一种液晶光阀及采用该液晶光阀的汽车遮光板的制作方法

1.本发明涉及一种液晶光阀，属液晶显示的技术领域。本发明还涉及一种采用上述液晶光阀的汽车遮光板。


背景技术：

2.液晶光阀一般包括可通过电信号控制为透明态或遮光态(黑态)的单元区，其可以作为光路开关器件、光线调节窗口应用在多个领域。
3.一般来说，液晶光阀采用类同液晶显示器的液晶盒结构，其包括夹有液晶层的第一、二基板，第一、二基板的外侧面分别贴有第一、二偏光片，而内侧面分别设有第一、二电极，所述单元区由第一、二电极的交叠区域所定义，当液晶光阀受驱动时，单元区内的液晶层受第一、二电极之间的电场的影响而可呈现为透明态或遮光态。
4.然而，由于偏光片对光的吸收，这种液晶光阀的透光率很难提高(一般低于50%)。
5.汽车遮光板一般设置在驾驶座前方，其用来遮挡直射到驾驶员眼睛的太阳光。随着汽车智能化的发展，有汽车厂商提出一种智能遮光板，其主体为液晶光阀，液晶光阀包括多个单元区，每个单元区可独立控制为透明态或遮光态，根据太阳光射入方向及汽车对驾驶员眼睛的位置捕捉，汽车的智能系统可计算出遮光板中需要遮光的单元区并将其控制为遮光态，而其他单元区则保持为透明态，由此这种遮光板能够最少地遮挡驾驶员的视线，提高驾驶的安全性。
6.然而，由于液晶光阀的透过率过低，这种电控遮光板的通透性不好，很满足汽车厂商的要求。


