胆甾醇型液晶光学体及其制造和使用方法

专利名称：胆甾醇型液晶光学体及其制造和使用方法
技术领域：
本发明涉及包含胆甾醇型液晶的光学体。本发明还涉及由两层或多层胆甾醇型液晶或者胆甾醇型液晶前体构成的反射光学偏振片。具体讲，本发明涉及利用单一涂层组合物在基板上构成两个或多个胆甾醇型液晶层的方法和装置。
背景技术：
诸如偏振片和反射镜之类的光学器件广泛用于包括液晶显示器(LCD)在内的多种用途中。液晶显示器大致分为两类背光(例如透射型)显示器，其中从显示板后方提供光，以及前光(例如反射型)显示器，其中从显示器的前方提供光(例如环境光)。可以将这两种显示模式组合起来，从而形成半透反射式显示器，例如在微光条件下能够从背面对其进行照明，或者在明亮的环境光下可以直接观察。
常规的背光LCD通常采用吸收偏振片并且光透射率可以小于10％。常规的反射型LCD同样基于吸收偏振片并且通常具有小于25％的反射率。这些显示器的低透射率或者反射率减小了显示对比度和亮度，并且需要高能耗。
已经发展了用于显示器和其它用途的反射偏振片。反射偏振片优先透射一种偏振光，而优先反射具有正交偏振的光。优选的是，反射偏振片在不吸收较大量光的情况下透射和反射光。优选的是，该反射型偏振片对于透射偏振仅具有10％的吸收率。许多光学器件对很宽范围的波长起作用，因此反射偏振片同样必须对该宽范围波长起作用。

发明内容
一般而言，本发明涉及包含胆甾醇型液晶的光学体及其制造方法，以及胆甾醇型液晶在诸如反射偏振片的光学器件中的应用。描述了利用单一涂层组合物在基板上形成两个或多个胆甾醇型液晶层的方法和装置。
制造光学体的方法包括将混和物涂敷在基板上，该混和物包括多种胆甾醇型液晶组合物和溶剂。每种胆甾醇型液晶组合物都是不同的。在基板上形成多个层。每层包括一种胆甾醇型液晶组合物的绝大部分。
制造光学体的另一种方法包括将混和物涂敷在基板上，该混和物包括第一胆甾醇型液晶组合物、第二胆甾醇型液晶组合物以及溶剂。第一胆甾醇型液晶组合物不同于第二胆甾醇型液晶组合物。在基板上形成第一层和第二层。第一层包括第一胆甾醇型液晶组合物的绝大部分，第二层包括第二胆甾醇型液晶组合物的绝大部分。
制造光学体的又一种方法包括将一种混和物涂敷在基板上，该混和物包括第一胆甾醇型液晶组合物、第二胆甾醇型液晶组合物以及溶剂。第一胆甾醇型液晶组合物包括胆甾醇型液晶聚合物，第二胆甾醇型液晶组合物包括胆甾醇型液晶单体。在基板上由该混和物形成第一层和第二层。第一层包括第一胆甾醇型液晶组合物的绝大部分，第二层包括第二胆甾醇型液晶组合物的绝大部分。
以上对于本发明的概述的目的不在于描述本发明的每种实现方案的每个公开实施例。以下的附图具体实施方式
以及实例部分将更加具体地举例说明这些实施例。


通过以下结合相应附图对于本发明各个实施例的详细说明，将更加完整地理解本发明，在附图中图1是根据本发明的利用单一涂层组合物在基板上形成两个胆甾醇型液晶层的方法和装置的一个实施例的示意图；图2是根据本发明的基板上第一涂层组合物的横截面的示意图；图3是根据本发明的基板上第一和第二胆甾醇型液晶材料层的横截面的示意图；
图4是根据本发明的利用单一涂层组合物在基板上形成两个胆甾醇型液晶层，随后在最初的两个胆甾醇型液晶层上形成另一胆甾醇型液晶层的方法和装置的一个实施例的示意图；图5是根据本发明的基板上第一和第二胆甾醇型液晶材料层上的第二涂层组合物的横截面的示意图；图6是根据本发明的基板上第一和第二胆甾醇型液晶材料层上的第三胆甾醇型液晶材料层的横截面的示意图；图7是根据本发明的利用单一涂层组合物在基板上形成两个胆甾醇型液晶层，随后利用第二种单一涂层组合物在最初的两个胆甾醇型液晶层上形成后来的两个胆甾醇型液晶层的方法和装置的一个实施例的示意图；图8是根据本发明的基板上第一和第二胆甾醇型液晶材料层上的第二涂层组合物的横截面的示意图；图9是根据本发明的基板上第一和第二胆甾醇型液晶材料层上的第三和第四胆甾醇型液晶材料层的横截面的示意图；图10是根据本发明的液晶显示器的一个实施例的示意图；图11是根据本发明的液晶显示器的另一个实施例的示意图；图12是根据本发明的液晶显示器的又一个实施例的示意图；图13是根据实例1构成的光学体的光透射光谱；图14是根据实例2构成的光学体的光透射光谱。
尽管本发明可以具有多种变化和可选形式，但是在附图中以举例的方式表示了其特定实施例，并且将进行详细描述。然而应当理解，目的不在于将本发明限于所述的特定实施例。相反，目的在于覆盖落入本发明精神和范围内的所有修改、等同物以及变化方式。
具体实施例方式
本发明被认为可以用于光学体(例如光学镀膜)及其制造，以及该光学体在光学器件中的应用，该光学器件例如反射偏振片和光学显示器(例如液晶显示器)。本发明还涉及包含胆甾醇型液晶的光学体。尽管本发明不限于这些，但是通过讨论以下给出的实例，将获得对于本发明多个方面的理解。
对于以下限定的术语，适用这些限定，除非在权利要求书中或者说明书中的其它位置给出了不同的限定。
术语“聚合物”应理解为包括聚合物、共聚物(例如使用两种或多种不同单体构成的聚合物)、低聚物及其组合，以及能够通过例如混合挤压或反应(包括酯交换反应)在互溶混合物中形成的聚合物、低聚物或者共聚物。除非特别指明，均包括嵌段共聚物和无规共聚物。
术语“聚合材料”应理解为包括如上限定的聚合物以及其它有机或无机添加剂，例如抗氧化剂、稳定剂、抗臭氧化剂、增塑剂、染料及色素。
术语“胆甾醇型液晶组合物”是指包括但不限于胆甾醇型液晶化合物、胆甾醇型液晶聚合物或者胆甾醇型液晶前体的组合物，该胆甾醇型液晶前体为例如分子量较小的胆甾醇型液晶化合物，该化合物包括能够反应形成胆甾醇型液晶聚合物的单体和低聚物。
术语“混和物”是指可以或不可以均匀扩散的物质的非均匀结合，包括例如溶液、扩散体等等。
术语“手性”单元是指包含手性单元的非对称单元(例如不具有镜面的单元)。手性单元能够在圆形方向上将偏振光平面向左或向右旋转。
术语“液晶原”单元是指具有有助于形成液晶中间相的几何结构的单元。
术语“向列”液晶化合物是指形成向列型液晶相的液晶化合物。
术语“溶剂”是指能够至少部分地溶解另一种物质(溶质)以形成溶液或者扩散体的物质。“溶剂”可以是一种或多种物质的混和物。
术语“手性材料”是指手性化合物或组合物，包括能够结合其它液晶材料形成或者引起胆甾醇型液晶中间相的手性液晶化合物和手性非液晶化合物。
术语“偏振”是指面偏振、圆偏振、椭圆偏振，或者光束的电矢量不随机改变方向，但保持恒定方向或者按照系统的方式变化的任何其它非随机偏振态。在面偏振中，电矢量保持在单一平面中，而在圆偏振或椭圆偏振中，光束的电矢量按照系统的方式旋转。
