CN103760713B - 一种应变液晶调光显示玻璃制品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应变液晶调光显示玻璃制品，其不仅轻型便携，而且在常态下可呈具有图案显示效果的散射雾态，对其施加剪切应力后，制品可处于朦胧半透明态，图案消隐，可有效应用于各种显示图案产品制作中，制品不易碎裂，具有广阔的应用前景和市场，本发明还提供了一种应变液晶调光显示玻璃制品的制备方法；聚合物分散液晶层夹在两片有机玻璃之间，所述聚合物分散液晶层包括有预聚物、向列相液晶、衬垫材料，并以所述预聚物与向列相液晶质量比为13:7-15：7的比例混合而成，所述预聚物主要成分按照质量百分比为：烷氧基壬苯基丙烯酸酯30%、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯60%、丁腈橡胶4%、2-巯基乙醇4%、1173光引发剂2%。
Description
技术领域
本发明涉及应变液晶显示技术领域，具体为一种应变液晶调光显示玻璃制品及其制备方法。
背景技术
聚合物分散液晶（PDLC）和聚合物网络液晶（PNLC）是聚合物与液晶复合体系，在对聚合物分散液晶和聚合物网络液晶研究中发现，施加应力对聚合物的聚合以及液晶分子排列状态有影响，即应力诱导液晶取向作用，这个研究领域称为应变液晶（SLC）；聚合物分散液晶电控调光膜其制品具有毛玻璃雾态外观，施加电场变成透明状态，采用应变液晶技术已经制备出了正反式应变调光玻璃、散射偏光玻璃和反式电控调光玻璃；在现有的应变液晶调光玻璃采用的是玻璃夹胶制品，而其玻璃夹胶制品在生产开发玩具和纪念产品过程中极容易出现崩角、裂边，从而不易制作的问题，产品重量较大时也不易实现轻型便携化，且玻璃制品容易碎裂并对使用者造成伤害。
发明内容
针对现有采用玻璃夹胶制品的应变液晶调光玻璃，其在生产过程中出现崩角、裂边，从而不易制作的问题，本发明提供了一种应变液晶调光显示玻璃制品，其不仅轻型便携，而且在常态下可呈具有图案显示效果的散射雾态，对其施加剪切应力后，制品可处于朦胧半透明态，图案消隐，可有效应用于各种显示图案产品制作中，制品不易碎裂，具有广阔的应用前景和市场，本发明还提供了一种应变液晶调光显示玻璃制品的制备方法。
本发明的技术方案是：其特征在于：聚合物分散液晶层夹在两片有机玻璃之间，所述聚合物分散液晶层包括有预聚物、向列相液晶、衬垫材料，并以所述预聚物与向列相液晶质量比为13:7-15：7的比例混合而成，所述预聚物主要成分按照质量百分比为：烷氧基壬苯基丙烯酸酯30%、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯60%、丁腈橡胶4%、2-巯基乙醇4%、1173光引发剂2%。
其进一步特征在于：所述预聚物固化后的折射率取值为1.5±0.025；所述向列相液晶的寻常光折射率取值为1.5±0.03，所述向列相液晶的非常光折射率取值为1.7±0.05，双折射系数为；
所述有机玻璃的厚度为1mm～3mm，所述聚合物分散液晶层的厚度为15±5μm；所述衬垫材料是直径为15±5μm的塑料微球，所述衬垫材料在所述聚合物分散液晶层中含量为20粒/mm2-30粒/mm2。
本发明的一种应变液晶调光显示玻璃制品的制备方法是：
