TW588169B - Electrically switchable polymer liquid crystal and polymer birefringent flake in fluid host systems and optical devices utilizing same - Google Patents

Electrically switchable polymer liquid crystal and polymer birefringent flake in fluid host systems and optical devices utilizing same Download PDF

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Kenneth L Marshall
Tanya Z Kosc
Stephen D Jacobs
Sadeg M Faris
Le Li
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Univ Rochester
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Description

A7 B7 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ發明說明（ 發明領域 本發明是有關於電性可切換之顆粒裝置，使用一種片狀 或板狀之高分子液晶（PLC)或雙折射高分子（BP)的系統， 而該片狀或板狀之PLC或BP是懸浮在流質主體媒質中。對 於資訊顯示器，光學以及光子學都很有用的本發明裝 置，是包括能進行色彩切換的反射性或穿透性資訊顯示 器，但不受限於此，並當作可曉曲媒質給平整表面或彎 曲表面上的資訊顯示應用（比如大面積看板，汽車面板， 抬頭顯示器以及”電子紙"）。本發明也提供改良的可切換 與可調節裝置給色彩控制（比如可切換與可調節的彩色濾 光片）用，提供可切換與可調節的光學抑制器或調變單元 給所需波長或頻寬的偏極光用，提供可切換的微型偏光 片，提供可切換的”智慧型視窗”給能量控制或隱私控制 用’提供可切換的一致性塗層給裝飾應用，以及提供可 切換的塗層給軍事安全，僞裝，基板反射性控制，文件 安全’防假冒，以及物體標示與辨識的應用。 發明背景 有很多的研究集中在資訊顯示器的技術上，比如液晶裝 置，電場發光裝置，電漿裝置以及最近以顆粒爲基板的 〜像頌示器。一開始在3〇-4〇年以前便被檢視過的顆粒顯 示器是取決於分散在流質主體媒質中的顆粒移動。該顆 t視所施加的電場或磁場，產生反射性變化或入射光之 反射光線的色彩改變，或是對穿透光的偏極化狀態進行 凋又或改變。這些效應是由分散顆粒的平移或旋轉，並 本紙張尺度適I中國格mo X挪二） I I I I I 1 . I I (後先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 588169 Α7 ___Β7 五、發明說明（2 ) 基於物理現像所引起的，比如磁性極化，電泳，介電偏 極化或其它形式的電流感應效應。C· R· Tate在1968年1 〇 月15日發行的美國專利3,406,363中，提出在液體懸浮媒質 中由鐵酸鋇構成變動磁場強度的多重色彩”微型磁鐵”， 以及利用外加磁力進行控制，產生彩色顯示器。W. E. Haas等人在I978年2月Μ日發行的美國專利4,〇76,387中， 提出如小於325網目（約45 " m)的鋁金屬片，分散在以水 或碳鼠化合物爲基質的含鐵液體中，構成由電磁鐵做切 換的反射性顯示裝置，能在一般光照條件下使用。此 外’ I· Ota在1972年6月6日發行的美國專利3,668,106中， 提出一種電泳顯示器或記錄裝置，是依據荷電顆粒，由 改變裝置反射性的電場所控制。 C. W· Jacob在1976年6月29日發行的美國專利3,967，265 中，提出一種光柵顯示器，包括小型導電顆粒（鋁或石 墨）’分散在連續循環的介電液體中。Jac〇b專利中的裝置 是間接使用選擇性照射所必要之光導體來產生的電場， 並具有影像轉接或影像轉換器的功能，不論是反射或透 射。Jacob提到，顆粒分散可以用無顆粒之純液晶液態主 體來取代’以便產生具類似方式之功能的裝置。 R· L. Saxe等人在Μ”年7月η日發行的美國專利 5,650,872中，提出"分散顆粒裝置（spD)，，，是取決於分散 在主體媒質中的次微米’非等方向性且光線極化的顆粒 而提ί、功把。外加電場會造成該顆粒重新改變向位。雙 色切換是可能的，但是需要很長的單元路徑長度（125-825 ____ _ 5 - 本紙張尺度適用Τ國國家標準（CNS)A4規格（ χ挪 ）------ (清先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
588169 A7 五、發明說明（3 // m)以及很高的驅動電壓（大於2000v)，而且打開/關閉之 間的對比差異很低。 最近，使用微型封包技術的顆粒裝置已經變得很重要， 因爲新式向列，可寫入，可重複使用的電子儲存媒介對 於該裝置具有很大的興趣，可以取代報紙或其它印刷材 料。這種像紙一樣可以利用電子方式由網際網路上或其 它儲存資訊源來進行更新的資訊儲存媒介，因會被應用 到該裝置的廣範圍潛在應用以及市場區域，而會有較大 的經濟衝擊。這些裝置包括顆粒/液質主體分散物，本身 是被微型封包在高分子薄膜形成束縛劑材料内而形成向 列的電性可定址薄片，具有雙穩態切換特性，可以長時 間的保持文字與圖案影像。 在關連性上，Ν· K· Sheridon等人在美國專利4，143，103， 4，126,854，5,344,594，5,389,945，5,708,525，5,739,801， 5,751，268 ’ 5,760,761 ’ 5,767,826 中，J. M. Crowley 等人在 美國專利 5,754,332 與 5,825,529 中，D· K· Biegelsen 等人在 美國專利5,717,283以及J. D· Mackinlay等人在美國專利 5,737，115中，都有提出不同形式的，，迴旋體，，裝置，包含有 50-500 ”雙色”玻璃或高分子球體，其中該雙色玻璃或 高分子球體是包含在流體填充的空穴内，而該空穴本身是 被封包在向列高分子的矩陣中。每個球體的形成會使得球 半面具有不同的色彩，且在有外加跨接薄膜的電場時會旋 轉90-180 ’因爲二個球半面都具有相反的表面電荷。驅 動電壓會隨著旋轉球體直徑以及包含該球體之空穴的增 -6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公t ) (%先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 588169 A7 B7 五、發明說明（ 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 加而增加，並產生雙穩態切換。