反射偏振片优先反射一种偏振的光，而透射其余的光。在反射型面偏振片的情况下，优先透射在一个平面中偏振的光，而优先反射在正交平面中偏振的光。在圆反射偏振片的情况下，优先透射在一个方向上圆偏振的光，该方向可以是顺时针或者逆时针方向(也称作右或左圆偏振)，并且优先反射在相反方向上偏振的光。一种圆偏振片包括胆甾醇型液晶偏振片。
无论是否特别指明，本文中的所有数值都推定为可改为具有术语“大约”的。术语“大约”通常是指本领域技术人员视为与所述值相当的数值范围(即具有相同的函数或结果)。在许多例子中，术语“大约”可以包括最接近有效数字附近的数值。
重量百分比、百分比重量、重量％等等都是表示一种物质的浓度的同义词，即为该物质的重量除以该组合物的重量，再乘以100。
以端点叙述的数值范围包括包含在该范围内的所有数值(例如1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。
如本说明书和所附权利要求书中使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”除非明确指明均包括复数形式。因此，例如涉及包含“一种化合物”的组合物包括两种或多种化合物的混和物。如本说明书和所附权利要求书中使用的，通常采用的术语“或者”就其意义而言除非明确指明均包括“和/或”。
胆甾醇型液晶化合物通常包括具有手性特性的分子单元(例如不具有镜面的分子)以及具有液晶原特性的分子单元(例如具有液晶相的分子)，并且可以是聚合物。胆甾醇型液晶组合物还可以包括与手性单元相混合的或者包含手性单元的非手性液晶化合物(向列)。胆甾醇型液晶组合物或材料包括具有胆甾醇型液晶相的化合物，其中液晶的指向矢(指定平均局部分子排列的方向的单位矢量)沿着垂直于该指向矢的方向按照螺旋的方式旋转。胆甾醇型液晶组合物还称作手性向列型液晶组合物。胆甾醇型液晶组合物或材料的螺距是指向矢旋转360°所需的距离(沿着垂直于指向矢的方向并且沿着胆甾醇型螺旋线的轴)。该距离通常为100nm或更大。
通过将手性化合物与向列型液晶化合物相混和或组合(例如通过共聚作用)可以产生胆甾醇型液晶材料的螺距。由手性非液晶材料也可以产生胆甾醇型相。该螺距可以取决于手性化合物与向列型液晶化合物或材料的相对重量比。指向矢的螺旋扭转造成材料的介电张量的空间周期性变化，这又引起对光的波长选择性反射。对于沿着螺旋轴传播的光而言，布拉格反射通常出现在波长λ处于以下范围中时nop＜λ＜nep其中p为螺距，no和ne是胆甾醇型液晶材料的主折射率。例如，可以选择该螺距使得在可见、紫外或红外波长光的条件下布拉格反射率为最大值。
通常，胆甾醇型液晶化合物、包括胆甾醇型液晶聚合物是已知的，并且一般可以将这些材料中的任意一种用于制造光学体。美国专利No.4293435、5332522、5886242、5847068、5780629和5744057中描述了适当的胆甾醇型液晶聚合物的实例。也可以使用其它的胆甾醇型液晶化合物。对于特定的用途或者光学体，可以根据一个或多个因素来选择胆甾醇型液晶化合物，这些因素包括例如折射率、表面能、螺距、可处理性、清晰度、颜色、对感兴趣波长的低吸收率、与其它组分(例如向列型液晶化合物)的相容性、分子量、制造的简易性、形成液晶聚合物的液晶化合物或单体的可用性、流变能力、固化的方法和要求、去除溶剂的简易性、物理和化学特性(例如挠性、抗张强度、抗溶解性、抗划性以及相变温度)，以及纯化的简易性。
通常利用可包括液晶原基团(典型具有有利于形成胆甾醇型液晶相的柱状结构的刚性基)的手性(或手性与非手性的混和物)分子(包括单体)来形成胆甾醇型液晶聚合物。液晶原基团包括例如对位取代的环状基团(例如对位取代的苯环)。任选地通过隔离基团将液晶原基结合到聚合物骨架上。该隔离基团可以包含具有例如苯、吡啶、嘧啶、炔、酯、亚烃基、烯烃、醚、硫醚、硫酯和酰胺官能度的官能团。可以改变隔离基团的长度或类型，从而提供不同的特性，例如在(多种)溶剂中的可溶性。
适当的胆甾醇型液晶聚合物包括具有手性或者非手性的聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷或者聚酯酰亚胺骨架的聚合物，该聚合物包括任选地由刚性或者挠性共聚用单体分开的液晶原基团。其它适合的胆甾醇型液晶聚合物具有包含手性和非手性液晶原侧链基团的聚合物骨架(例如聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷、聚烯烃或者聚丙二酸酯骨架)。任选地，侧链基团由隔离基团与骨架分开，该隔离基团例如亚烃基或者烯化氧隔离基团，以提供挠性。
为了形成胆甾醇型液晶层，可以将胆甾醇型液晶组合物涂敷或者设置在表面上。该胆甾醇型液晶组合物包括手性组分，该手性组分包含至少一种(i)手性化合物、(ii)能够用于形成胆甾醇型液晶聚合物(例如聚合或交联)的手性单体，或者(iii)其组合。胆甾醇型液晶组合物还能够包括非手性组分，该组分包含至少一种(i)向列型液晶化合物、(ii)能够用于形成向列型液晶聚合物的向列型液晶单体，或者(iii)其组合。连同手性组分一起，(多种)向列型液晶化合物或者向列型液晶单体可以用于改变胆甾醇型液晶组合物的螺距。胆甾醇型液晶组合物还可以包括一种或多种添加剂，例如固化剂、交联剂、抗臭氧剂、抗氧化剂、增塑剂、稳定剂和紫外、红外或可见光吸收染料和色素。
还可以利用以下物质中任意之一的两种或多种不同类型来形成胆甾醇型液晶组合物手性化合物、非手性化合物、胆甾醇型液晶、胆甾醇型液晶单体、向列型液晶、向列型液晶单体、潜在向列或手性向列材料(其中该潜在材料与其它材料组合表现出液晶中间相)，或者其组合。胆甾醇型液晶组合物中材料的特定重量比通常至少部分地确定胆甾醇型液晶层的螺距。
胆甾醇型液晶组合物通常为可以包括(多种)溶剂的部分涂层组合物。在一些情况下，液晶、液晶单体、处理添加剂或者胆甾醇型液晶组合物的任意其它组分中的一种或多种也可以用作溶剂。在某些情况下，通过例如干燥该组合物以蒸发溶剂或者使部分溶剂反应(例如使溶剂液晶单体反应以形成液晶聚合物)，或者通过冷却到该组合物的处理温度以下，就可以从涂层组合物中基本上去除或消除溶剂。
在涂敷之后，将胆甾醇型液晶组合物转变为液晶层或材料。这种转变可以利用多种技术来实现，包括溶剂的蒸发；加热；使胆甾醇型液晶组合物交联；或者利用例如热量、辐射(例如光化辐射)、光(例如紫外、可见或红外光)、电子束或者这些技术的组合等技术来固化(例如聚合)胆甾醇型液晶组合物。
由于涂敷和向胆甾醇型液晶材料的转变，如果希望，可以制造对于宽范围波长都有效的胆甾醇型反射偏振片。在一些实施例中，胆甾醇型反射偏振片基本上反射光谱宽度为至少100、150、200或300nm或更宽的光，该光谱宽度为在反射光谱的半峰值高度处测得的全宽度。
