专利名称：一种聚合物分散液晶元件的形成方法、通过该方法形成的元件以及这些元件的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及聚合物分散液晶元件的形成方法。本发明还涉及通过这种方法产生的元件以及这些元件的用途。
背景技术：
自从其在1976年第一次证实以来，可能将液晶复合材料从不透明转变为透明状态，已经投入大量研究工作来实现改进并将这种现象适于电子元件。将液晶由不透明转变 为透明状态的原理应用于多孔聚合物基质(Craighead et al. , 1982,Appl. Phys. Lett. 40,22)，这种基质充满液晶。将液晶环绕在基质内的理念在Craighead试验中显示出较差的性能，这进一步被Fergason 在 1985 年(1985, SID Int. Symp. Digest of Tech. Papers, 16,68)和Drzaic (1986, J. Appl. Phys. ,60,2142)发展,Drzaic报道了在聚乙烯醇水溶液中通过干燥液晶乳液得到液晶-聚合物复合材料。这种材料被称为“向列曲线校准相”(NCAP)，发现可用于智能窗口应用。在NCAP应用中，液晶通过标准微囊法或将其悬浮在固态聚合物薄膜的乳化工艺封装。另一根据Craighead试验将液晶嵌入聚合基质的理念发展的方法为所谓的TOLC法(聚合物分散液晶)。所述方法如下实现制备液晶和预聚物的均匀混合物，然后通过使预聚物形成固体网格而产生相分离，由此引发液晶形成嵌入聚合物网格的液滴。已经研发了形成这种聚合物网格的不同方法，这些方法的选用取决于具体情况。例如，当预聚物材料与液晶化合物混合时，使用通过聚合反应的相分离。这种方法被称为聚合引发的相分离(PIPS)。通过将预聚物与液晶混合形成均匀溶液。然后聚合反应通过例如与环氧树脂的缩合反应、例如使用例如过氧化苯甲酰的自由基引发剂催化的自由基聚合，或通过光引发聚合反应进行。在聚合进行中，由于聚合物延长，液晶的溶解度降低，直到液晶在聚合物网格中形成液滴，或者互连液晶网格在生长的聚合物网格中形成，或者聚合物在液晶内形成小球。当聚合物开始凝胶合/或互联时，其将锁定生长的液滴或互连液晶网格，由此将其停止在那时的状态。液滴尺寸和液滴形态或液晶网格的尺寸在液滴成核/网格形成的引发和聚合物胶凝之间的时间。重要因素是聚合速率、材料的相对浓度、温度、使用的液晶和聚合物的类型以及其他物理参数，例如粘度和液晶在聚合物中的溶解度。通过该方法可得到适度均匀尺寸的液滴。过去制备的尺寸为0.01-30微米。聚合诱发的相分离(PIPS)为形成TOLC薄膜的优选方法。该方法始于液晶和单体或预聚物的均匀混合物。引发聚合以产生相分离。液滴尺寸和形态将取决于聚合速率和持续时间、液晶和聚合物的种类以及其在混合物中的比例、粘度、扩散速率、温度和液晶在中的溶解度(West, J. L. , Phase-separation of liquid-crystals inpolymer. Molecular Crystals and Liquid Crystals,1988. 157 :p.427—441，Golemme，A.，Zumer, S.，Doane, J. W.，and Neubert，M. E.，Deuterium mnr of polymer dispersedliquid crystals. Physical Review a,1988.37 (2) :p. 599-569，Smith, G. W. and Vaz,N. A. , The relationship between formation kinetics and mi—crodroplet sizeofepoxy based polymer-dispersed liquid-crystals. Liquid Crystals,1988. 3(5)p. 543—571，Vaz，N. A. and Montgomery,G. P. ,Refractive-indexes of polymer-dispersedliquid-crystal film materials-epoxy based system. Journal Of Applied Physics,1987.62(8) :p3161-3172)。在紫外光(UV)引发的聚合中，可通过改变光的强度来改变固化速率(Whitehead Jr, J. B. , Gill, N. L. , and Adams, C, Characterization of the phaseseparation of the E7 liquid crystal component mixtures in a thiol—ene basedpolymer. Proc. SPIE，2000. 4107 p. 189)。