可寻址的可转换透明显示器的制造方法_2

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度和柔性)。所谓卷对卷,是指将材料卷绕到支撑件上或从其上退绕下,以及以某些方式进一步加工的过程。进一步加工的例子包括涂覆、裁切(slitting)、冲切(blanking)以及暴露于福射等。这类聚合物的实例包括热塑性聚合物。示例性的热塑性聚合物包括聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚酯以及双酚或萘基液晶聚合物。热塑性塑料的另外例子包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、双酚A聚碳酸酯、聚(氯乙烯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯以及聚(偏二氟乙烯)。这种聚合物的一些还具有光学特性(例如,透射率),所述光学特性可使它们尤其适于某些显示应用,在这些显示应用中,它们支持图案化的导体,例如聚碳酸酯、聚酰亚胺和/或聚酯。
[0039]基板可以是柔性的。基板可具有任何可用厚度,其范围通常从约5μηι至约1000 μ m、从约25 μ m至约500 μ m、从约50 μ m至约250 μ m或从约75 μ m至约200 μ m。
[0040]示例性的透明电导体可由铟锡氧化物、锡锑氧化物、氟掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锌、石墨烯、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)[PED0T]:聚(苯乙烯磺酸KPSS]、纳米线材以及掺杂聚(4,4-二辛基环戍二噻吩)制成。这些透明导体在可见光谱中的透射率范围各不相同,但是各自可根据应用而用于制造本文所述的显示屏。
[0041]胆留型液晶通常被分散或稳定在聚合物基质中,以形成聚合物稳定的胆留型纹理。聚合物稳定的胆留型纹理可包括在本质上是手性的胆留型液晶(例如,不具有镜面的分子)以及在本质上是介晶的分子单元(例如,呈现液晶相的分子)。在一些实施例中,胆甾型液晶材料本身可为聚合物。胆留型液晶材料还可以包括混合有或包含有手性单元的非手性液晶化合物(向列型)。胆留型液晶材料包括具有胆留液晶相的化合物,其中液晶的指向矢(指定平均局部分子排列方向的单位矢量)沿着垂直于指向矢的维度以螺旋方式旋转。胆留型液晶材料也称为手性向列型液晶材料。胆留型液晶材料的螺距为指向矢旋转360度所需的距离(在垂直于指向矢并沿着胆留螺旋轴的方向上)。该距离通常是lOOnm或更大。
[0042]胆甾型液晶相通常由包含向列介晶分子(以平面平行的方式对准)的多个平面构成,该向列介晶分子包含手性中心,该手性中心产生分子间力以利于相邻平面中的分子之间将相对于彼此以微小旋转角度对准。这会形成能够可视化为非常薄的二维向列型层堆叠的结构,每个向列型层具有相对于上方和下方层中的那些扭转的指向矢(对准矢量)。图1是示出具有液晶向列型层堆叠的胆留型液晶相的对准的示意图。为了进行示意性的说明,图2仅仅示出了向列型层的五个不同对准取向。每个向列型层210,220, 230, 240和250包括通过聚合物基质203来稳定的对准液晶元件201。在向列型层210中,由于在该层中的液晶元件的对准,因此指向矢近似垂直于图示,如箭头210a所示。示出的胆留型液晶包括向列型层220, 230和240,其中指向矢转动约45度,如箭头220a, 230a和240a所示。向列型层250具有如由箭头250a指示的指向矢,其与向列型层210的指向矢210a反向平行。具有已360度转动的指向矢的向列型层之间距离称为胆留型液晶的螺距。在图2中,二分之一螺距是层210与层250之间的距离。
