可抗光害的液晶薄膜及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种可抗光害的液晶薄膜及其制造方法，该薄膜主要包含一对透明基材、该对透明基材上所形成的含金属粒子的薄膜层、透明电极、以及被导入表面带有该透明电极的该对透明基材之间的液晶胶体。其制造方法为：在一对透明基材中至少其中之一的表面上形成可抗光害的一含金属粒子的薄膜层；在具有或不具有该含金属粒子的薄膜层之该透明基材上形成一透明电极；将具有双官能基的UV固化环氧树脂、硬化剂、液晶材料混合后，利用硬化剂改变具有双官能基的UV固化环氧树脂的黏性，而在室温下形成液晶胶体，并导入表面带有该透明电极的该对透明基材之间。本发明系统除了可通入电流改变液晶胶体的方向，以提供遮光或不遮光的效果以外，系统中含金属粒子的薄膜层，能产生光学及电学辅助效益。
【专利说明】可抗光害的液晶薄膜及其制造方法
【【技术领域】】
[0001]本发明是关于一种可抗光害的液晶薄膜及其制造方法，尤指维持薄膜尺寸安定性及抗有害光波，和提升电学效应的液晶薄膜及其制造方法。
【【背景技术】】
[0002]为了隔绝阳光直接照射，人们会在建物透明帷幕、或汽车挡风玻璃、门窗玻璃上粘贴隔热纸。只是，隔热纸的隔热作用同时也阻隔照明光束或遮蔽视线等问题瑕疵。尤其在安全考虑上，隔热纸为了满足隔热效果，却常常会把视野需求光线也隔绝，导致车辆驾驶视线不佳或室内自然采光过低。
[0003]为改善此问题,调光玻璃(Polyvision Privacy Glass)可藉由改变电流以调整玻璃透光率，实现随意变换玻璃透明度之效果，避免车辆驾驶视线不佳或室内自然采光过低等问题。然而，上述调光玻璃，虽然可藉电流来随意变换玻璃透明度，但同样无法有效对抗有害光束，以及视野可见度之保留。
[0004]又该调光薄膜主要就是要遮蔽光线，因而将会长期曝露在红外线、紫外线或光线热能，而导致调光薄膜被破坏(尤其是PET透明基材)，如经久使用而黄化。
[0005]此外，在该调光薄膜中，若实施在玻璃层之中，如汽车或具曲率的帷幕玻璃，其折射率要求均等，使整幅面在光学穿过效率中，不会有区块状光斑异样。
【
【发明内容】
】
[0006]本发明的主要目的在提供一种可抗光害的液晶薄膜及其制造方法，其主要利用除了可通入电流改变液晶胶体的 方向，而提供遮光或不遮光的效果以外，更可含金属粒子的薄膜层能辅助滤过红外线、紫外线或辐射热能，并维持视野需求的透视度。
[0007]—种可抗光害的液晶薄膜，其包含:一对透明基材；一含金属粒子的薄膜层，被形成在至少该对透明基材其中之一的表面上；一透明电极，被形成在具有或不具有该含金属粒子的薄膜层之该透明基材上；一液晶胶体，被导入表面带有该透明电极的该对透明基材之间，其中液晶胶体是由具有双官能基的UV固化环氧树脂、硬化剂、液晶材料在室温下所混合而成。
[0008]所述的液晶胶体进一步含有聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷间隔微结构。
[0009]所述的间隔微结构为直径10~30 μ m的球或粒状体。
[0010]所述的在最终液晶胶体中聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷间隔微结构在重量上占了 0.5~5%的比例。
[0011]所述的金属粒子可为氮化钛(TiN)、氮化铝(AlN)、氧化铁(FeO)、氧化铯(CeO)、氧化银(VO)、二氧化钛(Ti02)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In203)、氧化铺(Ce02)、氧化锡(Sn02)、氧化锑(Sb203)、硫化锌(ZnS)、锑锡氧化物(ATO)或其他类似性质金属氧化物选择
其中之一。
[0012]一种可抗光害的液晶薄膜的制造方法，其包含:在一对透明基材中至少其中之一的表面上形成可抗光害的一含金属粒子的薄膜层；在具有或不具有该含金属粒子的薄膜层之该透明基材上形成一透明电极；将具有双官能基的UV固化环氧树脂、硬化剂、液晶材料混合后，利用硬化剂改变具有双官能基的UV固化环氧树脂的黏性，而在室温下形成液晶胶体，并导入表面带有该透明电极的该对透明基材之间。
