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�(yīng)變液晶調(diào)光玻璃的另類顯示

編輯：chinafpd 2012-05-22 17:54:11 瀏覽�4163  來源：平板顯示協(xié)�(huì)

　　1 �  言

　　聚合物分散液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC）是用向列相液晶和高分子材料按一定比例混合，再利用熱固化或紫外光固化等引�(fā)相分離，從而形成微米量�(jí)的液晶微滴分散在固態(tài)聚合物基體內(nèi)的結(jié)�(gòu)�30年來PDLC的電光特性已被深入研究過，并且在許多�(lǐng)域具有應(yīng)用前景，最顯而易見的�(yīng)用是正在成為投資熱門的電控調(diào)光玻璃產(chǎn)品[1-3]。應(yīng)變液晶（Stressed liquid crystal，SLC）是通過�(duì)PDLC制品施加拉伸、剪切或按壓等應(yīng)力引起光�(xué)性質(zhì)的改變所得到的新型電光器件的一�(gè)研究�(lǐng)域，在快速響�(yīng)大相位延遲片、光柵常�(shù)隨壓力變化的全息光柵、散射濾光片和散射偏光片等器件上具有特殊�(yīng)用而引起人們關(guān)注[4-8]。然而應(yīng)變液晶顯然也可以開發(fā)成為不用耗電的調(diào)光玻璃[9-10]，這種�(diào)光玻璃還可以開發(fā)出一種另類顯示板�

　　2  SLC�(diào)光玻璃的特性和�(yīng)�

　　PDLC電控�(diào)光玻璃產(chǎn)品的�(jié)�(gòu)是把PDLC夾到ITO透明�(dǎo)電膠片之間，再把膠片夾到玻璃之間。SLC�(diào)光玻璃的�(jié)�(gòu)是把PDLC直接夾在浮法平板玻璃之間，聚合物是十分柔軟的高分子黏合劑。從兩側(cè)相向或反向推擠或拉伸上下兩片玻璃，就能出�(xiàn)從散射狀�(tài)變成半透明狀�(tài)的現(xiàn)象。之所以是半透明狀�(tài)，是由于液晶微滴由圓球形狀在應(yīng)力作用下變成長橢球形狀，液晶分子呈�(xiàn)沿剪切方向，即橢球長軸方向取向排列的�(gòu)形，這時(shí)就可以當(dāng)作單軸晶體，具有雙折射性質(zhì)，沿平行剪切方向表現(xiàn)為非常光折射率，沿垂直剪切方向表�(xiàn)為尋常光折射率。設(shè)�(jì)尋常光折射率no與聚合物折射率np相等，非常光折射率ne卻與聚合物折射率np不相等，因此這時(shí)PDLC膜層就是一張散射偏光片，入射光有一半光透射，另一半光散射。SLC�(diào)光玻璃具有散射偏光現(xiàn)象，在半透明狀�(tài)也具備透明投影屏幕功能，背投效果比前投效果好�

　　PDLC電控�(diào)光玻璃適合制作大面積的固定空間隔斷，�(yīng)用工程案例都是大�(jī)�(guān)，大酒店，大公司的豪華裝修。PDLC膜產(chǎn)品價(jià)格價(jià)格十分昂貴，但是�(xiàn)在市�(chǎng)需求越來越大，成為特種玻璃行業(yè)的投資熱�(diǎn)。相比之下，新型SLC�(diào)光玻璃適合制作小面積的活�(dòng)空間隔斷，可以在更廣泛的�(lǐng)域得到應(yīng)用。在商場(chǎng)里，SLC�(diào)光玻璃可以用來制作貴重商品柜�(tái)；在公司里，SLC�(diào)光玻璃可以用來代替電�(dòng)百葉窗；在裝修領(lǐng)域，SLC�(diào)光玻璃可以用來制作推拉門窗，折疊門窗。SLC�(diào)光玻璃也可以用來制造高檔禮品盒，如珠寶，鉆戒，名表，獎(jiǎng)牌，人參，冬蟲夏草等包裝盒。現(xiàn)有的透明投影屏幕主要是光�(xué)功能膜貼到玻璃櫥窗上面，SLC�(diào)光玻璃也可以�(dāng)半透明投影屏幕在商�(chǎng)等場(chǎng)合得到應(yīng)用，效果也比較好�

　　3  SLC�(diào)光顯示玻璃的制備和應(yīng)�

　　SLC�(diào)光玻璃技�(shù)是紫外光固化生產(chǎn)工藝，把浮法平板玻璃清洗干凈，撒布上襯墊料，合上兩張玻璃，灌注�(jìn)�(yù)聚合物與液晶混合物，�(jīng)過紫外光曝光固化，安裝好不銹鋼邊框和能施加剪切應(yīng)力的裝置，就成了SLC�(diào)光玻璃產(chǎn)品�

