DE602004009763T2

DE602004009763T2 - Verfahren zur herstellung optischer elemente mit cholesterischen flüssigkristallen

Info

Publication number: DE602004009763T2
Application number: DE602004009763T
Authority: DE
Inventors: Richard J. 3M Center Saint Paul POKORNY; Marc D. 3M Center Saint Paul RADCLIFFE; Steve D. 3M Center Saint Paul SOLOMONSON; Terence D. 3M Center Saint Paul SPAWN
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2004-01-12
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2024-01-13
Also published as: CN1754109A; US20040165140A1; TW200422716A; DE602004009763D1; ATE377202T1; KR20050106032A; EP1599749B1; KR101037268B1; TWI359986B; US7068344B2; EP1599749A2; CN100559218C; JP2008519288A; WO2004077106A3; WO2004077106A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung optischer Körper, die cholesterische Flüssigkristalle enthalten. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung reflektiver optischer Polarisatoren, die aus zwei oder mehr Schichten cholesterischer Flüssigkristalle oder Vorläufern für cholesterische Flüssigkristalle gebildet werden. Die Erfindung betrifft insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zur Bildung von zwei oder mehr cholesterischen Flüssigkristallschichten mit einer einzigen Beschichtungszusammensetzung auf einem Substrat.
Optische Vorrichtungen, wie Polarisatoren und Spiegel, sind in vielen verschiedenen Anwendungen brauchbar, einschließlich Flüssigkristallanzeigen (LCDs). Flüssigkristallanzeigen werden allgemein in zwei Kategorien eingeteilt: Anzeigen mit Hintergrundbeleuchtung (z. B. durchsichtige Anzeigen), wobei das Anzeigefeld von hinten beleuchtet wird, und Anzeigen mit Vordergrundbeleuchtung (z. B. reflektive Anzeigen), wobei die Anzeige von vorne beleuchtet wird (z. B. Umgebungslicht). Diese beiden Anzeigemodi können kombiniert werden, um transflektive Anzeigen zu bilden, die beispielsweise unter schwächeren Lichtbedingungen von hinten beleuchtet werden können oder unter hellem Umgebungslicht abgelesen werden können.
LCDs mit konventioneller Hintergrundbeleuchtung verwenden in der Regel absorbierende Polarisatoren und können weniger als 10% Lichtdurchgang aufweisen. Konventionelle reflektive LCDs basieren auch auf absorbierenden Polarisatoren und haben in der Regel weniger als 25% Reflexionsvermögen. Der niedrige Durchgang oder das niedrige Reflexionsvermögen dieser Anzeigen reduziert Kontrast und Helligkeit und kann einen hohen Energieverbrauch erfordern.
Zur Verwendung in Anzeigen und anderen Anwendungen sind reflektive Polarisatoren entwickelt worden. Reflektive Polarisatoren lassen in der Regel Licht mit einer Polarisation bevorzugt hindurch und reflektieren bevorzugt Licht mit einer orthogonalen Polarisation. Es ist bevorzugt, dass reflektive Polarisatoren Licht hindurchlassen und reflektieren, ohne relativ große Mengen des Lichts zu absorbieren. Der reflektive Polarisator hat vorzugsweise nicht mehr als 10% Absorption für die Transmissionspolarisation. Viele optische Vorrichtungen arbeiten über einen breiten Wellenlängenbereich, und infolgedessen muss der reflektive Polarisator in der Regel auch über diesen breiten Wellenlängenbereich arbeiten.
Ein Verfahren zur Herstellung cholesterischer Breitband-Flüssigkristalle mit verbesserter Bandbreite ist aus den Dokumenten US 2002/0180912 A1 , US 2002/0113937 A1 und US 2002/0159019 A1 bekannt.
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren zur Herstellung optischer Körper, die cholesterische Flüssigkristalle enthalten. Diese optischen Körper können in optischen Vorrichtungen, wie reflektiven Polarisatoren, verwendet werden. Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von zwei oder mehr cholesterischen Flüssigkristallschichten mit einer einzigen Beschichtungszusammensetzung auf einem Substrat werden beschrieben.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines optischen Körpers wird ein Substrat mit einer Mischung beschichtet, die mehrere cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen und ein Lösungsmittel enthält. Jede cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung ist verschieden. Auf dem Substrat werden mehrere Schichten gebildet. Jede Schicht umfasst einen überwiegenden Teil von einer der cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzungen.
