光学折光器及折光板制造技术

本发明专利技术公开了一种光学折光器及折光板。该光学折光器包括基板，电极层安置于该基板上，绝缘层安置于该电极层上预定的周缘区域，曝露该电极层的中间部分。第一电极夹层壁安置于该绝缘层上。第二电极夹层壁安置于该绝缘层上，与该第一电极夹层壁相对。一对绝缘壁设置在该第一电极夹层壁与该第二电极夹层壁之间，构成内部空间。外壁围绕于该对绝缘壁，该第一电极夹层壁，以及该第二电极夹层壁等的外部。上盖层覆盖于该外壁上。第一液体填充于内部空间中与该电极层接触。第二液体填充于内部空间中，在第一液体上且彼此不会溶解，以构成液体界面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学折光器，且特别是涉及一种液体光学折光器和折光板。
技术介绍
电湿润(electrowetting)现象的机制已被人们所了解。在电湿润现象中，当两 种液体之间所施加的电压改变时，表面张力也改变，从而导致液体移动。在其他研究中， 若电极的金属表面是通过具有若干微米的厚度的绝缘薄膜(insulation film)来形成，则 操作可靠性可得到改良。可保护电极以免受损害。此改良技术则被称作介电质上电湿润 (electrowetting-on-dielectric, EffOD)。EWOD技术可例如用于实验室芯片(Lab-on-a-chip，L0C)或光学应用中。光学应 用可具有液体透镜以及电子纸。电湿润现象的操作机构如下。举例而言，将液滴安置于上 面具有薄绝缘层的金属基板上。接着，将电压施加于金属基板上，液滴与金属基板的接触角 可改变。当将此液滴用作光学透镜时，使用具有相等密度的两种液体。一种液体为绝缘的 且另一种液体为导电的。由于电压改变，两种液体之间的界面的曲率相应地改变，从而导致 透镜焦点改变。在已知应用中，例如，美国专利第6，369，954号已提出应用的技术。图1为示意性 地说明具有可变焦点的已知透镜的横截面图。在图1中，绝缘液滴11位于填充有导体液体 13的介电腔室12的壁的内表面上。绝缘液体11以及导体液体13皆为透明不可混溶的、具 有不同光学折射系数且具有实质上相同密度。相对于导体液体13，介电质12自然地具有低 湿润。确保介电腔室的壁相对于导体液体13的高湿润的表面处理14围绕绝缘液滴11与 腔室12的壁之间的接触区域15。表面处理14维持液滴11的定位，从而防止绝缘液体扩展 超出所要接触表面。当系统静止时，绝缘液滴11自然地呈现由参考A所指定的形状。当在 电极16与电极17之间建立电压V时，产生电场，根据上文所提及的电湿润原理，电场将增 加区域15相对于导体液体13的湿润。因此，导体液体13移动绝缘液滴11且使绝缘液滴 11变形为由参考B所指定的形状。然而，若干其他技术也已由，例如，WO 2004/051323以及US 7，245，439所提出。已知液体光学设备基本上需要将若干零件组装于设备中。或者，在已知结构中，将氧化铟锡 (ITO)电极以及疏水性绝缘层涂布于玻璃空腔的内表面上，且接着将玻璃空腔粘附至下部 透明基板。液体光学折光器的结构设计以及其他的应用仍继续在研发中。
技术实现思路
本专利技术提供一种光学折光器，包括基板，电极层安置于该基板上，绝缘层安置于该 电极层上预定的周缘区域，曝露该电极层的中间部分。第一电极夹层壁安置于该绝缘层上。 第二电极夹层壁安置于该绝缘层上，与该第一电极夹层壁相对。该第一电极夹层壁与该第 二电极夹层壁之间构成内部空间。外壁围绕于该第一电极夹层壁以及该第二电极夹层壁等的外部。上盖层覆盖于该外壁上。第一液体填充于内部空间中与该电极层接触。第二液体 填充于内部空间中，在第一液体上且彼此不会溶解，以构成液体界面。本专利技术提供一种折光板，包括基板；电极层，安置于该基板上；绝缘层，安置于该 电极层上，曝露该电极层的多个区域。又、多个第一电极夹层壁安置于该绝缘层上。多个 第二电极夹层壁，安置于该绝缘层上，分别与该多个第一电极夹层壁相对，构成多个结构单 元。多对绝缘壁分别配置在该多个结构单元的该多个第一电极夹层壁与该多个第二电极夹 层壁之间，构成多个内部空间。外壁位于该基板上，围绕该多个结构单元。上盖层覆盖于该 外壁上。第一液体，填充于每一个该结构单元的该内部空间中与该电极层接触。第二液体， 填充于每一个该结构单元的该内部空间中，在该第一液体上且彼此不会溶解，以构成液体 界面。 