專利名稱：具有散射式及穿透式操作模式的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有全散射式及半穿透式及全穿透式操作模式的電光結(jié)構(gòu)，其可電性切換以在各種應(yīng)用中用于動(dòng)態(tài)控制電磁幅射流(譬如電光窗玻璃結(jié)構(gòu))，及用于以大型及均勻方式產(chǎn)生所述電光結(jié)構(gòu)的改良的方法及裝置而無(wú)缺陷、或需有模糊的應(yīng)用(譬如可切換式隱密窗戶窗玻璃)。
背景技術(shù)：
眾所周知在家庭、商用大樓及車輛之類中采用窗戶，所述結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)中提供窗戶的理由與進(jìn)行的功能直接相關(guān)，譬如，窗戶結(jié)構(gòu)可提供通風(fēng)、照明、空間感、及親近戶外的方式，窗玻璃制造(如玻璃材料)的窗戶亦可使電磁幅射選擇性傳輸于家庭、商用大樓及車輛的戶外與內(nèi)部空間之間，公知窗玻璃形式雖有許多有效功能，此形式仍有問(wèn)題。
可通過(guò)認(rèn)識(shí)窗戶所普遍接觸的電磁幅射的性質(zhì)及成份，而易于了解窗中采用公知窗玻璃造成的問(wèn)題。
在晴天海平面上，電磁幅射包括3％的紫外線(亦即UV頻帶中的電磁幅射)、44％的可見(jiàn)光(亦即可見(jiàn)光頻帶中的電磁幅射)、及53％的紅外線(亦即IR頻帶中的電磁幅射)。根據(jù)物理原理，50％的所產(chǎn)生電磁幅射是為左手圓形偏振(LHCP)，而其他的50％為右手圓形偏振(RHCP)，撞擊在窗表面的總電磁幅射為來(lái)自太陽(yáng)的直接幅射與來(lái)自大氣環(huán)境的漫射幅射的組合，電磁幅射雖為寬頻性質(zhì)，其紫外光成份在各種塑膠材料及無(wú)機(jī)染料中造成分子的分解而導(dǎo)致褪色。
當(dāng)電磁幅射撞擊一玻璃窗時(shí)，產(chǎn)生三個(gè)不同的物理程序部分幅射能量傳送過(guò)玻璃；部分幅射能量自玻璃反射開(kāi)來(lái)；而一小部分幅射能量由玻璃吸收。傳過(guò)玻璃窗的能量一般是由內(nèi)部環(huán)境中的裝飾或結(jié)構(gòu)所吸收，且時(shí)常變成困在其內(nèi)而造成內(nèi)部溫度增加。
依照季節(jié)，傳過(guò)玻璃窗的電磁幅射可使玻璃窗相關(guān)冷暖氣系統(tǒng)所受的熱負(fù)荷變少或加劇。因此，熱季節(jié)中，急需遮蔽窗戶及玻璃滑門不受電磁幅射，以減少冷氣系統(tǒng)的熱負(fù)荷。冷季節(jié)中，急需使窗戶及玻璃滑門暴露于電磁幅射，以減少暖氣系統(tǒng)的熱負(fù)荷。
簡(jiǎn)言之，急需選擇性控制電磁幅射使之在每天及每年的不同時(shí)間傳輸過(guò)窗結(jié)構(gòu)，故可盡量減少家用、商用及工業(yè)建筑物環(huán)境的冷暖氣系統(tǒng)的熱負(fù)荷。通過(guò)盡量減少此熱負(fù)荷，可以經(jīng)濟(jì)方式使用電力以控制家用、商用及工業(yè)建筑物環(huán)境的內(nèi)部溫度，達(dá)到此目標(biāo)將可有利影響自然環(huán)境，并改善生活品質(zhì)。
考慮這些目的，近來(lái)已擴(kuò)大努力以改善選擇性控制電磁幅射傳過(guò)窗結(jié)構(gòu)的方式及裝置。
一種電磁幅射控制方式包括采用窗簾以減少電磁幅射傳過(guò)窗戶，最普遍的窗簾型式為百葉窗，但因?yàn)榘偃~窗安裝在建筑物室內(nèi)或透明環(huán)境中，電磁幅射可通過(guò)窗戶使內(nèi)部溫度升高，故在熱季節(jié)中增加冷氣系統(tǒng)的熱負(fù)荷。并且，百葉窗的操作是需要通常體積龐大且制造安裝及維修均很貴的機(jī)械或電機(jī)控制。
另一種電磁幅射控制方式包括采用實(shí)際施于建筑物及車輛中的玻璃窗表面的日光控制膜，目前各公司售有多種日光控制膜，所述電磁幅射控制膜可歸類成三種基本類型，亦即高反射膜；貯熱或冬季膜；及防褪色膜。
高反射電磁膜可最有效阻擋夏季的熱量，電磁膜的反射性愈高，愈能有效阻擋電磁幅射，具有一銀制鏡狀表面的電磁反射膜比起有色的高穿透膜更能有效地阻擋電磁幅射。電磁反射膜可減少超過(guò)10％的玻璃的U值。顯然在漫長(zhǎng)需要暖氣的季節(jié)天候中，采用高反射膜時(shí)，將無(wú)法在冷天季節(jié)中采用冬陽(yáng)來(lái)暖和建筑物室內(nèi)(因而減少建筑物暖氣系統(tǒng)的熱負(fù)荷)。
貯熱或冬季膜設(shè)計(jì)是經(jīng)由窗玻璃而降低冬天的熱損失，這些膜可減少超過(guò)20％的玻璃窗U值。
防褪色膜是設(shè)計(jì)濾除紫外線，紫外線在大多數(shù)家飾布及汽車儀表板造成約60-65％的褪色。
雖然上述類型的電磁幅射控制膜可用以控制熱量及窗玻璃、消除日光損害、且較小幅地降低白天對(duì)于建筑物內(nèi)部的能見(jiàn)度，其主要缺點(diǎn)為降低內(nèi)部光線、喪失能見(jiàn)度、及清潔時(shí)需額外小心。并且，公知技術(shù)的電磁窗膜無(wú)法從冬季的傳輸式變成夏季的反射式，以有效利用生物環(huán)境(如人類居處、溫室及相同物)的動(dòng)態(tài)溫度控制的電磁幅射。
電磁幅射控制的另一方式包括采用特殊的玻璃板，其具有有效吸收(亦即阻擋)紅外及紫外波長(zhǎng)的幅射傳輸特征、同時(shí)傳輸可見(jiàn)波長(zhǎng)而利用此窗技術(shù)使觀看窗戶的視線及日光進(jìn)入建筑物內(nèi)部空間。此玻璃的光線傳輸特征雖在使用冷氣季節(jié)中(室外溫度一般超過(guò)72華氏度)提供一種電磁幅射的方式，其IR吸收特征在暖氣季節(jié)可防止日光的IR波長(zhǎng)來(lái)加熱裝有此玻璃板的建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間。結(jié)果，使用暖氣的季節(jié)期間，此玻璃無(wú)法減少此建筑物的暖氣系統(tǒng)的熱負(fù)荷(這是冬季中企圖節(jié)約能源及加熱源所需要的)。
近來(lái)，極需采用可變的光線傳輸玻璃或窗玻璃(稱為智能窗)，以在建筑物及車中達(dá)到電磁幅射(亦即能量)控制，采用智能窗結(jié)構(gòu)而非公知玻璃窗板的理由相當(dāng)明顯，智能窗結(jié)構(gòu)具有在每天(或每年)過(guò)程期間可受電性控制的光線傳輸特征，以符合照明需求、盡量減少暖氣及/或冷氣系統(tǒng)的熱負(fù)荷、并提供建筑物及車內(nèi)空間的隱密性。
采用發(fā)色性可切換窗玻璃或智能窗以依照住戶舒適性來(lái)控制光及熱流入及流出一窗玻璃，其詳述于下列文件1995年6月加拿大多侖多的窗創(chuàng)新會(huì)議論文發(fā)表的卡爾蘭柏(Carl Lempert)的“發(fā)色性可切換窗玻璃智能窗的發(fā)展”；及1993年Volume.236，第6-13頁(yè)的薄固體膜中卡爾蘭柏發(fā)表的“窗玻璃所用的光學(xué)切換技術(shù)”，兩者在此引為參考文獻(xiàn)。
一般而言，具有數(shù)個(gè)不同型的發(fā)色性可切換窗玻璃或智能窗，亦即非電性啟動(dòng)可切換窗玻璃；及電性啟動(dòng)可切換窗玻璃。非電性啟動(dòng)類型的發(fā)色性可切換窗玻璃是基于光致色變、熱致色變及向熱性。最常用的電性啟動(dòng)型的發(fā)色性可切換窗玻璃是基于聚合物分散液晶(PDLC)、分散粒子系統(tǒng)(DPS)及電致色變。
根據(jù)公知扭轉(zhuǎn)向列液晶(TN)或超扭轉(zhuǎn)向列液晶(STN)液晶技術(shù)的公知技術(shù)智能窗結(jié)構(gòu)是需要采用一對(duì)偏振器，但此將導(dǎo)致高的光學(xué)損失，在所需的非阻擋操作模式中，由偏振器吸收高達(dá)60％的入射光。
根據(jù)聚合物分散液晶(PDLC)技術(shù)的智能窗結(jié)構(gòu)雖提供比基于TN或STN的窗結(jié)構(gòu)更佳的性能，所述智能窗結(jié)構(gòu)具有數(shù)項(xiàng)顯著缺點(diǎn)，所述電致色變技術(shù)詳述于P.施洛特、G.波特、R.施密特及U.溫柏格的“智能窗用的疊層電致色變裝置”(1994)Vol.2255第351頁(yè)中，且粒子懸浮技術(shù)揭示于發(fā)證予亞分M.馬克斯名為“具反射性-吸收性-傳輸性特征的電光偶極懸浮”的美國(guó)專利4,663,083號(hào)中。
譬如，當(dāng)一電壓在其“無(wú)色”狀態(tài)施至電致色變裝置時(shí)，是在離子(如鋰離子)及相關(guān)電子自反電極傳送至電致色變電極層時(shí)變暗，繼續(xù)染色直到電致色變系統(tǒng)抵達(dá)其最不透明狀態(tài)為止，電壓極性反轉(zhuǎn)而使離子及相關(guān)電子回到反電極，且該裝置變得更具穿透性。但是，電致色變裝置是受緩慢的反應(yīng)時(shí)間及較短的使用壽命所苦。粒子懸浮技術(shù)中，微尺寸偶極金屬片懸浮在一載體中，不施加電場(chǎng)時(shí)，粒子或多或少為隨機(jī)定向，因此，光線大多受到反射及/或吸收，造成低透明性，當(dāng)一電場(chǎng)施加通過(guò)裝置厚度，所有粒子在場(chǎng)的方向中對(duì)準(zhǔn)，該裝置顯示一光學(xué)穿透式狀態(tài)，但，此技術(shù)具有金屬粒子因重力而沉淀的相關(guān)問(wèn)題。
采用液晶以制造可電性控制光裝置可望克服這些問(wèn)題，這些裝置在液晶材料中導(dǎo)入一聚合物基質(zhì)，而可通過(guò)施加一電場(chǎng)而從半透明性切換成穿透性狀態(tài)。
利用穩(wěn)定液晶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生可切換電光裝置的已知方法是為聚合物分散的液晶(PDLC)技術(shù)，如1991年1月MRS期刊中J威廉多恩的“聚合物分散的液晶運(yùn)作中的Boojums”所揭示，PDLC技術(shù)包括轉(zhuǎn)向列液晶自包括一適量聚合物的一均質(zhì)液晶混合物的相分離，以聚合物的聚合化來(lái)實(shí)施相分離，相分離的轉(zhuǎn)向列液晶是形成散布在聚合物床層中的微尺寸滴粒，本發(fā)明以前提出的所有合成樹(shù)脂為具有轉(zhuǎn)向列液晶的一般比率相配合no的比率np的等向性相。在關(guān)閉狀態(tài)中，滴粒內(nèi)部的液晶分子呈隨機(jī)定向，聚合物床層與液晶滴粒間的折射率的配合不良使該裝置呈現(xiàn)半透明狀態(tài)(亦即光散射狀態(tài))。施加一電場(chǎng)時(shí)，液晶的定向方式使得no＝np，而造成一穿透性狀態(tài)。PDLC技術(shù)的主要缺點(diǎn)為光學(xué)比率配合不良所致的固有模糊(尤其在大的觀察角度時(shí))。
公知技術(shù)的PDLC技術(shù)的相關(guān)第二問(wèn)題為其高造價(jià)，Virocon/3M(美國(guó))及Raychem/Taliq(美國(guó))為根據(jù)PDLC技術(shù)的隱密窗玻璃的商業(yè)制造者，由于造價(jià)極高，這些制造者在擴(kuò)展PDLC隱密窗市場(chǎng)時(shí)遭遇到顯著障礙。
J.威廉多恩等人的名為“聚合物穩(wěn)定化的液晶光調(diào)變裝置及材料”的美國(guó)專利5,691,795(以提及方式并入本文中)揭示根據(jù)液晶聚合物穩(wěn)定化膽固醇性織構(gòu)(PSCT)的另一液晶技術(shù)，其可用以產(chǎn)生電光結(jié)構(gòu)(如電光窗玻璃結(jié)構(gòu))。PSCT技術(shù)中，少量UV可交聯(lián)聚合物在其液晶相中與膽固醇性液晶(CLC)相混合，其節(jié)距(pitch)可轉(zhuǎn)向紅外線區(qū)，混合物接著暴露至UV光而固化，同時(shí)施加一電壓使液晶與聚合物分子在跨越裝置厚度的方向相對(duì)準(zhǔn)。在固化之后且不施加電場(chǎng)時(shí)，液晶材料存在一特別的膽固醇相中(亦即一焦點(diǎn)錐形狀態(tài))。此相中，液晶材料呈現(xiàn)由聚合物網(wǎng)絡(luò)所穩(wěn)定的半透明狀態(tài)，施加一電場(chǎng)時(shí)，CLC分子解開(kāi)扭曲且沿電場(chǎng)方向相對(duì)準(zhǔn)，導(dǎo)致一穿透性狀態(tài)。因?yàn)榇思夹g(shù)需要遠(yuǎn)比PDLC技術(shù)更低的聚合物濃度、且不具有液晶滴粒，故呈現(xiàn)顯著較低的模糊，尤其當(dāng)聚合物折射率與膽固醇液晶相配合時(shí)。但此方式需使一或多個(gè)可聚合性液晶材料作為聚合物，以穩(wěn)定焦點(diǎn)錐形膽固醇相。
公知技術(shù)的PSCT技術(shù)至少有五個(gè)至今未滿意解決的顯著問(wèn)題。