Bei einem weiteren Verfahren zur Herstellung eines optischen Körpers wird ein Substrat mit einer Mischung beschichtet, die eine erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung, eine zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung und ein Lösungsmittel enthält. Die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung unterscheidet sich von der zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung. Auf dem Substrat werden eine erste Schicht und eine zweite Schicht gebildet. Die erste Schicht enthält einen überwiegenden Anteil der ersten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung, und die zweite Schicht enthält einen überwiegenden Anteil der zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung.
Bei einem weiteren Verfahren zur Herstellung eines optischen Körpers wird ein Substrat mit einer Mischung beschichtet, die eine erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung, eine zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung und ein Lösungsmittel enthält. Die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung enthält ein cholesterisches Flüssigkristallpolymer, und die zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung enthält ein cholesterisches Flüssigkristallmonomer. Aus der Mischung werden auf dem Substrat eine erste Schicht und eine zweite Schicht gebildet. Die erste Schicht enthält einen überwiegenden Anteil der ersten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung, und die zweite Schicht enthält einen überwiegenden Anteil der zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung.
Die obige Kurzfassung der Erfindung soll nicht jede offenbarte Ausführungsform oder jede Implementierung der vorliegenden Erfindung beschreiben. Die folgenden Figuren, die folgende detaillierte Beschreibung und die folgenden Beispiele zeigen diese Ausführungsformen beispielhaft.
Die Erfindung wird unter Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den angefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bildung zweier cholesterischer Flüssigkristallschichten mit einer einzigen Beschichtungszusammensetzung auf einem Substrat ist;
2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer ersten erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung auf einem Substrat ist;
3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts von ersten und zweiten erfindungsgemäßen cholesterischen Flüssigkristallmaterialschichten auf einem Substrat ist;
4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bilden zweier cholesterischer Flüssigkristallschichten mit einer einzigen Beschichtungszusammensetzung auf einem Substrat und dem nachfolgenden Bilden einer weiteren cholesterischen Flüssigkristallschicht auf den ersten beiden cholesterischen Flüssigkristallschichten ist;
5 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer erfindungsgemäßen zweiten Beschichtungszusammensetzung auf ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallmaterialschichten auf einem Substrat ist;
6 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer erfindungsgemäßen dritten cholesterischen Flüssigkristallmaterialschicht auf ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallmaterialschichten auf einem Substrat ist;
7 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bilden zweier cholesterischer Flüssigkristallschichten mit einer einzigen Beschichtungszusammensetzung auf einem Substrat und dem nachfolgenden Bilden von zwei zweiten cholesterischen Flüssigkristallschichten mit einer erfindungsgemäßen zweiten Einzelbeschichtungszusammensetzung auf den ersten beiden cholesterischen Flüssigkristallschichten ist;
8 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer erfindungsgemäßen zweiten Beschichtungszusammensetzung auf ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallmaterialschichten auf einem Substrat ist;
9 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer erfindungsgemäßen dritten und vierten cholesterischen Flüssigkristallmaterialschicht auf ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallmaterialschichten auf einem Substrat ist;
10 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeige ist;
11 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeige ist;
12 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeige ist;
13 ein Lichttransmissionsspektrum eines nach Beispiel 1 hergestellten optischen Körpers ist, und
14 ein Lichttransmissionsspektrum eines nach Beispiel 2 hergestellten optischen Körpers ist.
Obwohl die Erfindung verschiedenen Modifikationen und alternativen Formen zugänglich ist, sind spezifische Einzelheiten derselben in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt und werden detailliert beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die speziellen beschriebenen Ausführungsformen begrenzt sein soll. Die Erfindung soll im Gegenteil alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdecken, die in den Schutzumfang der Erfindung wie in den Ansprüchen definiert fallen.
Die vorliegende Erfindung ist vermutlich auf die Herstellung von optischen Körpern (wie optischen Filmen) anwendbar. Diese optischen Körper können in optischen Vorrichtungen verwendet werden, wie reflektiven Polarisatoren und optischen Anzeigen (z. B. Flüssigkristallanzeigen). Obwohl die vorliegende Erfindung nicht derart eingeschränkt ist, lassen sich die verschiedenen Aspekte der Erfindung durch eine Erörterung der nachfolgend gegebenen Beispiele erkennen.
Diese Definitionen sollen für die folgenden definierten Begriffe gelten, wenn nicht in den Ansprüchen oder an anderer Stelle in dieser Beschreibung eine andere Definition angegeben ist.
