CN105717713A - 改良型近晶相调光玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改良型近晶相调光玻璃，它包括层叠的第一基体层、液晶混合层、第二基体层，第一基体层朝向液晶混合层的表面上、第二基体层朝向液晶混合层的表面上均镀附有片状、长条型的透明电极，透明电极上均布有电阻值小于透明电极的电阻值、快速流经自身的电流可迅速遍布透明电极的多根电极线，每个透明电极上的所有电极线共同连接一根引出电极，并且在液晶混合层的两个表面上设置有保护层。本发明借由低电阻电极线的布置以及保护层的设计，有效地解决了大尺寸、高电阻调光玻璃在传输驱动信号过程中的高能量损耗问题，解决了图像显示时的电化学腐蚀问题，提高了调光玻璃的图像显示效果，延长了使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种调光玻璃，尤指一种改良型近晶相调光玻璃。
背景技术
目前已有的调光玻璃的结构大致都是在基体层上镀一整面透明导电层，然后将带有液晶的混合层夹在上下两个导电层之间，导电层由电极构成，并且，调光玻璃的尺寸都较大，从几寸到几十寸不等，导电层(由ITO、FTO、AZO等制成)的电阻也都较高，从几十欧到上百欧不等，因而可以发现，由于调光玻璃的大尺寸、高电阻的特点，在驱动信号从与导电层的电极相连、位于调光玻璃侧边的引出电极传导到调光玻璃上的内部显示区域的整个传输过程中，驱动信号会损耗很大一部分能量，导致使用调光玻璃过程中，在切换状态时可以看到从引出电极到远离引出电极的内部显示区域之间出现明显的图像渐变，即表现出显示效果的不均匀。并且，损耗的能量还会直接导致显示区域的局部发热，且由于液晶的驱动性能和温度直接相关，所以会进而影响发热区域的驱动性能，从而影响此发热区域的显示效果。同时，因驱动信号在传导过程中损耗了很大的能量，因而很大程度上要通过增大输入给调光玻璃的最终驱动电压来弥补上损耗的能量，这无疑对输出驱动电压的驱动器而言是一种极大的挑战，且又额外增加了驱动器产品本身的功耗。另外，在已有的调光玻璃中，液晶与导电层之间是直接接触的，这种直接接触的结构容易使液晶与导电层两者之间发生电化学反应，还易引起两个导电层之间的电流击穿，从而影响调光玻璃的使用寿命和生产良率，并且，这种液晶与导电层直接接触的结构设计使得调光玻璃在制造过程中为减少电流击穿等的影响，要提高对净房环境、基材的洁净度等的要求，无端增加了净房和基材清洗的成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改良型近晶相调光玻璃，该调光玻璃借由低电阻电极线的布置以及保护层的设计，有效地解决了大尺寸、高电阻调光玻璃在传输驱动信号过程中的高能量损耗问题，解决了图像显示时的电化学腐蚀问题，提高了调光玻璃的图像显示效果，延长了使用寿命。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种改良型近晶相调光玻璃，其特征在于：它包括层叠的第一基体层、液晶混合层、第二基体层，第一基体层朝向液晶混合层的表面上、第二基体层朝向液晶混合层的表面上均镀附有片状、长条型的透明电极，透明电极上均布有电阻值小于透明电极的电阻值、快速流经自身的电流可迅速遍布透明电极的多根电极线，每个透明电极上的所有电极线共同连接一根引出电极，并且在液晶混合层的两个表面上设置有保护层。
在实际设计中，所述第一基体层的表面上镀附有互相之间平行间隔排列的M个所述透明电极，所述第二基体层的表面上镀附有互相之间平行间隔排列的N个所述透明电极，其中，所述第一基体层的表面上的M个所述透明电极与所述第二基体层的表面上的N个所述透明电极之间正交而形成M×N的像素点阵列。
在实际设计中，所述第一基体层的表面上镀附有互相之间平行间隔排列的Q个所述透明电极，所述第二基体层的表面上镀附有互相之间平行间隔排列的Q个所述透明电极，其中，所述第一基体层的表面上的Q个所述透明电极与所述第二基体层的表面上的Q个所述透明电极之间一一对应平行而形成1×Q的像素点阵列。
对于每个所述透明电极，各所述电极线沿所述透明电极的长度方向贯穿所述透明电极布设且所述多根电极线之间平行间隔设置。
