液晶调光条呈栅形排列的调光窗的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种液晶调光条呈栅形排列的调光窗，由至少10条液晶调光条、粘结胶条、两张透明基板组成，所述液晶调光条以平行、扇形或波浪形排列成栅形或接近栅形的图案，各个相邻的所述液晶调光条之间的间隙以所述粘结胶条填充，所述液晶调光条与所述粘结胶条夹于两张透明基板之间，所述粘结胶条通过粘合而连接所述两张透明基板；本发明的提供的液晶调光条呈栅形排列的调光窗，能够有效防止液晶调光条被两张透明基板撕裂，提高调光窗整体的强度。
【专利说明】液晶调光条呈栅形排列的调光窗
【技术领域】
[0001]本发明涉及电场控制下光线透过率变化的【技术领域】，特别是指一种液晶调光条呈栅形排列的调光窗。
【背景技术】
[0002]普通液晶调光窗由两张玻璃板之间夹一张液晶调光膜，以热熔胶或聚合物将上述三层胶合而构成。液晶调光窗的核心是液晶调光膜，这种膜主要有如下一些类型:
[0003]一种是基于聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal,简称F1DLC,见美国专利US4671618)原理，将液晶微滴包裹于聚合物之中形成I3DLC结构夹于两张内表面涂有透明导电层的塑料膜之间，如此形成了液晶调光膜。通过上述透明导电膜在TOLC施加一定的交流电场(约I?10伏/微米)时，液晶分子沿着电场方向指向而使得TOLC结构的膜逐步呈现透明状态，当断开交流电场或调整交流电场为O时，液晶分子呈随机指向而使PDLC结构膜呈现磨砂状态。由于液晶微滴的量占I3DLC总量的一半左右，所以TOLC结构的强度很低，液晶调光膜很容易被撕开。
[0004]另一种基于聚合物网络液晶，即PNLC (Polymer Network Liquid Crystal)的结构，这是一种液晶包裹聚合物网络的结构，将PNLC夹于两张内表面涂有透明导电层的塑料膜之间，形成了液晶调光膜。PNLC的优点在于功耗低，同样厚度的PNLC所需驱动电压仅为PDLC所需驱动电压的一半以下，但由于PNLC中聚合物的比例只占20%以下，PNLC靠20%聚合物所形成的网络与两面的塑料膜连接，所以机械强度更低。这种液晶调光膜往往在塑料膜曲翘的时候就自然分开了。
[0005]液晶调光膜的生产需要高洁净度条件。液晶调光膜中上述透明导电膜之间的厚度一般不超过25微米，即上述透明导电膜之间的厚度一般在25微米以下。若混入粒度超过25微米的杂质就会导致局部厚度过大而无法加上电场，这样，在杂质为中心的相当大一部分区域无法启动为透明态，进而使整个调光窗报废。特殊地，若液晶调光膜中掉进导电性杂质，例如附近装修产生的微米级粉尘，或者机械加工时由于摩擦产生的微米级金属碎屑等，都会造成液晶调光膜局部短路也会使整个调光窗报废。
[0006]逐步升高电压，现有的电控调光窗的状态仅可以由不透明逐渐变为透明，其调光效果沉闷，调光模式单一，不能够实现类似窗帘从中心向两边拉开亦或者百叶窗式的开闭等多种调光效果。
[0007]除了上述问题外，由于对平整度和均匀度的严格要求，液晶调光膜的宽度受制造设备的限制，目前的设备所生产的调光膜宽度最大不超过1.8m，为降低设备造价同时满足精度要求，目前市面上的液晶调光膜产品的宽度主要为1.5米和1.2米的两种。为了解决液晶调光膜的宽度受限问题，曾提出了调光膜拼接的方案:
[0008]中国专利ZL201020651290.3公布了一种多膜拼接型的调光玻璃专利，所述技术主要针对以小幅宽聚合物分散型液晶膜产品生产大幅宽智能调光玻璃的解决方案，为了防止拼缝处漏光，该发明提出在拼缝处一侧设置一带状装饰层。该发明的缺点在于:带状装饰层若太细则难以与拼接缝对准实现遮光，太粗则拼接缝过于明显，影响调光窗的美观。
[0009]为了解决上述问题，中国专利ZL201020602796.5公布了另一种多膜拼接型的调光玻璃的结构，该发明提出在拼缝处形成液晶电控调光膜上下错层重叠结构，可以实现交叠型拼接缝。但是，由于液晶调光膜在没有加电时是磨砂玻璃的效果，拼接处两层磨砂玻璃样的散射层使得拼接缝处的透过率明显低得多，成为明显的黑缝。另外交叠结构的液晶调光膜也使得调光窗的厚度增加很多。
