TWI765236B - 調光裝置 - Google Patents

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呂健瑋
錢佩欣
洪煥毅
曾美榕
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財團法人工業技術研究院
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Abstract

本揭露提供一種調光裝置，包括：第一導電層；第二導電層，與該第一導電層對向設置；框膠層，設置於該第一導電層與該第二導電層之間，且該第一導電層、該第二導電層與該框膠層形成封閉空間；以及調光層，設置於該封閉空間內，其中該調光層包括複數個配向結構與高分子穩定型液晶，該等配向結構設置於該第一導電層或該第二導電層上，且該高分子穩定型液晶分布於該等配向結構之間，其中該等配向結構的高度小於該框膠層的高度且大於或等於該框膠層的高度的5%。

Description

調光裝置
本揭露係有關於一種調光裝置，特別是有關於一種包含高分子穩定型液晶(PSLC)的調光裝置。
在液晶/高分子分散物組成中，當液晶含量較少時，稱為高分子分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC)，液晶是以微包狀均勻地分散在連續相的高分子主體中；而當液晶含量較多時，液晶為連續相，網狀高分子鏈被分散在液晶當中，則 稱為高分子穩定液晶(Polymer-Stabilized Liquid Crystal，PSLC)。
對於 PDLC 結構，當無外加電壓時，液晶的有效折射率與高分子的折射率不匹配，入射光線被嚴重散射，薄膜因而形成散射態(不透明態，Off State)；一旦施加電壓時，液晶會垂直基材表面排列，因液晶的折射率與高分子的折射率相同，垂直入射的光線無介面干擾而通過，薄膜因而形成透明態(On State)。對於PSLC結構，在外加電壓下，液晶分子會與導電層平行而呈現不透明；在無施加電壓下，液晶分子則垂直於導電層而呈現透明。
對於PDLC膜來說，施加外部電壓時才是透明狀態。也就是說，若欲維持其透明態需要持續地提供電壓。在實際應用中，許多場合在多數時間是需要處於光透過的狀態，僅在少數時間才是處於光遮狀態。因此在多數場合上使用PDLC膜，必然造成 能源的消耗。
本揭露提供一種調光裝置，包括：一第一導電層；一第二導電層，與該第一導電層對向設置；一框膠層，設置於該第一導電層與該第二導電層之間，且該第一導電層、該第二導電層與該框膠層形成一封閉空間；以及一調光層，設置於該封閉空間內，其中該調光層包括複數個配向結構與高分子穩定型液晶(PSLC)，該等配向結構設置於該第一導電層或該第二導電層上，且該高分子穩定型液晶分布於該等配向結構之間，其中該等配向結構的高度小於該框膠層的高度且大於或等於該框膠層的高度的5%。
請參閱第1圖，根據本揭露的一實施例，提供一種調光裝置10。第1圖為調光裝置10的剖面示意圖。
如第1圖所示，調光裝置10包括第一基板12、第一導電層14、框膠層16、調光層18、第二導電層20、以及第二基板22。第一導電層14設置於第一基板12上。第二導電層20設置於第二基板22上。第二導電層20與第一導電層14對向設置。框膠層16設置於第一導電層14與第二導電層20之間，且第一導電層14、第二導電層20與框膠層16形成封閉空間24。調光層18設置於封閉空間24內。調光層18包括複數個配向結構26與高分子穩定型液晶(PSLC) 28。配向結構26設置於第一導電層14上，且高分子穩定型液晶28分布於配向結構26之間。值得注意的是，配向結構26的高度h小於框膠層16的高度H且大於或等於框膠層16的高度H的5%。
在部分實施例中，第一基板12與第二基板22可包括例如玻璃或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。
在部分實施例中，第一導電層14與第二導電層20可包括例如銦錫氧化物(ITO)。
在部分實施例中，框膠層16的高度H大約介於5μm至100μm。在部分實施例中，配向結構26的材料可包括例如環氧樹脂、壓克力樹脂、或其組合。在部分實施例中，配向結構26的材料可包括例如雙酚A系環氧樹脂、氫化雙酚A系環氧樹脂、雙酚F系環氧樹脂、氫化雙酚F系環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂、脂環族環氧樹脂、或其組合。在部分實施例中，配向結構26的材料可包括例如聚氨酯丙烯酸酯(polyurethane acrylate)、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)、聚丙烯酸(polyacrylic acid)、環氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)、或其組合。