專利名稱：調(diào)光結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種可調(diào)控光線量及顏色的調(diào)光結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于智能型玻璃具有減少熱輻射以節(jié)省能源的優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛運用于辦公室、住宅、綠色建筑及大型商業(yè)場所等區(qū)域。智能型玻璃所使用的涂層依照其調(diào)節(jié)方式可分為靜態(tài)型及動態(tài)型。靜態(tài)型智能型玻璃包含以下幾類金屬氧化物涂層、光致變色(Photochromic)涂層及溫致變色薄膜(Thermochromic film)。金屬氧化物涂層利用金屬化合物的特性讓可見光穿透，同時反射紅外光及遠紅外光輻射以阻擋熱量的傳遞，但缺點是入射光穿透率較低。為了改善此缺點需加入高折射性材料，因此這類型的智能型玻璃成本較高。光致變色(Photochromic)涂層是采用光敏感性且可逆的化學(xué)材料,例如氯化銀(Sliver chloride,AgCl)，但這些光敏感材料的變色速度較緩慢，故目前只用于太陽眼鏡。而溫致變色薄膜(Thermochromic film)是由兩片具有垂直吸收軸的偏光膜及位于兩偏光膜間的液晶層所組成，該液晶層中的液晶分子對溫度極具敏感性，故在高溫時液晶分子會呈現(xiàn)等向性(Isotropic)的特性，因此在高溫環(huán)境下可有效降低入射光的穿透。更進一步的，請參照圖1A，為現(xiàn)有技術(shù)中溫致變色薄膜100的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。溫致變色薄膜100，其包含第一偏光膜110、液晶層120及第二偏光膜130。圖1B為圖1A所不的偏光膜的軸向不意圖。第一偏光膜110具有第一吸收軸110A,而第二偏光膜130具有第二吸收軸130A，其中第一吸收軸IlOA與第二吸收軸130A相互垂直。如圖1B所示，第一吸收軸IlOA相對于水平線于實質(zhì)上呈0度，第二吸收軸130A相對于水平線于實質(zhì)上呈90度。接著，請一并參照圖1A及圖1B。溫致變色薄膜100于常溫環(huán)境下時，入射光從第一偏光膜110穿透而形成90度偏振光,藉由液晶層120中的液晶排列,將90度偏振光轉(zhuǎn)變成0度偏振光，最后穿透第二偏光膜130。當上述習(xí)知的溫致變色薄膜處于高溫環(huán)境時，液晶層120受到溫度影響，液晶分子不再作有序排列而轉(zhuǎn)變?yōu)榈认蛐?Isotropic)，因此在高溫環(huán)境下，液晶層120無法有效地將所有的90度偏振光轉(zhuǎn)為0度偏振光，只有部分光線可以穿透第二偏光膜130，從而達到減少光線穿透的功效。由上述可知，習(xí)知溫致變色薄膜所需的兩片偏光膜，其吸收軸需呈垂直，故生產(chǎn)時只能先將偏光膜裁切至預(yù)定尺寸，再以片貼得制程方式進行生產(chǎn)。因此，此類型的溫致變色薄膜受到偏光膜的卷料幅寬及貼合技術(shù)的限制，不易進行大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中溫致變色薄膜大規(guī)模生成受限的問題，本發(fā)明提出一種可達到卷對卷(Roll to Roll)的大規(guī)模生產(chǎn)的調(diào)光結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提供了一種調(diào)光結(jié)構(gòu),其包含第一偏光膜；相位延遲膜，其設(shè)置于該第一偏光膜之上；高分子分散型液晶薄膜，其設(shè)置于該相位延遲膜之上；以及第二偏光膜，其設(shè)置于該高分子分散型液晶薄膜之上；其中，該第一偏光膜與該第二偏光膜的吸收軸角度相同，該第一偏光膜、該第二偏光膜的吸收軸與該相位延遲膜的慢軸的夾角呈45度，且該相位延遲膜的慢軸與該高分子分散型液晶薄膜的配向方向垂直。作為可選的方案，該第一偏光膜包含第一偏光子及第一外保護膜，其中該第一外保護膜設(shè)置于該調(diào)光結(jié)構(gòu)的最外側(cè)。優(yōu)選的，該相位延遲膜設(shè)置于該第一偏光子與該高分子分散型液晶薄膜之間。作為可選的方案，該第一偏光膜更包含第一內(nèi)保護膜，其中，該第一內(nèi)保護膜設(shè)置于該相位延遲膜與該第一偏光子之間。