迴旋體裝置是在反射模 態下運作。 另一微型封包顆粒顯示器技術是E-InkTM，由J· Jacobson 等人在美國專利5,961，804以及J. D. Albert等人在美國專利 6,017,584中所提出。該技術是基於等方向性介電主流體中 負電荷與正電荷微型顆粒（直徑小於1 em)的封包”電泳分 散物π，該介電主流體則是被封包在高分子束縛劑内。依 據Jacobson與Albert，電泳分散物的微型封包是必備單 元，能避免一般在傳統電泳顯示器中所發生的顆粒結塊 與沉降。不像迴旋體裝置，E-Ink裝置的功能是將顆粒轉 移到微型封包的頂部或底部，視外加電壓的正負値而 定。這些顆粒一般是包括無機顆粒或金屬顆粒，被塗佈 上一層高分子塗層。將其它顏料，金屬片或逆反射器加 到電泳分散物中，以產生色彩間的切換或產生反射率改 變。可以使用向列液晶流體取代分散物中等方向性的介 電主流體，以改變該裝置的切換臨界値與雙穩態。A Somlyody等人在1981年1 2月15日的美國專利4,3〇5,8〇7中，· 提出使用向列液晶當作流質主體給荷電顆粒顯示器用， 以Jacobson與Albert裝置中類似的方式提供臨界反應牿 性。 w f 雖然在專利與公開文獻中有許多使用無機或金屬顆粒之 顆粒裝置的實例，但是已被提出使用雙折射高分子戈二 分子液晶當作主動顆粒的電光顆粒裝置之實例是幾^ = 沒有被提過。其中-實例是使用現場聚合的向列液晶= 泰紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） ----------------- -· (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) · i線· 588169 A7 五、發明說明（5 體’在有適當光起始劑時，如D· Cairns等人在Society for Information Display(SID) Digest of Technical Papers, XXX5 p725_728 ( 1999)中所提出的，分散在甘油中的紫外光 可熟化之液晶反應性單體進行聚合反應。該裝置在本質 上是與上述專利中所提的不同，因爲（1}最後的聚合向列 液晶球體本身是雙折射且雙極性的，以及（2)這些球體可 以利用將交流電場外加到介電非等方向性聚合LC (液晶） 材料上的耦合作用而再次進行排列。因此，Cairns等人提 出Electro-Mechano-Optical (EIMO)的裝置，具有類似迴旋 體裝置的功能，因爲光學效應是由分散在流體中球體顆 粒的電場感應旋轉作用所產生。但是不像迴旋體裝置是 以反射方式操作，EIMO裝置是依據聚合向球體的旋 轉所造成之向列雙折射率的差異，來產生光學效應，因 此EIMO裝置只是以穿透方式來當作極化旋轉裝置。 S· Faris等人在1994年i !月15日美國專利5,364,557中， 線 揭示出將以格蘭牛仔褲（Grandjean)織布方式對齊的高分 子膽固醇液晶（PCLC)之聚矽氧烷薄膜，進行熱分裂後: 產生顆粒或片狀物。這些片狀物的大小範圍是從數百微 米到小於一微米，而且具有與透明薄膜所得到一樣的光 學特性。因爲是從具有很高玻璃轉移溫度（的對齊 PCLC薄膜中而來，其獨特的光學特性（選擇性的反射玻 長，雙折射率）以及對齊品質是”固定”的，因此基本上對 熱或機械性斷裂都不敏感。這些獨特的光學特性可以將 片狀物分散到高分子溶液中並當作束縛劑用，而轉移到 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 588169 A7 _ B7 五、發明說明（6 ) 其它而分子主體’備製出被動（亦即非可切換）的一致 性塗層，具有非一般性的光學特性，其應用範圍從文件 安全到給馬達工具之外部塗層用。其它產生PLC片狀物與 顏料的方法也已經由I· A· Shanks等人的英國專利 2,276,883 ’ C· MiillerRees等人的美國專利 5,851，604，R. W.
Phillips等人的美國專利5,279,657以及W· Hou等人的美國 專利5,587,242中提出。最近，paris等人也提出一種依據 光交鏈PCLC材料製造圖案板的方法。 PCLC薄膜的色度，飽合度與亮度都已經被徹底的研究 過。E· Korenic等人首先在 Mol· Cryst. Liq. Cryst. 317, 197_ 219 ( 1998)中，研究某些主流體中pcLC片的色彩特性與化 學相容性。雙色重疊塗層具有可加成的彩色混合物，是 與傳統的墨水，染料或顏料所得的去除性彩色效應不 同。因爲該色彩是高度飽合，且顯示出對照射與觀看角 度的相依性，其視覺表現已經被用來當作製造藝術品或 商品的基礎，比如圖畫與化妝品。L· Li的美國專利 5,691，789提出給熱或光化學可交鏈pcLC用的特殊熟化循 環，可以用來感應出朝向PCLC薄膜的間距梯度。藉控制 間距梯度，可以製造出具有較寬反射率頻帶的薄膜，從 可見光到近紅外光。這些材料的其中一種應用是當作Lc 顯示器中的寬頻帶非吸收偏光片。 發明摘要 依據本發明已經發現到，當片狀或板狀的高分子膽固醇 液晶（PCLC)或其它雙折射高分子（bp)材料是分散或懸浮 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線· -9-
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在流質主體中來提供片狀/主體系統時，則會對外加電場 非常敏感，並且可隨時切換到不同的角度向位。由2述 習用專利與文獻中的討論可看出，這些片狀或板狀物： 敏感度，在分散或懸浮到流質主體時，是不被會重視 的。這些片狀或板狀物此後一般是參考電光敏性片狀 物。依據本發明裝置的性能是取決於電光敏感性片狀物 與主體所伴演的角色而定，最好是具有以下特性， 1)片狀材料是與主體媒質是化學相容的（亦即完全不可 容）； 2) 片狀材料是與主體媒質的密度要儘可能的接近，以 幫助該片狀物能均勻懸浮在主體中，並避免結塊，下沉 到裝置底郅或上升到裝置頂部； 3) 主流體具有很高的電阻係數（^1〇9 n-cm)，足夠去除 掉與其競爭的電性流體效應； 4) 该片狀物是在20-40 "m的寬度内，長寬比爲2_3，以 便觀察最佳切換與對比； 5) 主體材料的黏滞性是能保持該片狀物懸浮時的最低 値，以極小化反應時間； 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 6)該片狀材料與主流體的折射率要儘可能的接近，以 避免散射損失。 圖式的詳細説明 圖1( a)與（b)是依據本發明裝置的剖面示意圖，顯示出 給具有綠色選擇性反射波長之pCLC片用之反射光強度的 再次定向以及最後的角度，是分散在等方向性的流體主
