Гибкое декоративное полотно с жидкими кристаллами

Предлагаемое техническое решение относится к области оптического приборостроения, в частности к декоративной отделке стекол светоуправляемыми жидкокристаллическими модуляторами света и может быть использовано для покрытия стекол автомобилей, стен и окон зданий, сооружений и других поверхностей, для изменения цвета, светопроницаемости и декоративной отделки в нужной пропорции по желанию и необходимости.
Известно оптическое устройство для преобразования электромагнитного излучения в оптическое, включающее молекулярно ориентированный слой стабильной лиотропной жидкокристаллической фазы. При этом проекция на поверхность слоя осуществляется параллельно оптической оси молекулярно ориентированного слоя, который имеет величину дихроичного материала с соотношением к длине волн электромагнитного излучения (см. патент РФ №2207603 по кл. G02F 1/1335 за 2001 г.).
Недостатком этого вида устройств является то, что его невозможно использовать в декоративных съемных покрытиях, т.к. оно имеет жесткую основу и его невозможно применять на не прямолинейных поверхностях.
Известны оптически управляемые жидкокристаллические модуляторы света просветного типа, содержащие две плоские стеклянные подложки, на одну из которых нанесены последовательно прозрачный проводящий слой, фотопроводниковый слой аморфного гидрогенизированного карбида кремния с собственным типом проводимости и ориентирующий слой, а на другую стеклянную подложку наносятся прозрачный проводящий и ориентирующий слои между которыми размещен модулирующий слой нематического жидкого кристалла, модулирующим слоем является нематический жидкий кристалл, представляющий собой смесь молекул с положительной и отрицательной диэлектрическими анизотропиями (см. патент на полезную модель РФ №83143 по кл. G02F 1/1335 за 2008 г.).
Недостаток этого вида устройств аналогичен выше описанным устройствам, невозможно его использовать при нанесении на неровные поверхности из-за жесткой конструкции жидких кристаллов, которые разрушаются при изгибании в процессе изготовления изделий. Жидкие кристаллы, расположенные между двумя подложками, имеют форму единого целого и при изгибании при нанесении на неровную поверхность образуют трещины. При появлении трещин весь объем жидких кристаллов не поддается регулировке при воздействии электрического тока.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту с предлагаемым, является декоративное полотно с жидкими кристаллами, включающее полотно из полимерного материала и закрепленные на нем отдельные части, состоящие их двух стекол с прозрачными электродами, между которыми расположен жидкокристаллический материал, при этом каждая из отдельных частей жидкокристаллического материала выполнена в виде многогранника, а полотно выполнено из двух частей, расположенных по обеим сторонам отдельных частей жидкокристаллического материала (см. патент RU №2510064 по кл. G02F 1/337 за 2012 г.).
Недостатком этого вида изделий является то, что при креплении полотна на неровную поверхность, между отдельными частями в местах их соединения друг с другом увеличивается сопротивление электрическому току, что приводит к сбою в работе всего изделия в процессе эксплуатации, а регулировка практически не возможна. Кроме того, использование в конструкции двух полотен (пленок), существенно снижает гибкость полотна и четкость передаваемой информации.
Технической задачей: является устранение выше указанных недостатков и получение нового, более гибкого, функционального и высоконадежного декоративного полотна, для поверхностей с различными видами кривизны (например, окна и стены зданий, сооружений, стекла автомобилей и т.п.).
Указанная задача решена тем, что в декоративном полотне, включающем жидкокристаллические сегменты многогранной формы, поперечное сечение тела каждого сегмента выполнено многослойным в виде двух подложек с проводящим покрытием, между которыми расположен слой жидких кристаллов и контакты для подачи питания, а все сегменты, от смещения, соединены между собой по торцевой плоскости, пространство между смежными сегментами заполнено составом, имеющим достаточную адгезию, со свойствами эластомера, линии для управления расположены в торцевом пространстве между сегментами, на наружной поверхности каждой подложки сегментов закреплен поляризатор.
Так же существенным отличием является то, что контакты в сегментах расположены по обе стороны жидкокристаллического материала, состав закрепления сегментов выполнен на основе силикона, сегменты полотна могут содержать два и более субсегмента.
На графической части изображено следующее.
На фиг. 1 - изображен общий вид части полотна.