任选地，在胆甾醇型液晶组合物内可以包括引发剂，以引发该组合物的单体组分的聚合或交联。适当的引发剂的实例包括能够生成自由基以引发并且传播聚合或交联的引发剂。还可以根据稳定性或半衰期来选择自由基发生剂。优选的是，该自由基引发剂不会在胆甾醇型液晶层中通过吸收或其它方式生成任何附加的颜色。适当的自由基引发剂的实例包括热自由基引发剂和光引发剂。热自由基引发剂包括例如过氧化物、过硫酸盐或者偶氮腈化合物。这些自由基引发剂在热分解时生成自由基。
由电磁辐射或者粒子照射可以激励光引发剂。适当的光引发剂的实例包括鎓盐光引发剂、有机金属光引发剂、阳离子型金属盐光引发剂、光分解型有机硅烷、潜在磺酸、氧化膦、环己基苯基酮、胺取代的苯乙酮以及二苯甲酮。一般而言，将紫外(UV)照射用于激励光引发剂，尽管也可以使用其它光源。可以根据对于特定波长的光的吸收率来选择光引发剂。
使用常规的处理可以获得取向的胆甾醇型液晶相。例如，产生胆甾醇型液晶相的方法包括将胆甾醇型液晶组合物沉积在定向的基板上。可以使用例如绘画技术或者与人造纤维或其它布料的摩擦可以定向该基板。美国专利No.4974941、5032009、5389698、5602661、5838407和5958293中描述了光取向定向的基板。沉积之后，将胆甾醇型液晶组合物加热到该组合物的玻璃转化温度以上，从而达到液晶相。可以将该组合物冷却为玻璃态，并且该组合物保持在液晶相。
可以将胆甾醇型液晶组合物构成为在特定的光波长带宽上基本反射具有一种圆偏振的光(例如左或右偏振光)并且基本透射具有另一种圆偏振的光(例如右或左圆偏振光)。这种特性描述了当正入射到胆甾醇型液晶材料的指向矢时引导的光的反射率或透射率。以其它角度引导的光通常被胆甾醇型液晶材料椭圆偏振，并且布拉格反射峰值典型地从其轴上波长开始发生蓝色偏移。如下所述，胆甾醇型液晶材料的特征通常就正入射光而言表现出来，然而应当理解使用已知的技术可以确定这些材料对于非正入射光的响应。
通过在基板上放置至少一种胆甾醇型液晶材料能够形成光学体。基板的表面(例如所提供的作为部分基板的取向层表面)具有能够提高或者提供放置于其上的胆甾醇型液晶材料的取向均匀性的表面取向特征。表面取向包括在该表面处生成液晶材料指向矢的取向的任意表面特征。通过多种不同的方法可以生成表面取向特征，其中这些方法包括例如基板的单向摩擦、拉伸基板，或者利用光对光可聚合材料进行光取向。
基板能够为包括多种胆甾醇型液晶化合物的光学体或结构的沉积或形成提供基础。该基板在制造或使用或这两个过程期间能够作为结构支撑部件。该基板可以对光学体工作的波长范围透光。基板的实例包括三乙酸纤维素(TAC，可以从例如Fuji Photo Film Co.，Tokyo，Japan；Eastman Kodak Co.，Rochester，NY购得)，SollxTM(可以从General Electric Plastics，Pittsfield，MA购得)，以及聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在一些实施例中，该基板是非双折射的(non-bifringent)。
该基板可以具有不只一层。在一个实施例中，该基板包含取向层，该取向层具有能够使放置在取向层上的液晶组合物定位在相当均匀的方向上的表面。可以利用机械或者化学方法制造取向层。制造取向层的机械方法包括例如在希望的取向方向上摩擦或拉伸聚合物层。例如，通过在希望的取向方向上摩擦该膜可以取向聚乙烯醇、聚酰胺和聚酰亚胺膜。能够通过拉伸取向的膜包括例如聚乙烯醇、聚烯烃、聚酯和聚苯乙烯，所述聚烯烃为例如聚乙烯或者聚丙烯，所述聚酯例为如聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚萘二甲酸乙二醇酯。该聚合物膜可以是均聚物、共聚物或者聚合物的混和物。
可以利用光化学方法形成取向层。例如如美国专利No.4974941、5032009和5958293中描述的，通过利用相对于希望的取向方向线偏振的光(例如紫外光)照射或者各向异性地吸收置于媒质中或者基板上的分子，光可定向聚合物就可以形成取向层。适当的光可定向聚合物包括聚酰亚胺，其包括例如取代的1，4-苯二胺。
另一类光取向材料可以用于形成取向层。这些聚合物在存在沿着或者垂直于偏振紫外光电场矢量方向的偏振紫外光的情况下有选择性地反应，该聚合物一旦发生反应就表现出取向液晶组合物或材料。例如在美国专利No.5389698、5602661和5838407中描述了这些材料的实例。
如美国专利No.6001277中所述，可光致异构化合物也适于光取向，例如偶氮苯衍生物。也可以通过涂敷某些类型的易溶(lyotropic)分子来形成取向层，该分子由于涂敷过程中施加的剪切而定向。例如在美国专利No.6395354中描述了这种类型分子。
可以将光学体与其它的光或物理元件组合。在一个实施例中，可以使用粘合剂将三乙酰基纤维素(TAC)膜附着于光学体上。在另一实施例中，利用基板或者其它聚合物膜可以形成层压制品。在一个实施例中，可以将TAC或者四分之一波膜层压到基板上。任选地，可以将TAC或者四分之一波膜层压到包含胆甾醇型液晶材料的层上。四分之一波膜可以将透射的圆偏振光转变为线偏振光。在通过四分之一波膜之后，圆偏振光转变为线偏振光，其偏振轴与四分之一波膜的光轴成+或-45度角，其方向由特定的圆偏振态确定。在另一实施例中，该基板自身可以是四分之一波膜。
胆甾醇型液晶层可以单独使用或者与其它层或器件组合使用，来形成光学体，例如反射偏振片。胆甾醇型液晶偏振片用于一种类型的反射偏振片中。胆甾醇型液晶偏振片的螺距与多层反射偏振片的光学层厚度相似。螺距和光学层厚度分别确定了胆甾醇型液晶偏振片和多层反射偏振片的中心波长。胆甾醇型液晶偏振片的旋转指向矢形成了与具有相同光学层厚度的多层反射偏振片中的多个层相似的光学重复单元。
该胆甾醇型液晶层反射的光的中心波长λ0和光谱带宽Δλ取决于胆甾醇型液晶的螺距p。中心波长λ0近似为λ0＝0.5(no+ne)p其中no和ne为该胆甾醇型液晶对于平行于液晶指向矢偏振的光的折射率(ne)和对于垂直于液晶指向矢偏振的光的折射率(no)。光谱带宽Δλ约为Δλ＝2λ0(ne-no)/(ne+no)＝p(ne-no)。
当该材料的双折射率(ne-no)≤2时，胆甾醇型液晶组合物的光谱带宽或者宽度(在半峰值高度处测量的全宽度)通常为100nm或更小。当希望得到在整个可见光范围(400到750nm)或者大体大于100nm的其它波长范围上的反射性时，这就限制了胆甾醇型液晶聚合物的有效性。
为了使反射偏振片能够反射宽范围的波长，可以使用多个螺距长度。通过层压或者叠置两个独立形成的胆甾醇型液晶涂层预先形成了宽带胆甾醇型液晶偏振片，每个涂层置于单独的基板上，具有不同的螺距(例如具有不同的组分，例如不同重量比的手性和向列型液晶组分)。每层具有不同的螺距，因此反射具有不同波长的光。
