專利名稱：聚合物分散液晶光閥及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種聚合物分散液晶光閥及制 作方法。
背景技術(shù)：
聚合物分散液晶(PDLC, Ploymer Dispersed Liquid Crystal)光閥作為 一種新型液晶顯示^支術(shù)在很多方面應(yīng)用，該液晶顯示技術(shù)比扭曲、超扭曲液 晶顯示技術(shù)更具有優(yōu)越性。由于PDLC光閥顯示通過電場(chǎng)的作用調(diào)節(jié)膜內(nèi)液晶 微粒光軸的取向，達(dá)到對(duì)光的散射強(qiáng)弱來顯示信息，因此不需要偏光片，可 實(shí)現(xiàn)高亮度、易柔性的大面積寬視角的顯示。另外，PDLC光閥在制備過程中， 不需液晶取向?qū)?，也不需像TN (Twisted Nematic,扭曲向列型)型面板、STN (S叩er Twisted Nematic,超級(jí)扭曲向列型)型面一反進(jìn)行特殊的封盒，具有 制作簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而倍受商家重視，目前已在光學(xué)調(diào)制器、 熱敏及壓敏器件、電控玻璃、光閥、投影顯示、電子書等方面獲得了廣泛的 應(yīng)用。
目前制作PDLC方法通常利用玻璃為基板，通過ODF(One Drop Fill,滴下 式液晶注入)技術(shù)進(jìn)行灌液，在真空條件下將上下玻璃結(jié)合制作成PDLC光閥。 但利用該方法制作成更大尺寸的PDLC光閥，如調(diào)光玻璃，如果仍然利用以玻 璃作為基板，將很難制成。因?yàn)椴Ａ椥暂^差，尤其是在玻璃尺寸較大的情 況下，玻璃基板很容易斷裂破碎，使得制作工藝很難控制。同時(shí)由于以玻璃 為基板的PDLC光閥不能彎折，不能制成特定的彎曲形狀，從而限制了它的應(yīng) 用場(chǎng)合；而且，單層玻璃基板的厚度一般達(dá)到O. 5mm以上，其制成的PDLC光閥 的厚度也較厚。
另外，現(xiàn)有技術(shù)中通常使用玻璃制成的球形填充物來進(jìn)行液晶盒厚的控 制，但在上下基板的壓合過程中引起球形填充物的滑動(dòng)，造成盒厚的不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種聚合物分散液晶光閥及制作方法，以提高產(chǎn)品 的成品率，提高產(chǎn)品盒厚的均勻性。
本發(fā)明提供的一種聚合物分散液晶光閥，由柔性材料制成的下基板和上 基板以及設(shè)置于下基板與上基板之間的PDLC材料層壓合構(gòu)成，所述下基板和上基板的壓合表面分別鍍有一下ITO電極和一上ITO電極，所述上ITO電極表面 還固化有用于控制盒厚的光阻間隙填充物。
優(yōu)選地，所述下ITO電極表面還涂覆并固化一絕緣層，所述PDLC材料層涂 覆在該絕緣層上。
優(yōu)選地，所述PDLC材料層由聚合物與液晶混合組成。所述液晶為向列相 液晶，所述聚合物的預(yù)聚物是含有熱交聯(lián)基團(tuán)或含有光交聯(lián)基團(tuán)的有機(jī)化合 物。
優(yōu)選地，所述PDLC材料層的厚度為12-25微米。
優(yōu)選地，所述光阻間隙填充物呈透明狀均勻分布在所述上ITO電極的表 面，且高度保持基本一致。所述光阻間隙填充物的材料是由石膽酸基丙烯酸 脂型式的單體制成，或者是由明膠制成。
本發(fā)明提供的 一種聚合物分散液晶光閥制作方法，包括步驟 提供一下基板和一上基板，分別在所述下基板和上基板表面鍍一下ITO
導(dǎo)電層和一上ITO導(dǎo)電層；
在所述下ITO導(dǎo)電層上涂覆PDLC材料，形成PDLC材料層； 在所述上IT0導(dǎo)電層表面涂布并固化一層光阻間隙填充物； 通過壓合設(shè)備將所述下基板和上基板壓合，其中所述PDLC材料層與光阻
間隙填充物貼合；
以紫外光方式或加熱方式將壓合的下基板和上基板固化。
優(yōu)選地，所述在下ITO導(dǎo)電層上涂覆PDLC材料，形成PDLC材料層的步驟還 包括在所述下ITO導(dǎo)電層表面涂覆一絕緣層，并將所述PDLC材料涂覆在該絕 緣層表面，形成PDLC材料層。
其中，所述涂覆PDLC材料，形成PDLC材料層的方法是輥涂法或刮涂法。 其中，所述在上ITO導(dǎo)電層表面涂布并固化一層光阻間隙填充物的步驟包
括
在所述上ITO電極表面涂布一光阻層；
對(duì)所述光阻層進(jìn)行曝光和顯影，使所述上IT0電極表面形成光阻間隙填充
物；
對(duì)所述光阻間隙填充物進(jìn)行固化。
