TW201502567A - 可撓性導光板及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種可撓性導光板及其製造方法，所述的導光板在導通電源後，可控制其透光度，形成透明狀或是不透明狀，本發明主要係具有一聚合物分散液晶(PDLC)及二透明狀的導電層所組成，其中，透明的導電層之組成材料主要係由聚3,4-乙二氧基噻吩及奈米矽等材料依據適當的成份重量百分經過調配後製成，且上述構件完成組設後，透過電源導通的控制，可進一步將本發明作為例如電子窗簾或是投影布幕等裝置來使用。

Description

可撓性導光板及其製造方法
一種可撓性導光板及其製造方法，本發明尤指一種透過操作電源的導通來控制光線通過或被遮蔽的可撓性導光板及其製造方法。
全球暖化已成為當前最重要的環保議題，為因應節能減碳，智慧型玻璃將成為不可或缺的建材，因此落實高分子分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal；PDLC)智慧綠色材料於生活上將刻不容緩；如中華民國專利公開號200809307「顯示面板的製作方法與結構」，係一種顯示面板，其包括一第一基板及一第二基板，該第一基板表面設有一電極層，該電極層具有一畫素電極(ITO、PEDOT/PSS)，其表面設有複數個隔牆結構，以形成多個微杯結構，該等微杯結構內填有顯示介質(例如液晶)，其頂面覆蓋有一保護材料，該第二基板係覆蓋在保護材料及微杯結構之頂面，以藉由第一基板及第二基板之夾合，將電極層、隔牆結構、微杯結構及保護材料共同壓合成一體；如此，與顯示介質接觸的保護材料會溶解於顯示介質中，且隨著保護材料的溶解比例改變， 顯示介質亦會隨之改質成不同種類的液晶，例如聚合物分散液晶(PDLC)，而此案主要利用保護材料對顯示介質的溶解比例，產生不同種類的液晶，因此其電極層必須設於基板表面，以獲得基板支持，故其厚度較高，使得撓性及韌性不佳；再請參照中華民國專利公開號201117160「顯示器及照明裝置及太陽能電池用之具有增進光學及電學性能之導電膜或電極」，係一種導電膜，係貼設在一顯示器表面，其包括一中間導電層及二相鄰導電層，該中間導電層夾設於該二相鄰導電層之間，用以電性導通兩相鄰導電層，該二相鄰導電層可為TCO或ITO，該中間導電層可由導電聚合物(PEDOT/PSS)經溶液塗佈或電沉積後形成，如此，即能減少各導電層之間所發生的介面反射，此案之兩相鄰導電層係由ITO材質形成，其主要功能為減少介面反射，且相鄰導電層必須設於顯示器表面，以獲得顯示器支持，故其撓性及韌性不佳；再請參閱中華民國專利公告號200728816「顯示面板的製作方法及其保護層材料」，係一種顯示面板的製作方法，其首先提供一基板，該基板上形成一導電層(ITO、IZO、PEDOT/PSS)及一隔牆結構，該微杯結構內填有顯示介質(例如液晶)，其頂面塗佈有一保護材料護層，其中該保護層包括一第一材料與一第二材料，與顯示介質接觸的第二材料會溶解於顯示介質中，藉由第二材料溶解於顯示介質的比例改變，顯示介質亦會隨之改質成不同種類的液晶，例如聚合物分散液晶(PDLC)，此案具有 一透明導電膜，但其主要利用第二材料對顯示介質的溶解比例，產生不同種類的液晶，因此其電極層必須設於基板表面，以獲得基板支持，故其厚度較高，使得撓性及韌性不佳；再請參閱中國大陸公告號CN202372728U「一種彩色PDLC顯示裝置」，係一種彩色PDLC顯示裝置，用以提供彩色或透明顯示，其由外而內分別由二透明基板、二透明像素電極、二彩色PDLC層及一公共透明電極交錯堆疊而成，其中透明像素電極及公共透明電極係利用ITO所製成，如此，即可達成顯示彩色或透明的效果，進而解決PDLC顯示裝置難於實現彩色顯示的技術問題，從而應用於PDLC玻璃，調光玻璃以及櫥窗彩色顯示等領域，此案之透明像素電極及公共透明電極係利用ITO所製成，其撓性及韌性不佳，而必須藉由透明基板支持。
