CN112130358A - 一种可变多彩色的液晶调光膜 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种可变多彩色的液晶调光膜，包括彩色液晶调光膜、调光驱动电路以及驱动电路；所述调光驱动电路与所述彩色液晶调光膜连接，用于驱动所述液晶调光膜内液晶层中的液晶分子偏转；所述驱动电路与所述液晶调光膜连接。本发明可变多彩色的液晶调光膜具有GH宾主型染料液晶夹在透明电极，液晶分子配比不同颜色的染料，再将不同颜色的染料液晶灌入三片LCD膜片中，通过输入三个不同的电压可以各控制三层膜各个层的颜色深浅，一般反应时间在小于0.1，快速响应，0.1秒内明暗色无极快速切换，采用的柔性PET或者PC基材，功耗低，微安级电流，电压也是10V至1.5V。

Description

一种可变多彩色的液晶调光膜

技术领域

本申请涉及调光膜技术领域，特别涉及一种可变多彩色的液晶调光膜。

背景技术

上个世纪八十年代末，PDLC技术由美国德克萨斯州肯特大学发明并授权美国Polytronix，商业化量产液晶膜产品。最早液晶膜产品主要应用于夹层生产液晶调光玻璃，并于90年代初首次应用于美国NASA的项目中，这是已知最早的PDLC液晶调光玻璃应用案例。作为全球PDLC液晶调光膜及液晶调光玻璃的生产先驱，Polytronix，Inc.旗下的品牌PolyvisionPrivacyGlass也被当做时候液晶调光玻璃的代名词，欧美也因此称调光玻璃为Polyvision玻璃或隐私玻璃(PrivacyGlass的直译)。后来韩国、日本等厂商于上世纪九十年代中期开始介入此领域，我国国产厂商也于PDLC液晶膜问世10几年后投入到这个生产领域。

在无外加电压的情形下，膜间不能形成有规律的电场，液晶微粒的光轴取向随机，呈现无序状态，其有效折射率n0不与聚合物的折射率np匹配。入射光线被强烈散射，薄膜呈不透明或半透明状，施加了外电压，液晶微粒的光轴垂直于薄膜表面排列，即与电场方向一致。微粒之寻常光折射率与聚合物的折射率基本匹配，无明显介面，构成了一基本均匀的介质，所以入射光不会发生散射，薄膜呈透明状。因此，在外加电场的驱动下，PDLC具备光开关特性。

影响PDLC光开关的电光效应的因素诸多，如膜的薄厚、液晶与聚合物的混合比、相分离的时间、温度与驱动电压的频率等，电致变色材料是一种很有应用前途的功能材料，它在大型显示、光开关、无炫光镜、电致变色储存器件与建筑窗玻璃、灵巧窗上都有广阔的应用前景，用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。

聚合物分散液晶PDLC是将低分子液晶与预聚物相混合，在一定条件下经聚合反应，形成微米级的液晶微滴均匀地分散在高分子网络中，再利用液晶分子的介电各向异性获得具有电光响应特性的材料，目前已在光学调制器、热敏及压敏器件、电控玻璃、光阀、投影显示、电子书等方面获得广泛应用。

其中，电致变色EC器件是材料的光学属性反射率、透过率、吸收率等在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。其缺点及局限性表现在透明度的改变—遮光，但并不真正挡视线，同时由于低分子液晶本身没有颜色的；而聚合物分散液晶PDLC基本结构是液晶微滴均匀分散在聚合物基体中的复合材料，而这种材料在电场的开关作用下可以显示出透明与散射两种状态；其缺点及局限性是透明与散射两种状态—挡视线，成雾状，颜色单一，没有其余的颜色可以选择。

因此，研发一种能够可变多彩色的液晶调光膜是非常有必要。

技术问题

本申请的主要目的是提出一种可变多彩色的液晶调光膜，旨在解决目前电致变色的液晶调光膜颜色单一的问题。

技术解决方案

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种可变多彩色的液晶调光膜，其特征在于，包括彩色液晶调光膜、调光驱动电路以及驱动电路；所述调光驱动电路与所述彩色液晶调光膜连接，用于驱动所述液晶调光膜内液晶层中的染料液晶分子偏转；所述驱动电路与所述液晶调光膜连接，用于调节所述液晶调光膜上的染料液晶通过的光线强度调节灰阶。