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媒質中。單元基板的内表面被塗佈上透明導電塗層，—般 是氧化銦錫（IT〇)。用玻璃纖維，破璃珠或以^^膠帶設定 出流體間隔的單元隔離片，一般是小於或等於最長的片狀 物。在圖1( a)中’是沒有外加電場時裝置的關閉狀態，該 片狀物是幾乎平行於基板，並選擇性的反射出入射光（1。） 中的圓形極化綠色分量（Ar)。在圖1(b)中，當電場加到裝 置上時’该片狀物會從垂直於基板的角度旋轉3_2〇。，超 出選擇性反射的可接受角度，而且反射的入射光（j。）之綠 色分f (又r)會被消除掉’該裝置會進入非反射性的黑暗狀 態。 圖2( a)與（b)是純PCLC片[圖1 ( a)]的剖面圖，且相同的 PCLC片（實線區）被塗佈上電荷控制層（圖案區）[圖 1(b)]。在得到該片狀物的親代PCLC薄膜表面上，讓電荷 控制劑與高分子材料（通常是組成片狀物的相同PCLC材料） 的溶液沉澱，而形成電荷控制層。 圖3(a)與（b)是依據本發明裝置的透視圖，是以示意圖 的方式顯示出當混合在一起，且懸浮於向列液晶主體中 時，如圖中虛線所示，具綠色選擇性反射之PCLC片的客 體-主體切換操作，如圖中形狀所示。類似於圖1的透明導 電塗佈基板是被塗佈上一層Nylon 6/6，而且在該單元被組 合起來且填滿片狀物/液晶主體懸浮物以感應出均勻的LC 主體之分子對齊之前，便先磨光Nylon層。單元間隔大小 是大於最長的PCLC片。在關閉狀態時，圖2( a)，客體片 狀物與主體LC分子是對齊到平行於單元側壁的最長 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 x 297公釐)
裝 訂
588169 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9 ) 邊’且會觀察到綠色選擇性反射。圖2(b)中，外加交流電 場到裝置上會造成LC主體平行對齊於電場，且PCLC片會 被迫順著主體的指向。片狀物/主體混合物的大角度會大 幅的超出選擇性反射的可接受角度，且綠色選擇反射色 彩會變淡或被消除掉。PCLC片在該狀置中是伴演著被動 角色’因爲沒有本質的介電非等方向性或表面充電，且 切換特性是主要是由LC主體媒質的特性所主導。 圖4( a)與（b)是依據本發明裝置的透視圖，以示意圖方 式顯示出PCLC片懸浮於流體媒質（主體/片狀物系統）中， 而該流體媒質是被封包在透明的高分子薄膜内。沒有外 加電場時[圖4( a)]，該片狀物會隨機分佈於球體微型封包 中’且該片狀物的選擇性反射色彩在本質上會變淡或不 存在。外加電場橫跨微型封包薄膜[圖4(b)]會造成該片狀 物接受到均勻的向位，片狀物的長軸是垂直於外加電場 且平行於長薄膜的大小。利用垂直於入射光的片狀物而 發生選擇性反射，且該裝置的反射色彩被大幅的強化。 爲了得到最佳性能，高分子束縛劑與等方向性主流體的 折射率要能夠匹配。 圖5(a)與（b)是類似於圖4(&)與（1))的示意圖，顯示出類 似於圖4中的裝置，除了微型封包内的pCLC片是懸浮於雙 折射向列液晶主體材料而非懸浮於非等方向性流體以 =。此時該裝置在外加電場時，會從散射的電場關閉狀 怨（圖5(a))切換到彩色反射狀態（圖5(b))。高分子束縛劑 的折射率要能很匹配到液晶主體的-般折射率，以極小 本紙張尺國家標準视公爱 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------線！ I -ϋ 1 —1 1 · I - 588169
五、發明說明（1〇 ) 化模糊情形。液晶主體也具有很大的負介電非等方向 性。 圖6(a)與（b)是類似於圖4(勾與（13)的示意圖，除了在進 行微型封包處理之前便已經將染料先加到PCLC片/流體系 統以外。加入染料會讓該裝置在二不同彩色狀態間做切 換，而與圖4裝置内降低其中某一狀態的反射光強度之情 形是相反的。 圖7(a)與（b)是類似於圖4(a)與（b)的示意圖，而且畫出 在PCLC/流質主體系統内切換的電場感應，當被封包在高 分子束縛劑内時，可以進行處理，產生包含橢圓微型封 包的薄膜。橢圓微型封包的短軸小於或等於最長的片狀 物’造成微型封包内的片狀物會自發性對齊到橢圓微型 封包的主軸以及薄膜的拉伸方向。這些條件會因位阻因 素而產生較佳的定位方向。沒有外加電場時[圖7( a)]，片 狀物表面是指向平行於薄膜表面，並垂直於入射光，而 且會發生選擇性反射。當加入電場跨越微型封包的短邊 時[圖7( b)]，選擇性反射色彩會消失掉，而且片狀物會在 薄膜的表面平面外旋轉，類似於圖1裝置中所發生的。如 上述圖6，可以將染料加到等方向性流質主體内，做爲染 料所產生的吸收狀態以及PCLC片所產生的選擇性反射狀 態，二者之間的色彩切換以及可調整性用。 圖8( a)與（b)顯示出依據底下實例1製造出圖1裝置的電 光反應圖式。在圖8( a)中，顯示垂直照射時的該裝置光學 反應，而在圖8(b)中，顯示非垂直照射時的該裝置光學反 _ - 13 - ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) Ί 訂-----------線！ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（12 的垂：万向旋轉3_2〇。，便能達到切換特性 二比疋=顆粒需要很大的旋轉 奘罾 /。此外，比起已知專利文獻中所提的任何 訊C片的獨特光學與極化特性會讓本發明的裝置 犯應用到相當廣的範圍，比如光學與光子學領域。 在所有使用PCLC片的實施例中，片狀物與主體材料都 具有以下特性.（1)片狀材料是與主體媒質是化學相容 的；(2)片狀材料是與主體媒質的密度要儘可能的接近， 以避免片狀物結塊，下沉或與主體分離開；（主體材料 的黏滯性要夠高，以保持該片狀物懸浮，但是要儘可能 的低値，以極小化其反應時間；（4)主流體的電阻係數要 夠高，以避免與其競爭的電性流體效應，以及（5) pL(：^ 材料與主流體的折射率要儘可能的接近，以避免散射損 失。 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以 電 電 上 方 化 不同實施例中用來驅動該裝置的電場，其本質是取決於 片狀物材料與主流體的組成。例如，如果片狀物材料包 括如PNLC或PCLC的材料，具有夠高的介電非等方向性數 値，則交流電場可以用來起始切換操作。這種材料可 是以純合成的形式來備製。可以加入或摻雜其它高介 非等方向性的低分子量添加劑，來改變很低或沒有介 非等方向性的低分子量液晶流體，而對整個混合物加上 某一有限値的介電非等方向性。