在部分實施例中，配向結構26可包括例如圓柱體、長方體、扁球體、正方形柱體、菱形體、或不規則體。在部分實施例中，當配向結構26為圓柱體或扁球體時，其直徑大約介於50μm至800μm。在部分實施例中，當配向結構26為長方體或正方形柱體時，其邊長大約介於200μm至500μm。在部分實施例中，當配向結構26為菱形體或不規則體時，其對角線長大約介於0.8mm至5mm。在部分實施例中，配向結構26的高度h大約介於5μm至100μm。在部分實施例中，配向結構26的間距S大約介於500μm至15mm。在部分實施例中，相對於調光裝置10的總面積，配向結構26的底面積的總合大約介於3%至65%，例如，於1mm2的單位面積中，配向結構26的底面積的總合大約介於0.03 mm2至0.65 mm2。
在部分實施例中，高分子穩定型液晶28中的高分子28a的含量大約介於2.5wt%至4.5wt%。在部分實施例中，高分子穩定型液晶28中的液晶分子28b的含量大約介於95wt%至97wt%。
在本實施例中，尚未施加外部電壓，此時，高分子穩定型液晶28中的液晶分子28b的排列方向大致與配向結構26設置的方向平行，如第1圖所示，使得調光層18呈現透明態。
在部分實施例中，當施加外部電壓30時，高分子穩定型液晶28中的液晶分子28b的排列方向即會轉變為大致與配向結構26設置的方向垂直，如第2圖所示，此時，由於形成光遮狀態，調光層18呈現霧態。
本揭露利用設置在導電層上且與高分子穩定型液晶(PSLC)接觸的配向結構，促使裝置中的調光層在無外加電壓下呈現透明態；而當外加電壓時呈現霧態，實現從透明態到霧態的切換，達到調光目的。本揭露結構設計簡單，易於實現產品化，且對於多數時間需要透明的光電元件 來說是更加節能與方便的。
實施例1
調光裝置的製備 (1)
首先，將網點膠組成物(包括60重量份的Bisphenol A type Epoxy Resin (Chang Chun Group，代號BE501)、36重量份的Bisphenol F type Epoxy Resin (DIC，代號830S)、4重量份的陽離子光起始劑(包括Diphenyl(4-phenylthio)phenylsulfonium hexafloroatimonate、(Thiodi-4,1-phenylene)bis(diphenylsulfonium) dihexafluoroatimonate)(代號1176))利用網印方式於10cmX10cm ITO/玻璃基板上網印出直徑大約200μm、高度大約8~10μm、間距大約700~800μm的扁球體矩陣網點。之後，預曝UV (能量500mJ/cm2 )。接著，用同樣的網點膠組成物，以刮刀塗佈於另ㄧ片ITO/玻璃基板上，形成外圍的框膠層25μm高，僅留下後續充填液晶的毛細孔。之後，與上述已有網點的ITO/玻璃基板貼合，以英式夾固定。於照射UV (能量6J/cm2 )後，即完成液晶盒的製作。
接著，將事先已配製完成的高分子穩定型液晶混合物(包括95重量份的負向列液晶(ne=1.6567，Δn=0.1647 at λ=589nm；Δε=−5.7 at f=1kHz)(Merck，代號ZLI-4788)、4.5重量份的Lauryl Methacrylate (TCI，代號LMA)、0.5重量份的自由基光起始劑(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號184)，利用毛細現象充填入液晶盒，再以上述的網點膠組成物封口。於照射UV (能量1J/cm2 )後，置入80℃烘箱進行30分鐘的後固化程序(post-cure)，以完成本實施例調光裝置的製作。之後，分別在未施加外部電壓(0V)以及施加外部電壓(20V)的情況下，以霧度計(Nippon Denshoku，NDH-7000)量測調光裝置中調光層的霧度變化。相關製備條件及量測結果載於下表1。
實施例2
調光層的製備 (2)
首先，將網點膠組成物(包括40重量份的Urethane Acrylate Oligomer (Viscosity 25,000cps @25℃)(Satormer，代號CN997)、45重量份的Acrylic Oligomer (Viscosity 20,000~32,000cps @25℃)(代號DOUBLEMER 3710)、10重量份的Polyester Acrylate Oligomer (Viscosity 52,000cps @25℃)(代號CN2200)、5重量份的自由基光起始劑(Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號819))利用網印方式於10cmX10cm ITO/玻璃基板上網印出邊長大約500μm、高度大約30~35μm、間距大約700~800μm的正方形柱體矩陣網點。之後，預曝UV (能量500mJ/cm2 )。接著，用同樣的網點膠組成物，以刮刀塗佈於另ㄧ片ITO/玻璃基板上，形成外圍的框膠層100μm高，僅留下後續充填液晶的毛細孔。之後，與上述已有網點的ITO/玻璃基板貼合，以英式夾固定。於照射UV (能量6J/cm2 )後，即完成液晶盒的製作。