进一步地，所述彩色液晶调光膜包括红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜，红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜均由上下包覆的两片PC以及ITO构成空盒，并在空盒内灌入不同对应的染料液晶构成彩色液晶层，所述彩色液晶层的上下两面分别与所述ITO的两面相接，且所述ITO之间与所述调光驱动电路连接构成回路，所述两片ITO的另一面上覆盖两片PC。

进一步地，所述红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜依次叠加设置，放置于所述彩色液晶层的前后两面，用于通过彩色液晶层的光线上显示出不同的颜色。

进一步地，所述驱动电路由模拟信号、主动矩阵显示电路、三色驱动电路和开关电路，所述模拟信号的输入端和所述开关电路的输入端连接，所述模拟信号的输出端和所述主动矩阵显示电路的输入端相连接，所述主动矩阵显示电路的输出端和所述三色驱动电路的输入端相连接，所述三色驱动电路接在三个调光驱动电路，用于控制红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜的遮光波段。

进一步地，还包括设置在彩色液晶层通过的夹胶膜片安装在所述两片ITO之间。

进一步地，还包括设置调光驱动电路的两端分别与所述两片ITO连接，所述两片ITO的边沿上分别连接有导电点，其所述导电点供铜网锡焊，用于所述调光驱动电路的导线与铜网焊接，同时调光驱动电路的正负电极连接变压器。

进一步地，还包括设置在红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜的调光驱动电路，用于选择需要通过的小范围波段光波，而反射掉其他通过的波段。

进一步地，红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜为GH宾主型染料液晶，液晶分子配比不同颜色的染料，从而调配出红、绿、蓝三种不同颜色的染料液晶

进一步地，还包括设置的三色驱动电路控制调光驱动电路，保证红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜的遮光效果。

进一步地，还包括设置的其中主动矩阵显示电路在显示周期输入周期性的正脉冲，在放电周期输入同一灰阶至开关电路的输入端，在显示周期则输入显示画面的灰阶。

有益效果

本可变多彩色的液晶调光膜具有GH宾主型染料液晶夹在透明电极，当加上甩压时，染料分子随液配，分子的定向排列形成有序的排列，液晶分子配比不同颜色的染料，从而调配出红、绿、蓝三种不同颜色的染料液晶，再将不同颜色的染料液晶灌入三片红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜中，一层红色染料液晶膜，一层绿色染料液晶膜，一层蓝色染料液晶膜，三层膜片垂直叠加后，通过输入三个不同的电压可以各控制三层膜各个层的颜色深浅，即可以让膜片实现所有自然色的随机调节，大幅度改善了整体电路的反应时间，一般反应时间在小于0.1，快速响应，0.1秒内明暗色无极快速切换，采用的柔性PET或者PC基材，可以异形切割，曲面贴合美观，重量轻；无雾度，雾度接近0，高清透度；功耗低，微安级电流，电压也是10V至1.5V，光源从彩色液晶调光膜的前后两个方向透过，使人眼可以接收到饱和的某个颜色光线，用于选择需要通过的小范围波段光波，而反射掉其他通过的波段，从而达到颜色多变的目的。

附图说明

图1为本发明一实施例中可变多彩色的液晶调光膜的结构示意图；

图2为本发明另一实施例中可变多彩色的液晶调光膜的结构示意图；

图3为图2中可变多彩色的单个液晶膜透明的结构示意图；

图4为图2中可变多彩色的单个液晶膜不透明的结构示意图；

图5为图2中可变多彩色的液晶调光膜的驱动电路的电路图。

本申请的实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提出一种可变多彩色的液晶调光膜，如图1-2所示，包括彩色液晶调光膜1、调光驱动电路2以及驱动电路3；调光驱动电路2与彩色液晶调光膜1连接，用于驱动液晶调光膜1内液晶层中的液晶分子偏转；驱动电路3与液晶调光膜1连接，用于调节液晶调光膜1上的染料液晶通过的光线强度调节灰阶，红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13外部上包覆两片PC用的是柔性PET或者PC基材，可以异形切割，曲面贴合美观，重量轻，柔性PET或者PC基材材料内部或表面不会因光散射造成的云雾状或浑浊的外观，柔性PET或者PC基材材料其本身的雾度接近0，高清透度，透过膜片看外界东西颜色不会失真，真实色彩。