本發明的特點是提供介 電非等方向性的效應，將這種低分子量，高介電非等、 向性的雜質，加到很低或沒有介電非等方向性的商品 15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 588169 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（13 ) 高分子CLC材料中，來形成可以六 处j以用父泥電場重新定位的 PCLC片。 另-方式是，對於本質上缺乏介電非等方向性的片狀物 材料，可以用直流電場經由耦合片狀物表面上已儲存的 表面電荷而讓該片狀物重新定位。可以使用電荷控制齋 來加強該直流切換過程。這種電荷控制劑的實例表列於 表1中。有許多這種電荷控制劑也具有表面活化劑的功 能，以幫助避免顆粒結塊與下沉。這些電荷控制劑可以 是直接加到主流體内或直接加到片狀物的表面，以確保 不會有很多電荷控制劑被分解到主流體基質中。有一種 達到後者目的的方法是，將電荷控制劑吸收到薄膜形成 高分子材料中，因而形成”電荷控制層，，，直接以溶液澆 鑄方式塗佈到親代PLC或BP薄膜上，形成片狀物。達成上 述目的最需要的方法是，用親代PLC或BP層相同的材料做 成薄膜形成尚分子電荷控制層。該方法能確保片狀物與 電荷控制層間之熱相容性或機械相容性的最大角度，而 不需在本質上改變片狀物外表面的光學特性。圖2( b)是以 示意圖方式畫出具有這種電荷控制層的片狀物。 16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
五、發明說明（15 ) 非等方向性’尸斤以在本質±，與使用等方向性主體的情 $比車乂起來’疋會改變最後裝置的光學特性以及切換性 能 其它 四氟二漠乙燒 四氯乙晞 寡聚合三氟氣乙烷 過氣乙埽/二甲苯 四氣乙埽/二甲苯 四氟二溴乙烷/三氣三氟乙烷 二鼠氣乙缔 油 碎膠油 敦化油 石蠟油 火油 亞麻仁油 大豆油 桐油 f%先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 —__橄欖油 主月a材料出現表面活性劑是有利於確保片&物能均勾 散並懸浮於介電媒質中，還能f助避免片狀物在單元: f表面上變成固定不移動。表列於表1中的電荷控制劑- 疋表面活性劑，並同時進行電荷控制以及片狀物懸浮; 制功能。 以下是選取片狀物及/或主體材料的實例，產生圖丨具; 某些特定特性的裝置。 實例A 該片狀物是如非交鏈環狀聚矽氧烷液晶高分子（CLC5: LC聚矽烷，Wacker Chemie公司販售）的pcLc材料，或； -18 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------4 — L-------------- 588169 A7 五 、發明說明（16 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
如Wacker Chemie公司提供之交鏈聚矽氧烷clC高分子系 統的光聚合CLC高分子系統，或是由BASF公司生產的交 鏈丙烯醋酸CLC高分子系統。這些材料所產生的片狀物被 分散到氟化矽膠油中，或是分散到表2其中一種主體或其 b主體，而且已經加入從表丨群組中選取出來的電荷控制 劑。這種裝置在加入直流電場後，會從綠色選擇性反射 狀態切換到黑暗狀態，而且還對如反射式顯示裝置，可 切換窄頻帶鏡或可切換彩色濾光片都很有用。實例B PCLC片可以由間距梯度PCLC層來產生，其備製方式如 L· Li美國專利5,691，789所提，是被分散到氟化矽膠油中 或是分散到表1其它主體中，與表2中的電荷控制劑一起產 生在UV，可見光或IR頻譜的很寬區域中操作的可切換寬 頻帶反射式裝置。外加直流電場是用來切換該裝置。 實例C PCLC片可以是具有不同選擇性反射色彩的pCLC片混合 物，包含有表1中不同電荷控制劑濃度的”電荷控制層π， 是被塗佈在每個色彩群組的片狀物上，如圖2所示。當分 散到介電主流體中時，比如氟化矽膠油或由表2選取出的 主體，每個色彩群組的片狀物會對不同程度的外加直流 電壓有反應。結果，可以個別的加強每個色彩，或是結 合其它色彩來產生比如全彩反射式資訊顯示裝置，可變 光學濾光片，或給Fabry-Perot空穴用的可調式鏡片。 實例D (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 訂·" 線丨_------------------------ 588169 A7
五、發明說明（17 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該片狀物可以是分散到介電主體中的PNLC材料或其它 雙折射高分子（BP)，比如被分散到氟化矽膠油或由表2選 取出的主體，而該主體是包含有由表i選取出之電荷控制 劑。這種裝置的功能是當作可傳送電性可變光學轉射的 裝置，是可以用直流電場來做切換或調整。
A例E PCLC片可以是圖案PCLC片。這種圖案片可以做成特定 的形狀（亦即圓形，橢圓形，方形，矩形，三角形以及三 維形狀），良好的控制尺寸以及特定的色彩範圍，或是形 成能具空間標識的圖案片，比如上升或下降部分，字 母’數孚’形狀，孔洞或刻痕，而且製造該圖案片的方 法在上述參考的美國專利申請案號〇9/ 196,583中已有説 明。可以在片狀物表面的不同區域上，具有不同光譜特 性。上述的圖案顆粒可以分散到介電主體媒質中，比如 氟化矽膠油或表2中的某一主體，與表2中的電荷控制劑一 起產生可切換裝置，用來儲存或顯示編碼資訊。這種裝 置可以應用到一些領域中，比如軍事安全與僞裝，文件 安全，反假造以及目標標定與標識。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 對方；上述五個實例中的任何一個，如果介電主流體被添 加少量類似於j· w· Doane等人在美國專利5,691，795中所提 出的父鏈尚分子基質而被改質時，對於高分子穩定液晶 (PSLC)系統來説，是將高分子網加入片狀物-主體系統 =，以便”膠化”該材料並穩定其性能。這種系統對於備 製出能長時間資訊保存（亦即，，記憶體，，）而做雙穩換 <β<β11><1ββ<ιβιιβ^_ - 20 - 本紙張尺&聊Τ關家標準（CNS)A4規格(21^7^---- 五、發明說明（18) 包括光學資訊儲存裝 的裝置來説，是特別有需要的 置0 此外，對於上述五個實例中的杯 、 妁任何一個，在具有膠質主 體或沒有膠質主體時，介電主、、卢觸 王成肪L與電何控制劑都可以 用向列液晶流體取代。’然後分散的片狀物會像分散到向 列"主體"中的被動"客體，，顆&。電性切換特性(比如臨界 電壓，反應時間）現在主要是由外加電_合到低分子量 LC王體的介電非等方向性所主導。