第一項(xiàng)，PSCT技術(shù)對(duì)于選擇聚合物材料具有很高要求，因?yàn)樾枰缑绹?guó)專利5,691,795所述的具有一介晶生成基(mesogenic group)的液晶聚合物。需特別合成此液晶聚合物材料，因此，此液晶聚合物的成本變得極高，使PSCT裝置價(jià)格比PDLC更高。
第二項(xiàng)，典型的PSCT系統(tǒng)中，因?yàn)椴捎镁哂薪榫苫膯误w，聚合物網(wǎng)絡(luò)的形成將部分變更各交聯(lián)處的定向范圍，由于聚合物網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)介晶生成基，接近網(wǎng)絡(luò)的非反應(yīng)性液晶分子現(xiàn)在強(qiáng)力固定在網(wǎng)絡(luò)上，為了沿所施電場(chǎng)切換所有液晶分子，需要一強(qiáng)力的場(chǎng)。此場(chǎng)常引起電性短路的問(wèn)題，為了避免短路，產(chǎn)業(yè)界采用中等強(qiáng)度的切換電場(chǎng)，但是，尤其在大歪斜角度時(shí)，接近聚合物網(wǎng)絡(luò)的液晶分子并不與一中等切換場(chǎng)相對(duì)應(yīng)，造成強(qiáng)烈的模糊。
第三項(xiàng)，PSCT基礎(chǔ)的裝置很難使板尺寸變大，為使裝置有大尺寸，制造PDLC時(shí)無(wú)法采用相同的疊層技術(shù)，因?yàn)楫?dāng)PSCT材料基本處于一液膠狀態(tài)時(shí)，玻璃基板本身是用以支撐PSCT結(jié)構(gòu)。
第四項(xiàng)，難以制造大尺寸的均勻PSCT裝置，因?yàn)闊o(wú)法使用此疊層方法，而是需要一充注方法，但當(dāng)液晶充注成大尺寸板時(shí)，液晶的流條紋及聚合物混合物引起顯眼的標(biāo)記，因此，所生成的PSCT裝置顯得極不均勻。
最后，采用PSCT基礎(chǔ)的技術(shù)時(shí)，具導(dǎo)電性氧化錫層涂布的玻璃基板的成本很貴，并且，采用PDLC技術(shù)時(shí)，具導(dǎo)電性氧化錫層涂布的塑膠基板成本很貴，這些因素造成基于PDLC及PSCT技術(shù)的電光裝置的高昂價(jià)格。
因此，本技術(shù)中極需要以比公知技術(shù)制造系統(tǒng)及方法更低的成本，來(lái)制造大尺寸液晶基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的改良的裝置及方式。
因此，本技術(shù)顯然極需一種改良型式的可變光線傳輸窗玻璃結(jié)構(gòu)及方法與其制造裝置，其方式可避免公知技術(shù)技術(shù)的缺點(diǎn)及不足。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一主要目的是提供一種電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其可避免公知技術(shù)的不足及缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具全散射性及全傳輸性操作模式的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，用以改良對(duì)于電磁頻譜的太陽(yáng)區(qū)(亦即太陽(yáng)頻譜)內(nèi)電磁幅射流的控制。
本發(fā)明的另一目的是提供此電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其中可電性啟動(dòng)或切換操作模式，同時(shí)避免采用能量吸收機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的另一目的是提供此電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其具有一寬頻操作，包括電磁頻譜的近IR、可見(jiàn)光及近UV部分。
本發(fā)明的另一目的是提供本發(fā)明的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)構(gòu)成的一主動(dòng)控制窗或觀看板，其中在電磁頻譜的近UV及近IR區(qū)上的電磁幅射傳輸可完全散射而非吸收，故降低窗結(jié)構(gòu)所需進(jìn)行的溫度循環(huán)范圍。
本發(fā)明另一目的是提供一大尺寸主動(dòng)控制窗或觀察板，其中采用由低成本液晶材料的一聚合物穩(wěn)定的膽固醇織構(gòu)(PSCT)制造的一電光窗玻璃結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一目的提供具有均勻光學(xué)特征且用低成本PSCT聚合物材料構(gòu)成的一種大尺寸低成本電光窗玻璃結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明另一目的是提供一種以PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其中采用一種不具有公知技術(shù)液晶組份所需的液晶相的聚合物(亦即聚合物不具介晶生成基)。
本發(fā)明另一目的是提供一PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其在一低成本PSCT材料中采用二色性染料。
本發(fā)明另一目的是提供一以PSCT為基礎(chǔ)的大尺寸電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其可用比公知技術(shù)裝置更低的電壓作切換。
本發(fā)明另一目的是提供一PSCT為基礎(chǔ)的具改良機(jī)械強(qiáng)度的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明另一目的是提供一PSCT為基礎(chǔ)采用低成本玻璃基板的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明另一目的是提供一PSCT為基礎(chǔ)采用具絕緣層的低成本玻璃基板的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明另一目的是提供一PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其利用消除液晶流條紋的一特別添加物所制造。
本發(fā)明另一目的是提供一PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其利用一低成本導(dǎo)電層在玻璃基板上作為電極表面所制造。
本發(fā)明另一目的是提供一PSCT為基礎(chǔ)采用低成本玻璃基板的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)制造工藝的改良制造方法，其可制造具2米×3米表面積的低成本PSCT為基礎(chǔ)的裝置。
本發(fā)明另一目的是提供一低成本PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法及改良系統(tǒng)，其中不具模糊、不具缺陷且在裝置表面積上具有均勻的光學(xué)特征。
本發(fā)明另一目的是提供一低成本PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法及改良系統(tǒng)，其中采用不具有公知技術(shù)液晶化合物所需液晶相的便宜的液晶材料(亦即聚合物不具有介晶生成基)。
本發(fā)明另一目的是提供一低成本PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法及改良系統(tǒng)，其中采用浮法玻璃制造技術(shù)。
本發(fā)明另一目的是提供一低成本PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法及改良系統(tǒng)，其中包括添加一表面活性劑，以在電光窗玻璃結(jié)構(gòu)整體表面上達(dá)到均勻的光學(xué)性質(zhì)。
本發(fā)明另一目的是提供一低成本PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法及改良系統(tǒng)，其使用低成本塑料基底板。
本發(fā)明另一目的是提供一種光電的可電性切換的邊緣發(fā)光的發(fā)光板，其可產(chǎn)生一可視圖像，在電控制下投射個(gè)人或商業(yè)內(nèi)容。
本發(fā)明另一目的是提供一種邊緣發(fā)光的光電圖像系統(tǒng)，其中PSCT材料包含在一對(duì)光學(xué)潔凈的基板之間，其具有導(dǎo)電層并根據(jù)要顯示的圖像作出構(gòu)圖。
本發(fā)明另一目的是提供一種邊緣發(fā)光的光電圖像系統(tǒng)，其至少有三個(gè)作用(1)可電性切換單個(gè)窗結(jié)構(gòu)，其具有增強(qiáng)的私密性保護(hù)，(2)作為可電性切換的發(fā)光板用于照明，(3)作為光電圖像板用于在白天和夜晚顯示圖像。
本發(fā)明另一目的是提供一種邊緣發(fā)光的光電發(fā)光板，具有不同的可電性切換的顯示狀態(tài)，用于以下應(yīng)用，包括(例如)傳統(tǒng)的可切換私密窗，白天應(yīng)用于廣告和/或圖板；私密窗和黑度控制，具有增強(qiáng)的私密保護(hù)的傳統(tǒng)可切換私密窗；兩路表面發(fā)光板；夜晚廣告和/或圖板；單路表面光源；可切換反射鏡；單路發(fā)光式夜用廣告和/或圖板。
本發(fā)明另一目的提供一智能窗系統(tǒng)以安裝在房屋或辦公大樓內(nèi)或車輛如飛機(jī)或車輛上，其中本發(fā)明的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)支撐在一預(yù)制窗架內(nèi)，其中裝有一電磁感測(cè)器，用以感測(cè)外部環(huán)境中的電磁狀況；一電池供應(yīng)器，用以提供電力；一電磁動(dòng)力的電池充電器，用以使電池充電；電路，用以產(chǎn)生窗玻璃控制電壓，以驅(qū)動(dòng)支撐在窗架內(nèi)的電光窗玻璃的電性主動(dòng)元件；及一微電腦晶片，用以控制電池充電器及電路的操作，以及存在程序化微控制器內(nèi)的幅射流控制程序所需產(chǎn)生的窗玻璃控制電壓。
本發(fā)明另一目的是提供此電光窗結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)整合于房屋、辦公大樓、廠房或車輛的暖氣/冷氣系統(tǒng)內(nèi)，以控制通過(guò)電光窗結(jié)構(gòu)的寬頻電磁幅射流，同時(shí)盡量減少其暖氣/冷氣系統(tǒng)的熱負(fù)荷。
本發(fā)明另一目的提供本發(fā)明電光窗玻璃結(jié)構(gòu)制成的一熱/觀看遮蔽部或板。
本發(fā)明另一目的提供一智能太陽(yáng)眼鏡，其中利用本發(fā)明的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)各光學(xué)元件，其與太陽(yáng)眼鏡架的尺寸相配合。
本發(fā)明另一目的提供一智能快門玻璃，其中利用本發(fā)明的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)各光學(xué)元件，其與快門玻璃架的尺寸相配合。
本發(fā)明另一目的提供一智能擋風(fēng)玻璃或觀景玻璃，其利用本發(fā)明的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
由下文及權(quán)利要求書可更清楚本發(fā)明以上及其他目的。


為了更了解本發(fā)明的目的，應(yīng)配合附圖參照下列本發(fā)明示范實(shí)施例的詳述理解，其中圖1A為本發(fā)明智能電光窗系統(tǒng)的一般實(shí)施例的立體圖，其中電光窗玻璃結(jié)構(gòu)在檢測(cè)一第一組程序化電磁狀況時(shí)，以微電腦控制而電性切換至其全散射式操作狀態(tài)，因此當(dāng)電磁幅射傳播過(guò)其電光窗玻璃結(jié)構(gòu)時(shí)，寬頻的電磁幅射(例如有關(guān)內(nèi)部景像或物體)是完全散射；圖1B為圖1A的智能電光窗系統(tǒng)的一般實(shí)施例的立體圖，其中電光窗玻璃結(jié)構(gòu)在檢測(cè)一第二組程序化電磁狀況時(shí)，以微電腦控制而電性切換至其傳輸式操作狀態(tài)，其中寬頻的電磁幅射傳輸過(guò)其電光窗玻璃結(jié)構(gòu)；圖2為本發(fā)明電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的示范實(shí)施例的剖視圖，顯示介于一對(duì)相隔玻璃基板上支撐的一對(duì)光學(xué)穿透式導(dǎo)電膜層(譬如氧化錫或光學(xué)穿透式導(dǎo)光聚合物)之間的一PSCT液晶材料，以傳統(tǒng)方式密封其周緣，且其上施加一控制電壓。
