发明名称 胶态光晶体
摘要 一种用于成长具强固之大面积胶态晶体以及因此制造出之光学装置的方法。藉由施加藉由将一系列的剪切力,使由单一化尺寸之聚合物胶态球体(1)构成的悬浮液接受复合式剪切作用(6)。该胶体内的各结晶层会感受到同时具有x和y方向成份之剪切力,而强迫该胶体形成一种单一面心立方晶格结构,且较佳的是形成一种成双的面心立方晶格结构上。该方法也包括使用一种能够进行从液相到固相之可控制相变的分散剂。可以将该晶体固定于一种单一面心立方晶格结构内。
申请公布号 TWI230211 申请公布日期 2005.04.01
申请号 TW089123086 申请日期 2000.11.02
申请人 昆提克股份有限公司 发明人 理查麦可艾摩斯;约翰吉罗瑞瑞堤;保罗理查泰普斯特;堤伦斯约翰雪普;史蒂芬克里斯多福奇森
分类号 C30B5/00 主分类号 C30B5/00
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼;李明宜 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 1.一种用来成长胶态光晶体之方法,该胶态光晶体会呈现出单一面心立方晶格结构,该方法包括下列步骤:i.制备单一化尺寸之聚合物胶态球体(1)的悬浮液,其体积湿度为能够于适当分散剂内产生自发性区域结晶;ii.将该胶态悬浮液塞入两个实质上呈平行之表面(2,3)间的缝隙之内;iii.使各表面接受平行于它们表面的相对震荡运动(5);以及iv.使各表面接受一系列对于彼此的小线性位移,各位移都是平行于它们的表面且是二维的,包括的顺序有:对其中一个表面施行相对于另一个表面的线性位移,对施加到该表面之线性位移方向的定常方向,旋转实质上120度又施加另一个线性位移到该表面上,重复该顺序直到已将该胶态光晶体纯化成单一面心立方晶格结构。2.如申请专利范围第1项之用来成长胶态光晶体之方法,其中该分散剂能够从液相改变成固相以固定该胶态结晶结构。3.一种用来成长胶态光晶体之方法,该胶态光晶体会呈现出单一面心立方晶格结构,该方法包括下列步骤:i.制备单一化尺寸之聚合物胶态球体(1)的悬浮液,其体积浓度为能够于适当分散剂内产生自发性区域结晶,分散剂能够从液相改变成固相以固定该胶态结晶;ii.将该胶态悬浮液塞入两个实质上呈平行之表面(2,3)间的缝隙之内;以及iii.使各表面接受平行于它们表面的相对震荡运动(5)。4.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中施加至各表面上的小线性位移其量値是实质上等于该胶态球体之直径与该晶体内之结晶层数目的乘积。5.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中各表面系依等腰三角形的方式相对地作位移。6.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中该具单一化尺寸之聚合物胶态球体的最小体积部分为0.49。7.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中该具单一化尺寸之聚合物胶态球体的半径在从0.01微米到100微米的范围内。8.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中该具单一化尺寸之聚合物胶态球体的半径在从0.05微米到10微米的范围内。9.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中用作该胶态球体之材料至少为聚合物、非线性材料、磁性材料、金属、半导体、搀杂有活性染料的玻璃、搀杂有活性染料的聚合物、及矽石之一。10.如申请专利范围第9项之用来成长胶态光晶体之方法,其中该胶态球体是聚甲基甲丙酸酯。11.如申请专利范围第1项之用来成长胶态光晶体之方法,其中用作该分散剂的材料至少是黏着剂、聚合物、树脂、非线性光学材料、活性光学材料、及辛醇之一。12.如申请专利范围第11项之用来成长胶态光晶体之方法,其中用于该分散材料的活性光学材料是一种液晶材料。13.如申请专利范围第1项之用来成长胶态光晶体之方法,其中该分散剂随后从该胶态光晶体内去除而留下包括围绕有由空隙构成之交连基体之胶态球体的结构。14.如申请专利范围第13项之用来成长胶态光晶体之方法,其中又包括随后将一种替代材料引进围绕各胶态球体之由空隙构成的交连基体之内的步骤。15.如申请专利范围第14项之用来成长胶态光晶体之方法,其中该替代材料至少是金属、半导体、非线性光学材料、及活性光材料之一。16.如申请专利范围第15项之用来成长胶态光晶体之方法,其中该替代活性光学材料是一种液晶材料。