專利名稱：塑膠型液晶膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑膠型液晶膜及其制造方法，該塑膠型液晶膜，包括一個液晶一塑膠芯層和兩個平行且對稱設(shè)置的透明導電薄膜，所述液晶一塑膠芯層中包括一個高分子聚合物基體，該高分子聚合物基體內(nèi)均勻分布有液晶材料微球，所述液晶材料微球中的液晶分子指向矢與兩個透明導電薄膜近似平行。
背景技術(shù)：
美國專利4671618公開了一種塑膠型液晶材料，所述的液晶以形成液晶微粒的形式分散在固定的塑膠中，該液晶微粒具有一散射入射光的有效粒度，液晶在該材料中至少占材料重量的50%，其中所述的塑膠具有與所述液晶尋常光折射率相匹配的折射率，當施加電壓時該材料可透射90%以上的入射光。用該塑膠型液晶材料可制成塑膠型液晶膜，即聚合物分散液晶(Polymer dispersed liquid crystal, PDLC)膜，包括一對透明導電電極和塑膠型液晶材料，該塑膠型液晶膜在電場的開關(guān)作用下顯示出透明與散射兩種狀態(tài)，在不加電時，分散在塑膠中的液晶分子呈三維無序狀態(tài)，其有效折射率與聚合物基體的折射率不匹配，入射的光線被散射；當施加外電場時，液晶分子指向矢沿電場方向排列，有效折射率與聚合物基體的折射率相匹配，光線透射，塑膠型液晶膜呈透明態(tài)。該塑膠型液晶膜的制備通常是將混合配制好的聚合物分散液晶材料涂覆在兩片導電膜或?qū)щ姴Ａеg，經(jīng)相分離、固化處理過程，聚合物分散液晶材料相分離成液晶相和高分子聚合物相，從而制備得到塑膠型液晶膜。上述塑膠型液晶中，液晶微粒的指向矢沒有特定優(yōu)選的取向，呈三維無序排列，部分液晶分子指向矢與光線傳播方向相交角度(銳角)的絕對值遠遠偏離90°，導致散射度不好，而且由于液晶分子指向矢與透明導電層的角度分布隨機，在閾值電壓和飽和電壓間無法控制灰度。另外，液晶微滴與導電膜之間會產(chǎn)生接觸，液晶微滴的帶電粒子若跑到導電層上，會對導電層產(chǎn)生侵蝕損壞，影響塑膠型液晶膜的壽命和使用效果。因此，需要提出一種新的塑膠型液晶膜及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種塑膠型液晶膜，該塑膠型液晶膜包括一個液晶一塑膠芯層和兩個平行且對稱設(shè)置的透明導電薄膜，所述液晶一塑膠芯層中包括一個高分子聚合物基體，該高分子聚合物基體內(nèi)均勻分布有液晶材料微球，所述液晶材料微球中的液晶分子指向矢與兩個透明導電薄膜近似平行；本發(fā)明具有不加電時的高散射度，在外加電場電壓處于閾值電壓和飽和電壓之間時，可實現(xiàn)塑膠型液晶膜的灰度調(diào)節(jié)。本發(fā)明的目的是由下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種塑膠型液晶膜，包括一個液晶一塑膠芯層和兩個平行且對稱設(shè)置的透明導電薄膜，液晶一塑膠芯層夾設(shè)于兩個透明導電薄膜之間，所述液晶一塑膠芯層中包括一個高分子聚合物基體，該高分子聚合物基體內(nèi)均勻分布有液晶材料微球，所述高分子聚合物基體的折射指數(shù)與液晶材料的尋常光折射指數(shù)相匹配；所述液晶材料微球中的液晶分子指向矢與兩個透明導電薄膜近似平行；所述的透明導電薄膜上設(shè)置有電極。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種塑膠型液晶膜的制造方法，本發(fā)明的方法包括加壓、熱固化，使液晶微球發(fā)生熱縮合，形成液晶橢球體，液晶橢球體長軸始終近似平行于透明導電層，同時改善塑膠型液晶膜的光學性能。