利用足够多的层，可以构建反射大部分可见光光谱的偏振片。因为每层反射不同范围的光，所以这些结构趋向于具有非均匀的透射或反射光谱。在构建过程中通过使液晶在各层之间扩散而在一定程度上提高均匀性。可以加热这些层以将一些液晶材料在各层之间扩散。这会在各个层之间产生平均的螺距。
然而，这种方法需要大量的处理步骤，包括独立形成每层(例如单独干燥或固化每层)，叠置(例如层压)各层，然后加热各层以使液晶材料在两层之间扩散。这还需要大量的处理时间，尤其是考虑到在两个预先形成的液晶层之间的扩散所需的时间，该液晶层典型地具有聚合特性。
已经开发了制造胆甾醇型液晶光学体的新技术。这些技术包括溶剂和材料选择以促进在基板上由单独的涂层组合物形成两个或多个胆甾醇型液晶层。
形成胆甾醇型液晶体的新方法包括由单独的涂层组合物形成两个或多个胆甾醇型液晶层，每个胆甾醇型液晶层可以具有不同的光学特性。在利用涂层组合物涂敷了基板之后，可以在涂层组合物内形成第一和第二层。将第一和第二层转变为取向胆甾醇型液晶材料或层，其中每层具有不同的光学特性。单独的涂层组合物包括一种或多种溶剂以及至少部分可溶于溶剂中的两种或多种胆甾醇型液晶组合物。
本发明的方法可以形成任意数量的具有不同光学特性的奇数或偶数个层。可能不同的光学特性包括例如螺距、有效螺距(定义为p[ne+no]/2)以及硬度。
尽管不希望受到任何特定理论的限制，但认为用于由单独的组合物形成具有不同光学特性的至少两个层的驱动力涉及包括两种或多种胆甾醇型组合物的不相容性。通过chi交互参数、界面张力、可溶性参数或者表面张力测量来研究这种不相容性。这些测量中的任意一种有效地使相位分离的液晶材料特性化。为了形成两个或多个层，通常单独具有不相容性是不够的。除了具有不相容胆甾醇型材料之外，那些材料应当形成多层。层的形成可以取决于许多因素，包括但不限于粘度、相变温度、溶剂相容性、材料的分子量、表面张力差、胆甾醇型液晶相形态以及组分的温度。例如，对于上层来讲，有利的是其具有比下层更小的表面张力，从而有助于将上层的材料驱动到上表面。除此之外或者任选地，以足够高的温度形成上层是有帮助的，从而使其处于向列相。对于上层来讲，在该温度时具有较小的粘度也是有利的，以便减少发生相位分离的时间。对于聚合物层而言(可以是下层)，具有足够低的粘度以提供更高的组分活动性也是有效的。面间表面区域的固定和变形可以是形成该层的驱动力。如果需要，可以通过控制其组合物、分子量、温度、溶剂平衡、增塑剂含量或者其任意组合来实现聚合物的低粘度。
可以利用其它处理、材料或者处理条件来促进层的形成。例如，如果将两种具有不同相容性的不同溶剂作为胆甾醇型材料，当一种溶剂蒸发时，一种材料会形成一层，而另一种材料仍在溶液中。或者，可以使用向列转变温度完全不同的材料，因此一种材料处于其(较)低粘度向列相，而另一种材料处于更粘的无定形相。任选地，能够固化可以提高其粘度并且迫使第二种材料到达表面的一种材料。也可以使用分子量差。如果形成分子量不同的两种不兼容胆甾醇型聚合物，那么它们通常将具有完全不同的粘度，这通常会促进层的形成。在形成层的处理过程中温度也可以变化。首先，该温度可以在一种胆甾醇型化合物的向列转变温度以上，但是小于第二种胆甾醇型化合物的向列转变温度。这将有助于第一种材料形成胆甾醇型相位层。然后，可以将该温度提高到第二种胆甾醇型化合物的向列转变温度以上，使得材料将形成其胆甾醇型相位层。
另一个有帮助的因素可以是当从向列相相对于晶相冷却时，胆甾醇型组合物形成了玻璃(过冷的液晶相)。使用胆甾醇型聚合物取代单体有助于促进玻璃的形成。形成玻璃的一种可选方案是快速固化单体，同时它们仍处于其分层胆甾醇型相(温度升高时)，这有助于保持两个层的向列相。
在一个实施例中，第一胆甾醇型液晶组合物包括手性液晶聚合物或者手性与非手性液晶聚合物的混和物；第二胆甾醇型液晶组合物包括手性液晶单体或者手性与非手性液晶单体的混和物。第一胆甾醇型液晶组合物可以部分地或者完全聚合。第一胆甾醇型液晶组合物可以形成热塑层。第二胆甾醇型液晶组合物可以进行交联以形成胆甾醇型液晶材料。可以进一步固化第二胆甾醇型液晶组合物。应当理解，用于第一和第二液晶组合物的材料是可以互换的，并且可以实现一种胆甾醇型材料与另一种胆甾醇型材料的分离的材料或溶剂的任意组合均在本发明的范围之内。
可以使用任意的技术，例如任意的涂层技术将涂层组合物置于基板上。从该涂层组合物中去除至少一部分溶剂会使第一胆甾醇型液晶组合物与第二胆甾醇型液晶化合物分离。由单独的涂层混和物或组合物构成的每层可以由一种胆甾醇型液晶组合物的绝大部分构成，从而提供具有唯一光学特性的每个独立层。
可以在第一胆甾醇型液晶层与第二胆甾醇型液晶层之间的界面处形成过渡区域。第一胆甾醇型液晶化合物浓度梯度可以形成在第二胆甾醇型液晶层中，其中整个过渡区域的该浓度梯度改变。同样，第二胆甾醇型液晶化合物浓度梯度可以形成在第一胆甾醇型液晶层中，其中整个过渡区域的该浓度梯度改变。利用单独的涂层组合物和处理形成至少两个不同胆甾醇型液晶层的能力减少了形成光学体所需的处理步骤的复杂性和数量。
在一个实施例中，加热能够去除溶剂以及使胆甾醇型液晶层退火或取向。任选地，能够独立地去除溶剂和退火。该胆甾醇型液晶层以不同螺距或者有效螺距取向，从而覆盖了宽范围的光谱。
可以将包括单独的胆甾醇型液晶组合物的第二涂层组合物置于第一和第二胆甾醇型液晶层上。三层中的每一层可以在热塑材料与交联材料之间交替。
任选地，第二涂层组合物具有与上述第一涂层组合物相似或者不同的组合物和特性以及生成至少两个胆甾醇型液晶层(如上对于第一涂层组合物所述)的能力，可以将第二涂层组合物施加到第一和第二胆甾醇型液晶层。每层的螺距可以是不同的，从而覆盖可见光光谱。第二涂层组合物可以提供置于第一和第二胆甾醇型液晶层上的第三和第四胆甾醇型液晶层。四层中的每一层可以在热塑材料与交联材料之间交替。
第一或第二胆甾醇型液晶组合物可以包括除了能聚合外还能交联的反应单体材料。这种反应单体材料可以是反应手性单体，在一些实施例中是胆甾醇型液晶化合物、胆甾醇型液晶聚合物的前体或者手性化合物。例如，该反应单体材料可以是例如二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、双环氧化物、联乙烯、二烯丙基醚或者其它反应材料。这就“固定”了(多个)胆甾醇型液晶层，并且防止或者基本上减少了材料在这些层中的任何移动。
这种方法和结构相比先前的技术具有优势，其中连续并且独立地形成了每个层，然后使用热引发扩散来混和部分胆甾醇型液晶聚合物层。在这些现有技术中，所得到的产品将继续经历在不同组合物的各层之间随时间的扩散，特别是将该产品用于会产生大量热的用途时，例如许多显示用途。这种连续的扩散导致了该产品的光学特性随时间的变化。