最常研究的是使用自由基聚合的PIPS法，大多数自由基聚合体系通过紫外线引发。与其他已知方法相比该方法具有几种优点，例如更好的相分离、均匀的液滴尺寸和液滴尺寸更好的控制。然而，混合物中吸收紫外线和 可见光的染料的存在在固化之前可导致成功固化不完全或完全的预防。此外，染料可在固化时分解。此外，相分离通常没有完全彻底，并且在固化后部分染料和液晶可能保留在聚合物中，这种染料在聚合物中的存在通常导致薄膜光学性能的降低。另一用于得到TOLC复合材料的方法为热引发相分离(TIPS)。这种方法可用于在聚合物的熔融温度以上能够形成均匀溶液的液晶材料和热塑性材料。处于热塑性熔融物的液晶的均匀溶液在热塑材料的熔点之下冷却，由此产生液晶的相分离。液晶的液滴尺寸通过冷却速率和多种其他物质参数确定。TIPS制备的复合材料的实例为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚乙烯醛(PVF)与氰基联苯液晶。TIPS薄膜所需的液晶浓度通常要比PIPS制备的薄膜大。另一用于制备聚合物分散液晶复合材料的方法为溶剂引发相分离(SIPS)。这使液晶和热塑材料溶于常见溶剂由此形成均匀溶液。随后溶剂的蒸发导致液晶的分离、液滴形成和生长，以及聚合物凝胶化。溶剂蒸发还可与材料的热处理一起使用，所述材料在其分解温度以下熔融。首先，薄膜使用标准薄膜涂布技术形成在合适的衬底上，例如刀涂、旋涂、网涂等。然后除去溶剂，而不会影响液滴尺寸或密度。然后将薄膜再次加热以将液晶再次溶解在聚合物中，然后以选定速率冷却以得到所需液滴尺寸和密度。实际上，以后实施例为SIPS和TIPS的组合。用于构造TOLC薄膜的其它方法将液晶乳化成成膜聚合物的水溶液(“乳化方法”)。将乳液涂布在导电衬底上并干燥。薄膜干燥时聚合物形成含有并负载分散液晶液滴的固相。第二导电层的层压产生最终roLC膜。基于乳液体系的一个常见特征为在薄膜干燥时涂层经历明显的体积变化。收缩易于在roLC膜中将液滴(其在溶液中为球状)变形为扁平(椭圆)球体。形状各向异性影响液晶在薄膜腔内的排列。例如，乳液基薄膜中的两级液滴与液滴形成在薄膜平面内校准的对称轴，其反过来影响薄膜的电-光学性质。电子器件显示器工艺需要具有高亮度和对比度、低能耗和快速再生速率的显示器。对于可弯曲显示器，正在研究聚合薄膜工艺，并且特别感兴趣的是聚合物分散液晶薄膜(=PDLC) 0在这些材料中最重要的是实现组分良好的相分离和最小的共溶。这些共溶降低了在“打开”和“关闭”状态之间的散射-转换对比度。此外，如果有色染料用来制备有色PDLC薄膜，染料溶解到惰性聚合基质中降低了颜色-转换对比度。其它障碍是在优选的固化方法-紫外线光固化中，多种有色染料进行光降解作用。其它优点使其希望将染料加入到roLC符合薄膜中。例如，偶极染料的加入可以引起更快的“开启”时间。其它通常与roLC复合材料冲突的问题是其它组分溶于对相分离方法敏感的液晶中并且通常在聚合反应期间和/或聚合基质形成期间损坏的事实。例如，很难包括经受得住光致聚合反应的对紫外线敏感的染料。因此，产生通过加入染料掺杂的roLC-复合材料已经成为问题。部分这些问题已经通过先前报道的方法解决(A Masutani, A. Roberts,
B.Schueller, A. Sakaigawa and A. Yasuda, " Improved Performance of a NovelPo-Iariser-Free Dye Doped Polymer Dispersed Liquid Crystal for ReflectiveDisplay !，Journal of the STD, Vol. 12/3，EP 01 129 709，A. Masutani, A. Roberts,A.Yasuda, A. Sakaigawa, G. Cross and D. Bloor, " A Novel Polariser-Free DyeDoped Polymer Dispersed Liquid Crystal for Reflective TFT Display " , 22nd International Display Research Conference Proceedings, pp47~50(2002. 10, Nice),A. Masutani, A. Roberts, B. Schueller, A. Sakaigawa and A. Yasuda, " ImprovedPerformance of a Novel Polariser-Free Dye Doped Polymer Dispersed LiquidCrystal for Reflective Display" ，23rdInternational Display Research ConferenceProceedings(2003. 