1、配制液晶胶：将下列各成分按照质量百分比进行混合调配：烷氧基壬苯基丙烯酸酯30%、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯60%、丁腈橡胶4%、2-巯基乙醇4%、1173光引发剂2%，形成预聚物，将预聚物在室温条件下搅拌1分钟-2分钟充分混合均匀后，将所述预聚物与向列相液晶质量比为13:7-15：7的比例混合，室温下搅拌1分钟-2分钟使其充分混合形成液晶胶；
2、切割有机玻璃：将厚度为1mm～3mm的有机玻璃切割为不大于5×5cm2的尺寸，并用软质纸巾擦拭有机玻璃基板，使其表面洁净无污物，边缘光滑无起刺；
3、撒布衬垫材料：用小毛刷蘸取少量衬垫材料向所述步骤2中切割好的一片有机玻璃上适量均匀撒布衬垫材料；
4、滴注液晶胶：将所述步骤1中的液晶胶用注射器注到撒布了衬垫材料的有机玻璃中部，形成无气泡的液晶胶圆形区域；
5、合有机玻璃：在滴注了液晶胶的有机玻璃片上轻轻盖上另一片有机玻璃，使液晶胶均匀充满于两片有机玻璃空隙之间；
6、压盒：用手指对夹有液晶胶的有机玻璃片轻压，挤出多余液晶胶，使液晶胶层厚度均匀，并用洁净无尘纸擦净多余液晶胶；
7、贴掩膜：把打印有粗线条简单图案的胶片覆盖在夹有液晶胶的有机玻璃片上，其后加盖一片有机玻璃压住胶片；
8、紫外光初步曝光：将经过所述步骤7后的样品在较强紫外光灯下曝光30秒~50秒，使所述预聚物与向列相液晶的混合物发生相分离，所述预聚物发生聚合反应，向列相液晶从聚合物中析出，形成直径小于0.9μm的液晶微滴，所述液晶微滴包括大液晶微滴和小液晶微滴，制品被图案遮盖的区域形成大液晶微滴，没有被遮盖的区域形成小液晶微滴；
9、二次曝光：经过所述步骤8后，去掉掩膜胶片，在较弱紫外光灯下曝光50秒~70秒，使已经曝光的散射雾态部位充分固化，同时使在初步曝光时没被曝光的部位也得到曝光，变成发生相分离而且充分固化的但是比较透光弱散射的部位。
其进一步特征在于：所述液晶微滴为球形微滴；
对所述步骤9后的上下两片有机玻璃施加剪切应力，液晶微滴为各向异性单轴晶体，有机玻璃制品为半透明态；所述剪切应力为分别作用于上下两片有机玻璃侧面的应力F1、F2，所述应力F1、F2大小相同、方向相反。
本发明采用的一种应变液晶调光显示玻璃制品，其有益效果是，其所采用的有机玻璃，轻型便捷，在有机玻璃之间夹有聚合物分散液晶层，胶多液晶少的混合比例形成较厚的聚合物分散液晶层，使玻璃制品的散射够强能使之遮光，在经过胶片覆盖遮光后紫外光初步曝光的玻璃制品，被强光曝光的部位，也就是小液晶微滴所处的未遮光区域发生强烈光散射而显得很雾，呈散射雾态，被弱光曝光的部位，也就是大液晶微滴所处的遮光区域，由于液晶微滴比较大，散射比较弱显得比较透明，呈透明态，强弱曝光不同部位形成反差，从而玻璃制品在常态下具有显示效果，同时经过二次曝光的玻璃制品，可有效防止在初步曝光过程中被带有图案的胶片遮挡而未固化的预聚物对已经曝光固化的聚合物产生溶解作用，使聚合物可以再次充分固化，也使得初步曝光中未固化的预聚物可以进行固化，从而制得由两片有机玻璃夹层聚合物分散液晶层的应变液晶调光显示有机玻璃制品，制品也不易碎裂，有效应用于各种显示图案产品制作中，在旅游纪念章和玩具等应用中也具有应用前景和市场；同时对上下两片有机玻璃施加剪切应力时，液晶微滴为各向异性单轴晶体，聚合物分散液晶层中液晶微滴形状从圆球形变成倾斜长椭圆球形状，预聚物固化后的折射率np和向列相液晶的寻常光折射率no近似相等，散射效果减少，光的透过率提高，大液晶微滴遮光区域和小液晶微滴未遮光区域，都处于半透明态，则曝光的不同部位差异性较小，显示图案消隐。