接著，將事先已配製完成的高分子穩定型液晶混合物(包括95重量份的負向列液晶(ne=1.6567，Δn=0.1647 at λ=589nm；Δε=−5.7 at f=1kHz)(Merck，代號ZLI-4788)、4.5重量份的Lauryl Methacrylate (TCI，代號LMA)、0.5重量份的自由基光起始劑(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號184)，利用毛細現象充填入液晶盒，再以上述的網點膠組成物封口。於照射UV (能量1J/cm2 )後，置入80℃烘箱進行30分鐘的後固化程序(post-cure)，以完成本實施例調光裝置的製作。之後，分別在未施加外部電壓(0V)以及施加外部電壓(20V)的情況下，以霧度計(Nippon Denshoku，NDH-7000)量測調光裝置中調光層的霧度變化。相關製備條件及量測結果載於下表1。
實施例3
調光層的製備 (3)
首先，將網點膠組成物(包括35量份的Urethane Acrylate Oligomer (Viscosity 25,000cps @25℃)(Satormer，代號CN997)、40重量份的Acrylic Oligomer (Viscosity 20,000~32,000cps @25℃)(代號DOUBLEMER 3710)、20重量份的Polyester Acrylate Oligomer (Viscosity 52,000cps @25℃)(代號CN2200)、5重量份的自由基光起始劑(Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號819))利用網印方式於10cmX10cm ITO/玻璃基板上網印出直徑大約800μm、高度大約30~35μm、間距大約700~800μm的扁球體矩陣網點。之後，預曝UV (能量500mJ/cm2 )。接著，用同樣的網點膠組成物，以刮刀塗佈於另ㄧ片ITO/玻璃基板上，形成外圍的框膠層50μm高，僅留下後續充填液晶的毛細孔。之後，與上述已有網點的ITO/玻璃基板貼合，以英式夾固定。於照射UV (能量6J/cm2 )後，即完成液晶盒的製作。
接著，將事先已配製完成的高分子穩定型液晶混合物(包括95重量份的負向列液晶(ne=1.6567，Δn=0.1647 at λ=589nm；Δε=−5.7 at f=1kHz)(Merck，代號ZLI-4788)、4.5重量份的Ethoxylated bisphenol A dimethacrylate (Satormer，代號SR601)、0.5重量份的自由基光起始劑(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號184)，利用毛細現象充填入液晶盒，再以上述的網點膠組成物封口。於照射UV (能量1J/cm2 )後，置入80℃烘箱進行30分鐘的後固化程序(post-cure)，以完成本實施例調光裝置的製作。之後，分別在未施加外部電壓(0V)以及施加外部電壓(20V)的情況下，以霧度計(Nippon Denshoku，NDH-7000)量測調光裝置中調光層的霧度變化。相關製備條件及量測結果載於下表1。
實施例4
調光層的製備 (4)
首先，將網點膠組成物(包括55重量份的Bisphenol A type Epoxy Resin (Chang Chun Group，代號BE501)、41重量份的Accelerated Epoxidized Hydrogenated Bisphenol A (CVC Thermoset Specialties，代號EPA5001)、4重量份的陽離子光起始劑(包括Diphenyl(4-phenylthio)phenylsulfonium hexafloroatimonate、(Thiodi-4,1-phenylene)bis(diphenylsulfonium) dihexafluoroatimonate)(代號1176))利用網印方式於10cmX10cm ITO/PET基板上網印出短邊寬大約200~500μm、高度大約70~80μm、間距大約1.6~2.0mm的長方體矩陣網點。之後，預曝UV (能量500mJ/cm2 )。接著，用同樣的網點膠組成物，以刮刀塗佈於另ㄧ片ITO/PET基板上，形成外圍的框膠層100μm高，僅留下後續充填液晶的毛細孔。之後，與上述已有網點的ITO/PET基板貼合，以英式夾固定。於照射UV (能量6J/cm2 )後，即完成液晶盒的製作。
