TW201350990A

TW201350990A - 光電切換元件及光電顯示器

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Publication number: TW201350990A
Application number: TW102114081A
Authority: TW
Inventors: Masayoshi Suzuki; Naoya Fujiwara
Original assignee: Merck Patent Gmbh
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2013-12-16

Abstract

本發明係關於光電切換元件及包含光電切換元件之顯示器。詳言之，本發明係關於包含至少一光反射層、光切換層及包含一或多種發光物質之光轉換層的光電切換元件，詳言之，包含選擇性地反射可見光之光反射層、控制透射及/或反射光之量的光控制元件，及將該透射光之波長移位至較長值的光轉換層。該等顯示器在明亮或黑暗條件下以低電力消耗給出明亮影像。該等顯示器特別適用於所謂的液晶、電子紙(e-paper)及MEMS切換應用。

Description

光電切換元件及光電顯示器

本發明係關於光電切換元件及其在光電顯示器中之用途，以及係關於此等顯示器。詳言之，本發明係關於產生在明亮環境光條件下具有極佳可見度且因此具有低電力消耗之明亮影像且另外以長期可靠性為特徵的光電切換元件。此等光電切換元件包含至少一光反射層、光切換層，及包含一或多個發光部分之光轉換層。根據本申請案之光電切換元件特別良好地適合於所謂的液晶、電子紙(e-paper)及MEMS切換應用。

在日本專利特許公開申請案JP 2008-233915(A)中描述將具有螺旋結構之液晶材料(視情況包含螢光染料)用作採光及/或反射材料的光電切換元件，其中藉由用液晶螺旋結構避免環境光之否則為典型的強選擇性反射來改良對比度。

在國際專利特許公開申請案WO2010/028728A中描述將具有螺旋結構之液晶材料(視情況包含螢光染料)用作能夠轉換光(例如，環境光及/或來自背光系統之光)之光轉換構件的光電切換元件，該等光轉換構件中之每一者：

○能夠將光之偏振狀態自非偏振光轉換成線性偏振光或圓偏振光，且同時

○視情況能夠將光之波長移位至較長值。

在國際專利特許公開申請案WO2011/107215A中描述包含一或多個膽固醇型液晶層(視情況包含螢光染料)作為能夠轉換光(例如，環境光及/或來自背光系統之光)之光轉換構件的的光電切換元件，該等光轉換構件中之每一者：

○視情況能夠將光之波長移位至較長值。

然而，經由前述先前技術之揭示內容尚未實現同時給出高明度、在明亮環境光條件下之良好可見度、低電力消耗及寬製程窗之實際顯示裝置。

本發明者已積極地分析前述問題之原因並發現此事實。令人驚訝地，在多數狀況下，即使利用液體材料，發光部分(諸如，雷射染料)仍不具有與液晶材料之足夠相容性。

此情形經由發光部分與液晶材料之不良均勻性而引起上文所提及之問題。

此情形亦使得難以達成有效發光部分。

基於前述知識，本發明者已努力解決該等問題，且最終發現下文所提及之創新結構。

在本發明中，一種光電切換元件包含，- 一或多層光反射層，其能夠選擇性地反射(可見)光，以面向照明光之此方式配置；- 一或多個光電元件，其能夠回應於電壓之施加而控制藉由裝置之各別部分透射及/或反射的光之強度且堆疊於該光反射層上，及- 一或多層光轉換層，其能夠將(該)光之波長移位至較長值且配置於該光電元件上。

較佳地，根據本申請案之該光電切換元件包含用於照明之構件，諸如背光。

較佳地，根據本申請案之該光電切換元件進一步包含存在於該光反射層與該光電元件及/或該光轉換層之對置側之間的光方向改變層中之一或多者，諸如微透鏡陣列。該光反射構件能夠選擇性地反射具有特定波長區之光。

較佳地，包含根據本申請案之至少一光電切換元件的光電裝置為電子顯示器。特別較佳地，該等光電裝置為用於顯示資訊之顯示器，諸如「液晶顯示器」、「電子紙」及「MEMS」切換顯示器。且最佳顯示器為液晶顯示器。

在本發明之較佳實施例中，根據本發明之光電裝置具有光學元件之唯一組合及配置，使得其利用反射環境光以及來自背光之光，且因此光電裝置以低電力消耗產生在明亮環境光條件下具有良好可見度之明亮影像。