附图说明
图1为本发明应变液晶调光显示玻璃制品的制备方法流程图；
图2为本发明应变液晶调光显示玻璃制品常态显示示意图；
图3为本发明应变液晶调光显示玻璃制品半透明非显示态示意图。
具体实施方式
本发明的一种应变液晶调光显示玻璃制品，聚合物分散液晶层夹在两片有机玻璃之间，聚合物分散液晶层包括有预聚物、向列相液晶、衬垫材料，并以预聚物与向列相液晶质量比为13:7-15：7的比例混合而成，预聚物主要各成分按照质量百分比为：烷氧基壬苯基丙烯酸酯30%、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯60%、丁腈橡胶4%、2-巯基乙醇4%、1173光引发剂2%，向列相液晶的寻常光折射率取值为1.5±0.03，向列相液晶的非常光折射率取值为1.7±0.05，双折射系数为；增韧剂为丁腈橡胶，链转移剂为2-巯基乙醇；预聚物固化后的折射率取值为1.5±0.025；有机玻璃的厚度为1mm～3mm，聚合物分散液晶层的厚度为15±5μm；衬垫材料是直径为15±5μm的塑料微球，衬垫材料在聚合物分散液晶层中含量为20粒/mm2-30粒/mm2。
如图1、图2所示，结合实施例描述本发明一种应变液晶调光显示玻璃制品的制备方法：
实施例1
1、配制液晶胶：将下列各成分按照以下质量百分比进行混合调配：烷氧基壬苯基丙烯酸酯30%、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯60%、丁腈橡胶4%、2-巯基乙醇4%、1173光引发剂2%，形成预聚物，将预聚物在室温条件下搅拌1分钟充分混合均匀后，将预聚物与向列相液晶质量比为15：7的比例混合，室温下搅拌1分钟使其充分混合形成液晶胶，液晶胶呈无色透明状态，且粘度较小；
2、切割有机玻璃：将厚度为3mm的有机玻璃101切割为5×5cm2的尺寸，并用软质纸巾擦拭有机玻璃101基板，使其表面洁净无污物，边缘光滑无起刺；
3、撒布衬垫材料：用小毛刷蘸取少量衬垫材料向步骤2中切割好的一片有机玻璃101上适量均匀撒布衬垫材料；
4、滴注液晶胶：将步骤1中的液晶胶用注射器注到撒布了衬垫材料的有机玻璃101中部，形成无气泡的液晶胶圆形区域；
5、合有机玻璃：在滴注了液晶胶的有机玻璃101片上轻轻盖上另一片有机玻璃104，使液晶胶均匀充满于两片有机玻璃101、104空隙之间；
6、压盒：用手指对夹有液晶胶的有机玻璃片轻压，挤出多余液晶胶，使液晶胶层厚度均匀，并用洁净无尘纸擦净多余液晶胶；
7、贴掩膜：把打印有粗线条简单图案的胶片覆盖在夹有液晶胶的有机玻璃104片上，其后加盖一片有机玻璃压住胶片；
8、紫外光初步曝光：将经过步骤7后的样品在较强紫外光灯下曝光50秒，使预聚物与向列相液晶的混合物发生相分离，预聚物发生聚合反应，向列相液晶从聚合物中析出，形成直径小于0.9μm的液晶微滴，液晶微滴包括大液晶微滴103和小液晶微滴102，制品被图案遮盖的区域形成大液晶微滴103，没有被遮盖的区域形成小液晶微滴102；
9、二次曝光：经过步骤8后，去掉掩膜胶片，在较弱紫外光灯下曝光70秒，使已经曝光的散射雾态部位充分固化，同时使在初步曝光时没被曝光的部位也得到曝光，变成发生相分离而且充分固化的但是比较透光弱散射的部位。
