，即在该微薄厚度的混合层110内，光折射率产生着剧烈的变化，因而光线发生了强烈的散射，从宏观上看，此时的本发明调光片为一种散光效应，呈现雾状遮光状态，如磨砂毛玻璃一般。此时的本发明调光片具有一种漫反射效果，可有效地减小光污染，且不会增加室内的热效应。如图5所示，通过电路驱动控制装置700输出控制电压波形，在两个导电电极层120、130上施加50v (5v至250v之间某一值即可)、1000Hz (1000Hz以上的某一值即可)的双向脉冲(两个导电电极层120、130上施加的双向脉冲仅相位相反)，当电压作用时间不到I秒钟的时候，封装在聚合物结构(图5中未示出)中的近晶相液晶分子111在电场的作用下变为规则排列形态，此时，近晶相液晶分子111的长光轴垂直于导电电极层平面，入射各近晶相液晶分子111的光线的折射不产生剧烈变化，光线可以自由透过混合层110，而且由于聚合分子和隔离棒113的光折射系数均与近晶相液晶分子111的光折射系数非常相近，聚合分子和隔离棒113不会影响光线的透射性，因此，从宏观上看，此时本发明调光片呈现出全透明状态。各种灰度阶状态是全透明状态与雾状避光状态之间的渐进状态。通过合理控制施加在导电电极层上的控制电压波形，可使近晶相液晶分子111的排列形态变为部分扭曲， 以产生不同程度的散光效应，即，使本发明调光片在雾状遮光状态与全透明状态间产生不同灰度阶的多种渐进状态，如半透明状态等。当给导电电极层120、130加载电压、本发明调光片产生散射或透射等光效应后，便可撤去电压。这种光效应的保持是不需要电压来维持的，即撤去电压后，本发明调光片仍然能够保持加载电压时产生的光效应，而作用的电压信号只是为了改变近晶相液晶分子111的排列形态。在本发明中，将这种不需要电驱动而维持光效应的状态称为“多稳态”或“准静态”。而这种“多稳态”特性是因为混合层110中的导电物带有导电特性，当电压信号施加在两个导电电极层上时，导电物中的离子便根据电势差变化产生往复运动，这种运动可以改变近晶相液晶分子111的排列形态，而变化后的近晶相液晶分子111排列形态并不需要离子的持续运动来维持，是稳定的。这种近晶相液晶与导电物产生的“多稳态”特性与液晶聚合物调光技术产生的维持效果不同，液晶聚合物调光技术中添加了分子聚合物的液晶是靠大量聚合物网络中的表面力、分子间力和摩擦力来维持的。如图6所示，本发明还提出了一种制作图2所示的近晶相液晶调光片的制作方法，该制作方法包括如下步骤第一步，清洗、干燥基体层140、150。在实际实施中，此步骤中的清洗过程可使用超声清洗机进行清洗，基体层140、150依次通过装有丙酮、无水乙醇、蒸馏水、去离子水、无水乙醇槽液的清洗槽进行清洗。第二步，在每个基体层内侧面上制作(例如溅镀)一个导电电极层(即在基体层140内侧面上制作导电电极层120，在基体层150内侧面上制作导电电极层130)，然后清洗、干燥。在实际实施中，此步骤中的清洗过程也可使用超声清洗机进行清洗，镀有导电电极层的基体层依次通过装有丙酮、无水乙醇、蒸馏水、去离子水、无水乙醇槽液的清洗槽进行清洗。在实际实施中，可通过干法或湿法刻蚀法对导电电极层120、130进行刻蚀处理，刻蚀出所需的电极，然后清洗、干燥，该清洗过程可使用超声清洗机进行清洗，带有刻蚀电极的基体层依次通过装有自来水、蒸馏水、清洗剂、蒸馏水、去离子水、无水乙醇槽液的清洗槽进行清洗。导电电极层刻蚀的电极形状和数量可按实际要求来设定。通常，将两个导电电极层分别刻蚀出M个平行排列的电极、N个平行排列的电极，以使M个电极与N个电极相正交而形成MXN个像素点的阵列结构。第三步，在两个导电电极层120、130之间制作混合层110，从而完成近晶相液晶调光膜层100的制作。第四步，清洗、干燥本体层200、300，在其中一个本体层200的内侧面上铺设一个粘合剂层400，将第四步制作好的近晶相液晶调光膜层100放置在该粘合剂层400上，使该近晶相液晶调光膜层100的一个外侧面与该粘合剂层400相接触，将该近晶相液晶调光膜层100中的导电电极层120、130与外部的电路驱动控制装置700相连接，然后在该近晶相液晶调光膜层100的另一个外侧面上依次铺设一个粘合剂层500、一个本体层300，从而得到调光片初始层叠结构。