有鑒於上述的問題，本發明係依據多年來從事設計電子窗簾等裝置的經驗，針對電子窗簾整體的製造過程及結構進行研究及改良，期能設計出解決上述問題的實體產品；緣此，本發明主要的目的在於提供一種具有撓性且可控制透光度的可撓性導光板及其製造方法。
為達上述目的，本發明之可撓性導光板，其主要係由一聚合物分散液晶(PDLC)及二透明狀的導電層所組成，其中二透明導電層分別設於聚合物分散液晶之上 下兩平面，所述的透明導電層主要由聚3，4-乙二氧基噻吩及矽氧化物等材料，依據適當的重量百分比例經調配後製成，且具有可撓性，當通電時，二透明導電層可將電流導通至聚合物分散液晶，以調節其光軸取向，當聚合物分散液晶導通電流時，其透光度即產生改變，如此，使用者即能將可撓性導光板裝設於曲面，並以一電控開關控制該可撓性導光板之透光度，由於透明導電層具有撓性，不致因彎折而破裂，故能使確保可撓性導光板整體的韌性及可彎折度，大幅降低可撓性導光板的破損機率。
為使 貴審查委員能清楚了解本發明之內容，僅以下列說明搭配圖示，敬請參閱。
10‧‧‧可撓性導光板
101‧‧‧聚合物分散液晶
1011‧‧‧液晶分子
102‧‧‧導電層
201‧‧‧加入聚3,4-乙二氧基噻吩
202‧‧‧增加導電率之添加劑
203‧‧‧加入水或其他質子性溶劑
204‧‧‧加入矽氧化物溶液
30‧‧‧會議室
40‧‧‧辦公區域
50‧‧‧投影機
A‧‧‧聚3,4-乙二氧基噻吩聚合物
B‧‧‧矽氧化物
L‧‧‧入射光線
第1圖，係為本發明之構件組成示意圖。
第2圖，係為本發明之立體外觀圖。
第3圖，係為本發明之構件成分示意圖。
第4圖，係為本發明的導電層之製造方法。
第5圖，係為本發明之實施示意圖(一)。
第6圖，係為本發明之實施示意圖(二)。
第7圖，係為本發明之實施示意圖(三)。
第8圖，係為本發明之實施示意圖(四)。
第9圖，係為本發明之實施示意圖(五)。
第10圖，係為本發明之實施示意圖(六)。
第11圖，係為本發明之實施示意圖(七)。
請參閱「第1圖」，圖中所示係為本發明之構件組成示意圖，如圖中所示的可撓性導光板10，其主要係由一聚合物分散液晶101及兩導電層102所組構而成，其中，聚合物分散液晶101(Polymer Dispersed Liquid Crystal；PDLC)目前仍以應用在汽車後視鏡等小面積產品為主，但其具有隔離太陽輻射熱源與紫外線等功能，可隨個人需求控制電開關調控光線透光量，因此除了提供充足光線，同時具有防曬隔熱功能，有效降低照明與空調的使用，進而達到節能減碳的目的，也因其可取代窗簾，而能有效降低塵蟎、提升健康生活品質，另外，聚合物分散液晶101也可做為室內隔間隔屏，具有顯示功能，甚至可直接當作投影布幕，既能美化環境又使空間無限制，而聚合物分散液晶101本身及具有良好的可撓性，可進行適度的彎曲；導電層102主要係由聚3,4-乙二氧基噻吩及矽氧化物依據適當的成份之重量百分經過調配後製成，且矽氧化物主要為利用奈米技術製成的奈米矽，而導電層102為增加導電率，係可進一步增加其他添加劑，例如含有醚基之化合物，諸如四氫呋喃，而聚3,4-乙二氧基噻吩及矽氧化物所佔的比例成分，兩者分別約為總成分的30% ~70%，完成調合後的導電層102係呈透明狀，並塗佈於聚合物分散液晶101的上下兩平面，而塗佈方式可利用例如旋塗、浸漬、傾注、滴注、噴霧、噴細霧(misting)、刮刀塗佈、刷塗或印刷，例如噴墨印刷、網版印刷、凹版印刷、平版印刷或移動印刷等方式進行塗佈，且導電層102完成塗佈後，整體即形成一透明且薄膜的狀態，具有良好的可撓性；上述構件完成組設後，即如「第2圖」所示，圖中所示係為本發明之立體外觀圖，如圖所示的可撓性導光板10，由於聚合物分散液晶101及兩導電層102均具有良好的可撓性，使本發明可便於運輸，不易在運送過程中造成損壞。