根據本發明之較佳實施例，一種光電切換元件包含：- 用於照明之構件(如(例如)，背光)，- 一或多層光反射層，其能夠選擇性地反射(可見)光且堆疊於該照明構件上，- 光電元件，其能夠控制光之強度且堆疊於該光反射層上，及- 一或多層光轉換層，其能夠將光之波長移位至較長值且配置於該光電元件上。

在根據本發明之光電裝置中，一或多個光學元件係以使得其非常有效地利用來自背光系統之光且進一步使得來自背光系統之輻射不包括具有高能量之輻射的此方式來配置。較佳地，該輻射不包括任何UV輻射，且更佳地，亦不包括具有短波長之藍光。較佳地，光之波長為385nm或更大，更佳地為420nm或更大，且最佳地為430nm或更大。

根據本申請案使用之光反射構件可具有不同形式。在較佳實施例中，光反射構件包含一或多個層，其為大體上扁平之基本上連續的層，較佳基本上覆蓋顯示器之所有切換元件。反射構件較佳(例如)以諸如基本上與顯示器之像素或子像素一致之圖案化方式來建構。

詳言之，當光反射層為膽固醇型液晶層時，需要擾動膽固醇型液晶，自視角觀點來看，需要藉由如日本專利申請案JP05-3823中所描述般有意地使螺旋軸傾斜而擾動膽固醇型液晶層形態。

光電元件能夠控制光強度之表述意謂穿過光電元件之透射的狀態可藉由施加外力(較佳地藉由對光電元件進行電定址)而至少自一狀態變更成至少一其他狀態。透射之改變可為且較佳為大體上連續的，以便促進灰階之表示。

然而，亦有可能使用如下光電元件：其使用展現雙穩定性之效應。在用於需要節省所使用能量之應用的裝置(如(例如)雙穩態液晶單元)中常常有益地使用後一狀況。

根據本發明之光轉換構件增大色度範圍，改良來自背光之光之分佈的均勻性，且抑制具有短波長之光的透射。

根據本發明使用之光轉換構件可具有(例如)單一層之形式(其包括一種或幾種有機染料及/或無機磷光體)，或具有堆疊層之形式(其在每一層中包括不同染料及/或無機磷光體)。光轉換構件可進一步為分別經圖案化之大體上連續之結構或空間結構。

在圖1中，展示第一實施例之裝置。背光(5)、光反射層(1)、作為光電元件之光切換層(2)及光轉換層(3)係沿著來自背光(5)之光的方向以此順序配置。

任何層可為光反射層(1)，只要激勵光(6)可穿過該層且環境光(7) 可由該層反射即可，該層例如為半鏡、BEF、介質反射鏡及膽固醇型液晶層。

介質反射鏡及膽固醇型液晶層皆為較佳的，此係因為其可選擇反射光波長且可使激勵光澈底地通過。

自實踐製程之觀點來看，將膽固醇型液晶層作為光反射層(1)為更佳的。

作為光反射層(1)之膽固醇型液晶層具有在可見光範圍中之選擇性反射。此膽固醇型液晶層較佳位於下部基板與此基板之各別電極之間。為實現彩色顯示，例如，可便利地使用此等切換元件中之三者，每一者具有展現不同波長之選擇性反射的不同膽固醇型液晶。較佳地，此等不同膽固醇型液晶中之每一者分別具有在光譜區中之對應於紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)三種原色中之每一者的選擇性反射之波長區。

在膽固醇型液晶作為光反射層(1)用於液晶層中之狀況下，作為光反射層(1)之液晶層中的膽固醇型液晶僅具有一個扭轉方向(twist sense)，此係因為裝置僅利用偏振光。

另一方面，若電泳顯示器或MEMS切換裝置用作光切換層(2)，則作為光反射層(1)之膽固醇型液晶層可具有兩個扭轉方向。

藉由自膽固醇型液晶之選擇性反射而產生之光的特徵在於相當窄之角分佈，從而導致所反射光之亮度的相當強之角相依性。然而，可藉由膽固醇型液晶層之軸的定向之有意分佈來減少角相依性。此情形產生增大之視域，如日本專利特許公開申請案JP 2005-003823(A)中所展示。