　　樣品制備�(shí)�(yàn)中使用的向列相液晶材料是PDLC005（石家莊鹿泉新型電子材料廠提供），其雙折射no=1.517，ne=1.723；使用的�(yù)聚合物是30%的環(huán)氧樹脂DCL3000�60%聚脂丙烯酸酯MR100�4%鏈轉(zhuǎn)移劑�4%的光引發(fā)劑TPO�2%硫嗡鹽配制成�(yù)聚物；將液晶與預(yù)聚合物以11的質(zhì)量百分比混合成液晶膠。使用的玻璃�3mm厚浮法玻璃（河北南玻公司提供）；使用的襯墊料微球直徑20m（深圳納微科技公司提供）。將玻璃清洗干凈，在一張玻璃上撒布20m襯墊粉微球，之后蓋上另一張玻璃，兩張玻璃大部分重合，上下留出小部分不重合的臺(tái)階邊（方便后�(xù)施加�(yīng)力實(shí)�(yàn)）。用注射器將液晶膠滴在臺(tái)階處下面玻璃上，靠毛�(xì)�(xiàn)象使液晶膠充滿在兩張玻璃間重合部分。把夾著液晶膠的兩張玻璃放置�24W紫外燈下�(jìn)行紫外固化，采用打字�(fù)印膠片作為掩膜�(jìn)行選擇曝光，樣品距離燈約�30cm左右，曝�5分鐘，樣品由固化前透明變成固化后散射毛玻璃, 得到帶有圖案的制品。用不銹鋼方管制作了玻璃框，在玻璃框上安裝了鑰匙孔，擰轉(zhuǎn)鑰匙就可以方便施加剪切應(yīng)力，如圖1照片所示。圖1（a）是樣品散射顯示狀�(tài)，鑰匙處于豎直位置。圖1（b）是樣品透光消隱狀�(tài)，鑰匙處于水平位置。對(duì)制品施加剪切�(yīng)力時(shí)，制品變成半透明狀�(tài)，字符圖案被消隱不清楚�

　　�1  �(yīng)變液晶調(diào)光顯示，（a）顯示狀�(tài)，（b）消隱狀�(tài)

　　Fig. 1  SLC tunable glass display, (a) display state, (b) disappear state

　　眾所周知，現(xiàn)代顯示主流技�(shù)是TFT-LCD，OLED，LED，PDP，E-INK，LCOS等，本文所述SLC�(diào)光玻璃自然是十分另類的小品種，可以顯示固定字符的，如公司名稱，吉祥語句，唐詩宋詞等，�(shè)想在商場(chǎng)，公司以及酒店等�(chǎng)所裝修上具有應(yīng)用前景�

　　4  �(jié)  �

　　�(yīng)變液晶（SLC）是具有特殊電光特性的聚合物分散液晶（PDLC）領(lǐng)域在電光器件新應(yīng)用方面研究課題，而SLC�(diào)光玻璃是PDLC電控�(diào)光玻璃民用產(chǎn)品的衍生新品種，其結(jié)�(gòu)是由兩片玻璃夾一層柔性聚合物分散液晶膜；其特�(diǎn)是不用加電只施加剪切�(yīng)力就能使其從散射�(tài)變成半透明�(tài)，散射態(tài)透過�5%以下，透明�(tài)透光率接�50%；半透明�(tài)具有散射偏光片和半透明投影屏幕功能效果；其制備方法是紫外光固化技�(shù)。在制備SLC�(diào)光玻璃時(shí)，采用打字復(fù)印膠片作為掩膜�(jìn)行選擇曝光，得到帶有圖案的制品。當(dāng)�(duì)制品施加剪切�(yīng)力時(shí)，制品變成半透明狀�(tài)，字符圖案被消隱不清楚。這種SLC�(diào)光顯示玻璃在商場(chǎng)，公司以及酒店等�(chǎng)所裝修上具有應(yīng)用前景�

　　參考文�(xiàn)�

　　[1] 李永謙，武永鑫，范志新，PDLC膜的光學(xué)特性[J]，現(xiàn)代顯示，2009.1�48-50

　　Li Yongqian, Wu Yongxin, Fan Zhixin, Optical characters of PDLC films, Advanced display, Jan., 2009, 96(1), 48-50