作為可選的方案，該第二偏光膜包含第二偏光子及第二外保護膜，其中，該第二外保護膜設(shè)置于該調(diào)光結(jié)構(gòu)的另一最外側(cè)。優(yōu)選的，該高分子分散型液晶薄膜設(shè)置于該相位延遲膜與該第二偏光子之間。作為可選的方案，該第二偏光膜更包含第二內(nèi)保護膜，其中該第二內(nèi)保護膜設(shè)置于該聞分子分散型液晶薄膜與該第二偏光子之間。優(yōu)選的，該高分子分散型液晶薄膜與該相位延遲膜的平面內(nèi)相位延遲值RO相同。優(yōu)選的，該相位延遲膜的平面內(nèi)相位延遲值RO范圍介于200nm至2500nm之間。優(yōu)選的，該高分子分散型液晶薄膜由熱致型液晶及熱塑性樹脂所組成。優(yōu)選的，在上述的調(diào)光結(jié)構(gòu)中該保護膜是由聚對苯二甲酸二乙酯、聚碳酸酯、三醋酸纖維素、聚甲基丙烯酸甲酯和環(huán)烯烴聚合物中任意一種或者多種物質(zhì)所組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實施例所提出的調(diào)光結(jié)構(gòu)的第一偏光膜及第二偏光膜具有相同的吸收軸角度，有助于制程中可直接進行卷對卷(Roll to Roll)的大規(guī)模生產(chǎn)，并于裁切時大幅提高偏光膜的利用率。在本發(fā)明的部分實施例中，更可依據(jù)不同客戶需求調(diào)整入射至室內(nèi)光線的顏色，并且進一步的可以貼覆于透明的硬質(zhì)基板上，例如玻璃、太陽眼鏡或汽車玻璃等以達到調(diào)控光線量的功效。


圖1A為現(xiàn)有技術(shù)中溫致變色薄膜的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖1B為圖1A中偏光膜的軸向示意圖。圖2A為本發(fā)明一實施例中調(diào)光結(jié)構(gòu)200的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2B為圖2A中薄膜的軸向示意圖。圖3為本發(fā)明另一實施例中調(diào)光結(jié)構(gòu)300的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明又一實施例中調(diào)光結(jié)構(gòu)400的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進一步的了解，茲配合實施例詳細說明如下。請參照圖2A，為本發(fā)明一較佳實施例中調(diào)光結(jié)構(gòu)200的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。調(diào)光結(jié)構(gòu)200包含第一偏光膜210、相位延遲膜220、高分子分散液晶薄膜230以及第二偏光膜240。其中，相位延遲膜220設(shè)置于第一偏光膜210之上，高分子分散液晶薄膜230設(shè)置于相位延遲膜220之上，且第二偏光膜240設(shè)置于高分子分散液晶薄膜230之上。相位延遲膜220具有一平面內(nèi)相位延遲值Rtl(in-plane retardation),其定義的公式如下R0= (Nx-Ny) dNx :為相位延遲膜于平面內(nèi)慢軸方向(X方向)的折射率，Ny :為垂直于相位延遲膜平面內(nèi)(y方向)的折射率，d :為相位延遲膜的厚度。在本實施例中，相位延遲膜220的平面內(nèi)相位延遲值Rtl與高分子分散液晶薄膜230的平面內(nèi)相位延遲值相同，其Rtl值的范圍在200nm至2500nm之間，故調(diào)光結(jié)構(gòu)200可調(diào)控的顏色種類相當多，例如紅色、粉紅、黃色，橘色、綠色、藍色、灰色或其間的顏色。在本發(fā)明一實施例中，相位延遲膜230的平面內(nèi)相位延遲值為275nm，為一種黑色的調(diào)光結(jié)構(gòu)。高分子分散液晶薄膜230由高分子樹脂及液晶材料所組成。其中，高分子樹脂為一種熱塑性樹脂(Thermosetting resin),例如可以為聚烯類(Polyolefin)、聚乙烯(Polyethylene)、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride)、聚苯乙烯(Polystyrene)、聚碳酸酯(Polycarbonate)、丙烯酸樹脂(Acrylic acidresin)、聚酯(Polyester)、聚酰胺(Polyamide)、聚胺酯(Polyurethane)或其任意組合所形成的組合物。