Der Begriff "Polymer" soll Polymere, Copolymere (z. B. Polymere, die unter Verwendung von zwei oder mehr unterschiedlichen Monomeren gebildet worden sind), Oligomere und Kombinationen davon sowie Polymere, Oligomere oder Copolymere einschließen, die beispielsweise durch Coextrusion oder Reaktion einschließlich Umesterung zu einem mischbaren Gemisch (Elend) verarbeitet werden können. Es gehören sowohl Blockcopolymere als auch zufällige Copolymere dazu, wenn nichts anderes angegeben ist.
Der Begriff "polymeres Material" soll Polymere wie oben definiert und andere organische oder anorganische Additive einschließen, wie beispielsweise Antioxidantien, Stabilisatoren, Antiozonmittel, Weichmacher, Farbstoffe und Pigmente.
Der Begriff "cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung" bezieht sich auf eine Zusammensetzung, enthaltend, jedoch nicht darauf begrenzt, eine cholesterische Flüssigkristallverbindung, ein cholesterisches Flüssigkristallpolymer oder einen Vorläufer eines cholesterischen Flüssigkristalls, wie beispielsweise cholesterische Flüssigkristallverbindungen mit niederem Molekulargewicht einschließlich Monomeren und Oligomeren, die unter Bildung eines cholesterischen Flüssigkristallpolymers umgesetzt werden können.
Der Begriff "Mischung" bezieht sich auf eine heterogene Assoziation von Substanzen, die gleichförmig dispergiert sein können oder nicht, einschließlich beispielsweise einer Lösung, Dispersion und dergleichen.
Der Begriff "chirale" Einheit bezieht sich auf eine asymmetrische Einheit, die eine chirale Einheit enthält (z. B. eine Einheit, die keine Spiegelebene besitzt). Eine chirale Einheit kann eine Ebene des polarisierten Lichts in einer Kreisrichtung entweder nach links oder nach rechts drehen.
Der Begriff "mesogene" Einheit bezieht sich auf eine Einheit mit einer geometrischen Struktur, die die Bildung einer Flüssigkristall-Mesophase erleichtert.
Der Begriff "nematische" Flüssigkristallverbindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallverbindung, die eine nematische Flüssigkristallphase bildet.
Der Begriff "Lösungsmittel" bezieht sich auf eine Substanz, die eine andere Substanz (gelöster Stoff) mindestens teilweise unter Bildung einer Lösung oder Dispersion auflösen kann. Ein "Lösungsmittel" kann eine Mischung von einer oder mehreren Substanzen sein.
Der Begriff "chirales Material" bezieht sich auf chirale Verbindungen oder Zusammensetzungen, einschließlich chiraler Flüssigkristallverbindungen und chiraler Nicht-Flüssigkristallverbindungen, die eine cholesterische Flüssigkristallmesophase in Kombination mit einem anderen Flüssigkristallmaterial bilden oder induzieren können.
Der Begriff "Polarisation" bezieht sich auf Ebenenpolarisation, Zirkularpolarisation, elliptische Polarisation oder jeglichen anderen nicht-zufälligen Polarisationszustand, bei dem der elektrische Vektor des Lichtstrahls die Richtung nicht zufällig ändert, sondern entweder eine konstante Orientierung aufrechterhält oder in systematischer Weise variiert. Bei der Ebenenpolarisation bleibt der elektrische Vektor in einer einzigen Ebene, während der elektrische Vektor des Lichtstrahls bei der Zirkular- oder elliptischen Polarisation in systematischer Weise rotiert.
Reflektive Polarisatoren reflektieren bevorzugt Licht mit einer Polarisation und lassen das restliche Licht hindurch. Im Fall der reflektiven Ebenenpolarisatoren wird in einer Ebene polarisiertes Licht bevorzugt hindurchgelassen, während in der orthogonalen Ebene polarisiertes Licht bevorzugt reflektiert wird. Im Fall der zirkular-reflektiven Polarisatoren wird Licht, das in einem Sinne zirkular polarisiert ist, welcher der Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn sein kann (auch als rechte oder linke Zirkularpolarisation bezeichnet), bevorzugt hindurchgelassen, und Licht, das im entgegengesetzten Sinne polarisiert ist, wird bevorzugt reflektiert. Cholesterische Flüssigkristallpolarisatoren gehören zu einem Typ von Zirkularpolarisatoren.