相反，本文中所述的用于交联(多个)胆甾醇型液晶层的技术提供了通过提高分子量并且减少可移动单体材料的扩散或移动的有效性来显著减少或防止交联之后的进一步移动的方法。因此，所得到的光学体的光学特性随时间基本上是稳定的，并且可以用于制造寿命更长、更可靠的产品。此外，当第一胆甾醇型液晶组合物不能与第二胆甾醇型液晶组合物相容时，由于去除了溶剂，它们趋向于试图相互远离地移动，因此不相容性影响和交联提供了一种随时间基本上稳定的光学体并且可以用于制造与现有技术的光学体相比寿命更长、更稳定的产品。
使用多种技术和设备可以实施上述方法。图1表示了用于实现在基板上利用单独的涂层组合物形成两个胆甾醇型液晶层的适当方法和设备的实例。涂层设备100包括将基板200传送通过第一涂层给料器104的载体(例如传送带或者滑动平台)。任选地，该基板200可以是通过使用驱动辊而拉过该设备100的连续网。使用用于移动基板200以及一个或多个涂层的驱动辊或者类似机构就能够不需要位于基板200下的载体102。第一涂层组合物202通过第一涂敷头106分配到基板200上。可以使用任意的涂层技术，包括例如刮涂、棒涂(bar coating)、槽涂(slot coating)、凹版涂敷、辊涂、喷涂或者淋涂。在一个实施例中，第一涂层组合物202包括溶剂和两种或多种可以至少部分溶于溶剂中的胆甾醇型液晶组合物。
在一个实施例中，第一胆甾醇型液晶组合物包括手性液晶聚合物或者手性和非手性液晶聚合物的混和物；第二胆甾醇型液晶组合物包括手性液晶单体或者手性和非手性液晶单体的混和物。第一胆甾醇型液晶组合物可以部分或者完全聚合。第一胆甾醇型液晶组合物可以形成热塑层。第二胆甾醇型液晶组合物可以聚合以形成胆甾醇型液晶材料。第二胆甾醇型液晶组合物可以形成交联层。
第一涂层组合物202和基板200能够穿过干燥炉108以去除溶剂。从涂层组合物202中去除至少一部分溶剂使得第一胆甾醇型液晶组合物与第二胆甾醇型液晶组合物相分离，从而形成第一层206和第二层204。
第一涂层组合物202和/或第一层206和第二层204以及基板200能够穿过固化台110，该固化台包含例如热或光源，从而使第一涂层组合物和/或第一层206和第二层204(部分或者完全)固化，前提是该组合物202和/或第一层206和第二层204包含可固化组分并且希望在这步处理时将这些组分固化。该固化台110可以相对于基板200的位置放置在一个或多个不同位置上。
图2到3表示了由图1所示的方法的不同阶段。在本发明的一个实施例中，如图2所示，将第一涂层组合物202施加到基板200上。第一涂层组合物202在适当的溶剂中包括第一胆甾醇型液晶组合物(例如聚合液晶组合物)和第二胆甾醇型液晶组合物(例如单体液晶组合物)，上述两种组合物在形成混和物的溶剂中是相容或者可溶解的，而当从该混和物中去除了溶剂时是不相容或者不可溶解的。
图3表示了所形成的光学体，其中在干燥108和/或固化110之后，第一胆甾醇型液晶组合物已经与第二胆甾醇型液晶组合物分开。第一胆甾醇型液晶组合物可以形成置于基板200上的第一层206。第二胆甾醇型液晶组合物可以形成置于第一层206上面的第二层204。第一层206和第二层204可以具有相同或不同的厚度。通过控制以下变量中的一个可以预先确定每层206、204的相对厚度例如通过选择材料、材料的相对量；温度、粘性、聚合物分子量或者这些变量的组合。第一层206和第二层204的厚度可以是任意的厚度。例如，第一层206和第二层204的厚度对于可见光而言可以是从1到10微米或者2到5微米或者3到4微米中独立选择的，而对于IR光可以更厚。
第一层206可以包含胆甾醇型液晶组合物，一旦取向，其覆盖了第二层204不能覆盖的一部分光谱。例如，第一层206可以反射红色、蓝色、绿色或者黄色可见光，第二层204可以反射不能被第一层206反射的颜色的可见光。具体而言，第一层206可以反射蓝色可见光，第二层204可以反射红色可见光。
图4表示了利用两种涂层组合物来形成三个胆甾醇型液晶层的适当方法和设备的实例。可以形成依照图1所述的最初的两个胆甾醇型液晶层；第二涂层给料器112然后通过第二涂敷头114将第二涂层组合物301分配到第二层204上。同样可以使用任意的涂敷技术。在一个实施例中，第二涂层组合物301包括溶剂和第三胆甾醇型液晶组合物。
第二涂层组合物301和基板200可以穿过干燥炉116以去除溶剂，从而形成第三层303。第二涂层组合物301和/或第三层303以及基板200能够穿过包含例如热或光源的固化台118，从而(部分或者完全)聚合第二涂层组合物和/或第三层303，前提是该组合物302和/或第三层306包含可固化组分，并且希望在这个处理阶段对这些组分进行固化。该固化台118可以相对于基板200、第二涂层组合物302、和/或第三层306以及第四层304的位置放置在一个或多个不同位置上。
第二涂层组合物301可以包含胆甾醇型液晶组合物，一旦取向，该组合物就会覆盖最初的两个层204、206所不能覆盖的一部分光谱。例如，第三层303可以反射红色、蓝色、绿色或者黄色可见光，第二层204可以反射不能被第三层303反射的颜色的可见光，第一层206可以反射不能被第三层303或者第二层204反射的颜色的可见光。具体而言，第一层206可以反射蓝色可见光，第二层204可以反射红色可见光，第三层303可以反射绿色可见光。
图5到6表示了图4所示的方法的不同阶段。在本发明的一个实施例中，如图5所示，将第二涂层组合物301施加到基板200上的第一层206和第二层204上。第二涂层组合物301在适当的溶剂中包括第三胆甾醇型液晶组合物，例如可溶于该溶剂中的聚合或单体液晶材料。图6表示了在取向了第三胆甾醇型液晶组合物之后的第三层303。
图7表示了利用两种涂层组合物来形成四个胆甾醇型液晶层的适当方法和设备的实例。可以形成依照图1所述的最初的两个胆甾醇型液晶层；第二涂层给料器112然后通过第二涂敷头114将第二涂层组合物302分配到第二层204上。同样可以使用任意的涂敷技术。在一个实施例中，第二涂层组合物302包括溶剂和至少部分溶于该溶剂的两种或多种胆甾醇型液晶化合物。
在一个实施例中，第三胆甾醇型液晶组合物包括手性液晶聚合物或者手性和非手性液晶聚合物；第四胆甾醇型液晶组合物包括手性液晶单体或者手性和非手性液晶单体的混合物。第三胆甾醇型液晶组合物可以部分或完全聚合。第三胆甾醇型液晶组合物可以形成热塑层。第四胆甾醇型液晶组合物可以固化或交联，从而形成胆甾醇型液晶材料。第四胆甾醇型液晶组合物可以形成交联层。
第三涂层组合物302和基板200可以穿过干燥炉116以去除溶剂。从涂层组合物302中去除至少一部分溶剂造成第三胆甾醇型液晶组合物与第四胆甾醇型液晶组合物分离，从而形成第三层306和第四层304。