17.如申请专利范围第15项之用来成长胶态光晶体之方法,其中又包括随后从该替代材料去除该胶态球体的步骤。18.如申请专利范围第12项之用来成长胶态光晶体之方法,其中又包括在该胶态光晶体上加入用于将电场施加到该液晶材料上之机制的步骤。19.如申请专利范围第16项之用来成长胶态光晶体之方法,其中又包括在该胶态光晶体上加入用于将电场施加到该液晶材料上之机制的步骤。20.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中用作该分散剂的材料至少是黏着剂、聚合物、及树脂之一。21.如申请专利范围第20项之用来成长胶态光晶体之方法,其中该分散剂是环氧树脂,且又包括对该树脂进行熟成以便在各胶态球体之间形成固态交连基体的后续步骤。22.如申请专利范围第21项之用来成长胶态光晶体之方法,其中该熟成制程至少包含曝露于电磁辐射、曝露于紫外线辐射、化学反应、及增温之一。23.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中至少该实质上呈平行的表面(2,3)之一包括一实质上可挠的薄膜。24.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中藉由滚动机制(30,31)将一系列小的线性位移(6)施加到平行表面上以产生整体胶态光晶体膜(37)。25.如申请专利范围第23项之用来成长胶态光晶体之方法,其中藉由滚动机制(30,31)将一系列小的线性位移(6)施加到平行表面上以产生整体胶态光晶体膜(37)。26.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中又包括在引进该胶态悬浮液之前将可卸除薄膜施加到该平行表面中至少一个的内面上的中间步骤。27.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中该平行表面中至少一个的内面予以起纹以便提高多重晶体领域的成长。28.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中该分散剂的折射指数实质上与该胶态球体的折射指数不相同。29.如申请专利范围第28项之用来成长胶态光晶体之方法,其中在该胶态球体与该分散剂之间的折射指数比大于2的。30.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中又包括从该已固化的分散剂去除该胶态球体的后续步骤。31.如申请专利范围第30项之用来成长胶态光晶体之方法,其中又包括将替代材料引进因从该已固化的分散剂之空隙内的后续步骤。32.如申请专利范围第31项之用来成长胶态光晶体之方法,其中该替代材料是非线性光学材料、活性光学材料、或是雷射染料中至少一种。33.如申请专利范围第1至3项中任一项之用来成长胶态光晶体之方法,其中两个表面为同心的圆柱体。34.一种单一面心立方晶格结构之胶态光晶体,其系藉由申请专利范围第1至33项中任一项之方法制造出者。35.一种光学凹槽滤光片,是含有申请专利范围第34项之胶态光晶体,其中该胶态球体的半径以及该分散剂的折射指数被选择以结合反射至少一个特定波长并透射其他波长。36.一种光学装置,其含有申请专利范围第34项之胶态光晶体,又包括:液晶材料;以及用于将电场施加到该液晶材料上的机制,其中将可变电压施加在该液晶材料上以改变该液晶材料与该胶态球体之间的折射指数反差。图式简单说明:第1图显示的是一种藉由将线性剪力加到由具单体尺寸之聚合物胶态球体构成的悬浮液以成长胶态光晶体的习知方法;第2图系用以显示一种用来彰显该胶态光晶体特征之配置的示意图;第3图系用以显示于成长处理期间所产生的三个不同绕射图形的示意图,明确地说,第3a和3b图分别系用以显示由两种单一面心立方晶格晶体形式产生的绕射图形,而第3c图显示由成双的面心立方晶格结构在成长处理的起点上所形成的绕射图形;第4图系用以显示于成长处理期间所产生之各种晶形结构上经绕射辐射强度对入射角()的曲线图;第5a图显示的是一种藉由将复合式二维剪力加到该胶态晶体上以产生胶态光晶体的改良方法;第5b图显示的是一种于藉由将复合式二维剪力加到呈圆柱几何之该胶态晶体上以产生胶态光晶体的改良方法;第6a图显示的是该复合式剪力处理中的叠代步骤以及将连续剪力加到该晶体上的方向;第6b图显示的是一种以等腰三角形方式施行该复合式剪力处理的特定实例;第7图系简略地显示了一种利用该复合式二维剪力方法大量生产单一面心立方晶格之胶态光晶体的技术。
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