[0013]该制造方法进一步包含:将聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷间隔微结构混入液晶胶体，而形成最终液晶胶体，并导入表面带有该透明电极的该对透明基材之间。
[0014]所述的在最终液晶胶体中聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷间隔微结构在重量上占了 0.5~5%的比例。
[0015]所述的具有双官能基的UV固化环氧树脂的主要成分为环己烷二甲醇缩水甘油醚(diglycidyl ether of Cyclohexane dimethanol),而硬化剂的主成分为多硫醇(poIymercaptan)。
[0016]所述的在可抗光害的该含金属粒子的薄膜层中，金属粒子可为氮化钛(TiN)、氮化招(AlN)、氧化铁(FeO)、氧化铯(CeO)、氧化银(VO)、二氧化钛(Ti02)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In203)、氧化铈(Ce02)、氧化锡(Sn02)、氧化锑(Sb203)、硫化锌(ZnS)、锑锡氧化物(ATO)或其他类似性质金属氧化物选择其中之一。
[0017]所述的方法进一步包含:金属粒子与高分子聚合物混合后被涂布或印在该透明基材上；以及利用加热或紫外光之固化手段，让金属粒子与高分子聚合物混合形成该含金属粒子的薄膜层。
[0018]所述的高分子聚合物可为聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)之聚烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)之聚酯系树脂、聚苯乙烯(PS)及聚乙烯醇(PVA)之乙烯结合系、聚碳酸酯(PC)系树脂、环烯烃系树脂、氯乙烯系树脂选择其中之一。
[0019]所述的方法进一步包含:金属粒子与有机溶剂混合后被喷涂在该透明基材上；以及利用加热或紫外光之固化手段，让金属粒子与有机溶剂混合形成该含金属粒子的薄膜层。
[0020]所述的方法进一步包含:金属粒子被蒸镀在该透明基材上，而形成该含金属粒子
的薄膜层。
[0021]在本发明可抗光害的液晶薄膜及其制造方法中，该薄膜主要包含一对透明基材、该对透明基材上所形成的含金属粒子的薄膜层、透明电极、以及被导入表面带有该透明电极的该对透明基材之间的液晶胶体。
[0022]若维持薄膜尺寸安定性,则需将聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷间隔微结构混入液晶胶体，而形成最终液晶胶体，并导入表面带有该透明电极的该对透明基材之间，以及所充置的间隔微结构的粒径决定了电极互对距离。
[0023]本发明提供了一种可抗光害的液晶薄膜及其制造方法，主要利用具有可挠性的透明基材作为液晶胶体的容置材料，而让液晶薄膜成为软式，并在液晶胶体中混入聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷间隔微结构,而让软式液晶薄膜基于所具有的粘着层,而顺着对象的表面几何形状(例如表面弯曲或波浪状)被黏附时，但却不会如习知薄膜受弯曲时因液晶被挤走而变成透明，进而达到维持薄膜尺寸安定性，均匀的成膜性，以及低折射率等特性。【【专利附图】
【附图说明】】
[0024]图1~图2为本发明可抗光害的液晶薄膜的制造方法之示意图。
[0025]图3为本发明可抗光害的液晶薄膜的制造方法之另一示意图。
[0026]图号说明:
[0027]10UV固化环氧树脂12硬化剂 14液晶材料
[0028]15间隔微结构 16液晶胶体 18最终液晶胶体
[0029]20 透明基材22 透明导电层24 粘着层
[0030]26薄膜层
【【具体实施方式】】
[0031]图1~图2为本发明可抗光害的液晶薄膜的制造方法之示意图。如图1所示，本发明可抗光害的液晶薄膜的制造方法中，首先在一对透明基材20中至少其中之一的表面上形成可抗光害，含金属粒子的薄膜层26。
