CN111240103A - 调光玻璃及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种调光玻璃及制备方法，属于显示技术领域，其可解决现有的调光玻璃在暗态时，隔垫物所在区域漏光的问题。本发明的调光玻璃，包括：至少一层调光结构；调光结构包括：相对设置的第一基板和第二基板、位于第一基板和第二基板之间的液晶层，及维持第一基板和第二基板之间液晶层盒厚的隔垫物；液晶层包括：液晶分子；隔垫物包括：微胶囊；微胶囊中封装有黑色带电粒子和透明带电粒子；其中，黑色带电粒子与透明带电粒子极性相反。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种调光玻璃及制备方法。
背景技术
目前，调光玻璃在建筑、交通领域的应用越来越广泛，现已有汽车、高铁、客机等客户对染料液晶调光玻璃感兴趣。现有智能调光玻璃市场中有聚合物分散液晶(polymerdispersed liquid crystal，PDLC)智能调光玻璃、电致变色智能玻璃等产品。PDLC智能玻璃只能实现透明与雾度切换，不遮光、不隔热；电致变色智能玻璃存在膜层工艺复杂、响应时间慢(8～20s)、暗态颜色偏蓝等问题。染料液晶调光玻璃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、电致变色智能玻璃，在暗态纯度、响应时间等光学性能上有大幅提升。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有调光玻璃一般使用隔垫物(postspacer，PS)作为盒内支撑物，由于PS一般为透明有机物，这样，在暗态下，PS所在区域会出现漏光现象。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种调光玻璃及制备方法。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种调光玻璃，包括：至少一层调光结构；所述调光结构包括：相对设置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，及维持所述第一基板和所述第二基板之间所述液晶层盒厚的隔垫物；所述液晶层包括：液晶分子，用于在所述第一基板和所述第二基板之间的电场作用下控制所述液晶层中的所述液晶分子的偏转，以调整所述液晶分子所在区域光线的透过率；
所述隔垫物包括：微胶囊；所述微胶囊中封装有黑色带电粒子和透明带电粒子；其中，所述黑色带电粒子与所述透明带电粒子极性相反，用于在所述第一基板和所述第二基板之间的电场作用下控制所述黑色带电粒子和所述透明带电粒子的排布，以调整所述隔垫物所在区域光线的透过率。
可选地，所述液晶层还包括：二向性染料分子。
可选地，所述液晶层还包括：手性添加剂。
可选地，所述微胶囊中所述黑色带电粒子的浓度为0.5％至20％。
可选地，所述第一基板包括：第一基底和位于所述第一基底上的第一电极；
所述第二基板包括：第二基底和位于所述第二基底上的第二电极。
可选地，所述调光玻璃还包括：位于所述第一电极上的第一配向层和位于所述第二电极上的第二配向层；
所述第一配向层和所述第二配向层的预倾角相同。
可选地，所述调光玻璃包括：两层所述调光结构；
两层所述调光结构叠层设置；其中一层所述调光结构中的所述第一配向层和所述第二配向层与另一层所述调光结构中的所述第一配向层和所述第二配向层的预倾角相差90度。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种调光玻璃的制备方法，包括：
将混合均匀的黑色带电粒子和透明带电粒子封装于微胶囊中；
将所述微胶囊通过丝网印刷工艺打印至所述第一基板上，使得所述微胶囊在所述第一基板上形成预设图案；
在形成有所述微胶囊的所述第一基板上涂覆封框胶；
将液晶分子滴入所述第一基板上所述封框胶限定区域内；
将所述第二基板与所述第一基板对盒，以形成调光结构。