9，Phoenix))。在这些方法中，聚合基质在第一材料的存在下形成，优选液晶材料，其在聚合基质形成后除去并使用第二材料(液晶)代替。为了进行该除去和代替步骤，该方法包括分裂元件以洗去保留在聚合基质中的第一材料。因此由于实际上聚合基质经常被分成两半，该方法多少对聚合基质有害。因此，分散在液晶元件制品(sroLC制品)中的海绵类聚合物并非如人们希望那样具有重现性和可靠性。此外，元件的分裂产生基质的分裂，在基质中产生多相性。此外，如果元件在两个衬底之间形成，则这两个衬底必须经受得住用于洗去第一材料的溶剂。因此，由于在其制备的某一阶段被分裂，现有技术已知用于形成SPDLC的方法产生不均匀的元件。此外，现有技术已知的方法仅仅适于某些衬底(例如玻璃)并且不能应用于对溶剂敏感的衬底(例如聚合物衬底、OTFT(有机薄膜晶体管))。其它与根据现有技术的方法有关的问题是局限于单一衬底加工，即，限于最初用于制造SPDLC的衬底。然而，希望能够运用商业上有用的制造方法，例如辊轴式方法。
发明内容
因此，本发明的目的是改善海绵样聚合物分散液晶元件制品(SH)LC制品)特别是掺杂染料的SroLC制品(D-SH)LC制品)的再现性。本发明另一目的是改善这种SPDLC中聚合基质的质量和均匀性。本发明还一个目标是商业上有用的制造方法，例如滚轴式方法。此外，本发明的一个目的是拓宽可用于SPDLC，特别是D-STOLC的衬底的选择。本发明的目的通过形成聚合物分散液晶元件的方法解决，所述方法包括以下步骤a)在第一和第二衬底之间由单体和/或低聚物制备多孔聚合物基质，其中所述多孔聚合物基质的孔中填充有第一材料，优选第一液晶材料，
b)从所述多孔聚合物基质的表面分离所述第二衬底，c)从所述多孔聚合物基质除去第一材料，d)在所述多孔聚合物基质的表面上放置第三衬底，其中第二衬底已经步骤b)从所述表面分离，e)使用作为液晶的第二材料填充部分或基本上全部所述多孔聚合物基质的孔。在某些实施方案中，步骤a)中的多孔聚合物基质还可由低聚物或低聚物与单体制备。任选还可存在引发剂，不过例如对于使用Y射线的PEPS、TIPS和SIPS，或者在使用乳液的方法(“乳液”方法)中可以不使用引发剂。这种含有单体和/或低聚物和任选引发剂的混合物此处有时还称为“预聚物”。在一个优选实施方案中，至少所述第二衬底具有与所述多孔聚合物基质不同的表面性质，使得所述第二衬底易于在步骤b)中分离。 所述第二衬底优选具有溶于第一溶剂的表面层，并且步骤b)在所述第二衬底已经浸入所述第一溶剂后进行。例如，所述第二衬底可为聚甲基丙烯酸甲酯，并且所述第一溶剂可为甲醇。在一个实施方案中，如果所述聚合基质具有基本上亲水的表面性质，则第二衬底具有基本上疏水的表面性质，反之亦然。所述第二衬底优选具有单体溶液或低聚物溶液或如上所定义预聚物溶液的接触角，相对于所述第二衬底在0-180度,优选10-180度,更优选大于90度的接触角。此处使用的术语· ·溶液的接触角”指的是当与所述第二衬底表面接触时，单体/低聚物/预聚物液相组合物(即，其溶液)液滴的角。在一个优选实施方案中，所述第二衬底具有光滑表面，优选具有不大于20微米的表面粗糙度。在一个实施方案中，所述第二衬底具有低表面能并且优选选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚苯乙烯、缩醛、乙烯基乙酸乙酯(eva)、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯(pvdf，Tedlar )、聚四氟乙烯(Teflon )、表面改性玻璃，例如硅烷化玻璃。在一个实施方案中，所述多孔聚合物基质由选自下组的材料制成PN393预聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯、PVA和环氧树脂。PN393预聚物可得自Merck和FFLFunktionsfluid GmbH,德国，并且为紫外线可固化丙烯酸酯基聚合物。所述第二衬底优选选自PET、聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚苯乙烯、缩醛、乙烯基乙酸乙酯(eva)、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯(pvdf，Tedlar )、聚四氟乙烯(Teflon )，并且所述多孔聚合物基质由选自下组的材料制成聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯、PVA和环氧树脂。在一个实施方案中，所述步骤d)在步骤e)后进行，或者与步骤e)同时进行。在一个实施方案中，所述步骤b)在步骤c)后进行。优选所述步骤c)和步骤e)同时进行，其中更优选所述步骤C)、步骤d)和步骤e)同时进行。