一种电致变色工艺及电致变色器件的制作方法

1.本发明涉及材料加工技术领域，更具体地说，涉及一种电致变色工艺，还涉及一种电致变色器件。


背景技术：

2.电致变色是指材料的光学属性(反射率，透过率，雾度等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象。电致变色工艺的使用逐渐由建筑领域向消费电子领域拓展，如手机的壳体等，采用电致变色工艺已为手机带来更多的时尚属性。
3.为达到电致变色目的，一种可以利用材料在氧化还原反应前后在不同价态下呈现不同颜色，另一种可以利用液晶的异方性结晶实现由雾状到透明的转变。
4.聚合物分散液晶，又称为pdlc(polymer dispersed liquid crystal)，是液晶以微米量级的小微滴分散在有机固态聚合物基体内，由于由液晶分子构成的小微滴的光轴处于自由取向，其折射率与基体的折射率不匹配，当光通过基体时被微滴强烈散射而呈不透明的乳白状态或半透明状态。通电施加电场可调节液晶微滴的光轴取向，当两者折射率相匹配时，呈现透明态；断电后除去电场，液晶微滴又恢复最初的散光状态。然而，传统利用液晶的电致变色工艺难以形成均匀的乳白色或半透明状态。
5.综上所述，如何有效地解决电致变色工艺难以形成均匀的乳白色或半透明状态等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种电致变色工艺，该电致变色工艺可以有效地解决难以形成均匀的乳白色或半透明状态的问题，本发明的第二个目的是提供一种电致变色器件。
7.为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种电致变色工艺，包括：
9.在具有导电层的第一基板的导电层表面贴附干膜光阻；
10.曝光显影获得若干光阻点；
11.在所述第一基板表面涂覆聚合物分散液晶；
12.在所述聚合物分散液晶上贴附具有导电层的第二基板，所述第二基板的导电层朝向所述聚合物分散液晶且紧贴所述光阻点；
13.固化成型；
14.通电使所述聚合物分散液晶由雾态变为透明态。
15.优选地，上述电致变色工艺中，所述曝光显影获得若干光阻点，具体包括：
16.曝光显影获得呈阵列式点状分布的光阻点。
17.优选地，上述电致变色工艺中，所述光阻点的大小不大于30μm，相邻两所述光阻点的间距范围为0.5mm
‑
3mm。
18.优选地，上述电致变色工艺中，所述干膜光阻的厚度范围为8μm
‑
20μm。
19.优选地，上述电致变色工艺中，还包括：
20.在聚合物分散液晶中添加颜料和树脂，并充分搅拌至均匀混合，得到含有聚合物分散液晶的胶水；
21.则所述在所述第一基板表面涂覆聚合物分散液晶，具体包括：
22.在所述第一基板表面涂覆所述含有聚合物分散液晶的胶水。
23.优选地，上述电致变色工艺中，所述树脂为丙烯酸树脂，且以重量份计，所述胶水含有10重量份的所述聚合物分散液晶，2重量份的所述丙烯酸树脂和0.01重量份的所述颜料。
24.优选地，上述电致变色工艺中，还包括：
25.在所述第一基板和/或所述第二基板背向所述聚合物分散液晶的一面上依次镀膜、丝印油墨，再通过光学胶贴合第三基板。
26.应用本发明提供的电致变色工艺，首先在具有导电层的第一基板的导电层表面贴附干膜光阻；再经曝光显影获得若干光阻点；而后在第一基板表面涂覆聚合物分散液晶；再在聚合物分散液晶上贴附具有导电层的第二基板，第二基板的导电层朝向聚合物分散液晶，且紧贴光阻点；然后固化成型；最后通电使聚合物分散液晶由雾态变为透明态。通过预先贴附干膜光阻，并经曝光显影获得光阻点，光阻点的厚度决定了第一基板的导电层和第二基板的导电层之间的距离，也就决定了聚合物分散液晶的厚度。通过聚合物分散液晶厚度的精准控制，使得产品能够形成均匀的乳白色或半透明状态，即优异的光电特性。
27.为了达到上述第二个目的，本发明提供如下技术方案：
28.一种电致变色器件，包括第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板相对的端面上分别具有导电层，且所述第一基板和所述第二基板之间设置有聚合物分散液晶层，所述聚合物分散液晶层内分散有若干光阻点。