[0043]聚合物稳定的胆留型纹理(PSCT)层通常具有低于约10重量%的稳定化聚合物浓度。相比之下,聚合物分散的液晶(PDLC)层可具有从20重量%至约80重量%的聚合物浓度以限制液晶。由于这种高聚合物含量,PDLC层通常由于聚合物与液晶指数失配而固有地模糊。在PSCT层中可以消除这种指数失配问题,因为聚合物浓度通常较低。当PSCT层处于其透明模式时,通常不会模糊,即使以广视角观察也是如此。
[0044]本文所论述的聚合物稳定的胆留型层可来源于包含至少一种向列型液晶、手性化合物和预聚物制剂的混合物的可光固化或可热固化组合物。用于PSCT层的预聚物制剂(可固化组合物)描述于例如Fuh, A.,et al./‘Studies of Polymer-Stabilized CholestericTexture Films”,Display Technologies III, Proc.0f SPIE Vol.4079, 184(2000)(Fuh, A.等人,“聚合物稳定的胆留型纹理膜研究”,《显示技术III学报》,第4079卷,第184页,2000年)中。该参考文献公开了在2.7重量%的1,1’-联苯双[6-(丙烯酰氧基)己氧基]和光引发剂存在的情况下使用以92:8的比率聚合的向列型E48和手性CB15(两者可购自德国达姆施塔特市默克公司(E.Merck, Darmstadt, Germany))的混合物制成的示例性PSCT膜。
[0045]可将聚合物稳定的胆留型纹理层设置在第一基板与第二基板之间。通常,聚合物稳定的胆留型纹理层会与透明导体中的一个或两个接触。聚合物稳定的胆留型纹理层可包括连同手性掺杂物一起分散于聚合物基质(连续相)内的液晶相(分散相)。可设置在基板之间的聚合物稳定的胆留型纹理层可具有任何可用厚度,例如从约1 μπι至约15 μπι的范围内的厚度。聚合物稳定的胆留型纹理层可通过暴露于光化辐射(通常为UV辐射)下经由福射固化形成,所述光化福射在从约0.lmW/cm2至约30mW/cm2的范围内,或从约0.2mff/cm2至约20.0mW/cm2的范围内。
[0046]可光固化或可热固化组合物的聚合可通过光化学引发或热引发。光化学引发的光聚合通常需要引发剂。在许多实施例中,光引发剂包括羟基-烷基二苯甲酮(例如,可购自默克公司(Merck)的DAR0CUR)、安息香醚、烷基苯酮、二苯甲酮、山酮、噻吨酮、氧化膦(例如,可购自汽巴专用品化学品公司(Ciba Specialty Chemicals)的IRGACURE 819)以及它们的衍生物。另外可用的光聚合引发剂描述于美国专利5,516,455 (Jacobine等人)中。光聚合引发剂可以任何可用的量存在于组合物之中。在许多实施例中,光聚合引发剂存在的量可在从约0.01重量%至约重量10%、从约0.1重量%至约5重量%或从约1重量%至约2重量%的范围内。用于可固化组合物的热引发剂是本领域熟知的,并且包括过氧化物和偶氮化合物。
[0047]聚合物基质组分通常包括至少一种光学透明的聚合物材料。光学透明的聚合物材料可包括至少一种粘合剂。粘合剂可用于将粘合体粘附在一起并呈现如下特性:(1)有力和持久的粘着性;(2)用不超过指压的压力即可粘附;(3)足以保持到粘合体上的能力;以及(4)可干净地从粘合体上移除的足够内聚强度。已发现可很好地用作压敏粘合剂的材料为经设计和配制而表现出所需粘弹性,从而使得粘着力、剥离粘附力和剪切保持力达到所需平衡的聚合物。
