CN110286527A - 染料液晶调光面板、其制作方法及双层染料液晶调光面板 - Google Patents

染料液晶调光面板、其制作方法及双层染料液晶调光面板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种染料液晶调光面板、其制作方法及双层染料液晶调光面板，该染料液晶调光面板包括：上基板，下基板，位于所述上基板与所述下基板之间的透明电极结构，位于所述上基板和所述下基板之间的隔垫物，以及填充于各所述隔垫物之间的染料液晶；在不对透明电极结构施加电压时，该透明电极结构则不产生电场，染料液晶所在区域以及隔垫物所在区域均呈现透光状态；在对透明电极结构施加电压时，该透明电极结构产生电场，实现在暗态时染料液晶所在区域和隔垫物所在区域均不透光。

Description

染料液晶调光面板、其制作方法及双层染料液晶调光面板
技术领域
本发明涉及调光技术领域，尤指一种染料液晶调光面板、其制作方法及双层染料液晶调光面板。
背景技术
目前，调光面板在建筑、交通领域的应用越来越广泛，现有智能调光面板市场中有聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC)智能调光面板、电致变色智能调光面板等产品。PDLC智能调光面板只能实现透明与雾度切换，不遮光、不隔热；电致变色智能调光面板存在膜层工艺复杂、响应时间慢(8～20s)、暗态颜色偏蓝等问题。染料液晶调光面板利用液晶中二向色性染料分子对光的选择性吸收，实现亮态与暗态的切换，相较现有PDLC、电致变色智能调光面板，在黑态纯度、响应时间等光学性能上有大幅提升。
为了降低暗态透过率，提高对比度，可以增大染料液晶混合物中染料分子的浓度，或者增大盒厚实现。但当二向色性染料分子浓度较大时，会从液晶中析出影响液晶性能，所以染料液晶分子中染料液晶浓度有限。现有染料液晶一般采用高盒厚(一般20um以上)方案，但高盒厚对隔垫物工艺要求较高，实现困难。同时用作隔垫物的材料一般为透明有机物，这样暗态时经过隔垫物区域的光线全部通过液晶盒，进一步提升暗态透过率，降低对比度。
因此，如何降低隔垫物所在区域在暗态下的透光率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种染料液晶调光面板、其制作方法及双层染料液晶调光面板，用以解决相关技术中隔垫物所在区域在暗态下透光率较高的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种染料液晶调光面板，包括上基板，下基板，位于所述上基板与所述下基板之间的透明电极结构，位于所述上基板和所述下基板之间的隔垫物，以及填充于各所述隔垫物之间的染料液晶；
所述染料液晶包括：液晶以及与所述液晶均匀混合的二向色性染料分子；
所述隔垫物包括：黑色带电粒子，以及与所述黑色带电粒子带有相反电量的透明带电粒子；
所述透明电极结构被配置为在所述透明电极结构形成电场时，使所述染料液晶所在区域以及所述隔垫物所在区域呈暗态；在所述透明电极结构不形成电场时，使所述染料液晶所在区域以及所述隔垫物所在区域透光。
在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，在所述透明电极结构不形成电场时，所述黑色带电粒子和所述透明带电粒子均匀分布在所述隔垫物中；
在所述透明电极结构形成电场时，所述黑色带电粒子覆盖所述隔垫物靠近所述上基板或所述下基板一侧的表面，所述透明带电粒子覆盖所述隔垫物与所述黑色带电粒子相对一侧的表面。
在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，等电量的所述黑色带电粒子和所述透明带电粒子封装于微胶囊中；
在所述透明电极结构不形成电场时，所述黑色带电粒子和所述透明带电粒子均匀分布在所述微胶囊中；
在所述透明电极结构形成电场时，所述黑色带电粒子覆盖所述微胶囊靠近所述上基板或所述下基板一侧的表面，所述透明带电粒子覆盖所述微胶囊与所述黑色带电粒子相对一侧的表面。
在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，所述黑色带电粒子在所述隔垫物中的浓度占比为0.5％～20％。
在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，所述透明电极结构包括：第一透明电极和第二透明电极；
所述第一透明电极位于所述下基板面向所述上基板的一侧，第二透明电极位于所述上基板面向所述下基板一侧。
