液晶調光條呈柵形排列的調光窗的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種液晶調光條呈柵形排列的調光窗，由至少10條液晶調光條、粘結膠條、兩張透明基板組成，所述液晶調光條以平行、扇形或波浪形排列成柵形或接近柵形的圖案，各個相鄰的所述液晶調光條之間的間隙以所述粘結膠條填充，所述液晶調光條與所述粘結膠條夾于兩張透明基板之間，所述粘結膠條通過粘合而連接所述兩張透明基板；本實用新型的提供的液晶調光條呈柵形排列的調光窗，能夠有效防止液晶調光條被兩張透明基板撕裂，提高調光窗整體的強度。
【專利說明】液晶調光條呈柵形排列的調光窗
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電場控制下光線透過率變化的【技術領域】，特別是指一種液晶調光條呈柵形排列的調光窗。
【背景技術】
[0002]普通液晶調光窗由兩張玻璃板之間夾一張液晶調光膜，以熱熔膠或聚合物將上述三層膠合而構成。液晶調光窗的核心是液晶調光膜，這種膜主要有如下一些類型:
[0003]一種是基于聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal,簡稱F1DLC,見美國專利US4671618)原理，將液晶微滴包裹于聚合物之中形成I3DLC結構夾于兩張內表面涂有透明導電層的塑料膜之間，如此形成了液晶調光膜。通過上述透明導電膜在TOLC施加一定的交流電場(約I?10伏/微米)時，液晶分子沿著電場方向指向而使得TOLC結構的膜逐步呈現透明狀態，當斷開交流電場或調整交流電場為0時，液晶分子呈隨機指向而使PDLC結構膜呈現磨砂狀態。由于液晶微滴的量占I3DLC總量的一半左右，所以TOLC結構的強度很低，液晶調光膜很容易被撕開。
[0004]另一種基于聚合物網絡液晶，即PNLC (Polymer Network Liquid Crystal)的結構，這是一種液晶包裹聚合物網絡的結構，將PNLC夾于兩張內表面涂有透明導電層的塑料膜之間，形成了液晶調光膜。PNLC的優點在于功耗低，同樣厚度的PNLC所需驅動電壓僅為PDLC所需驅動電壓的一半以下，但由于PNLC中聚合物的比例只占20%以下，PNLC靠20%聚合物所形成的網絡與兩面的塑料膜連接，所以機械強度更低。這種液晶調光膜往往在塑料膜曲翹的時候就自然分開了。
[0005]液晶調光膜的生產需要高潔凈度條件。液晶調光膜中上述透明導電膜之間的厚度一般不超過25微米，即上述透明導電膜之間的厚度一般在25微米以下。若混入粒度超過25微米的雜質就會導致局部厚度過大而無法加上電場，這樣，在雜質為中心的相當大一部分區域無法啟動為透明態，進而使整個調光窗報廢。特殊地，若液晶調光膜中掉進導電性雜質，例如附近裝修產生的微米級粉塵，或者機械加工時由于摩擦產生的微米級金屬碎屑等，都會造成液晶調光膜局部短路也會使整個調光窗報廢。
[0006]逐步升高電壓，現有的電控調光窗的狀態僅可以由不透明逐漸變為透明，其調光效果沉悶，調光模式單一，不能夠實現類似窗簾從中心向兩邊拉開亦或者百葉窗式的開閉等多種調光效果。
[0007]除了上述問題外，由于對平整度和均勻度的嚴格要求，液晶調光膜的寬度受制造設備的限制，目前的設備所生產的調光膜寬度最大不超過1.8m，為降低設備造價同時滿足精度要求，目前市面上的液晶調光膜產品的寬度主要為1.5米和1.2米的兩種。為了解決液晶調光膜的寬度受限問題，曾提出了調光膜拼接的方案:
[0008]中國專利ZL201020651290.3公布了一種多膜拼接型的調光玻璃專利，所述技術
主要針對以小幅寬聚合物分散型液晶膜產品生產大幅寬智能調光玻璃的解決方案，為了防止拼縫處漏光，該實用新型提出在拼縫處一側設置一帶狀裝飾層。該實用新型的缺點在于:帶狀裝飾層若太細則難以與拼接縫對準實現遮光，太粗則拼接縫過于明顯，影響調光窗的美觀。
