CN109557706A - 一种液晶无尘黑板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种液晶无尘黑板及其制造方法，该液晶无尘黑板是由两张导电胶片夹一层聚合物分散胆甾相液晶构成的大面积的写字板。该液晶无尘黑板具有良好的抗液晶沉降堆积特性、经久耐用等优点，能够使液晶无尘黑板在长期竖直悬挂使用情况下也不发生液晶向下流动堆积造成失效，能解决液晶无尘黑板使用寿命低的问题。该方法采用分步曝光的方式，第一步曝光制作聚合物细线隔断墙和第二步曝光制作聚合物分散胆甾相液晶大微滴，使聚合物分散胆甾相液晶层中有聚合物细线组成的网络，把上、下导电胶片黏结牢固，形成密封小区域，使液晶不能自由流动，能够达到阻止液晶无尘黑板中液晶沉降堆积的难题，使液晶无尘黑板显著延长使用寿命。

Description

一种液晶无尘黑板及其制造方法

技术领域

本发明属于制造液晶无尘黑板的技术领域，特别涉及一种液晶无尘黑板及其制造方法，采用特殊工艺制造出的液晶无尘黑板具有抗液晶沉降堆积提高产品使用寿命的效果。

背景技术

液晶非显示器件的产品主要是聚合物分散向列相液晶电控调光膜和聚合物分散胆甾相液晶写字板。大面积的聚合物分散胆甾相液晶写字板即液晶无尘黑板具有十分巨大的市场前景，受到人们的关注，成为投资热点。由于液晶无尘黑板是要在竖直悬挂的情况下使用，且长期竖直悬挂，书写时字迹要粗且亮，往往是需要在聚合物中分散的液晶微滴要比较大，液晶比例稍多些。常规工艺制造的产品，液晶微滴不能完全被聚合物分割开，形成的是连通体，在产品竖直使用较长时间后，容易发生液晶沉降堆积到黑板底部。这样就造成黑板上方液晶少，下方液晶多，黑板下部膨胀，液晶层变厚，使得产品失效。此外，使用中现有液晶无尘黑板聚合物黏结不牢固，经过书写挤压受力也会使得聚合物撕开导致液晶向下流动了，最终导致大黑板失效。为解决这种产品长期使用后失效问题，本发明提出一种分两步曝光的特殊制造工艺。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种液晶无尘黑板及其制造方法。该液晶无尘黑板具有良好的抗液晶沉降堆积特性、经久耐用等优点，能够使液晶无尘黑板在长期竖直悬挂使用情况下也不发生液晶向下流动堆积造成失效，能解决液晶无尘黑板使用寿命低的问题。本发明方法采用分步曝光的方式，第一步曝光制作聚合物细线隔断墙和第二步曝光制作聚合物分散胆甾相液晶大微滴，使聚合物分散胆甾相液晶层中有聚合物细线组成的网络，把上、下导电胶片黏结牢固，形成密封小区域，使液晶不能自由流动，能够达到阻止液晶无尘黑板中液晶沉降堆积的难题，使液晶无尘黑板显著延长使用寿命。

本发明解决所述技术问题采用以下技术方案实现：

一种液晶无尘黑板，包括两张导电胶片、及夹在两张导电胶片之间的一层聚合物分散胆甾相液晶层；其特征在于，所述聚合物分散胆甾相液晶层中具有聚合物网格密封细线，聚合物网格密封细线将聚合物分散胆甾相液晶层分割成不能连通流动的无数小区域。

一种液晶无尘黑板的制造方法，包括下述步骤：

1)将预聚合物与胆甾相液晶按比例配制聚合物分散胆甾相液晶预聚合物混合液，并混合进间隔子；

2)上导电胶片、下导电胶片分别开卷，把步骤1)混合了间隔子的混合液涂布到上下两导电胶片之间，两张导电胶片中上面一张是透明导电胶片，下面一张是不透明导电胶片，使两张导电胶片和预聚合物与胆甾相液晶混合液形成复合胶片；