在此步骤中进行导电电极层120、130与电路驱动控制装置700连 接时，在近晶相液晶调光膜层100旁边留有的空隙内布好与电路驱动控制装置700连接的电极，使所有电极相互间无干扰的引出。第五步，在设置的温度、设置的压强下，对该调光片初始层叠结构进行加压、力口热，使粘合剂层400、500中的粘合剂熔化、脱去气泡，将该调光片初始层叠结构中的所有空隙填充满，粘合成整体，然后在处于预定温度范围内的真空条件下进行冷却，从而得到该近晶相液晶调光片。在此步骤中，设置的温度控制在30-150°C之间，设置的压强控制在l-105000Pa之间，预定温度范围为0-130°C。经过上述五个步骤后，图2所示的本发明调光片便制作完成了。在实际实施中，有两种方法来实现上述第三步。一种方法包括如下步骤步骤一，将在预设温度下按设定比重混合近晶相液晶、聚合分子材料、导电物和隔离物得到的混合物通过直接印刷或刻蚀或纳米压印或喷撒打点的方式涂覆在其中一个或两个导电电极层的内侧面上。在实际中，此步骤中的预设温度为0-150°C，较佳温度为120°C，在此温度范围内，混合物成浆糊状，以便涂覆。通常地，室温_20°C至+70°C时，近晶相液晶的分子集群为层状排列结构，呈现出粘稠的浆糊状。此步骤中的涂覆过程可使用涂布机。步骤二，贴合两个基体层140、150，使得步骤一中涂覆的混合物位于两个导电电极层120、130之间。此步骤中的贴合过程可采用卷对卷技术，可使用真空贴合机或覆膜机等设备完成。贴合所用贴合胶的厚度应控制在小于等于I Pm。步骤三，在设定温度范围内的一段设定时间内，加热或使用设定光强的紫外光照射步骤一中的混合物，使聚合分子材料被固化而形成聚合物结构，且近晶相液晶、导电物和隔离物封装在该聚合物结构中(即封装在该聚合物结构的容纳腔室内)，从而得到近晶相液晶调光膜层。在此步骤中，设定温度范围为0 200°C，设定时间控制在Is IOh之间，紫外光的设定光强控制在lW/cm2 lOOOOW/cm2。实际实施中，温度、紫外光的光照时间、紫外光的照射光强取决于聚合分子材料的材质和厚度。实际实施中可知，在同样的光照时间内对同样的聚合分子材料进行固化，温度越高，紫外光的照射光强越强，固化速度越快；在同样的温度、同样的照射光强下，聚合分子材料越厚，固化时所需的光照时间越长。第二种方法包括如下步骤步骤一，在其中一个导电电极层120的内侧面上涂覆一层具有设定图案的单分子体材料。
步骤二，将在预设温度下按设定比重混合近晶相液晶、导电物和隔离物得到的混合物喷墨涂覆在该具有设定图案的单分子体材料形成的各个容纳腔室中(单分子体材料上的图案形成了凹凸结构，所以，凹陷部分与其邻接的凸起部分构成容纳腔室，该容纳腔室即变为之后的聚合物结构的容纳腔室)。此步骤中的预设温度为0-150°C，较佳温度为120°C，在此温度范围内，混合物成浆糊状，以便涂覆。此步骤中的涂覆过程可使用涂布机。步骤三，贴合两个基体层140、150，使得步骤二中喷墨涂覆有混合物的该具有设定图案的单分子体材料位于两个导电电极层120、130之间，从而得到近晶相液晶调光膜层初始结构。此步骤中的贴合过程可采用卷对卷技术，可使用真空贴合机或覆膜机等设备完成。贴合所用贴合胶的厚度应控制在小于等于I U m。步骤四，在设定温度范围内的 一段设定时间内，使设定光强的紫外光照射该近晶相液晶调光膜层初始结构，该具有设定图案的单分子体材料被固化而形成聚合物结构，且近晶相液晶、导电物和隔离物组成的混合物封装在该聚合物结构中，从而得到近晶相液晶调光膜层。在此步骤中，设定温度范围为0 200°C，设定时间控制在Is IOh之间，紫外光的设定光强控制在lW/cm2 lOOOOW/cm2。实际实施中，温度、紫外光的光照时间、紫外光的照射光强取决于涂覆的该具有设定图案的单分子体材料的材质和厚度。实际实施中可知，在同样的光照时间内对涂覆的同样的该具有设定图案的单分子体材料进行固化，温度越高，紫外光的照射光强越强，固化速度越快；在同样的温度、同样的照射光强下，涂覆的该具有设定图案的单分子体材料越厚，固化时所需的光照时间越长。