任何裝置可用作光切換層，只要其可控制光之量即可。

舉例而言，可使用液晶裝置、電泳裝置及MEMS切換裝置。

光切換層可有益地如習知液晶顯示器之狀況中由主動式矩陣驅動系統(例如，使用薄膜電晶體(TFT))來定址。然而，例如，在所謂的「時間多工」定址中，光切換層亦可直接地或藉由被動式矩陣驅動系統來定址。在液晶裝置用作光切換層之狀況下，此等後兩個定址狀況無需主動驅動元件(例如，TFT)之矩陣。在主動式矩陣驅動系統中，通常且較佳使用液晶單元，其中液晶之導向體係經由該單元自底部基板向頂部基板扭轉具有90°或大約90°之絕對值的角度(「TN」組態)。相比之下，在使用被動式矩陣驅動系統之顯示器中，液晶之導向體係扭轉具有在180°至270°範圍中，較佳在240°至270°範圍中之絕對值的角度(「STN」組態)。

光轉換層(3)為含有發光物質(4)(諸如，磷光體及/或螢光染料)之層，其吸收激勵光(6)且將其轉換成較長波長光以作為發射光(9)。

任何材料可用作光轉換層(3)之介質，只要發光材料可分散於常見塑膠材料中即可，例如，可使用環氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、矽氧烷及/或聚苯乙烯。

為實現彩色顯示，例如，可便利地使用此等切換元件中之三者，每一者具有展現不同波長之選擇性波長轉換的光轉換層。較佳地，此等不同光轉換層中之每一者分別具有在光譜區中之對應於紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)三種原色中之每一者的選擇性波長轉換之波長區。

在圖1中，描繪紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)三種原色。取決於顯示裝置，該三種色彩並非總是必要的。諸如，可取決於顯示裝置之要求而堆積三種色彩。

激勵光(6)穿過光切換層(2)(在其開放時)且激勵光發射物質(4)，且因此像素發光。

發射光(9)及環境光(7)之量(強度)皆受光切換層控制。

可使用吸收激勵光且亦發射光的每一材料作為包含一或多種發光物質(4)的材料。可使用有機螢光染料及/或無機磷光體。當使用具有小斯托克斯(Stokes)位移之染料時，可將環境光用作用於激勵光。當背光(5)用於激勵時可獲得較亮影像，背光(5)發射具有470nm波長之藍光及/或發射具有短於470nm或(甚至更合需要)短於400nm之波長的光。可使用無機發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)或螢光燈或雷射器作為用於激勵之背光(5)。

可有益地使用各種螢光染料及磷光染料(諸如，用於有機發光二極體中之雷射染料及/或發光染料)作為有機染料。各別雷射染料可經由Indeco Corporation,Japan而購自Exciton Corporation,USA，而其他合適染料可購自American Dye Sources Inc.,Canada。

此處可使用之具有在藍光光譜區中之發射波長的雷射染料(例如)可經由Indeco Corporation,Japan而購自Exciton Corporation,USA，例如，香豆素460、香豆素480、香豆素481、香豆素485、香豆素487、香豆素490、LD489、LD490、香豆素500、香豆素503、香豆素504、香豆素504T及香豆素515。除此等雷射染料外，亦可使用具有在藍光光譜區中之發射的螢光染料，諸如苝、9-胺基-吖啶、12(9-蒽甲酸基)硬脂酸、4-苯基螺[呋喃-2(3H),1'-扶塔蘭(futalan)]-3,3'-二酮、N-(7-二甲胺基-4-甲基香豆素基)-順丁烯二醯亞胺，及/或可購自American Dye Sources Inc.,Canada之染料ADS135BE、ADS040BE、ADS256FS、ADS086BE、ADS084BE。此等染料可根據本發明個別地或以適當混合物形式使用。

此處可使用之在綠光光譜區中發射的雷射染料為可購自經由Indeco Corporation,Japan而購自Exciton Corporation,USA之(例如)香豆素522、香豆素522B、香豆素525及香豆素540A，以及可購自Sigma-Aldrich Ltd.,Japan(Sigma-Aldrich,USA之子公司)之香豆素6,8-羥基-苯聚醇啉(xynoline)*。除此等雷射染料外，亦可使用具有在綠光光譜區中之發射的螢光染料，諸如可購自American Dye Sources Inc.,Canada之染料ADS061GE、ADS063GE、ADS108GE、ADS109GE及ADS128GE。又，此等染料可根據本發明個別地或以適當混合物形式使用。