在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，还包括：位于所述上基板面向所述下基板一侧的第一配向层，以及位于所述下基板面向所述上基板一侧的第二配向层。
第二方面，本发明实施例提供还提供了一种如第一方面任一实施例所述的染料液晶调光面板的制作方法，包括：
提供一上基板和一下基板；
在所述上基板和/或所述下基板上形成透明电极结构；
在所述下基板上形成隔垫物；
在形成有所述隔垫物的下基板上涂覆封框胶；
在所述上基板上滴注染料液晶；
将所述上基板与所述下基板对盒。
在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板的制作方法中，所述在所述下基板上形成隔垫物，具体包括：
将均匀混合有黑色带电粒子和透明带电粒子的隔垫物胶材涂覆在所述下基板上；
利用掩膜版对所述隔垫物胶材进行构图，形成所述隔垫物。
在一种可能的实施方式中，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板的制作方法中，所述利用掩膜版对所述隔垫物胶材进行构图，形成所述隔垫物，具体包括：
对涂覆有所述隔垫物胶材的下基板施加交流电，同时利用掩膜版对所述隔垫物胶材进行构图，形成所述隔垫物。
第三方面，本发明实施例还提供了一种双层染料液晶调光面板，包括：两个层叠设置的如第一方面任一实施例所述的染料液晶调光面板；
其中，两个所述染料液晶调光面板中的染料液晶的取向相互正交。
本发明的有益效果：
本发明实施例提供了一种染料液晶调光面板、其制作方法及双层染料液晶调光面板，该染料液晶调光面板包括：上基板，下基板，位于所述上基板与所述下基板之间的透明电极结构，位于所述上基板和所述下基板之间的隔垫物，以及填充于各所述隔垫物之间的染料液晶；所述染料液晶包括：液晶以及与所述液晶均匀混合的二向色性染料分子；所述隔垫物包括：黑色带电粒子，以及与所述黑色带电粒子带有相反电量的透明带电粒子；在不对透明电极结构施加电压时，该透明电极结构则不产生电场，染料液晶中的液晶和二向色性染料分子均垂直取向，不对光进行吸收，同时隔垫物内的黑色带电粒子和透明带电粒子液均匀分布，不对光进行遮挡，染料液晶所在区域以及隔垫物所在区域均呈现透光状态；在对透明电极结构施加电压时，该透明电极结构产生电场，染料液晶中的液晶和二向色性染料分子发生偏转，液晶分子在电场作用下水平排列，诱导二向色性染料分子水平排列，起到吸光作用，同时隔垫物内的黑色带电粒子的排列方式也发生变化，对经过隔垫物区域的光进行遮挡，从而实现在暗态时染料液晶所在区域和隔垫物所在区域均不透光。
附图说明
图1为相关技术中染料液晶调光面板的结构示意图之一；
图2为相关技术中染料液晶调光面板的结构示意图之二；
图3为本发明实施例提供的染料液晶调光面板的结构示意图之一；
图4为本发明实施例提供的染料液晶调光面板的结构示意图之二；
图5为本发明实施例提供的染料液晶调光面板的结构示意图之三；
图6为本发明实施例提供的染料液晶调光面板的结构示意图之四；
图7为本发明实施例提供的双层染料液晶调光面板的结构示意图之一；
图8为本发明实施例提供的双层染料液晶调光面板的结构示意图之二。
具体实施方式
相关技术中的染料液晶调光面板，如图1和图2所示，包括下基板01，上基板04，依次位于下基板01面向上基板04一侧的第一电极层02和第一配向层03，依次位于上基板04面向下基板01一侧的第二电极层05和第二配向层06，位于上基板04与下基板01之间的多个隔垫物07，以及填充于各隔垫物07之间的染料液晶(08和09)。其中，如图1所示，在不对第一电极层02和第二电极层05施加电压时，第一电极层02和第二电极层05之间不产生电场，染料液晶中的液晶08和染料分子09均匀分布，且不发生偏转，从而使光能够透过，呈现亮态；如图2所示，在对第一电极层02和第二电极层05分别施加电压时，第一电极层02和第二电极层05之间产生电场，染料液晶中的液晶08和染料分子09发生偏转，染料分子09对光进行吸收，从而呈现暗态，但是由于隔垫物07采用的是透明材料，在暗态时隔垫物07所在的区域仍有光透过，增大了暗态时光的透过率，减小了对比度，不利于暗态的呈现。
针对相关技术中存在的上述问题，本发明实施例提供了一种染料液晶调光面板、其制作方法及双层染料液晶调光面板，为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