圖3A顯示在傳輸模式操作的圖2的電光光學(xué)散射結(jié)構(gòu)，其中一外部電壓施加于光學(xué)穿透式(譬如氧化錫)的導(dǎo)電表面上(亦即V＝Von)；圖3B及3C顯示對(duì)于圖3A所示操作模式的傳輸及散射特征；圖3D顯示圖2以其光線散射模式操作的電光光線散射結(jié)構(gòu)，其中外部電壓V并未施于光學(xué)穿透式(譬如氧化錫)的導(dǎo)電表面上(亦即V＝Voff)；圖3E及3F顯示圖3D所示操作模式的傳輸及散射特征；圖4為制造根據(jù)本發(fā)明原理的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)的主要次系統(tǒng)及次部分的示意圖；圖5為采用圖4的系統(tǒng)來(lái)制造根據(jù)本發(fā)明原理的低成本、無(wú)模糊及缺陷的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)時(shí)，相關(guān)步驟的流程圖；圖6A-圖6C為說(shuō)明使用圖4的系統(tǒng)制造低成本、無(wú)模糊、無(wú)缺陷的使用第10-13配方的光電玻璃結(jié)構(gòu)的步驟的流程圖，以及根據(jù)本發(fā)明的原理的浮法玻璃；圖7是本發(fā)明的光電玻璃結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的透視、局部剖視圖，其中PSCT材料包含在一對(duì)根據(jù)本發(fā)明的原理的PET塑料基板之間；圖8是用于制造圖7的光電玻璃結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)的示意圖；其中輥?zhàn)有偷臋C(jī)構(gòu)用于在一對(duì)PET型塑料基板上施加均勻的壓力，在塑料基板之間預(yù)定量的PSCT材料根據(jù)本發(fā)明的原理沉積；圖9是說(shuō)明使用圖4的系統(tǒng)制造低成本、無(wú)模糊、無(wú)缺陷的使用第10-13配方的光電玻璃結(jié)構(gòu)的步驟的流程圖，以及根據(jù)本發(fā)明的原理的浮法玻璃；
圖10是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的邊緣點(diǎn)亮的光電PSCT基圖像系統(tǒng)的實(shí)施例，其使用PSCT基玻璃板，具有被幾何構(gòu)圖的導(dǎo)電層，其對(duì)應(yīng)要顯示的圖像，根據(jù)本發(fā)明材料包含在一對(duì)PET塑料基板之間；圖11A到11D示意表示圖10所示的PSCT基圖像板的工作的四個(gè)基本狀態(tài)；圖12表示對(duì)圖10的PSCT基圖像板上施加的導(dǎo)電光學(xué)潔凈層進(jìn)行幾何構(gòu)圖的光掩膜的示意圖；圖13是圖10的PSCT基圖像板的電學(xué)結(jié)構(gòu)的示意圖，但是顯示與圖10不同的圖像；圖14是圖10和13所示的PSCT基圖像板的不同工作狀態(tài)的圖表，以及電切換的狀態(tài)(k1和k2)，其中電切換為基體的物理操作；圖15是使用PSCT基玻璃板的本發(fā)明的背光光電PSCT基圖像系統(tǒng)的實(shí)施例的透視圖，該P(yáng)SCT基玻璃板具有被幾何構(gòu)圖的導(dǎo)電層，其對(duì)應(yīng)要顯示的圖像，根據(jù)本發(fā)明材料包含在一對(duì)PET塑料基板之間；圖16是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的邊緣點(diǎn)亮的光電PSCT基圖像系統(tǒng)的另一實(shí)施例的截面圖，其中圖10所示的PSCT基玻璃板用于次組件以提供具有增加的工作狀態(tài)數(shù)量的系統(tǒng)，且具有增強(qiáng)的功能；圖17是圖16的PSCT基圖像板的工作的各種狀態(tài)和次組件的工作狀態(tài)的圖表(例如CCFL，可電性切換的BBLHCLC板，可電性切換的BBRHCLC板，可電性切換的PSCT板)，當(dāng)組裝在一起時(shí)，產(chǎn)生多個(gè)組合圖像板的物理工作狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參照附圖，詳述本發(fā)明的智能電光窗的示范實(shí)施例，各圖中，相同的結(jié)構(gòu)及元件以相同的編號(hào)表示。
圖1A及圖1B中，顯示在鄰近窗結(jié)構(gòu)處具有一內(nèi)部空間或容積的一環(huán)境(譬如建筑物或車輛)中裝設(shè)有本發(fā)明智能電光窗玻璃結(jié)構(gòu)(亦即窗結(jié)構(gòu))的一般實(shí)施例。通常內(nèi)部空間或容積是作為人們住所，但也有并非住所的情形。優(yōu)選，智能電光窗結(jié)構(gòu)1是配合房屋、辦公大樓、廠房或車輛的暖氣/冷氣系統(tǒng)2A，此優(yōu)選應(yīng)用中，電光窗結(jié)構(gòu)的功能是選擇性控制通過(guò)其電光窗玻璃結(jié)構(gòu)及進(jìn)入內(nèi)部空間的電磁幅射流，以盡量減少或降低環(huán)境暖氣/冷氣系統(tǒng)的熱負(fù)荷。
如圖1A及1B所示，電光窗玻璃結(jié)構(gòu)1包括穩(wěn)固支撐在可由幾乎任何適當(dāng)材料(譬如塑膠、金屬、橡膠、木或復(fù)合材料)實(shí)現(xiàn)的一預(yù)制窗架4內(nèi)的一電光窗玻璃板3。下列數(shù)個(gè)系統(tǒng)次組件是穩(wěn)固安裝在窗架之內(nèi)，亦即一電磁幅射感測(cè)器5，用以感測(cè)外部環(huán)境中的電磁狀況；一可充電型電池6，用以在窗架內(nèi)產(chǎn)生電力；一電磁動(dòng)力電池充電器7，用以將可充電電池6充電；一微控制器(譬如，內(nèi)載ROM、EPRON、RAM的RISC型微電腦晶片)8，用以依存在微電腦晶片內(nèi)的一幅射流控制造工藝序所需方式控制電池充電及窗玻璃控制訊號(hào)；及電路9，響應(yīng)窗玻璃控制訊號(hào)，以產(chǎn)生施加至電光窗玻璃結(jié)構(gòu)3的電性主動(dòng)元件的控制電壓，由微控制器所控制將之自一光學(xué)狀態(tài)電性切換至另一光學(xué)狀態(tài)。
如圖1A所示，當(dāng)電磁幅射感測(cè)器檢測(cè)到一第一組預(yù)設(shè)程序化電磁狀況(譬如一第一預(yù)定電磁幅射頻帶)時(shí)，電光窗玻璃結(jié)構(gòu)3由預(yù)設(shè)程序化微控制器8電性切換至其全散射式操作狀態(tài)，此全散射式操作狀態(tài)中，可見(jiàn)及電磁幅射在一寬頻頻譜波長(zhǎng)上(譬如自近IR頻帶、在光學(xué)頻帶上、到遠(yuǎn)UV頻帶)完全散射離開(kāi)該窗玻璃結(jié)構(gòu)，其中約75％的入射光是往前散射且約25％則往回散射。此操作狀態(tài)中，入射光的波長(zhǎng)的相分布所受扭曲足以使電光窗玻璃結(jié)構(gòu)呈高度半透明性，但無(wú)法在不嚴(yán)重扭曲情形下使影像投射通過(guò)，正如隱密性應(yīng)用所需的那樣。
如圖1B所示，當(dāng)電磁幅射感測(cè)器檢測(cè)到一第二組預(yù)設(shè)程序化的電磁狀況(譬如，具有超過(guò)一第二預(yù)定功率低限值的功率的一第二預(yù)定電磁幅射頻帶)時(shí)，電光窗玻璃結(jié)構(gòu)3由預(yù)設(shè)程序化微控制器8電性切換至其傳輸式操作狀態(tài)。此傳輸式操作狀態(tài)中，可見(jiàn)及電磁幅射在一寬頻頻譜波長(zhǎng)上(譬如自近IR頻帶、在光學(xué)頻帶上、到遠(yuǎn)UV頻帶)傳輸通過(guò)該電光窗玻璃結(jié)構(gòu)。
雖然上述一般實(shí)施例僅顯示兩個(gè)特定散射/傳輸狀態(tài)，應(yīng)了解可由本發(fā)明窗結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)施幾乎任何組的中間散射/傳輸特征，以視需要由目前特定應(yīng)用提供“灰階”照明控制。本發(fā)明這些各實(shí)施例中，可預(yù)先界定一特定組的狀況以觸發(fā)本發(fā)明電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的光學(xué)狀態(tài)的改變，設(shè)定微控制器程序以在檢測(cè)到相對(duì)應(yīng)狀況時(shí)切換窗玻璃結(jié)構(gòu)的光學(xué)狀態(tài)。另一實(shí)施例中，導(dǎo)致切換操作的一或多項(xiàng)環(huán)境狀況不需與電磁幅射相關(guān)，但可與濕度、氣壓計(jì)壓力、溫度、或程序化的微控制器8內(nèi)預(yù)定的任何其他參數(shù)相關(guān)。
雖然本發(fā)明電光窗玻璃結(jié)構(gòu)理論上存在無(wú)數(shù)個(gè)實(shí)施例，下文詳述電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的一示范實(shí)施例，以顯示發(fā)明性特征，提供各種構(gòu)造以制造本發(fā)明的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)。
通過(guò)電光窗玻璃材料的此超寬頻操作特征，以及本文揭示的新型板構(gòu)造，現(xiàn)可能提供公知技術(shù)智能窗系統(tǒng)及方法無(wú)法達(dá)到的電磁幅射控制值。本發(fā)明的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)參照?qǐng)D2至3F，詳述根據(jù)本發(fā)明電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的示范實(shí)施例。
如圖2所示，示范實(shí)施例的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)包括介于分別支撐在一對(duì)相隔玻璃基板13A及13B上的一對(duì)光學(xué)穿透式導(dǎo)電膜層12A及12B(亦即氧化錫或其他光學(xué)穿透性導(dǎo)光聚合物或相同的膜涂層)間的一PSCT液晶材料11，以傳統(tǒng)方式密封其周緣，且其上以微控制器8控制而施加一控制電壓14。優(yōu)選，圖2所示密封的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)安裝在圖1A及1B所示的一般實(shí)施例的架結(jié)構(gòu)內(nèi)，并具有所有的動(dòng)力產(chǎn)生、電磁幅射檢測(cè)及微控制機(jī)構(gòu)。
圖3A中，圖2的電光光線散射結(jié)構(gòu)在圖中以其傳輸性模式或狀態(tài)操作，其中一外部電壓(譬如50赫茲的110伏特)施于表面12A及12B上(亦即V＝Von)。圖3B及3C中，分別顯示此操作模式的傳輸及散射特征，圖3D中，顯示圖2的電光光線散射結(jié)構(gòu)以其光線散射模式或狀態(tài)操作，其中外部電壓V并不施加在表面12A及B上(亦即V＝Voff)。圖3E及3F中，分別顯示此操作模式的傳輸及散射特征，當(dāng)施加一外部電壓時(shí)光線為傳輸，當(dāng)未施加電壓時(shí)則為散射，此結(jié)構(gòu)稱為在“正常模式”中操作。
現(xiàn)參照?qǐng)D4及5，現(xiàn)描述利用一可電性切換的液晶及聚合物混合材料(提供顯著較低的制造成本)來(lái)制造本發(fā)明電光窗玻璃結(jié)構(gòu)3的數(shù)個(gè)形式。所述材料在ON狀態(tài)時(shí)(亦即傳輸式狀態(tài))任何觀看角度均呈現(xiàn)最小的模糊，材料是為非反應(yīng)性手征性液晶、單體、及少量光引發(fā)劑的混合物，優(yōu)點(diǎn)為單體材料可大幅降低成本，本發(fā)明與所有其他公知技術(shù)系統(tǒng)不同，是采用缺乏介晶生成基的一種單體。
通過(guò)導(dǎo)入不含介晶生成基的一聚合物網(wǎng)絡(luò)，聚合物網(wǎng)絡(luò)與非反應(yīng)性液晶分子之間的耦合較弱，但強(qiáng)度仍足以穩(wěn)定焦點(diǎn)錐形狀態(tài)的膽固醇性織構(gòu)，因此一中等切換電場(chǎng)足以沿場(chǎng)方向切換所有的非反應(yīng)性液晶分子，結(jié)果是為在所有觀察角度均無(wú)模糊的裝置，譬如，一種來(lái)自Aldrich的已知單體為二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGD)，該單體為UV可聚合性且對(duì)于[Si(CH3)2O]n的化學(xué)結(jié)構(gòu)具有1.4540的折射率，其他不具介晶生成基的UV可固化聚合物亦已確認(rèn)如得自Master Bond(美國(guó))的UV10、UV15-7，其可用以制造PSCT板，當(dāng)UV10及UV15-7用以制造裝置時(shí)，液體及單體混合物中未添加光引發(fā)劑。