[0032]换言之，可在该对透明基材20均形成有薄膜层26或在其中之一的透明基材20上形成薄膜层26。在可抗光害的含金属粒子的薄膜层26中，奈米金属粒子需要可吸收或反射紫外光、红外线或光线热能，但却可让系统视野需求可见光穿透，而不会有内反射镜面效果。利用奈米金属粒子的特性，又能够有效阻塞分子间隙，让气体难以渗透，从而提高了透明基材20的阻隔性，可有效保护内部的液晶材料。
[0033]上述薄膜层26与透明基材20结合后，更因薄膜层26的结构辅助，可使透明基材20增加幅面张力的强度。
[0034]上述金属粒子可为氮化钛(TiN)、氮化铝(AlN)、氧化铁(FeO)、氧化铯(CeO)、氧化?凡(VO)、二氧化钛(Ti02)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In203)、氧化铺(Ce02)、氧化锡(Sn02)、氧化锑(Sb203)、硫化锌(ZnS)、锑锡氧化物(ATO)或其他类似性质金属氧化物。
[0035]这其中，经过特殊工艺制程处理奈米氮化钛(TiN)，其其具有纯度高、粒径小、分布均匀、表面活性高、耐高温、抗氧化、硬度高，又具有优异阻隔红外线(可阻隔95%以上)、以及紫外线(可阻隔99%以上)，同时本身又具有良好的导电性，不会阻断或干扰e-Tag或GPS讯号，十分适用于车用挡风玻璃。氮化钛(TiN)可让透明基材20保有原有的透明外观，但却能提高8倍以上的阻隔性。如果氮化钛(TiN)中的含氮量高时，氮化钛(TiN)将带有淡蓝色，而无须额外使用颜色调料，就能让薄膜带有颜色。
[0036]在透明基材20上形成薄膜层26的手段大致分为涂布、喷涂、蒸镀等三种。
[0037]采用涂布手段时，上述金属粒子须以适当的高分子聚合物混合。其中高分子聚合物可为聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)之聚烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)之聚酯系树脂、聚苯乙烯(PS)及聚乙烯醇(PVA)之乙烯结合系、聚碳酸酯(PC)系树脂、环烯烃系树脂、氯乙烯系树脂。接着，将金属粒子与高分子聚合物之混合物涂布或以印制方式施布在透明基材20上，然后利用加热或紫外光之固化手段，而在透明基材20上形成薄膜层26。 [0038]采用喷涂手段时，上述金属粒子与有机溶剂混合后被喷涂在透明基材20上，再利用加热或紫外光之固化手段，让金属粒子与有机溶剂混合形成含金属粒子的薄膜层26键结在透明基材20表面。[0039]采用蒸镀手段时，金属粒子直接被蒸镀在透明基材20上，而形成该含金属粒子的薄膜层26。
[0040]如图2所示，在透明基材20上形成薄膜层26后，在具有或不具有该含金属粒子的薄膜层26之透明基材20上形成透明电极22。另外，透明电极22的材质，除了以铟锡氧化物(ITO)，也可采用奈米金属如银奈米。
[0041]上述的薄膜层26为细微结合在其一或二透明基材20相互对的表面，再于附着薄膜层26表面，形成膜状透明电极22，二者结合后，除了该层面的机械性张力强化，更利用薄膜层26的导电辅助，降低透明电极22的电阻，使能低电力工作而达节能效益。
[0042]依据本发明实施与昔有薄膜测试比较:
[0043]各取成品Im2进行电致光学反应，在达成相同的视穿率(或遮光率)之条件下所耗能源状态之比较:
[0044](昔用薄膜用电需求)
[0045]Von=65V Real 1=0.12
[0046]P=0.12X65=7.8 (W)
[0047](本发明实施薄膜用电需求)
[0048]Von=24V Real 1=0.03
[0049]P=0.03X24=0.72 (W)
[0050]则如上示结果，本发明有过于10倍节能效果，该节能效应来自薄膜层26，结合了透明电极22，二者触通结合的关系，使薄膜层26可辅助电流通路，降低电阻值，进而节省功率消耗。又在相同电压的条件下，其一的电流效应，相同可改变不同功率，如此以降低电阻的方式，可明显达到节能目的。