附图中各部件的形状和大小不反应真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供了一种染料液晶调光面板，如图3所示，包括：上基板4，下基板1，位于上基板4与下基板1之间的透明电极结构，位于上基板4和下基板1之间的隔垫物7，以及填充于各隔垫物7之间的染料液晶8；
染料液晶8包括：液晶81以及与液晶81均匀混合的二向色性染料分子82；
隔垫物7包括：黑色带电粒子9，以及与黑色带电粒子9带有相反电量的透明带电粒子10；
透明电极结构10被配置为在透明电极结构形成电场时，使染料液晶8所在区域以及隔垫物7所在区域呈暗态；在透明电极结构不形成电场时，使染料液晶8所在区域以及隔垫物7所在区域透光。
具体地，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，在不对透明电极结构施加电压时，该透明电极结构则不产生电场，染料液晶中的液晶和二向色性染料分子均垂直取向，不对光进行吸收，同时隔垫物内的黑色带电粒子和透明带电粒子液均匀分布，不对光进行遮挡，染料液晶所在区域以及隔垫物所在区域均呈现透光状态；在对透明电极结构施加电压时，该透明电极结构产生电场，染料液晶中的液晶和二向色性染料分子发生偏转，液晶分子在电场作用下水平排列，诱导二向色性染料分子水平排列，起到吸光作用，同时隔垫物内的黑色带电粒子的排列方式也发生变化，对经过隔垫物区域的光进行遮挡，从而实现在暗态时染料液晶所在区域和隔垫物所在区域均不透光。
可选地，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，如图3和图4所示，在透明电极结构不形成电场时，黑色带电粒子9和透明带电粒子10均匀分布在隔垫物7中；
在透明电极结构形成电场时，黑色带电粒子9覆盖隔垫物7靠近上基板4或下基板1一侧的表面，透明带电粒子10覆盖隔垫物7与黑色带电粒子9相对一侧的表面。
具体地，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，以黑色带电粒子和透明带电粒子为最小单位均匀混合至隔垫物胶材中，在透明电极结构不形成电场时，黑色带电粒子和透明带电粒子均匀分散在隔垫物中，不对光进行遮挡；其中，所有透明带电粒子所带的电量与所有黑色带电粒子所带的电量相等，但电性相反；在对透明电极结构施加电压，形成电场时，黑色带电粒子和透明带电粒子分别覆盖隔垫物靠近上基板或下基板一侧的表面，黑色带电粒子对隔垫物区域处的光进行遮挡，从而降低了光的透过率，提高了对比度。
需要说明的是，该透明带电粒子的加入是为了对黑色带电粒子的电性进行平衡，使隔垫物整体为一个不带电体，便于对驱动电压的控制。
可选地，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，如图5和图6所示，等电量的黑色带电粒子9和透明带电粒子10封装于微胶囊11中；
在透明电极结构不形成电场时，黑色带电粒子9和透明带电粒子10均匀分布在微胶囊11中；
在透明电极结构形成电场时，黑色带电粒子9覆盖微胶囊11靠近上基板4或下基板1一侧的表面，透明带电粒子10覆盖微胶囊11与黑色带电粒子9相对一侧的表面。
具体地，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，将等电量的合适带电粒子和透明带电粒子封装于微胶囊中，以微胶囊为单位与隔垫物胶材均匀混合，其中，微胶囊在隔垫物中是不能进行运动的，但是在电场的驱动下，微胶囊中的带电粒子是可以在微胶囊中运动的。同样，在透明电极结构不形成电场时，黑色带电粒子和透明带电粒子均匀分散在微胶囊中，不对光进行遮挡；在对透明电极结构施加电压，形成电场时，黑色带电粒子和透明带电粒子分别覆盖微胶囊近上基板或下基板一侧的表面，多个微胶囊进行组合，则起到了覆盖隔垫物上表面或下表面的作用，从而降低了光的透过率，提高了对比度。
需要说明的是，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，隔垫物中的黑色带电粒子的浓度较小，在其均匀分布在隔垫物中时不会阻挡光线的通过，即不影响亮态时的透过率，其中该黑色带电粒子占隔垫物的浓度根据所设置的隔垫物的上下底面积有关(即与上基板和下基板接触面的面积)，该黑色带电粒子平铺只要能覆盖上下底面即可。
可选地，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，黑色带电粒子在隔垫物中的浓度占比为0.5％～20％。