此處可使用之在紅光光譜區中發射的雷射染料為可購自經由Indeco Corporation,Japan而購自Exciton Corporation,USA之(例如)DCM、弗盧羅555、若丹明560過氯酸鹽、若丹明560氯化物及LDS698。此外，可使用具有在紅光光譜區中之發射的螢光染料，諸如可購自American Dye Sources Inc.,Canada之ADS055RE、ADS061RE、ADS068RE、ADS069RE及ADS076RE。又，此等染料可根據本發明個別地或以適當混合物形式使用。

或者，此處亦可使用經開發以用於有機發光二極體(OLED)之發射光的染料作為有機染料。根據本發明，可使用如日本專利JP 2795932(B2)中描述之染料的染料，其能夠轉換色彩。亦可有益地使用在S.A.Swanson等人之論文(Chem.Mater.，第15卷(2003年)，第2305至2312頁)中所描述之染料。亦可使用藍色染料以及綠色染料以及紅色染料(如日本專利申請案JP 2004-263179(A)、JP 2006-269819(A)及JP 2008-091282(A)中所描述)，詳言之，對於紅色染料，轉換UV輻射或藍光之綠色發光染料可結合發射紅光之染料(其如日本專利特許公開申請案JP 2003-264081(A)中所描述吸收綠光且發射紅光)一起使用。最一般而言，可如由各別參考文獻描述此等染料般來使用此等染料。然而，可能有必要藉由熟知措施(例如，藉由烷基鏈之引入或烷基鏈之改質)稍微改質其化學結構以增加其在有機溶劑中且尤其在液晶中之溶解度。

可使用如日本專利特許公開申請案JP 2002-062530(A)中所描述之Cu活化硫化鋅磷光體及/或如日本專利特許公開申請案JP 2006- 299207(A)中所描述之Eu活化鹵磷酸鹽磷光體、Eu活化鋁酸鹽磷光體作為藍色無機磷光體。對於綠色無機磷光體，可使用如日本專利特許公開申請案JP 2006-299207(A)中所描述之Ce或Tb活化稀土元素硼酸鹽磷光體。對於紅色發射，可使用如日本專利特許公開申請案JP 2006-299207(A)中所描述之Eu活化硫化鑭磷光體或Eu活化硫化釔磷光體。亦可使用黃色磷光體(其由如日本專利特許公開申請案JP2007-063365(A)中所描述之作為色心的BaS及Cu²⁺組成)及紅色磷光體(其由如日本專利特許公開申請案JP 2007-063366(A)中所描述之作為色心的Ba₂ZnS₃及Mn²⁺組成)。亦可使用如上文所提及之日本專利JP 3503139(B2)中所描述的Ce活化石榴石磷光體、如日本專利特許公開申請案JP 2005-048105(A)中所描述之紅色磷光體、如日本專利特許公開申請案JP 2007-262417(A)中所描述之β-sialon綠色磷光體，及Ca α-sialon紅色磷光體。上文所提及之磷光體可用作接地材料及/或用作分散於光轉換層中之表面改質材料。亦可使用如WO 2006/017125中所描述之量子點。

本發明之第二實施例展示於圖2中，其中將可使來自背光之光或環境光成為平行光的光方向改變層(11)、(12)分別設定於光切換層(2)之兩個外側中之至少一者處。

光方向改變層(11)、(12)可分別置放於光切換層(2)外之任何處。較佳將其置放於整個裝置之頂部(關於觀測方向)，及置放於背光(5)與光反射層(1)之間(關於背光側)。