采用較小分子重的單體促進(jìn)每單位容積較高的交聯(lián)處密度，較高的交聯(lián)密度是加強(qiáng)該裝置的機(jī)械強(qiáng)度。
大多數(shù)低分子重的轉(zhuǎn)向列(nematic)液晶已知適于制造所發(fā)明的PSCT裝置，可用單化合物液晶(譬如得自EMI(德國(guó))的K-及M-系列)及多重化合物液晶(譬如得自EMI(德國(guó))的E-及ZLI-系列)，譬如，E7、E14(均得自德國(guó)的EMI)及P9615(得自中國(guó)的SLICHEM)已成功用于制造所述裝置。
需有手征性(chiral)添加劑以在PSCT中引發(fā)一膽固醇相，已由EMI得到一手征性組份CB15，可了解其他手征性添加劑亦可有效用于制造PSCT裝置。
如上述，制造大尺寸PSCT裝置時(shí)，液晶/聚合物的流條紋產(chǎn)生不均勻的問(wèn)題，為了解決此問(wèn)題，添加少量表面活性劑亦有助于均勻度，添加少量的聚(二甲基硅氧烷)(粘度5cST)可大幅改善板的均勻度，表面活性劑的功能是修改基板的表面性質(zhì)，以降低基板耦合至液晶混合物的各種組份的差異。因此，混合物中的所有組份均勻流動(dòng)并維持其在混合物中的適當(dāng)比值，而消除了流條紋。
需要一光引發(fā)劑以引發(fā)液晶混合物中的聚合物化合物的聚合，已有數(shù)種光引發(fā)劑，其為2，6-二-特丁基-4-甲基酚(Aldrich)、IG500(Cyba Geigy)、Darocur 1173(D1173)(Cyba Geigy)，已知其他光引發(fā)劑亦可有效制造本發(fā)明的窗玻璃結(jié)構(gòu)。用以制造本發(fā)明PSCT的配方已知用以制造本發(fā)明電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的優(yōu)選成份(材料)，此時(shí)適合詳述制造所述電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的數(shù)種優(yōu)選配方。范例1


范例2

范例3

范例4

范例5


范例6

范例7

上述液晶及單體混合物可與二色性染料相混合而變色，譬如，已由EMI獲得三個(gè)二色性染料(D5、D35、D52)，液晶混合物中的染料劑量為0.5％至＞5％范圍，正常PSCT板的相同制法(如下段所示)可用以制造染后的PSCT，染后的PSCT板在未施電壓時(shí)呈現(xiàn)出一有色的非穿透式狀態(tài)。但若施加一電場(chǎng)，染料及液晶分子皆在場(chǎng)方向中對(duì)準(zhǔn)變成一略有色的穿透式狀態(tài)，采用不同染料可產(chǎn)生不同顏色，下表為有色的PSCT裝置的染后的混合物。范例8.


請(qǐng)注意二色性染料D5的濃度可由0％變?yōu)?％。范例9

請(qǐng)注意二色性染料D35的濃度可由0％變?yōu)?％。范例10

請(qǐng)注意二色性染料D52的濃度可由0％變?yōu)?.5％。配方10表現(xiàn)出低的切換電壓，因?yàn)檗D(zhuǎn)向列液晶具有很大的介電各向異性(例如，TEB300的Δε＝29.3，而TEB30的Δε僅9.2)。對(duì)于本發(fā)明的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)選擇及制備基板為了根據(jù)本發(fā)明制造低成本PSCT為基礎(chǔ)的裝置，優(yōu)選為具一光學(xué)潔凈及導(dǎo)電層的便宜的玻璃基板，所有公知技術(shù)技術(shù)采用顯示器標(biāo)準(zhǔn)的特殊玻璃基板，所述基板具有昂貴的高導(dǎo)電性及高光學(xué)傳輸性氧化銦錫(氧化錫)涂層。但玻璃很貴而幾乎不可能用于大尺寸的隱密性窗玻璃，為了避免此不足，必須采用相等而便宜的玻璃，一種可能選項(xiàng)是為涂有光學(xué)潔凈的一便宜導(dǎo)電層的浮法玻璃，此玻璃已得自供應(yīng)商(Pilkington/LOF)且用以制造大尺寸的(2′×3′)PSCT窗玻璃板，玻璃具有以化學(xué)蒸汽沉積(CVD)設(shè)置每平方單位1500歐姆電阻的一氧化錫導(dǎo)電涂層，但此用途亦可適用其他低成本導(dǎo)電層，譬如ZnO2、銀或其他。
浮法玻璃在厚度及表面平坦度具有相當(dāng)大的變化；極可能在導(dǎo)電層涂布沉積程序期間產(chǎn)生導(dǎo)電粒子。另一方面，所用低成本液晶材料具有較低電阻系數(shù)，由于以上兩項(xiàng)理由，損害窗玻璃板的電短路可成為一問(wèn)題，因此，在各玻璃基板上的導(dǎo)電涂層頂上需要一電絕緣層，以防止電短路。一薄的SiOx層將作為絕緣層，但特定情形中，若玻璃基板的表面平坦度沒(méi)有極大變化、且沒(méi)有大的導(dǎo)電粒子，則不需要此電絕緣層。但是，可能采用一選擇性的預(yù)放電步驟以去除小尺寸的導(dǎo)電粒子，此程序包括在一空的玻璃格室(glass cell)上施加一電壓(優(yōu)選為4-10伏特/微米數(shù)值)，其間隙取決于所施的圓緣固定部(bead spacer)。譬如，得自LOF的CVD沉積氧化錫導(dǎo)電層的浮法玻璃基板已成功用以制造發(fā)明性的大尺寸低成本及均勻的PSCT裝置，但未引入絕緣涂層。本發(fā)明第一實(shí)施例的制造方法及系統(tǒng)的描述為了制造大尺寸(83″×56″)PSCT板，可采用圖4所示系統(tǒng)及圖5所示程序。
如圖5的區(qū)塊A所示，使用玻璃鉸整裝置15以使玻璃邊緣平滑，以消除在制造工藝中使玻璃裂角的可能。
如圖5的區(qū)塊B所示，使用超音波浴裝置16以幫助清潔玻璃表面，此為顯示器業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)程序，我們的工藝中，超音波浴溶液包括約80加侖水中的美國(guó)Alconox公司的4磅Alconox清潔劑。
如圖5的區(qū)塊C所示，使用沖洗裝置17以幫助自玻璃基板洗去超音波浴清潔劑。
如圖5的區(qū)塊D所示，可用選擇性預(yù)放電裝置18以幫助自基板移除小的導(dǎo)電粒子，這是產(chǎn)業(yè)目前尚未使用的一項(xiàng)新程序，以一30微米圓緣固定部分隔兩個(gè)基板，然后280V電壓施加在兩基板之間數(shù)分鐘之久，若有小的導(dǎo)電粒子，則由高電場(chǎng)的電火花所消除。
如圖5的區(qū)塊E所示，使用液晶混合裝置19以根據(jù)上述所選配方(亦即調(diào)配方式)來(lái)制備液晶及聚合物混合物。
如圖5的區(qū)塊F所示，使用液晶涂布裝置20將液晶及聚合物混合物施加在基板表面上，此程序步驟適合采用機(jī)械分散或刀具涂布。
如圖5的區(qū)塊G所示，使用除氣裝置21以在約10-2托爾壓力的真空室中幫助自涂布的液晶混合物移除氣泡。
如圖5的區(qū)塊H所示，使用裝置22將頂玻璃板置放且覆蓋于液晶混合物上(譬如利用真空室內(nèi)安裝的機(jī)械電磁開(kāi)關(guān)裝置)。
如圖5的區(qū)塊I所示，在液晶完全充注之后，使用邊緣密封裝置23以利用一連當(dāng)環(huán)氧樹(shù)脂來(lái)密封板總成的四個(gè)邊緣。
如圖5的區(qū)塊J所示，使用UV光線固化裝置24將UV光線(365毫微米；3瓦特/平方米)施于密封的玻璃板總成(譬如窗玻璃結(jié)構(gòu))，以打開(kāi)的電壓(約120伏特)來(lái)固化該板約一個(gè)小時(shí)。制造本發(fā)明的PSCT基光電結(jié)構(gòu)的改進(jìn)的配方上述的一組用于制造本發(fā)明的PSCT基光電玻璃結(jié)構(gòu)的材料和配方(1至10號(hào))可制造出具有好的光性能特征的PSCT基光電玻璃板，雖然有時(shí)需要增強(qiáng)長(zhǎng)期機(jī)械穩(wěn)定性。另外，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，在制造板時(shí)，聚合物和液晶以大致均勻的速度流動(dòng)，如果不能這樣，將會(huì)發(fā)生材料的聚集，PSCT結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生不均勻特性，發(fā)生的模糊水平在許多應(yīng)用中是不可接受的。
認(rèn)識(shí)到上述問(wèn)題，申請(qǐng)人開(kāi)發(fā)出了另一組配方(10至13號(hào))，通過(guò)使用新的PSCT配方可有效解決上述問(wèn)題。范例11

范例12


范例13

如上述功能/成分表所示，這些配方的每一個(gè)含有兩種不同的單體，以下稱為A單體和B單體。
根據(jù)本發(fā)明的原理，A單體僅含有一種可聚合基，當(dāng)聚合時(shí)，產(chǎn)生1-D或2-D型聚合物基體結(jié)構(gòu)，其折射率低于含在配制的混和物中的液晶材料的折射率，由于由液晶材料和A單體材料的折射率不匹配引起的不希望的光散射，當(dāng)工作在光傳輸狀態(tài)時(shí)增加了PSCT基裝置產(chǎn)生的模糊的可能性。A單體A單體的粘度特征低于所述液晶材料的粘度特征。
所述B單體含有多個(gè)可聚合基，當(dāng)聚合時(shí)，產(chǎn)生3-D型聚合物基體結(jié)構(gòu)，其折射率非常接近于含在配制的混和物中的液晶材料的折射率，由于由液晶材料和B單體材料的折射率匹配，當(dāng)工作在光傳輸狀態(tài)時(shí)減小了PSCT基裝置產(chǎn)生的模糊的可能性。所述B單體的粘度特征高于所述液晶材料的粘度特征。
通過(guò)使用上述的A單體和B單體，申請(qǐng)人配制的混和物(1)各組份在制造板時(shí)以大致相同的速度流入，使得在生產(chǎn)過(guò)程中不發(fā)生材料沿板結(jié)構(gòu)的聚集，在PSCT結(jié)構(gòu)中形成沿PSCT板表面大致均勻的光學(xué)特征；(2)所得的PSCT板結(jié)構(gòu)具有(i)其在全傳輸狀態(tài)工作時(shí)具有顯著減小的模糊程度，從而增強(qiáng)了觀察者的觀察穿透性；(ii)具有增強(qiáng)的長(zhǎng)期機(jī)械穩(wěn)定性，這是由于組合的1-D/2-D和3-D聚合物基體結(jié)構(gòu)，其中嵌有液晶材料。由于本發(fā)明的PSCT的增強(qiáng)的長(zhǎng)期機(jī)械穩(wěn)定性，在長(zhǎng)期靜置后不易發(fā)生由重力引起的非切換點(diǎn)。本發(fā)明第一實(shí)施例的制造方法及系統(tǒng)的描述為了制造采用上述改進(jìn)的配方(11至13號(hào))大尺寸(83″×56″)PSCT板，可采用圖4所示系統(tǒng)及圖6A-6D所示程序。為了說(shuō)明目的，下述的制造工藝使用上述改進(jìn)的配方的任意一種。
要注意，在本發(fā)明的板制造過(guò)程中，制造環(huán)境的相對(duì)濕度要保持較低，因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)現(xiàn)水分子趨向于對(duì)PSCT基板結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能和特征有不良影響。如果需要，需要使用獨(dú)立的除濕器來(lái)將制造環(huán)境的相對(duì)濕度減小到40％，同時(shí)保持環(huán)境溫度在27攝氏度以下。
液晶混和物的制備在圖6A中的區(qū)塊A1，A2和A3，描述了制備＂白型＂板結(jié)構(gòu)的液晶混和物的過(guò)程。在圖6A的區(qū)塊A1′和A2′中，描述了制備＂彩色＂PSCT板結(jié)構(gòu)的PSCT材料混和物的過(guò)程。
玻璃基底的制備如圖6B的區(qū)塊B所示，已經(jīng)預(yù)先施加了導(dǎo)電光學(xué)潔凈層的(由Pilkington制造的)浮法玻璃板被切成需要的尺寸。在切割過(guò)程中，工人必須穿防護(hù)服、手套和頭盔。
如圖6B的區(qū)塊C所示，使用砂紙打磨玻璃邊緣。
如圖6B的區(qū)塊D所示，用吹風(fēng)器將打磨操作時(shí)產(chǎn)生的玻璃屑吹離玻璃基板。
如圖6B的區(qū)塊E所示，用丙酮、酒精或玻璃清潔劑清洗打磨的基板表面。
如圖6B的區(qū)塊F所示，將兩個(gè)玻璃基板放置在玻璃夾持器中以進(jìn)行處理操作。