可选地，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，如图3-图6所示，透明电极结构包括：第一透明电极2和第二透明电极5；
第一透明电极2位于下基板1面向上基板4的一侧，第二透明电极5位于上基板4面向下基板1一侧。
其中，图3至图6所示的结构，均是以第一透明电极和第二透明电极分别位于上基板和下基板为例进行说明的，但并不仅限于此，第一透明电极和第二透明电极可以位于同一基板上，也能形成电场驱动染料液晶和带电粒子运动，可以根据实际结构设计进行选择，在此不作具体限定。
可选地，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，如图3-图6所示，还包括：位于下基板1面向上基板4一侧的第一配向层3，以及位于上基板4面向下基板1一侧的第二配向层6。
其中，该第一配向层和第二配向层的设置与相关技术中的配向层所起的作用及制作过程相同，在此不再赘述。
需要说明的是，本发明实施例提供的染料液晶调光面板中，上基板和下基板可以为透明玻璃，从而形成染料液晶调光玻璃，当然也可为其他透明基板，在此不作具体限定。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种染料液晶调光面板的制作方法，包括：
提供一上基板和一下基板；
在上基板和/或下基板上形成透明电极结构；
在下基板上形成隔垫物；
在形成有隔垫物的下基板上涂覆封框胶；
在所述上基板上滴注染料液晶；
将上基板与下基板对盒。
其中，在涂覆封框胶之前还包括在上基板和下基板上涂覆配向液，以形成第一配向层和第二配向层，该过程与相关技术中配向层的制作方法相同，在此不再赘述。
可选地，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板的制作方法中，在下基板上形成隔垫物，具体包括：
将均匀混合有黑色带电粒子和透明带电粒子的隔垫物胶材涂覆在下基板上；
利用掩膜版对隔垫物胶材进行构图，形成隔垫物。
可选地，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板的制作方法中，利用掩膜版对隔垫物胶材进行构图，形成隔垫物，具体包括：
对涂覆有隔垫物胶材的下基板施加交流电，同时利用掩膜版对隔垫物胶材进行构图，形成隔垫物。
具体地，在本发明实施例提供的染料液晶调光面板的制作方法中，在对隔垫物胶材进行构图的同时对涂覆有隔垫物胶材的下基板施加交流电，是为了进一步使黑色带电粒子均匀分布在隔垫物胶材中，避免对曝光产生影响，有利于构图的完成。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种双层染料液晶调光面板，如图7和图8所示，包括：两个层叠设置的上述任一实施例提供的染料液晶调光面板(100和200)；
其中，两个染料液晶调光面板(100和200)中的染料液晶的取向相互正交。
需要说明的是，染料液晶的取向相互正交表述的是，在两个染料液晶调光面板的染料液晶中，液晶分子相互正交，同时二向色性染料分子也相互正交。
具体地，双层染料液晶调光面板一般上下两个染料液晶调光面板，两个染料液晶调光面板中的液晶取向相互正交。透明电极结构不产生电场时，上下两个染料液晶调光面板中的液晶分子均垂直取向，诱导二向色性染料分子竖直排列，基本不吸光，染料液晶区域光线全部通过；同时由于隔垫物中黑色带电粒子和透明带电粒子均匀分布，隔垫物区域的光线也全部通过，实现亮态，如图7所示。在透明电极结构产生电场时，液晶分子在电场作用下水平排列，诱导二向色性染料分子水平排列，起到吸光作用，同时由于上下两个染料液晶调光面板中，液晶取向相互正交，二向色性染料分子排列也相互正交，染料液晶区域光线大部分被吸收，呈现暗态；同时隔垫物内的黑色带电粒子在电场的驱动下，使隔垫物所在的区域也对光进行遮挡，呈现不透光的状态，从而使整个面板呈现暗态，如图8所示。
具体地，在本发明实施例提供的双层染料液晶调光面板中，可以在上下两个染料液晶调光面板中施加相反电压，使加电后，隔垫物靠近两侧基板表面均为黑色带电粒子，从而从基板两侧观看时隔垫物所在区域均为黑色，彻底防止隔垫物处漏光，降低调光面板整体暗态透过率，提升对比度，提升调光面板的视觉体验。
其中，该双层染料液晶调光面板中的各染料液晶调光面板的原理及制作过程与上述染料液晶调光面板相同，具体可参见上述实施例进行实施，在此不再赘述。