Alle Zahlenwerte werden hier, ob ausdrücklich angegeben oder nicht, als mit dem Begriff "etwa" modifiziert angenommen. Der Begriff "etwa" bezieht sich allgemein auf einen Bereich von Zahlen, den der Fachmann als äquivalent zu dem genannten Wert ansehen würde (d. h. mit der gleichen Funktion oder dem gleichen Ergebnis). Der Begriff "etwa" kann in vielen Fällen Zahlen umfassen, die auf die nächste signifikante Zahl gerundet sind.
Gewichtsprozent, Prozent (Gewicht), Gew.-% und dergleichen sind Synonyme, die sich auf die Konzentration einer Substanz als Gewicht dieser Substanz, geteilt durch das Gewicht der Zusammensetzung und multipliziert mit 100, beziehen.
Die Nennung von Zahlenbereichen durch Endpunkte umfasst alle Zahlen, die zu diesem Bereich gehören (z. B. schließt 1 bis 5 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4 und 5 ein).
In dieser Beschreibung und den angefügten Ansprüchen umfassen die Singularformen "ein", "eine", "einer", "eines", und "der", "die", "das" auch den Plural, es sei denn, dass der Kontext ausdrücklich etwas anderes angibt. Die Bezugnahme auf eine Zusammensetzung, die "eine Verbindung" enthält, schließt somit eine Mischung von zwei oder mehr Verbindungen ein. In dieser Beschreibung und den angefügten Ansprüchen wird der Begriff "oder" allgemein in dem Sinne verwendet, dass "und/oder" dazugehört, es sei denn, dass der Kontext ausdrücklich etwas anderes angibt.
Cholesterische Flüssigkristallverbindungen enthalten allgemein molekulare Einheiten, die von chiraler Natur sind (z. B. Moleküle, die keine Spiegelebene besitzen), sowie molekulare Einheiten, die von mesogener Natur sind (z. B. Moleküle, die Flüssigkristallphasen zeigen) und Polymere sein können. Cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen können auch achirale Flüssigkristallverbindungen (nematische Materialien) enthalten, die mit einer chiralen Einheit gemischt sind oder eine solche enthalten. Cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen oder -materialien enthalten Verbindungen mit einer cholesterischen Flüssigkristallphase, in der der Direktor (der Einheitsvektor, der die Richtung der durchschnittlichen lokalen molekularen Ausrichtung spezifiziert) des Flüssigkristalls in einer helixförmigen Weise entlang der Dimension senkrecht zu dem Direktor rotiert. Cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen werden auch als chirale nematische Flüssigkristallzusammensetzungen bezeichnet. Das Abstandmaß einer cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung oder eines cholesterischen Flüssigkristallmaterials ist die Distanz (in einer Richtung senkrecht zu dem Direktor und entlang der Achse der cholesterischen Helix), welche der Direktor zur Rotation um 360° benötigt. Dieses Abstandmaß ist allgemein 100 nm oder mehr.
Das Abstandmaß eines cholesterischen Flüssigkristallmaterials kann durch Mischen oder anderweitiges Kombinieren (z. B. durch Copolymerisation) einer chiralen Verbindung mit einer nematischen Flüssigkristallverbindung induziert werden. Die cholesterische Phase kann auch durch ein chirales Nicht-Flüssigkristallmaterial induziert werden. Das Abstandmaß kann von den relativen Gewichtsverhältnissen der chiralen Verbindung und der nematischen Flüssigkristallverbindung oder dem Material abhängen. Die Helixdrehung des Direktors führt zu einer räumlichen periodischen Variation des dielektrischen Tensors des Materials, was wiederum zu der wellenlängenselektiven Lichtreflexion führt. Bei Licht, das sich entlang der Helixachse bewegt, erfolgt die Bragg-Reflexion im Allgemeinen dann, wenn die Wellenlänge, λ, im folgenden Bereich liegt: nop < λ < nepwobei p das Abstandmaß ist und n₀ und n_e die Hauptbrechungsindexe des cholesterischen Flüssigkristallmaterials sind. Das Abstandmaß kann beispielsweise so gewählt werden, dass die Bragg-Reflexion einen Peak in den sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Wellenlängenbereichen des Lichts hat.