液晶微滴为球形微滴；如图3所示，对步骤9后的上下两片有机玻璃101、104施加剪切应力，液晶微滴为各向异性单轴晶体，有机玻璃制品为半透明态；剪切应力为分别作用于上下两片有机玻璃侧面的应力F1、F2，应力F1、F2大小相同、方向相反，液晶微滴形状从圆球形变成倾斜长椭圆球形状，预聚物固化后的折射率np和向列相液晶的寻常光折射率no近似相等，但是入射自然光可以分解成沿剪切方向和垂直剪切方向两个分量，于是沿剪切方向的一半光散射，沿垂直剪切方向的一半光透射，散射效果减少，光的透过率提高，那么大液晶微滴103遮光区域和小液晶微滴102未遮光区域，都处于半透明态，强弱曝光不同部位反差降低显示图案消隐。
实施例2
1、配制液晶胶：将下列各成分按照以下质量百分比进行混合调配：烷氧基壬苯基丙烯酸酯30%、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯60%、丁腈橡胶4%、2-巯基乙醇4%、1173光引发剂2%，形成预聚物，将预聚物在室温条件下搅拌1.5分钟充分混合均匀后，将预聚物与向列相液晶以质量比为2：1的比例混合，室温下搅拌1.5分钟使其充分混合形成液晶胶，液晶胶呈无色透明状态，且粘度较小；
2、切割有机玻璃：将厚度为3mm的有机玻璃101切割为5×5cm2的尺寸，并用软质纸巾擦拭有机玻璃101基板，使其表面洁净无污物，边缘光滑无起刺；
3、撒布衬垫材料：用小毛刷蘸取少量衬垫材料向步骤2中切割好的一片有机玻璃101上适量均匀撒布衬垫材料；
4、滴注液晶胶：将步骤1中的液晶胶用注射器注到撒布了衬垫材料的有机玻璃101中部，形成无气泡的液晶胶圆形区域；
5、合有机玻璃：在滴注了液晶胶的有机玻璃101片上轻轻盖上另一片有机玻璃104，使液晶胶均匀充满于两片有机玻璃101、104空隙之间；
6、压盒：用手指对夹有液晶胶的有机玻璃片轻压，挤出多余液晶胶，使液晶胶层厚度均匀，并用洁净无尘纸擦净多余液晶胶；
7、贴掩膜：把打印有粗线条简单图案的胶片覆盖在夹有液晶胶的有机玻璃104片上，其后加盖一片有机玻璃压住胶片；
8、紫外光初步曝光：将经过步骤7后的样品在较强紫外光灯下曝光40秒，使预聚物与向列相液晶的混合物发生相分离，预聚物发生聚合反应，向列相液晶从聚合物中析出，形成直径小于0.9μm的液晶微滴，液晶微滴包括大液晶微滴103和小液晶微滴102，制品被图案遮盖的区域形成大液晶微滴103，没有被遮盖的区域形成小液晶微滴102；
9、二次曝光：经过步骤8后，去掉掩膜胶片，在较弱紫外光灯下曝光60秒，使已经曝光的散射雾态部位充分固化，同时使在初步曝光时没被曝光的部位也得到曝光，变成发生相分离而且充分固化的但是比较透光弱散射的部位。
液晶微滴为球形微滴；如图3所示，对步骤9后的上下两片有机玻璃101、104施加剪切应力，液晶微滴为各向异性单轴晶体，有机玻璃制品为半透明态；剪切应力为分别作用于上下两片有机玻璃侧面的应力F1、F2，应力F1、F2大小相同、方向相反，液晶微滴形状从圆球形变成倾斜长椭圆球形状，预聚物固化后的折射率np和向列相液晶的寻常光折射率no近似相等，但是入射自然光可以分解成沿剪切方向和垂直剪切方向两个分量，于是沿剪切方向的一半光散射，沿垂直剪切方向的一半光透射，散射效果减少，光的透过率提高，那么大液晶微滴103遮光区域和小液晶微滴102未遮光区域，都处于半透明态，强弱曝光不同部位反差降低显示图案消隐。
实施例3