圖3以示意圖方式畫出 這種情形，PCLC片是分散到具有正値的介電非等方^性 的向列LC主流體中。 對於上述實例中具有膠質主體或沒有膠質主體時，以及 具有向列LC主體或沒有向列Lc主體時，如果所使用的 PCLC或PNLC片包括⑴具較大介電非等方向性之材料， 其本質上是純材料或是料雜或混合低分子量添加劑而 得到的，以及（2)主體材料與片狀物都不含任何電荷抄制 劑，如上述實例八與〇中，則電性感應切換的機構將是基 於外加電場耦合到片狀物介電非等方向性，而非基於非 表面電荷；因此可以使用交流電場而讓電性切換或定 操作。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 如果製造出由不同色彩群組中的pCLC片懸浮物，而使 =每個色彩群組中的片狀物（實例C)都具有不同數値的介 電非等方向性時，則每個色彩群組的片狀物都可以對不 同程度的外加交流電壓及/或頻率有反應。結果，每個色 彩都可以個別的定址或結合其它色彩來產生如全彩反射 -21 - 297¾ ) 本紐尺度適财 588169
五、發明說明（19 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 式資訊顯示裝置，可蠻夹與、、疮b t 予/慮光片或給Fabry-Perot空穴用 的可調式鏡片，可以用τ η如^ 不冋私度的交流電場來定址。要 使用相同的基本PLC材料系餘 %竹糸統，得到這種具不同介電非等 方向性數値的片狀混合物，古 #、， "物，有一種方便的方法是，將基 本系統與低分子量高介雷非里、人 门1电非+万向性之添加劑摻雜或混 合在一起，如上所述。 參閱圖4-7，顯示出可以將上述任一實例中的ριχ片/主 體系統，封包在高分子”束縛劑，，溶液中，來產生依據本 發明實施例的裝置’纟中的片狀物材料或流質主體都不 具有可觀的可溶性或親合力，（比如水溶性薄膜形成高分 子，像丙烯酸乳化物，聚氧化乙烯，聚乙烯醇）。該新式 的懸浮液，在澆鑄形成薄膜並經熟化後，會形成具有微 觀填滿流質之封閉體或空洞的高分子層，其中包含有自 由懸浮的PLC片（封包片狀物/主體系統）。該薄膜可以澆 鑄到硬質或可曉曲如玻璃或Mylar的透明基板材料上，具 有如氧化銦錫（ITO)的導電塗層。也具有IT〇塗層的第二 透明基是板被堆疊到具有與該薄膜接觸之ΙΤ〇塗佈表面的 曝露薄膜表面上。如果外加電場到最後的三明治式單元 上，則片狀物會在流體空洞内自由旋轉。可以將最後的 薄膜當作不同形狀與大小之基板上的一致性塗層。因此 該裝置在實體上很強固，並能保持住PLC片的光學特性。 該一致性塗層可以是用電性方式來調整的。 圖4的裝置具有PCLC材料片以及補捉到高分子束縛劑内 球狀空穴中的流質主體。在該特定實施例中，該裝置的 -22 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (講先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _· 訂--------線_ » -1 I «I 1 ϋ ϋ I ·1 «I 1 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 588169 A7 ----- B7 五、發明說明（20 ) 功能比起圖1實施例來説是”反置模態”，因爲當該裝置是 在無電場關閉裝態時（圖4( a))，綠色選擇性反射色彩會變 淡，而外加電場（’’打開”狀態）時，如圖4( b)所示，選擇性 反射會被加強。 考慮以下製造具片狀物/主體系統之裝置的實例，其中 該系統是被封包起來的。包含片狀物/主體系統的空穴是 封包體。這些封包體可以是顯微尺寸（直徑數百微米或更 小），因此可以稱作微型封包。
實例F 實例A中所使用到的PCLC片，亦即非交鏈旋狀聚矽氧烷 液晶高分子（比如Wacker CLC535)，或Wacker Chemie公司 的光聚合聚矽氧烷CLC高分子系統，或是BASF公司生產 的X鏈丙晞醋酸CLC高分子。這種片狀物被分散到從表2 選取之主體材料中，包含有從表1選取的電荷控制劑。然 後該懸浮液被微型封包到適當的薄膜形成束缚劑材料 内’其本身包含有表面活性劑或一系列的表面活性劑， 並在具有透明導電塗層之硬質或可曉曲基板上，被澆鑄 而形成薄膜。這種裝置可以包含大約是球狀的微型封 包，並用片狀物/流質主體混合物填滿，而可以在外加直 流電場時，從較黑暗的灰色或模糊狀態切換到較明亮（綠 色）的選擇性反射狀態。這種裝置的使用包括硬質或可曉 曲媒質，給平板或彎曲表面的資訊顯示應用，（大面積看 板，氣車儀表板，智慧型顯示器，以及，，電子報紙”），控 制能量或隱私用的可切換”聰明視窗”，供裝飾應用的可 (請先閱讀·背面之注意事項再填寫本頁) 訂-h-------線！ ϋ I I ϋ ^ I ϋ l· I ϋ ϋ ϋ I I ϋ 1 I ^ ^ ϋ I · -23-
五、發明說明（21 ) :換-致性塗層，以及供軍事安全，僞裝，基板反射性 U文件*王’反假造以及目標標定與標識之應用的 可切換塗層。
1例G 利用L. Li美國專利5,691，789中之間距梯度層，產 生PCLC片。k些間距梯度片狀物是如實例f中懸浮並被微 型封包住’且在具有透明導電塗層之硬質或可曉曲基板 上被心铸开7成薄膜，產生機械上是硬質或可曉曲的寬 頻帶反射性裝置或-致性塗層，在uv，可見光，以光譜 的很寬頻帶中操作。這種塗層能藉外加直流電場而做切 換。 實例Η 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 不同選擇性反射色彩之PCLC片的混合物，是與每個彩 色群組内被塗佈上”電荷控制層”的片狀物一起使用，如 圖2所示，包含有不同濃度的電荷控制劑。如在實例c 中，每個彩色群組内的片狀物會對不同程度的外加直流 電場起反應，因此每個色彩會被個別定址出來，或是結 合其它色彩。如果該片狀物/主體懸浮液是在薄膜形成高 分子束缚劑内被微型封包起來，如實例F所述，且如果最 後的乳化物是被澆鑄在具有透明導電塗層之硬質或可曉 曲基板上時，則可以製造出機械性硬質或可曉曲的裝 置，比如全彩反射式資訊顯示裝置，供裝飾應用的可切 換一致性塗層，以及供軍事安全，僞裝，基板反射性控 制，文件安全，反假造以及目標標定與標識之應用的可 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐7 588169 A7 ----------- 五、發明說明（22 ) 切換塗層。 實例1_ -種PNLC材料或其它雙折射高分子的片_主體懸浮 液，分別被分散或微型封包在介電主體與薄膜形成高分 子束縛劑。當澆鑄到具有透明導電塗層之硬質或可曉曲 基板上時，這種裝置的功能像是傳送式電性可變動光學 抑制器裝置，可以用直流電場來做切換。