接著，將事先已配製完成的高分子穩定型液晶混合物(包括95重量份的負向列液晶(ne=1.6567，Δn=0.1647 at λ=589nm；Δε=−5.7 at f=1kHz)(Merck，代號ZLI-4788)、4.5重量份的Ethoxylated bisphenol A dimethacrylate (Satormer，代號SR601)、0.5重量份的自由基光起始劑(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號184)，利用毛細現象充填入液晶盒，再以上述的網點膠組成物封口。於照射UV (能量1J/cm2 )後，置入80℃烘箱進行30分鐘的後固化程序(post-cure)，以完成本實施例調光裝置的製作。之後，分別在未施加外部電壓(0V)以及施加外部電壓(20V)的情況下，以霧度計(Nippon Denshoku，NDH-7000)量測調光裝置中調光層的霧度變化。相關製備條件及量測結果載於下表1。
實施例5
調光層的製備 (5)
首先，將網點膠組成物(包括60重量份的Bisphenol A type Epoxy Resin (Chang Chun Group，代號BE501)、36重量份的Bisphenol F type Epoxy Resin (DIC，代號830S)、4重量份的陽離子光起始劑(包括Diphenyl(4-phenylthio)phenylsulfonium hexafloroatimonate、(Thiodi-4,1-phenylene)bis(diphenylsulfonium) dihexafluoroatimonate)(代號1176))利用金屬攪拌棒於5cmX5cm ITO/玻璃基板上隨意點出對角線長大約0.8~5mm、高度大約70~80μm、間距大約10~15mm的不規則體矩陣網點。之後，預曝UV (能量500mJ/cm2 )。接著，用同樣的網點膠組成物，以刮刀塗佈於另ㄧ片ITO/玻璃基板上，形成外圍的框膠層100μm高，僅留下後續充填液晶的毛細孔。之後，與上述已有網點的ITO/玻璃基板貼合，以英式夾固定。於照射UV (能量6J/cm2 )後，即完成液晶盒的製作。
接著，將事先已配製完成的高分子穩定型液晶混合物(包括95重量份的負向列液晶(ne=1.6567，Δn=0.1647 at λ=589nm；Δε=−5.7 at f=1kHz)(Merck，代號ZLI-4788)、4.5重量份的Ethoxylated bisphenol A dimethacrylate (Satormer，代號SR601)、0.5重量份的自由基光起始劑(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號184)，利用毛細現象充填入液晶盒，再以上述的網點膠組成物封口。於照射UV (能量1J/cm2 )後，置入80℃烘箱進行30分鐘的後固化程序(post-cure)，以完成本實施例調光裝置的製作。之後，分別在未施加外部電壓(0V)以及施加外部電壓(20V)的情況下，以霧度計(Nippon Denshoku，NDH-7000)量測調光裝置中調光層的霧度變化。相關製備條件及量測結果載於下表1。
實施例6
調光層的製備 (6)
首先，將網點膠組成物(包括50重量份的Bisphenol A type Epoxy Resin (Chang Chun Group，代號BE501)、20重量份的Bisphenol F type Epoxy Resin (DIC，代號830S)、3重量份的陽離子光起始劑(包括Diphenyl(4-phenylthio)phenylsulfonium hexafloroatimonate、(Thiodi-4,1-phenylene)bis(diphenylsulfonium) dihexafluoroatimonate)(代號1176)、10重量份的Urethane Acrylate Oligomer (Viscosity 25,000cps @25℃)(Satormer，代號CN997)、15重量份的Acrylic Oligomer (Viscosity 20,000~32,000cps @25℃)(代號DOUBLEMER 3710)、2重量份的自由基光起始劑(Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號819))利用網印方式於10cmX10cm ITO/PET基板上網印出直徑大約800μm、高度大約30~35μm、間距大約700~800μm的扁球體矩陣網點。之後，預曝UV (能量500mJ/cm2 )。接著，用同樣的網點膠組成物75μm高，以刮刀塗佈於另ㄧ片ITO/PET基板上，形成外圍的框膠層，僅留下後續充填液晶的毛細孔。之後，與上述已有網點的ITO/PET基板貼合，以英式夾固定。於照射UV (能量6J/cm2 )後，即完成液晶盒的製作。