在一个实施方案中，步骤c)进行以下一个或多个步骤使用溶剂洗去、蒸发、升华、降解、脱气和吸收，其中所述第二溶剂优选能够溶解所述第一材料，并且其中所述第二和所述第一溶剂更优选选自甲醇、丙酮、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃(THF)、2_丙醇、I-丙醇、水、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)。在一个实施方案中，在步骤c)之后溶剂进行以下步骤c')干燥，优选真空干燥，其中干燥优选在40°C -100°C，优选50°C _90°C的温度范围，优选在约80°C干燥。在一个实施方案中，包括所述第一衬底经受得住在所述溶剂中的溶解，其中第二衬底优选不能经受得住所述溶剂的溶解。在一个实施方案中，所述第一衬底和所述第三衬底中的至少一个对可见光透明。所述第一衬底和所述第三衬底优选导电或涂有导电层。
在一个实施方案中，所述方法包括额外步骤I)将所述第一衬底从多孔聚合物基质的另一表面分离，其中步骤I)发生在选自以下的任何一点:在a)和b)之间，与步骤b)同时进行，在b)和c)之间，在c)和d)之间，以及在d)和e)之间，与步骤b)和e)同时进行，与步骤b)、c)和e)同时进行，其中所述第一衬底优选具有与所述多孔聚合物基质完全不同的表面性质，以使得所述第一衬底能够容易地在步骤I)中分离。在这一点，术语“同时”在与一步以上(例如两步，例如b)和e))同时使用时，没有必定暗示这两步也同时进行。例如，如果步骤I)与步骤b)和e)同时进行，这仅仅表示步骤I)与步骤b)同时进行，并且与步骤e)同时进行，没有必要b)和e)本身同时进行，不过也不排除这种同时进行。优选所述第一衬底具有至少一种与所述第二衬底有关的特征。在一个实施方案中，所述方法包括额外步骤m)将第四衬底放置在所述多孔聚合物基质的另一表面，其中步骤m)在步骤I)后进行，其中，所述聚合物基质的另一表面优选与步骤d)中放置所述第三衬底的表面相对。在一个实施方案中，所述第二材料(其为液晶)被染料掺杂。所述第一材料优选为液晶材料，其中所述第一和第二液晶材料优选不同。本发明目标通过根据本发明方法产生的聚合物分散液晶元件解决，尽管与所述第一和第三衬底接触，所述多孔聚合物基质优选仅仅粘合在一个衬底，例如所述第一衬底；或者尽管与所述第三和所述第四衬底接触，其没有粘合在衬底。本发明目标通过在显示器、智能窗口、膜、光学电子管、Bragg光栅、光敏存储器、红外快门、气流传感器、光波前传感器、光波前校正器、压力传感器和/或偏光器中使用根据本发明的聚合物分散液晶元件解决。本发明人意外地发现，通过暂时使用其它衬底然后分离该衬底，可以实现海绵样聚合物分散液晶元件(sroix)，其在孔径和结构方面更加均匀并且更加容易再生。并且，实现衬底更大的通用性，从而衬底还可用于所得SPDLC，如果其在制造过程的开始使用，其将同样破坏。
现在参考以下附图图I表示本发明方法的一个实施方案，其中使用衬底(S')，其从SPDLC分离。
图2表示在本发明染料掺杂的海绵样聚合物分散液晶元件(D-SPDLC)中接通透射率(T100)和断开透射率(TO)怎样与染料浓度成比例。图3表示在本发明染料掺杂的海绵样聚合物分散液晶元件(D-SPDLC)中驱动电压怎样随着染料浓度变化。图4表不根据本发明的可弯曲D-SPDLC的响应时间特征。图5表示现有技术分裂方法和本发明分离方法的差别。肉眼没有观察到很大的变化(除了不规则的不均匀性外)，仅仅在显微镜下使用现有技术的方法可以观察到聚合物网格的破坏，然而本发明的分离方法没有显示或者很少显示聚合基质的破坏。现在参考以下实施例进行说明，而没有限制本发明。
具体实施例 实施例I在一个实施方案中，如图I所示，本发明使用聚合物基质没有粘合的另外分离的衬底(s')。该方法容许在衬底(SI)上制造聚合基质。可在SI上进行LC洗去和干燥，SI耐得住溶剂。另一衬底(S2)可放置于SI上以形成具有聚合物基质的元件，然后元件可使用合适的液晶(LC)再次填充。样品制备为了制备可弯曲PDLC，本发明首先制备在其早期报告中提及的常规H)LC(A.Masutani, A. Roberts, A. Yasuda, A. Sakaigawa, G. Cross and D. Bloor, " A NovelPolariser-Free Dye Doped Polymer Dispersed Liquid Crystal for ReflectiveTFT Display " , 22ndInternational Display Research Conference Proceedings,pp47-50(2002. 10，Nice))。区别是这次使用了 I TO 涂布的 PET 膜(Sheldahl, 60 Ω/sq&110纳米ΙΤ0，5毫米厚)作为SI和S2衬底，并使用普通PET衬底(Goodfellow, O. 25毫米厚)作为随后分离的其它衬底。这是由于PN393聚合物不能粘合到未涂布的PET上。使用TL213 LC(Merck)和 PN393 紫外线可固化聚合物(FFL Funktionsfluid)。TL213为适于有源矩阵显示的氯化向列型LC混合物。TL213具有I. 77的非常折射率( )，