實例J 使用圖案PCLC片。可以用實例E中詳細描述的方式製造 出這種片狀物。如果這種圖案顆粒是懸浮到介電主體 内，且該懸浮液是分散到微型封包的薄膜形成高分子束 縛劑中，如實例F所提，而且該乳化物是被澆鑄在具有透 明導電塗層之硬質或可曉曲基板上時，則可以形成一種 可切換裝置，能顯示出以圓形，橢圓形，方形，矩形， 三角形以及三維形狀之形式的編碼資訊，特定色彩範圍 内或是具不同光譜特性的空間標記（上升或下降的區域， 字母’數字，孔洞或刻痕）。這種裝置具有許多的應用， 比如軍事安全，僞裝，基板反射性控制，文件安全，反 假造以及目標標定與標識。 實例F-J的任一實例中，介電主流體可以是加入少量交 鏈高分子基質的膠體，該交鏈高分子基質是類似於j. w. Doane等人在美國專利5,691，795中所提的高分子穩定液晶 (PSLC)系統。包含在每個微型封包内的每個片狀物/流質 主體系統是”被膠質化的”。膠質化可以穩定其性能。備 -25 - 本紐尺度細+ @國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (講先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _· 訂--------線！ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 588169
製出能做長時間資訊保存（亦即"記憶體”）之雙穩態切換 t裝置，會特別需要這㈣統，包括光學資訊儲存裝置 與π電子報f’。 4果微土封包内的介電王流體與電荷控制劑是用向列液 晶流體(見圖5)取代，則分散的片狀物會表現出懸浮在向 列主流體内被動"客體"顆粒的行爲。電性切換特性(比如 臨界電壓，反應時間)主要是由外加電場鶴合到低分子量 LC王體的介電非等方向性所主導。該機構是類似於向列 f曲對齊相（NCAP)與高分子分散液晶（pDLc)，如；L Fergason美國專利4,707，_以及】w〜咖等人美國專利 4,688,90G所提。使用依據本發明向列主體的機構在光學效 應上’會與結合定向向列LC主體與客體片狀物的特定光 學特性有所不同。圖5中，微型封包是包含pCL(：片，分散 到具負介電非等方向性的向,|RC主流體。該微型封包是 封包在高分子束縛劑内。 牵涉到微型封包的實例中，每個都是具有片狀物/流質 主體系統，片狀物/流質主體系統内使用到的pCLC* PNLC片可以包括（1)具有較大介電非等方向性的材料，是 本負上純質材料所具有的，或是摻雜低分子量添加劑或 混合後所得到的，以及（2)不需電荷控制劑的主體材料與 片狀物。然後電性感應切換的機構是基於將外加電場耦 合到片狀介電非等方向性上，而非表面電荷上。因此， 可以起動使用交流電場的電性切換或定址。 牵涉到微型封包的實例（圖4-7)中，不同色彩群組中 (講先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 訂·"--------線----------------------- -26- 观169
片混合物（實例H)是包括每個色彩群組中的片狀物， /、有與其b群組之片狀物不同數値大小的介電非等方向 ,。每個彩色群組的片狀物會對不同程度的外加交流電 2及/或頻率起反應。結果，使用不同強度或頻率的交流 包％，將每個色彩會被個別定址出來，或是結合其它色 彩。 參閱圖6 ’可以摻雜或混合油溶性染料到片狀物/主體混 合物中，而提供額外程度的色彩切換能力。當片狀物/主 ，混合物被封包住且仍是溶解時，該染料是溶解在流體 填滿的微型封包内。使用等方向性染料會造成固定背景 色彩，不會隨外加電場而改變。使用雙色染料會產生一 種額外可切換色彩源，而與片狀物材料所產生的無關。 圖6顯示出使用相同片狀物與主體材料的該型裝置之實 例，該片狀物與主體材料是在產生球形微型封包的微型 封包媒質内。 參閱圖7，類似於上述的片狀物/主體系統是被微型封包 到高分子束縛劑内，會在熟化製程時被切變，而產生橢 圓形而非球形的微型封包。可以參考j· L· Fergas〇n的美國 專利5,523,8 63中當作製造包含有橢圓形液晶封包之高分子 層的方法。該對稱形狀的微型封包會影響到依據微型封 包之裝置貫施例的光學切換特性。圖7中，橢圓微型封包 的短軸是小於或等於片狀物的最長邊。這會造成微型封 包内的片狀物自發性的對齊到微型封包橢圓體的主軸， 因位阻因素而產生較佳的向位方向。 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (¾先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 訂--------線丨麵---------------------- 588169 A7
圖1-7中多單元或”像素化”陣列的裝置，比如矩陣，其 中可以對每個顯示單元分別定址，是可以提供高資訊密 度色彩顯示器。因爲只需要很小程度的片狀物旋轉，便 能達到本質的光學效應，所以片狀物主體系統對於外加 電場是平行於基板的裝置幾何形狀特別有用。 本發明的另一特點是，使用在此所提PClc片的選擇性 反射特性之裝置時，是利用染料與吸收顏料的吸收機構 來產生色彩。因此本發明的裝置具有較高程度的光子流 量子（亦即光學感應損失）。該特點在應用上來説是特殊的 優點，其中這種裝置是可以接受高尖峰電源（比如脈衝雷 射或連續波（cw)雷射）或其它形式的光學輻射（比如強烈 的陽光或紫外光）。 製造方法的實例 實例1 爲了製造出圖1的裝置（實例A)，依據Faris等人美國專利 5,364,557所提的步驟來處理5_7 "爪厚的熱澆鑄層，Wacker CLC535聚環氧化矽烷Lc高分子（綠色選擇性反射），因而 產生PCLC片。最後的pClc片包括複數個廣範圍變化的片 狀物尺寸’被分割成數個尺寸群組，分散到適當溶劑（比 如甲醇）中’並經由一系列網目的篩網，而被倒入片狀泥 中’該網目是對應到所需尺寸分佈（理想上是2〇_4〇之 間）。讓過篩過大小的片狀泥風乾，直到溶劑蒸發爲止。 大約10-20 mg—種或多種由表1所選取出的電荷控制劑， 其中有一種通常是氣溶膠〇Τ，會被加到2〇 g被選取出的介 (¾先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 幻·"--------線-_--------η-------------- -28 - 588169 五、發明說明（26 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 電等方向性主流體（通常是氟切膠油）中。户斤加入電荷产 制劑的總量是在整體混合物的〇·〇Μ wt%範圍。選擇= 的，額外的將1〇-2〇mg如聚乙埽甘油的表面活性劑或是整 體混合物O.CHH-i wt%範圍的複數個表面活性劑加到主流 體中，以幫助分散該片狀物，並避免在單元側壁電極^ 發生結塊，沉澱以及靜止不動。