本發(fā)明的第二個目的是由下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種塑膠型液晶膜制造方法，其操作步驟如下A、按照產(chǎn)品規(guī)格準備兩片相同尺寸的透明導電薄膜，該透明導電薄膜的一個表面上制備有導電層B、選擇高分子聚合物基體，固化劑和向列相液晶材料，所述高分子聚合物基體、固化劑、液晶材料的重量比是1-1. 5 1 1，將所述三種材料混配均勻，獲得液晶一塑膠混合液；C、將所述液晶一塑膠混合液中加入隔墊物混合均勻，制備成聚合物分散型液晶漿；所述隔墊物的粒徑為6-50微米；所述液晶一塑膠混合液與隔墊物的重量比是 1 0. 05 ；D、將所述聚合物分散型液晶漿均勻的涂布在所述的兩片透明導電薄膜之間，放入一個成型模具中，對涂布有聚合物分散型液晶漿的兩片透明導電薄膜進行壓力成型處理， 獲得塑膠型液晶膜坯；成型過程中保持成型模具的真空度為0. 0060Pa 0. 0070Pa,排除兩片透明導電薄膜中的空氣；E、將所述的塑膠型液晶膜坯移入熱固化爐內(nèi)，在60°C -100°C環(huán)境中熱固化對小時后停止加熱，待熱固化爐內(nèi)溫度自然冷卻至20°C，獲得塑膠型液晶膜成品；所述的熱固化壓力是一個大氣壓；所述的塑膠型液晶膜成品包括一個液晶一塑膠芯層和兩個平行且對稱設(shè)置的透明導電薄膜，液晶一塑膠芯層夾設(shè)于兩個透明導電薄膜之間，所述液晶一塑膠芯層中包括一個高分子聚合物基體，該高分子聚合物基體內(nèi)均勻分布有液晶材料微球，所述高分子聚合物基體的折射指數(shù)與液晶材料的尋常光折射指數(shù)相匹配；所述液晶材料微球中的液晶分子指向矢與兩個透明導電薄膜近似平行；所述液晶材料微球為橢球體。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、由于本發(fā)明中的液晶分子指向矢平行于透明導電薄膜(導電鍍膜)，提高了本發(fā)明在不通電狀態(tài)下的散射度，散射度可以達到95%以上。2、由于本發(fā)明中的液晶分子指向矢平行于透明導電薄膜(導電鍍膜)，從而可實現(xiàn)塑膠型液晶膜的灰度調(diào)節(jié)。3、由于本發(fā)明中的導電鍍膜被高分子聚合物基體覆蓋，不與液晶材料微球接觸， 保證帶電粒子不會跑到導電鍍膜上導致導電鍍膜的損壞，從而提高了塑膠型液晶膜的壽命。4、由于本發(fā)明中的液晶材料微球的有效粒徑均勻，可以通過在制備過程中調(diào)整工藝改變液晶球的有效粒徑，從而實現(xiàn)對可見光散射。5、由于本發(fā)明中的液晶材料微球的有效粒徑小，具有響應速度快的優(yōu)點。6、本發(fā)明采用加壓方式，制作過程中可排空透明導電薄膜、液晶-塑膠芯層之間的空氣，增強粘合。7、本發(fā)明采用加壓、熱固化，液晶材料微球發(fā)生熱縮合，形成液晶橢球體，液晶橢球體長軸始終近似平行于透明導電層，減小通、斷電時液晶橢球體的運動阻力，并能改善塑膠型液晶膜的光學性能。8、本發(fā)明采用與透明導電層(導電鍍膜)具有親和力的絕緣的高分子聚合物材料，使導電層完全被高分子聚合物材料覆蓋，高分子聚合物包裹液晶材料微球，液晶材料微球不會對導電層產(chǎn)生破壞。
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是本發(fā)明的塑膠型液晶膜的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式實施例一參見圖1 (圖1是塑膠型液晶膜的一個截面放大圖)，本發(fā)明的塑膠型液晶膜，包括一個液晶一塑膠芯層3和兩個平行且對稱設(shè)置的透明導電薄膜1、2，液晶一塑膠芯層夾設(shè)于兩個透明導電薄膜之間，所述液晶一塑膠芯層中包括一個高分子聚合物基體31，該高分子聚合物基體內(nèi)均勻分布有液晶材料微球4，所述高分子聚合物基體的折射指數(shù)與液晶材料的尋常光折射指數(shù)相匹配；所述液晶材料微球中的液晶分子指向矢與兩個透明導電薄膜近似平行；所述的透明導電薄膜上設(shè)置有電極。