接著，將事先已配製完成的高分子穩定型液晶混合物(包括95重量份的負向列液晶(ne=1.6567，Δn=0.1647 at λ=589nm；Δε=−5.7 at f=1kHz)(Merck，代號ZLI-4788)、4.5重量份的Lauryl Methacrylate (TCI，代號LMA)、0.5重量份的自由基光起始劑(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號184)，利用毛細現象充填入液晶盒，再以上述的網點膠組成物封口。於照射UV (能量1J/cm2 )後，置入80℃烘箱進行30分鐘的後固化程序(post-cure)，以完成本實施例調光裝置的製作。之後，分別在未施加外部電壓(0V)以及施加外部電壓(20V)的情況下，以霧度計(Nippon Denshoku，NDH-7000)量測調光裝置中調光層的霧度變化。相關製備條件及量測結果載於下表2。
實施例7
調光層的製備 (7)
首先，製備Oligomer (I)。在四口反應瓶中加入142.83克的溶劑propylene glycol monomethyl ether acetate、188.5g的liquid Bisphenol A Epoxy resin (長春公司，BE 188L)及75.66克的丙烯酸(Acrylate Acid)。之後，置於110℃的油浴中，再加入1.00g的N,N-dimethylaminopyridine反應10小時。之後，加入152.14g的 tetrahydrophthalic anhydride持續反應8小時，即可獲得帶有壓克力官能基的Oligomer (I)。
之後，將網點膠組成物(包括5量份的Urethane Acrylate Oligomer (Viscosity 25,000cps @25℃)(Satormer，代號CN997)、20重量份的Acrylic Oligomer (Viscosity 20,000~32,000cps @25℃)(代號DOUBLEMER 3710)、10重量份的Polyester Acrylate Oligomer (Viscosity 52,000cps @25℃)(代號CN2200)、60重量份的Oligomer (I)、5重量份的自由基光起始劑(Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號819))利用線棒塗佈於10cmX10cm ITO/玻璃基板上。之後，置入80℃烘箱30分鐘以去除溶劑。接著，以PET光罩(100μm開口)照射UV (能量500mJ/cm2 )。曝光後，以1%的Na2CO3 (aq)在28~30℃環境下進行顯影，以製作出直徑大約100μm、高度大約20~25μm、間距大約700~800μm的扁球體矩陣網點。接著，用實施例1的網點膠組成物，以刮刀塗佈於另ㄧ片ITO/玻璃基板上，形成外圍的框膠層25μm高，僅留下後續充填液晶的毛細孔。之後，與上述以曝光顯影製作網點的ITO/玻璃基板貼合，以英式夾固定。於照射UV (能量6J/cm2 )後，即完成液晶盒的製作。
接著，將事先已配製完成的高分子穩定型液晶混合物(包括95重量份的負向列液晶(ne=1.6567，Δn=0.1647 at λ=589nm；Δε=−5.7 at f=1kHz)(Merck，代號ZLI-4788)、4.5重量份的Ethoxylated bisphenol A dimethacrylate (Satormer，代號SR601)、0.5重量份的自由基光起始劑(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號184)，利用毛細現象充填入液晶盒，再以上述的網點膠組成物封口。於照射UV (能量1J/cm2 )後，置入80℃烘箱進行30分鐘的後固化程序(post-cure)，以完成本實施例調光裝置的製作。之後，分別在未施加外部電壓(0V)以及施加外部電壓(20V)的情況下，以霧度計(Nippon Denshoku，NDH-7000)量測調光裝置中調光層的霧度變化。相關製備條件及量測結果載於下表2。
實施例8
調光層的製備 (8)
首先，製備溶劑型網點膠組成物。在四口反應瓶中加入142.83克的溶劑propylene glycol monomethyl ether acetate、20重量份的Bisphenol A type Epoxy Resin (Chang Chun Group，代號BE501)、50重量份的Bisphenol F type Epoxy Resin (DIC，代號830S)及25重量份的Bisphenol A/F (50/50) type Epoxy Resin (Mitsumishi Chemical，代號4250)，並置於130℃的油浴中，持續攪拌至樹脂粉末完全溶解。再加入5重量份的陽離子光起始劑(包括Diphenyl(4-phenylthio)phenylsulfonium hexafloroatimonate、(Thiodi-4,1-phenylene)bis(diphenylsulfonium) dihexafluoroatimonate)(代號1176)，即完成溶劑型網點膠組成物的製作。