光方向改變層(11)、(12)通常分別由微透鏡陣列組成，且即使像素大小為小且厚基板用於光切換層(2)，光方向改變層(11)、(12)仍可解決視差問題。

關於微透鏡陣列之形成，需要間距小於像素大小，較佳地，該間距小於像素之較短側的一半，使得其可避免使微透鏡陣列與顯示像素之間的對準複雜。

圖3展示微透鏡陣列之輪廓。

微透鏡陣列具有為球之部分的表面形狀。

若材料之臨界角為α，則微透鏡之邊緣為如圖3中所展示圓錐角為α之點。

在球半徑為r且微透鏡間距為L之狀況下，r等於L/(2sinα)。

在圖3及圖4中，材料折射率n為1且相鄰層為空氣且其折射率假定為1.45。

圖3及圖4中之平行光以由方程式θ=β-α給出之角θ離開(或進入)微透鏡，其中β為由Snell定律判定之角(圖3)。

可使用光微影技術或奈米壓印技術來製造微透鏡陣列。自大量生產之觀點來看，奈米壓印技術為較佳的。

在光微影技術中，塗佈樹脂且在經由適當光遮罩進行UV光曝光及樹脂顯影之後，藉由蝕刻形成所要形狀。

另一方面，在奈米壓印技術中，使用光微影技術製造模，且在奈米壓印製程中，藉由模複製由熱聚合樹脂或光可聚合樹脂(或兩者)組成之樹脂。

在其他實施例中，故意擾動膽固醇型液晶層之扭轉軸對於增強視域係有效的，如(例如)日本專利特許公開申請案JP 2005-003823(A)中所描述。然而，在本發明中，膽固醇型液晶層之扭轉軸應在同一方向上對準為迫切需要的。此類型之定向可(例如)藉由以下製程而相當容易地實現。將對準層進行機械摩擦及/或光化學處理，且將膽固醇型液晶層塗佈於對準層之上。接著，將該膽固醇型液晶層加熱至高於其澄清點(亦即，轉變至各向同性相之溫度)之溫度且接著允許其逐漸冷卻至環境溫度。

可使用在相變模式下操作之液晶單元，而非在PDLC模式下操作之單元或膜。用於在相變模式下操作之單元的液晶材料可較佳為近晶材料，較佳為展現S_A相之材料，或具有適當間距之膽固醇型材料。較佳地，使用膽固醇型材料。此等液晶單元用於散射模式中，且因此不需要使用偏振器。所使用之膽固醇型液晶較佳將其狀態自其散射焦點錐定向改變至其平面(或直列式)透明狀態。此等光電模式由於其展現記憶效應而特別有用。

或者，可應用「寬頻帶」反射性膽固醇型液晶層，亦即，展示具有廣泛波長範圍之「選擇性」反射的膽固醇型液晶層。此寬頻帶反射性膽固醇型液晶可藉由製備具有膽固醇型間距之膽固醇型層來實現，該膽固醇型間距(例如)依據位置而在整個層之厚度中逐漸改變。此層之製備可為簡單及直接的。

與第一寬頻帶膽固醇型液晶層之扭轉方向相比較而具有扭轉之相反扭轉方向的第二寬頻帶膽固醇型液晶層之添加導致最亮影像之實現。

除自然環境光外且若照射激勵發光物質之光，則(例如)具有在400nm與470nm之間的範圍中之波長的光較佳用於照射。於是甚至可在暗淡或黑暗照明條件下顯示較亮影像。

根據本申請案，用於激勵之光較佳為具有400nm或更大之波長的光，亦即，包括紫外光但不包括UV輻射，較佳地，其為具有420nm或更大且最佳具有430nm或更大之波長的光。

根據本發明，如(例如)扭轉向列(TN)模式及垂直對準(VA)模式之所有已知LCD模式可適用於作為光電元件之液晶切換層。

對於專家而言，本申請案之較佳實施例自此申請案所申請之申請專利範圍亦為明顯的，申請專利範圍就此而言形成本申請案之揭示內容的部分。

以攝氏度數來給出液晶之熔點T(C,N)、自近晶相(S)至向列(N)相之轉變T(S,N)及澄清點T(N,I)。

在本申請案中，除非全部另外明確說明，否則所有溫度係以攝氏度數(攝氏度，簡寫為℃)給出，所有實體資料應用於20℃之溫度，且所有濃度為重量百分比(%，分別為wt%)。

藉由以下實例更詳細地說明本發明。以下實例意欲說明本發明，而不以任何方式限制本發明。

然而，不同實施例(包括其組合物、構成及實體性質)很好地向專家說明哪些性質可由本發明達成以及(詳言之)該等性質可在哪些範圍內修改。尤其是，可較佳達成之各種性質的組合因此良好地為專家界定。