如圖6B的區(qū)塊G所示，玻璃基板在超聲池中超聲處理一小時(shí)，該超聲池含有一盒(4.1磅)Alchronox和一池的過(guò)濾水。
如圖6B的區(qū)塊H所示，將玻璃基板從超聲池中拿出，放在另一個(gè)空池中。
如圖6B的區(qū)塊I所示，用過(guò)濾水清洗玻璃基板5分鐘。
如圖6B的區(qū)塊J所示，用蒸餾水清洗玻璃基板。
如圖6B的區(qū)塊K所示，用醇(異丙醇)清洗玻璃基板。
如圖6B的區(qū)塊L所示，玻璃基板干燥15分鐘。
如圖6B的區(qū)塊M所示，隨后玻璃基板在受控溫度爐中100攝氏度下烘烤30分鐘，如果環(huán)境濕度是40％以上的話。
在真空室中裝配玻璃基板如圖6C的區(qū)塊N所示，將一個(gè)玻璃基板放置在設(shè)置在真空室中的平臺(tái)上。
如圖6C的區(qū)塊O所示，玻璃園緣固定件(bead spacer)材料均勻布置在玻璃基板的整個(gè)ITO-覆層表面。
如圖6C的區(qū)塊P所示，制備的液晶材料混和物注入玻璃注射器或相同功能的裝置中，然后一過(guò)濾器安裝在注射器上。
如圖6C的區(qū)塊Q所示，液晶混和物通過(guò)注射器注入玻璃基板。
如圖6C的區(qū)塊R所示，真空室中的螺線管基的基板運(yùn)輸裝置的夾鉗收回，準(zhǔn)備與另一個(gè)基板接合。
如圖6C的區(qū)塊S所示，第二玻璃基板放置在第一(固定的)添加了玻璃園緣固定件的基板上，使得第二玻璃基板的一邊緣靠在螺線管基運(yùn)輸裝置的夾鉗上，相對(duì)的一邊緣考在第一玻璃基板上。
如圖6C的區(qū)塊T所示，真空室的兩個(gè)真空泵工作，將真空室內(nèi)部抽真空，真空室中放置裝配的玻璃板。抽真空時(shí)間不應(yīng)超過(guò)20分鐘。需要內(nèi)部真空為100-200微真空(micron vacuum)。
如圖6C的區(qū)塊U所示，真空室中的螺線管基的基板運(yùn)輸裝置被啟動(dòng)，第二玻璃基板落下，蓋在第一基板上。
如圖6C的區(qū)塊V所示，施加的PSCT材料混和物在裝配的基板之間注入，同時(shí)一個(gè)真空泵保持工作。該注入步驟在重力作用下進(jìn)行，通常要1-2小時(shí)，以便PSCT材料混和物填滿裝配的玻璃基板的整個(gè)區(qū)域。
如圖6C的區(qū)塊W所示，使用真空室中的解除真空閥來(lái)解除真空室中的真空。
如圖6C的區(qū)塊X所示，采取措施保證兩個(gè)基板在兩個(gè)方向錯(cuò)開(kāi)，以提供導(dǎo)電電極由釬焊等傳統(tǒng)方法固定的表面。
PSCT基板的邊緣封閉如圖6D的區(qū)塊Y所示，第一玻璃基板的兩個(gè)邊緣和第二基板的兩個(gè)邊緣用丙酮清潔，需要注意清潔步驟不要使用太多的丙酮。
給板的邊緣加導(dǎo)電帶如圖6D的區(qū)塊Z所示，導(dǎo)電帶施加到第一基板的兩個(gè)邊緣和第二基板的至少一個(gè)邊緣。
如圖6D的區(qū)塊AA所示，UV膠(例如Norland68)點(diǎn)沿基板的邊緣施加，然后通過(guò)點(diǎn)UV光源固化，直到施加的膠固化。固化期間，必須通過(guò)導(dǎo)電帶向板施加110伏電壓。施加電場(chǎng)的作用是使得PSCT混和物中的液晶沿施加的電場(chǎng)對(duì)齊。特別地，在固化后施加的電場(chǎng)不馬上解除，而是保持至少10分鐘。
如圖6D的區(qū)塊BB所示，基板的兩個(gè)邊緣用UV膠(例如Norland68)封閉。該UV膠可使用塑料注射器或相同功能的裝置施加。
如圖6D的區(qū)塊CC所示，施加的UV膠隨后使用UV光源固化。如上所述，固化期間，必須通過(guò)導(dǎo)電帶向板施加110伏電壓。施加電場(chǎng)的作用是使得PSCT混和物中的液晶沿施加的電場(chǎng)對(duì)齊。特別地，在固化后施加的電場(chǎng)不馬上解除，而是保持至少10分鐘。
如圖6D的區(qū)塊DD所示，封閉的邊緣通過(guò)施加5分鐘的環(huán)氧樹(shù)脂而被加強(qiáng)。環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)當(dāng)干燥至少30分鐘以完全干燥。
使用UV光固化板如圖6D的區(qū)塊EE所示，在UV陣列下板固化1小時(shí)，該UV陣列包括例如8個(gè)48″UV管，它們排列在一個(gè)潔凈的房間環(huán)境中。在UV固化期間，必須通過(guò)導(dǎo)電帶向板施加110伏電壓。施加電場(chǎng)的作用是使得PSCT混和物中的液晶沿施加的電場(chǎng)對(duì)齊。特別地，在固化后施加的電場(chǎng)不馬上解除，而是保持至少10分鐘。
最后的清潔板固化之后，最后清潔，然后檢測(cè)以保證在制造過(guò)程中質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)得到滿足。
制造本發(fā)明的PSCT基窗板期間，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)引起PSCT板不能保持其工作的散射狀態(tài)的三個(gè)因素是(a)板制造環(huán)境中存在潮濕(即自由基終止物)；(b)涂料中的一些成分釋放的氣體，例如萘，其為禁止物；(c)抽真空時(shí)施加的液晶混和物中單體成分的揮發(fā)。申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)解決這些問(wèn)題的方法是(a)烘烤玻璃基板和對(duì)環(huán)境除濕；(b)剝?nèi)ネ苛希?c)減短抽真空時(shí)間。
制造具有根據(jù)本發(fā)明的塑料基板的PSCT基裝置的系統(tǒng)和方法在建筑和汽車應(yīng)用中，具有玻璃基板的PSCT板的使用不能滿足安全玻璃的要求，因?yàn)橐坏┎ＡЩ迤屏眩浼怃J的邊緣將會(huì)傷害人。
一個(gè)可能的解決辦法是以層疊方式制造本發(fā)明的PSCT板，即在塑料基板上制造PSCT板，然后使用強(qiáng)力粘結(jié)劑例如PVB粘結(jié)劑將PSCT板層疊在一玻璃基板上，該粘結(jié)劑用于層疊的汽車擋風(fēng)玻璃和擋風(fēng)屏的制造中。
圖7中，顯示了具有PET塑料基板的PSCT板。通常，所有上述的配方(1至13號(hào))都可以用于制造這樣的板。
為了說(shuō)明，下面介紹使用配方11的PET基PSCT板的制造方法，其中，當(dāng)PSCT板工作在關(guān)狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)生“白”板?？梢允褂脠D8的通用裝置。注意，當(dāng)使用PET塑料基板時(shí)，不需要使用真空室，盡管PET板應(yīng)當(dāng)烘烤以除濕，該制造程序需要在低的相對(duì)濕度下進(jìn)行，如同具有玻璃基板的PSCT板的制造環(huán)境一樣。
注意，區(qū)塊A之前，PET基板被制備，在其一側(cè)的整個(gè)表面涂覆一導(dǎo)電光學(xué)潔凈層(例如ITO)，烘烤以從微結(jié)構(gòu)中除濕，然后放在一邊以便下面的制造工序。
如圖9的區(qū)塊A所示，PSCT材料的成分稱重，并根據(jù)配方11和其他配方混和。
如圖9的區(qū)塊B所示，使用布清潔ITO涂覆的層，清潔PET基板。
如圖9的區(qū)塊C所示，第一PET基板放在一平面上，如圖8所示。
如圖9的區(qū)塊D所示，PET基板的整個(gè)ITO涂覆表面上均勻地噴以玻璃園緣固定件層(例如直徑為30微米)。
如圖9的區(qū)塊E所示，PSCT混和物沿PET基板一邊緣注入或以其他方式分布。
如圖9的區(qū)塊F所示，使用一濕輥針型機(jī)構(gòu)將第二PET基板層疊在第一基板上，如圖8所示，或用其他機(jī)構(gòu)以在層疊過(guò)程中均勻施加壓力于第二PET基板上表面。
如圖9的區(qū)塊G所示，PET基板的四個(gè)邊緣用5分鐘環(huán)氧樹(shù)脂封閉，其可在至少30分鐘完全干燥。
如圖9的區(qū)塊H所示，PSCT板在UV光下固化，同時(shí)穿過(guò)IPT層施加一電場(chǎng)，其方式類似于玻璃基板的PSCT板的制造工藝中使用的方式。施加的電場(chǎng)使得PSCT混和物中的液晶沿施加的電場(chǎng)對(duì)齊。
固化完成后，所得的板再清潔一次，然后通過(guò)公知的試驗(yàn)和其他質(zhì)量控制手段。
上述具有PET塑料基板的PSCT基板可整合成各種光電裝置和系統(tǒng)，或可以層疊在各種玻璃基板上，如在建筑和汽車工業(yè)中使用的那樣。
本發(fā)明第一實(shí)施例的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的PSCT基的圖像板上述的本發(fā)明的PSCT板可改變成在電子控制下視覺(jué)地產(chǎn)生各種圖像，這可以這樣實(shí)現(xiàn)(i)幾何構(gòu)圖第一導(dǎo)電光學(xué)潔凈電極層成為圖像傳遞部分和背景部分，而第二導(dǎo)電光學(xué)潔凈電極層不構(gòu)圖，(ii)提供雙重控制開(kāi)關(guān)(K1和K2)，其向?qū)щ姷墓鈱W(xué)潔凈電極層的不同部分施加不同的控制電壓(來(lái)自電壓源V)。這些控制電壓的作用是引起液晶以聚焦錐形狀態(tài)對(duì)齊(即在板工作的半透明狀態(tài))或同向扭轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì)齊(即在板工作的透明狀態(tài))。
在圖10中，示意地說(shuō)明光電照明/圖像板，其中在第一玻璃基板(或塑料基板)上的第一導(dǎo)電光學(xué)潔凈電極層(ITO)使用光刻方法(和圖12所示的光掩膜方法)進(jìn)行幾何構(gòu)圖，而第二玻璃基板(或塑料基板)上的第二導(dǎo)電光學(xué)潔凈電極層不構(gòu)圖。如圖12和13所示，第一基板上的幾何構(gòu)圖的ITO層以非像素化形式形成。
如圖10和13所示，未構(gòu)圖的ITO層電連接到一公共地參考電壓。在所示的實(shí)施例中，幾何構(gòu)圖層包括(i)圖像傳遞部分(例如對(duì)應(yīng)圖10和11的REVEO公司和圖12和13中的LUX UV技術(shù))，(ii)背景部分，其與圖像傳遞部分邏輯(空間)互補(bǔ)。如圖12和13所示，第一構(gòu)圖的ITO層的圖像傳遞部分電連接到端子K2＝2，而背景部分電連接到端子K2＝3。第一控制開(kāi)關(guān)K1連接到電壓源V的正輸出端，而端子I可以與開(kāi)關(guān)K2的端子2或3或與端子0連接，從而產(chǎn)生帶雙重開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)的數(shù)個(gè)可能的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
所示實(shí)施例的PSCT板的可能的各種工作狀態(tài)示于圖14，總結(jié)如下(1)在光透射(即被照明)背景上產(chǎn)生光散射(即變黑)圖像傳遞模式，如圖11A所示；(2)在光散射(即變黑)背景上產(chǎn)生光透明(即被照明)的圖像傳遞模式；如圖11B所示；整個(gè)板為透明狀態(tài)，而沒(méi)有圖像傳遞模式，如圖11C所示；整個(gè)板為光散射狀態(tài)，而沒(méi)有圖像傳遞模式，如圖11D所示。這些不同的狀態(tài)可通過(guò)構(gòu)造開(kāi)關(guān)K1和K2電切換，如圖14的表格所示。
下面介紹圖示實(shí)施例的PSCT基光電圖像裝置的制造方法。
產(chǎn)生光掩膜所示方法的第一步是產(chǎn)生光掩膜，如圖12所示，用于在第一玻璃基板或塑料基板上制造構(gòu)圖的導(dǎo)電光學(xué)潔凈層。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)在UV固化步驟中，整個(gè)PSCT板必須施加足夠的電壓，否則，沒(méi)有施加電壓的面積不顯示足夠的光散射密度，使得該區(qū)域半透明。因此，必須制造一光掩膜使得整個(gè)板在電極構(gòu)圖后被施加電壓。圖12所示為用于圖13的圖像裝置的光掩膜。用于制造圖10所示的圖像裝置的光掩膜按下面的幾何原則獲得。一旦產(chǎn)生光掩膜，制造工序的下一步包括使用光刻技術(shù)構(gòu)圖第一ITO層。在該步驟，有至少兩個(gè)選擇通過(guò)光阻劑光刻或通過(guò)UV膠。下面介紹這兩種技術(shù)。
使用光阻基蝕刻技術(shù)的光刻下述的一般步驟可用于構(gòu)圖玻璃或塑料制的ITO涂覆基板。應(yīng)使用負(fù)光阻。這樣的光阻具有這樣的特性，即其UV暴露部分將會(huì)聚合。但是，未暴露部分用特殊的顯影劑洗掉。