3)在覆膜机上，对步骤2)的复合胶片进行覆膜，形成厚度均匀一致的复合胶片：在覆膜辊驱动下，将复合胶片连续移动平铺在平台上，复合胶片前端接近平台前端时，覆膜机停机，把靠近覆膜机一端的复合胶片剪切下来，整张复合胶片平铺在平台上；

4)采用分两步曝光的工艺进行曝光：第一步强光曝光，在步骤3)平铺后的复合胶片上覆盖上遮光菲林版，强光曝光时间数十秒；在第一步强光曝光后停止曝光数分钟，撤掉遮光菲林版，进行第二步弱光曝光，弱光连续曝光时间数十秒，复合胶片完全固化；

5)按照产品规格尺寸进行裁剪切割，交后工序制作车间。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

现有液晶无尘黑板制造技术，曝光后虽然形成聚合物分散胆甾相液晶层，但聚合物并不能完全把液晶分散隔断，形成的是液晶连通体。用作小面积的液晶写字板产品时，字迹可以比较细，液晶微滴可以比较小，而且通常是平铺状态，避免了液晶沉降堆积。但是用作大面积液晶无尘黑板使用时，在竖直悬挂状态下，字迹要比较粗，液晶微滴就要比较大，液晶连通体就会造成液晶向下沉降堆积。久而久之，上面液晶流走写不出字，下面肿胀得液晶变多膜层变厚，即写不上也加电擦除不掉。

本发明方法，在制造过程中，多加一步制作细线密封隔断的曝光工艺，将使两张导电胶片黏结更牢固，聚合物分散胆甾相液晶被分割成不能连通的小区域，就能有效解决液晶沉降堆积问题。这是因为在第一步曝光中，遮光菲林版的细狭缝，使强光透进到预聚合物中，倾向于聚合成如菲林版图案一样的网络。因细狭缝比较细窄，聚合物网络线也就比较细，在黑板里形成细黑线密封网络。经过曝光后，受热运动影响，周边的预聚合物向聚合物细线继续聚拢固化，细线中虽然包裹了些液晶微滴，但总体上是形成富聚合物区。在第二步弱曝光时，网络线隔断内小区域的预聚合物与胆甾相液晶混合液经过弱曝光相分离，形成聚合物分散胆甾相液晶大微滴，虽然仍可能是液晶连通体状态，但与上下胶片黏结牢固的聚合物网络细线则能把液晶有效控制在小面积区域内。如此，产品在使用中，书写时，虽然字迹笔画被细线网络隔开，但毕竟液晶无尘黑板是给观众在远处看，不在近处是看不清黑细线隔开字迹的。找到巧妙的方法把上下导电胶片黏结牢固，聚合物网络把聚合物分散胆甾相液晶密封成不连通的小区域，是本发明的关键。

经过本发明方法制造的液晶无尘黑板具有良好的抗液晶沉降特性，能够使液晶无尘黑板在长期竖直悬挂使用情况下也不发生液晶向下流动堆积造成失效。

相比现有技术，本发明的不利效果在于：

生产效率不高，不方便卷对卷连续生产，需要超长平台铺平复合胶片进行第一步和第二步曝光。

总之，本发明方法，是第一步菲林版遮挡强光曝光形成聚合物大网络分割区域与第二步弱光曝光形成聚合物分散胆甾相液晶大微滴相结合，实现液晶无尘黑板产品具有抗液晶沉降堆积的性质，进而达到提高产品使用寿命的目的。

附图说明

图1是本发明制造大面积液晶无尘黑板的曝光台装置示意图；

图2是本发明液晶无尘黑板的聚合物网络密封细线与聚合物分散胆甾相微滴小区域的关系示意图。

图中：1，平台；2，下导电胶片；3，聚合物分散胆甾相液晶层；4，上导电胶片；5，菲林版；6，强光紫外光源；7，聚合物网络密封细线；8，聚合物分散胆甾相液晶微滴。

具体实施方式

下面结合实施例及附图进一步解释本发明，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。

本发明液晶无尘黑板，包括两张导电胶片、及夹在两张导电胶片之间的一层聚合物分散胆甾相液晶层3；所述聚合物分散胆甾相液晶层中具有聚合物网格密封细线7，聚合物网格密封细线将聚合物分散胆甾相液晶层分割成不能连通流动的无数小区域，使产品不发生液晶沉降向黑板底部堆积情况，有效延续液晶无尘黑板的使用寿命。