29.应用该电致变色器件，聚合物分散液晶层内分散有呈点状分布的光阻点，且光阻点的两端分别与第一基板的导电层和第二基板的导电层紧贴，则光阻点的厚度决定了第一基板的导电层和第二基板的导电层之间的距离，也就决定了聚合物分散液晶的厚度。通过聚合物分散液晶厚度的精准控制，使得电致变色器件具有均匀的乳白色或半透明状态，即优异的光电特性。
30.优选地，上述电致变色器件中，所述光阻点的大小小于30μm，相邻两所述光阻点的间距范围为0.5mm
‑
3mm。
31.优选地，上述电致变色器件中，所述第一基板和/或所述第二基板背向所述聚合物分散液晶层的一面上由内至外依次设置有镀膜层、丝印油墨层、光学胶层和第三基板。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明一个具体实施例的电致变色工艺的流程示意图；
34.图2为光阻点的设置示意图；
35.图3为第二基板和第一基板贴合后的示意图；
36.图4为第二基板的贴合过程示意图；
37.图5为本发明一个具体实施例的电致变色器件的结构示意图。
38.附图中标记如下：
39.第一基板1，第一基板本体11，第二基板2，第二基板本体21，导电层12，光阻点3，聚合物分散液晶4，第三基板5，镀膜层51、丝印油墨层52、光学胶层53，网箱6，上平台7，滚轮8。
具体实施方式
40.本发明实施例公开了一种电致变色工艺及器件，以精确的控制聚合物分散液晶的厚度，从而获得优秀的光电特性。
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.请参阅图1，图1为本发明一个具体实施例的电致变色工艺的流程示意图。
43.在一个具体实施例中，本发明提供的电致变色工艺包括以下步骤：
44.s1：在具有导电层12的第一基板1的导电层12表面贴附干膜光阻；
45.第一基板1的表面具有导电层12，即第一基板1包括第一基板本体11和导电层12，具体第一基板1的整面有均匀的导电层12，在导电层12的表面上贴附干膜光阻，具体可以经过滚压卷状干膜光阻。干膜光阻用于控制聚合物分散液晶4的厚度，因而干膜光阻的厚度根据需要设置，干膜光阻的厚度决定了聚合物分散液晶4的厚度。
46.第一基板1具体以聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)、聚酰亚胺(pi)、玻璃(glass)等具有高穿透率、耐黄变能力的常用材质为优选。导电层12具体以氧化铟锡(ito)、纳米银等低阻抗材料为优选。
47.s2：曝光显影获得若干光阻点3；
48.光阻点3的分布具体可以呈点阵分布，分布较为均匀，便于间距控制。根据需要，各光阻点3也可以呈随机分布等其他分布。具体通过曝光显影时的光罩设置获得对应分布。
49.s3：在第一基板1表面涂覆聚合物分散液晶4；
50.具体将前述获得的附着有光阻点3的第一基板1放到滚轮8贴合设备的下平台(网箱6式的真空平台)，并在滚贴起始端的表面吐涂聚合物分散液晶4。聚合物分散液晶4具体可以采用常规市售材料，此处不做具体限定。
51.s4：在聚合物分散液晶4上贴附具有导电层12的第二基板2，第二基板2的导电层12朝向聚合物分散液晶4且紧贴光阻点3；
52.具体取与步骤s1中第一基板1同等大小的第二基板2，第二基板2带有导电层12，即第二基板2包括第二基板本体21和导电层12，将第二基板2放置在贴合设备上平台7，翻转对位后，滚轮8向上顶，同时向右匀速移动，完成贴合，如图3所示，贴合后光阻点3之间被聚合物分散液晶4填充。第二基板2具体可以采用与第一基板1相同的材质。
53.s5：固化成型；
54.具体通过紫外线照射固化，使之固化为整体结构。
55.s6：通电使聚合物分散液晶4由雾态变为透明态。
56.将固化后的产品通电，使之由雾状变为透明态，穿透率得到改变，完成制作。
57.应用本发明提供的电致变色工艺，通过预先贴附干膜光阻，并经曝光显影获得光阻点3，光阻点3的厚度决定了第一基板1的导电层12和第二基板2的导电层12之间的距离，也就决定了聚合物分散液晶4的厚度。通过聚合物分散液晶4厚度的精准控制，使得产品能够形成均匀的乳白色或半透明状态，即优异的光电特性。
58.优选的，光阻点3的大小不大于30μm，相邻两光阻点3的间距范围为0.5mm
‑
3mm。显影后光阻点3的密集程度会影响聚合物分散液晶4的厚度，如果光阻点3太稀散，在贴合时不能起到支撑作用，会出现局部聚合物分散液晶4厚度偏薄的情况；如果光阻点3太密集，可以极限理解为整面为干膜，会影响光电效果及穿透率。因而通过对光阻点3密集程度的控制，以获得良好的支撑作用并避免对光电效果及穿透力的不利影响。