而液晶材料為一種熱致型液晶(Thermotropic LiquidCrystal),熱致型液晶會因溫度的變化產(chǎn)生相變,且其依照液晶分子結(jié)構(gòu)及排列方式可分為向列型液晶(Nematic LC)、層列型液晶(Sematic LC)和膽固醇型液晶(Cholesteric LC)。本發(fā)明所舉例的內(nèi)容只是用以對本發(fā)明作詳細說明，并不以此為限。目前制備高分子分散液晶薄膜的主要方法有溫度分相法(Temperatureinducedphase separat ion, TIPS)、溶劑分相法(Solvent induced phase separation, SIPS)、聚合物分相法(Polymerization induced phase separation, PIPS)、微膠囊分散法(Microencapsulation process,MP)或空穴法。然而本發(fā)明所使用的高分子分散液晶薄膜并不局限于上述制作方式。圖2B為圖2A中調(diào)光結(jié)構(gòu)的軸向不意圖。其中第一偏光膜210具有第一吸收軸210A，第二偏光膜240具有第二吸收軸240A，且第一吸收軸210A與第二吸收軸240A具有相同的吸收軸角度。在本實施例中，第一吸收軸210A、第二吸收軸240A相對于水平線實質(zhì)上皆呈0度。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，第一吸收軸210A與第二吸收軸240A相對于水平線實質(zhì)上可以皆呈90度。在圖2B中，相位延遲膜220具有一光學(xué)慢軸220S，第一吸收軸210A、第二吸收軸240A與光學(xué)慢軸220S的夾角呈45度。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，光學(xué)慢軸220S相對于水平線實質(zhì)上呈45度。在圖2B中，高分子分散液晶薄膜230的液晶分子具有一配向方向230L,其與光學(xué)慢軸220S垂直。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，配向方向230L相對于水平線實質(zhì)上呈-45度。接著，請一并參閱圖2A及圖2B以說明本發(fā)明所提出的調(diào)光結(jié)構(gòu)的實際作用方式。當圖2B所示的調(diào)光結(jié)構(gòu)處于常溫環(huán)境時，入射光從第一偏光膜210穿透而形成一O度線偏振光。接著，穿透具+45度光學(xué)慢軸220S的相位延遲膜220，接著再穿過具有-45度配向方向230L的高分子分散液晶薄膜230。因相位延遲膜220的慢軸角度220S與高分子分散液晶薄膜230的配向方向230L相垂直且兩者具有相同的平面內(nèi)相位延遲值，因此可相互抵消對光線的影響力，故光線仍維持0度線偏振光狀態(tài)，最后穿透第二偏光膜240。當圖2A所示的調(diào)光結(jié)構(gòu)處于高溫環(huán)境時，高分子分散液晶薄膜230中的液晶材料會受到溫度影響，轉(zhuǎn)變?yōu)榈认蛐缘呐帕?，故無法與相位延遲膜220相互抵消，也就是說在穿透第二偏光膜240之前，光線無法有效地轉(zhuǎn)變回0度線偏振光。因此，最后穿透第二偏光膜240的光線量會減少，從而達到高溫下調(diào)控光線量的功效。并且，藉由改變相位延遲膜220的平面內(nèi)相位延遲值Rtl,還可調(diào)整入射至室內(nèi)光線的顏色。此外，高分子分散液晶薄膜230中的液晶材料會于高溫環(huán)境下轉(zhuǎn)變?yōu)榈认蛐缘呐帕?。值得注意的是，上述“高溫環(huán)境”的定義會依照所使用液晶分子種類的不同而有差異。圖3為本發(fā)明另一較佳實施例中調(diào)光結(jié)構(gòu)300的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。調(diào)光結(jié)構(gòu)300包含第一偏光膜310 ;相位延遲膜320,設(shè)置于第一偏光膜310之上；高分子分散液晶薄膜330，設(shè)置于相位延遲膜320之上；第二偏光膜340，設(shè)置于高分子分散液晶薄膜330之上。并且，第一偏光膜310包含第一偏光子312以及第一外保護膜311,第一外保護膜311位于調(diào)光結(jié)構(gòu)300的最外側(cè)。