На фиг. 2 - вид А фиг. 1.
На фиг. 3 - сечение по А-А фиг. 2.
На фиг. 4 - узел Б фиг. 2.
Как показано на графической части, предлагаемое гибкое декоративное полотно содержит множество многогранных сегментов 1, образующих поверхность, при соединении между собой. Каждый сегмент 1 представляет собой отдельную известную систему, состоящую из подложек с проводящим покрытием, между которыми расположен слой жидких кристаллов 4, например TN (Twist Nematic), STN (Super Twist Nematic) и т.д., а так же составы, реагирующие на разность потенциалов. Под словом «реагирующие», имеется ввиду изменение состояния во времени и пространстве, например оптическое светопропускание. Сегмент 1 выполнен из двух плоских подложек 2 и 3, между которыми расположен жидкокристаллический материал 4. На наружной поверхности подложек 2 и 3 закреплены поляризаторы 5 и 6, пространство 7 между смежными сегментами 1 заполнено материалом 8 с высокими адгезионными свойствами (например на основе силикона). В пространстве 7 располагаются линии 9 и 10 соединенные с контактами 11 и 12 каждого сегмента 1. Каждый сегмент 1 в зоне его торца 13 имеет обнижение 14, в которых располагаются контакты 11 и 12 соединяющиеся с линиями 9 и 10. Все сегменты 1 могут быть дополнительно закреплены на полимерной пленке 15 (например PET пленка), расположенной преимущественно со стороны поверхности закрепления полотна (окна, стены зданий, сооружений, стекла автомобиля и т.д.) Все элементы сегментов 1 соединены с помощью прозрачного клея, а линии 9 и 10 расположены по обе стороны слоя жидкокристаллических кристаллов 4. Каждый из сегментов 1 может быть снабжен двумя и более субсегментами 16.
Сборка полотна производится в следующем порядке. Каждый из многогранников (сегментов 1) собирается отдельно таким образом, что молекулы жидкокристаллического материала или иного состава 4 находятся в определенном положении или состоянии. После сборки сегментов 1 они собираются в полотно. Пленка 15 расстилается на ровной поверхности, необходимого размера. На всю поверхность наносится слой клеевого состава и укладываются сегменты 1, торцевые поверхности 13 смежных сегментов 1 расположены параллельно. Сегменты укладываются достаточно плотно для изгиба, либо на расстоянии 4. Далее, в обнижения 14 укладываются линии управления 9 и 10, которые соединяются с контактами 11,12 сегментов 1, а в случае с субсегментами 16, их контакты соединяются внутри сегментов 1. Далее все межсегментное пространство 7 заполняется материалом 8 со свойствами эластомера и на этом сборка заканчивается. Собранное полотно заворачивается в рулон и отправляется на склад. Для его использования из рулона вырезается заготовка по размеру места где оно будет установлено, к пленке 15 прикрепляется липкая лента, например двухсторонний скотч, с помощью которой полотно крепится на месте установки, например на окна здания.
Работа предлагаемого полотна осуществляется следующим образом. После вырезки, контакты 11 и 12 соединяются с источником питания (информации), через линии 9 и 10, которые подается напряжение. Под воздействием напряжения происходит поворот кристаллов в жидкокристаллическом слое 4 каждого сегмента 1. В случае применения жидких кристаллов TN, изменяется угол наклона относительно поляризационных пленок по отношению к лучу света, закрывая или не препятствуя проходу внутрь, т.е. работа полотна осуществляется как в жидкокристаллических дисплеях известной конструкции.
Предлагаемое техническое решение позволяет получить новый, функциональный и высоконадежный гибкий декоративный материал, предназначенный для нанесения на светопрозрачные конструкции зданий, сооружений и прочих конструкций, в том числе автомобилей, где нужно изменять цветность, либо прозрачность стекол и поверхностей (затемнение стекол), а так же для рекламно-информационных и декоративных целей.
Конструктивно, контакты и линии управления перенесены с рабочей поверхности сегментов в межсегментное пространство, которое заполняется эластичным материалом с адгезионными свойствами, что обеспечивает надежное крепление контактов подвода питания к кристаллам жидкокристаллического материала и позволяет происходить смещению сегментов от прямолинейной поверхности относительно друг друга, не разрушая целостность полотна и соответственно сохраняя его функциональные показатели.