Cholesterische Flüssigkristallverbindungen einschließlich cholesterischer Flüssigkristallpolymere sind allgemein bekannt, und in der Regel kann jedes beliebige dieser Materialien zur Herstellung optischer Körper verwendet werden. Beispiele für geeignete cholesterische Flüssigkristallpolymere sind in US-A-4,293,435 , US-A-5,332,522 , US-A-5,886,242 , US-A-5,847,068 , US-A-5,780,629 und US-A-5,744,057 beschrieben. Es können auch andere cholesterische Flüssigkristallverbindungen verwendet werden. Eine cholesterische Flüssigkristallverbindung kann auf Basis von einem oder mehreren Faktoren für eine spezielle Anwendung oder einen optischen Körper ausgewählt werden, einschließlich beispielsweise Brechungsindizes, Oberflächenenergie, Abstandmaß, Verarbeitbarkeit, Klarheit, Farbe, geringer Absorption in dem interessierenden Wellenlängenbereich, Kompatibilität mit anderen Komponenten (z. B. einer nematischen Flüssigkristallverbindung), Molekulargewicht, leichter Fertigung, Verfügbarkeit der Flüssigkristallverbindung oder der Monomere zur Bildung eines Flüssigkristallpolymers, Rheologie, Verfahren und Anforderungen des Härtens, Leichtigkeit der Lösungsmittelentfernung, physikalischen und chemischen Eigenschaften (beispielsweise Flexibilität, Zugfestigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit, Kratzfestigkeit und Phasenübergangstemperatur) sowie Leichtigkeit der Reinigung.
Cholesterische Flüssigkristallpolymere werden im Allgemeinen unter Verwendung von chiralen (oder einer Mischung aus chiralen und achiralen) Molekülen (einschließlich Monomeren) gebildet, die eine mesogene Gruppe enthalten können (z. B. eine starre Gruppe, die in der Regel eine stabartige Struktur hat, um die Bildung einer cholesterischen Flüssigkristallphase zu erleichtern). Zu mesogenen Gruppen gehören beispielsweise para-substituierte cyclische Gruppen (z. B. para-substituierte Benzolringe). Die mesogenen Gruppen sind gegebenenfalls durch einen Spacer an ein Polymergerüst gebunden. Der Spacer kann funktionale Gruppen enthalten, die beispielsweise Benzol- Pyridin-, Pyrimidin-, Alkin-, Ester-, Alkylen-, Alken-, Ether-, Thioether-, Thioester- und Amidfunktionalitäten aufweisen. Die Länge oder der Typ des Spacers kann geändert werden, um unterschiedliche Eigenschaften zu liefern, wie beispielsweise Löslichkeiten in Lösungsmittel(n).
Geeignete cholesterische Flüssigkristallpolymere umfassen Polymere mit einem chiralen oder achiralen Polyester-, Polycarbonat-, Polyamid-, Polyacrylat-, Polymethacrylat-, Polysiloxan- oder Polyesterimidgerüst, die mesogene Gruppen enthalten, die gegebenenfalls durch starre oder flexible Comonomere getrennt sind. Andere geeignete cholesterische Flüssigkristallpolymere haben ein Polymergerüst (beispielsweise ein Polyacrylat-, Polymethacrylat-, Polysiloxan-, Polyolefin- oder Polymalonatgerüst) mit chiralen und achiralen mesogenen Seitenkettengruppen. Die Seitenkettengruppen sind gegebenenfalls durch einen Spacer von dem Gerüst getrennt, wie beispielsweise einen Alkylen- oder Alkylenoxid-Spacer, um Flexibilität zu liefern.
Eine cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann als Beschichtung auf einer Oberfläche aufgebracht oder anderweitig auf dieser abgeschieden werden, um eine cholesterische Flüssigkristallsschicht zu bilden. Die cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung enthält eine chirale Komponente, die mindestens (i) eine chirale Verbindung, (ii) ein chirales Monomer, das zur Bildung eines cholesterischen Flüssigkristallpolymers verwendet (z. B. polymerisiert oder vernetzt) werden kann, oder (iii) eine Kombination davon enthält. Die cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann auch eine achirale Komponente enthalten, die mindestens (i) eine nematische Flüssigkristallverbindung, (ii) ein nematisches Flüssigkristallmonomer, das zur Bildung eines nematischen Flüssigkristallpolymers verwendet werden kann, oder (iii) eine Kombination davon enthält. Die nematische(n) Flüssigkristallverbindung(en) oder nematischen Flüssigkristallmonomere können zusammen mit der chiralen Komponente verwendet werden, um das Abstandmaß der cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung zu modifizieren. Die cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann auch ein oder mehrere Additive enthalten, wie beispielsweise Härtungsmittel, Vernetzungsmittel, Antiozonmittel, Antioxidantien, Weichmacher, Stabilisatoren und Ultraviolett-, Infrarot- oder sichtbares Licht absorbierende Farbstoffe und Pigmente.
Cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen können auch unter Verwendung von zwei oder mehr unterschiedlichen Typen von beliebigen der Folgenden gebildet werden: chiralen Verbindungen, achiralen Verbindungen, cholesterischen Flüssigkristallen, cholesterischen Flüssigkristallmonomeren, nematischen Flüssigkristallen, nematischen Flüssigkristallmonomeren, latent nematischen oder chiralen nematischen Materialien (wobei das latente Material die Flüssigkristallmesophase in Kombination mit anderen Materialien zeigt) oder Kombinationen davon. Das spezielle Gewichtsverhältnis bzw. die speziellen Gewichtsverhältnisse der Materialien in der cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung bestimmen im Allgemeinen mindestens teilweise das Abstandmaß der cholesterischen Flüssigkristallschicht.
Die cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung ist im Allgemeinen Teil einer Beschichtungszusammensetzung, die ein oder mehrere Lösungsmittel enthalten kann. In einigen Fällen können ein oder mehrere der Flüssigkristalle, Flüssigkristallmonomere, verarbeitungsadditive oder jegliche andere Komponente der cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung auch als Lösungsmittel wirken. In einigen Fällen kann das Lösungsmittel aus der Beschichtung im Wesentlichen entfernt oder eliminiert werden, indem die Zusammensetzung beispielsweise getrocknet wird, um das Lösungsmittel zu verdampfen, oder ein Teil des Lösungsmittels umgesetzt wird (z. B. ein solvatisierendes Flüssigkristallmonomer unter Bildung eines Flüssigkristallpolymers umgesetzt wird) oder indem auf unter die Verarbeitungstemperatur der Zusammensetzung abgekühlt wird.
Die cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung wird nach dem Beschichten in eine Flüssigkristallschicht oder ein Flüssigkristallmaterial umgewandelt. Diese Umwandlung kann nach vielen verschiedenen Techniken bewirkt werden, einschließlich Verdampfen eines Lösungsmittels, Erwärmen, Vernetzen der cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung oder Härten (z. B. Polymerisieren) der cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung unter Verwendung von beispielsweise Wärme, Strahlung (z. B. aktinischer Strahlung), Licht (z. B. ultraviolettem, sichtbarem oder Infrarotlicht), einem Elektronenstrahl oder einer Kombination von diesen oder ähnlichen Techniken.
Als Ergebnis der Beschichtung und Umwandlung in cholesterische Flüssigkristallmaterialien kann gewünschtenfalls ein cholesterischer reflektiver Polarisator produziert werden, der über einen weiten Wellenlängenbereich wirksam ist. Der cholesterische reflektive Polarisator reflektiert in einigen Ausführungsformen im Wesentlichen Licht über eine Spektralbreite von mindestens 100, 150, 200 oder 300 nm oder mehr, gemessen als vollständige Breite bei halber Peakhöhe des Reflexionsspektrums.
Der cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung können gegebenenfalls Initiatoren zugesetzt werden, um die Polymerisation oder das Vernetzen von monomeren Komponenten der Zusammensetzung zu initiieren. Zu Beispielen für geeignete Initiatoren gehören jene, die freie Radikale erzeugen können, um die Polymerisation oder das Vernetzen zu initiieren und weiterlaufen zu lassen. Die Erzeuger freier Radikale können nach Stabilität oder Halbwertszeit ausgewählt werden. Der Radikalinitiator erzeugt vorzugsweise keine zusätzliche Farbe in der cholesterischen Flüssigkristallschicht durch Absorption oder andere Mittel. Zu Beispielen für geeignete Radikalinitiatoren gehören thermische Radikalinitiatoren und Photoinitiatoren. Thermische Radikalinitiatoren umfassen beispielsweise Peroxide, Persulfate oder Azonitrilverbindungen. Diese Radikalinitiatoren erzeugen bei thermischer Zersetzung freie Radikale.
Photoinitiatoren können durch elektromagnetische Strahlung oder Partikelbestrahlung aktiviert werden. Zu Beispielen für geeignete Photoinitiatoren gehören Oniumsalz-Photoinitiatoren, organometallische Photoinitiatoren, kationische Metallsalz-Photoinitiatoren, photozersetzbare Organosilane, latente Sulfonsäuren, Phosphinoxide, Cyclohexylphenylketone, aminsubstituierte Acetophenone und Benzophenone. Allgemein wird ultraviolette (UV) Strahlung zur Aktivierung des Photoinitiators verwendet, obwohl andere Lichtquellen verwendet werden können. Die Photoinitiatoren können bezogen auf die Absorption spezieller Wellenlängen des Lichts ausgewählt werden.