該光阻基構(gòu)圖步驟包括(1)涂覆光阻(photo resist)于ITO基板上(例如使用旋轉(zhuǎn)涂覆工藝)；(2)在光阻供給器規(guī)定的溫度下軟烘烤光阻；(3)在足夠強(qiáng)的UV光下曝光光阻，同時(shí)光掩膜覆蓋在基板的頂部；(4)在顯影劑中顯影曝光的光阻，顯影劑由光阻供給器提供，顯影時(shí)間由光阻供給器規(guī)定，在顯影之后，未曝光光阻被洗掉，留下構(gòu)圖的光阻在ITO基板表面；(5)在光阻供給器推薦的烘烤溫度下硬烘烤構(gòu)圖基板；(6)在蝕刻劑中蝕刻ITO基板，蝕刻劑包括HCL∶N2SO5∶H2O＝0.5∶0.1∶0.5，蝕刻時(shí)間在10分鐘到30分鐘左右；(7)使用光阻廠商或銷售商提供的剝離劑剝離光阻。
使用UV膠光刻和層疊技術(shù)UV膠基構(gòu)圖過(guò)程包括(1)在ITO玻璃基板和UV透明塑料基板之間層疊UV膠，(例如UV膠可以是Norland生產(chǎn)的Norland68，塑料基板可以是用于覆蓋一雙粘結(jié)粘結(jié)膜的非粘結(jié)塑料板)；(2)在足夠強(qiáng)的UV光下曝光UV膠層(例如在中強(qiáng)度水銀UV光源)，曝光時(shí)間大約30秒，光掩膜安裝在塑料基板頂部；(3)剝離非粘結(jié)塑料板；
(4)用醇清除未聚合的UV膠；(5)在蝕刻劑中蝕刻ITO基板(例如蝕刻劑包括HCL∶N2SO5∶H2O＝0.5∶0.1∶0.5，蝕刻時(shí)間在10分鐘到30分鐘左右)；(6)用丙酮?jiǎng)冸xUV膠。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的PSCT基圖像板的制造工藝在該制造階段，示于圖4至6D的真空填充的板制造方法可用于圖10到13的PSCT基圖像板的構(gòu)造的制造，在第一玻璃基板和第二玻璃基板之間實(shí)現(xiàn)，不需要改變真空填充方法。
類似地，在該制造工藝中，圖8和9所示的層疊/濕輥基的板制造方法，可用于圖10到13的PSCT基圖像板的構(gòu)造的制造，在一玻璃基板和一塑料基板之間實(shí)現(xiàn)，不需要改變層疊/濕輥基的方法。
PSCT板完成后，冷陰極熒光管(CCFL)及反射鏡安裝在板的邊緣，使用邊緣點(diǎn)亮背光板技術(shù)，使得從CCFL管中發(fā)出的光有效地耦合到波導(dǎo)PSCT結(jié)構(gòu)中，然后，電開(kāi)關(guān)K1和K2可使用LCD板的公知技術(shù)連接到板上。
本發(fā)明的可電性切換背光PSCT基圖像板圖15中，本發(fā)明的邊緣點(diǎn)亮PSCT基圖像板修改為提供一背光PSCT基圖像板，其具有圖10所示的裝置的大致相似的工作狀態(tài)，其優(yōu)點(diǎn)為可使用高強(qiáng)度背光光源。
可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的PSCT基圖像板的第二實(shí)施例圖16和17中，顯示圖10的邊緣點(diǎn)亮的PSCT基圖像板整合成更先進(jìn)的邊緣點(diǎn)亮光電發(fā)光板，其具有廣泛的用途(1)可電性切換的私密窗，提供更強(qiáng)的私密性保護(hù)；(2)可電性切換的發(fā)光板，用于內(nèi)部或外部環(huán)境的照明；(3)圖像板，用于在白天或黑夜廣告、裝飾、櫥窗、和圖像顯示。
圖16中，示意表示新型PSCT基發(fā)光/照明板的結(jié)構(gòu)。圖1所示的操作/功能描述了PSCT基發(fā)光板的工作和功能。
如圖17所示，該新型裝置有一組不同的可電性切換的顯示狀態(tài)，用于不同的應(yīng)用，例如包括傳統(tǒng)的可切換私密窗玻璃；不同使用的廣告和/或圖像板；私密窗和黑度控制的應(yīng)用；傳統(tǒng)的可切換的私密窗，并具有增強(qiáng)的私密性保護(hù)；雙路表面發(fā)光板；夜用廣告和/或圖像板；單路表面光源應(yīng)用；可切換反光鏡；單路發(fā)光式夜用廣告和/或圖像板。
如圖16所示，本發(fā)明的光電發(fā)光裝置包括可電性切換的寬帶左手性膽固醇液晶(BBLH CLC)板；可電性切換的寬帶右手性膽固醇液晶(BBRHCLC)板；可電性切換的PSCT板，具有幾何構(gòu)圖的ITO層，如圖10所示，可被一對(duì)可電性控制的冷陰極熒光燈(CCFL)邊緣點(diǎn)亮；多個(gè)未構(gòu)圖的ITO層，使得所述可電性切換的BBLH CLC板和所述可電性切換的BBRH CLC板可電性切換開(kāi)和關(guān)，如本申請(qǐng)人在以前的WIPO的1998年9月3日出版的出版物NO.WO98/38547所教導(dǎo)的，在此作為參考引入。
在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述可電性切換的BBLH CLC和BBRH CLC板反射全部可見(jiàn)光譜的光。當(dāng)所述可電性切換的BBLH CLC和BBRH CLC板在所述反射工作狀態(tài)時(shí)，它們可電切換于反射和透明狀態(tài)，所述可電性切換的BBLH CLC和BBRH CLC板共同作為反射鏡，其反射性依賴于施加的控制電壓值。
所述可電性切換的PSCT板在可見(jiàn)光頻帶散射光，可在半透明和透明狀態(tài)之間可電性切換。如上所述，在所述可電性切換的PSCT板中的導(dǎo)電電極之一(即ITO層)被幾何構(gòu)圖，當(dāng)所述可電性切換的PSCT板在半透明狀態(tài)時(shí)，其散射光。
如所示的那樣，由所述電控制的CCFL發(fā)出的光有效地耦合到所述波導(dǎo)的PSCT板中。在一種理想的狀態(tài)，當(dāng)所述可電性切換的PSCT板工作在透明狀態(tài)時(shí)，即沒(méi)有光散射發(fā)生，波導(dǎo)光限定在板中，沒(méi)有泄漏。但是，當(dāng)所述可電性切換的PSCT板工作在散射狀態(tài)時(shí)，波矢量與波導(dǎo)模式受擾，改變其方向。波導(dǎo)光與所述可電性切換的PSCT板不耦合，所述可電性切換的PSCT板用作表面光源。不耦合的光在兩個(gè)方向照明，即前后方向。假如向后的光撞擊LH CLC和RH CLC板，如果兩個(gè)BB CLC板工作在透明狀態(tài)，組合的發(fā)光板在兩個(gè)方向照明，即前和后表面。但是，如果兩個(gè)BB CLC板工作在反射狀態(tài)，組合的發(fā)光板在一個(gè)方向照明，即前表面。
注意，當(dāng)CFC工作在開(kāi)狀態(tài)即發(fā)光時(shí)，圖16所示的裝置用作私密窗時(shí)具有增強(qiáng)的私密性保護(hù)，這在晚上特別重要。這是由于從板發(fā)射的光減小了由內(nèi)部光源投射到玻璃上的物體的陰影。如果兩個(gè)CLC處于反射狀態(tài)，可提供進(jìn)一步的增強(qiáng)的私密保護(hù)。
本發(fā)明的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的其他實(shí)施例上述電光窗玻璃板可以共同待審中的上述美國(guó)申請(qǐng)09/032,302號(hào)所示的各種方式組合，以提供能控制數(shù)個(gè)幅射頻帶中的光線傳輸通過(guò)的智能窗玻璃結(jié)構(gòu)。
上述的本發(fā)明智能窗玻璃結(jié)構(gòu)可大致完全散射一極大部分的可見(jiàn)頻帶。
在描述本發(fā)明所述其他實(shí)施例之后，可了解進(jìn)一步的修改。
譬如，上述電光窗玻璃結(jié)構(gòu)可以幾乎任何數(shù)量或順序堆疊及疊層在一起，以形成具超過(guò)兩光學(xué)狀態(tài)(譬如四個(gè)或更多)的復(fù)合的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，這種電光窗玻璃結(jié)構(gòu)可用以構(gòu)成能提供復(fù)雜程度的陽(yáng)光及/或可見(jiàn)幅射控制的精密的窗系統(tǒng)。
電控制CLC為基礎(chǔ)的本發(fā)明智能窗可用于家庭、學(xué)校、辦公室、工廠、及車輛及飛機(jī)中以提供隱密性、亮度控制，并降低所用暖氣及冷氣系統(tǒng)的熱負(fù)荷。
本發(fā)明的電光窗玻璃可用以制造智能太陽(yáng)眼鏡及用于各種應(yīng)用中的遮陽(yáng)板，本發(fā)明的此實(shí)施例中，以安裝在使用者頭上的一架內(nèi)支撐的一對(duì)鏡片形式(如公知眼鏡或遮陽(yáng)片)，來(lái)實(shí)施本發(fā)明的電光窗玻璃。在圖1A及圖1B所示窗架內(nèi)實(shí)施的程序化微控制器、電池、電磁檢測(cè)器、電池充電電路及光學(xué)狀態(tài)切換電路可減小尺寸、并在本發(fā)明的此示范實(shí)施例的超小型太陽(yáng)眼鏡架內(nèi)實(shí)施。
本發(fā)明的電光窗玻璃可用于汽車、水用載具、飛機(jī)及太空載具，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)亦可用以制造空間光強(qiáng)度調(diào)變(SLM)板，其具有像素化或未像素化表面。
本發(fā)明的電光板的傳輸性及散射性特征本質(zhì)是為二向性，且不受入射光波長(zhǎng)的偏振狀態(tài)所影響，因此不論入射光的偏振狀態(tài)如何，當(dāng)電光窗玻璃板在其傳輸性模式操作時(shí)，入射光是在任一方向傳輸而有最小散射；而當(dāng)電光窗玻璃板在其散射模式操作時(shí)，入射光在任一方向散射，其中往前散射對(duì)于往后散射的比值至少為3/1(如75％/25％)。但了解此比值可視目前應(yīng)用而在本發(fā)明不同實(shí)施例作修改。
上述修改僅供示范，本領(lǐng)域技術(shù)人員了解示范實(shí)施例可有其他修改，所有所述修改及變化可視為本發(fā)明權(quán)利要求界定的本發(fā)明的范圍及精神之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，具有散射式及傳輸式操作模式，以分別選擇性散射及傳輸電磁幅射，該電光窗玻璃結(jié)構(gòu)包括一疊層構(gòu)造的電光窗玻璃板，具有第一及第二光學(xué)操作狀態(tài)；及光學(xué)狀態(tài)切換裝置，用以將該電光窗玻璃板切換成該第一操作狀態(tài)，以引發(fā)該電光窗玻璃結(jié)構(gòu)成為該散射式操作狀態(tài)，且用以將該電光窗玻璃板切換成該第二操作狀態(tài)，以引發(fā)該電光窗玻璃結(jié)構(gòu)成為該傳輸式操作狀態(tài)。
2.一種電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其具有全散射式及全傳輸式操作模式，以改良控制電磁頻帶的日光區(qū)內(nèi)的電磁幅射流。
3.如權(quán)利要求2的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其中可電性啟動(dòng)或切換所述操作模式，同時(shí)避免使用能量吸收機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其具有一操作寬頻帶，包括電磁頻譜的近IR、可見(jiàn)及近UV部分。
5.一種主動(dòng)控制觀察板，包括權(quán)利要求1或29的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其中在電磁頻譜的近UV及近IR區(qū)上的電磁幅射傳輸可全部散射而非吸收，而降低該光學(xué)窗玻璃結(jié)構(gòu)所需操作的溫度循環(huán)范圍。
6.如權(quán)利要求5的主動(dòng)控制觀察板，其中該電光窗玻璃結(jié)構(gòu)由采用液晶材料的一聚合物穩(wěn)定的膽固醇性織構(gòu)(PSCT)所制造。
7.如權(quán)利要求6的主動(dòng)控制觀察板，其中該電光窗玻璃結(jié)構(gòu)在其表面上具有均勻的光學(xué)特征。
8.一種PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其采用不具液晶相的一聚合物，亦即聚合物不含介晶生成基。
9.一種PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其包括在一PSCT材料中的二色性染料。
10.一種PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其可在使用較低控制電壓的一組光學(xué)狀態(tài)之間切換。
11.一種PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其具有改良的機(jī)械強(qiáng)度。
12.一種PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其包括一對(duì)設(shè)有絕緣層的玻璃基板。