本发明的优点是本发明调光片是一种聚合物结构封装型调光片，该调光片不同于传统的靠持续通电控制的调光装置(如聚合物分散型、纳米粒子-记忆类聚合物复合型的调光装置)。本发明调光片中的聚合物结构与聚合物结构内封装的混合物两相之间可互不混溶，即聚合物结构中不含有近晶相液晶且近晶相液晶中不含有聚合分子，解决了市场上聚合物分散型调光装置中液晶与聚合分子两相间相互混溶而影响品质的问题。本发明调光片使用近晶相液晶来实现调光功能，实现了“多稳态”功效，断电后本发明调光片仍可保持断电前的调光状态(雾状遮光状态、全透明状态或某种灰度阶状态)，调光状态不需通电来保持，而传统的调光装置在断电后只能恢复到原始的雾状遮光状态，因此，本发明调光片具有很高的实用性，节能低碳。本发明调光片可在雾状遮光状态、全透明状态、各种灰度阶状态间快速切换，处于全透明状态时的透光率可达到80%以上，处于雾状遮光状态时的散光性十分稳定，可达到遮光要求。由于本发明调光片中设计了粘合剂层，粘合剂层可起到很好的保护作用，因此，本发明调光片具有耐压抗碎特点。若本体层采用玻璃，即使玻璃损坏碎裂，碎片也会粘在粘合剂层上，避免了玻璃碎屑掉落而造成的人员伤害。本发明调光片无任何毒害，健康环保，可广泛应用于建筑装饰装修、私密性控制区域、汽车电子等领域。本发明制作方法简单易控制，制作出的调光片成品率高，适于产业化，成本很低。上述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之 内。
权利要求
1.一种近晶相液晶调光片，其特征在于它包括两个本体层，该两个本体层中间设有近晶相液晶调光膜层；该近晶相液晶调光膜层包括两个导电电极层，两个该导电电极层与外部的电路驱动控制装置连接，该两个导电电极层中间设有混合层，该混合层包括封装在聚合物结构中由近晶相液晶、导电物和隔离物组成的混合物；各个该本体层的内侧面分别与相对应的该导电电极层的外侧面通过一个粘合剂层相粘接。
2.如权利要求I所述的近晶相液晶调光片，其特征在于 所述导电电极层与所述粘合剂层之间设有基体层。
3.如权利要求I或2所述的近晶相液晶调光片，其特征在于 所述聚合物结构由单分子体材料或聚合分子材料通过直接印刷或刻蚀或纳米压印或喷撒打点在导电电极层的内侧面上，热固化或紫外固化为具有设定结构的聚合分子材料而形成，该单分子体材料为环氧树脂、聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯类单体中的任一种； 所述近晶相液晶为A类近晶相液晶； 所述导电物为带导电特性的纳米粒子、无机化合物、有机化合物、碳纳米管、石墨烯、碳酸钠、十六烷基三乙基溴化铵中的任一种或任几种的混合； 所述隔离物为聚酯类材料或玻璃材质制成的隔离球或隔离棒； 所述混合层的组成为所述近晶相液晶占混合总重量的10% _99%，所述聚合分子材料占混合总重量的I % -90 %，所述导电物占混合总重量的0 % -10 %，所述隔离物占混合总重量的0% -20%。
4.如权利要求2所述的近晶相液晶调光片，其特征在于 所述本体层选用透明的玻璃或有机透明材料制成，该透明的玻璃为普通玻璃、汽车玻璃、建筑外窗玻璃、钢化玻璃或特种玻璃中的任一种，该有机透明材料为PET、PMMA、丙烯酸树脂或透明硅胶中的任一种；两个所述本体层同时为玻璃制成或同时为有机透明材料制成，或者，两个所述本体层中的一个为玻璃制成而另一个为有机透明材料制成；所述本体层的厚度范围为大于Ocm且小于等于5cm ； 所述粘合剂层选用PVB、EVA热熔胶、热固化胶或UV固化胶中的任一种；所述粘合剂层的厚度范围为大于Ocm且小于等于5cm ； 所述基体层选用聚对苯二甲酸乙二酯或聚酰亚胺或聚醚酰亚胺或聚乙烯制成；所述基体层的厚度范围为大于Omm且小于等于IOmm ； 所述导电电极层选用ITO制成，或者由碳纳米管掺杂的聚合物分子材料制成，或者在ITO材料或由碳纳米管掺杂的聚合物分子材料的基础上添加由金属或非金属构成的导电材料制成；所述导电电极层的电极形状任意，各个电极的形状相同或不同。
5.如权利要求3所述的近晶相液晶调光片，其特征在于 所述近晶相液晶为带硅基的化合物、四氰基四辛基联苯或四乙酸癸酯四氰基联苯中的任一种或任几种的混合。
