一种应变液晶透明投影屏幕及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种应变液晶透明投影屏幕，它包括两片透明基板(如玻璃或亚克力或胶片)夹一层聚合物分散液晶层构成，聚合物分散液晶层是由可聚合单体、链转移剂和光引发剂组成的紫外光固化预聚物、向列相液晶材料及衬垫材料塑料微球制成，预聚物与向列相液晶的质量比为1∶1。制造方法是紫外光固化工艺，紫外光倾斜照射，聚合物定向聚合，适时施加应力使液晶分子定向排列并被固定下来，使制品具有比较透明的外观。本发明专利技术制备出的应变液晶透明投影屏幕投影成像清晰，玻璃制品适用于商场橱窗等固定透明投影屏幕；亚克力制品适用于展会，剧场舞台和卡拉OK等移动或悬吊透明投影屏幕；而胶片制品适用于便携式透明投影屏幕，与微型投影机(LCOS)配合应用更广。应变液晶透明投影屏幕，观众即能看到投影图像，又能隔着屏幕清晰看到幕后景物，具有空中悬物魔幻效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的技术方案涉及基于聚合物分散液晶应变效应的透明投影屏幕。
技术介绍
聚合物分散液晶(简称PDLC)膜是20世纪80年代专利技术的高科技产品，在调光玻璃，大屏幕显示，全息光栅等许多领域具有应用价值，现在也还是液晶器件研究者关注的课题。在聚合物分散液晶研究中发现，对由玻璃基板制备的聚合物分散液晶制品或聚合物网络液晶制品的上下基板施加剪切应力会引起透光现象，这是聚合物分散液晶的剪切效应(Sheared Liquid Crystal)，它是应变液晶(Stressed Liquid Crystal)的一种，美国肯特大学液晶研究所对应变液晶有比较多的研究。对应变液晶的研究近年来在制备大相位延迟片等液晶器件上受到重视，但聚合物分散液晶剪切效应的应用还未得到广泛的研发。本专利专利技术者在前期研究中已经获得专利技术专利“聚合物分散液晶压光效应膜及其制造方法和应用(ZL2008101M177. 1) ”和“聚合物分散液晶剪切效应调光玻璃及其制备方法 (ZL200910070975. 0) ”。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种应变液晶透明投影屏幕制造方法，它是由两张透明材料基板，如平板玻璃(或亚克力或胶片)，夹一层应变液晶膜构成，聚合物被定向聚合，聚合物所分散包裹的液晶分子有取向，制品为透明开态，进而成为能获得清晰成像的透明投影屏幕，在商场橱窗，剧场舞台，展馆广告，招聘推销等处得到特殊的应用。本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案是应变液晶透明投影屏幕，由两张透明材料基板，如平板玻璃或亚克力板或胶片，夹一层应变液晶膜构成。所述应变液晶膜主要是由预聚物向列相液晶材料=1 1的比例混合组成，所述预聚物是由10 30%的环氧树脂DCL3000,35 65%聚脂丙烯酸酯MR100，5 10%链转移剂和2 10%的光引发剂 ΤΡ0,1 3%硫嗡盐组成，折射率为np = 1. 517，所述比例均为质量百分比，所述向列相液晶材料的寻常光折射率为n0 = 1. 517，非常光折射率为= 1. 717，双折射率差为0. 2。上述应变液晶透明投影屏幕，其中所述应变液晶膜的组成中还加有直径是20 30 μ m的衬垫料塑料微球，其用量在制品中平均少于25粒/cm2。上述应变液晶透明投影屏幕，其中所述玻璃为浮法平板玻璃，其厚度为3 8mm ；亚克力为透明亚克力板，其厚度为 2 5mm ；胶片为透明胶片，其厚度为0. 2 0. 5mm ；。上述应变液晶透明投影屏幕，其中所述应变液晶膜的厚度为20 30 μ m。应变液晶透明投影屏幕的制备方法，步骤是第一步，配制液晶胶用10 30%的环氧树脂DCL3000，35 65%聚脂丙烯酸酯MR100，5 10%链转移剂和2 10%的光引发剂TP0，1 3%硫嗡盐配制成预聚物，将该预聚物、向列相液晶材料按1 1的比例搅拌均勻混合，配制成液晶胶混合溶液，所述比例均为质量百分比；第二步，清洗基板在水槽中清洗基板，清洗过的基板用洁净布擦干净，保证基板上无污渍和水渍；上下基板尺寸有差异，如下基板比上基板宽6 8cm ；第三步，撒布微球在喷雾器中装上加入了塑料微球的溶剂挥发性胶，向一张基板上均勻喷雾，溶剂挥发掉，留下塑料微球粘结在基板上；第四步，合基板以上面撒布了塑料微球的基板为下基板，在其上铺另一张基板为上基板，这两张上下基板大部分平行重合，留小部分错开；第五步，灌注液晶胶用注射器将第一步配制成的液晶胶混合溶液注射到有错位台阶处下基板上，依靠毛细现象使液晶胶被吸进两片基板的缝隙中，适当控制注射剂量，不使液晶胶溢流到基板侧面，当液晶胶被吸光要及时补充，出现气泡要设法排除，等液晶胶完全充满基板重合区间，一边推动上基板与下基板更多重合，一边补充液晶胶，直到上下基板中间完全重合，下基板在宽度方向两侧各多出3 km，液晶胶也完全充满整个缝隙；第六步，紫外光曝光把已经灌注好液晶胶的这两片基板放到紫外光曝光台上进行曝光，紫外光灯与待曝光基板之间安装有导光格栅，使光束都是从侧面倾斜照射到基板上，避免垂直照射的光束，紫外光灯由大量灯管排列组成；第七步，应变处理在进行上步曝光过程中，当发生反应出现固化现象时，即看到基板由透明无色变化成有白雾时，不等完全固化，关闭紫外光灯，把两片基板上下翻转掉换方向，而且使宽片基板被支撑起来，让窄片基板依靠自重下垂，并在其下面贴上胶皮吸盘挂上重物对液晶胶层施加下拉应力，如液晶胶层厚度增加面积缩小，可以补充液晶胶，重新开启紫外光灯继续曝光使液晶胶完全固化。本专利技术应变液晶透明投影屏幕的有益效果是聚合物是定向聚合，成为连接上下玻璃基板的交叉编织光纤，束缚液晶分子基本上垂面取向，使聚合物分散液晶层处于通透状态，而不是其他制备方法得到的散射状态。本专利技术应变液晶透明投影屏幕的原理在于所述的紫外光固化胶，有按照光偏振方向聚合的特点，如光垂直照射，S光和P光均等，聚合物在玻璃夹层平面内混乱聚合，束缚液晶分子水平面内混乱排列，处于散射态；如光倾斜照射，在玻璃与空气界面，S光反射多， P光透射多，聚合物在玻璃夹层平面内受到部分偏振光照射而较多倾斜聚合，不等完全固化，对其施加下拉应力再继续曝光，将形变固化住，故称这种方法制备的状态为应变液晶。 应变液晶透明投影屏幕，常态下是光通透态，呈透明外观。应变使液晶微滴由圆球变成垂面竖立长椭球，液晶分子大部分将沿椭球长轴方向排列，液晶微滴呈现为各向异性单轴晶体， 液晶寻常光折射率与聚合物折射率相等，因此透明。本专利技术应变液晶透明投影屏幕呈现这样一种功能，正面直视比较透明，侧面斜视有白雾，投影机从侧面把图像投影上去，能够清晰成像，与现有聚合物分散液晶电控调光膜在施加电场通透态相比，透光率有所不及，但成像效果相当甚至更胜一筹。5本专利技术应变液晶透明投影屏幕与现有技术相比，具有如下的优点本专利技术的应变液晶透明投影屏幕在制备后就处在透明状态，不再需要施加应力， 也不用外加电场，有很好的成像效果。对生产环境和原料的洁净与纯度都没有高要求，工艺简单，设备投资小，原材料和生产成本都很低，玻璃应变液晶透明投影屏幕原材料成本在 200元每平米以下，售价千元每平米以上，利润500元每平米以上，具有实用性，新颖性，绝对具有价格优势和节能优势。现有的聚合物分散液晶调光玻璃在通透态可以做透明投影屏幕用，效果很好，其生产过程对车间洁净程度有极高的要求，是用透明导电胶片先制造出聚合物分散液晶复合膜，再把膜夹到两片玻璃之间，技术难度大，成本高，原材料成本在千元每平米以上，工程完毕造价5千元每平米左右，而且使用中是耗电不节能的。常见的透明投影屏幕是简单的把光学功能薄膜粘贴到透明材料上，透明性好，则成像效果不佳，成像效果好，则透明性不佳。另有所谓的全息透明投影屏幕和自发光透明投影屏幕等，原理不详，效果较好，但肯定价格昂贵。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1，本专利技术紫外光曝光装置示意图。图2，本专利技术应变液晶透明投影屏幕结构示意图。图中，101.紫外光灯管阵列，102，倾斜入射导光格栅，103，宽片基板，104，液晶胶层，105，窄片基板，106，基板支撑架。201.基板，202.聚合物，203，液晶微滴，204，微球。具体实施例方式实施例1，玻璃基板应变液晶透明投影屏幕第一步，配制液晶胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种应变液晶透明投影屏幕，其特征在于它由两张透明基板夹一层聚合物分散液晶层构成，聚合物分散液晶层是以可聚合单体、链转移剂和光引发剂组成的紫外光固化预聚物、向列相液晶材料为原料，按照预聚物与向列相液晶的质量比为１∶１的比例制成，具体制备步骤为：将预聚物、向列相液晶材料混合后灌注到两张透明基板之间，紫外光倾斜照射，使聚合物定向聚合，在应力作用下，液晶微滴形成长椭球形状，制品具有透明性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范志新，
申请(专利权)人：范志新，
类型：发明
国别省市：12