第二偏光膜340更包含第二偏光子341以及第二外保護膜342，第二外保護膜342相對于第一外保護膜311位于調(diào)光結(jié)構(gòu)300的另一最外側(cè)。上述保護膜311及342為透明的軟性基板，其可以是由聚對苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚碳酸酉旨(polycarbonate, PC)、三醋酸纖維素(triacetyl cellulose, TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate, PMMA)和環(huán)烯烴聚合物(cyclo-olefin polymer, COP)中任意一種或多種物質(zhì)所制成。此外,保護膜311及342更具有硬涂層功能(Hard-coating)、抗紫外線功能(Ant1-UV)、抗反射功能(Ant1-reflection)、抗眩功能(Ant1-glare)、抗紅外線功能(Ant1-1R),或其任意組合的多重功能。除上述實施例以外，還請再參照圖4，為本發(fā)明又一較佳實施例中調(diào)光結(jié)構(gòu)400的剖面結(jié)構(gòu)不意圖。調(diào)光結(jié)構(gòu)400包含第一偏光膜410 ;相位延遲膜420,設(shè)置于第一偏光膜410之上；高分子分散液晶薄膜430，設(shè)置于相位延遲膜420之上；以及第二偏光膜440，設(shè)置于高分子分散液晶薄膜430之上。第一偏光膜410包含第一外保護膜411、第一偏光子412以及第一內(nèi)保護膜413,第一外保護膜411及第一內(nèi)保護膜413分別設(shè)置于第一偏光子412的兩側(cè)。第二偏光膜440包含第二內(nèi)保護膜441、第二偏光子442以及第二外保護膜443，第二內(nèi)保護膜441及第二外保護膜443分別設(shè)置于第二偏光子442的兩側(cè)。第一外保護膜411、第二外保護膜443、第一內(nèi)保護膜413及第二內(nèi)保護膜443為透明軟性基板，例如可以是由聚對苯二甲酸二乙酯(polyethyleneterephthalate,PET)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、三醋酸纖維素(triacetyl cellulose,TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)和環(huán)烯經(jīng)聚合物(cyclo-olefin polymer,COP)中任意一種或多種物質(zhì)所組成。并且上述的透明軟性基板更具有硬涂層功能(Hard-coating)、抗紫外線功能(Ant1-UV)、抗反射功能(Ant1-reflection)、抗眩功能(Ant1-glare)、抗紅外線功能(Ant1-1R),或其任意組合的多重功能。
第一偏光子312及412、第二偏光子341及442為聚乙烯醇薄膜(PolyvinylAlcohol Film, PVA)0根據(jù)本發(fā)明的一實施例，偏光子是將聚乙烯薄膜浸泡于具有碘(Iodine, I2)、碘化鉀(Potassiumlodide, KI)及硼酸(Boric Acid)白勺水溶液中，進行延伸及染色以達到偏光的特性。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，偏光子是利用染料以達到偏光的之效果。由于圖3與圖4所示的調(diào)光結(jié)構(gòu)300及400的作用方式與上述圖2A中調(diào)光結(jié)構(gòu)200相同，故于此不再贅述?，F(xiàn)有技術(shù)中溫致變色薄膜的第一偏光膜與第二偏光膜的吸收軸角度需相互垂直，導(dǎo)致生產(chǎn)時只能先將偏光膜裁切至預(yù)定尺寸，再以片貼進行生產(chǎn)。而本發(fā)明的實施例所提出的調(diào)光結(jié)構(gòu)的第一偏光膜及第二偏光膜具有相同的吸收軸角度，有助于制程中可直接進行卷對卷(Roll to Roll)的大規(guī)模生產(chǎn)，并于裁切時大幅提高偏光膜的利用率。在本發(fā)明的部分實施例中，更可依據(jù)不同客戶需求調(diào)整入射至室內(nèi)光線的顏色，并且進一步的可以貼覆于透明的硬質(zhì)基板上，例如玻璃、太陽眼鏡或汽車玻璃等以達到調(diào)控光線量的功效。