59.干膜光阻的厚度范围为8μm
‑
20μm。干膜光阻的厚度，也就是光阻点3的厚度控制在8μm
‑
20μm范围内，既能够避免厚度太薄时在静态时雾度不够，光线易穿透的情况，也能够避免厚度太厚在工作态时所需驱动电压较高，甚至会出现无法驱动情况。
60.在上述实施例的基础上，该电致变色工艺还包括：
61.s01：在聚合物分散液晶4中添加颜料和树脂，并充分搅拌至均匀混合，得到含有聚合物分散液晶4的胶水；
62.则步骤s3具体包括：
63.在第一基板1表面涂覆含有聚合物分散液晶4的胶水。
64.也就是上述的在第一基板1表面涂覆聚合物分散液晶4，既包括单独涂覆聚合物分散液晶4的情况，也包括涂覆含有聚合物分散液晶4的组合物的情况，如胶水。通过添加树脂，提升了与第一基板1和第二基板2的粘接力，使得整体结构更为可靠。且通过颜料的添加，可以使产品颜色得到调整。具体颜料的颜色种类等可根据产品需要相应设置，此处不做具体限定。
65.为保证穿透率得到改变，控制颜料的计量，质量占比＜0.5％为最佳。树脂具体可以采用丙烯酸树脂，为提升粘接力，添加丙烯酸树脂的质量比为5％
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10％。作为一个优选的实施例，以重量份计，胶水含有10重量份的聚合物分散液晶4，2重量份的丙烯酸树脂和0.01重量份的颜料。
66.具体的，在30℃
‑
40℃下充分搅拌，使聚合物分散液晶4(包含液晶、聚合物)、颜料、树脂均匀混合，得到胶水。基于饱和度的概念，一定温度范围内，温度越高，聚合物分散液晶4里面液晶分子越难以析出，因而采用30℃
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40℃下搅拌。
67.在上述各实施例的基础上，该电致变色工艺还包括步骤s7：在第一基板1和/或第二基板2背向聚合物分散液晶4的一面上依次镀膜、丝印油墨，再通过光学胶贴合第三基板5。即在步骤s6得到的产品表面，具体可以为第一基板1的背面，或者第二基板2的背面，或者在第一基板1和第二基板2的背面分别进行表面处理。如图5所示，为在第二基板2的背面进行镀膜和丝印油墨，再用光学胶(oca)与第三基板5完成贴合。第三基板5优选采用高穿透率，高硬度，耐黄变的材质。通过上述工序，为产品增加了更多的元素，能够满足更为多样化的产品外观要求。
68.本发明还公开了一种电致变色工艺及器件，在一个具体实施例中，该电致变色器件包括第一基板1和第二基板2，第一基板1和第二基板2相对的端面上分别具有导电层12，且第一基板1和第二基板2之间设置有聚合物分散液晶层，聚合物分散液晶层内分散有呈点状分布的光阻点3，且光阻点3的两端分别与第一基板1的导电层12和第二基板2的导电层12紧贴。具体聚合物分散液晶层包括聚合物分散液晶，根据需要还可以为具有聚合物分散液晶、颜料和树脂的胶水层。第一基板1、第二基板2、导电层12及光阻点3的具体设置，均可参考上述电致变色工艺中的相关结构，此处不再赘述。另外，该电致变色器件，具体可以通过上述各实施例中的电致变色工艺加工而成。
69.应用该电致变色器件，聚合物分散液晶层内分散有呈点状分布的光阻点3，且光阻点3的两端分别与第一基板1的导电层12和第二基板2的导电层12紧贴，则光阻点3的厚度决定了第一基板1的导电层12和第二基板2的导电层12之间的距离，也就决定了聚合物分散液晶的厚度。通过聚合物分散液晶厚度的精准控制，使得电致变色器件具有均匀的乳白色或半透明状态，即优异的光电特性。
70.具体的，光阻点3的大小小于30μm，相邻两光阻点3的间距范围为0.5mm
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3mm，以获得良好的支撑作用并避免对光电效果及穿透力的不利影响。
71.进一步地，第一基板1和/或第二基板2背向聚合物分散液晶的一面上由内至外依次设置有镀膜层51、丝印油墨层52、光学胶层53和第三基板5。通过表面处理，以满足更为多样化的颜色要求。
72.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
73.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。