一种液晶黑板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种液晶黑板及其制备方法，所述液晶黑板包括对立设置的一对基板，一对基板中间设有多个依次层叠的结构单元，结构单元为依次层叠的第一导电透明金属层、液晶层、第二导电透明金属层，结构单元通过基板隔开，液晶层经光刻胶形成间隔后灌注液晶材料构成。本发明专利技术使用光刻胶制备间隔，光刻胶在液晶层中体积占比小，间隔的稳定性、耐磨性以及粘附性较高；同时使用旋向相反的液晶层，能够全反射自然光。本发明专利技术制备出的液晶黑板相比于PNLC技术制备的液晶黑板使用寿命延长了22.07％，亮度提高了116.88％。本发明专利技术制备的液晶层反射波段为380～2000nm，有利于侧边座位的学生观看。有利于侧边座位的学生观看。有利于侧边座位的学生观看。

【技术实现步骤摘要】
一种液晶黑板及其制备方法


[0001]本专利技术属于液晶黑板
，涉及一种液晶黑板及其制备方法。

技术介绍

[0002]为了解决电子黑板使用过程中的板书不方便、与学生交流互动较差、长期使用造成视力损伤的问题，市面上出现了液晶黑板。液晶黑板实现了与传统黑板类似的嵌入化，不额外占据空间、完全地部署在教室的正前方，电子屏幕正好可以处于整个教室正前方中心点，学生观看的视角效果更佳。电子屏幕部分既可以电子书写和互动，也满足普通的黑板化书写需求，具备传统黑板的优点和功能、同时拥有电子化多媒体交互设备拥有的优点和功能，且护眼无害，是黑板发展的一个重要方向。液晶黑板的制备方法中最常见的是使用聚合物分散液晶(PDLC)技术或者聚合物网络液晶(PNLC)技术。
[0003]液晶黑板需要在竖直悬挂的情况下使用，由于要求字迹粗且亮，预聚合物在液晶混合材料中占比会很小，而预聚合物形成的聚合物网络能够为胆甾相液晶提供平面态与焦锥态的双稳性，由于预聚合物的占比小，液晶微滴不能完全被聚合物网络束缚，同时由于长期使用硬物接触液晶黑板，聚合物网络结构可能会被破坏，在液晶黑板产品竖直使用较长时间后，会发生液晶沉降堆积到黑板底部，使得产品失效。并且液晶黑板中由于胆甾相液晶的选择性反射特性，只能利用自然光的50％，亮度较差。
[0004]例如，专利CN110257081A提供了一种液晶组合物、液晶黑板膜和液晶黑板，使用预聚合物、胆甾相液晶和引发剂配制出混合液，预聚合物在曝光后形成聚合物网络。现有技术通过聚合物网络液晶技术，使预聚合物在曝光条件下形成聚合物网络结构，束缚液晶微滴，聚合物网络结构在长时间硬物接触的情况下可能会遭到破坏，造成液晶沉降并使液晶黑板的寿命降低，并且由于胆甾相液晶的选择性反射特性，只能利用50％的自然光。因此提供一种液晶黑板，能够提高间隔的稳定性、液晶黑板的使用寿命以及亮度具有重要意义。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术存在的液晶黑板对光的反射利用率低、使用寿命较短、稳定性较差的问题，本专利技术提供了一种液晶黑板及其制备方法。本专利技术使用至少两层旋向相反的液晶层，实现外界自然光全反射，使得液晶黑板的亮度更高；本专利技术使用光刻胶制备间隔，得到稳定性强、黏附性好的间隔，提高了液晶黑板的使用寿命。
[0006]为实现本专利技术的技术目的，一方面，本专利技术提供一种液晶黑板，所述液晶黑板包括对立设置的一对基板，所述一对基板中间设有多个依次层叠的结构单元，所述结构单元为依次层叠的第一导电透明金属层、液晶层、第二导电透明金属层；所述结构单元通过基板隔开。
[0007]本专利技术液晶黑板的结构至少包括：依次层叠于第一基板的第一导电透明金属层、第一液晶层、第二导电透明金属层、第二基板、第三导电透明金属层、第二液晶层、第四导电透明金属层、第三基板。
[0008]进一步，本专利技术的液晶黑板中，基板为玻璃基板、PET基板、亚克力基板中的一种；导电透明金属层由氧化铟锡、氧化锌、氧化镉锡、氧化铟、铟掺杂氧化锌、铝掺杂氧化锌、镓掺杂氧化锌中的至少一种构成。
[0009]进一步，本专利技术的液晶黑板中，液晶层中液晶材料为胆甾相液晶；所述胆甾相液晶为胆甾醇衍生物材料或向列相液晶掺杂手性分子。
[0010]进一步，本专利技术的液晶黑板中，液晶层的反射波段λ与液晶层的螺矩P、液晶层的平均折射率n以及入射角度θ的余弦值的关系为：
[0011]λ＝nPcosθ。
[0012]进一步，本专利技术的液晶黑板中，多个依次层叠的结构单元为m个，m为2～23。结构单元中的液晶层选自左旋液晶层或右旋液晶层中的一种。优选地，包含左旋液晶层的结构单元叠加后的反射波段和包含右旋液晶层的结构单元叠加后的反射波段相同；包含左旋液晶层的结构单元叠加后的反射波段和包含右旋液晶层的结构单元叠加后的反射波段可以相同或不同，为达到更优的显示效果，优选为相同。包含左旋液晶层的结构单元叠加后的反射波段和包含右旋液晶层的结构单元叠加后的反射波段不同时，以重合部分的反射波段为液晶黑板的反射波段；包含左旋液晶层的结构单元叠加后的反射波段或包含右旋液晶层的结构单元叠加后的反射波段为380～2000nm；优选地，反射波段为450～650nm。