本实施例中，可变多彩色的液晶调光膜具有可以调节多个彩色的功能，如图3所示，具体地，彩色液晶调光膜包括红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13，红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13均由上下包覆的两片PC以及ITO构成空盒，并在空盒内灌入不同对应的染料液晶构成彩色液晶层14，所述彩色液晶层的上下两面分别与所述ITO的两面相接，且所述ITO之间与所述调光驱动电路连接构成回路，所述两片ITO的另一面上覆盖两片PC。

两片PC根据光线的偏振原理进行制造，避免光线直接穿过，可以有效地排除和透光轴相平行的角度投入视线，让所看到的视野清晰自然，在光线被调整成与同向光进入视野，视野看起来柔和而不刺眼。

两片PC与两片ITO的连接处呈光学标准的屈光状态，其屈光状态在光线通过PC这一介质依次穿过ITO、彩色液晶层14这一介质，由于PC片的折射率与ITO、彩色液晶层14的折射率不同，其中在进入彩色液晶调光膜1以及离开彩色液晶调光膜1的屈光状态符合光学标准，则在偏光效果不会影响，就直接导致其透光结像清晰度不会受到影响，影像真实。

在本申请一较佳实施例中，如图3所示，调光驱动电路2与彩色液晶调光膜1连接，用于驱动彩色液晶调光膜1内液晶层中的液晶分子偏转，作用是给ITO片施加驱动电压，形成电场，液晶分子各向异性及其分子排列易受外加电场、磁场的控制，实现光被电信号调制，在调光驱动电路2施加不同电流电场作用下，彩色液晶调光膜1内的液晶分子会做规则旋转90度排列，从而造成不同的透光度，在调光驱动电路2施加ITO片通电时，彩色液晶调光膜1导通，液晶分子的排列变有序，让光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过，而液晶分子为棒状分子，其本身的长轴大致平行，在上下两组的染料液晶上通过加工开设处槽平面，棒状的液晶分子会顺着槽排列，在两组染料液晶的槽互相垂直，而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态，由于光线顺着分子的排列方向传播，所以光线经过液晶时也被扭转90度，在当液晶上加一个电压时，液晶分子便会转动，改变光透过率，从而实现多灰阶显示。

本实施例中，彩色液晶层14通过的夹胶膜片安装在ITO片之间，ITO片以及彩色液晶层14至于高压釜在需要的工艺参数下做出来的，彩色液晶层14中心被ITO片覆盖，然后通过高温高压置于高压釜中粘在一起。

在使用高压釜之前，需要对高压釜进行灭菌，用高压灭菌器处理，高压釜内通入高压的气体，整体处理时间控制在10～15min，用于后期的高压釜成型，并且高压釜处理可有效避免气泡，开胶等现象，由于因为玻璃夹胶以后，可以防止水的渗入，可用在浴室、卫生间等经常与水发生接触的地方。

本实施例中，调光驱动电路2的两端分别与ITO片连接，ITO片的边沿上分别连接有导电点4，其导电点4供铜网锡焊，用于调光驱动电路2的导线与铜网焊接，同时调光驱动电路2的正负电极连接变压器。

ITO片上设置的导电点4为连接调光驱动电路2的媒介，调光驱动电路2的光敏电阻可以根据光照，或者根据手动调节光敏电阻的阻值，根据光照强度自动调节玻璃的透明度，透过光照增强，光敏电阻阻值变小，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃透明度下降，反之则玻璃透明度上升，或者手动调节光敏电阻变小，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃透明度下降，反之则玻璃透明度上升，将手动和自动两者相结合的方式，并且其导电点4上的铜网，可以对电极进行保护，防止其氧化，同时在操作上避免与其余的金属发生接触。

