一种基于光控取向的液晶纸和液晶纸画

1.本发明涉及书写纸技术领域，具体涉及一种基于光控取向的液晶纸和液晶纸画。


背景技术：

2.现有绘画和书写通常采用不同的颜料渲染出不同的色彩或通过不同颜色的笔书写出各种各样的颜色，该方式极大地复杂化了绘画流程，增加了绘画成本。
3.中国发明专利公开一种光限幅特性的纳米纤维素液晶纸的制备方法(申请号2021103740690)，具体包括如下步骤：步骤1，对纤维素纳米晶进行稀释，获得纤维素纳米晶悬浮液；步骤2，向步骤1得到的纤维素纳米晶悬浮液中加入d-木糖并进行均匀搅拌，得混合溶液；步骤3，将步骤2所得的混合溶液放入超声仪器中进行超声，然后将超声完成的混合液倒入聚苯乙烯培养皿中采用蒸发自组装方式成膜，该方法将一种具有亲水基团的光活性d-木糖与纤维素纳米晶(cnc)共组装成具有手性列相序的柔性彩虹液晶纸，该手性向列相液晶纸可以用于激光防护、保护眼睛和光学传感等免受激光损害，具有保护作用，但不能适用于绘图和书写。
4.因此，亟需设计一种可用于书写和画图的液晶纸，使液晶纸上的图文能够在偏光显微镜下表现出不同的色彩。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提出一种液晶纸，基于液晶分子的双折射效应和光控取向技术，与发射波长365nm偏振光的书写笔配合，可对液晶分子进行取向，使液晶纸上的图文表现出绚丽多彩的色彩。
6.为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
7.一种基于光控取向的液晶纸，与发射波长365nm偏振光的书写笔配合使用，包括由上至下依次结合成一体的上透光基板、光取向膜、光消融膜、液晶分子层和吸光板；所述吸光板包括下透光基板、涂覆在下透光基板上表面的偏振膜以及涂覆在下透光基板下表面的吸光层。
8.为更好的实现上述技术方案，可选的，所述上透光基板和下透光基板的材质均为透光柔韧性材质。
9.可选的，所述光取向膜的材质为染色剂sd1。
10.可选的，所述光消融膜的材质为rm734。
11.可选的，所述液晶分子层的材质为向列相液晶。
12.可选的，所述液晶分子层的材质为e7液晶。
13.可选的，所述液晶分子层的厚度为0.004mm-0.006mm。
14.可选的，所述吸光层为喷涂或旋涂在下透光基板下表面的荧光粉层。
15.一种液晶纸画，包括上述任意一项所述的液晶纸张，所述液晶纸张上绘制有图画或撰写有书法，所述液晶纸张上压合有覆盖图画或书法的检偏器膜。
16.本发明的有益效果：
17.本发明的一种基于光控取向的液晶纸，当光取向膜的染料分子受到不同偏振状态的光照射后，液晶分子随着光取向膜的染料分子取向方向进行不同方向的排列，由于液晶分子取向不同，因此液晶纸张上的图文在偏光显微镜下表现出不同的色彩，在宏观上模拟偏光显微镜，如绘画者佩戴检偏器眼镜，可观测液晶纸张上绚丽多彩的色彩。
18.本发明的一种基于光控取向的液晶纸，缩减了更换颜料笔的步骤，降低了绘图和书写的成本。
19.本发明的一种液晶纸画，检偏器膜与偏振膜相配合使用，肉眼可直接观测液晶纸张上绚丽多彩的图文，解决了必须佩戴检偏器眼镜才能看液晶纸画绚丽多彩的图文的问题。
附图说明
20.图1是本发明实施例1一种基于光控取向的液晶纸的结构示意图；
21.图2是本发明实施例2一种液晶纸画的结构示意图。
22.上透光基板10、光取向膜11、光消融膜12、液晶分子层13、偏振膜14、下透光基板15、吸光层16、检偏器膜17。
具体实施方式
23.以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
24.实施例1
25.请参阅图1，本发明实施例公开一种基于光控取向的液晶纸，其与发射波长365nm偏振光的书写笔配合使用，液晶纸包括由上至下依次结合成一体的上透光基板10、光取向膜11、光消融膜12、液晶分子层13和吸光板；
26.其中，吸光板包括下透光基板15、涂覆在下透光基板15上表面的偏振膜14以及涂覆在下透光基板15下表面的吸光层16。
27.在本技术的实施例中，上透光基板10和下透光基板15均采用透光柔韧性材质，具体的，上透光基板10和下透光基板15采用亚克力板，亚克力板的厚度介于0.01mm-0.05mm之间，上透光基板10和下透光基板15越薄，其柔韧性越佳。
28.在本技术的实施例中，所述光取向膜11的材质为染色剂sd1，制备光取向膜11时，先使用超声波震荡器将上透光基板10的表面清洗干净，之后利用匀胶机将配成溶液的染色剂sd1旋涂到上透光基板10上，并烘干多余的染色剂，使在上透光基板10的下表面形成光取向膜11，光取向膜11厚度低于0.003mm，优选0.0005-0.003mm。
29.在本技术的实施例中，光消融膜12的材质优选rm734，上透光基板10旋涂的光取向膜11干燥后，将rm734溶解并利用匀胶机涂覆在光取向膜11的表面，并烘干多余的rm734溶液，使光取向膜11的表面形成光消融膜12，光消融膜12厚度低于0.003mm，优选0.001-0.003mm。