接著，將上述溶劑型網點膠組成物利用線棒塗佈於10cmX10cm ITO/玻璃基板上。之後，置入80℃烘箱30分鐘以去除溶劑。接著，以PET光罩(100μm開口)照射UV (能量6J/cm2 )，並在120℃烘箱軟烤30分鐘。曝光後，以γ-Butyrolactone在30~40℃環境下進行顯影，以製作出直徑大約100μm、高度大約20~25μm、間距大約700~800μm的扁球體矩陣網點。接著，用實施例1的網點膠組成物，以刮刀塗佈於另ㄧ片ITO/玻璃基板上，形成外圍的框膠層25μm高，僅留下後續充填液晶的毛細孔。之後，與上述以曝光顯影製作網點的ITO/玻璃基板貼合，以英式夾固定。於照射UV (能量6J/cm2 )後，即完成液晶盒的製作。
接著，將事先已配製完成的高分子穩定型液晶混合物(包括95重量份的負向列液晶(ne=1.6567，Δn=0.1647 at λ=589nm；Δε=−5.7 at f=1kHz)(Merck，代號ZLI-4788)、4.5重量份的Lauryl Methacrylate (TCI，代號LMA)、0.5重量份的自由基光起始劑(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號184)，利用毛細現象充填入液晶盒，再以上述的網點膠組成物封口。於照射UV (能量1J/cm2 )後，置入80℃烘箱進行30分鐘的後固化程序(post-cure)，以完成本實施例調光裝置的製作。之後，分別在未施加外部電壓(0V)以及施加外部電壓(20V)的情況下，以霧度計(Nippon Denshoku，NDH-7000)量測調光裝置中調光層的霧度變化。相關製備條件及量測結果載於下表2。
比較例1
調光層的製備
首先，將實施例1的網點膠組成物以刮刀塗佈於10cmX10cm ITO/玻璃基板上，形成外圍的框膠層25μm高，僅留下後續充填液晶的毛細孔。之後，與未進行網印網點的另一片ITO/玻璃基板貼合，以英式夾固定。於照射UV (能量6J/cm2 )後，即完成液晶盒的製作。
接著，將事先已配製完成的高分子穩定型液晶混合物(包括95重量份的負向列液晶(ne=1.6567，Δn=0.1647 at λ=589nm；Δε=−5.7 at f=1kHz)(Merck，代號ZLI-4788)、4.5重量份的Ethoxylated bisphenol A dimethacrylate (Satormer，代號SR601)、0.5重量份的自由基光起始劑(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號184)，利用毛細現象充填入液晶盒，再以上述的網點膠組成物封口。於照射UV (能量1J/cm2 )後，置入80℃烘箱進行30分鐘的後固化程序(post-cure)，以完成本實施例調光裝置的製作。之後，分別在未施加外部電壓(0V)以及施加外部電壓(20V)的情況下，以霧度計(Nippon Denshoku，NDH-7000)量測調光裝置中調光層的霧度變化。相關製備條件及量測結果載於下表2。
比較例2
調光層的製備
首先，將實施例2的網點膠組成物以刮刀塗佈於10cmX10cm ITO/玻璃基板上，形成外圍的框膠層100μm高，僅留下後續充填液晶的毛細孔。之後，與未進行網印網點的另一片ITO/玻璃基板貼合，以英式夾固定。於照射UV (能量6J/cm2 )後，即完成液晶盒的製作。
接著，將事先已配製完成的高分子穩定型液晶混合物(包括95重量份的負向列液晶(ne=1.6567，Δn=0.1647 at λ=589nm；Δε=−5.7 at f=1kHz)(Merck，代號ZLI-4788)、4.5重量份的Lauryl Methacrylate (TCI，代號LMA)、0.5重量份的自由基光起始劑(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)(DOUBLE BOND CHEMICAL，代號184)，利用毛細現象充填入液晶盒，再以上述的網點膠組成物封口。於照射UV (能量1J/cm2 )後，置入80℃烘箱進行30分鐘的後固化程序(post-cure)，以完成本實施例調光裝置的製作。之後，分別在未施加外部電壓(0V)以及施加外部電壓(20V)的情況下，以霧度計(Nippon Denshoku，NDH-7000)量測調光裝置中調光層的霧度變化。相關製備條件及量測結果載於下表2。 表1
成分 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5
負型液晶混合物 ZLI-4788 95 95 95 95 95
LMA 4.5 4.5      
SR601     4.5 4.5 4.5
184 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
 