Unter Verwendung konventioneller Behandlungen kann eine ausgerichtete cholesterische Flüssigkristallphase erreicht werden. Ein Verfahren zur Entwicklung einer cholesterischen Flüssigkristallphase beinhaltet beispielsweise das Abscheiden der cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung auf einem orientierten Substrat. Das Substrat kann beispielsweise unter Verwendung von Ziehtechniken oder Reiben mit einem Rayon- oder anderem Tuch orientiert werden. In US-A-4,974,941 , US-A-5,032,009 , US-A-5,389,698 , US-A-5,602,661 , US-A-5,838,407 und US-A-5,958,293 sind durch Photoausrichtung orientierte Substrate beschrieben. Die cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung wird nach der Abscheidung auf mehr als die Glasübergangstemperatur der Zusammensetzung zu der Flüssigkristallphase erwärmt. Die Zusammensetzung kann zu einem glasartigen Zustand abgekühlt werden, und die Zusammensetzung bleibt in der Flüssigkristallphase.
Cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen können zu einer Schicht geformt werden, die über eine spezielle Bandbreite der Wellenlängen des Lichts Licht mit einer Zirkularpolarisation (z. B. links oder rechts zirkularpolarisiertes Licht) im Wesentlichen reflektiert und Licht mit der anderen Zirkularpolarisation (z. B. rechts oder links zirkularpolarisiertes Licht) im Wesentlichen hindurchlässt. Diese Charakterisierung beschreibt die Reflexion oder den Durchgang von Licht, das bei normalem Einfall auf den Direktor des cholesterischen Flüssigkristallmaterials gelenkt wird. Licht, das in anderen Winkeln gelenkt wird, wird durch das cholesterische Flüssigkristallmaterial in der Regel elliptisch polarisiert, und der Bragg-Reflexionspeak wird von seiner Wellenlänge auf der Achse in der Regel blauverschoben. Cholesterische Flüssigkristallmaterialien werden im Allgemeinen in Bezug auf normal (senkrecht) einfallendes Licht charakterisiert, wie es anschließend erfolgt, es ist jedoch zu erkennen, dass die Reaktion dieser Materialien unter Verwendung von bekannten Techniken für nicht normal einfallendes Licht bestimmt werden kann.
Optische Körper können gebildet werden, indem mindestens ein cholesterisches Flüssigkristallmaterial auf einem Substrat abgesetzt wird. Die Oberfläche des Substrats (z. B. die Oberfläche einer Ausrichtungsschicht, die als Teil des Substrats bereitgestellt wird) weist ein Oberflächenausrichtungsmerkmal auf, das die Gleichförmigkeit der Ausrichtung des darauf abgeschiedenen cholesterischen Flüssigkristallmaterials verbessern oder bereitstellen kann. Eine Oberflächenausrichtung beinhaltet beliebige Oberflächenmerkmale, die Ausrichtung des Direktors des Flüssigkristallmaterials auf jener Oberfläche herbeiführen. Oberflächenausrichtungsmerkmale können durch viele verschiedene Methoden produziert werden, einschließlich unter anderem beispielsweise unidirektionalem Reiben des Substrats, Strecken des Substrats oder Photoausrichtung eines photopolymerisierbaren Materials durch Licht.
Das Substrat kann eine Basis zur Abscheidung oder Bildung eines optischen Körpers oder einer Struktur einschließlich der verschiedenen cholesterischen Flüssigkristallverbindungen bereitstellen. Das Substrat kann während der Fertigung, der Verwendung oder beiden ein Strukturträgerelement sein. Das Substrat kann über den Wellenlängenbereich des Betriebs des optischen Körpers transparent sein. Zu Beispielen für Substrate gehören Cellulosetriacetat (TAC, erhältlich beispielsweise von Fuji Photo Film Co., Tokio, Japan; Konica Corporation, Tokio, Japan; und Eastman Kodak Co., Rochester, NY, USA), Sollx^TM (erhältlich von General Electric Plastics, Pittsfield, MA, USA) und Polyester, wie Polyethylenterephathalat (PET). Das Substrat ist in einigen Ausführungsformen nicht doppelbrechend.