第二涂层组合物302和/或第三层306以及第四层304和基板200可以穿过包含例如热或光源的固化台118，从而(部分或者完全)固化第二涂层组合物和/或第三层306和第四层304，前提是该组合物302和/或第三层306以及第四层304包含可固化组分，并且希望在这个处理阶段对这些组分进行固化。该固化台118可以相对于基板200的位置放置在一个或多个不同位置上。
第二涂层组合物302可以包含胆甾醇型液晶化合物，一旦取向，该化合物就会覆盖最初的两个层204、206不能覆盖的一部分光谱。
在完成了希望得到的程度的传质之后，可以使用包括例如光或热源的固化台118完全固化该涂层组合物。在一个实施例中，如上所述，该涂层组合物包括能够交联这些材料的材料，从而将胆甾醇型液晶材料“固定”在该层内。
图8到9表示了图7所示的方法的不同阶段。在本发明的一个实施例中，如图8所示，将第二涂层组合物302施加到基板200上的第一层206和第二层204上。第二涂层组合物302在适当的溶剂中包括第三胆甾醇型液晶组合物，例如聚合液晶组合物，和第四胆甾醇型液晶组合物，例如单体液晶组合物，这两种组合物在形成溶液的溶剂中是相容并且可溶解的，而当从溶液中去除溶剂时是不相容且不可溶解的。
图9表示了所形成的光学体，其中在干燥116和固化118之后已经将第三胆甾醇型液晶组合物与第四胆甾醇型液晶组合物分开。第三胆甾醇型液晶组合物可以形成置于第二层204上的第三层306。第四胆甾醇型液晶组合物可以形成置于第三层306上的第四层304。
第二涂层组合物302可以包含胆甾醇型液晶组合物，一旦取向，该组合物会覆盖最初的两个层204、206所不能覆盖的一部分光谱。例如，第四层304可以反射红色、蓝色、绿色或者黄色可见光，第三层306可以反射不能被第四层304反射的颜色的可见光。具体而言，第一层206可以反射蓝色可见光，第二层204可以反射红色可见光，第三层306可以反射绿色可见光，第四层304可以反射黄色可见光。
第三层306和第四层304可以具有如上所述的相同或者不同的厚度。
还可以控制基板200的速度，从而改变炉108/116或者固化台110/118进行处理的持续时间。炉108/116的处理持续时间可以是任意长度的时间，例如1到30分钟、或者1到15分钟、或者3到10分钟、或者3到6分钟。炉温可以足够高，从而蒸发溶剂或者高于向列转变温度，并且可以足够低，从而防止光学体内材料的降解。炉温可以是至少75℃或者从80℃到140℃、或者从100℃到120℃。
从单独的层到两个分开的层中传质的速率取决于多种因素，包括例如用于每种组合物中的特定材料、这些组合物中材料的百分比、材料的分子量、该组合物的温度、剩余溶剂、该组合物的粘性、每种组合物的聚合程度。通过控制这些变量中的一个或多个可以获得希望得到的传质速率，例如通过选择材料、温度、粘性、聚合物分子量或者这些变量的任意组合。该涂层组合物可以置于炉108/116中或者其它的加热单元中，从而提高相互分离的液晶组合物到两个分开的不同层中的传质速率，以及溶剂离开涂层组合物202、302的传质速率。如果需要，这种炉可以用于从涂层组合物中部分或者完全去除溶剂。
图1到9所示的设备和方法可以改变为连续地在基板上涂敷多于两种涂层组合物。例如，可以将附加的涂层给料器、炉或者光源添加到该设备中。此外，可以增加或减少炉或者固化台的数量，从而优化形成光学体的整个过程。
例如，根据本文中所述的方法和结构可以形成宽带反射偏振片。这种宽带反射偏振片可以基本上均匀地(例如变化不超过10％或5％)反射波长范围为100nm、200nm或300nm或更大的一种偏振的光。尤其是，可以形成一种宽带反射偏振片，其基本上均匀地反射可见光波长范围(例如400到750nm)的一种偏振的光。
该胆甾醇型液晶光学体可以用于多种光学显示器和其它用途中，包括透射(例如背光)、反射和半透反射式显示器。例如，图10表示了一种示例性背光显示系统400的示意横截面图，该系统包括显示媒质402、背光片404、如上所述的胆甾醇型液晶反射偏振片408以及光学反射片406。该显示系统任选地包括四分之一波片，其作为胆甾醇型液晶反射偏振片的一部分或者独立的组件，以将来自液晶反射偏振片的圆偏振光转变为线偏阵光。观察者位于与背光片404相对的该显示设备402的一侧。
显示媒质402通过透射从背光片404发射的光来向观察者显示信息或图像。显示媒质402的一个实例是仅透射一种偏振态的光的液晶显示器(LCD)。
提供用于观察该显示系统400的光的背光片404包括例如光源416和导光片418，但也可以使用其它的背光系统。尽管图10所示的导光片418通常具有矩形横截面，但是背光可以使用具有任意适当形状的光导。例如，该导光片418可以是楔形的、槽形的、伪楔形(pseudo-wedge)的等等。首先要考虑的是导光片418能够从光源416接收光并且发射该光。因此，该导光片418可以包括背反射片(例如任选的反射片406)、提取机构和其它组件以实现希望的功能。
反射偏振片408是包括如上所述的至少一个胆甾醇型液晶光学体的光学膜。提供该反射偏振片408以基本上透射从导光片418出射的一种偏振态的光，并且基本上反射从导光片418出射的不同偏振态的光。
图11是一种反射液晶显示器500的示意图。这种反射液晶显示器500包括显示媒质508、胆甾醇型液晶反射偏振反射镜504、吸光背层506以及吸收偏振片502。该液晶显示器500任选地任选地包括波片，其作为胆甾醇型液晶反射偏振片504的一部分或者作为独立的部件，以将来自液晶设备的混和偏振光转变为适当偏振的光。
液晶显示器500首先由吸收偏振片502使光510偏振。然后，该偏振光传播通过显示媒质508，其中该光的圆偏振组分中的一种从胆甾醇型液晶反射偏振反射镜504反射并且反向穿过显示媒质508和吸收偏振片502。其它的圆偏振组分穿过胆甾醇型液晶反射偏振片504并被背层506吸收。这种反射液晶显示器500的反射偏振片504包括一种如上所述的胆甾醇型液晶光学体。对于胆甾醇型液晶光学体的具体选择可以取决于诸如成本、尺寸、厚度、材料和感兴趣的波长范围之类的因素。
图12是一种半透反射式液晶显示器600的示意图。这种半透反射式液晶显示器600包括相位延迟显示媒质608、部分反射镜603、胆甾醇型液晶反射偏振反射镜604、背光片606和吸收偏振片602。该显示系统任选地包括波片，作为胆甾醇型液晶反射偏振片604的一部分或者作为独立的部件，以将来自液晶设备的混和偏振光转变为适当偏振的光。在反射模式中，吸收偏振片602使明亮的环境光610偏振，其传播通过显示媒质608，从部分反射镜603反射并且反向穿过显示媒质608和吸收偏振片602。在暗环境光情况下，激励该背光片606，并且光有选择性地穿过胆甾醇型偏振片604，其适于向显示器提供适当偏振的光。手性相反的光反向反射、循环并且有选择性地穿过胆甾醇型偏振片604，从而有效地提高背光亮度。这种反射液晶显示器600的反射偏振片包括一种如上所述的胆甾醇型液晶光学体。对于胆甾醇型液晶光学体的具体选择可以取决于诸如成本、尺寸、厚度、材料和感兴趣的波长范围之类的因素。