可选地，所述在形成有所述微胶囊的所述第一基板上涂覆封框胶之后，还包括：
将液晶分子和二向性染料分子按照一定比例均匀混合；
将所述液晶分子和所述二向性染料分子的混合物滴入所述第一基板上所述封框胶限定区域内。
可选地，所述在形成有所述微胶囊的所述第一基板上涂覆封框胶之后，还包括：
将液晶分子、二向性染料分子和手性添加剂按照一定比例均匀混合；
将所述液晶分子、所述二向性染料分子和所述手性添加剂的混合物滴入所述第一基板上所述封框胶限定区域内。
附图说明
图1和图2为现有技术中一种调光玻璃的结构示意图；
图3、图4和图5为本发明实施例提供的一种调光玻璃的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种调光玻璃的制备方法流程示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种调光玻璃的制备方法流程示意图；
图8为本发明实施例提供的再一种调光玻璃的制备方法流程示意图。
其中附图标记为：
10-第一基板、20-第二基板、30-液晶层、40-隔垫物、400-微胶囊、101-第一基底、102-第一电极、103-第一配向层、201-第二基底、202-第二电极、203-第二配向层、301-液晶分子、302-二向性染料分子、401-黑色带电粒子、及402-透明带电粒子。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
图1和图2为现有技术中一种调光玻璃的结构示意图，如图1和图2所示，现有技术中的调光玻璃包括：一层调光结构，该调光结构包括：相对设置的第一基板10和第二基板20、位于第一基板10和第二基板20之间的液晶层30，以及维持第一基板10和第二基板20之间液晶层30盒厚的隔垫物40；液晶层30中填充有液晶分子301和二向性染料分子302。为了保证光线良好的透过率，一般地，隔垫物40由透明材料制成。如图1所示，在第一基板10和第二基板20之间不施加电压时，第一基板10和第二基板20之间不产生电场，液晶层30中的液晶分子301和二向性染料分子302呈均匀分布，且二者均不发生偏转，此时，光线可以从液晶分子301以及二向性染料分子302之间的缝隙透过，调光玻璃呈亮态。如图2所示，在第一基板10和第二基板20之间施加电压时，第一基板10和第二基板20之间产生电场，液晶层30中的液晶分子301和二向性染料分子302在电场的作用下发生偏转，二向性染料分子302对光线进行吸收，并且光线不能从液晶分子301以及二向性染料分子302之间的缝隙透过，调光玻璃呈暗态。然而，由于隔垫物40的存在，且隔垫物40采用透明材料制成，在调光玻璃呈暗态时，隔垫物40所在区域仍然可以透光，出现漏光现象，因此增大了光线的透过率，从而减小了对比度，不利于调光玻璃暗态的形成。为了解决现有技术中隔垫物40所在区域容易出现漏光现象的技术问题，本发明实施例提供了一种调光玻璃及制备方法，下面将结合附图和具体实施方式对本发明实施例提供的调光玻璃及制备方法作进一步详细描述。
实施例一
图3和图4为本发明实施例提供的一种调光玻璃的结构示意图，如图3和图4所示，该调光玻璃包括：至少一层调光结构；调光结构包括：相对设置的第一基板10和第二基板20、位于第一基板10和第二基板20之间的液晶层30，及维持第一基板10和第二基板20之间液晶层30盒厚的隔垫物40；液晶层30包括：液晶分子301；隔垫物40包括：微胶囊400；微胶囊400中封装有黑色带电粒子401和透明带电粒子402；其中，黑色带电粒子401与透明带电粒子402极性相反。
如图3所示，在第一基板10和第二基板20之间不施加电压时，第一基板10和第二基板20之间不产生电场，液晶层30中的液晶分子301不发生偏转，以第一基板10所在平面为参考呈竖直分布，此时，光线可以从液晶分子301之间的缝隙透过，同时，微胶囊400中的黑色带电粒子401和透明带电粒子402呈均匀分布，不对光线进行遮挡，光线可以从黑色带电粒子401之间的缝隙中透过，调光玻璃呈亮态。