I.53的普通折射率(η。)，O. 24的Δη(ne_n。)(20 °C，589纳米)，和5. 7的介电各向异性(Λ ε )。ΡΝ393为折射率为I. 47的烷基丙烯酸酯的混合物，并且其通过波长为350-360纳米的紫外线固化(聚合和固化)。首先将79重量％的TL213 LC,81重量％的预聚物和非常少量的15 μ m间隔物混合在一起。混合6小时内，将溶液置于ITO涂布的PET膜(SI)和普通PET膜(S')之间。两个另外的玻璃衬底置于SI和S'的顶部以支撑可弯曲PET膜，使得元件缺口沿着元件均匀保持在15微米。这种支撑材料并不限于玻璃，只要其容许固化聚合物并且具有一定刚性。在装配和固化期间，一对补炉底材料夹用于将衬底夹持在一起。在24°C的室温下，使用紫外线(360 纳米，Spectroline, ModelEN-180L/F, 230V, 50Hz, O. 17A)以 14 毫米的距离辐射元件10分钟。随着聚合物的固化，LC逐渐不溶于聚合物。这种相分离导致TOLC薄膜或基质的形成。然后将PET衬底S'小心分离，并使用溶剂(在此报告中为甲醇)冲洗打开的元件以从聚合基质中完全除去LC，由此LC溶于溶剂并从基质中除去。完全洗去LC后，通过将元件放置在80°C和20毫巴的真空烘箱中3小时，从聚合基质中除去剩余的溶剂。最终为具有空腔(真空)或气孔的聚合基质组成的开孔海绵。通过将ITO涂布的PET膜(S2)置于基质的顶部，SI的顶部，并且将元件与合适的边缘粘合剂再次粘合，产生具有真空多孔聚合物基质的可完全聚合物夹层元件。本发明人设想S2衬底可以与SI衬底不同，并且不限于PET。SI和S2不限于透明材料，不过对于显示器的情形，其中一个用当对可见光透明，以使得该元件可作为显示器。SI和S2必须导电或具有例如ITO或FTO的导电层，以切换LC显示。SI衬底不限于PET，即，其可例如为ITO涂布的玻璃。在此实施方案中，SI衬底必须经受得住使用的溶剂，而S2衬底无须经受得住溶剂。例如，可使用有机TFT(OTFT)(有机薄膜晶体管)作为S2。OTFT通常经受不住溶剂，并且也不透明。本发明人还设想辊轴式方法来制造SPDLC，其中使用显示比该膜更小或更大粘度的多个衬底。应当注意到，衬底到基质的粘合可通过聚合或加入溶剂控制，并且依赖于基质和衬底之间的相互作用。
最后，这种具有海绵样纹理的元件被称为“海绵roLC” (SPDLC) [A. Masutani,A. Roberts, A. Yasuda, A.Sakaigawa, G. Cross and D.Bloor, " A Novel Polariser-FreeDye Doped Polymer Dispersed Liquid Crystal for Reflective TFT Display" ,22ndInternational Display Research Conference Proceedings, pp47~50 (2002. 10, Nice)]。在真空下，空sroix元件使用染料掺杂的LC毛细填充。在我们的实施例中，使用的染料为得自Mitsubishi Chemical Japan的黑_4(B_4),其由六种不同的偶氮和蒽醌染料混合在一起组成。用于填充的LC与最初TL213 LC不同。在此具体实例中，TL213，得自Merck的向列型LC混合物可用于填充，具有77°C的向列型到无向性温度(Tni)，I. 73的ne，I. 53的n。，
O.20 的 Λ n (20°C，589 纳米)和 11 的 Λ ε。最后在再次填充之后，将原件加热到110°C 20秒，并将其冷却至室温。这种退火过程有助于降低在填充期间引入的LC的流动排列缺陷。如果使用较低向列型到无向性温度的LC，该退火温度也可降低。这样仅仅对衬底S2加热。实施例2可弯曲D-SPDLC的特征测量具有O重量％和3重量％染料浓度的根据实施例I产生的可弯曲D-SPDLC的电-光响应性能。测试元件使用运行在膝上型电脑上运行的Lab Windows CVI软件(家庭编程)控制的增强DAQ PCMCIA卡(6024E,National Instruments)驱动。元件的响应使用装有光电二极管(Edmund Optics NT54035)的光学显微镜(DMRX-HC，Leica)测量。总共测量了 6个元件3个元件填充O重量% B-4 (未掺杂)TL203, 3个元件填充3重量％ B-4 (未掺杂)TL203。每个数据点表示3个元件测量的平均值。