　　[2] 靳玉亮，紀(jì)影，范志新，PDLC 膜的電光特性實(shí)�(yàn)[J]，現(xiàn)代顯示，2009.3�51-53

　　Jin Yuliang, Ji Ying, Fan Zhixin, Experiment of Elector-optical characters of PDLC films, Advanced display, Mar., 2009, 96(3), 51-53

　　[3] 于天池，范志新，等，聚合物分散液晶增�(qiáng)散射理想模型，光�(xué)�(xué)�(bào)�2008.9�1757-1760

　　Yu Tianchi, Fan Zhixin, Zhang Cuiyun et al., Ideal model of polymer dispersed liquid crystal for enhanced scattering [J] . Acta optica sinica, 2008, 28(9): 1757~ 1760

　　[4] 李永謙，邢楊，范志新，應(yīng)變液晶研究�(jìn)展[J]，現(xiàn)代顯示，2009�6月，總第102期，23-29

　　Li Yongqian，Xing Yang，F(xiàn)an Zhixin, Research progress in stressed liquid crystals, Jul, 2009,    102(6), 23-29

　　[5] 范志新，解一軍，魏向東，解會(huì)杰，宋新華，王丹，孫玉寶，聚合物分散液晶膜的壓光效應(yīng)[J]，光�(xué)�(xué)�(bào)�2011�1月，�31卷第1期，0131005

　　Fan Zhixin, Xie Yijun, Wei Xiangdong, et al., Piezo-optical effect of polymer dispersed liquid crystal films [J], Acta optica sinica, 2011, 31(1): 0131005

　　[6] 黎振�(yuǎn)，范志新，李金煒，趙永芳，孫玉寶，用偏光顯微�(shù)研究聚合物分散液晶光效應(yīng)膜[J]，光�(xué)�(xué)�(bào)�2011�8月，�31卷第8期，0816001

　　Li Zhengyuan, Fan Zhixin, Li Jinwei, Zhao Yongfang, Sun Yubao, Polarization microscopy study on piezo-optical effect of polymer dispersed liquid crystal films [J], Acta optica sinica, 2011, 31(8): 0131005

　　[7] 范志新，韋衛(wèi)星，何燕和，剪切聚合物分散液晶散射偏光特性[J]，光�(xué)技�(shù)�2011�1月，�37卷第1期，71-75

　　Fan Zhixin,Wei Weixin, He Yanhe, Scattering polarization properties of sheared polymer dispersed liquid crystal [J], Optical technique, Jun., 2011, 37(1): 71-75

　　[8] 范志新，張志東，解一軍，聚合物分散液晶壓光效�(yīng)膜及其制造方法和�(yīng)用，ZL200810154177.1

　　Fan Zhixin, Zhang Zhidong, Xie Yijun, Manufacture and application of piezo-optical effect of polymer dispersed liquid crystal films, Chinese patent, ZL200810154177.1

　　[9] 范志新，張志東等，聚合物分散液晶剪切效應(yīng)�(diào)光玻璃及其制造方法和�(yīng)用，ZL200910070975.0

　　Fan Zhixin, Zhang Zhidong, et al, Manufacture and application of polymer dispersed Liquid Crystal sheared effect switch-able windows, Chinese patent, ZL200910070975.0

　　[10] 范志新，陳亮，劉磊，剪切液晶�(diào)光玻璃的試制[J]，玻璃，2011�12月，23-26

　　Fan Zhixin, Chen Liang, Liu Lei, Preparation of sheared liquid crystal switch-able windows [J], Journal of glass, Dec., 2011, 23-26

　　Other Kind Display by

　　Stressed Liquid Crystal Light Tunable Glass

　　Fan Zhixin1,2, Yang Yuying1,2, Gao Pan1, Liu Yang1, Yang Lei1, Zheng Yonglei1,2

　　(1, Department of Applied Physics, Hebei University of Technology, Tianjin, 300401

　　2, Nanjing Crystaldrops Technology Co., Ltd, Nanjing, 210046�

　　Abstract：The properties of polymer dispersed liquid crystal (PDLC) and stressed liquid crystal (SLC) are introduced; the construction and principal and preparation process of stressed liquid crystal tunable glass are introduced. The SLC tunable display glass is prepared under the process of expose with writing pattern, the area be covered becomes transmittance and the other side is changed in to scattering. It looks like a frosted glass in scattering state with pattern display without stress applied, and it can be change into transmittance state and the pattern disappeared at the same time after sheared applied. As a kind of other display, the novel function SLC light tunable glass can be developed the products of moveable windows or doors without power consuming, there will be the application prospect in the fields of construct fit up engineering for the user of company, market, hotel and soon.

　　Keywords：polymer dispersed liquid crystal；stressed liquid crystal; light tunable glass; display; construct fit up engineering

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