本發(fā)明提供的聚合物分散液晶光閥及制作方法，采用柔性基板制作PDLC 光閥，不用擔(dān)心基板碎裂的問題，且柔性基板的厚度一般為O. 4mm以下，使制 作的PDLC光閥遠(yuǎn)比使用玻璃基板的厚度要低，可以大大降低光閥的厚度。本以牢;地固定在:板上，因此在利用壓合設(shè)備;吏上下基板結(jié)合的過i中,'光&
間隙填充物不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，可以4艮好地保證盒厚的均勻性和一致性。


圖l是本發(fā)明實(shí)施例柔性PDLC光閥組成結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明實(shí)施例柔性PDLC光閥制作過程流程圖3a是本發(fā)明實(shí)施例涂覆絕緣材料方式示意圖3b是本發(fā)明實(shí)施例采用輥涂法涂覆PDLC材料方式示意圖3c是本發(fā)明實(shí)施例采用刮涂法涂覆PDLC材料方式示意圖4是本發(fā)明實(shí)施例上基板結(jié)成結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明實(shí)施例制作柔性PDLC光閥壓合方法示意圖6是本發(fā)明實(shí)施例制作柔性PDLC光閥成盒方法示意圖。
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步 說明。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例采用柔性基板制作PDLC光閥，各種柔性基板材料的不同， 其彎曲能力、表面光潔度、表面處理技術(shù)、隔離水和氧氣滲透能力等方面都 不同。通過選擇不同的柔性基板材料，可制造不同性能的柔性基板。本發(fā)明 實(shí)施例中，優(yōu)選以聚合物柔性材料制成的柔性基板，如聚酯膜(PET)材料。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的柔性PDLC光閥包括由柔性材料制成的下基板 11和上基板14、鍍于下基板11上的下IT0 (Indium Tin Oxides,納米銦錫金 屬氧化物)電極IO、固化于下ITO電極10表面的絕緣層12和涂覆于絕緣層12上 的PDLC材料層13,以及鍍于上基板14上的上ITO電極15和固化于該上ITO電極 15上的光阻間隙填充物16壓合組成。
上述柔性PDLC光閥也可以不包括絕緣層12,所述PDLC材料層13直接涂覆 于下ITO電極10表面。
其中，所述PDLC材料層13的厚度以12-25微米為佳，由聚合物與液晶混合 組成。所述的液晶為向列相液晶，尤其是An較大的向列相液晶，其折射率與 所選用聚合物折射率相匹配。所述聚合物的預(yù)聚物為含有熱交聯(lián)基團(tuán)或含有
光交聯(lián)基團(tuán)的有機(jī)化合物。
其中，所述光阻間隙填充物16可以使所述上基板14和下基板11壓貼時(shí)不會(huì)滑動(dòng)，達(dá)到控制盒厚的目的；該光阻間隙填充物16呈透明狀，均勻地分布 在上IT0電極15的表面，且高度保持基本一致，該光阻間隙填充物16的材料可 以由石膽酸基丙烯酸脂型式的單體制成，也可以由明膠制成。 所述絕緣層12的材料可以為二氧化硅(SI02),呈透明狀。
本實(shí)施例的柔性PDLC光閥制作過程如圖2所示
步驟S101，在所述下基板11上鍍一層ITO導(dǎo)電層，即為下ITO電極10;
步驟S102,結(jié)合圖3a所示，通過滴注設(shè)備將絕緣材料80如SIO2滴流在涂膠 輥20a上，經(jīng)刮刀輥21a將滴流在涂膠輥20a上的絕緣材料80刮平，在涂膠輥20a 與下基板ll之間相對(duì)移動(dòng)(如方向3O所示)的作用力下，將所述刮平的絕緣材 料80均勻地涂覆到下ITO電極10的表面，形成絕緣層12;該絕緣層12在經(jīng)過一 加熱過程后，使得絕緣層12完全固化。
上述涂覆絕緣層12的過程可以通過調(diào)節(jié)涂膠輥2 Oa的壓入量、絕緣材料8 0 的濃度及印刷次數(shù)改變絕緣層12的厚度；同時(shí)涂膠輥20a越光滑，則絕緣層12 越均勻越薄。其中，所述壓入量是指涂膠輥20a與下ITO電極10接觸時(shí)，涂膠 輥20a發(fā)生彈性形變量。
步驟S103，圖3b示出了以輥涂法涂覆PDLC材料層13的過程，通過滴注設(shè)備 將聚合物與液晶的混合物90滴流在涂膠輥2Ob上，經(jīng)刮刀輥2lb將滴流在涂膠 輥20b上的混合物90刮平，在涂膠輥20b與下基板ll之間的相對(duì)移動(dòng)(如方向31 所示)的作用力下，將所述刮平的聚合物與液晶的混合物90均勻的涂覆到絕緣 層12的表面，形成PDLC材料層13。實(shí)驗(yàn)證明，該P(yáng)DLC材料層的厚度為12-25孩1 米較佳。