技术实现要素：

7.本发明的目的为提供一种液晶光阀及采用该液晶光阀的汽车遮光板，这种液晶光阀和汽车遮光板的透光率及通透性更好，所采用的技术方案如下：一种液晶光阀，其特征为：包括相互重叠的第一液晶盒和第二液晶盒，所述第一液晶盒设有第一单元区，所述第二液晶盒设有与所述第一单元区相对应的第二单元区；所述第一液晶盒由第一基板和第二基板夹合第一液晶层构成，第一基板的内侧面(靠近第一液晶层的面)设有第一电极和第一配向层，第二基板的内侧面(靠近第一液晶层的面)设有第二电极和第二配向层，所述第一电极和第二电极重叠形成所述第一单元区，所述第一配向层和/或第二配向层为经第一轴向定向摩擦的垂直配向层，其使所述第一液晶层在自然状态下为垂直配向，所述第一液晶层为添加有二色性染料分子的负性液晶夹层；所述第二液晶盒由第三基板和第四基板夹合第二液晶层构成，第三基板的内侧面(靠近第二液晶层的面)设有第三电极和第三配向层，第四基板的内侧面(靠近第二液晶层的面)设有第四电极和第四配向层，所述第三电极和第四电极重叠形成所述第二单元区，所述第三配向层和/或第四配向层为经第二轴向定向摩擦的垂直配向层，其使所述第二液晶
层在自然状态下为垂直配向，所述第二液晶层也为添加有二色性染料分子的负性液晶夹层，所述第二轴向与第一轴向相互垂直。
8.具体地，所述基板(第一、二、三、四基板)为玻璃基板，尤其是厚度在1.2mm以内的玻璃基板。所述电极(第一、二、三、四电极)一般为图形化的透明导电膜，尤其是通过光刻形成图形的ito(氧化铟锡)薄膜。优选所述第一电极与第三电极具有相同的图案，而第二电极与第四电极也具有相同的图案，由此所述第一、二单元区为相同且相互重合的区域。
9.一般来说，驱动信号通过一定的线路连接到所述电极，优选第一、二液晶盒共用一套驱动，例如：可将同一驱动信号一分为二分别输入到第一、二液晶盒。
10.所述单元区可以为单个，也可以为两个或多个。当单元区为多个时，为了提高遮光态的遮光效果，优选其采用静态驱动(同液晶显示器常用的静态驱动)。
11.一般来说，所述配向层(第一、二、三、四配向层)可采用va(垂直配向)液晶常用的垂直配向聚酰亚胺涂层，配向层的作用为使液晶层(第一、二液晶层)内的液晶分子被锚定为垂直配向(在自然状态下)，当液晶分子为垂直配向时，混合在液晶层内的二色性染料分子也为液晶分子所影响而呈现为垂直配向，其对通过液晶光阀的光线的吸收非常少，能够保持液晶光阀的高透过性，使得在自然状态(零电压)下单元区呈现为透明态。一般来说，在透明态时，每个液晶盒的透过率都可超过80%，整个液晶光阀的透过率容易做到超过50%，突破了现有液晶光阀的极限。
12.所述配向层可沿其摩擦方向使所锚定的液晶分子呈现较小倾角(≤5
°
)，但仍应认为液晶层在自然状态下为垂直配向。一般来说，各配向层都施加有定向摩擦，第一、二配向层的摩擦角度相差180
°
(保持同一第一轴向)，第三、四配向层的摩擦角度也相差180
°
(保持同一第二轴向)，定向摩擦产生的小倾角使第一、二液晶层内的液晶分子受电场作用时带动着其二色性染料分子分别沿着第一、二轴向倒下(即相对原来的垂直排列发生大角度的倾斜)，倒下的二色性染料分子对通过液晶光阀的光线具有偏光吸收作用，其偏光吸收轴分别为相互垂直的第一、二轴向，第一、二液晶盒的作用相当于一对正交偏光片，由此对通过液晶光阀的光线产生具有最大的吸收，即单元区在遮光态时的透光率非常低。
13.一般来说，为了提高对可见光的吸收率，所述二色性染料优选为蓝色、紫色等深色的二色性染料，或者为混合多种颜色(如黄色、紫色)而整体呈现为深色或黑色的二色性染料。优选第一、二液晶层的厚度≥10μm，所述二色性染料在第一、二液晶层中的质量比≥3%，由此在遮光态时，单元区的透过率可达到10%以内，具有良好的遮光效果。
14.一般来说，所述第一、二液晶盒可采用边框粘合等方式相互固定。优选地，为了减少第一、二液晶盒之间空气夹层的反射，第一、二液晶盒采用透明胶全贴合，由此可消除第一、二液晶盒之间的反射光，增加液晶光阀的通透性。为了减少液晶盒表面的反射，第一液晶盒和/或第二液晶盒的外侧面还可镀有抗反射膜层，如由折射率不同的多个透明薄膜构成的抗反射膜系。或者，优选地，所述第一液晶盒和/或第二液晶盒的外侧面贴有抗反射塑料膜(如折射率小于玻璃的塑料膜，或表面镀有抗反射膜层的塑料膜)。
15.本发明还提供一种汽车遮光板，其主体为上述液晶光阀。具体地，所述遮光板可包括上述液晶光阀以及一定的支撑框架，优选所述液晶光阀设有多个单元区以实现背景技术中所述的智能挡光板。
16.以下通过附图和实施例来对本发明的技术方案做进一步的说明。
附图说明