[0051]请参阅图3，图3为本发明可抗光害的液晶薄膜的制造方法之另一示意图。如图3所示，在透明基材20上形成透明电极22后，首先将具有双官能基的UV固化环氧树脂10、硬化剂12、液晶材料14混合，再利用硬化剂12改变具有双官能基的UV固化环氧树脂10的黏性，但不会大幅改变UV固化环氧树脂10的特性，并可在室温下即可形成液晶胶体16。由于UV固化环氧树脂10、硬化剂12可在摄氏5度以上产生交链反应，液晶胶体16的黏度即有200cps以上，使得黏度与温度关联性较低。这其中，具有双官能基的UV固化环氧树脂16的主要成分为环己烧二甲醇缩水甘油醚(diglycidyl ether of Cyclohexane dimethanol),而硬化剂10的主成分为多硫醇(polymercaptan)。
[0052]然后,再将聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷间隔微结构15混入液晶胶体16,而形成最终液晶胶体18。在最终液晶胶体中聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷间隔微结构15在重量上占了 0.5?5%的比例，而聚苯乙烯或陶瓷间隔微结构为直径10?30 μ m的球状体。如此，间隔微结构15与混入液晶胶体16彼此可共同形成立体网状结构，利用其立体高度的支撑，提供在外力影响下仍可维持液晶薄膜的厚度。
[0053]接着，利用涂布机将最终液晶胶体18涂布在带有透明导电层22的透明基材20上，并再将同样带有透明导电层22的透明基材20贴合，而只需静置等带成熟后形成液晶薄膜，而无须加热的因子介入。其中，透明基材20具有可挠性，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate, PET)。
[0054]最后，系统在该对透明基材20的外表其中之一的表面上形成有粘着层24提供可贴着在依附物表面，如玻璃板的表面。
[0055]如此一来，本发明软式液晶薄膜除了利用透明基材20的可挠特性，可顺着对象的表面几何形状(例如表面弯曲或波浪状)一整片黏附上去，而不再需要如习知技术需要先困难地裁切成数小片调光薄膜后，再较费事地分别贴附于表面弯曲或波浪状的玻璃上。同时，利用在液晶胶体16中混入间隔微结构15，而避免在受弯曲时因液晶被挤走而变成透明，进而达到维持薄膜尺寸安定性，均匀的成膜性，以及低折射率等特性。相对地，习知技术之所以无法适用于表面弯曲或波浪状的玻璃的贴附，正是因为其缺乏可维持薄膜尺寸安定性，均匀的成膜性，以及低折射率等特性的间隔微结构15。
[0056]在本发明间隔微结构15可用聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷微粒子来实作。在实际应用上，聚苯乙烯的透光性较佳，但其持薄膜尺寸安定性较差，而陶瓷的透光性较差，但其持薄膜尺寸安定性较佳。因此，在实际使用上，主要是依据表面弯曲或波浪状的玻璃的程度大小来选用含有聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷微粒子的软式液晶薄膜。
[0057]此外，在液晶胶体16中具有双官能基的UV固化环氧树脂10、硬化剂12、液晶材料14的混合比例为1:1:1，以便在液晶材料14形成微滴(LC droplets)均匀分散在UV固化环氧树脂10与硬化剂12混合体的过程中，产生足以支持液晶材料14的微结构。同时，这也可以确保液晶材料14均匀分散在UV固化环氧树脂10与硬化剂12混合体中，而获得均匀的折射性与期望的光通量，避免液晶材料14过度集中在一起，影响液晶薄膜的质量。再者，利用硬化剂12改变具有双官能基的UV固化环氧树脂10的黏性，而无须再添加抗UV的材料，而确保液晶胶体16的稳定性，同时其环境抗受性也较强。
【权利要求】
1.一种可抗光害的液晶薄膜的制造方法，其特征在于它包含:在一对透明基材中至少其中之一的表面上形成可抗光害的一含金属粒子的薄膜层；在具有或不具有该含金属粒子的薄膜层之该透明基材上形成一透明电极；将具有双官能基的UV固化环氧树脂、硬化剂、液晶材料混合后，利用硬化剂改变具有双官能基的UV固化环氧树脂的黏性，而在室温下形成液晶胶体，并导入表面带有该透明电极的该对透明基材之间。
2.根据权利要求1所述的可抗光害的液晶薄膜的制造方法，其特征为该制造方法进一步包含:将聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷间隔微结构混入液晶胶体,而形成最终液晶胶体，并导入表面带有该透明电极的该对透明基材之间。