13.一種PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法，其使用一特別添加劑以在制造工藝期間消除液晶流條紋。
14.一種PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其包括在一對(duì)玻璃基板上作為電極表面的導(dǎo)電層。
15.一種制造PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，具有大于2米×3米的一表面積，包括一浮法玻璃制造設(shè)備。
16.一種制造PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其不具模糊且不具缺陷、且在該裝置表面積上具有均勻的光學(xué)特征。
17.一種制造PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其利用便宜的不具液晶相的液晶材料，亦即聚合物不具介晶生成基。
18.一種PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法，其包括制造浮法玻璃片的步驟。
19.一種制造PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其包括添加一表面活性劑，以在該電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的整體表面上達(dá)到均勻的光學(xué)性質(zhì)。
20.一種PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其不具模糊、不具缺陷、且在該裝置表面上具有均勻的光學(xué)特征。
21.一種PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法，其利用便宜的不具液晶相的液晶材料，亦即聚合物不具介晶生成基。
22.一種制造PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其利用浮法玻璃制造技術(shù)。
23.一種PSCT為基礎(chǔ)的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的制造方法，其包括將一表面活性劑加入一液晶混合物的步驟，以在所生成電光窗玻璃結(jié)構(gòu)的整體表面上達(dá)到均勻的光學(xué)性質(zhì)。
24.一種智能窗系統(tǒng)，用于安裝在房屋或辦公大樓內(nèi)、或在譬如飛機(jī)或車輛等運(yùn)輸載具上，該智能窗系統(tǒng)包括如權(quán)利要求1或29的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其支撐在預(yù)制窗架內(nèi)，其中安裝有一電磁感測(cè)器，用以感測(cè)外部環(huán)境中的電磁狀況；一電池供應(yīng)器，用以提供電力；一電磁動(dòng)力電池充電器，以將該電池充電；電路，用以產(chǎn)生窗玻璃控制電壓，以驅(qū)動(dòng)該窗架內(nèi)支撐的電光窗玻璃的電性主動(dòng)元件；及一微電腦晶片，以存在該程序化微控制器中的一幅射流控制造工藝序所需方式控制該電池充電器及電路及該窗玻璃控制電壓的操作。
25.一種熱/觀察罩或板，由如權(quán)利要求1的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)所制造。
26.一種智能太陽(yáng)眼鏡，其中利用如權(quán)利要求1的一電光窗玻璃結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)各光學(xué)元件，并與太陽(yáng)眼鏡架尺寸相配合。
27.一種智能快門玻璃，其中利用本發(fā)明的一電光窗玻璃結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)各光學(xué)元件，并與快門玻璃架尺寸相配合。
28.一種智能擋風(fēng)玻璃或觀景玻璃，由本發(fā)明的一電光窗玻璃結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
29.一種電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，具有一傳輸式模式及一散射式模式，包括一可電性切換液晶及聚合物混合物材料，配置于一對(duì)光學(xué)穿透式板之間，其中該可電性切換液晶及聚合物混合材料在該傳輸式模式操作時(shí)，在所有觀察角度呈現(xiàn)最小的模糊。
30.如權(quán)利要求29的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其中該可電性切換液晶及聚合物混合物材料是為一聚合物網(wǎng)絡(luò)，其中支撐非反應(yīng)性膽固醇性液晶分子，而不出現(xiàn)介晶生成基。
31.如權(quán)利要求29的電光窗玻璃結(jié)構(gòu)，其中該聚合物網(wǎng)絡(luò)與該非反應(yīng)性手征性液晶分子之間的耦合足以穩(wěn)定焦點(diǎn)錐形狀態(tài)的該非反應(yīng)性膽固醇性液晶分子，因此較低強(qiáng)度的一電場(chǎng)足以沿場(chǎng)方向切換所有非反應(yīng)性液晶分子，導(dǎo)致在所有觀察角度均無(wú)模糊。
32.一種PSCT為基礎(chǔ)的裝置的制造方法，包括以下步驟(a)制造第一及第二片浮法玻璃用作一對(duì)玻璃基板；(b)一第一導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層沉積在該第一片浮法玻璃上，沿其產(chǎn)生一第一組導(dǎo)電粒子，并將一第二導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層沉積在該第二片浮法玻璃上，沿其產(chǎn)生一第二組導(dǎo)電粒子；(c)一第一電性絕緣光學(xué)潔凈層沉積在該第一導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層上，并將一第二電性絕緣光學(xué)潔凈層沉積在該第二導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層上；及(d)將一層聚合物穩(wěn)定的膽固醇性織構(gòu)(PSCT)材料施加在所述第一及第二片浮法玻璃之間，使得所述第一及第二片浮法玻璃相對(duì)彼此大致呈平行沉積，該層PSCT材料沉積在所述第一及第二電絕緣光學(xué)潔凈層之間，且所述第一及第二電絕緣光學(xué)潔凈層配置于所述第一及第二導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層之間。
33.如權(quán)利要求32的方法，其中步驟(b)中，所述第一及第二導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層由選自下列各物的材料制造氧化錫、ZnO2、及銀。
34.如權(quán)利要求32的方法，其中步驟(c)中，所述第一及第二電性絕緣光學(xué)潔凈層由選自下列各物的材料制造SiOx。
35.如權(quán)利要求32的方法，其進(jìn)一步包括在步驟(b)之后及步驟(c)之前，使所述第一及第二組導(dǎo)電粒子作電性預(yù)放電。
36.如權(quán)利要求35的方法，其中該電性預(yù)放電包括在所述第一及第二片浮法玻璃形成的一空玻璃格室上施加一電壓，且具有取決于所述第一及第二片間所施加的圓緣固定部的一間隙。
37.一種用以制造PSCT為基礎(chǔ)的裝置的系統(tǒng)，包括一第一系統(tǒng)組件，用以產(chǎn)生第一及第二片的浮法玻璃用作一對(duì)玻璃基板；一第二系統(tǒng)組件，用以將一第一導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層沉積在該第一片浮法玻璃上，沿其產(chǎn)生一第一組導(dǎo)電粒子，及將一第二導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層沉積在該第二片浮法玻璃上，沿其產(chǎn)生一第二組導(dǎo)電粒子；一第三系統(tǒng)組件，用以將一第一電性絕緣光學(xué)潔凈層沉積在該第一導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層上，及將一第二電絕緣光學(xué)潔凈層沉積在該第二導(dǎo)電光學(xué)潔凈層上；及一第四系統(tǒng)組件，用以將一層聚合物穩(wěn)定膽固醇性織構(gòu)(PSCT)施加在所述第一及第二片浮法玻璃之間，使得所述第一及第二片浮法玻璃相對(duì)彼此大致平行沉積，該層PSCT材料沉積在所述第一及第二電絕緣光學(xué)潔凈層之間，且所述第一及第二電絕緣光學(xué)潔凈層配置在所述第一及第二導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層之間。
38.如權(quán)利要求37的系統(tǒng)，其中所述第一及第二導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層由選自下列各物的材料制造氧化錫、ZnO2、及銀。
39.如權(quán)利要求37的系統(tǒng)，其中所述第一及第二導(dǎo)電絕緣光學(xué)潔凈層由選自下列各物的材料制造SiOx。
40.如權(quán)利要求37的系統(tǒng)，其中其進(jìn)一步包括一第五系統(tǒng)組件，用以使所述第一及第二組導(dǎo)電粒子作電性預(yù)放電。
41.如權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中該第五系統(tǒng)組件包括用以將一電壓施加在所述第一及第二片浮法玻璃形成的一空玻璃格室上的裝置，且具有取決于所述第一及第二片間所施加的圓緣固定部的一間隙。
42.一種PSCT為基礎(chǔ)的可電性切換的圖像板，其可在電子控制下產(chǎn)生圖像，其包括第一及第二基板，平行布置，其間有一間隙；一構(gòu)圖的導(dǎo)電性光學(xué)潔凈電極層，形成在該第一基板上，其具有傳遞圖像部分和背景部分，根據(jù)要產(chǎn)生的圖像幾何特征形成；一未構(gòu)圖的導(dǎo)電性光學(xué)潔凈電極層，形成在所述第二基板上；一PSCT層施加在所述間隙之間，并在形成在所述第一基板上的構(gòu)圖的導(dǎo)電性光學(xué)潔凈電極層和形成在所述第二基板上的所述未構(gòu)圖的導(dǎo)電性光學(xué)潔凈電極層之間；多個(gè)電連接件，形成在所述圖像傳遞部分、所述背景部分和所述未構(gòu)圖的導(dǎo)電性光學(xué)潔凈電極層之間；多個(gè)控制開(kāi)關(guān)，用于從電壓源施加一控制電壓給所述圖像傳遞部分、所述背景部分和所述未構(gòu)圖的導(dǎo)電性光學(xué)潔凈電極層，使得帶有所述PSCT層的液晶在板工作的半透明狀態(tài)時(shí)以聚焦錐狀態(tài)對(duì)齊，或在板的透明狀態(tài)時(shí)為同向扭曲狀態(tài)，以產(chǎn)生圖像。
43.如權(quán)利要求42所述的PSCT為基礎(chǔ)的可電性切換的圖像板，其特征在于，還包括至少一個(gè)光源，沿所述板的至少一個(gè)邊緣布置，以在PSCT層中投射光。
44.如權(quán)利要求43所述的PSCT為基礎(chǔ)的可電性切換的圖像板，其特征在于，所述構(gòu)圖的導(dǎo)電性光學(xué)潔凈電極層使用光刻方法和光掩膜方法。
45.如權(quán)利要求42所述的PSCT為基礎(chǔ)的可電性切換的圖像板，其特征在于，其具有多個(gè)工作狀態(tài)，包括相對(duì)光透明背景產(chǎn)生光散射圖像傳遞模式；相對(duì)光散射背景產(chǎn)生光透明圖像傳遞模式；產(chǎn)生光透明背景模式而沒(méi)有光散射圖像傳遞模式；產(chǎn)生光散射背景而沒(méi)有光透明圖像傳遞模式。
46.制造PSCT為基礎(chǔ)的電光玻璃板的方法，包括以下步驟(a)混和聚合物和液晶材料，當(dāng)以材料混和物施加到一基板時(shí)，以相同的速度流入，使得在生產(chǎn)過(guò)程中不發(fā)生材料的聚集，在PSCT結(jié)構(gòu)中不發(fā)生非均勻特征，從而減小所述板中模糊的程度。