實例1

使用可購自Merck KGaA,Germany之光可聚合液晶材料RMM34C(其為包含光引發劑之反應性液晶基單體的混合物)來製備對應於藍光選擇性反射之作為光反射層的膽固醇型液晶層。對掌性摻雜劑為用於右手扭轉之BDH1281(亦可購自Merck KGaA)。對掌性摻雜劑濃度為4.54wt%(B)。

照常清潔並乾燥玻璃基板且接著藉由以1,500rpm進行旋塗來塗覆來自Kanto Chemical Co.Ltd.,Japan之聚乙烯醇(PVA)之水溶液。接著以80℃之溫度對基板進行預熱歷時3min且以80℃之溫度固化基板歷時30min。接著，隨後在一方向上對基板進行摩擦。

以對掌性摻雜劑BDH1281摻雜之RMM34C溶解於丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)中且以2,000rpm在用摩擦之PVA覆蓋的基板上旋塗60%溶液。接著以100℃之溫度乾燥基板歷時3min。

接著藉由聚合來使藉由此製程形成之膽固醇型液晶結構穩定，該聚合係藉由曝光至由具有365nm之波長之UV產生的(1,200±50) mJ/cm²輻射而引發。

使用可購自Adeka Co.,Japan之光可聚合矽氧烷FX-V5500及藍色染料SEB-105(可購自Merck KGaA,Germany)來製備作為光轉換層之藍色矽氧烷層。以0.5wt%濃度將藍色染料併入至FX-V5500中。以藍色染料摻雜之FX-V5500溶解於PGMEA中且以1,500rpm在澄清之玻璃基板上旋塗67wt%溶液，且隨後以100℃烘焙基板歷時3min。接著藉由聚合來使藉由此製程形成之矽氧烷結構穩定，該聚合係藉由曝光至由具有365nm之波長之UV產生的360mJ/cm²輻射引發。

作為光切換層之VA LC單元係藉由使用厚度為10μm之具有經圖案化之ITO電極(藉由自JSR Corporation購買之商業名稱為JALS-2096-R1之聚醯亞胺覆蓋)的空LC單元來獲得，其誘發MLC-6608及MLC-6608之直列式對準。

將MLC-6608引入於空LC單元中且囊封。

接著藉由R圓形偏振器及L圓形偏振器(來自MeCan Imaging Inc.,Japan)包夾LC單元，其中偏振器之四分之一波長板之側面向LC單元。MLC-6608之物理性質展示於表1中。

此處，僅透射右手圓偏振光之R圓形偏振器(來自MeCan Imaging Inc.,Japan)可藉由將具有寬波長範圍之四分之一波長板置放至線性偏振器使得其光軸相對於偏振器之透射軸順時針扭轉45°來實現。僅透射具有左手旋轉方向之圓偏振光的L圓形偏振器(來自MeCan Imaging Inc.,Japan)由線性偏振器及四分之一波長板的組合組成，其中四分之一波長板之慢軸相對於偏振器之吸收軸旋轉45°。

如下裝配樣本。400nm LED光源、膽固醇型LC層、VA LC單元及以藍色染料摻雜之矽氧烷層係以此順序自底部至頂部置放。

使用明度計CS-1000(Konica Minolta Holdings,Inc.,Japan)及400nm LED光源自垂直方向來量測經裝配樣本之所得光轉換層的發射光譜。激勵光來自400nm LED光源。

使用明度計CS-1000及作為用於反射光譜量測之光源的白熾燈Fiber Lite Model 190(來自Dolan-Jenner Industries,Inc.)來量測樣本之所得光反射層的反射光譜。