6.如权利要求3所述的近晶相液晶调光片，其特征在于 所述聚合物结构形成有容纳腔室，所述聚合物结构是规则的球状、微圆柱状、丝状、半球状、平行条状、立方体、长方体、交叉线装、网络结构、方形格子结构、不规则多边形结构或上述多种结构的混合结构中的任一种；所述聚合物结构均匀或不均匀；所述聚合物结构与所述近晶相液晶、导电物和隔离物之间相互混溶或分散或相互接触或间隔。
7.如权利要求I或2所述的近晶相液晶调光片，其特征在于 所述混合层混合有二色性染料、二向性增白剂、粘度调节剂、塑性调节剂或消泡剂中的任一种或任几种的混合。
8.—种权利要求2所述的近晶相液晶调光片的制作方法，其特征在于它包括如下步骤 第一步，清洗、干燥基体层； 第二步，在每个基体层内侧面上制作一个导电电极层，然后清洗、干燥； 第三步，在两个导电电极层之间制作混合层，从而完成近晶相液晶调光膜层的制作；第四步，清洗、干燥本体层，在其中一个本体层的内侧面上铺设一个粘合剂层，将第四步制作好的近晶相液晶调光膜层放置在该粘合剂层上，使该近晶相液晶调光膜层的一个外侧面与该粘合剂层相接触，将该近晶相液晶调光膜层中的导电电极层与外部的电路驱动控制装置相连接，然后在该近晶相液晶调光膜层的另一个外侧面上依次铺设一个粘合剂层、一个本体层，从而得到调光片初始层叠结构； 第五步，在设置的温度、设置的压强下，对该调光片初始层叠结构进行加压、加热，使粘合剂层中的粘合剂熔化、脱去气泡，将该调光片初始层叠结构粘合成整体，然后在处于预定温度范围内的真空条件下进行冷却，从而得到该近晶相液晶调光片。
9.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于 所述第三步具体包括 步骤一，将在预设温度下按设定比重混合近晶相液晶、聚合分子材料、导电物和隔离物得到的混合物通过直接印刷或刻蚀或纳米压印或喷撒打点的方式涂覆在其中一个或两个导电电极层的内侧面上； 步骤二，贴合两个基体层，使得步骤一中涂覆的混合物位于两个导电电极层之间； 步骤三，在设定温度范围内的一段设定时间内，加热或使用设定光强的紫外光照射步骤一中的混合物，使聚合分子材料被固化而形成聚合物结构，且近晶相液晶、导电物和隔离物封装在该聚合物结构中，从而得到近晶相液晶调光膜层。
10.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于 所述第三步具体包括 步骤一，在其中一个导电电极层的内侧面上涂覆具有设定图案的单分子体材料；步骤二，将在预设温度下按设定比重混合近晶相液晶、导电物和隔离物得到的混合物喷墨涂覆在该具有设定图案的单分子体材料形成的各个容纳腔室中； 步骤三，贴合两个基体层，使得步骤二中喷墨涂覆有混合物的具有设定图案的单分子体材料位于两个导电电极层之间，从而得到近晶相液晶调光膜层初始结构； 步骤四，在设定温度范围内的一段设定时间内，使设定光强的紫外光照射该近晶相液晶调光膜层初始结构，该具有设定图案的单分子体材料被固化而形成聚合物结构，且近晶相液晶、导电物和隔离物组成的混合物封装在该聚合物结构中，从而得到近晶相液晶调光膜层。
全文摘要
本发明公开了一种近晶相液晶调光片及其制作方法。该调光片包括两个本体层，两个本体层中间设有近晶相液晶调光膜层；近晶相液晶调光膜层包括两个导电电极层，两个导电电极层中间设有混合层；各个本体层的内侧面分别与相对应的导电电极层的外侧面通过一个粘合剂层相粘接。导电电极层与粘合剂层之间可设有基体层。该制作方法包括清洗干燥基体层；制作导电电极层；制作混合层；铺设粘合剂层、本体层而得到调光片初始层叠结构；加压、加热、冷却而得到调光片。本发明调光片具有多稳态特性，绿色低碳，健康环保，可广泛应用于建筑装饰装修、私密性控制区域、汽车电子等领域。本发明制作方法简单易控制，成本很低，适于产业化。
文档编号G02F1/1339GK102654666SQ20111005245
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者孙刚, 张斌, 王欢欢 申请人:苏州汉朗光电有限公司