所述电极线呈直线状或曲线状。
所述透明电极的两个表面中的任一表面上设有所述电极线。
本发明的优点是：
本发明通过在透明电极上设计有低电阻的电极线，使得电流借由电极线的快速传输而可迅速到达电阻值较大的透明电极的各个部分，从而减小驱动信号在大尺寸、高电阻透明电极上传输时的能量损耗，使调光玻璃在切换状态时不再呈现不良的图像渐变效果，确保了显示效果的均匀性，并且，避免导致调光玻璃的显示区域发生局部发热现象，保证了调光玻璃的驱动性能，同时，因能量损耗的降低而可降低对驱动器输出的驱动电压，从而减少驱动器的产品功耗。
本发明通过设计的保护层可减少液晶混合层两侧的透明电极之间发生电流击穿的概率，透明电极与液晶混合层之间不发生电化学反应(电化学腐蚀)，从而延长调光玻璃的使用寿命，提升产品良率，同时防止制造过程中产生的颗粒物直接接触透明电极而产生打火等不良影响，使调光玻璃在制造过程中不必为了减少电流击穿等的影响而提高对净房环境、基材的洁净度等的要求，降低了净房和基材清洗的成本。另外，在本发明中，保护层可以填充透明电极所形成的丘陵两侧的凹陷，补偿了透明电极和电极线所造成的厚度差，保证了液晶混合层两侧的透明电极与液晶混合层之间的厚度一致性，确保各显示区域的驱动效果一致性。
附图说明
图1是本发明改良型近晶相调光玻璃的层叠结构示意图。
图2是在第一基体层表面上的透明电极上布设电极线的一较佳实施例图。
图3是第一基体层表面上的透明电极与第二基体层表面上的透明电极之间形成的一像素点阵列示意图。
图4是第一基体层表面上的透明电极与第二基体层表面上的透明电极之间形成的另一像素点阵列示意图。
具体实施方式
如图1至图2所示，本发明改良型近晶相调光玻璃10包括层叠的第一基体层11、液晶混合层13、第二基体层12，第一基体层11朝向液晶混合层13的表面上镀附有片状、长条型的透明电极16，第二基体层12朝向液晶混合层13的表面上镀附有片状、长条型的透明电极17，透明电极16上均布有电阻值小于透明电极16的电阻值、快速流经自身(指电极线14)的电流可迅速遍布透明电极16的多根线状电极线14，透明电极17上均布有电阻值小于透明电极17的电阻值、快速流经自身(指电极线15)的电流可迅速遍布透明电极17的多根线状电极线15，每个透明电极16上的所有电极线14共同连接一根引出电极141，以经由引出电极141与外部的用于输出驱动信号的驱动器(图中未示出)连接，每个透明电极17上的所有电极线15共同连接一根引出电极151，以经由引出电极151与外部的用于输出驱动信号的驱动器连接，并且在液晶混合层13的两个表面上设置有保护层18、19，即液晶混合层13分别与均布有电极线14的透明电极16、均布有电极线15的透明电极17之间设置有保护层18、保护层19。
图1所示的第一基体层11和第二基体层12可同时为玻璃制成或同时为有机透明材料制成，当然也可一个为玻璃制成，另一个为有机透明材料制成。其中的有机透明材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、透明硅胶等。第一基体层11和第二基体层12的厚度小于等于5cm。
图1所示的液晶混合层13由近晶相液晶、导电物和间隙子组成。近晶相液晶为A类近晶相液晶有机化合物，如带硅氧基的化合物、四氰基四辛基联苯或四乙酸癸酯四氰基联苯中的任一或任几种的混合。导电物为带导电特性的无机纳米粒子、碳纳米管、石墨烯、碳酸钠或十六烷基三乙基溴化铵等含有导电离子的化合物。间隙子为具有一定直径的透明的绝缘纳米球状物或棒状物，如塑料球、硅球等。在实际设计时，还可在液晶混合层13内掺杂一定量的二色性染料，如淡黄色的偶氮基二色性染料，从而使本发明调光玻璃可实现彩色显示。在本发明中，液晶混合层13属于已有层体，在这里不加以详述。
图1所示的透明电极16和透明电极17可以由导电金属氧化物制成，如氧化铟锡(ITO)、氧化氟锡(FTO)、氧化锌铝(AZO)等，也可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，或者在上述任一种材料的基础上添加含铜、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。