如图4所示，在第一基板10和第二基板20之间施加电压时，第一基板10和第二基板20之间产生电场，液晶层30中的液晶分子301在电场的作用下发生偏转，以第一基板10所在平面为参考呈水平分布，此时，光线不能从不能从液晶分子301之间的缝隙透过，同时，黑色带电粒子401和透明带电粒子402在电场的作用下，被吸引至微胶囊400的两侧，即黑色带电粒子401被吸引至微胶囊400靠近第一基板10的一侧，透明带电粒子402被吸引至微胶囊400靠近第二基板20的一侧，并且黑色带电粒子401完全覆盖微胶囊400靠近第一基板10的一侧，这样黑色带电粒子401对光线可以进行遮挡，光线不可以透过，调光玻璃呈暗态。可以理解的是，在电场的作用下，第一基板10和第二基板20可以分别对黑色带电粒子401和透明带电粒子402形成吸引，可以通过改变第一基板10与第二基板20之间电场的方向，使得黑色带电粒子401被吸引至微胶囊400靠近第一基板10的一侧，或者使得黑色带电粒子401被吸引至微胶囊400靠近第二基板20的一侧，无论哪种方式，只要保证黑色带电粒子401完全覆盖微胶囊400的一侧即可。进一步可以理解的是，微胶囊400中透明带电粒子402的作用在于平衡黑色带电粒子401的电性，使得为微胶囊400整体不带电，便于电场的驱动电压的控制。
本发明实施例提供的调光玻璃，在暗态时，液晶层30中的液晶分子301可以在第一基板10和第二基板20之间的电场作用下发生偏转，使得液晶分子301对光线形成遮挡，同时，微胶囊400中的黑色带电粒子401和透明带电粒子402可以在第一基板10与第二基板20之间的电场的作用下改变排布方式，使得黑色带电粒子401完全覆盖微胶囊400靠近第一基板10的一侧或微胶囊400靠近第二基板20的一侧，从而可以使得整个微胶囊400中的黑色带电粒子401对光线形成遮挡，这样，可以避免隔垫物40所在区域漏光以及由于漏光形成的亮点不良，进而可以提高用户使用体验。
可选地，如图3和图4所示，液晶层30还包括：二向性染料分子302。
需要说明的是，二向性染料分子302和液晶分子301混合填充在液晶层30中。在亮态时，在电场作用下液晶分子301以第一基板10所在平面为参考呈竖直分布，并且诱导二向性染料分子302也以第一基板10所在平面为参考呈竖直分布，二向性染料分子302不吸收光线，光线可以完全透过。在暗态时，在电场作用下液晶分子301发生偏转，液晶分子301以第一基板10所在平面为参考呈水平分布，并且诱导二向性染料分子302也以第一基板10所在平面为参考呈水平分布，二向性染料分子302可以吸收光线，从而可以降低光线的透过率，避免调光玻璃在暗态时形成亮点不良。
可选地，液晶层30还包括：手性添加剂(图中未示出)。
需要说明的是，在实际应用中，手性添加剂的浓度一般较少，可以为0.1％至1％之间，可以根据实际需要，添加适量的手性添加剂，以提高调光玻璃整体在暗态与亮态时的对比度，提高用户使用体验。
可选地，微胶囊400中黑色带电粒子401的浓度为0.5％至20％。
需要说明的是，本发明实施例提供的调光玻璃的微胶囊400中的黑色带电粒子401的浓度可以为0.5％至20％，可以为此范围内的任意浓度，这样既可以保证黑色带电粒子401完全覆盖微胶囊400的一侧，对光线形成遮挡，避免漏光，也可以节约黑色带电粒子401的用量，降低制备工艺难度，从而节约制备成本。可以理解的是，为了保证透明带电粒子402与黑色带电粒子401携带的电量相等，微胶囊400中透明带电粒子402的浓度与黑色带电粒子401的浓度相等。
可选地，微胶囊400的高度等于或大于液晶层30的厚度。
需要说明的是，微胶囊400的高度可以等于或者大于液晶层30的盒厚，利于对第一基板10和第二基板20形成支撑，便于第一基板10和第二基板20对盒设置。
可选地，第一基板10包括：第一基底101和位于第一基底101上的第一电极102；第二基板20包括：第二基底201和位于第二基底201上的第二电极202。