將電荷控制劑以及表面 或性劑溶解後，5〇11^經過篩過尺寸大小的1>(：^(：：片被加到 1 g的主體/電荷控制劑/表面活性劑（約整體混合物的3 _ 6 wt% )，給試驗單元用。使用磁性攪拌器，超音波槽或搖 動裝置，將該片狀物分散到主體中，其中搖動裝置是較 佳的方法。持續攪拌直到所有片狀物都均勻分散爲止。 二個Γ’ X 1 ’’玻璃基板被用來建構該裝置，每個玻離板都 具有500A厚的氧化銦錫（IT0)導電塗層。基板之間通常爲 40 的流體間隙，是被在基板導電表面上的沉積玻璃， 塑膠珠或纖維所設定，但是對熟知該技術領域之人士， 也可以使用Mylar膠帶或任何的隔離片材料。然後小量的 PCLC片懸浮液沉積到基板上，且第二基板是安置在與第 一基板頂部上朝下的導電面一起，以形成三明治式單 元。另一方式是，可以先使用上述的隔離片材料將二個 基板組合起來，以及利用毛細管作用將片狀物懸浮液注 入空的單元間隙内。用環氧樹脂密封材料，將該單元流 體間隙的邊緣密封起來，以便讓懸浮液包含在該單元 内。應用一系列極性與該裝置相反的+/-40 V直流脈衝會 讓，片狀物的明亮綠色關閉狀態色彩損失強度。該裝置 _____ - 29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 588169 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 --~~----^---五、發明說明（27 ) 的光學反應顯示於圖8a與b中。 實例2 爲了製造出包含實例C中所提之電荷控制劑的PLC片，將 g的Wacker CLC535聚環氧化矽垸lc高分子溶解到30 g 的甲苯或二氣甲烷中。將通常是氣溶膠〇τ (3〇 mg，〇·2 wt%)電荷控制劑加到混合物中，且其各個組成都是在磁 性攪拌器上進行混合。CLC高分子/電荷控制劑的溶液會 ❿積到先前已經被熱塗佈到基板上的5-7 厚純CPC 535 層，而當作是連續的電荷控制層。所使用到的層數可以 用來控制電荷控制層中電荷控制劑的最後濃度。使用刮 刀澆鑄以及旋轉塗佈技術，將電荷控制層澆鑄到純CLC 535基本層上，但是已經發現到，後者是較佳方法，因爲 會產生高度均勻性並具有良好再現性的薄膜。 沉積出電荷控制層後，對PLC層加熱到玻璃轉移溫度以 上，並利用切變而對齊，以得到具高品質選擇性反射的 單一區域的對齊條件。後者的達成是利用（丨）將熱板上的 PLC層加熱到玻璃轉移溫度以上，（2)將一片Kapt〇n層堆 疊到PLC層上，以及（3)讓堆疊層回到熱板上。跨越ριχ層 的來回拉動Kapton層，以便產生切變運動，會在pLC層中 感應出均勻的分子級對齊效應。然後將該層在高溫爐中 退火3-4小時到玻璃轉移溫度以上i〇-2〇°C，之後，將該層 淬火到室溫下，固定在高度排列的單一區域對齊狀熊。 在Fads美國專利5,364,557所提的步驟之後，將包含有電 荷控制層的PCLC層轉換成片狀。片狀物/主體混合物的備 1 (緣先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·
-1 ϋ ϋ I I 訂--------線」 _ - 30 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 588169 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（28 ) 製，單元的組合以及其試驗，都是在實例1中的相同情开) 下進行。 ' 實例3 爲製造出圖1的裝置，（依據實例c)，5_7 厚熱澆铸不 同選擇性反射色彩的PCLC層，比如Wacker CLC 535 (綠 色），Wacker CLC-670 (紅色）以及 Wacker CLC-45〇 (藍 色），都被塗佈上不同量或不同層數的電荷控制劑，該電 荷控制劑是由表1中選出溶解到依據實例2所提的方法相對 應選擇性反射色彩的PCLC高分子溶劑溶液中。這種片狀 物是選浮在從表2選取出之介電流質主體内，並安置在試 驗單元中，進行實例1中所述之評估。達到相同結果的另 一方法是，使用表1中不同的電荷控制劑給每個片狀物色 彩群組，以加入包含在每個片狀物色彩群組之電荷控制 層内的不同大小或正負値的電荷。 實例4 具較大介電非等方向性數値的PCLC片狀物，可以從具 有很少介電非等方向性或是本質上沒有介電非等方向性 的親代PCLC材料中備製’將〇.55g正介電非等方向性之低 刀子量化合物的CB-15 (E· Merck)與2.20g的Wacker CLC53 5 I環氧化碎燒LC高分子混合在一起，溶解到g.Og 甲苯中。攪拌該混合物，而且澆鑄出改質PCLC材料層並 依據實例2中的步驟進行處理。改質PLC材料的片狀物可 以依照Fads美國專利5,364,557的步驟，由改質的親代層 而得到。備製片狀物/主體混合物單元，組合以及試驗的 (¾先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂L--------線」 _________ - 31 - 祕張尺家兩⑶囊規格⑽x挪公髮） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 588169 A7
五、發明說明（29 ) 步驟與處理，都在實例！中説明過。 實例5 爲了製造出不同色彩以及相對應不同介電非等方向性數 値的PLC片狀物，使用上述實例4中的步驟，除了將不同 添加劑量之CB-15摻雜到不同選擇性反射波長之多層的 PCLC親代高分子層中以外，以決定出改質1>(：^(：層的介電 非等方向性以及每個所需色彩的最後片狀物。改質pLC材 料的片狀物可以依照Faris美國專利5,364,557的步驟，由 改質的親代層而得到。備製片狀物/主體混合物單元，組 合以及試驗的步驟與處理，都在實例1中説明過。 實例6 圖3的裝置製造是先將實例1中所述大小的5〇ing (3-6 \¥1%)\\^1^0：1^535聚環氧化矽烷1^片狀物，懸浮到1§ 的E7向列液晶混合物（E· Merck)中。實例丄具有透明導電 塗層的基板，被塗佈上一層50〇A厚從2%酸犧溶液旋轉沉 積出來的Nylon 6/6。在120Ό下將基板烤乾15分鐘後，利 用絲絨滚輪磨光聚乙醯按塗層，產生均勻且均態的對齊 狀態。該PLC電狀物向列/LC懸浮液被加到實例1所述的單 元中’並施加包括間歇性的1 KHz正弦波或方波之驅動波 形到該裝置上，以評估該單元。 實例7 可以先將所需的PCLC片狀物或PCLC片狀物的混合物懸 浮到由表2選出的所需主流體中，該主流體具有從表1選出 之適當電荷控制劑，而備製出薄膜形成高分子束縛劑内 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (議先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