本發(fā)明的塑膠型液晶膜也稱為聚合物分散型液晶膜、PDLC、PALC、調(diào)光膜，統(tǒng)稱為塑膠型液晶膜。本實施例中涉及的塑膠型液晶膜本身的更詳細結(jié)構(gòu)可以參見已有技術(shù)中的公開文獻進行理解。本實施例中，為了對塑膠型液晶膜進行控制，在所述的透明導電薄膜上設(shè)置有可產(chǎn)生均勻電場的條形電極(圖中沒有顯示)，該條形電極通過金屬編織導線與一個控制器電連接。該技術(shù)內(nèi)容屬于現(xiàn)有技術(shù)范疇，在此不詳細描述。當對本發(fā)明施加電壓時，入射到達塑膠型液晶膜的可見光被透射，塑膠型液晶膜呈透明態(tài)；當去除電壓時，入射的可見光被散射，塑膠型液晶膜呈不透明態(tài)。在本實施例中，液晶一塑膠芯層是在特定工藝條件下產(chǎn)生的，液晶一塑膠芯層包括一個透明的合成樹脂基體，使液晶材料微球分散于合成樹脂基體中，合成樹脂環(huán)繞在液晶微球周圍類細胞結(jié)構(gòu)；合成樹脂基體的折射指數(shù)與液晶材料的尋常光折射指數(shù)相匹配。 通常，合成樹脂基體屬于高分子聚合物，是各向同性的物質(zhì)，其折射指數(shù)為nP，與玻璃的折射指數(shù)近似；液晶材料微球內(nèi)的液晶分子的尋常光折射指數(shù)為n。，非尋常光折射指數(shù)為I。當光線透過透明導電薄膜后，入射到液晶一塑膠芯層時，液晶材料微球中的液晶分子指向矢基本不平行于入射光線，此時液晶材料微球中的液晶折射指數(shù)1 近似等于 (n0+ne)/2,與np不等，光線在液晶材料微球和塑膠基質(zhì)的界面發(fā)生散射。由于液晶分子同時具有液體和晶體的特征，并具有感應電偶極矩，這種結(jié)構(gòu)在施加外電場后，兩片透明導電薄膜之間形成電場，液晶材料微球中的液晶分子指向矢基本平行于入射光線，此時&。等于 nQ，與nP數(shù)值相近，光線透射。本發(fā)明中，所述的液晶材料微球為橢球體(橄欖球形)，該液晶材料微球的長軸與所述的透明導電薄膜近似平行；所述的液晶材料微球具有散射可見光的有效粒徑，有效粒徑在0.3-2微米之間。本實施例中，有效粒徑是0.5微米。所述的近似平行是指其夾角在 0. 01° -0. 1° 之間。本發(fā)明中，所述高分子聚合物基體是聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯基丁縮醛、聚碳酸酯材料中的一種或者其中兩種材料的組合。本實施例中，采用環(huán)氧樹脂，或環(huán)氧樹脂與聚甲基丙烯酸甲酯的組合，其它組合不一一列舉。為了解決液晶微球?qū)ν该鲗щ姳∧ど系膶щ妼?導電鍍膜)的損壞，所述高分子聚合物基體中至少包括一種與透明導電薄膜具有親和力的絕緣材料。采用與透明導電膜層材料具有親和力的高分子聚合物材料，在制備塑膠型液晶膜過程中，即可同時實現(xiàn)液晶材料微球成為橢球體、所述液晶材料微球中的液晶分子指向矢與兩個透明導電薄膜近似平行、導電鍍膜不與液晶材料微球接觸。本發(fā)明中，所述液晶材料微球是向列型液晶材料分子聚集而成。本發(fā)明中，所述液晶一塑膠芯層的厚度是6-50微米，兩個透明導電薄膜之間設(shè)有隔墊物，所述隔墊物的粒徑與所述塑膠-液晶芯層厚度相適配，所述隔墊物的粒徑為6-50 微米。本發(fā)明中，所述隔墊物可以是玻璃微珠、玻璃纖維或塑料微粒(例如聚酰亞胺)， 該隔墊物是球形或是圓柱形。本實施例中，所述液晶一塑膠芯層的厚度是50微米，兩個透明導電薄膜之間設(shè)有玻璃微珠，所述玻璃微珠的粒徑為50微米，塑膠型液晶膜的厚度是0. 39毫米。本發(fā)明中，所述透明導電薄膜包括薄膜基材和導電鍍膜，該導電鍍膜可以是氧化銦錫鍍膜、氧化錫銻鍍膜、氧化鋅鋁鍍膜、氧化鋅鎵鍍膜、三氧化二銦鍍膜、二氧化錫鍍膜、 氧化鋅鍍膜中的一種。本實施例中，導電鍍膜是氧化銦錫鍍膜。