可弯曲D-STOLC与具有玻璃衬底的正常D-SPDLC切换。图2表示接通透射率(T100)和断开透射率(TO)怎样与染料浓度成比例。可以看到D-SPDLC元件具有中度散射(T0 = 29% )和高接通透射率(T100 = 82%) ο随着染料浓度的增加，如预期那样，TO和T100都降低。图3表示驱动电压怎样随着染料浓度变化。ElO为实现10%的T100透射率所需的电场，同样，E90为实现90%的T100透射率所需的电场。随着染料浓度的增加，在ElO和E90都观察到了很小的变化。图4表示可弯曲D-SPDLC的响应时间特征。上升时间为从施加电压到元件透射率达到最大透射率(T100)的90%所需的时间。衰减时间为从除去外加电压到元件透射率达到最大透射率(T100)的10%所需的时间。上升时间保持在50毫秒以下并且随着染料浓度的增加而增加显示轻微降低，然而衰减时间随着染料浓度的增加而增加。
本发明容许衬底更大的通用性，可用于海绵样聚合物分散液晶元件。其进一步提供了这种元件更大的均匀性、加工性和再生性。说明书、权利要求和/或附图中公开的特征可以分别同时或以其组合作为实现本发明不同形式的材料。
权利要求
1.一种形成聚合物分散液晶元件的方法，包括以下步骤 a)在第一和第二衬底之间由单体和/或低聚物制备多孔聚合物基质，其中所述多孔聚合物基质的孔中填充有第一材料，优选第一液晶材料， b)从所述多孔聚合物基质的表面分离所述第二衬底， c)从所述多孔聚合物基质除去第一材料， d)在所述多孔聚合物基质的表面上放置第三衬底，其中第二衬底已经在步骤b)从所述表面分离， e)使用其为液晶的第二材料填充部分或基本上全部所述多孔聚合物基质的孔。
2.根据权利要求I的方法，其特征在于至少所述第二衬底具有与所述多孔聚合物基质充分不同的表面性质，使得所述第二衬底易于在步骤b)中分离。
3.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述第二衬底具有溶于第一溶剂的表面层，并且步骤b)在所述第二衬底已经浸于所述第一溶剂之后进行。
4.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于如果所述聚合基质具有基本上亲水的表面性质，则所述第二衬底具有基本上疏水的表面性质，反之亦然。
5.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述第二衬底具有单体溶液或低聚物溶液或如上所定义预聚物溶液的接触角，相对于所述第二衬底在0-180度，优选10-180度，更优选大于90度的接触角。
6.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述第二衬底具有光滑表面，优选具有不大于20微米的表面粗糙度。
7.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述第二衬底具有低表面能并且优选选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚苯乙烯、缩醛、乙烯基乙酸乙酯(EVA)、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯(PVDF，Tedlar )、聚四氟乙烯(Tef I on )、表面改性玻璃，例如硅烷化玻璃。
8.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述多孔聚合物基质由选自下组的材料制成PN393预聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯、PVA和环氧树脂。
9.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述第二衬底优选选自PET、聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚苯乙烯、缩醛、乙烯基乙酸乙酯(EVA)、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯(PVDF，Tedlar )、聚四氟乙烯(Tef Ion )，并且所述多孔聚合物基质由选自下组的材料制成 聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯、PVA和环氧树脂。
10.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述步骤d)在步骤e)后进行，或者与步骤e)同时进行。
11.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述步骤b)在步骤c)后进行。