  1. 588169 第090111618號專利申請案的 中文申請專纖81替換本(9¾¾ ^六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8
    1· 一種光學裝置，其包括懸浮在流質主體中之電光敏感 性片狀物系統用以選擇性的改變外加電場而改變光學 特性’其中該片狀物是高分子液晶（p L C )或雙折射高 分子（BP)材料。 2.如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該光學特性是反 射性’透射性或偏極化，而且該片狀物與主體系統具 有數個狀態，每個狀態中，該光學特性都會改變。 3·如申請專利範圍中第2項之裝置，其中該系統中的片狀 物是可切換性的，以該數個狀態之間的電場來做切 換’而該片狀物是由約3至約20度的符號所代表，進而 才疋供一種相對角度偏離的狀態。 4·如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該片狀物是約20 至約40微米宽，長寬比約2至3，以及厚度約5至7微 米。 5·如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該主流體是從包 括等方向性材料與向列液晶流體的群組中選取出來 的。 6·如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該片狀物是從包 括高分子向列液晶（P N L C )，高分子膽固醇液晶 (PCLC)，ΒΡ以及間距梯度PCLC的群組中選取出來的。 7·如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該片狀物具有介 電非等方向性，而且能利用交流電場改變其光學特 性。 8.如申請專利範圍中第7項之裝置，其中該介電非等方向 本紙張尺度適用中國a家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)
    裝 訂 ? D8 申請專利範圍 性是在利用介電非等方向性感應材料製造期間，藉摻 雜該片狀物的材料而得到的。 9·如申請專利範圍中第7項之裝置，其中該片狀物的不同 群組具有不同數值大小的介電非等方向性，以提供不 同色彩的選擇性反射或透射，對應到該交流電場中不 同數值大小的振幅或頻率。 瓜如申請專利範圍中第i項之裝置，其中該系統包括電荷 控制劑。 11·如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該片狀物包括在 表面上具有電荷控制層的片狀物，提供該電荷控制 層。 12. 如申請專利範圍中第1 〇項之裝置，其中該片狀物的不 同群組具有電荷控制層，該電荷控制層具有不同濃度， 以便能藉不同數值大小的電場，選擇性的進行定址。 13. 如申請專利範圍中第i 2項之裝置，其中該不同群組具 有數個偏極化給不同色彩用。 14·如申請專利範圍中第i項之裝置，其中該主體包括表面 活性劑。 b·如申請專利範圍中第丨4項之裝置，其中該主體包括電 荷控制劑。 16·如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該主體包括染 17.如申請專利範圍中第”頁之裝置，其中複數個該片狀物/ 主體系統是嵌入到高分子束縛劑中，並在該束縛劑内 -2 - 本紙張尺度適用巾8 8家標準(CNS) A4規格(21GX297公釐)一— -- 588169 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 構成複數個封包。 18·如申請專利範圍中第1項之裝置’其中該封包是具有顯 微大小的尺寸。 19·如申請專利範圍中第17項之裝置’其中該束縛劑是可 曉曲高分子。 20·如申請專利範圍中第17項之装置’其中該主體是由等 方向性介電主流體與向列流體中選取出來。 21·如申請專利範圍中第17項之裝置，其中該片狀物是從 包括PNLC，PCLC，BP以及間距梯度PCLC的群組中選 取出來的，且具有小於該封包之縱向尺寸的片狀物尺 寸。 22·如申請專利範圍中第21項之裝置，其中該封包一般是 球形。 23·如申請專利範圍中第21項之裝置，其中該封包一般是 橢圓形。 24.如申請專利範圍中第21項之裝置，其中該片狀物包括 介電非等方向性感應劑或雜質。 25·如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該片狀物是不溶 於主流體的。 26.如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該片狀物與主體 一般是具有相同的密度。 27·如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該主流體的電阻 係數等於或大於1 〇9 〇hm-crn。 28·如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該主體的黏滞性 -3 - 本紙張尺度適用中a國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
    裝 訂 € 项169 AB c D 圍範 利 專請 中 只足夠保持住該片狀物在懸浮液中。 29·如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該片狀物與主流 體的折射率大約向同。 30·如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該片狀物主體系 統是包含在塗佈上透明導電塗層的單元基板之間，而 外加在透明導電塗層上的電壓會產生該電場。 31·如申請專利範圍中第3〇項之裝置，其中該片狀物是以 格蘭牛仔褲（Grandjean)向位排列的高分子液晶片。 32·如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該主流體是膠 sub 體。 31如申請專利範圍中第1項之裝置，其中該片狀物是以選 取的幾何形狀，或在至少一表面上的標記，而被定義 出圖案β 34. 如申請專利範圍中第2項之裝置，其中該狀態是雙穩 態。 35. 如申請專利範圍中第34項之裝置，其中該主體材料的 黏滞性會致能所提供的雙穩態。 36. 如申請專利範圍中第35項之裝置，其中該主體材料是 膠體。 -4 - 本紙張尺度適用中國國家搮準(CNS) Α4規格(210X297公釐)
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