所述聚合物分散胆甾相液晶层是由预聚合物与胆甾相液晶混合液经过紫外光曝光发生相分离而造成的；所述液晶无尘黑板为大面积液晶写字板，所述大面积指1平方米以上。所述步骤1)中预聚合物与胆甾相液晶的体积比为4:6～6:4。小面积的液晶手写板，需要字迹细腻清楚，所以液晶与聚合物的比例相当，如1比1，聚合物把液晶分散包裹成细小的微滴，聚合物把上下导电胶片黏结得相对牢固，产品外观字迹笔画很细不够亮。但大面积的液晶无尘黑板，则要求字迹粗颜色亮，制造时是液晶比聚合物多些，液晶微滴就大些，布拉格反射强烈些，于是聚合物对上下导电胶片的黏结就不够牢固。加上书写时塑料硬质笔对胶片做按压刻划，一定会造成聚合物黏合剂胶层被破坏，而且大黑板是竖直悬挂使用，液晶是具有流动性粘稠液体，日积月累总是向下流动，最后堆积到黑板底部，黑板就失效了。本申请中还可以选择1:1的比例进行添加，由于网格密封线处是富聚合物区，网络空隙处是富液晶区的设置，会使网络空隙处液晶比聚合物多些，加上第二步弱曝光容易形成液晶大微滴，进而有助于形成字迹粗颜色亮的效果。

本发明保护一种上述液晶无尘黑板的制造方法，包括下述步骤：

1)将预聚合物与胆甾相液晶按比例配制聚合物分散胆甾相液晶预聚合物混合液，并混合进间隔子；

2)上导电胶片4、下导电胶片2分别开卷，把步骤1)混合了间隔子的混合液涂布到上下两导电胶片之间，两张导电胶片中上面一张是透明导电胶片，下面一张是不透明导电胶片，使两张导电胶片和预聚合物与胆甾相液晶混合液形成复合胶片；

3)在覆膜机上，对步骤2)的复合胶片进行覆膜形成厚度均匀一致的复合胶片：在覆膜辊驱动下，将复合胶片连续缓慢移动平铺在平台1上，复合胶片前端接近平台前端时，覆膜机停机，把靠近覆膜机一端的复合胶片剪切下来，整张复合胶片平铺在平台上；缓慢移动有利于复合胶片舒展后依靠胶片的展平力量把预聚合物与胆甾相液晶混合液均匀铺展成厚度均匀的薄层，速度快容易造成膜层厚度不均匀出现质量不均匀问题；

4)采用分两步曝光的工艺进行曝光：第一步强光曝光，在步骤3)平铺后的复合胶片上覆盖上遮光菲林版5，强光曝光时间数十秒；在第一步强光曝光后停止曝光数分钟，撤掉遮光菲林版，进行第二步弱光曝光，弱光连续曝光时间数十秒，复合胶片完全固化；

5)按照产品规格尺寸进行裁剪切割，交后工序制作车间。

本发明方法的进一步特征在于，所述菲林版是由遮光的黑块和透光的细狭缝构成的图案。图案可以是四方格、菱形格、三角格、蜂窝网格等，细狭缝形成连续网络，细狭缝宽度在不大于0.5mm，遮光的黑块大小为0.5～1.2cm²。细狭缝太宽容易被观众眼睛看到，太细黏结力没保障，容易剥落。