[0048]可用聚合物基质组分包括聚(甲基)丙烯酸酯,其衍生自:单体A,所述单体A包含至少一种单烯键不饱和(甲基)丙烯酸烷基酯单体,其中所述单体的均聚物具有不大于约0°C的Tg;以及单体B,所述单体B包含至少一种单烯键不饱和自由基共聚加强单体,其中所述单体的均聚物具有高于单体A温度的Tg,例如,至少约10°C。如本文所使用,(甲基)丙烯酸类树脂是指丙烯酸类树脂和甲基丙烯酸类树脂,(甲基)丙烯酸酯也一样。
[0049]在一些实施例中,光学透明的聚合物材料可包括天然橡胶类和合成橡胶类粘合剂、热塑性弹性体、增粘热塑性环氧树脂衍生物、聚氨酯衍生物、聚氨酯丙烯酸酯衍生物、有机硅粘合剂诸如聚二有机基硅氧烷、聚二有机基硅氧烷-聚乙二酰胺和有机硅脲嵌段共聚物。
[0050]在一些实施例中,光学透明的聚合物材料可包括具有在可见光谱的至少一部分(约400nm至约700nm)上具有从约80 %至约100 %、从约90 %至约100 %、从约95 %至约100%或从约98%至约100%的高透光率和/或从约0.01%至小于约5%、从约0.01%至小于约3%或从约0.01%至小于约1%的雾度值的组合物。作为粘合剂的示例性光学透明的聚合物材料包括如描述于美国专利7,005, 394(Ylitalo等人)中的增粘热塑性环氧树脂、如描述于美国专利3,718,712 (Tushaus)中的聚氨酯、如描述于美国专利申请公开2006/0216523 (Takaki等人)中的聚氨酯丙烯酸酯。
[0051]在一些实施例中,光学透明的聚合物材料可以包括如描述于美国专利7,862,898和7,892,649 (均由Sherman等人提交)中的多官能烯键不饱和硅氧烷聚合物与一种或多种乙烯基单体的固化反应产物。作为粘合剂的示例性光学透明的聚合物材料包括衍生自包括聚醚段的低聚物和/或单体的聚合物,其中聚合物的35重量%至85重量%包括这样的段。这些粘合剂描述于美国专利申请公开2007/0082969 (Malik等人)中。光学透明的聚合物材料可任选地包括一种或多种粘合剂诸如纳米颗粒、增塑剂、链转移剂、引发剂、抗氧化剂、稳定剂、粘度改性剂和抗静电剂。
[0052]可将光学透明的聚合物材料至少部分地固化或交联,以便提高聚合物网的存储模量并稳定聚合物液晶组合物的形态。光学透明的聚合物材料可以通过使用熟知的自由基或阳离子引发剂进行热引发或光化学引发的方式交联。例如,光学透明的聚合物材料可为可购自新泽西州克兰伯里诺兰德产品公司(Norland Products, Inc., Cranbury, N.J.)的诺兰德光学粘合剂65 (NORLAND OPTICAL ADHESIVE 65),该粘合剂可使用紫外辐射进行光固化。交联聚合物体系(如丙烯酸)的领域是本领域普通技术人员所熟知的。
[0053]光学透明的聚合物材料可包括纳米颗粒,所述纳米颗粒可改变折射率或影响光学透明的聚合物材料的机械特性。合适的纳米颗粒所具有的大小使得颗粒产生所需效果,而不弓I起大量散射到光学透明的聚合物材料中。
[0054]光学透明的聚合物材料还可包括间隔元件,所述间隔元件可提供间隙以维持第一透明导体与第二透明导体之间的指定距离。间隔元件可由无机玻璃、陶瓷或有机聚合物制成。它们是本领域的普通技术人员所熟知的。通常,间隔元件存在于光学透明的聚合物材料组合物中的量从约0.5重量%至约5重量%、从1重量%至3重量%、或甚至是从约2重量%至3重量%。示例性的可用间隔元件为可购自日本大阪积水化学株式会社(SekisuiChemical C0., Ltd., Osaka, Japan)的 MICRO PEARL SP 隔珠。间隔元件的直径可确定第一透明导体与第二透明导体之间的间隙。还可确定体系中的聚合物液晶组合物厚度。具有间隙的第一层(包括第一透明导体)和第
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