1、配制液晶胶：将下列各成分按照以下质量百分比进行混合调配：烷氧基壬苯基丙烯酸酯30%、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯60%、丁腈橡胶4%、2-巯基乙醇4%、1173光引发剂2%，形成预聚物，将预聚物在室温条件下搅拌2分钟充分混合均匀后，将预聚物与向列相液晶以质量比为13：7的比例混合，室温下搅拌2分钟使其充分混合形成液晶胶，液晶胶呈无色透明状态，且粘度较小；
2、切割有机玻璃：将厚度为3mm的有机玻璃101切割为5×5cm2的尺寸，并用软质纸巾擦拭有机玻璃101基板，使其表面洁净无污物，边缘光滑无起刺；
3、撒布衬垫材料：用小毛刷蘸取少量衬垫材料向步骤2中切割好的一片有机玻璃101上适量均匀撒布衬垫材料；
4、滴注液晶胶：将步骤1中的液晶胶用注射器注到撒布了衬垫材料的有机玻璃101中部，形成无气泡的液晶胶圆形区域；
5、合有机玻璃：在滴注了液晶胶的有机玻璃101片上轻轻盖上另一片有机玻璃104，使液晶胶均匀充满于两片有机玻璃101、104空隙之间；
6、压盒：用手指对夹有液晶胶的有机玻璃片轻压，挤出多余液晶胶，使液晶胶层厚度均匀，并用洁净无尘纸擦净多余液晶胶；
7、贴掩膜：把打印有粗线条简单图案的胶片覆盖在夹有液晶胶的有机玻璃104片上，其后加盖一片有机玻璃压住胶片；
8、紫外光初步曝光：将经过步骤7后的样品在较强紫外光灯下曝光30秒，使预聚物与向列相液晶的混合物发生相分离，预聚物发生聚合反应，向列相液晶从聚合物中析出，形成直径0.8μm的液晶微滴，液晶微滴包括大液晶微滴103和小液晶微滴102，制品被图案遮盖的区域形成大液晶微滴103，没有被遮盖的区域形成小液晶微滴102；
9、二次曝光：经过步骤8后，去掉掩膜胶片，在较弱紫外光灯下曝光50秒，使已经曝光的散射雾态部位充分固化，同时使在初步曝光时没被曝光的部位也得到曝光，变成发生相分离而且充分固化的但是比较透光弱散射的部位。
液晶微滴为球形微滴；如图3所示，对步骤9后的上下两片有机玻璃101、104施加剪切应力，液晶微滴为各向异性单轴晶体，有机玻璃制品为半透明态；剪切应力为分别作用于上下两片有机玻璃侧面的应力F1、F2，应力F1、F2大小相同、方向相反，液晶微滴形状从圆球形变成倾斜长椭圆球形状，预聚物固化后的折射率np和向列相液晶的寻常光折射率no近似相等，但是入射自然光可以分解成沿剪切方向和垂直剪切方向两个分量，于是沿剪切方向的一半光散射，沿垂直剪切方向的一半光透射，散射效果减少，光的透过率提高，那么大液晶微滴103遮光区域和小液晶微滴102未遮光区域，都处于半透明态，强弱曝光不同部位反差降低显示图案消隐。
综上三个实施例，实施例1中，预聚物与向列相液晶以质量比为15：7，液晶比例较小，在曝光过程中需要适当延长曝光时间，因此初步曝光为50秒，二次曝光为70秒，该制品在未施加剪切应力时雾度相对较低，施加剪切应力后透过率较高，适合使用于对透过率要求较高的场合；实施例2中，预聚物与液晶比例为2:1，液晶比例适中，在曝光过程中采用的曝光时间也适中，初步曝光为40秒，二次曝光为60秒，该制品在未施加剪切应力时雾度适中，施加剪切应力后透过率适中，适合使用于对对比度要求较高的场合；实施例3中，预聚物与液晶的比例为13:7，液晶比例较高，在曝光过程中需要适当缩短曝光时间，因此初步曝光为30秒，二次曝光为50秒，该制品在未施加剪切应力时雾度较高，施加剪切应力后透过率较低，适合使用于对雾度要求较高的场合。