請參閱「第3圖」，圖中所示係為本發明之構件成分示意圖，如圖中所示的導電層102，其主要係由聚3,4-乙二氧基噻吩聚合物(即圖中的A)及形成奈米矽的矽氧化物(即圖中的B)所組成，其中，奈米矽的結構非常細小，於水形成網狀結構，並附著於聚3,4-乙二氧基噻吩的表面，使導電層102整體的結構更強，並藉由奈米矽本身具有抗UV的特性，使導電層102整體的防光解性、耐化性及穩定性有效提升。
請參閱「第4圖」，圖中所示係為本發明的導電層之製造方法，其步驟如下：(1)加入聚3,4-乙二氧基噻吩201，佔整體材料之30 %~70%；(2)增加導電率之添加劑202，為增加導電層的導電率，可進一步加入添加劑，例如含有醚基之化合物(如四氫呋喃)、含有醯胺或內醯胺基團之化合物，(如己內醯胺、N-甲基己內醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、N-甲基甲醯胺、N-甲基甲醯苯胺、N-甲基吡咯啶酮(NMP)、N-辛基吡咯啶酮、吡咯啶酮)、碸及亞碸，(如環丁碸(四亞甲基碸)、二甲亞碸(DMSO))、糖醇，(如山梨糖醇、甘露糖醇)、二醇或多元醇，(如乙二醇、甘油、二乙二醇及三乙二醇)、四氫呋喃、N-甲基甲醯胺、N-甲基吡咯啶酮、乙二醇、二甲亞碸或山梨糖醇等可增加電導率之添加劑；(3)加入水或其他質子性溶劑203，例如異丙醇及丁醇，及水與此等醇之混合物，尤其又以水為較佳之溶劑；(4)加入矽氧化物溶液204，佔整體材料之30%~70%，矽氧化物主要為利用奈米製程所形成的奈米矽，其結構細小，再加入一介面活性劑完成材料的調合，以形成上述的導電層。
請參閱「第5圖」，圖中所示係為本發明之實施示意圖(一)，如圖中所示的可撓性導光板10，當兩導電層102無外加電壓時，聚合物分散液晶101的液晶分子1011的有效折射率neff和高分子的折射率np不匹配，入射光線L感 受到很多界面存在，光線被嚴重散射，使入射光線L在聚合物分散液晶101內形成散射態，即不透明態(OffState)；再請搭配參閱「第6圖」，圖中所示係為本發明之實施示意圖(二)，承上所述，當兩導電層102導通電源產生電場時，液晶分子1011會垂直基材表面排列，因液晶分子1011的折射率no與高分子np相同，垂直的入射光線L無介面存在，入射光線L即可通過，使聚合物分散液晶101因而形成透明態(On State)；再者，本發明所稱的聚合物分散液晶101，亦有另一種形式存在，亦即聚合物分散液晶101受到電流導通後，會呈現不透明狀態，即光線無法穿透，其內部液晶分子排列方式恰與本發明相反，但實施方式相同，在此不於贅述。
請參閱「第7圖」，圖中所示係為本發明之實施示意圖(三)，由上述可知，本發明所稱的可撓性導光板10，在常態下經過電源導通後，可使得可撓性導光板10整體呈現透明狀，如本圖所示的一會議室30，透過可撓性導光板10與外部的辦公區域40形成區隔，常態下，可撓性導光板10受到電源的導通，使得會議室30內部可清楚看到辦公區域40的動態；再請搭配參閱「第8圖」，圖中所示係為本發明之實施示意圖(四)，承「第7圖」所述，當可撓性導光板10停止電源導通後，其整體即形成一不透明狀，讓光線無法穿透，使辦公區域40的人員無法看到會議室30內部，以供會議室30形成一獨立空間之態樣。
請參閱「第9圖」，圖中所示係為本發明之實施示意圖(五)，承上，如本圖所示的可撓性導光板10，常態下通電時，光線可穿透可撓性導光板10，使可撓性導光板10呈透明狀；再請參閱「第10圖」，圖中所示係為本發明之實施示意圖(六)，承「第9圖」所述，當電源停止導通後，可撓性導光板10整體係呈不透明狀，而使用者可進一步操作一投影機50將影像投影至可撓性導光板10上，使可撓性導光板10可形成一投影幕來使用。