[0013]本专利技术对包含左旋液晶层的结构单元与包含右旋液晶层的结构单元数量不做具体限定，本领域技术人员可以采用包含左旋液晶层的结构单元与包含右旋液晶层的结构单元数量相同或包含左旋液晶层的结构单元与包含右旋液晶层的结构单元数量不同。
[0014]本专利技术对包含左旋液晶层的结构单元与包含右旋液晶层的结构单元的排列顺序不做具体限定，本领域技术人员可以将包含左旋液晶层的结构单元与包含右旋液晶层的结构单元按任意顺序排列。
[0015]另一方面，本专利技术提供一种液晶黑板的制备方法，具体包括以下步骤：
[0016]步骤一：在第一导电透明金属层上方预先涂布取向剂或进行摩擦取向处理以便于液晶取向；将光刻胶均匀平整地涂布于第一导电透明金属层上方，经过软烘焙、曝光、显影、硬烘焙后在第一导电透明金属层表面留下间隔图案，将第二导电透明金属层放置于其上，制备出第一结构单元；
[0017]步骤二：按照步骤一的方法制备出其余结构单元；
[0018]步骤三：将第一基板设置于下方，第一结构单元设置于第一基板上方，平行放置，其余结构单元依次平行放置，每两个结构单元间放置一层基板将其隔开；利用大气压力和毛细作用将胆甾相液晶灌入每个结构单元的两层导电透明金属层之间，形成液晶层；使用边框胶将液晶层和上下基板封闭。
[0019]进一步，本专利技术的液晶黑板制备方法中，光刻胶由黑色分散颜料、光引发剂、溶剂、感光树脂组成，为黑色光刻胶；光刻胶在液晶层中体积占比为1～10％；光刻胶的分辨率为0.005～20μm。
[0020]本专利技术对光刻胶中光引发剂类型不做具体限定，本领域技术人员可采用肟酯类光引发剂、酮肟酯类光引发剂、芳香酮类光引发剂、胺基酮类光引发剂、苯乙酮类光引发剂中的至少一种。
[0021]本专利技术对光刻胶中溶剂类型不做具体限定，本领域技术人员可采用环己酮、二甲
苯、异丙醇、正丁醇、脂肪醇、甲乙酮、甲基异丁基酮、甲基吡咯烷酮、乙酸丁酯、3
‑
乙氧基丙酸乙酯、乙二醇醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇单丁醚、苯甲醇丙二醇单甲基醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。
[0022]本专利技术对光刻胶中感光树脂类型不做具体限定，本领域技术人员可采用丙烯酸酯类含硅有机单体、丙烯酸酯类含氟有机单体、酚醛树脂、改性酚醛清漆树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体、多羟基苯基化合物和含醌二叠氮基的磺酸化合物的完全酯化物、部分酯化物、酰胺化物或部分酰胺化物中的至少一种，如：二苯甲酮、三乙醇胺。
[0023]本专利技术对液晶黑板制备过程中的灌入不做具体限定，本领域技术人员可采用真空吸灌或ODF工艺。
[0024]进一步，本专利技术的液晶黑板制备方法中，所述旋涂将溶剂含量为60～85wt％的光刻胶，下降至10～20wt％。软烘焙温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液晶黑板，其特征在于，所述液晶黑板包括对立设置的一对基板，所述一对基板中间设有多个依次层叠的结构单元，所述结构单元为依次层叠的第一导电透明金属层、液晶层、第二导电透明金属层；所述结构单元通过基板隔开；所述液晶层为经光刻胶形成封闭图案后灌注液晶材料制得。2.根据权利要求1所述的液晶黑板，其特征在于，所述光刻胶为黑色光刻胶；所述光刻胶包括：黑色分散颜料、光引发剂、溶剂和感光树脂；以体积计，所述光刻胶在液晶层中的占比为1～10％；所述光刻胶的分辨率为0.005～20μm；所述液晶层为将光刻胶涂布于所述第一导电透明金属层或第二导电透明金属层上，然后灌注液晶材料制得。3.根据权利要求1所述的液晶黑板，其特征在于，所述液晶材料为胆甾相液晶；所述胆甾相液晶为胆甾醇衍生物材料或向列相液晶掺杂手性分子。4.根据权利要求1所述的液晶黑板，其特征在于，所述多个依次层叠的结构单元为m个，所述m为2～23；所述液晶层选自左旋液晶层或右旋液晶层中的一种。5.根据权利要求4所述的液晶黑板，其特征在于，包含左旋液晶层的结构单...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑茹静，陈彦全，付立华，温华力，刘述勇，高飞，赵佳星，
申请(专利权)人：陕西晶彩明为科技有限公司，
类型：发明
国别省市：