[0010]中国专利ZL201020101592.3公布了错层拼接结构的液晶调光膜，可以实现交叠型拼接缝。由于没有考虑液晶调光膜与上下透明基板的连接关系，所以无法利用上下透明基板本身的强度来加强液晶调光膜的强度。
[0011]中国专利ZL201020101592.3在【背景技术】谈到了现有技术采用热熔方式将两片调光膜合片，但是会使拼接处产生一定幅面的开胶区域。究其原因，乃在于塑料与玻璃之间的热涨系数有10倍以上的差异的事实。PET塑胶的相对热涨系数平均为6X10_5，玻璃在10-6?10_7之间，相差100倍。若热熔工艺的温度高出室温60度，则I米宽的液晶调光膜的热变形量达到约1.8mm (考虑沿宽度方向两端面对称膨胀)，考虑到热变形导致基片的曲翘，其失效范围更大，实际上常常会达到100mm，造成整体报废。更大宽度的液晶调光膜热变形量更大。如此大的形变造成的应力集中在拼接缝处，必然造成开胶。根据以上专利的所谈的【背景技术】可推知，现有技术由多片调光膜合片目的仅仅在于获得大面积的调光膜或调光窗，自然会采用尽可能大的尺寸的调光膜(按照现有生产线产品的最小宽度:大于0.5米)进行合片。
[0012]我们认为，因热膨胀所致边沿开胶使液晶调光膜失效，若失效区域的宽度控制在
0.2mm以下于I米开外是看不出来的，因而是可以接受的，考虑到热胀所致拼接缝边沿开胶失效沿宽度的两端面对称延伸，因而用于拼接的液晶调光膜的宽度应该在120_以下。
[0013]综上所述，上述发明以多张大面积调光膜的无缝拼接而形成大幅面的调光膜(窗)为其主要目的，主要缺点和问题如下:
[0014]液晶调光膜在制造过程中易混入杂质，杂质在膜上造成明显的瑕疵，造成整张膜的报废；
[0015]拼接式的调光膜，为了突出其整体性，追求其拼缝越窄越好，且拼缝中因有空气而热熔胶无法填入，所以拼缝对于调光窗整体强度基本没有贡献；
[0016]调光窗的上述一体化结构调光模式单一，无法实现如同窗帘那样从中心向两边拉开、或从一边向另一边拉开等多种实用调光效果。
[0017]以下为本发明所涉及到的术语定义:
[0018]液晶调光条
[0019]平均宽度在5mm至120mm之间、长度与平均宽度之比大于10:1的呈长条形状(可以为长条矩形或长条多边形，也可以由多段圆弧、折线围成的长条外形)的、具有至少两条独立引出电极的液晶调光膜。
[0020]透明基板
[0021]包括玻璃、有机玻璃、聚碳酸酯在内的，厚度为0.1mm至20mm的透明(透过率大于60%)薄板或厚板。进一步地，透明薄板包含了透明无机材料和透明有机材料，还包含了由透明有机材料之间、以及透明有机材料和透明无机材料多层透明材料叠层复合所形成的，厚度为0.1mm至20mm的透明薄板或厚板。
【发明内容】
[0022]有鉴于此，本发明的目的在于提出一种液晶调光条呈栅形排列的调光窗，能够有效防止液晶调光条被两张透明基板撕裂，提高调光窗整体的强度。
[0023]基于上述目的本发明提供的液晶调光条呈栅形排列的调光窗，由至少10条液晶调光条、粘结胶条、两张透明基板组成，所述液晶调光条以平行、扇形或波浪形排列成栅形或接近栅形的图案，各个相邻的所述液晶调光条之间的间隙以所述粘结胶条填充，所述液晶调光条与所述粘结胶条夹于两张透明基板之间，所述粘结胶条通过粘合而连接所述两张透明基板。
[0024]在一些实施方式中，所述透明基板为透明有机高分子材料或透明硅酸盐材料，或者是多种透明材料的叠层复合板。
[0025]在一些实施方式中，所述粘结胶条的平均宽度为0.2至5mm，厚度与所述液晶调光条的厚度一致，颜色是三基色构成的任何色彩，或者是透明的、散射的颜色。
[0026]在一些实施方式中，所述粘结胶条为加热熔融型胶条。
[0027]在一些实施方式中，所述粘结胶条为热聚合型或紫外聚合性粘合剂材料聚合而成型的胶条。
[0028]在一些实施方式中，每条所述液晶变光条均包含了至少两条引出电极。
[0029]在一些实施方式中，在所述透明基板的外表面覆盖了具有紫外吸收功能的透明材料。