次數(shù)改變PDLC材料層13的厚度。其中°，、所述壓k量是指涂膠輥20b與絕緣層12 接觸時(shí)，涂膠輥2Gb發(fā)生彈性形變量。
除了用涂膠輥將聚合物與液晶的混合物9O涂布到絕緣層12表面外，也可 以通過其它涂布方式形成PDLC材料層13，如以刮涂方式涂布PDLC材料，刮涂 方式可以基本一次達(dá)到所需的厚度，而上述輥涂法一次涂的厚度較小，如果 涂覆相同厚度的材料，需要重復(fù)多次，有可能影響涂覆的質(zhì)量。
圖3c示出了以刮涂法涂覆PDLC材料層13的過程，包括提供一刮刀6，使其 沿方向32與下基板11發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而將所述聚合物與液晶的混合物90均 勻的涂覆到絕緣層12表面，形成PDLC材料層13。該方法可以通過改變刮刀6與 絕緣層12表面之間的垂直間距達(dá)到改變PDLC材料層13厚度的目的。
上述柔性PDLC光閥制作過程也可以不包括涂覆絕緣層12的步驟，所述 PDLC材料13直接涂覆于下IT0電極的表面。步驟S201，結(jié)合圖4所示，在所述上基板14鍍一層IT0導(dǎo)電層，即為上ITO 電極15;
步驟S202,在所述上IT0電極15上形成光阻間隙填充物(photoresist spacer,PR spacer) 16,該光阻間隙填充物主要用于控制盒厚，保證盒厚的 均勻性；該光阻間隙填充物16的形成過程包括
在上IT0電才及15表面涂布一光阻(Photoresist)層；
對(duì)所述光阻層進(jìn)行曝光和顯影，使所述上IT0電極15表面形成復(fù)數(shù)個(gè)光阻 間隙填充物16;所述光阻間隙填充物16以透明狀均勻地分布在上I TO電極15表 面上，且其高度保持基本一致；
對(duì)所述光阻間隙填充物16進(jìn)行固化，以增加光阻間隙填充物16的硬度， 避免在所述上基板14與下基板11的壓合過程中發(fā)生變形或移動(dòng)，固化的時(shí)間 長(zhǎng)度參考約為20秒。
上述對(duì)下基板11和上基板14進(jìn)行處理的步驟可以不分先后，或者同時(shí)進(jìn) 行，以提供工作效率。
步驟301，結(jié)合圖5所示，將涂有絕緣層12及PDLC材料層13的下基板11置 于一吸真空平臺(tái)4表面，該吸真空平臺(tái)4做水平運(yùn)動(dòng)；將所述下基板ll吸附固 定在吸真空平臺(tái)4上，其中固化有PDLC材料層13的面為非吸附面，其一端與所 述上基板的一端接觸并置于壓合輥輪51下；并將上基板固化有光阻間隙填充 物16的端面置于負(fù)載輥4侖50上，壓合輥輪51沿方向33向下移動(dòng)，在所述壓合 輥輪51的壓力下，所述上基板14和下基板11的交合處相互壓合。所述壓合輥 輪51和負(fù)載輥輪5 0可以做36 0度旋轉(zhuǎn)，其速度可以調(diào)節(jié)。
步驟S302，結(jié)合圖6所示，所述下基板11隨著吸真空平臺(tái)4向右側(cè)移動(dòng)，同 時(shí)壓合在上基板14上的壓合輥輪51逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)負(fù)載輥輪50順時(shí)針 方向旋轉(zhuǎn)及上基板l4向右側(cè)移動(dòng)，其中壓合輥輪51的轉(zhuǎn)速與吸真空平臺(tái)4的運(yùn) 動(dòng)速度相協(xié)調(diào)。作為參考，壓合輥輪51及吸真空平臺(tái)4相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)的速 度大小可以設(shè)置為3-12cm/s。
隨著所述吸真空平臺(tái)4及壓合輥輪51的不斷運(yùn)動(dòng)，并在壓合輥輪51的向下 壓力作用下，所述上基板14與下基板11貼合在一起，兩基板之間包括絕緣層
而完成PDLC光閥的成盒過程。
步驟S303,成盒完畢后，可利用加熱或紫外光照射的方法對(duì)成盒的PDLC光閥進(jìn)行固化。若所述聚合物與液晶的混合物9 0中的聚合物為含有熱交聯(lián)基