本发明实施例提供了一种染料液晶调光面板、其制作方法及双层染料液晶调光面板，该染料液晶调光面板包括：上基板，下基板，位于所述上基板与所述下基板之间的透明电极结构，位于所述上基板和所述下基板之间的隔垫物，以及填充于各所述隔垫物之间的染料液晶；所述染料液晶包括：液晶以及与所述液晶均匀混合的二向色性染料分子；所述隔垫物包括：黑色带电粒子，以及与所述黑色带电粒子带有相反电量的透明带电粒子；在不对透明电极结构施加电压时，该透明电极结构则不产生电场，染料液晶中的液晶和二向色性染料分子均垂直取向，不对光进行吸收，同时隔垫物内的黑色带电粒子和透明带电粒子液均匀分布，不对光进行遮挡，染料液晶所在区域以及隔垫物所在区域均呈现透光状态；在对透明电极结构施加电压时，该透明电极结构产生电场，染料液晶中的液晶和二向色性染料分子发生偏转，液晶分子在电场作用下水平排列，诱导二向色性染料分子水平排列，起到吸光作用，同时隔垫物内的黑色带电粒子的排列方式也发生变化，对经过隔垫物区域的光进行遮挡，从而实现在暗态时染料液晶所在区域和隔垫物所在区域均不透光。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种染料液晶调光面板，其特征在于，包括：上基板，下基板，位于所述上基板与所述下基板之间的透明电极结构，位于所述上基板和所述下基板之间的隔垫物，以及填充于各所述隔垫物之间的染料液晶；
所述染料液晶包括：液晶以及与所述液晶均匀混合的二向色性染料分子；
所述隔垫物包括：黑色带电粒子，以及与所述黑色带电粒子带有相反电量的透明带电粒子；
所述透明电极结构被配置为在所述透明电极结构形成电场时，使所述染料液晶所在区域以及所述隔垫物所在区域呈暗态；在所述透明电极结构不形成电场时，使所述染料液晶所在区域以及所述隔垫物所在区域透光。
2.如权利要求1所述的染料液晶调光面板，其特征在于，在所述透明电极结构不形成电场时，所述黑色带电粒子和所述透明带电粒子均匀分布在所述隔垫物中；
在所述透明电极结构形成电场时，所述黑色带电粒子覆盖所述隔垫物靠近所述上基板或所述下基板一侧的表面，所述透明带电粒子覆盖所述隔垫物与所述黑色带电粒子相对一侧的表面。
3.如权利要求1所述的染料液晶调光面板，其特征在于，等电量的所述黑色带电粒子和所述透明带电粒子封装于微胶囊中；
在所述透明电极结构不形成电场时，所述黑色带电粒子和所述透明带电粒子均匀分布在所述微胶囊中；
在所述透明电极结构形成电场时，所述黑色带电粒子覆盖所述微胶囊靠近所述上基板或所述下基板一侧的表面，所述透明带电粒子覆盖所述微胶囊与所述黑色带电粒子相对一侧的表面。
4.如权利要求1-3任一项所述的染料液晶调光面板，其特征在于，所述黑色带电粒子在所述隔垫物中的浓度占比为0.5％～20％。
5.如权利要求1-3任一项所述的染料液晶调光面板，其特征在于，所述透明电极结构包括：第一透明电极和第二透明电极；
所述第一透明电极位于所述下基板面向所述上基板的一侧，第二透明电极位于所述上基板面向所述下基板一侧。
6.如权利要求1-3任一项所述的染料液晶调光面板，其特征在于，还包括：位于所述上基板面向所述下基板一侧的第一配向层，以及位于所述下基板面向所述上基板一侧的第二配向层。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的染料液晶调光面板的制作方法，其特征在于，包括：
提供一上基板和一下基板；
在所述上基板和/或所述下基板上形成透明电极结构；
在所述下基板上形成隔垫物；
在形成有所述隔垫物的下基板上涂覆封框胶；
在所述上基板上滴注染料液晶；
将所述上基板与所述下基板对盒。
8.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述在所述下基板上形成隔垫物，具体包括：
将均匀混合有黑色带电粒子和透明带电粒子的隔垫物胶材涂覆在所述下基板上；
利用掩膜版对所述隔垫物胶材进行构图，形成所述隔垫物。
9.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述利用掩膜版对所述隔垫物胶材进行构图，形成所述隔垫物，具体包括：
对涂覆有所述隔垫物胶材的下基板施加交流电，同时利用掩膜版对所述隔垫物胶材进行构图，形成所述隔垫物。
10.一种双层染料液晶调光面板，其特征在于，包括：两个层叠设置的如权利要求1-6任一项所述的染料液晶调光面板；
其中，两个所述染料液晶调光面板中的染料液晶的取向相互正交。
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