[0030]可选的，所述液晶调光条呈栅形排列的调光窗是由液晶调光条、粘结胶条、两张透明基板组成，采用至少10条上述液晶调光条以平行、扇形或波浪形排列成栅形或接近栅形的图案，无论以何图案排列，各个相邻的液晶调光条之间的间隙以粘结胶条填充，将上述全部的液晶调光条与全部的粘结胶条被夹于两张透明基板之间，采用公知的任何技术使上述粘结胶条粘结连结两张透明基板，形成了整体结构。
[0031]较佳的，折中考虑粘结胶条的强度与实用性，上述粘结胶条的平均宽度最好取
0.2mm至5mm之间。根据本发明的结构，粘结胶条的厚度与液晶调光条的厚度一致。本发明选取粘结胶条的宽度大于0.2_虽然在I米以内可以看出，但其一:粘结胶条的宽度并非是失效区域宽度，不会进一步撕裂而传导到液晶调光条的内部；其二:粘结胶条对于液晶调光条的侧面密闭、粘结作用防止了热变形所导致的基片曲翘、撕裂，提高了可靠性；其三:粘结胶条中可以根据使用场景添加颜料，在本发明所述的总体结构上实现百叶窗的效果，使之具有更好的适用性与实用性。
[0032]要说明的是:
[0033]本发明在实施过程中，粘结胶条在固化之前的流动状态时，多余的粘结胶可能会流到透明基板与液晶调光条之间的空隙之中，这部分多余的粘结胶所形成的粘结胶元件既非本发明必须具备，也不是本发明必须要去掉的元件，因而在实施的时候任其有、或者无；
[0034]每一液晶调光条均包含了至少两条独立的引出电极，电极的引出方式有多种，且已是公知的结构和技术，也可能是未来的结构与技术。无论何种引出方式，对本发明均没有影响，所以这里对引出电极不作另外的要求、说明。[0035]液晶调光条的宽度、长宽比、厚度，透明基板的材料、性质、厚度等参数不是本发明成立的必要因素，在这些方面的变化不具有创新性。
[0036]根据对所述液晶调光条之间的间隙的颜色要求，可使用透明的、散射型白色的、或三基色构成的任何色彩的粘结胶条，因液晶调光条有一定厚度，所以粘结胶条也相对较厚。于是上述颜色的粘结胶条分别使调光条之间的间隙呈现出透明、白色或者是彩色(包括黑色、灰色、较淡的彩色)的效果。
[0037]上述结构中的液晶调光条的引出电极以任意公知的方法分别引出并接入外部的驱动电路之中。
[0038]最好在上述调光窗结构中的透明基板的外表面覆盖具有紫外吸收功能的透明材料，即用任一公知的方法再粘接具有紫外吸收功能的透明基板或在其表面涂上紫外吸收涂层，以隔绝环境光中的紫外线对液晶的辐射。
[0039]从上面所述可以看出，本发明提供的液晶调光条呈栅形排列的调光窗有如下优点。[0040]以栅形排列的液晶调光条之间被粘结胶条填充，两张透明基板在液晶调光条之间的间隙处通过粘结胶条直接连在一起，粘结胶条将两张透明基板粘在一起，防止对液晶调光条的撕裂，提高了调光窗的整体强度。
[0041]每条条状的液晶调光膜的电极被独立引出，可分别被外电路单独控制，于是该结构的调光窗可以通过外部的单片机编程实现如同窗帘那样从中心向两边拉开、或从一边朝另一边拉开的效果。
[0042]大张的调光膜被切割成条状调光膜(形成液晶调光条)，减小了液晶调光膜的面积，液晶中粒度超过一定尺寸的杂质或导电性杂质只是造成该条调光膜的报废，且容易被剔除、更换，不会造成大面积的整个调光窗报废，最终使成品率得到提高。
[0043]增加调光条的数量(大于10)可以构建出长度为调光条长度，宽度超过I米的任意宽度的调光窗。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]以下结合附图对本发明作进一步的说明。
[0045]图1是本发明实施例提供的液晶调光条呈栅形排列的调光窗的剖视图；其中I为液晶调光条，2为粘结胶条，3为下透明基板，4为上透明基板；上、下透明基板统称为透明基板；
[0046]图2是图1去掉了上、下透明基板3、4以后的结构的俯视图；其中I为液晶调光条，2为粘结胶条，5为引出电极，引出电极以任意公知的方式或方法引出；
[0047]图3也是图1去掉了上、下透明基板3、4以后的结构的俯视图；其中I为液晶调光条，两相邻液晶调光条I之间的间隙填充了粘结胶条2，5为引出电极，引出电极5以任意公知的方式引出；