本發(fā)明已由上述相關(guān)實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的專利保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)光結(jié)構(gòu)，其特征在于包含 第一偏光膜； 相位延遲膜，其設(shè)置于該第一偏光膜之上； 高分子分散型液晶薄膜，其設(shè)置于該相位延遲膜之上；以及 第二偏光膜，其設(shè)置于該高分子分散型液晶薄膜之上； 其中，該第一偏光膜與該第二偏光膜的吸收軸角度相同，該第一偏光膜、該第二偏光膜的吸收軸與該相位延遲膜的慢軸的夾角呈45度，且該相位延遲膜的慢軸與該高分子分散型液晶薄膜的配向方向垂直。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一偏光膜包含第一偏光子及第一外保護膜，其中該第一外保護膜設(shè)置于該調(diào)光結(jié)構(gòu)的最外側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)光結(jié)構(gòu)，其特征在于該相位延遲膜設(shè)置于該第一偏光子與該聞分子分散型液晶薄膜之間。
4.如權(quán)利要求2所述的調(diào)光結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一偏光膜更包含第一內(nèi)保護膜，其中，該第一內(nèi)保護膜設(shè)置于該相位延遲膜與該第一偏光子之間。
5.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光結(jié)構(gòu)，其特征在于該第二偏光膜包含第二偏光子及第二外保護膜，其中，該第二外保護膜設(shè)置于該調(diào)光結(jié)構(gòu)的另一最外側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的調(diào)光結(jié)構(gòu)，其特征在于該高分子分散型液晶薄膜設(shè)置于該相位延遲膜與該第二偏光子之間。
7.如權(quán)利要求5所述的調(diào)光結(jié)構(gòu)，其特征在于該第二偏光膜更包含第二內(nèi)保護膜，其中該第二內(nèi)保護膜設(shè)置于該高分子分散型液晶薄膜與該第二偏光子之間。
8.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光結(jié)構(gòu)，其特征在于該高分子分散型液晶薄膜與該相位延遲膜的平面內(nèi)相位延遲值RO相同。
9.如權(quán)利要求8所述的調(diào)光結(jié)構(gòu)，其特征在于該相位延遲膜的平面內(nèi)相位延遲值RO范圍介于200nm至2500nm之間。
10.如權(quán)利要求1所述的調(diào)光結(jié)構(gòu)，其特征在于該高分子分散型液晶薄膜由熱致型液晶及熱塑性樹脂所組成。
11.如權(quán)利要求2、4、5、7中任意一項所述的調(diào)光結(jié)構(gòu)，其特征在于該保護膜是由聚對苯二甲酸二乙酯、聚碳酸酯、三醋酸纖維素、聚甲基丙烯酸甲酯和環(huán)烯烴聚合物中任意一種或者多種物質(zhì)所組成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種調(diào)光結(jié)構(gòu)，其包含:第一偏光膜；相位延遲膜，其設(shè)置于該第一偏光膜之上；高分子分散型液晶薄膜，其設(shè)置于該相位延遲膜之上；以及第二偏光膜，其設(shè)置于該高分子分散型液晶薄膜之上；其中，該第一偏光膜與該第二偏光膜的吸收軸角度相同，該第一偏光膜、該第二偏光膜的吸收軸與該相位延遲膜的慢軸的夾角呈45度，且該相位延遲膜的慢軸與該高分子分散型液晶薄膜的配向方向垂直。本發(fā)明提出的調(diào)光結(jié)構(gòu)的第一、第二偏光膜具有相同的吸收軸角度，有助于制程中直接進行卷對卷的大規(guī)模生產(chǎn)，并提高偏光膜裁切時的利用率;還可以改變外界光線入射后的顏色；另外，更是可以直接貼覆于一些透明的硬質(zhì)基板上，從而達到調(diào)控光線量的功效。
文檔編號G02F1/1335GK103064216SQ20121049886
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者黃獻頤 申請人:明基材料有限公司, 明基材料股份有限公司