網點膠組成物 BE501 60     55 60
830S 36       36
EPA5001       41  
4250          
1176 4     4 4
 
CN997   40 35    
DOUBLEMER 3710   45 40    
CN2200   10 20    
Oligomer (I)          
819   5 5    
 
網點 形狀 尺寸
扁球體 (直徑) ~100μm          
~200μm ○        
~800μm     ○    
正方形柱體 (邊長) ~500μm   ○      
長方體 (短邊寬) 200~500 μm       ○  
不規則體 (對角線長) 0.8~5mm         ○
 
網點 高度 8~10μm ○        
20~25μm          
30~35μm   ○ ○    
70~80μm       ○ ○
 
網點 間距 700~800μm ○ ○ ○    
1.6~2.0mm       ○  
10~15mm         ○
 
霧度(0V) 2.0 2.5 2.1 5.7 3.3
霧度(20V) 68.8 71.4 70.3 60.8 66.9
表2
成分 實施例6 實施例7 實施例8 比較例1 比較例2
負型液晶混合物 ZLI-4788 95 95 95 95 95
LMA 4.5   4.5   4.5
SR601   4.5   4.5  
184 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
 
網點膠組成物 BE501 50   20    
830S 20   50    
EPA5001          
4250     25    
1176 3   5    
 
CN997 10 5      
DOUBLEMER 3710 15 20      
CN2200   10      
Oligomer (I)   60      
819 2 5      
 
網點 形狀 尺寸
扁球體(直徑) ~100μm   ○ ○    
~200μm          
~800μm ○        
正方形柱體 (邊長) ~500μm          
長方體 (短邊寬) 200~500 μm          
不規則體 (對角線長) 0.8~5mm          
 