[0048]图4是调光窗的电极引出方式不意图；其中5为公共电极,5a、5b、5c、5d......分别
为各液晶调光条的独立控制电极。
【具体实施方式】[0049]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0050]实施例一:
[0051]如图1、2所示，所述液晶调光条呈栅形排列的调光窗包括液晶调光条1、粘结胶条2和上下两张透明基板3、4。其上下两张透明基板3、4均为有机玻璃板，也可以采用聚碳酸酯板、玻璃板；粘结胶条2为丙烯酸酯类单体或预聚体注入到相邻液晶调光条I之间的间隙以后，在紫外下聚合固化所形成；液晶调光条I的引出电极按照任意公知的方式引出。
[0052]上述结构可以采用如下步骤实现:
[0053]步骤I):采用激光切割或机械切割的方法沿长度方向将商品液晶调光膜切成条状，两头的短边上分别留出电极的位置，以现有的技术分别将金属导线引出，根据现有的公知技术，再分别以导电胶分别将电极粘结固定。以此方法制出至少10条同样宽度的，或不同宽度的液晶调光条I。
[0054]步骤2):在透明基板3上以任意公知的方法均匀地涂抹紫外光固化胶液(例如无影胶、N0A65等)或热固化胶液(例如环氧树脂、丙烯酸类树脂)，以下简称:胶液。胶液的厚度乘以总面积为胶液体积，它应大于全部的粘结胶条2的体积之和(简称为:胶条体积，按步骤3)给出的方法计算)，为保险计，胶液体积等于胶条体积乘以1.2至1.5。
[0055]步骤3):把步骤I)制得的至少10条液晶调光条I以图1、图2所示的栅形样式排列到步骤2)处理过的透明基板3的涂有胶液的一面，调整相邻液晶调光条I之间的间隙使平均宽度在0.2mm至5_之间，从其后步骤4)、5)的操作可知，间隙的平均宽度乘以液晶调光条I的厚度再乘以液晶调光条的长度为单根粘结胶条2的体积。
[0056]步骤4):将另一张透明基板4以滚压方式盖在步骤3排列好的液晶调光条I上，液晶调光条I下面的胶液在滚压过程中自然会被挤压到相邻液晶调光条I之间的间隙之中。滚压的目的是要将间隙中的空气挤出。
[0057]步骤5):将步骤4)做好的整体结构按公知的方式进行固化处理，直到胶液固化成为胶状固体为止，间隙之中的胶状固体即为本发明所称的粘结胶条2。至此，液晶调光条I之间的间隙的位置被粘结胶条2代替，粘结胶条2将两张透明基板3、4粘结到一起了。
[0058]要说明的是，紫外光固化胶液在步骤4)的滚压过程中也会流到液晶调光条I与透明基板3、4之间的间隙之中，这部分胶液在步骤5)紫外固化以后成为很薄的胶板，它与原有的透明基板复合成为一体，根据本发明中透明基板的定义(透明有机材料之间、透明有机材料和透明无机材料叠层复合所形成的，厚度为0.1mm至20_的透明薄板或厚板。),透明基板由多种材料叠层复合成一体，这也是本发明保护的结构。
[0059]实施例二:
[0060]如图1、2所示，所述液晶调光条呈栅形排列的调光窗包括液晶调光条1、粘结胶条2和上、下两张透明基板3、4。其上下两张透明基板3、4均为有机玻璃板，也可以采用聚碳酸酯板，还可能是玻璃板；粘结胶条2为热熔型薄膜材料在加热熔融流动到液晶调光条I之间的间隙的位置冷却以后所形成。
[0061]以下给出具体的制造步骤:
[0062]步骤i):采用激光切割或机械切割的方法沿长度方向将商品液晶调光膜切成条状，两头的短边上分别留出电极的位置，以现有的技术分别将金属导线引出，根据现有的公知技术，再分别以导电胶分别将电极粘结固定。以此方法制出至少10条液晶调光条I。
[0063]步骤ii):在透明基板3上平铺热熔型薄膜材料(以下简称为胶膜，现有材料为--聚乙烯醇缩丁醛类、醋酸纤维素类，等)，胶膜的体积应大于全部的粘结胶条2的体积之和(简称:胶条体积，按步骤iii)给出的方法计算)，为保险计，胶膜体积等于胶条体积乘以1.2至1.5。
[0064]步骤iii):把步骤i)制得的至少10条液晶调光条I以图1、图2所示的栅形或扇形样式排列到胶膜上，调整相邻液晶调光条I之间的平均间隙在0.2mm至5_之间，从步骤iv),v)的操作可知，间隙的平均宽度乘以液晶调光条I的厚度为单根粘结胶条2的体积。