30.在本技术的实施例中，液晶分子层13的材质为向列相液晶，如e7液晶，液晶分子层13的厚度为0.004-0.006mm，光消融膜12与偏振膜14之间设置有多个直径为4-6μm的塑料间
隔球，液晶分子通过灌注的方式充填在光消融膜12与偏振膜14之间并与塑料间隔球结合成一体形成液晶分子层13。
31.在本技术的实施例中，吸光层16为喷涂或旋涂在偏振膜14基板层下表面的荧光粉层，荧光粉层的厚度为0.001-0.002mm。
32.在本技术的实施例中，可通过传感器获得握笔角度，即握笔姿态，进而调整书写笔出射偏振光的偏振方向，使得照射在液晶纸的光的偏振方向始终不变，书写笔为现有技术，本技术不再赘述。
33.本技术实施例的一种基于光控取向的液晶纸，使用能够发射波长365nm偏振光的书写笔书写或者绘图时，书写笔与上透光基板10的夹角随时都在变化，书写笔发射的光透过上透光基板10进入光取向层11，经光取向层11取向后射向光消融膜12，由于光消融膜12具有吸光融化的功能，rm734的光消融膜12可在光功率密度为50mw/cm2、时间在1s内能完全反应并最终融化，其中消融时间越长，光消融膜12消融程度越高，不同的照射时间表现出不同的消融程度，在书写笔离开纸面时通过衰减片衰减光的出射功率，即可实现书写笔停留时间的长短改变笔画的粗细，当光消融膜12部分融化或完全融化后，光取向膜11与液晶分子层13相互接触，光取向膜11带动液晶分子有序排列，使液晶分子呈现绚丽多彩的色彩(该色彩能够在检偏器和起偏器的作用下显示)，从液晶分子层13透过的光经下透光基板15后被荧光粉所吸收，形成背光源，涂覆在下透光基板15上表面的偏振膜14可实现起偏器的作用，用于配合检偏器识别液晶纸张上绚丽多彩的色彩。
34.本技术实施例的一种基于光控取向的液晶纸，当光取向膜11的染料分子受到不同偏振状态的光照射后，液晶分子随着光取向膜11的染料分子取向方向进行不同方向的排列，由于液晶分子取向不同，因此液晶纸张上的图文在偏光显微镜下表现出不同的色彩，在宏观上模拟偏光显微镜，如绘画者佩戴检偏器眼镜，可观测液晶纸张上绚丽多彩的色彩。
35.本技术实施例的一种基于光控取向的液晶纸，缩减了更换颜料笔的步骤，降低了绘图和书写的成本。
36.实施例2
37.请参阅图2，本发明实施例公开一种液晶纸画，其包括实施例1的液晶纸张，液晶纸张上绘制有图画或撰写有书法，所述液晶纸张上压合有覆盖图画或书法的检偏器膜17，检偏器膜17与偏振膜14相配合使用，可使肉眼观测液晶纸张上绚丽多彩的图文，这样解决了必须佩戴检偏器眼镜才能看液晶纸画色彩的问题。
38.以上，结合具体实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本发明的思想。本领域技术人员在本发明具体实施例的基础上做出的推导和变形也属于本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于光控取向的液晶纸，与发射波长365nm偏振光的书写笔配合使用，其特征在于：包括由上至下依次结合成一体的上透光基板(10)、光取向膜(11)、光消融膜(12)、液晶分子层(13)和吸光板；所述吸光板包括下透光基板(15)、涂覆在下透光基板(15)上表面的偏振膜(14)以及涂覆在下透光基板(15)下表面的吸光层(16)。2.根据权利要求1所述的一种基于光控取向的液晶纸，其特征在于：所述上透光基板(10)和下透光基板(15)的材质均为透光柔韧性材质。3.根据权利要求1所述的一种基于光控取向的液晶纸，其特征在于：所述光取向膜(11)的材质为染色剂sd1。4.根据权利要求1所述的一种基于光控取向的液晶纸，其特征在于：所述光消融膜(12)的材质为rm734。5.根据权利要求1所述的一种基于光控取向的液晶纸，其特征在于：所述液晶分子层(13)的材质为向列相液晶。6.根据权利要求5所述的一种基于光控取向的液晶纸，其特征在于：所述液晶分子层(13)的材质为e7液晶。7.根据权利要求6所述的一种基于光控取向的液晶纸，其特征在于：所述液晶分子层(13)的厚度为0.004mm-0.006mm。8.根据权利要求1所述的一种基于光控取向的液晶纸，其特征在于：所述吸光层(16)为喷涂或旋涂在下透光基板(15)下表面的荧光粉层。9.一种液晶纸画，包括权利要求1至8任意一项所述的液晶纸张，所述液晶纸张上绘制有图画或撰写有书法，所述液晶纸张上压合有覆盖图画或书法的检偏器膜(17)。

技术总结
本发明公开一种基于光控取向的液晶纸和液晶纸画，其中，液晶纸与发射波长365nm偏振光的书写笔配合使用，液晶纸包括由上至下依次结合成一体的上透光基板、光取向膜、光消融膜、液晶分子层和吸光板；所述吸光板包括下透光基板、涂覆在下透光基板上表面的偏振膜以及涂覆在下透光基板下表面的吸光层。本发明的液晶纸，基于液晶分子的双折射效应和光控取向技术，与发射波长365nm偏振光的书写笔配合，可对液晶分子进行取向，使液晶纸上的图文表现出绚丽多彩的色彩。丽多彩的色彩。丽多彩的色彩。


技术研发人员：刘中强
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/22