請參閱「第11圖」，圖中所示係為本發明之實施示意圖(七)，如本圖所示的可撓性導光板10，利用聚合物分散液晶101及兩導電層102分別具有良好的可撓性，使得本發明可適度的進行彎折等動作，達到便於運送的功效。
由上所述可知，本發明所稱的可撓性導光板及其製造方法，其整體係呈透明狀，且導電層通電後，可改變聚合物分散液晶的透光度，且兩導電層具有良好的可撓性；依此，本發明其據以實施後，確實可達到提供一種具有撓性且可控制透光度的可撓性導光板及其製造方法。
唯，以上所述者，僅為本發明之較佳之實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍；任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神與範圍下所作之均等變化與修 飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。
綜上所述，本發明之功效，係具有發明之「產業可利用性」、「新穎性」與「進步性」等專利要件；申請人爰依專利法之規定，向 鈞局提起發明專利之申請。
10‧‧‧可撓性導光板
101‧‧‧聚合物分散液晶
102‧‧‧導電層

Claims (8)

  1. 一種可撓性導光板，其包括：一聚合物分散液晶；兩導電層，塗佈於該聚合物分散液晶的上下兩平面，可供以外部電源導通，主要材料為聚3,4-乙二氧基噻吩佔整體30%~70%，及利用奈米製程所製作的矽氧化物佔整體30%~70%，兩者所佔總材料重量百分比不超過100%；以及兩該導電層受到電源導通後，可將電流導通至該聚合物分散液晶，以改變該聚合物分散液晶的透光度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性導光板，其中，兩該導電層受到電源導通後，可將電流導通至該聚合物分散液晶，驅使該聚合物分散液晶形成透明狀，而兩該導電層停止電源導通後，該聚合物分散液晶形成不透明狀。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性導光板，其中，兩該導電層受到電源導通後，可將電流導通至該聚合物分散液晶，驅使該聚合物分散液晶形成不透明狀，而兩該導電層停止電源導通後，該聚合物分散液晶形成透明狀。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性導光板，其中，該矽氧化物為奈米矽。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性導光板，其中，該導電層可以旋塗、浸漬、傾注、滴注、噴霧、噴細霧、刮刀塗佈、刷塗、印刷之其中一種方式進行塗佈。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的可撓性導光板，其中，該印刷的方式可為噴 墨印刷、網版印刷、凹版印刷、平版印刷、移動印刷之其中一種。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的可撓性導光板，其中，該導電層可添加四氫呋喃來增加導電率。
  8. 一種可撓性導光板的製造方法，其導電層之製作步驟如下：先加入聚3,4-乙二氧基噻吩，所佔總材料成分的重量百分比約30%~70%；加入增加導電率之添加劑，以增加整體之導電效率；添加質子性溶劑，以有效使該聚3,4-乙二氧基噻吩及增加導電率之該添加劑進行混合溶解；加入矽氧化物溶液，其矽氧化物為使用奈米製程進行製作形而成的奈米矽，所佔總材料成分的重量百分比約30%~70%，矽氧化物溶液加入後進行調製後，即形成該導電層。
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