[0065]步骤iv):步骤iii)的结构加热至热熔型薄膜融化成胶液，再将另一张透明基板4以滚压方式盖在液晶调光条I上，液晶调光条I下面的熔融的胶液在滚压过程中自然会被挤压到相邻液晶调光条I之间的间隙之中。滚压的目的是要将间隙中的空气挤出。
[0066]步骤V):将步骤iv)做好的整体结构冷却，直到胶液成为胶状固体为止。至此，液晶调光条I之间的间隙的位置被胶状固体所代替，间隙之中胶状固体为本发明所称粘结胶条2，粘结胶条2将透明基板3与透明基板4粘结到一起了。
[0067]要说明的是，热熔型薄膜融化成的胶液在步骤iv)的滚压过程中也会流到液晶调光条I与透明基板3、4之间的间隙之中，这部分胶液在步骤V)冷却固化以后成为很薄的胶板，它与原有的透明基板复合成为一体，根据本发明中透明基板的定义(透明有机材料之间、透明有机材料和透明无机材料叠层复合所形成的，厚度为0.1mm至20_的透明薄板或厚板。)，透明基板由多种材料叠层复合成一体，这也是本发明保护的结构。
[0068]实施例三:
[0069]如图3所示的为去掉了图1中的上、下透明基板3、4以后的结构的俯视图。多边形与圆弧所围成的长条形状的液晶调光条I排列成棚形结构；每一液晶调光条I满足其长度与平均宽度的之比大于10:1的条件；粘结胶条2的平均宽度取0.2mm至5mm之间。可以由实施例一或实施例二同样的方法实现所述液晶调光条呈栅形排列的调光窗的结构，就不重复描述了。
[0070]实施例四:
[0071]这里对照图4简单介绍调光窗的电路驱动方法。在液晶器件驱动的公知技术中，图4中的公共电极5在液晶驱动的共有技术中常常以com代表，各个独立控制电极5a、5b、5c、5d……等为段电极，在液晶驱动的共有技术中以seg代表。据此，本领域普通技术人员可以按照现有书籍(例如，《液晶显示原理》等书籍)所描述的方法(这也是液晶显示行业沿用了 30多年的控制方法)，控制调光窗上任意一条液晶调光条，使之变为透明或不透明。因而可以实现如同窗帘那样从中心向两边拉开、或从一边朝另一边拉开、隔一条亮一条等特殊效果的硬件电路和软件编程。由于液晶器件电路驱动的常规方法是普通技术人员30多年以来一直采用的技术，电路驱动的特殊方法又不包括在本发明的保护范围之内，所以就不再详述。
[0072]所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种液晶调光条呈栅形排列的调光窗，其特征在于:由至少10条液晶调光条、粘结胶条、两张透明基板组成，所述液晶调光条以平行、扇形或波浪形排列成栅形或接近栅形的图案，各个相邻的所述液晶调光条之间的间隙以所述粘结胶条填充，所述液晶调光条与所述粘结胶条夹于两张透明基板之间，所述粘结胶条通过粘合而连接所述两张透明基板。
2.如权利要求1所述的液晶调光条呈栅形排列的调光窗，其特征在于:所述透明基板为透明有机高分子材料或透明硅酸盐材料，或者是多种透明材料的叠层复合板。
3.如权利要求1所述的液晶调光条呈栅形排列的调光窗，其特征在于:所述粘结胶条的平均宽度为0.2至5mm，厚度与所述液晶调光条的厚度一致，颜色是三基色构成的任何色彩，或者是透明的、散射的颜色。
4.如权利要求1所述的液晶调光条呈栅形排列的调光窗，其特征在于:所述粘结胶条为加热熔融型胶条。
5.如权利要求1所述的液晶调光条呈栅形排列的调光窗，其特征在于:所述粘结胶条为热聚合型或紫外聚合性粘合剂材料聚合而成型的胶条。
6.如权利要求1-5任意一项所述的液晶调光条呈栅形排列的调光窗，其特征在于:每条所述液晶变光条均包含了至少两条引出电极。
7.如权利要求6所述的液晶调光条呈栅形排列的调光窗，其特征在于:在所述透明基板的外表面覆盖了具有紫外吸收功能的透明材料。
【文档编号】G02F1/1347GK103499897SQ201310441792
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】高源 , 逯瑶 申请人:成都弘烨光电科技有限公司