[0009]為了解決上述問題，中國專利ZL201020602796.5公布了另一種多膜拼接型的調
光玻璃的結構，該實用新型提出在拼縫處形成液晶電控調光膜上下錯層重疊結構，可以實現交疊型拼接縫。但是，由于液晶調光膜在沒有加電時是磨砂玻璃的效果，拼接處兩層磨砂玻璃樣的散射層使得拼接縫處的透過率明顯低得多，成為明顯的黑縫。另外交疊結構的液晶調光膜也使得調光窗的厚度增加很多。
[0010]中國專利ZL201020101592.3公布了錯層拼接結構的液晶調光膜，可以實現交疊型拼接縫。由于沒有考慮液晶調光膜與上下透明基板的連接關系，所以無法利用上下透明基板本身的強度來加強液晶調光膜的強度。
[0011]中國專利ZL201020101592.3在【背景技術】談到了現有技術采用熱熔方式將兩片調光膜合片，但是會使拼接處產生一定幅面的開膠區域。究其原因，乃在于塑料與玻璃之間的熱漲系數有10倍以上的差異的事實。PET塑膠的相對熱漲系數平均為6X10_5，玻璃在10-6?10_7之間，相差100倍。若熱熔工藝的溫度高出室溫60度，則I米寬的液晶調光膜的熱變形量達到約1.8mm (考慮沿寬度方向兩端面對稱膨脹)，考慮到熱變形導致基片的曲翹，其失效范圍更大，實際上常常會達到100mm，造成整體報廢。更大寬度的液晶調光膜熱變形量更大。如此大的形變造成的應力集中在拼接縫處，必然造成開膠。根據以上專利的所談的【背景技術】可推知，現有技術由多片調光膜合片目的僅僅在于獲得大面積的調光膜或調光窗，自然會采用盡可能大的尺寸的調光膜(按照現有生產線產品的最小寬度:大于0.5米)進行合片。
[0012]我們認為，因熱膨脹所致邊沿開膠使液晶調光膜失效，若失效區域的寬度控制在
0.2mm以下于I米開外是看不出來的，因而是可以接受的，考慮到熱脹所致拼接縫邊沿開膠失效沿寬度的兩端面對稱延伸，因而用于拼接的液晶調光膜的寬度應該在120_以下。
[0013]綜上所述，上述實用新型以多張大面積調光膜的無縫拼接而形成大幅面的調光膜(窗)為其主要目的，主要缺點和問題如下:
[0014]液晶調光膜在制造過程中易混入雜質，雜質在膜上造成明顯的瑕疵，造成整張膜的報廢；
[0015]拼接式的調光膜，為了突出其整體性，追求其拼縫越窄越好，且拼縫中因有空氣而熱熔膠無法填入，所以拼縫對于調光窗整體強度基本沒有貢獻；
[0016]調光窗的上述一體化結構調光模式單一，無法實現如同窗簾那樣從中心向兩邊拉開、或從一邊向另一邊拉開等多種實用調光效果。
[0017]以下為本實用新型所涉及到的術語定義:
[0018]液晶調光條
[0019]平均寬度在5mm至120mm之間、長度與平均寬度之比大于10:1的呈長條形狀(可以為長條矩形或長條多邊形，也可以由多段圓弧、折線圍成的長條外形)的、具有至少兩條獨立引出電極的液晶調光膜。
[0020]透明基板
[0021]包括玻璃、有機玻璃、聚碳酸酯在內的，厚度為0.1mm至20mm的透明(透過率大于60%)薄板或厚板。進一步地，透明薄板包含了透明無機材料和透明有機材料，還包含了由透明有機材料之間、以及透明有機材料和透明無機材料多層透明材料疊層復合所形成的，厚度為0.1mm至20mm的透明薄板或厚板。
實用新型內容
[0022]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種液晶調光條呈柵形排列的調光窗，能夠有效防止液晶調光條被兩張透明基板撕裂，提高調光窗整體的強度。
[0023]基于上述目的本實用新型提供的液晶調光條呈柵形排列的調光窗是由液晶調光條、粘結膠條、兩張透明基板組成；其中，采用至少10條上述液晶調光條以平行、扇形或波浪形排列成柵形或接近柵形的圖案，無論以何圖案排列，各個相鄰的液晶調光條之間的間隙以粘結膠條填充，將上述全部的液晶調光條與全部的粘結膠條被夾于兩張透明基板之間，采用公知的任何技術使上述粘結膠條粘結連結兩張透明基板，形成了整體結構。