需要说明的是，第一电极102和第二电极202可以通过导线分别与外接的供电模块的正极和负极连接，这样可以可以通过供电模块提供驱动电压，在第一电极102和第二电极202之间可以形成电场。当然，也可以将第一电极102与第二电极202连接的供电模块的两极调换，这样可以使得黑色带电粒子401的排布位置也随之变化。可以根据实际需要，选择电路的具体连接方式，在此不再赘述。
可选地，调光玻璃还包括：位于第一电极102上的第一配向层103和位于第二电极202上的第二配向层203；第一配向层103和第二配向层203的预倾角相同。
需要说明的是，第一配向层103和第二配向层203的预倾角相同，可以限定液晶层30中的液晶分子301的初始角度。在本发明实施例中，第一配向层103和第二配向层203的设置方式与现有技术中的设置方式相同，且起到的作用也相同，可以采用现有技术中的设置方式进行设置，在此不再赘述。
在一个具体的例子中，如图5所示，本发明实施例提供的调光玻璃可以包括两层如上述的调光结构；两层调光结构叠层设置；其中一层调光结构中的第一配向层103和第二配向层203与另一层调光结构中的第一配向层103和第二配向层203的预倾角相差90度。
需要说明的是，在实际应用中，调光玻璃中可以设置两层调光结构，且两层调光结构叠层设置。其中一层调光结构中的第一配向层103和第二配向层203与另一层调光结构中的第一配向层103和第二配向层203的预倾角相差90度，可以限定两层调光结构中的液晶分子301的初始排布方式相互正交，并且二向性染料分子302的初始排布方式也相互正交，一般透过调光结构的光线为偏振光，这样，第一层调光结构漏出的光线可以经第二层调光结构阻挡，从而可以降低光线的透过率，避免调光玻璃在暗态时形成亮点不良。
实施例二
基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种调光玻璃的制备方法，图6为本发明实施例提供的一种调光玻璃的制备方法流程示意图，如图6所示，该调光玻璃的制备方法包括如下步骤：
S601，将混合均匀的黑色带电粒子和透明带电粒子封装于微胶囊中。
S602，将微胶囊通过丝网印刷工艺打印至第一基板上，使得微胶囊在第一基板上形成预设图案。
S603，在形成有微胶囊的第一基板上涂覆封框胶。
S604，将液晶分子滴入第一基板上封框胶限定区域内。
S605，将第二基板与第一基板对盒，以形成调光结构。
本发明实施例提供的调光玻璃的制备方法可以用于制备如上述任一实施例提供的调光玻璃。可以理解的是，除了利用打印工艺形成微胶囊的预设图案，还可以利用掩模版，通过光刻工艺形成微胶囊的预设图案。在制备过程中，第一基板和第二基板相对设置，其功能类似，因此也可以在第二基板上涂附封框胶，使得液晶分子滴入第二基板上封框胶的限定区域内。在暗态时，液晶层中的液晶分子可以在第一基板和第二基板之间的电场作用下发生偏转，使得液晶分子对光线形成遮挡，同时，微胶囊中的黑色带电粒子和透明带电粒子可以在第一基板与第二基板之间的电场的作用下改变排布方式，使得黑色带电粒子完全覆盖微胶囊靠近第一基板的一侧或微胶囊靠近第二基板的一侧，从而可以使得整个微胶囊中的黑色带电粒子对光线形成遮挡，这样，可以避免隔垫物所在区域漏光以及由于漏光形成的亮点不良，进而可以提高用户使用体验。
可选地，如图7所述，S603，在形成有微胶囊的第一基板上涂覆封框胶之后，还包括：
S6041，将液晶分子和二向性染料分子按照一定比例均匀混合。
S6042，将液晶分子和二向性染料分子的混合物滴入第一基板上封框胶限定区域内。
需要说明的是，与上述制备方法不同的是，可以将液晶分子与二向性染料分子混合均匀后滴入第一基板上封框胶限定区域内。在亮态时，在电场作用下液晶分子以第一基板所在平面为参考呈竖直分布，并且诱导二向性染料分子也以第一基板所在平面为参考呈竖直分布，二向性染料分子不吸收光线，光线可以完全透过。在暗态时，在电场作用下液晶分子发生偏转以第一基板所在平面为参考呈水平分布，并且诱导二向性染料分子也以第一基板所在平面为参考呈水平分布，二向性染料分子可以吸收光线，从而可以降低光线的透过率，避免调光玻璃在暗态时形成亮点不良。