17.图1为实施例一的汽车遮光板的结构示意图；图2为实施例一的液晶光阀的结构组成示意图；图3为实施例一的液晶光阀的电极设计示意图；图4为实施例一的液晶光阀，其第一或第二液晶盒的单元区处于自然状态(透明态)时的剖面示意图；图5为实施例一的液晶光阀，其第一或第二液晶盒的单元区处于遮光态时的剖面示意图；图6为实施例一的液晶光阀，其配向层摩擦方向及单元区处于自然状态时其二色性染料分子方向的示意图；图7为实施例一的液晶光阀，其配向层摩擦方向及单元区处于遮光态时其二色性染料分子方向的示意图。
具体实施方案
18.实施例一如图1所示，汽车遮光板1000，包括液晶光阀100及一定的支撑框架200。
19.如图2所示，液晶光阀100包括通过透明胶30(如oca胶)相互粘合的第一液晶盒10和第二液晶盒20，第一液晶盒10设有多个第一单元区101，第二液晶盒20设有与第一单元区101相对应的多个第二单元区201。
20.如图3—7所示，第一液晶盒10由第一基板11和第二基板12夹合第一液晶层13构成，第一基板11的内侧面设有第一电极14和第一配向层15，第二基板12的内侧面设有第二电极16和第二配向层17，第一电极14和第二电极16重叠形成第一单元区101，第一配向层15和第二配向层17为经第一轴向18定向摩擦的垂直配向层，其使第一液晶层13在自然状态下为垂直配向，第一液晶层13为添加有二色性染料分子19的负性液晶夹层。
21.第二液晶盒20由第三基板21和第四基板22夹合第二液晶层23构成，第三基板21的内侧面设有第三电极24和第三配向层25，第四基板22的内侧面设有第四电极26和第四配向层27，第三电极24和第四电极26重叠形成第二单元区201，第三配向层25和第四配向层27为经第二轴向28定向摩擦的垂直配向层，其使第二液晶层23在自然状态下为垂直配向，第二液晶层23也为添加有二色性染料分子29的负性液晶夹层。
22.第二轴向28与第一轴向18相互垂直。
23.基板11、12、21、22均为厚度在1.2mm以内的玻璃基板，电极14、16、24、26均为光刻图形化的ito薄膜电极。第一电极14与第三电极24具有相同的图案，而第二电极16与第四电极26也具有相同的图案，由此第一、二单元区101、201为相同且相重合的区域。
24.电极均采用静态驱动设计，即每个第一单元区101对应一个独立的第一电极14，每个第二单元区201对应一个独立的第三电极24，同一套静态驱动信号被一分为二分别输入到第一、二液晶盒10、20中(图中无画出)。
25.第一、二液晶层13、23的厚度均为12μm，二色性染料19、29为混合黄色、紫色染料而整体呈现为深色或黑色的二色性染料(其他深色染料也可)，其具有与向列液晶类似的长条形分子结构，在第一、二液晶层13、23中的质量比为3.5%。
26.如图4、图6所示，配向层15、17、25、27为垂直配向聚酰亚胺涂层，其作用为使液晶层13、23内的液晶分子被锚定为垂直配向(自然状态下)，当液晶层为垂直配向时，混合在液晶层内的二色性染料分子19、29也呈现为垂直，其对通过液晶光阀100的光线的吸收非常少(染料分子与光线偏振方向相垂直)，能够保持液晶光阀100的高透过性，即在自然状态(零电压)的情况下，单元区101、201呈现为透明态。一般来说，在透明态时，每个液晶盒的透过率都可超过80%，整个液晶光阀100的透过率可超过50%，突破了现有液晶光阀的极限。
27.如图5、图7所示，配向层15、17、25、27都施加有定向摩擦，其可沿其摩擦方向使所锚定的液晶分子呈现较小倾角(≤5
°
)，第一、二配向层15、17的摩擦角度151、171相差180
°
，第三、四配向层25、27的摩擦角度251、271也相差180
°
。由于定向摩擦产生的小倾角，第一、二液晶层13、23内的液晶分子131、231在受电场作用时带动着其二色性染料分子19、29分别沿着第一、二轴向18、28倒下(即相对原来的垂直排列发生大角度的倾斜)，倒下的二色性染料分子19、29对通过液晶光阀100的光线具有偏光吸收作用(染料分子与光的某偏振方向平行)，其偏光吸收轴的方向分别与第一、二轴相一致18、28，第一、二液晶盒10、20的作用相当于一对正交偏光片，由此对通过液晶光阀100的光线产生具有最大的吸收，使得遮光态的重叠单元区的透光率非常低(可低于10%)。
28.为了减少液晶光阀100表面的反射，第一液晶盒10和第二液晶盒20的外侧面还可镀有由折射率不同的多个透明薄膜构成的抗反射膜系(参照一般抗反射膜系的设计)，或者，在本实施例的另一方案中，第一液晶盒10和第二液晶盒20的外侧面分别贴有抗反射塑料膜，如pet膜(图中无画出)。
29.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。