[0024]在一些實施方式中，所述粘結膠條的平均寬度為0.2至5mm，厚度與所述液晶調光條的厚度一致，顏色是三基色構成的任何色彩，或者是透明的、散射的顏色。
[0025]在一些實施方式中，每條所述液晶調光條均包含了至少兩條引出電極。
[0026]折中考慮粘結膠條的強度與實用性，上述粘結膠條的平均寬度最好取0.2mm至5mm之間。根據本實用新型的結構，粘結膠條的厚度與液晶調光條的厚度一致。本實用新型選取粘結膠條的寬度大于0.2_雖然在I米以內可以看出，但其一:粘結膠條的寬度并非是失效區域寬度，不會進一步撕裂而傳導到液晶調光條的內部；其二:粘結膠條對于液晶調光條的側面密閉、粘結作用防止了熱變形所導致的基片曲翹、撕裂，提高了可靠性；其三:粘結膠條中可以根據使用場景添加顏料，在本實用新型所述的總體結構上實現百葉窗的效果，使之具有更好的適用性與實用性。
[0027]要說明的是:
[0028]本實用新型在實施過程中，粘結膠條在固化之前的流動狀態時，多余的粘結膠可能會流到透明基板與液晶調光條之間的空隙之中，這部分多余的粘結膠所形成的粘結膠元件既非本實用新型必須具備，也不是本實用新型必須要去掉的元件，因而在實施的時候任其有、或者無；
[0029]每一液晶調光條均包含了至少兩條獨立的引出電極，電極的引出方式有多種，且已是公知的結構和技術，也可能是未來的結構與技術。無論何種引出方式，對本實用新型均沒有影響，所以這里對引出電極不作另外的要求、說明。
[0030]液晶調光條的寬度、長寬比、厚度，透明基板的材料、性質、厚度等參數不是本實用新型成立的必要因素，在這些方面的變化不具有創新性。
[0031]根據對所述液晶調光條之間的間隙的顏色要求，可使用透明的、散射型白色的、或三基色構成的任何色彩的粘結膠條，因液晶調光條有一定厚度，所以粘結膠條也相對較厚。于是上述顏色的粘結膠條分別使調光條之間的間隙呈現出透明、白色或者是彩色(包括黑色、灰色、較淡的彩色)的效果。
[0032]上述結構中的液晶調光條的弓丨出電極以任意公知的方法分別弓I出并接入外部的驅動電路之中。
[0033]最好在上述調光窗結構中的透明基板的外表面覆蓋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層，以隔絕環境光中的紫外線對液晶的輻射。
[0034]從上面所述可以看出，本實用新型提供的液晶調光條呈柵形排列的調光窗有如下優點:
[0035]以柵形排列的液晶調光條之間被粘結膠條填充，兩張透明基板在液晶調光條之間的間隙處通過粘結膠條直接連在一起，粘結膠條將兩張透明基板粘在一起，防止對液晶調光條的撕裂，提高了調光窗的整體強度。
[0036]每條條狀的液晶調光膜的電極被獨立引出，可分別被外電路單獨控制，于是該結構的調光窗可以通過外部的單片機編程實現如同窗簾那樣從中心向兩邊拉開、或從一邊朝另一邊拉開的效果。
[0037]大張的調光膜被切割成條狀調光膜(形成液晶調光條)，減小了液晶調光膜的面積，液晶中粒度超過一定尺寸的雜質或導電性雜質只是造成該條調光膜的報廢，且容易被剔除、更換，不會造成大面積的整個調光窗報廢，最終使成品率得到提高。
[0038]增加調光條的數量(大于10)可以構建出長度為調光條長度，寬度超過I米的任意寬度的調光窗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0039]以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0040]圖1是本實用新型實施例提供的液晶調光條呈柵形排列的調光窗的剖視圖；其中I為液晶調光條，2為粘結膠條,3為下透明基板,4為上透明基板；上、下透明基板統稱為透明基板；
[0041]圖2是圖1去掉了上、下透明基板3、4以后的結構的俯視圖；其中I為液晶調光條，2為粘結膠條，5為引出電極，引出電極以任意公知的方式或方法引出；