可以将胆甾醇型液晶光学体与多种其它的组件和膜结合使用，从而为液晶显示器提高和提供其它特性。这种组件和膜包括例如亮度增量膜、包括四分之一波片和膜的延迟片、多层或连续/分散相位反射偏振片、金属化背反射片、棱镜背反射片、漫反射背反射片、多层介电背反射片以及全息背反射片。
实施例实例1为涂敷过程准备涂层溶液。使用0.27g的Vazo52(可以从Dupont，Wilmington，DE购得)作为热引发剂，将7.62g的4-(2-丙烯酰氧基-乙氧基)-苯甲酸4′-氰基-联苯-4-基酯与0.74g的LC756在25.1g 1，3-二氧杂环戊烷(可以从Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI购得)中聚合。该反应在60℃下持续16个小时。然后将该溶液与6g环己酮(可以从Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI购得)、12.2g LC242、0.53g LC756、2.0g 4，4’-羟基联苯腈(可以从AldrichChemical Co.，Milwaukee，WI购得)和45.8g 1，3-二氧杂环戊烷(可以从Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI购得)组合。
欧洲专利申请公报No.834754中描述了4-(2-丙烯酰氧基-乙氧基)-苯甲酸4′-氰基-联苯-4-基酯的制备。4-(2-丙烯酰氧基-乙氧基)-苯甲酸4′-氰基-联苯-4-基酯的结构是 化合物LC756(PaliocolorTMLC756可以从BASF购得)和化合物LC242(PaliocolorTMLC242)是可以从BASF Corp.(Ludwigshafen，Germany)购得的液晶单体。VazoTM52(Dupont，Wilmington，Del.)是用作自由基引发剂的可热分解的取代的偶氮腈化合物。
使用绕线棒将该溶液涂敷在100微米PET基板(可以从3M，St.Paul，MN购得的ScotchpakTM)上，从而产生4微米厚的干燥涂层。
最后，将LambdaTM900分光光度计(Perkin Elmer，Santa Clara，Calif.)用于测量光学体的光学性能。将四分之一波膜置于涂层前，将标准线偏阵片置于光路中，并且测量400nm到700nm范围通过该涂层的透射率。旋转该偏振片，从而产生交叉偏振，然后测量透射率。观察两个消光峰值。图13中表示了对于所测波长范围的透射率结果。
实例2为涂层过程准备涂层溶液。使用0.29g的Vazo52(可以从Dupont，Wilmington，DE购得)作为热引发剂，将8.21g的4-(2-丙烯酰氧基-乙氧基)-苯甲酸4′-氰基-联苯-4-基酯与0.80g的LC756在27.1g 1，3-二氧杂环戊烷(可以从Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI购得)中聚合。该反应在60℃下持续16个小时。然后将该溶液与15g环己酮(可以从Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI购得)、15.4g LC242、0.64g LC756、2.24g 4’-羟基-1，1’-联苯-4-腈(可以从Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI购得)、27.1g 1，3-二氧杂环戊烷(可以从Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI购得)、0.11g丁基化羟基甲苯(BHT可以从Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI购得)、0.28g Irgacure819(可以从Ciba Geigy，Hawthorne，NY购得)和0.84g丙烯酸苯乙酯(可以从Polysciences，Warrington，PA购得)组合。
使用绕线棒将该溶液涂敷在100微米PET基板上，从而产生5微米厚的干燥涂层。在110℃下干燥该涂层1分钟，然后在120℃下干燥12分钟，从而形成光学体。使用FusionTMD灯UV固化已干燥的涂层。光量约为1J/cm2。
最后，将LambdaTM900分光光度计(Perkin Elmer，Santa Clara，Calif.)用于测量光学体的光学性能。将四分之一波膜置于涂层前，将标准线偏阵片置于光路中，并且测量400nm到700nm范围通过该涂层的透射率。相对于四分之一波膜旋转线偏阵片+45°和-45°测量透射率，从而得到平行和交叉偏振结果。图14中表示了对于所测波长范围的透射率结果。
不应视为将本发明限制为上述的特定实例，而应当理解成覆盖了所附权利要求中提出的本发明的所有方面。通过回顾以上的说明书，对于本发明所涉及领域的技术人员而言，各种修改、等同物处理以及可以应用本发明的多种结构都是显而易见的。
权利要求
1.一种制造光学体的方法，该方法包括以下步骤将混和物涂敷在基板上，该混和物包括第一胆甾醇型液晶组合物、第二胆甾醇型液晶组合物、和溶剂；其中该第一胆甾醇型液晶组合物不同于第二胆甾醇型液晶组合物；并且由该混和物在基板上形成第一层和第二层；其中第一层包括第一胆甾醇型液晶组合物的绝大部分，第二层包括第二胆甾醇型液晶组合物的绝大部分。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将第一胆甾醇型液晶组合物转变为取向第一胆甾醇型液晶材料，并且将第二液晶组合物转变为取向第二胆甾醇型液晶材料。
3.根据权利要求2所述的方法，其中将第一和第二胆甾醇型液晶组合物转变为取向第一和第二胆甾醇型液晶材料的步骤包括使第一和第二胆甾醇型液晶组合物中至少之一聚合。
4.根据权利要求2所述的方法，其中将第一和第二胆甾醇型液晶组合物转变为取向第一和第二胆甾醇型液晶材料的步骤包括使第一和第二胆甾醇型液晶组合物中的至少一种交联。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在基板上形成第一层和第二层的步骤包括将第一胆甾醇型液晶组合物与第二胆甾醇型液晶组合物分开。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在基板上形成第一层和第二层的步骤包括从该混和物中去除至少一部分溶剂。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在基板上形成第一和第二层的步骤包括加热该混和物。