本专利技术提供一种面状折光板，包括多个液体光学折光器构成阵列面，每一个该液 体光学折光器用以接收入射光，通过每一个该液体光学折光器的液态界面的倾斜状态，以 使从该入射光分出的穿透光往第一方向射出，以及使反射光往第二预定方向射出。本专利技术提供一种光学折光器，包括第一基板；第一电极层，安置于该第一基板 上；第二基板；第二电极层，安置于该第二基板上；第一绝缘层，安置于该第一电极层上的 周缘区域，曝露该第一电极层的中间部分；第二绝缘层，安置于该第二电极层上预定的周缘 区域，曝露该第二电极层的中间部分；第一电极夹层壁，安置于该第一绝缘层与该第二绝缘 层之间；第二电极夹层壁，安置于该第一绝缘层与该第二绝缘层之间，与该第一电极夹层壁 相对。该第一电极夹层壁与该第二电极夹层壁之间，构成内部空间。第一液体填充于该内 部空间中。第二液体填充于该内部空间中。第三液体，填充于该内部空间中在该第一液体 与该第二液体之间且彼此不会溶解，以构成第一液体界面与第二液体界面。本专利技术提供一种折光板，包括第一基板；第一电极层，安置于该第一基板上；第 二基板；第二电极层，安置于该第二基板上；多个第一电极夹层壁，绝缘安置于该第一电极 层与该第二电极层之间；多个第二电极夹层壁，绝缘安置于该第一电极层与该第二电极层 之间，分别与该多个第一电极夹层壁相对，构成多个结构单元，每一个结构单元有一个内部 空间。第一液体填充于每一个该结构单元的该内部空间中。第二液体填充于每一个该结构 单元的该内部空间中。第三液体填充于每一个该结构单元的该内部空间中，在该第一液体 与该第二液体之间且彼此不会溶解，以构成第一液体界面与第二液体界面。为让本专利技术的 上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说 明如下。附图说明图1绘示为示意性地说明具有可变焦点的已知透镜的横截面图。图2绘示依据本专利技术实施例的光学折光器的在侧向的横截面示意图。图3至图5为示意性地说明根据本专利技术的实施例的操作机构的横截面图。图6绘示依据本专利技术实施例，另一种光学折光器的结构纵剖面示意图。图7A 7B绘示图6的二种横剖面示意图。图8(a)、(b)绘示依据本专利技术实施例，光学折光器的应用机制示意图。图9(a)、(b)绘示依据本专利技术实施例，光学折光器的剖面结构示意图。图10绘示依据本专利技术实施例，折光板的剖面结构示意图。图11绘示水液体对不同波长的吸收系数示意图。图12(a) c)绘示依据本专利技术实施例，折光板于窗户上的应用机制示意图。图13绘示依据本专利技术实施例，折光板的平面示意图。图14绘示依据本专利技术实施例，折光板的平面示意图。图15A 15D绘示依据本专利技术实施例，另一种光学折光 器结构示意图。图16 18C绘示依据本专利技术实施例，折光板的光路径示意图。附图标记说明11 绝缘液滴/绝缘液体12:介电腔室/介电质13 导体液体14 表面处理15:接触区域16 电极17:电极100 基板102 电极层104 绝缘层104a 绝缘底层104b 绝缘壁106A、106B、106C、106D 电极壁108、108a:绝缘层108b:内绝缘壁108c 外绝缘壁108d、108e 侧绝缘壁110:液体112:液体114:透明顶盖层116、20放、20邪液体界面118:夕卜壁120 绝缘壁200 入射光300:折光板300a、300b、300c 液体光学折光器302:共同电极层304 绝缘壁306 电极层308 上盖层400 红外线区域500 入射光502 折射光504 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学折光器，包括：基板；电极层，安置于该基板上；绝缘层，安置于该电极层上预定的周缘区域，曝露该电极层的中间部分；第一电极夹层壁，安置于该绝缘层上；第二电极夹层壁，安置于该绝缘层上，与该第一电极夹层壁相对，其中该第一电极夹层壁与该第二电极夹层壁之间，构成内部空间；外壁，围绕于该第一电极夹层壁以及该第二电极夹层壁等的外部；上盖层，覆盖于该外壁上；第一液体，填充于该内部空间中与该电极层接触；以及第二液体，填充于该内部空间中，在该第一液体上且彼此不会溶解，以构成液体界面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曲昌盛，陈秀香，黎育腾，林俊全，范植训，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]