3.根据权利要求2所述的可抗光害的液晶薄膜的制造方法，其特征为在最终液晶胶体中聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷间隔微结构在重量上占了 0.5~5%的比例。
4.根据权利要求1所述的可抗光害的液晶薄膜的制造方法，其特征为具有双官能基的UV固化环氧树脂的主要成分为环己烷二甲醇缩水甘油醚(diglycidyl ether ofCyclohexane dimethanol),而硬化剂的主成分为多硫醇(polymercaptan)。
5.根据权利要求1所述的可抗光害的液晶薄膜的制造方法，其特征为在可抗光害的该含金属粒子的薄膜层中，金属粒子可为氮化钛(TiN)、氮化铝(AlN)、氧化铁(FeO)、氧化铯(CeO)、氧化f凡(VO)、二氧化钛(Ti02)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In203)、氧化铺(Ce02)、氧化锡(Sn02)、氧化锑(Sb203)、硫化锌(ZnS)、锑锡氧化物(ATO)或其他类似性质金属氧化物选择其中之一。
6.根据权利要求1、5所述的可抗光害的液晶薄膜的制造方法，其特征为该方法进一步包含:金属粒子与高分子聚合物混合后被涂布或印在该透明基材上；以及利用加热或紫外光之固化手段，让金属粒子与高分子聚合物混合形成该含金属粒子的薄膜层。
7.根据权利要求6所述的可抗光害的液晶薄膜的制造方法，其特征为高分子聚合物可为聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)之聚烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)之聚酯系树脂、聚苯乙烯(PS)及聚乙烯醇(PVA)之乙烯结合系、聚碳酸酯(PC)系树脂、环烯烃系树脂、氯乙烯系树脂选择其中之一。
8.根据权利要求1、5所述的可抗光害的液晶薄膜的制造方法，其特征为该方法进一步包含:金属粒子与有机溶剂混合后被喷涂在该透明基材上；以及利用加热或紫外光之固化手段，让金属粒子与有机溶剂混合形成该含金属粒子的薄膜层。
9.根据权利要求1、5所述的可抗光害的液晶薄膜的制造方法，其特征为该方法进一步包含:金属粒子被蒸镀在该透明基材上，而形成该含金属粒子的薄膜层。
10.一种可抗光害的液晶薄膜，其特征在于它包含:一对透明基材；一含金属粒子的薄膜层，被形成在至少该对透明基材其中之一的表面上；一透明电极，被形成在具有或不具有该含金属粒子的薄膜层之该透明基材上；一液晶胶体，被导入表面带有该透明电极的该对透明基材之间，其中液晶胶体是由具有双官能基的UV固化环氧树脂、硬化剂、液晶材料在室温下所混合而成。
11.根据权利要求10所述的可抗光害的液晶薄膜，其特征为该液晶胶体进一步含有聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷间隔微结构。
12.根据权利要求11所述的可抗光害的液晶薄膜，其特征为该间隔微结构为直径10~30 μ m的球或粒状体。
13.根据权利要求11所述的可抗光害的的液晶薄膜，其特征为在最终液晶胶体中聚苯乙烯(polystyrene)或陶瓷间隔微结构在重量上占了 0.5~5%的比例。
14.根据权利要求10所述的可抗光害的的液晶薄膜，其特征为该金属粒子可为氮化钛(TiN)、氮化招(AlN)、氧化铁(FeO)、氧化铯(CeO)、氧化银(VO)、二氧化钛(Ti02)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In203)、氧化铈(Ce02)、氧化锡(Sn02)、氧化锑(Sb203)、硫化锌(ZnS)、锑锡氧化物(ATO)或其他类似性质金属氧化物选择其中之一。
【文档编号】G02F1/1333GK103676270SQ201310415715
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】沈世伟 申请人:张素玲