[0042]圖3也是圖1去掉了上、下透明基板3、4以后的結構的俯視圖；其中I為液晶調光條，兩相鄰液晶調光條I之間的間隙填充了粘結膠條2，5為引出電極，引出電極5以任意公知的方式引出；
[0043]圖4是調光窗的電極引出方式不意圖；其中5為公共電極,5a、5b、5c、5d......分別
為各液晶調光條的獨立控制電極。
【具體實施方式】
[0044]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。
[0045]實施例一:
[0046]如圖1、2所示，所述液晶調光條呈柵形排列的調光窗包括液晶調光條1、粘結膠條2和上下兩張透明基板3、4。其上下兩張透明基板3、4均為有機玻璃板，也可以采用聚碳酸酯板、玻璃板；粘結膠條2為丙烯酸酯類單體或預聚體注入到相鄰液晶調光條I之間的間隙以后，在紫外下聚合固化所形成；液晶調光條I的引出電極按照任意公知的方式引出。
[0047]上述結構可以采用如下步驟實現:
[0048]步驟I):采用激光切割或機械切割的方法沿長度方向將商品液晶調光膜切成條狀，兩頭的短邊上分別留出電極的位置，以現有的技術分別將金屬導線引出，根據現有的公知技術，再分別以導電膠分別將電極粘結固定。以此方法制出至少10條同樣寬度的，或不同寬度的液晶調光條I。
[0049]步驟2):在透明基板3上以任意公知的方法均勻地涂抹紫外光固化膠液(例如無影膠、N0A65等)或熱固化膠液(例如環氧樹脂、丙烯酸類樹脂)，以下簡稱:膠液。膠液的厚度乘以總面積為膠液體積，它應大于全部的粘結膠條2的體積之和(簡稱為:膠條體積，按步驟3)給出的方法計算)，為保險計，膠液體積等于膠條體積乘以1.2至1.5。
[0050]步驟3):把步驟I)制得的至少10條液晶調光條I以圖1、圖2所示的柵形樣式排列到步驟2)處理過的透明基板3的涂有膠液的一面，調整相鄰液晶調光條I之間的間隙使平均寬度在0.2mm至5_之間，從其后步驟4)、5)的操作可知，間隙的平均寬度乘以液晶調光條I的厚度再乘以液晶調光條的長度為單根粘結膠條2的體積。
[0051]步驟4):將另一張透明基板4以滾壓方式蓋在步驟3排列好的液晶調光條I上，液晶調光條I下面的膠液在滾壓過程中自然會被擠壓到相鄰液晶調光條I之間的間隙之中。滾壓的目的是要將間隙中的空氣擠出。
[0052]步驟5):將步驟4)做好的整體結構按公知的方式進行固化處理，直到膠液固化成為膠狀固體為止，間隙之中的膠狀固體即為本實用新型所稱的粘結膠條2。至此，液晶調光條I之間的間隙的位置被粘結膠條2代替，粘結膠條2將兩張透明基板3、4粘結到一起了。
[0053]要說明的是，紫外光固化膠液在步驟4)的滾壓過程中也會流到液晶調光條I與透明基板3、4之間的間隙之中，這部分膠液在步驟5)紫外固化以后成為很薄的膠板，它與原有的透明基板復合成為一體，根據本實用新型中透明基板的定義(透明有機材料之間、透明有機材料和透明無機材料疊層復合所形成的，厚度為0.1mm至20_的透明薄板或厚板。)，透明基板由多種材料疊層復合成一體，這也是本實用新型保護的結構。
[0054]實施例二:
[0055]如圖1、2所示， 所述液晶調光條呈柵形排列的調光窗包括液晶調光條1、粘結膠條2和上、下兩張透明基板3、4。其上下兩張透明基板3、4均為有機玻璃板，也可以采用聚碳酸酯板，還可能是玻璃板；粘結膠條2為熱熔型薄膜材料在加熱熔融流動到液晶調光條I之間的間隙的位置冷卻以后所形成。
[0056]以下給出具體的制造步驟:
[0057]步驟i):采用激光切割或機械切割的方法沿長度方向將商品液晶調光膜切成條狀，兩頭的短邊上分別留出電極的位置，以現有的技術分別將金屬導線引出，根據現有的公知技術，再分別以導電膠分別將電極粘結固定。以此方法制出至少10條液晶調光條I。