入射光自基板之垂直方向傾斜20°，且自垂直方向偵測反射。

來自400nm LED光源之激勵光的強度為5mW/cm²且白熾燈之強度為1,820μW/cm²。

表2中列出發射強度對至LC單元之所施加電壓。

如可清楚地看到，藍光發射強度歸因於藉由LC單元控制來自400nm LED光源之激勵光而由LC單元控制。

表3中列出反射強度對至LC單元之所施加電壓。

如可清楚地看到，藍光反射強度歸因於藉由LC單元控制來自白熾燈之入射光而由LC單元控制。

當所施加電壓為0V時，一些剩餘反射係歸因於樣本之表面反射，且若使用抗反射塗層，則消除表面反射。

如可清楚地看到，發射強度及反射強度兩者可由LC單元之液晶層以相同方式控制。

實例2

以類似於實例1中之方式，如下製造膽固醇型液晶層及具有綠色螢光染料之矽氧烷層。

使用以市售對掌性摻雜劑BDH1281(來自Merck KGaA,Germany)摻雜之光可聚合液晶材料RMM34C(亦可購自Merck KGaA)來製備膽固醇型液晶層。RMM34C中之對掌性摻雜劑之濃度為3.78wt%。

使用光可聚合矽氧烷FX-V5500及可購自Sigma-Aldrich Corporation之綠色染料香豆素6及香豆素500(可購自Indeco corporation)來製備作為光轉換層之綠色矽氧烷層。

以0.5wt%將綠色染料(香豆素6及香豆素500)分別併入至光可聚合矽氧烷FX-V5500中。

其他條件與實例1中所描述之條件相同。

表4中列出發射強度對至LC單元之所施加電壓。

如可清楚地看到，綠光發射強度歸因於藉由LC單元控制來自400nm LED光源之激勵光而由LC單元控制。

表5中列出反射強度對至LC單元之所施加電壓。

如可清楚地看到，綠光反射強度歸因於藉由LC單元控制來自白熾燈之入射光而由LC單元控制。

實例3

類似於實例1及實例2中所描述之研究，如下製造膽固醇型液晶層及具有紅色螢光染料之矽氧烷層。

使用以市售對掌性摻雜劑BDH1281(來自Merck KGaA,Germany) 摻雜之光可聚合液晶材料RMM34C(亦可購自Merck KGaA)來製備膽固醇型液晶層。RMM34C中之對掌性摻雜劑的濃度為3.00wt%。

使用光可聚合矽氧烷FX-V5500及可購自Hayashibara Biochemical Laboratories之紅色染料NK-3590及香豆素515(可購自Indeco corporation)來製備作為光轉換層之紅色矽氧烷層。

分別以0.19wt%及0.22wt%將紅色染料NK-3590及香豆素515併入至光可聚合矽氧烷FX-V5500中。

其他條件與實例1中所描述之條件相同。

表6中列出發射強度對至LC單元之所施加電壓。

如可清楚地看到，紅光發射強度歸因於藉由LC單元控制來自400nm LED光源之激勵光而由LC單元控制。

表7中列出反射強度對至LC單元之所施加電壓。

如可清楚地看到，紅光反射強度歸因於藉由LC單元控制來自白熾燈之入射光而由LC單元控制。

此等資料清楚地展示，在無發光部分之情況下將染料併入至矽氧烷層及膽固醇型LC層中的效應顯著改良光發射之強度及光反射之強度，此外，因為液晶材料中之發光部分之均勻性問題得以解決，所以有效發光部分可用於矽氧烷層中。

能夠自許多選項中選擇最佳發射部分係非常好的。

諸圖之符號的解釋

I. 一般說明

1. 光之路徑

諸圖中之寬箭頭指示光之路徑。

2. 光之色彩

R 紅色，B 藍色且G 綠色

II. 參考數字

1. 圖1至圖4

1 光反射層

2 光切換層

3 光轉換層

4 發光物質

5 背光

6 激勵光

7 環境光

8 反射光

9 發射光

10 激勵光防止層

11 光方向改變層

12 光方向改變層

13 平行光

14 離開或進入光

1‧‧‧光反射層

2‧‧‧光切換層

3‧‧‧光轉換層

4‧‧‧發光物質

5‧‧‧背光

6‧‧‧激勵光

7‧‧‧環境光

8‧‧‧反射光

9‧‧‧發射光

10‧‧‧激勵光防止層

11‧‧‧光方向改變層

12‧‧‧光方向改變層

13‧‧‧平行光

14‧‧‧退出光或進入光

B‧‧‧藍色

G‧‧‧綠色

L‧‧‧微透鏡間距

R‧‧‧紅色

r‧‧‧球半徑

α‧‧‧角度

β‧‧‧角度

θ‧‧‧角度

圖1展示本發明之第一實施例的裝置。

圖2展示本發明之第二實施例。