柔性塑料基板液晶镜片
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文章编号：1006-6268(2009)03-0048-03
摘要：普通液晶显示都是基于玻璃板的平板显示器，但用于眼镜不符合行业标准。本文的工作是在河北冀雅液晶显示有限公司完成的。使用柔性塑料基板来制作液晶镜片，替代原有的玻璃材料。利用液晶的性质来改变光强，利用塑料基板可弯曲的特性实现眼镜片的曲率。此产品的成功研发具有先进性。最后通过实验数据，对比分析了柔性塑料基板镜片和玻璃基板镜片的光透过率，对比度，响应时间等电光特性。
关键词：液晶镜片；柔性基板；曲面效果；电光特性
中图分类号：T141.9 文献标识码：A
Liquid Crystal Glasses Lens of Flexible Plastic Substrates
LIU Kai1 , WANG Xiao-yan1, SU De-wen1, XU Hong-liang1,ZHANG Lu2, ZHANG Zhi-dong2
(1. Hebei Jiya LCD Co., Ltd, Shijiazhuang 050071;
2. Department of Physics, Hebei University of Technology, Tianjin 300401)
Abstract：Ordinary liquid crystal display is based on glasses substrates, but using for glasses is inconsistent with the industry standards. This work is completed in Hebei Jiya LCD Co., Ltd. We use flexible plastic substrates for the production of liquid crystal lens to replace the original glass materials. Liquid crystal is used to change the nature of light and the flexible plastic substrate is used to achieve glasses curvature of the film. The success of research and development of this product is very advanced. Finally, by using the experimental data, a comparative analysis is made between flexible plastic substrates lens and glass substrates lens, including optical transmission, contrast ratio and time response.
Keywords:liquid crystal glasses lens;flexible substrate;curving effect;electro-optical characteristics
引 言
自2003年以来许多厂商了软性显示器的技术成果，如TFT和胆甾相的柔性显示器等。本文的工作是使用柔性塑料基板来制作液晶镜片，替代原有的玻璃材料，利用塑料基板可弯曲的特性实现眼镜片的曲率，属于TN类的柔性显示器，此产品在日常生活中会给人们的外出和工作调节舒适合理的光线环境。例如，生活中可以用于太阳镜，工作中汽车的防眩目眼镜等等。
1 材料与工艺过程
柔性塑料基板选用的是日东的基板，基板的构成主要包括PET膜，Adhesive，PET膜构成的三明治附着ITO膜。液晶盒厚为8μm，选用更小的盒厚，制作精度加大，不利于成盒。液晶选用低阈值液晶，占空比和偏压比为1。液晶的各项参数为：
n8=1.662，n0=1.5，ε//=59.48，ε┬=13.58。
下面是柔性塑料基板液晶眼镜的制作过程：
（1）清洗
直接纯水和IPA液配合超声清洗。不能用传统的工艺，由于塑料基板的结构与ITO玻璃不同，为几 层膜复合而成，直接浸泡在碱液酸液里会腐蚀掉塑料基板的ITO。
（2）涂PI
（3）固化
塑料基板要求最高温度不能高于140℃，所以选用的低温PI。固化温度为100℃，值得注意的是，由于塑料厂家生产的塑料基板结构不同，固化时需要采用合适的放置模具。
（4）摩擦
（5）成盒
在生产线上进行丝印，丝印框为眼镜片的形状。
（6）灌晶，封口
（7）再压盒
贴好偏光片后进行再次的压盒，制作曲率，效果见图1。从图2中可以看到显示状态良好。制作工艺中，由于塑料的硬度没有玻璃高，所以很容易出现不规则的干涉条纹。
2 液晶盒的电光参数测试
柔性曲面塑料基板液晶盒对光不同波长情况下开态和关态的光透过率曲线见图3。柔性曲面塑料基板LCD的电光特性曲线见图4。接着测试了液晶相同，盒厚8μm的普通TN-LCD的电光参数，与柔性曲面塑料基板LCD的测试参数进行了对比。柔性曲面塑料基板LCD工作电压为3V，阈值电压为1.045V，饱和电压为1.750V。普通TN-LCD镜片工作电压为3V，阈值电压为1.098V，饱和电压为1.785V。
对比度曲线见图5。与普通TN-LCD镜片比较，柔性曲面塑料基板LCD的对比度对电压的依赖性强。在3V工作电压下，它们都接近30，可以满足客户要求。响应时间曲线见图6。柔性曲面塑料基板LCD上升时间为32.8ms，下降时间为128.4ms。普通TN-LCD镜片上升时间为14ms，下降时间为56ms。从使用角度上讲，由于盒厚较大的原因，产品不适用于适时响应方面的应用（例如：电焊防护镜）。
3结 论
从工艺角度来说，柔性塑料LCD镜片可以在生产线进行批量生产，但也是有很多需要注意的地方，清洗过程不能使用酸碱液，否则会破坏塑料基板，在PI固化过程中注意控制温度，在不破坏塑料基板的前提下实现PI固化的目的，同时因为塑料基板硬度比较低，有曲率等原因容易造成盒厚不均匀，出现干涉条纹，制作工艺要求比较细致，难度比较高。从使用角度来说，柔性塑料LCD镜片重量轻，不容易破碎，属于新型产品，就自动变光眼镜来说具有很大的优势，有很大的发展空间。
作者简介：刘凯（1983-），河北省石家庄市人，河北工业大学硕士研究生，主要研究方向为液晶物理，E-mail：。