[0058]步驟ii):在透明基板3上平鋪熱熔型薄膜材料(以下簡稱為膠膜，現有材料為--聚乙烯醇縮丁醛類、醋酸纖維素類，等)，膠膜的體積應大于全部的粘結膠條2的體積之和(簡稱:膠條體積，按步驟iii)給出的方法計算)，為保險計，膠膜體積等于膠條體積乘以1.2至
1.5。
[0059]步驟iii):把步驟i)制得的至少10條液晶調光條I以圖1、圖2所示的柵形或扇形樣式排列到膠膜上，調整相鄰液晶調光條I之間的平均間隙在0.2mm至5_之間，從步驟iv),v)的操作可知，間隙的平均寬度乘以液晶調光條I的厚度為單根粘結膠條2的體積。
[0060]步驟iv):步驟iii)的結構加熱至熱熔型薄膜融化成膠液，再將另一張透明基板4以滾壓方式蓋在液晶調光條I上，液晶調光條I下面的熔融的膠液在滾壓過程中自然會被擠壓到相鄰液晶調光條I之間的間隙之中。滾壓的目的是要將間隙中的空氣擠出。
[0061]步驟V):將步驟iv)做好的整體結構冷卻，直到膠液成為膠狀固體為止。至此，液晶調光條I之間的間隙的位置被膠狀固體所代替，間隙之中膠狀固體為本實用新型所稱粘結膠條2，粘結膠條2將透明基板3與透明基板4粘結到一起了。
[0062]要說明的是，熱熔型薄膜融化成的膠液在步驟iv)的滾壓過程中也會流到液晶調光條I與透明基板3、4之間的間隙之中，這部分膠液在步驟V)冷卻固化以后成為很薄的膠板，它與原有的透明基板復合成為一體，根據本實用新型中透明基板的定義(透明有機材料之間、透明有機材料和透明無機材料疊層復合所形成的，厚度為0.1mm至20_的透明薄板或厚板。)，透明基板由多種材料疊層復合成一體，這也是本實用新型保護的結構。
[0063]實施例三: [0064]如圖3所示的為去掉了圖1中的上、下透明基板3、4以后的結構的俯視圖。多邊形與圓弧所圍成的長條形狀的液晶調光條I排列成棚形結構；每一液晶調光條I滿足其長度與平均寬度的之比大于10:1的條件；粘結膠條2的平均寬度取0.2mm至5mm之間。可以由實施例一或實施例二同樣的方法實現所述液晶調光條呈柵形排列的調光窗的結構，就不重復描述了。
[0065]實施例四:
[0066]這里對照圖4簡單介紹調光窗的電路驅動方法。在液晶器件驅動的公知技術中，圖4中的公共電極5在液晶驅動的共有技術中常常以com代表，各個獨立控制電極5a、5b、5c、5d……等為段電極，在液晶驅動的共有技術中以seg代表。據此，本領域普通技術人員可以按照現有書籍(例如，《液晶顯示原理》等書籍)所描述的方法(這也是液晶顯示行業沿用了 30多年的控制方法)，控制調光窗上任意一條液晶調光條，使之變為透明或不透明。因而可以實現如同窗簾那樣從中心向兩邊拉開、或從一邊朝另一邊拉開、隔一條亮一條等特殊效果的硬件電路和軟件編程。由于液晶器件電路驅動的常規方法是普通技術人員30多年以來一直采用的技術，電路驅動的特殊方法又不包括在本實用新型的保護范圍之內，所以就不再詳述。
[0067]所屬領域的普通技術人員應當理解:以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種液晶調光條呈柵形排列的調光窗，其特征在于:由至少10條液晶調光條、粘結膠條、兩張透明基板組成，所述液晶調光條以平行、扇形或波浪形排列成柵形或接近柵形的圖案，各個相鄰的所述液晶調光條之間的間隙以所述粘結膠條填充，所述液晶調光條與所述粘結膠條夾于兩張透明基板之間，所述粘結膠條通過粘合而連接所述兩張透明基板。
2.如權利要求1所述的液晶調光條呈柵形排列的調光窗，其特征在于:所述粘結膠條的平均寬度為0.2至5mm，厚度與所述液晶調光條的厚度一致。
3.如權利要求1或2所述的液晶調光條呈柵形排列的調光窗，其特征在于:每條所述液晶調光條均包含了至少兩條引出電極。
【文檔編號】G02F1/1335GK203455558SQ201320594449
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】高源 , 逯瑤 申請人:成都弘燁光電科技有限公司