Claims (5)
1.一种应变液晶调光显示玻璃制品的制备方法，其特征在于：聚合物分散液晶层夹在两片有机玻璃之间，所述聚合物分散液晶层包括有预聚物、向列相液晶、衬垫材料，则其应变液晶调光显示玻璃制品的制备方法步骤是：
1、配制液晶胶：将下列各成分按照质量百分比进行混合调配：烷氧基壬苯基丙烯酸酯30%、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯60%、丁腈橡胶4%、2-巯基乙醇4%、1173光引发剂2%，形成所述预聚物，将所述预聚物在室温条件下搅拌1分钟-2分钟充分混合均匀后，将所述预聚物与向列相液晶质量比为13:7-15：7的比例混合，室温下搅拌1分钟-2分钟使其充分混合形成液晶胶；
2、切割有机玻璃：将厚度为1mm～3mm的有机玻璃切割为不大于5×5cm2的尺寸，并用软质纸巾擦拭有机玻璃基板，使其表面洁净无污物，边缘光滑无起刺；
3、撒布衬垫材料：用小毛刷蘸取少量衬垫材料向所述步骤2中切割好的一片有机玻璃上适量均匀撒布衬垫材料；
4、滴注液晶胶：将所述步骤1中的液晶胶用注射器注到撒布了衬垫材料的有机玻璃中部，形成无气泡的液晶胶圆形区域；
5、合有机玻璃：在滴注了液晶胶的有机玻璃片上轻轻盖上另一片有机玻璃，使液晶胶均匀充满于两片有机玻璃空隙之间；
6、压盒：用手指对夹有液晶胶的有机玻璃片轻压，挤出多余液晶胶，使液晶胶层厚度均匀，并用洁净无尘纸擦净多余液晶胶；
7、贴掩膜：把打印有粗线条简单图案的胶片覆盖在夹有液晶胶的有机玻璃片上，其后加盖一片有机玻璃压住胶片；
8、紫外光初步曝光：将经过所述步骤7后的样品在较强紫外光灯下曝光30秒~50秒，使所述预聚物与向列相液晶的混合物发生相分离，所述预聚物发生聚合反应，向列相液晶从聚合物中析出，形成直径小于0.9μm的液晶微滴，所述液晶微滴包括大液晶微滴和小液晶微滴，制品被图案遮盖的区域形成大液晶微滴，没有被遮盖的区域形成小液晶微滴；
9、二次曝光：经过所述步骤8后，去掉掩膜胶片，在较弱紫外光灯下曝光50秒~70秒，使已经曝光的散射雾态部位充分固化，同时使在初步曝光时没被曝光的部位也得到曝光，变成发生相分离而且充分固化的但是比较透光弱散射的部位。
2.根据权利要求1所述的一种应变液晶调光显示玻璃制品的制备方法，其特征在于：所述预聚物固化后的折射率取值为1.5±0.025；所述向列相液晶的寻常光折射率取值为1.5±0.03，所述向列相液晶的非常光折射率取值为1.7±0.05，双折射系数为。
3.根据权利要求1所述的一种应变液晶调光显示玻璃制品的制备方法，其特征在于：所述有机玻璃的厚度为1mm～3mm，所述聚合物分散液晶层的厚度为15±5μm；所述衬垫材料是直径为15±5μm的塑料微球，所述衬垫材料在所述聚合物分散液晶层中含量为20粒/mm2-30粒/mm2。
4.根据权利要求1所述的一种应变液晶调光显示玻璃制品的制备方法，其特征在于：所述液晶微滴为球形微滴。
5.根据权利要求1所述的一种应变液晶调光显示玻璃制品的制备方法，其特征在于：对所述步骤9后的上下两片有机玻璃施加剪切应力，液晶微滴为各向异性单轴晶体，有机玻璃制品为半透明态；所述剪切应力为分别作用于上下两片有机玻璃侧面的应力F1、F2，所述应力F1、F2大小相同、方向相反。
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