本发明方法中，所述间隔子为4～6μm粉，质量百分比占整个聚合物分散胆甾相液晶预聚合物混合液的千分之一左右。

本发明方法中不透明导电胶片的下表面涂满黑漆，能形成黑板绿字效果。液晶黑板的原理是上面的是透明的导电胶片，液晶的状态在自然光下能透过透明胶片体现出来，平面状态有布拉格对可见光的选择反射，如液晶是绿颜色，则人们就能看到绿色字迹，焦锥状态没有布拉格选择反射，光透射过去，但这样人们不好辨识显示内容，所以人们是把底下的胶片后面再涂上黑漆，于是就看得出黑字了，这是绿底黑字的绿板。换个角度，人们是让黑板处在焦锥态，看着是黑色大黑板，通过书写笔按压，出现绿字，也可以是黄字、篮字等其他颜色的字，这才是黑板绿字效果，没有后面的黑漆，则不是这个效果，如背面是白漆，则显示的是互补颜色，绿液晶不是绿色，成了粉红色的光谱补色，黄色液晶看上去不黄，反而成蓝色的了。因此黑底绿字的效果是靠背面的胶片涂黑做到的。液晶黑板的字迹擦除是靠在导电胶片上施加电压，有电场导致液晶分子垂面取向，去掉电压进入焦锥螺旋状态不反射光而透射光就看到黑底了，书写的按压力使液晶跑到平面螺旋状态导致布拉格选择反射，就让人看见字迹了。电控调光膜是聚合物分散向列相液晶，用的就是两张都透明的导电胶片。液晶无尘黑板是聚合物分散胆甾相液晶，用的是一张透明导电胶片和一张不透明导电胶片。

本发明方法设置两步曝光，第一步时强光曝光需要停车放置遮光菲林版，为提高效率，选择更长的曝光平台，且本申请方法不能连续不间断的曝光，需要进行第一次曝光后撤掉菲林版做第二次弱光曝光，都在同一个曝光平台位置上。

本发明方法中曝光时优选紫外光曝光技术，上述的强光弱光都是指紫外光的强弱，在生产上紫外光曝光是可行的，所述强光是每平方米千瓦以上的曝光强度，由于细狭缝很细，光弱不起作用，强光有利于细狭缝形成聚合物网络。弱光是每平方米百瓦以下的曝光强度，有利于形成液晶大微滴。常规工艺的曝光强度每平米百瓦至千瓦之间的强度，可以通过曝光时间长短调节，且为连续地一次曝光，普通曝光工艺的中等强度曝光，液晶微滴尺寸较小。本发明的工艺是强光和弱光两步曝光工艺的结合，强光菲林版遮光做网络，弱光做聚合物分散胆甾相液晶大微滴。原理是：预聚合物与液晶混合液可以按照1比1的比例混合，但在强光曝光时，聚合物网络形成，聚合并没有停止，热运动使得没聚合的预聚合物分子从混合液中向网络线移动继续聚合，效果是网络线处富聚合物，网络线外富液晶，弱光曝光也是给出充裕的时间，使预聚合物聚合时间长，预聚合物找预聚合物持续缓慢聚合，而液晶被排挤出去形成比较大的液晶微滴。

实施例1

本实施例一种液晶无尘黑板，由两张导电胶片夹一层聚合物分散胆甾相液晶层构成的大面积的液晶写字板。

上述液晶无尘黑板的制造方法，包括如下具体步骤：

1)采用常规工艺，预聚合物与胆甾相液晶比例为1比1配制出聚合物分散胆甾相液晶预聚合物混合液，并混合进千分之一质量比的5μm粉间隔子，间隔子的作用为支撑胶片，预聚合物是聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化胶黏合剂，胆甾相液晶是大双折射率低阈值电压的向列相液晶加手性剂配制而成；

2)把1200mm宽的上、下导电胶片分别开卷，采用常规工艺把步骤1)混合有间隔子的混合液涂布到导电胶片之间(两张导电胶片中上面一张是透明导电胶片，下面一张是后面涂布黑涂料的不透明导电胶片)；

