你對玻璃的印象是什麼?硬梆梆、容易碎?如果不貼漆黑一片的防窺片,就是窗明几淨的一片透明?如果來到花博夢想館二廳「花瓣迷宮」,肯定嚇一跳,因為你的影子將化成一隻隻昆蟲,在忽明忽暗的光影之間,與花蕊嬉戲。CTimes網站針對花博夢想館製作的第二則系列報導,就是花瓣迷宮的終點,由弧形構面而成的穹頂,18面會微笑的智慧型電控液晶玻璃。
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智慧型電控液晶玻璃是由工研院材化所(應用化學研究組)所開發的技術,透過電控方式,可調整玻璃的透光度與明暗。其技術原理是在兩片玻璃中間夾上奈米級的液晶,並於邊框加上透明導電膜。透過電流開關,可以改變液晶分子的排列組合,再以微調電壓的方式細部調整液晶的不規則排列程度,來決定玻璃的透光度。在先期技術研發階段,玻璃的膠合程度是製程關鍵,必須掌握正確的壓力、溫度與時間,才不至於影響到導電後的調光效果。
四大現實挑戰:面積、彎曲、懸吊、電控
不過,夢想館現場展示的玻璃每片尺寸為100*300公分,是實驗室中原型產品(30平方公分)的25倍大,由小到大,諸多細節需要改變。先是原料配方、再改採R2R製程,由於膠合過程是成敗關鍵,尺寸愈大膠合的難度愈高,所以也提高檢測精密度,訂製了專用的模具。
此外,由於玻璃的質地是硬的,想要讓它彎曲,則要加熱用「烤」的。兩片玻璃要烤出同樣的曲度,夾入液晶時又要確保膠合縝密,難度很高。在這部份R2R製程幫上不少忙,液晶較能均勻塗佈,且R2R製程的成品才能確保彎曲後液晶不會改變原有分佈、影響透光效果。而在實驗室中採取手動/遙控開關的電力控制方式,則透過工研院綠能所的協助,改以電腦輸入指令的方式,進行無斷點的連續式電控,大幅改善螢幕閃爍的問題。
此外,重達80~100公斤的玻璃實際運至展場懸吊時,也費了一番工夫。必需經過角材鋼架支撐的計算,並評估重量和施力點,不斷測試與改良,才找出上下受力各50%的方法,不至於讓玻璃受力不均而燒壞。克服了四個困難才成就展演二廳,藝術家黃心健的設計方得以完整呈現,時而投影、時而穿透的光影變化之美。
本次工研院打造夢想館的五大技術分別為「廣視域裸眼3D顯示器」、「智慧型液晶電控玻璃」、「超寬頻UWB非接觸生理訊號感測」、「超高頻無線射頻辨識(RFID)」、「可撓式超薄揚聲器」;長期關注高科技產業的《零組件雜誌》與CTimes網站過去均有深入報導,未來也將持續以技術角度切入、帶給讀者高科技在花博與人文自然互相融合的相關消息。
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