網點 高度 8~10μm          
20~25μm   ○ ○    
30~35μm ○        
70~80μm          
 
網點 間距 700~800μm ○ ○ ○    
1.6~2.0mm          
10~15mm          
 
霧度(0V) 3.96 1.99 2.0 1.90 1.95
霧度(20V) 65.3 70.3 70.8 1.90 1.95
從表1~2的實施例與比較例的結果可知，液晶盒中於導電層上設置有配向結構(網點)者，皆可順利於電壓為0V時呈現為透明態；而在電壓為20V時呈現霧態；然而，液晶盒中於導電層上未設置有配向結構(網點)者，不管電壓是0V或20V，液晶盒皆呈現透明態(即無調光效果)。本揭露將配向結構(網點)設置於第一導電層與第二導電層之間，且將負型液晶組成物充填於第一導電層、第二導電層與配向結構(網點)之間，以製作高分子穩定型液晶(PSLC)的調光裝置。
上述實施例之特徵有利於本技術領域中具有通常知識者理解本發明。本技術領域中具有通常知識者應理解可採用本發明作基礎，設計並變化其他製程與結構以完成上述實施例之相同目的及/或相同優點。本技術領域中具有通常知識者亦應理解，這些等效置換並未脫離本發明精神與範疇，並可在未脫離本發明之精神與範疇的前提下進行改變、替換、或更動。
10:調光裝置 12:第一基板 14:第一導電層 16:框膠層 18:調光層 20:第二導電層 22:第二基板 24:封閉空間 26:配向結構 28:高分子穩定型液晶 28a:高分子 28b:液晶分子 H:框膠層的高度 S:配向結構的間距
第1圖係根據本揭露的一實施例，一種調光裝置的剖面示意圖，包括當未施加外部電壓時，高分子穩定型液晶(PSLC)的排列態樣；以及 第2圖係根據本揭露的一實施例，一種調光裝置的剖面示意圖，包括當施加外部電壓時，高分子穩定型液晶(PSLC)的排列態樣。
10:調光裝置
12:第一基板
14:第一導電層
16:框膠層
18:調光層
20:第二導電層
22:第二基板
24:封閉空間
26:配向結構
28:高分子穩定型液晶
28a:高分子
28b:液晶分子
H:框膠層的高度
S:配向結構的間距

Claims (12)

  1. 一種調光裝置，包括：一第一導電層；一第二導電層，與該第一導電層對向設置；一框膠層，設置於該第一導電層與該第二導電層之間，且該第一導電層、該第二導電層與該框膠層形成一封閉空間；以及一調光層，設置於該封閉空間內，其中該調光層包括複數個配向結構與高分子穩定型液晶(PSLC)，該等配向結構為不連續結構且設置於該第一導電層或該第二導電層上，且該高分子穩定型液晶分布於該等配向結構之間，並直接接觸該第一導電層與該第二導電層，其中該等配向結構的高度小於該框膠層的高度且大於或等於該框膠層的高度的5%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的調光裝置，其中該第一導電層與該第二導電層包括銦錫氧化物(ITO)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的調光裝置，其中該框膠層的高度介於5μm至100μm。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的調光裝置，其中該等配向結構的材料包括環氧樹脂、壓克力樹脂、或其組合。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的調光裝置，其中該等配向結構的材料包括雙酚A系環氧樹脂、氫化雙酚A系環氧樹脂、雙酚F系環氧樹脂、氫化雙酚F系環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂、脂環族環氧樹脂、或其組合。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的調光裝置，其中該等配向結構的材料包括聚氨酯丙烯酸酯(polyurethane acrylate)、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)、聚丙烯酸(polyacrylic acid)、環氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)、或其組合。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的調光裝置，其中該等配向結構包括圓柱體、長方體、扁球體、正方形柱體、菱形體、或不規則體。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的調光裝置，其中當該等配向結構為圓柱體或扁球體時，其直徑介於50μm至800μm。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的調光裝置，其中當該等配向結構為長方體或正方形柱體時，其邊長介於200μm至500μm。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的調光裝置，其中當該等配向結構為菱形體或不規則體時，其對角線長介於0.8mm至5mm。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的調光裝置，其中該等配向結構的間距介於500μm至15mm。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的調光裝置，其中相對於該調光裝置的總面積，該等配向結構的底面積的總合介於3%至65%。
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