3)在专用辊长1200mm以上的覆膜机设备上，采用常规工艺进行覆膜，使预聚合物与胆甾相液晶形成均匀薄层的复合胶片；

复合后的夹了预聚合物分散胆甾相液晶的复合胶片，在覆膜辊驱动下，连续缓慢移动平铺在平台上，复合胶片前端接近平台前端时，覆膜机停机，把靠近覆膜机一端的复合胶片剪切下来，整张长复合胶片平铺在宽约1m半长约5m平台上；

4)采用分两步曝光的工艺进行曝光：第一步曝光，在步骤3得到的复合胶片上覆盖上遮光菲林版，该菲林版是由遮光的黑块和透光的细狭缝构成的图案，图案是蜂窝网格，细狭缝形成连续网络，细狭缝宽度为0.5mm，遮光黑块大小在1cm²左右，每平方米2000W强光曝光时间30秒，强光采用强光紫外光源6；在第一步曝光后停止曝光3分钟，撤掉遮光菲林版，采用常规工艺进行第二步曝光，每平方米500W弱光连续曝光时间60秒，复合胶片完全固化，得到具有聚合物网格密封细线，且聚合物网格内填充聚合物分散胆甾相液晶微滴8的复合胶片；本实施例中强光和弱光通过控制强光紫外光源打开的灯的数量进行控制。

5)按照产品规格尺寸进行裁剪切割，交后工序制作车间。

本申请方法中所提到的常规工艺均为现有工艺，如何配料、搅拌、覆膜、开卷收卷、弱光曝光等都可依据现有技术实行。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (9)

1.一种液晶无尘黑板，包括两张导电胶片、及夹在两张导电胶片之间的一层聚合物分散胆甾相液晶层；其特征在于，所述聚合物分散胆甾相液晶层中具有聚合物网格密封细线，聚合物网格密封细线将聚合物分散胆甾相液晶层分割成不能连通流动的无数小区域。

2.根据权利要求1所述的液晶无尘黑板，其特征在于所述聚合物分散胆甾相液晶层是由预聚合物与胆甾相液晶混合液经过紫外光曝光发生相分离而造成的。

3.根据权利要求1所述的液晶无尘黑板，其特征在于所述液晶无尘黑板的面积为1平方米以上。

4.一种液晶无尘黑板的制造方法，包括下述步骤：

1）将预聚合物与胆甾相液晶按比例配制聚合物分散胆甾相液晶预聚合物混合液，并混合进间隔子；

2）上导电胶片、下导电胶片分别开卷，把步骤1）混合了间隔子的混合液涂布到上下两导电胶片之间，两张导电胶片中上面一张是透明导电胶片，下面一张是不透明导电胶片，使两张导电胶片和预聚合物与胆甾相液晶混合液形成复合胶片；

3）在覆膜机上，对步骤2）的复合胶片进行覆膜，形成厚度均匀一致的复合胶片：在覆膜辊驱动下，将复合胶片连续移动平铺在平台上，复合胶片前端接近平台前端时，覆膜机停机，把靠近覆膜机一端的复合胶片剪切下来，整张复合胶片平铺在平台上；

4）采用分两步曝光的工艺进行曝光：第一步强光曝光，在步骤3）平铺后的复合胶片上覆盖上遮光菲林版，强光曝光时间数十秒；在第一步强光曝光后停止曝光数分钟，撤掉遮光菲林版，进行第二步弱光曝光，弱光连续曝光时间数十秒，复合胶片完全固化；

5）按照产品规格尺寸进行裁剪切割，交后工序制作车间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述菲林版是由遮光的黑块和透光的细狭缝构成的图案；细狭缝宽度在不大于0.5mm，遮光的黑块大小为0.5~1.2cm²。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，图案为四方格、菱形格、三角格或蜂窝网格。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述间隔子为4~6μm粉，质量百分比占整个聚合物分散胆甾相液晶预聚合物混合液的千分之一。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，不透明导电胶片的下表面涂满黑漆。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤1）中预聚合物与胆甾相液晶的体积比为4:6~6:4。