8.根据权利要求2所述的方法，其中将第一和第二胆甾醇型液晶组合物转变为取向第一和第二胆甾醇型液晶材料的步骤包括加热第一和第二胆甾醇型液晶组合物中至少之一。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括固化第一或第二胆甾醇型液晶材料。
10.根据权利要求2所述的方法，进一步包括将第二混和物涂敷在第一或第二胆甾醇型液晶材料上，该混和物包括第三胆甾醇型液晶组合物和第二溶剂；其中该第三胆甾醇型液晶组合物不同于第一和第二胆甾醇型液晶组合物。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括将第三胆甾醇型液晶组合物转变为取向第三胆甾醇型液晶材料。
12.根据权利要求2所述的方法，进一步包括将第二混和物涂敷在第一或第二胆甾醇型液晶材料上，该混和物包括第三胆甾醇型液晶组合物、第四胆甾醇型液晶组合物、和第二溶剂；其中第三胆甾醇型液晶组合物不同于第一、第二和第四胆甾醇型液晶组合物，第四胆甾醇型液晶组合物不同于第一、第二和第三胆甾醇型液晶组合物；以及由第二混和物在第一或第二胆甾醇型液晶材料上形成第三层和第四层；其中第三层包括第三胆甾醇型液晶组合物的绝大部分，第四层包括第四胆甾醇型液晶组合物的绝大部分。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括将第三胆甾醇型液晶组合物转变为取向第三胆甾醇型液晶材料，并且将第四液晶组合物转变为取向第四胆甾醇型液晶材料。
14.一种制造光学体的方法，该方法包括以下步骤将混和物和溶剂涂敷在基板上，该混和物包括第一胆甾醇型液晶组合物、第二胆甾醇型液晶组合物；其中该第一胆甾醇型液晶组合物包括胆甾醇型液晶聚合物，第二胆甾醇型液晶组合物包括胆甾醇型液晶单体；由该混和物在基板上形成第一层和第二层；其中第一层包括第一胆甾醇型液晶组合物的绝大部分，第二层包括第二胆甾醇型液晶组合物的绝大部分。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括将第一胆甾醇型液晶组合物转变为取向第一胆甾醇型液晶材料，将第二液晶组合物转变为取向第二胆甾醇型液晶材料。
16.根据权利要求15所述的方法，其中将第一胆甾醇型液晶组合物转变为取向第一胆甾醇型液晶材料的步骤包括使第一胆甾醇型液晶组合物聚合。
17.根据权利要求15所述的方法，其中将第二胆甾醇型液晶组合物转变为取向第二胆甾醇型液晶材料的步骤包括使第二胆甾醇型液晶组合物交联。
18.根据权利要求14所述的方法，其中由该混和物在基板上形成第一层和第二层的步骤包括在基板和第二层之间形成第一层。
19.根据权利要求14所述的方法，其中由该混和物在基板上形成第一层和第二层的步骤包括在基板和第一层之间形成第二层。
20.根据权利要求15所述的方法，进一步包括将第二混和物涂敷在第一或第二胆甾醇型液晶材料上，该混和物包括第三胆甾醇型液晶组合物和第二溶剂；其中第三胆甾醇型液晶组合物包括胆甾醇型液晶聚合物或者胆甾醇型液晶单体并且其不同于第一和第二胆甾醇型液晶组合物。
21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括将第三胆甾醇型液晶组合物转变为取向第三胆甾醇型液晶材料。
22.根据权利要求21所述的方法，其中将第三胆甾醇型液晶组合物转变为取向第三胆甾醇型液晶材料的步骤包括将第三胆甾醇型液晶组合物转变为取向胆甾醇型液晶交联材料上的取向第三胆甾醇型液晶热塑材料。
23.根据权利要求21所述的方法，进一步包括将第二混和物涂敷在第一或第二胆甾醇型液晶材料上，该混和物包括第三胆甾醇型液晶组合物、第四胆甾醇型液晶组合物、和第二溶剂；其中第三胆甾醇型液晶组合物包括胆甾醇型液晶聚合物，第四胆甾醇型液晶组合物包括胆甾醇型液晶单体，其中第三胆甾醇型液晶组合物不同于第一、第二和第四胆甾醇型液晶组合物，第四胆甾醇型液晶组合物不同于第一、第二和第三胆甾醇型液晶组合物；并且由第二混和物在第一或第二胆甾醇型液晶材料上形成第三层和第四层；其中第三层包括第三胆甾醇型液晶组合物的绝大部分，第四层包括第四胆甾醇型液晶组合物的绝大部分。
24.根据权利要求23所述的方法，进一步包括将第三胆甾醇型液晶组合物转变为取向第三胆甾醇型液晶材料，并且将第四液晶组合物转变为取向第四胆甾醇型液晶材料。
25.根据权利要求24所述的方法，其中将第三胆甾醇型液晶组合物转变为取向第三胆甾醇型液晶材料的步骤包括将第三胆甾醇型液晶组合物转变为取向第二胆甾醇型液晶交联材料上的取向第三胆甾醇型液晶热塑材料。
26.根据权利要求24所述的方法，其中将第四胆甾醇型液晶组合物转变为取向第四胆甾醇型液晶材料的步骤包括将第四胆甾醇型液晶组合物转变为取向第三胆甾醇型液晶热塑材料上的取向第四胆甾醇型液晶交联材料。
27.一种制造光学体的方法，该方法包括以下步骤将混和物涂敷在基板上，该混和物包括多种胆甾醇型液晶组合物和溶剂；其中每种胆甾醇型液晶组合物不同；由该混和物在基板上形成多个层；其中每层包括一种胆甾醇型液晶组合物的绝大部分。
28.根据权利要求27所述的方法，进一步包括将多种胆甾醇型液晶组合物转变为取向胆甾醇型液晶材料。
29.根据权利要求27所述的方法，其中将包括多种胆甾醇型液晶组合物和溶剂的混和物涂敷在基板上包括将包括第一胆甾醇型液晶组合物、第二胆甾醇型液晶组合物、第三胆甾醇型液晶组合物的混和物和溶剂涂敷在基板上；并且其中由该混和物在基板上形成多个层包括由该混和物在基板上形成第一层、第二层和第三层；其中每层包括一种胆甾醇型液晶组合物的绝大部分；其中第一层包括第一胆甾醇型液晶组合物的绝大部分，第二层包括第二胆甾醇型液晶组合物的绝大部分，第三层包括第三胆甾醇型液晶组合物的绝大部分。
30.根据权利要求29所述的方法，进一步包括将第一胆甾醇型液晶组合物转变为取向第一胆甾醇型液晶材料，将第二液晶组合物转变为取向第二胆甾醇型液晶材料，并且将第三液晶组合物转变为取向第三胆甾醇型液晶材料。
31.一种由权利要求1所述的方法制造的产品。
32.一种由权利要求27所述的方法制造的产品。
全文摘要
制造光学体的方法包括将混和物涂敷在基板上，该混和物包括多种胆甾醇型液晶组合物和溶剂。每种胆甾醇型液晶组合物是不同的。在基板上形成多个层。每层包括一种胆甾醇型液晶组合物的绝大部分。
文档编号G02F1/1335GK1754109SQ200480004948
公开日2006年3月29日 申请日期2004年1月12日 优先权日2003年2月24日
发明者理查德·J·波科尔尼, 马克·D·拉德克利夫, 史蒂夫·D·所罗门松, 特伦斯·D·斯波恩 申请人:3M创新有限公司