47.制造PSCT為基礎(chǔ)的板的方法，包括以下步驟(a)在PSCT材料混和物中混和液晶材料和至少兩種單體，稱為A單體和B單體；其中所述A單體只含有一種可聚合基，當(dāng)聚合時(shí)，產(chǎn)生1-D或2-D型聚合物基體結(jié)構(gòu)，其折射率低于含在配制的混和物中的液晶材料的折射率，所述A單體的粘度特征低于所述液晶材料的粘度特征；其中所述B單體含有多個(gè)可聚合基，當(dāng)聚合時(shí)，產(chǎn)生3-D型聚合物基體結(jié)構(gòu)，其折射率非常接近于所述液晶材料的折射率，所述B單體的粘度特征高于所述液晶材料的粘度特征；(b)在一對(duì)基板之間沉積所述PSCT材料混和物，并布置所述基板呈平行狀態(tài)，形成板型結(jié)構(gòu)；(c)聚合所述A單體和B單體，在所述基板對(duì)之間產(chǎn)生PSCT層，其在所述PSCT為基礎(chǔ)的電光玻璃板在光傳輸狀態(tài)工作時(shí)具有減小的模糊程度，這是由于所述液晶材料和所述A單體的折射率匹配，由于在步驟(a)和(b)中以及步驟(c)之前所述液晶材料和所述A單體和B單體的粘度特性的匹配，其橫穿所述板表面具有高的光學(xué)均勻性。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，所述增強(qiáng)的機(jī)械穩(wěn)定性減小了由于重力長(zhǎng)期作用于所述PSCT板造成的不可切換性點(diǎn)沿所述PSCT板的形成。
49.制造PSCT為基礎(chǔ)的板的方法，包括以下步驟(a)在PSCT材料混和物中混和液晶材料和至少兩種單體，稱為A單體和B單體；其中所述A單體只含有一種可聚合基，當(dāng)聚合時(shí)，產(chǎn)生1-D或2-D型聚合物基體結(jié)構(gòu)，其折射率低于含在配制的混和物中的液晶材料的折射率，所述A單體的粘度特征低于所述液晶材料的粘度特征；其中所述B單體含有多個(gè)可聚合基，當(dāng)聚合時(shí)，產(chǎn)生3-D型聚合物基體結(jié)構(gòu)，其折射率非常接近于所述液晶材料的折射率，所述B單體的粘度特征高于所述液晶材料的粘度特征；(b)在一對(duì)基板之間沉積所述PSCT材料混和物，并布置所述基板呈平行狀態(tài)，形成板型結(jié)構(gòu)；(c)聚合所述A單體和B單體，在所述基板對(duì)之間產(chǎn)生PSCT層，(i)其在全傳輸狀態(tài)工作時(shí)具有顯著減小的模糊程度，(ii)具有增強(qiáng)的長(zhǎng)期機(jī)械穩(wěn)定性，這是由于組合的1-D/2-D和3-D聚合物基體結(jié)構(gòu)，其中嵌有液晶材料。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于，所述增強(qiáng)的機(jī)械穩(wěn)定性減小了由于重力長(zhǎng)期作用于所述PSCT板造成的不可切換性點(diǎn)沿所述PSCT板的形成。
51. 46.制造PSCT為基礎(chǔ)的電光玻璃板的方法，包括以下步驟(a)混和聚合物和液晶材料，當(dāng)以材料混和物施加到一基板時(shí)，以相同的速度流入，使得在生產(chǎn)過(guò)程中不發(fā)生材料的聚集，在PSCT結(jié)構(gòu)中不發(fā)生非均勻特征，從而減小所述板中模糊的程度。47.制造PSCT為基礎(chǔ)的板的方法，包括以下步驟(a)在PSCT材料混和物中混和液晶材料和至少兩種單體，稱為A單體和B單體；其中所述A單體只含有一種可聚合基，當(dāng)聚合時(shí)，產(chǎn)生1-D或2-D型聚合物基體結(jié)構(gòu)，其折射率低于含在配制的混和物中的液晶材料的折射率，所述A單體的粘度特征低于所述液晶材料的粘度特征；其中所述B單體含有多個(gè)可聚合基，當(dāng)聚合時(shí)，產(chǎn)生3-D型聚合物基體結(jié)構(gòu)，其折射率非常接近于所述液晶材料的折射率，所述B單體的粘度特征高于所述液晶材料的粘度特征；(b)在一對(duì)基板之間沉積所述PSCT材料混和物，并布置所述基板呈平行狀態(tài)，形成板型結(jié)構(gòu)；(c)聚合所述A單體和B單體，在所述基板對(duì)之間產(chǎn)生PSCT層，其在所述PSCT為基礎(chǔ)的電光玻璃板在光傳輸狀態(tài)工作時(shí)具有減小的模糊程度，這是由于所述液晶材料和所述A單體的折射率匹配，由于在步驟(a)和(b)中以及步驟(c)之前所述液晶材料和所述A單體和B單體的粘度特性的匹配，其橫穿所述板表面具有高的光學(xué)均勻性。48.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，所述增強(qiáng)的機(jī)械穩(wěn)定性減小了由于重力長(zhǎng)期作用于所述PSCT板造成的不可切換性點(diǎn)沿所述PSCT板的形成。49.制造PSCT為基礎(chǔ)的板的系統(tǒng)，包括在PSCT材料混和物中混和液晶材料和至少兩種單體的第一機(jī)構(gòu)，兩種單體稱為A單體和B單體；其中所述A單體只含有一種可聚合基，當(dāng)聚合時(shí)，產(chǎn)生1-D或2-D型聚合物基體結(jié)構(gòu)，其折射率低于含在配制的混和物中的液晶材料的折射率，所述A單體的粘度特征低于所述液晶材料的粘度特征；其中所述B單體含有多個(gè)可聚合基，當(dāng)聚合時(shí)，產(chǎn)生3-D型聚合物基體結(jié)構(gòu)，其折射率非常接近于所述液晶材料的折射率，所述B單體的粘度特征高于所述液晶材料的粘度特征；在一對(duì)基板之間沉積所述PSCT材料混和物，并布置所述基板呈平行狀態(tài)，形成板型結(jié)構(gòu)的第二機(jī)構(gòu)；聚合所述A單體和B單體，在所述基板對(duì)之間產(chǎn)生PSCT層的第三機(jī)構(gòu)，(i)PSCT層在全傳輸狀態(tài)工作時(shí)具有顯著減小的模糊程度，增強(qiáng)了觀察者看透的能力；(ii)具有增強(qiáng)的長(zhǎng)期機(jī)械穩(wěn)定性，這是由于組合的1-D/2-D和3-D聚合物基體結(jié)構(gòu)，其中嵌有液晶材料。50.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，由所述第三機(jī)構(gòu)操作引起的所述增強(qiáng)的機(jī)械穩(wěn)定性顯著減小了由于重力長(zhǎng)期作用于所述PSCT板造成的不可切換性點(diǎn)沿所述PSCT板的形成。51.可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，其整合為一個(gè)單一的裝置，包括第一裝置，作為可電性切換的私密窗，并大大增強(qiáng)了私密保護(hù)；第二裝置，作為可電性切換的發(fā)光板，用于照亮內(nèi)部或外部環(huán)境；第三裝置，作為圖像板，用于在白天或夜晚的觀察環(huán)境投射被照明的圖像。52.如權(quán)利要求51所述的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，其特征在于，所述單一裝置包括設(shè)置在分別施加在第一和第二基板上的第一和第二導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層之間的PSCT層，所述第二導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層是未構(gòu)圖的，而根據(jù)要從所述電性可切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板投射的被照明的圖像的幾何形狀，所述第一導(dǎo)電性光學(xué)潔凈層在至少兩個(gè)空間互補(bǔ)的部分上構(gòu)圖。
52.可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，包括可電性切換的寬帶左手性膽固醇液晶(BBLH CLC)板；可電性切換的寬帶右手性膽固醇液晶(BBRH CLC)板；可電性切換的PSCT板，具有幾何構(gòu)圖的第一導(dǎo)電光學(xué)潔凈層和未幾何構(gòu)圖的第二導(dǎo)電光學(xué)潔凈層，可被一對(duì)可電性控制的發(fā)光元件邊緣點(diǎn)亮；多個(gè)未構(gòu)圖的導(dǎo)電光學(xué)潔凈層，使得所述可電性切換的BBLH CLC板和所述可電性切換的BBRH CLC板每個(gè)都可響應(yīng)一組施加到所述可電性切換的BBLH CLC和BBRH CLC板上的控制電壓而在反射和透射狀態(tài)之間電性切換。
53.如權(quán)利要求52所述的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，其特征在于，所述可電性切換的BBLH CLC和BBRH CLC板反射全部可見(jiàn)光譜的光。
54.如權(quán)利要求53所述的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，其特征在于，當(dāng)所述可電性切換的BBLH CLC和BBRH CLC板在所述反射工作狀態(tài)時(shí)，所述可電性切換的BBLH CLC和BBRH CLC板共同作為反射鏡，其反射性依賴于施加的控制電壓值。
55.如權(quán)利要求52所述的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，其特征在于，所述可電性切換的PSCT板在可見(jiàn)光頻帶散射光，可在半透明和透明狀態(tài)之間可電性切換。
56.如權(quán)利要求55所述的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，其特征在于，在所述可電性切換的PSCT板中的導(dǎo)電電極之一被幾何構(gòu)圖，當(dāng)所述可電性切換的PSCT板在半透明狀態(tài)時(shí)，光散射。
57.如權(quán)利要求53所述的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，其特征在于，由所述電控制的發(fā)光元件發(fā)出的光有效地耦合到所述可電性切換的PSCT板中。
58.如權(quán)利要求57所述的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，其特征在于，當(dāng)所述可電性切換的PSCT板工作在透明狀態(tài)時(shí)，即沒(méi)有光散射發(fā)生，波導(dǎo)光限定在所述可電性切換的PSCT板中，沒(méi)有泄漏。
58.如權(quán)利要求57所述的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，其特征在于，當(dāng)所述可電性切換的PSCT板工作在散射狀態(tài)時(shí)，波導(dǎo)光與所述可電性切換的PSCT板不耦合，所述可電性切換的PSCT板用作表面光源，不耦合的光在前后方向發(fā)射。
59.如權(quán)利要求57所述的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，其特征在于，當(dāng)所述BBLH CLC和BBRH CLC板工作在透明狀態(tài)時(shí)，組合的發(fā)光板在兩個(gè)方向照明，即前后方向。
60.如權(quán)利要求58所述的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，其特征在于，當(dāng)所述BBLH CLC和BBRH CLC板工作在反射狀態(tài)時(shí)，組合的發(fā)光板在一個(gè)方向照明，即前表面。
61.如權(quán)利要求58所述的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，其特征在于，當(dāng)所述可電性切換的發(fā)光元件發(fā)光時(shí)，所述可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的板具有增強(qiáng)的私密性保護(hù)，由于其減小了由內(nèi)部光源投射到玻璃上的物體的陰影。
62.如權(quán)利要求58所述的可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的圖像板，其特征在于，當(dāng)所述BBLH CLC和BBRH CLC板工作在反射狀態(tài)時(shí)，所述可電性切換的邊緣點(diǎn)亮的板提供進(jìn)一步的增強(qiáng)的私密保護(hù)。
全文摘要
一種具有全散射式及全穿透式操作模式的電光窗玻璃構(gòu)造,其可作電性切換以在各種應(yīng)用中用于動(dòng)態(tài)控制電磁輻射流。
文檔編號(hào)G02F1/1334GK1359479SQ00807437
公開(kāi)日2002年7月17日 申請(qǐng)日期2000年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月6日
發(fā)明者李 烈, 李將芬, 薩吉·M·法里斯 申請(qǐng)人:里維奧公司