[發明專利]一種懸浮粒子可控光閥的制備方法

在審

• 申請號: 201811374747.8
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109856884A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 張達瑋;肖淑勇;梁斌;張昱喆
• 申請（專利權）人: 浙江精一新材料科技有限公司
• 主分類號: G02F1/17
• 分類號: G02F1/17;G02F1/19
• 代理公司: 臺州市中唯專利事務所(普通合伙) 33215
• 代理人: 潘浙軍

本發明公開了一種懸浮粒子可控光閥的制備方法，包括上透明電極和下透明電極，將含有聚合前體PPM、懸浮介質SM、光控粒子LCP和光引發劑PI的光閥基質乳液分成兩部分，分別涂到兩透明電極內側形成光閥基質乳液層，兩透明電極上的光閥基質乳液層分別通過紫外UV輻照固化形成光控上層和光控下層；上透明電極和光控上層一體構成上堆疊組件，下透明電極和光控下層一體構成下堆疊組件，上下堆疊組件通過光控上下層面對面層壓在一起獲得完整的光控制層。本發明設計的技術方法使得每側的光閥基質乳液層厚度縮減為一半，使得UV穿透性能成倍增加，不僅能提高光閥基質的固化效果，降低了光閥的暗態透光率，并能大幅減少光閥基質乳液中的光引發劑用量。

技術領域

本發明涉及一種懸浮粒子可控光閥光閥，一種懸浮粒子可控光閥的制備方法。

背景技術

從技術上講，光閥是一種可以調節通過介質的光量的裝置，類似于可以控制水流量的水閥。窗簾可以被看作是一種光閥。在本發明中，光閥是一種可以電子控制光透光率的裝置，這種裝置在科學上被稱為電致變色裝置。取決于電致變色裝置的原理，它可以進一步分類為液晶變色光閥，電化學變色光閥和懸浮粒子光閥。

其中懸浮粒子光閥，其電活性成分是在通過兩個透明電極施加的電磁場中可重新排列的光控粒子，例如在美國專利US8059331B2和美國專利US9638979B2中所描述的原理。

典型的懸浮粒子光閥是通過將光控制層1′夾在兩個透明導電基材2′之間而制成的，所述透明電極2′由透明基板21′和其上的一層透明導電膜22′構成，其結構如圖1所示。所述光控制層1′通常通過將包含光控粒子11′的懸浮介質12′分散到聚合物基質13′中來獲得，其中光控粒子11′可在電場作用下重新排列。更具體地說，在這種類型的光閥中，光控粒子11′在沒有施加電場的狀態下通過布朗運動吸收，散射或反射光，因此入射光線不能穿透光閥。當施加電場時，由于光控粒子11′具有電偶極矩，所以光控粒子11′沿平行于電場的方向排列，此時入射到光閥上的光可以穿透光閥，即在這種光閥中，通過光控粒子11對電場的響應來調節透射光量。

在結構上，懸浮粒子光閥中的光控制層1′通常由固態的聚合物基質13′和基質中含有的懸浮介質12′的液滴構成，并且在這些懸浮介質12′的液滴內包含具有某種形狀和尺寸的光控粒子11′。為了簡化本發明文本中該懸浮粒子系統的描述，聚合物基質13′簡稱為PM，懸浮介質12′簡稱為SM，封裝在懸浮介質內的光控粒子11′簡稱為LCP。實際上，固體形態的聚合物基質（PM）是通過光引發聚合相應的單體或低聚物（聚合前體，簡稱為PPM）而形成。在生產中，將配制含有聚合前體PPM，懸浮介質SM，光控粒子LCP和光引發劑PI的光閥基質乳液，通過刮刀涂布、絲網印刷或狹縫涂布等涂布方法將該光閥基質乳液涂布到透明電極2′上，然后通過紫外（UV）輻照，從而得到懸浮粒子光閥。

在實際中，為了通過電場控制光透射，光控粒子11′的尺寸和形狀是關鍵因素，其長度通常在0.1～1.0微米的范圍內。而為了在每個懸浮介質12′的液滴內能容納數個光控粒子11′，則需要控制懸浮介質12′的液滴的尺寸在1.0-10.0微米，所以，光控制層1′的總厚度需要控制在幾十到幾百微米的范圍內。

根據美國專利US14405中描述的懸浮粒子可控光閥制作方法，如圖2所示，首先通過刮刀涂布將配制的光閥基質乳液涂布到一個透明電極2′上以獲得100-200μm厚度的光閥基質乳液層1a′，然后將其暴露于UV輻射下固化，獲得光控制層，再將另一透明電極2′壓在光控制層的頂部以完成懸浮粒子可控光閥的制作。