在本申请一较佳实施例中，如图4所示，红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13依次叠加设置，放置于所述彩色液晶层的前后两面，用于通过彩色液晶层的光线上显示出不同的颜色，用于通过彩色液晶层14的光线上显示出不同的颜色。

本实施例中，液晶调光膜1的可变多彩色的依赖染料液晶和光线本身，染料液晶未在电压驱动下，产生的不规则排列，阻断所有波段的光线，通过设置在彩色液晶层14的上下两个面上，在电控下染料液晶规则排列，光线才得以穿透，通过控制对应红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13的通断电，每个膜对应两个平面之间的分子是否进入90度扭转的状态，控制光线顺着分子的排列方向传播，光线经过液晶时也被扭转90度，所以在光线穿出第一个染料液晶后，会被液晶分子扭转90度，最后从第二个染料液晶中穿出，同时由于每个染料液晶本身是可以从透明到颜色的无极调色。

并且在彩色液晶层14都是由三个厚度为0.2mm的调光膜组成，红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13，控制每个红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13的通断电，利用三原色原理，大多数的颜色可以通过红、绿、蓝三色按照不同的比例合成产生，通过红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13不同组合的光线就可以显示出不同的颜色，完成可变色的目的，因为每个彩色液晶层14都是受控于调光驱动电路2，每个彩色液晶层14三个液晶单元格，分别负责红、绿和蓝色的显示。

在本申请一较佳实施例中，在红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13为GH宾主型染料液晶，GH宾主型染料液晶夹在透明电极，当加上甩压时，染料分子随液配，分子的定向排列形成有序的排列，液晶分子配比不同颜色的染料，从而调配出红、绿、蓝三种不同颜色的染料液晶，再将不同颜色的染料液晶灌入三片红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13中，一层红色染料液晶膜，一层绿色染料液晶膜，一层蓝色染料液晶膜，三层膜片垂直叠加后，通过输入三个不同的电压可以各控制三层膜各个层的颜色深浅，即可以让膜片实现所有自然色的随机调节。

其中红色+绿色＝黄色

绿色+蓝色＝青色

红色+蓝色＝品红

红色+绿色+蓝色＝白色

利用其三色原理，可以将红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13其余两个施加电压，则两个本身液晶分子规则排列，形成透明效果，单个显示出红色、蓝色和绿色，也可以对红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13单个施加电压，完成叠加后的颜色，即黄色、青色和品红，或不施加电压，形成白色，从而在不同的红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13上对应通断电，实现多彩色的变换。

还包括设置的黑矩阵膜受主动矩阵显示电路控制，保证红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜的遮光效果

在本申请一较佳实施例中，如图5所示，还包括设置的三色驱动电路控制调光驱动电路，保证红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13的遮光效果。

红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13是一种表现颜色的光学滤光片，它可以精确选择欲通过的小范围波段光波，而反射掉其他不希望通过的波段，将设置的两个红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13，光源从彩色液晶调光膜1的前后两个方向透过，使人眼可以接收到饱和的某个颜色光线。

本实施例中，其中主动矩阵显示电路32在显示周期输入周期性的正脉冲，在放电周期输入同一灰阶至开关电路34的输入端，在显示周期则输入显示画面的灰阶。

在红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13内填充的液晶分子，通电后用于选择需要通过的小范围波段光波，而反射掉其他通过的波段

在本申请一较佳实施例中，驱动电路3由模拟信号31、主动矩阵显示电路32、三色驱动电路33和开关电路34，驱动电路3的功耗低，微安级电流，电压也是10V至1.5V很低，模拟信号31的输入端和开关电路34的输入端连接，模拟信号31的输出端和主动矩阵显示电路32的输入端相连接，主动矩阵显示电路32的输出端和三色驱动电路33的输入端相连接，三色驱动电路33接在红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13上，用于控制红色液晶膜11、蓝色液晶膜12和绿色液晶膜13的遮光波段。