可选地，如图8所述，S603，在形成有微胶囊的第一基板上涂覆封框胶之后，还包括：
S6043，将液晶分子、二向性染料分子和手性添加剂按照一定比例均匀混合。
S6044，将液晶分子、二向性染料分子和手性添加剂的混合物滴入第一基板上封框胶限定区域内。
需要说明的是，与上述制备方法不同的是，可以将液晶分子、二向性染料分子和手性添加剂混合均匀后滴入第一基板上封框胶限定区域内。可以根据实际需要，添加适量的手性添加剂，以提高调光玻璃整体在暗态与亮态时的对比度，提高用户使用体验。
可选地，可以将上述的任一制备方法形成的两层调光结构叠层设置，以形成具有两层调光结构的调光玻璃，两层调光结构之间可以用胶粘剂粘合，例如PVB胶等。这样，第一层调光结构漏出的光线可以经第二层调光结构阻挡，从而可以降低光线的透过率，避免调光玻璃在暗态时形成亮点不良。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种调光玻璃，包括：至少一层调光结构；所述调光结构包括：相对设置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，及维持所述第一基板和所述第二基板之间所述液晶层盒厚的隔垫物；所述液晶层包括：液晶分子，用于在所述第一基板和所述第二基板之间的电场作用下控制所述液晶层中的所述液晶分子的偏转，以调整所述液晶分子所在区域光线的透过率；其特征在于，
所述隔垫物包括：微胶囊；所述微胶囊中封装有黑色带电粒子和透明带电粒子；其中，所述黑色带电粒子与所述透明带电粒子极性相反，用于在所述第一基板和所述第二基板之间的电场作用下控制所述黑色带电粒子和所述透明带电粒子的排布，以调整所述隔垫物所在区域光线的透过率。
2.根据权利要求1所述的调光玻璃，其特征在于，所述液晶层还包括：二向性染料分子。
3.根据权利要求2所述的调光玻璃，其特征在于，所述液晶层还包括：手性添加剂。
4.根据权利要求1所述的调光玻璃，其特征在于，所述微胶囊中所述黑色带电粒子的浓度为0.5％至20％。
5.根据权利要求1所述的调光玻璃，其特征在于，所述第一基板包括：第一基底和位于所述第一基底上的第一电极；
所述第二基板包括：第二基底和位于所述第二基底上的第二电极。
6.根据权利要求5所述的调光玻璃，其特征在于，所述调光玻璃还包括：位于所述第一电极上的第一配向层和位于所述第二电极上的第二配向层；
所述第一配向层和所述第二配向层的预倾角相同。
7.根据权利要求6所述的调光玻璃，其特征在于，所述调光玻璃包括：两层所述调光结构；
两层所述调光结构叠层设置；其中一层所述调光结构中的所述第一配向层和所述第二配向层与另一层所述调光结构中的所述第一配向层和所述第二配向层的预倾角相差90度。
8.一种调光玻璃的制备方法，其特征在于，包括：
将混合均匀的黑色带电粒子和透明带电粒子封装于微胶囊中；
将所述微胶囊通过丝网印刷工艺打印至所述第一基板上，使得所述微胶囊在所述第一基板上形成预设图案；
在形成有所述微胶囊的所述第一基板上涂覆封框胶；
将液晶分子滴入所述第一基板上所述封框胶限定区域内；
将所述第二基板与所述第一基板对盒，以形成调光结构。
9.根据权利要求8所述的调光玻璃的制备方法，其特征在于，所述在形成有所述微胶囊的所述第一基板上涂覆封框胶之后，还包括：
将液晶分子和二向性染料分子按照一定比例均匀混合；
将所述液晶分子和所述二向性染料分子的混合物滴入所述第一基板上所述封框胶限定区域内。
10.根据权利要求8所述的调光玻璃的制备方法，其特征在于，所述在形成有所述微胶囊的所述第一基板上涂覆封框胶之后，还包括：
将液晶分子、二向性染料分子和手性添加剂按照一定比例均匀混合；
将所述液晶分子、所述二向性染料分子和所述手性添加剂的混合物滴入所述第一基板上所述封框胶限定区域内。
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