本實施例的產(chǎn)品的生成過程可以參考實施例二的內(nèi)容。實施例二 本實施例是在實施例一基礎(chǔ)上的塑膠型液晶膜制造方法的技術(shù)方案，本實施例中出現(xiàn)的技術(shù)特征與實施例一相同或者類似的部分，請參考實施例一公開的內(nèi)容或者原理性描述進行理解，也應當做為本實施例公開的內(nèi)容，在此不作重復描述。一種塑膠型液晶膜制造方法，其操作步驟如下A、按照產(chǎn)品規(guī)格準備兩片相同尺寸的透明導電薄膜，該透明導電薄膜的一個表面上制備有導電層；所述透明導電薄膜外形為60厘米X 60厘米，所述導電層是氧化銦錫導電鍍膜；B、選擇高分子聚合物基體，固化劑和向列相液晶材料，所述高分子聚合物基體、固化劑、液晶材料的重量比是1-1. 5 1 1，將所述三種材料混配均勻，獲得液晶一塑膠混合液；本實施例中，選用環(huán)氧樹脂EPON^S和乙二胺作為高分子聚合物基體，液晶材料是 BL038液晶；C、將所述液晶一塑膠混合液中加入隔墊物混合均勻，制備成聚合物分散型液晶漿；所述隔墊物的粒徑為6-50微米；所述液晶一塑膠混合液與隔墊物的重量比是 1 0.05;本實施例中，隔墊物是玻璃微珠，玻璃微珠的粒徑是50微米；D、將所述聚合物分散型液晶漿均勻的涂布在所述的兩片透明導電薄膜之間，放入CN 102385188 A 一個成型模具中，對涂布有聚合物分散型液晶漿的兩片透明導電薄膜進行壓力成型處理 (壓力為5千克/平方厘米；0. 5MP)，獲得塑膠型液晶膜坯；成型過程中保持成型模具的真空度為0. 0060Pa 0. 00701 ，排除兩片透明導電薄膜中的空氣；E、將所述的塑膠型液晶膜坯移入熱固化爐內(nèi)，在60°C -100°C環(huán)境中熱固化對小時后停止加熱，待熱固化爐內(nèi)溫度自然冷卻至20°C，獲得塑膠型液晶膜成品；所述的熱固化壓力是一個大氣壓；本實施例中，熱固化溫度是70°C，自然冷卻至室溫(25°C )；F、在所述的塑膠型液晶膜的透明導電薄膜上設(shè)置電極；本實施例采用導電銀漿， 焊接航空導線；所述的塑膠型液晶膜成品包括一個液晶一塑膠芯層和兩個平行且對稱設(shè)置的透明導電薄膜，液晶一塑膠芯層夾設(shè)于兩個透明導電薄膜之間，所述液晶一塑膠芯層中包括一個高分子聚合物基體，該高分子聚合物基體內(nèi)均勻分布有液晶材料微球，所述高分子聚合物基體的折射指數(shù)與液晶材料的尋常光折射指數(shù)相匹配；所述液晶材料微球中的液晶分子指向矢與兩個透明導電薄膜近似平行；所述液晶材料微球為橢球體。
8
權(quán)利要求
1.一種塑膠型液晶膜，包括一個液晶一塑膠芯層和兩個平行且對稱設(shè)置的透明導電薄膜，液晶一塑膠芯層夾設(shè)于兩個透明導電薄膜之間，其特征在于所述液晶一塑膠芯層中包括一個高分子聚合物基體，該高分子聚合物基體內(nèi)均勻分布有液晶材料微球，所述高分子聚合物基體的折射指數(shù)與液晶材料的尋常光折射指數(shù)相匹配；所述液晶材料微球中的液晶分子指向矢與兩個透明導電薄膜近似平行；所述的透明導電薄膜上設(shè)置有電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑膠型液晶膜，其特征在于所述的液晶材料微球為橢球體， 該液晶材料微球的長軸與所述的透明導電薄膜近似平行；所述的液晶材料微球具有散射可見光的有效粒徑，有效粒徑在0. 