本实施例中，每个彩色液晶调光膜1显示的颜色取决于染料液晶，由于彩色液晶层14本身是没有颜色的，无法根据使用改变其颜色，在控制光线的强度调节灰阶，而主动矩阵显示电路32受控于模拟信号31，模拟信号31在开关电路34闭合时，整个驱动电路3导通，模拟信号31在开关电路34断开时，整个驱动电路3断开，模拟信号31通过导线与八位控制器相连接，主动矩阵显示电路32主动式矩阵，PC片区域内，极有效控制了电流流向，大幅度改善了整体电路的反应时间，一般反应时间在小于0.1ms，在模拟信号31发出指令至主动矩阵显示电路32时，可以快速的控制黑矩阵膜6的遮光效果，驱动电路3直接受控于模拟信号31，快速响应，在0.1秒内明暗色无极快速切换；2用的是柔性PET或者PC基材，可以异形切割，曲面贴合美观，重量轻；3无雾度，雾度接近0，高清透度，功耗低，微安级电流，电压也是10V至1.5V很低；透过膜片看外界东西颜色不会失真，真实色彩。

以上的仅为本申请的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本申请保护的范围，凡是在与本申请一个整体的构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请保护的范围内。

Claims (10)

1.一种可变多彩色的液晶调光膜，其特征在于，包括彩色液晶调光膜、调光驱动电路以及驱动电路；所述调光驱动电路与所述彩色液晶调光膜连接，用于驱动所述液晶调光膜内液晶层中的染料液晶分子偏转；所述驱动电路与所述液晶调光膜连接，用于调节所述液晶调光膜上的染料液晶通过的光线强度调节灰阶。

2.根据权利要求所述的可变多彩色的液晶调光膜，其特征在于，所述彩色液晶调光膜包括红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜，红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜均由上下包覆的两片PC以及ITO构成空盒，并在空盒内灌入不同对应的染料液晶构成彩色液晶层，所述彩色液晶层的上下两面分别与所述ITO的两面相接，且所述ITO之间与所述调光驱动电路连接构成回路，所述两片ITO的另一面上覆盖两片PC。

3.根据权利要求所述的可变多彩色的液晶调光膜，其特征在于，所述红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜依次叠加设置，放置于所述彩色液晶层的前后两面，用于通过彩色液晶层的光线上显示出不同的颜色。

4.根据权利要求1所述的可变多彩色的液晶调光膜，其特征在于，所述驱动电路由模拟信号、主动矩阵显示电路、三色驱动电路和开关电路，所述模拟信号的输入端和所述开关电路的输入端连接，所述模拟信号的输出端和所述主动矩阵显示电路的输入端相连接，所述主动矩阵显示电路的输出端和所述三色驱动电路的输入端相连接，所述三色驱动电路接在三个调光驱动电路，用于控制红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜的遮光波段。

5.根据权利要求2所述的可变多彩色的液晶调光膜，其特征在于，还包括设置在彩色液晶层通过的夹胶膜片安装在所述两片ITO之间。

6.根据权利要求1所述的可变多彩色的液晶调光膜，其特征在于，还包括设置调光驱动电路的两端分别与所述两片ITO连接，所述两片ITO的边沿上分别连接有导电点，其所述导电点供铜网锡焊，用于所述调光驱动电路的导线与铜网焊接，同时调光驱动电路的正负电极连接变压器。

7.根据权利要求3所述的可变多彩色的液晶调光膜，其特征在于，还包括设置在红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜的调光驱动电路，用于选择需要通过的小范围波段光波，而反射掉其他通过的波段。

8.根据权利要求3所述的可变多彩色的液晶调光膜，其特征在于，红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜为GH宾主型染料液晶，液晶分子配比不同颜色的染料，从而调配出红、绿、蓝三种不同颜色的染料液晶。

9.根据权利要求4所述的可变多彩色的液晶调光膜，其特征在于，还包括设置的三色驱动电路控制调光驱动电路，保证红色液晶膜、蓝色液晶膜和绿色液晶膜的遮光效果。

10.根据权利要求4所述的可变多彩色的液晶调光膜，其特征在于，还包括设置的其中主动矩阵显示电路在显示周期输入周期性的正脉冲，在放电周期输入同一灰阶至开关电路的输入端，在显示周期则输入显示画面的灰阶。

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