團(tuán)的有機(jī)化合物，可用加熱的方法進(jìn)行固化，制成PDLC光閥；若所述聚合物 與液晶的混合物9 0中的聚合物為含有光交聯(lián)基團(tuán)的有機(jī)化合物，可用紫外光 照射的方法進(jìn)行固化。上述固化過程是將PDLC光閥的上下表面同時(shí)固化，使 聚合物與液晶完全相分離，固化時(shí)間參考約為10分鐘，制成PDLC光閥。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍， 凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接 或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種聚合物分散液晶光閥，由柔性材料制成的下基板(11)和上基板(14)以及設(shè)置于下基板(11)與上基板(14)之間的PDLC材料層(13)壓合構(gòu)成，所述下基板(11)和上基板(14)的壓合表面分別鍍有一下ITO電極(10)和一上ITO電極(15)，其特征在于所述上ITO電極(15)表面還固化有用于控制盒厚的光阻間隙填充物(16)。
2. 如權(quán)利要求1所述的聚合物分散液晶光閥，其特征在于，所述下IT0電 極(10 )表面還涂覆并固化一絕緣層(12 ),所述PDLC材料層(13 )涂覆在該 絕緣層(12)上。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的聚合物分散液晶光閥，其特征在于，所述PDLC 材料層(13)由聚合物與液晶混合組成。
4. 如權(quán)利要求3所述的聚合物分散液晶光閥，其特征在于，所述液晶為 向列相液晶，所述聚合物的預(yù)聚物是含有熱交聯(lián)基團(tuán)或含有光交聯(lián)基團(tuán)的有 機(jī)化合物。
5. 如權(quán)利要求1或2任一所述的聚合物分散液晶光閥，其特征在于，所 述PDLC材料層(13)的厚度為12-25微米。
6. 如權(quán)利要求l所述的聚合物分散液晶光閥，其特征在于，所述光阻間 隙填充物(16)呈透明狀均勻分布在所述上ITO電極(15)的表面，且高度保 持基本一致。
7. 如權(quán)利要求6所述的聚合物分散液晶光閥，其特征在于，所述光阻間 隙填充物(16)的材料是由石膽酸基丙烯酸脂型式的單體制成，或者是由明 膠制成。
8. —種聚合物分散液晶光閥制作方法，其特征在于，包括步驟 提供一下基板和一上基板，分別在所述下基板和上基板表面鍍一下ITO導(dǎo)電層和一上ITO導(dǎo)電層；在所述下ITO導(dǎo)電層上涂覆PDLC材料，形成PDLC材料層； 在所述上ITO導(dǎo)電層表面涂布并固化一層光阻間隙填充物；通過壓合設(shè)備將所述下基板和上基板壓合，其中所述PDLC材料層與光阻 間隙填充物貼合；以紫外光方式或加熱方式將壓合的下基板和上基板固化。
9. 如權(quán)利要求8所述的聚合物分散液晶光閥制作方法，其特征在于，所 述在下IT0導(dǎo)電層上涂覆PDLC材料，形成PDLC材料層的步驟還包括在所述下ITO導(dǎo)電層表面涂覆一絕緣層，并將所述PDLC材料涂覆在該絕 緣層表面，形成PDLC材料層。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的聚合物分散液晶光閥制作方法，其特征在于， 所述涂覆PDLC材料，形成PDLC材料層的方法是輥涂法或刮涂法。
11. 如權(quán)利要求8所述的聚合物分散液晶光閥制作方法，其特征在于，所 述在上ITO導(dǎo)電層表面涂布并固化一層光阻間隙填充物，包括步驟在所述上IT0電4及表面涂布一光阻層；對(duì)所述光阻層進(jìn)行曝光和顯影，使所述上ITO電極表面形成光阻間隙填充物；對(duì)所述光阻間隙填充物進(jìn)行固化。
12. 如權(quán)利要求8或9所述的聚合物分散液晶光閥制作方法，其特征在于， 所述PDLC材料層的厚度為12-25微米。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種聚合物分散液晶光閥，由柔性材料制成的下基板和上基板以及設(shè)置于下基板與上基板之間的PDLC材料層壓合構(gòu)成，所述下基板和上基板的壓合表面分別鍍有一下ITO電極和上ITO電極，所述下ITO電極表面還涂覆并固化一絕緣層，所述PDLC材料層涂覆在該絕緣層上；所述上ITO電極表面還固化有用于控制盒厚的光阻間隙填充物。本發(fā)明還提供的一種聚合物分散液晶光閥制作方法。本發(fā)明采用柔性基板制作PDLC光閥，不用擔(dān)心基板碎裂的問題，且大大降低光閥的厚度；同時(shí)保證了光閥盒厚的均勻性和一致性。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK101419358SQ200710182050
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月24日
發(fā)明者王志國(guó) 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司