图1所示的电极线14和电极线15可为金属镀层或纳米涂层，其材质可以是银、铝、铜、铬等金属，材质的导电性越好，则对减少驱动信号传输过程中能量损耗的作用越好。
图1所示的保护层18和保护层19为透明的惰性高分子涂层或无机材料涂层，其材质可以是聚酰亚胺(PI)、聚丙烯酸酯等惰性高分子、二氧化硅或氮化硅等无机材料中的任一种。保护层18和保护层19可以是单膜层或双膜层或多膜层。保护层的厚度为小于等于300nm。保护层的层数越多，厚度越大，所得到的下述有益效果越明显，但应以不影响调光玻璃的透光率等光学效果以及不明显提高调光玻璃的驱动电压为准。在实际制作中，保护层18和19的大小以能完全覆盖住透明电极16、17为准，但不能覆盖引出电极141、151。
图2只示出了第一基体层11表面上设计带有电极线14的透明电极16的情形，而第二基体层12表面上设计带有电极线15的透明电极17与图2所示相似，故不再绘图表示，请参考图2来理解。
在实际设计中，透明电极16与17之间可相正交或平行，下面详述：
如图4，第一基体层11的表面上镀附有互相之间平行间隔排列的M(M≥1，M为正整数)个透明电极16，第二基体层12的表面上镀附有互相之间平行间隔排列的N(N≥1，N为正整数)个透明电极17，其中，第一基体层11的表面上的M个透明电极16与第二基体层12的表面上的N个透明电极17之间正交而形成M×N的像素点阵列，图4示出了4×4的像素点阵列，标号20为所构成的矩形像素点。
如图3，第一基体层11的表面上镀附有互相之间平行间隔排列的Q(Q≥1，Q为正整数)个透明电极16，第二基体层12的表面上镀附有互相之间平行间隔排列的Q个透明电极17(如图3所示，透明电极17被透明电极16遮挡而未能显示出)，其中，第一基体层11的表面上的Q个透明电极16与第二基体层12的表面上的Q个透明电极17之间一一对应平行而形成1×Q的像素点阵列，图3示出了1×4的像素点阵列，标号30为所构成的方形像素点。
对于每个透明电极，较佳地，各电极线沿透明电极的长度方向贯穿透明电极布设且多根电极线之间平行间隔设置。图2中示出了透明电极16上沿其长度方向贯穿透明电极16布设多根平行间隔设置的电极线14的情形，图2中示出了透明电极16的长度方向、宽度方向，而透明电极17的长度方向、宽度方向的定义与透明电极16相同，故未绘图示出。另外，在实际设计时，电极线可呈直线状或曲线状，也可为其它任何形状。当然，电极线沿透明电极的宽度方向或其它方向设置也是可以的，但不利于节省电极线的布设成本，或额外增加的调光玻璃的制作难度。
在实际制作中，透明电极的两个表面中的任一表面上设有电极线。当然，在透明电极的两个表面上均设有电极线也是可以的。
在实际制作中，如图3和图4，设定电极线与透明电极的长度一样(视为相同，实际上电极线可比透明电极略长些)，例如，镀附厚度为300埃、长度为1米、宽度为0.5米的ITO透明电极(电阻率为3×10-6欧姆·米)，该ITO透明电极的电阻为200欧姆；镀附厚度为3000埃、长度为1米、宽度为5毫米的银电极线(电阻率为×10-8欧姆·米)，该电极线的电阻为11欧姆。那么，当输入驱动信号时，由于电极线14、15的电阻值要远小于透明电极16、17的电阻值，故而对于大尺寸、高电阻的透明电极而言，电流快速流经电阻值小的电极线的同时可迅速到达透明电极的每一部分，也就是说，驱动信号可以凭借很小的能量损耗而沿电极线被均匀传递至透明电极的所有区域，从而极大减小驱动信号在大尺寸透明电极上传输过程中的能量损耗。
在本发明中，大尺寸、高电阻的调光玻璃即意味着透明电极的尺寸大、电阻大。在调光玻璃领域中，透明电极的长度大于等于1米且宽度大于等于0.5米时定义为大尺寸(透明电极的厚度对尺寸大小没有太大的影响)，电阻值大于100欧姆时定义为大电阻。
在实际设计时，电极线14和15的宽度应介于1μm与5000μm之间。若电极线宽度大于5000μm，则会影响显示效果，若电极线宽度小于1μm，则电极线的电阻值过大，会造成驱动困难。总体而言，电极线越宽，对减少驱动信号传输过程中能量损耗的效果越好，但应以不影响显示效果为准。而电极线14和15的厚度应小于等于2μm。