3-2微米之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑膠型液晶膜，其特征在于所述高分子聚合物基體是聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯基丁縮醛、聚碳酸酯材料中的一種或者其中兩種材料的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的塑膠型液晶膜，其特征在于所述高分子聚合物基體中至少包括一種與透明導電薄膜具有親和力的絕緣材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的塑膠型液晶膜，其特征在于所述液晶材料微球是向列型液晶材料分子聚集而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的塑膠型液晶膜，其特征在于所述液晶一塑膠芯層的厚度是6-50微米，兩個透明導電薄膜之間設(shè)有隔墊物，所述隔墊物的粒徑與所述塑膠-液晶芯層厚度相適配，所述隔墊物的粒徑為6-50微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的塑膠型液晶膜，其特征在于所述隔墊物可以是玻璃微珠、玻璃纖維或塑料微粒，該隔墊物是球形或圓柱形。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的塑膠型液晶膜，其特征在于所述透明導電薄膜包括薄膜基材和導電鍍膜，該導電鍍膜可以是氧化銦錫鍍膜、氧化錫銻鍍膜、氧化鋅鋁鍍膜、氧化鋅鎵鍍膜、三氧化二銦鍍膜、二氧化錫鍍膜、氧化鋅鍍膜中的一種。
9.一種塑膠型液晶膜制造方法，其特征在于A、按照產(chǎn)品規(guī)格準備兩片相同尺寸的透明導電薄膜，該透明導電薄膜的一個表面上制備有導電層；B、選擇高分子聚合物基體，固化劑和向列相液晶材料，所述高分子聚合物基體、固化劑、液晶材料的重量比是1-1. 5 1 1，將所述三種材料混配均勻，獲得液晶一塑膠混合液；C、將所述液晶一塑膠混合液中加入隔墊物混合均勻，制備成聚合物分散型液晶漿；所述隔墊物的粒徑為6-50微米；所述液晶一塑膠混合液與隔墊物的重量比是1 0.05;D、將所述聚合物分散型液晶漿均勻的涂布在所述的兩片透明導電薄膜之間，放入一個成型模具中，對涂布有聚合物分散型液晶漿的兩片透明導電薄膜進行壓力成型處理，獲得塑膠型液晶膜坯；成型過程中保持成型模具的真空度為0. 0060Pa 0. 0070Pa,排除兩片透明導電薄膜中的空氣；E、將所述的塑膠型液晶膜坯移入熱固化爐內(nèi)，在60°C-100°C環(huán)境中熱固化M小時后停止加熱，待熱固化爐內(nèi)溫度自然冷卻至20°C，獲得塑膠型液晶膜成品；所述的熱固化壓力是一個大氣壓；所述的塑膠型液晶膜成品包括一個液晶一塑膠芯層和兩個平行且對稱設(shè)置的透明導電薄膜，液晶一塑膠芯層夾設(shè)于兩個透明導電薄膜之間，所述液晶一塑膠芯層中包括一個高分子聚合物基體，該高分子聚合物基體內(nèi)均勻分布有液晶材料微球，所述高分子聚合物基體的折射指數(shù)與液晶材料的尋常光折射指數(shù)相匹配；所述液晶材料微球中的液晶分子指向矢與兩個透明導電薄膜近似平行；所述液晶材料微球為橢球體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種塑膠型液晶膜，包括一個液晶—塑膠芯層和兩個平行且對稱設(shè)置的透明導電薄膜，液晶—塑膠芯層夾設(shè)于兩個透明導電薄膜之間，所述液晶—塑膠芯層中包括一個高分子聚合物基體，該高分子聚合物基體內(nèi)均勻分布有液晶材料微球，所述高分子聚合物基體的折射指數(shù)與液晶材料的尋常光折射指數(shù)相匹配；所述液晶材料微球中的液晶分子指向矢與兩個透明導電薄膜近似平行；所述的透明導電薄膜上設(shè)置有電極。本發(fā)明具有不加電時的高散射度，在外加電場電壓處于閾值電壓和飽和電壓之間時，可實現(xiàn)塑膠型液晶膜的灰度調(diào)節(jié)的特點。
文檔編號G02F1/1334GK102385188SQ20101027290
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者宋芳蘋, 趙勤, 高攀 申請人:北京眾智同輝科技有限公司