12.根据前述任意一项权利要求，包括权利要求10和11所述的方法，其特征在于所述步骤c)和步骤e)同时进行。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述步骤C)、步骤d)和步骤e)同时进行。
14.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于步骤c)进行以下一个或以下步骤的组合使用溶剂洗去、蒸发、升华、降解、脱气和吸收。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于所述第二溶剂能够溶解所述第一材料。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于所述第二和所述第一溶剂更优选选自甲醇、丙酮、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃(THF)、2_丙醇、I-丙醇、水、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)。
17.根据权利要求12-16中任意一项所述的方法，其特征在于在步骤c)之后溶剂进行以下步骤 c')干燥，优选在真空下。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于干燥在20°C-200°C，优选50°C _90°C的温度范围，优选在约80 0C进行。
19.根据权利要求14-18中任意一项所述的方法，其特征在于所述第一衬底经受得住在所述溶剂中的溶解。
20.根据权利要求14-19中任意一项所述的方法，其特征在于第二衬底优选不能经受得住所述溶剂的溶解。
21.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述第一衬底和所述第三衬底中的至少一个对可见光透明。
22.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述第一衬底和所述第三衬底导电或涂有导电层。
23.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述方法包括额外步骤 I)将所述第一衬底从多孔聚合物基质的另一表面分离，其中步骤I)发生在选自以下的任何一点:在a)和b)之间，与步骤b)同时进行，在b)和c)之间，在c)和d)之间，以及在d)和e)之间，与步骤b)和e)同时进行，与步骤b)、c)和e)同时进行。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于所述第一衬底具有与所述多孔聚合物基质完全不同的表面性质，以使得所述第一衬底能够容易地在步骤I)中分离。
25.根据权利要求23-24中任意一项所述的方法，其特征在于所述第一衬底具有至少一种与权利要求2-7中任意一项所述第二衬底有关的特征。
26.根据权利要求23-25中任意一项所述的方法，其特征在于所述方法包括额外步骤 m)将第四衬底放置在所述多孔聚合物基质的另一表面，其中步骤m)在步骤I)后进行。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于所述聚合物基质的另一表面优选与步骤d)中放置所述第三衬底的表面相对。
28.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述第二材料，其为液晶，被染料掺杂。
29.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述第一材料为液晶材料。
30.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于所述第一和第二液晶材料不同。
31.根据前述任意一项权利要求所述方法产生的聚合物分散液晶元件。
32.根据权利要求31的元件，其特征在于尽管与所述第一和第三衬底接触，所述多孔聚合物基质仅仅粘合在一个衬底，例如所述第一衬底；或者尽管与所述第三和所述第四衬底接触，其没有粘合在衬底。
33.根据权利要求31-32中任意一项的聚合物分散液晶元件在显示器、智能窗口、膜、光学电子管、Bragg光栅、光敏存储器、红外快门、气流传感器、光波前传感器、光波前校正器、压力传感器 和/或偏光器中的应用。
全文摘要
本发明涉及一种聚合物分散液晶元件的形成方法、通过该方法形成的元件以及这些元件的用途。
文档编号G02F1/1334GK102866525SQ201210286729
公开日2013年1月9日 申请日期2006年1月31日 优先权日2005年2月16日
发明者增谷启, B·舒勒, A·罗伯茨, 安田章夫 申请人:索尼德国有限责任公司