在实际设计中，电极线14和15的数量越多，则对减少驱动信号传输过程中的能量损耗的效果越好，且对整个调光玻璃的驱动均匀性越好，但应以不影响显示效果为准。图3和图4中示出了设计有三根电极线的情形。
使用时，根据显示需要，驱动器向各透明电极16输出相应驱动信号，具体为经由引出电极141向各个电极线14传输相应电流，电流迅速流到透明电极16各处，实现在透明电极16上对驱动信号的快速施加，同样地，驱动器向各透明电极17输出相应驱动信号，具体为经由引出电极151向各个电极线15传输相应电流，电流迅速流到透明电极17各处，实现在透明电极17上对驱动信号的快速施加。于是，通过对透明电极16、17的电压施加，控制各像素点对应的液晶混合层13部分中的近晶相液晶的排列形态(乱序或规则排列形态)，从而使各像素点对外呈现为雾状避光或全透明状态，完成调光玻璃的驱动显示。
关于调光玻璃的驱动显示过程(已知过程)还可参见专利号为200710175959.9的中国发明专利“一种电控调光介质”、专利号为200810102000.7的中国发明专利“电控调光介质”等中的相应描述来理解。
本发明通过在透明电极上设计有低电阻的电极线，使得电流借由电极线的快速传输而可迅速到达电阻值较大的透明电极的各个部分，从而减小驱动信号在大尺寸、高电阻透明电极上传输时的能量损耗，使调光玻璃在切换状态时不再呈现不良的图像渐变效果，确保了显示效果的均匀性，并且，避免导致调光玻璃的显示区域发生局部发热现象，保证了调光玻璃的驱动性能，同时，因能量损耗的降低而可降低对驱动器输出的驱动电压，从而减少驱动器的产品功耗。
本发明通过设计的保护层可减少液晶混合层两侧的透明电极之间发生电流击穿的概率，透明电极与液晶混合层之间不发生电化学反应(电化学腐蚀)，从而延长调光玻璃的使用寿命，提升产品良率，同时防止制造过程中产生的颗粒物直接接触透明电极而产生打火等不良影响，使调光玻璃在制造过程中不必为了减少电流击穿等的影响而提高对净房环境、基材的洁净度等的要求，降低了净房和基材清洗的成本。另外，在本发明中，保护层可以填充透明电极所形成的丘陵两侧的凹陷，补偿了透明电极和电极线所造成的厚度差，保证了液晶混合层两侧的透明电极与液晶混合层之间的厚度一致性，确保各显示区域的驱动效果一致性。
以上所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。
Claims (6)
1.一种改良型近晶相调光玻璃，其特征在于：它包括层叠的第一基体层、液晶混合层、第二基体层，第一基体层朝向液晶混合层的表面上、第二基体层朝向液晶混合层的表面上均镀附有片状、长条型的透明电极，透明电极上均布有电阻值小于透明电极的电阻值、快速流经自身的电流可迅速遍布透明电极的多根电极线，每个透明电极上的所有电极线共同连接一根引出电极，并且在液晶混合层的两个表面上设置有保护层。
2.如权利要求1所述的改良型近晶相调光玻璃，其特征在于：
所述第一基体层的表面上镀附有互相之间平行间隔排列的M个所述透明电极，所述第二基体层的表面上镀附有互相之间平行间隔排列的N个所述透明电极，其中，所述第一基体层的表面上的M个所述透明电极与所述第二基体层的表面上的N个所述透明电极之间正交而形成M×N的像素点阵列。
3.如权利要求1所述的改良型近晶相调光玻璃，其特征在于：
所述第一基体层的表面上镀附有互相之间平行间隔排列的Q个所述透明电极，所述第二基体层的表面上镀附有互相之间平行间隔排列的Q个所述透明电极，其中，所述第一基体层的表面上的Q个所述透明电极与所述第二基体层的表面上的Q个所述透明电极之间一一对应平行而形成1×Q的像素点阵列。
4.如权利要求1或2或3所述的改良型近晶相调光玻璃，其特征在于：
对于每个所述透明电极，各所述电极线沿所述透明电极的长度方向贯穿所述透明电极布设且所述多根电极线之间平行间隔设置。
5.如权利要求4所述的改良型近晶相调光玻璃，其特征在于：
所述电极线呈直线状或曲线状。
6.如权利要求1所述的改良型近晶相调光玻璃，其特征在于：
所述透明电极的两个表面中的任一表面上设有所述电极线。
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