Das Substrat kann mehr als eine Schicht aufweisen. Das Substrat enthält in einer Ausführungsform eine Ausrichtungsschicht mit einer Oberfläche, die eine auf der Ausrichtungsschicht abgeschiedene Flüssigkristallzusammensetzung in einer recht einheitlichen Richtung orientieren kann. Ausrichtungsschichten können unter Verwendung von mechanischen oder chemischen Verfahren hergestellt werden. Mechanische Verfahren zur Herstellung einer Ausrichtungsschicht umfassen beispielsweise Reiben oder Strecken einer Polymerschicht in der gewünschten Ausrichtungsrichtung. Polyvinylalkohol-, Polyamid- und Polyimidfilme können beispielsweise ausgerichtet werden, indem der Film in der gewünschten Ausrichtungsrichtung gerieben wird. Filme, die durch Strecken ausgerichtet werden können, umfassen beispielsweise Polyvinylalkohol, Polyolefine, wie beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen, Polyester, wie beispielsweise Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat und Polystyrol. Die Polymerfolie kann ein Homopolymer, ein Copolymer oder eine Mischung von Polymeren sein.
Eine Ausrichtungsschicht kann photochemisch gebildet werden. Photoorientierbare Polymere können beispielsweise durch Bestrahlung oder anisotrop absorbierende Moleküle, die in einem Medium oder auf einem Substrat angeordnet sind, mit Licht (z. B. Ultraviolettlicht), das relativ zu der gewünschten Ausrichtungsrichtung linear polarisiert ist, wie in US-A-4,974,941 , US-A-5,032,009 und US-A-5,958,293 beschrieben ist, in Ausrichtungsschichten überführt werden. Zu geeigneten photoorientierbaren Polymeren gehören Polyimide einschließlich beispielsweise substituierter 1,4-Benzoldiamine.
Es können andere Klassen von Photoausrichtungsmaterialien zur Bildung von Ausrichtungsschichten verwendet werden. Diese Polymere reagieren selektiv in Gegenwart von polarisiertem Ultraviolettlicht entlang oder senkrecht zu der Richtung des elektrischen Feldvektors des polarisierten Ultraviolettlichts, wobei gezeigt wurde, dass sie, wenn sie reagiert hatten, Flüssigkristallzusammensetzungen oder Flüssigkristallmaterialien ausrichten. Beispiele für diese Materialien sind beispielsweise in US-A-5,389,698 , US-A-5,602,661 und US-A-5,838,407 beschrieben.
Photoisomerisierbare Verbindungen, wie beispielsweise Azobenzolderivate, sind zur Photoausrichtung auch geeignet, wie in US-A-6,001,277 beschrieben ist. Ausrichtungsschichten können auch gebildet werden, indem bestimmte Typen von lyotropen Molekülen als Beschichtung aufgebracht werden, die infolge von während des Beschichtens angewendeter Scherung orientieren. Moleküle dieses Typs sind beispielsweise in US-A-6,395,354 offenbart.
Die optischen Körper können mit anderen optischen oder physikalischen Elementen kombiniert werden. In einer Ausführungsform kann ein Triacetylcellulose-(TAC)-Film mit einem Klebstoff an dem optischen Körper befestigt werden. In einer anderen Ausführungsform kann ein Laminat unter Verwendung des Substrats und eines anderen Polymerfilms gebildet werden. In einer Ausführungsform kann ein TAC- oder Viertelwellenfilm an das Substrat laminiert werden. Alternativ kann der TAC- oder Viertelwellenfilm an eine Schicht laminiert werden, die das cholesterische Flüssigkristallmaterial enthält. Der Viertelwellenfilm kann das hindurchgelassene, zirkular polarisierte Licht in linear polarisiertes Licht umwandeln. Das zirkular polarisierte Licht wird nach Durchgang durch einen Viertelwellenfilm in linear polarisiertes Licht umgewandelt, wobei seine Polarisationsachse +45 oder –45 Grad von der optischen Achse des Viertelwellenfilms entfernt liegt, wobei die Richtung durch den speziellen zirkularpolarisationszustand bestimmt wird. Das Substrat selbst kann in einer weiteren Ausführungsform ein Viertelwellenfilm sein.
Die cholesterische Flüssigkristallschicht kann allein oder in Kombination mit anderen Schichten oder Vorrichtungen verwendet werden, um einen optischen Körper zu bilden, wie beispielsweise einen reflektiven Polarisator. Cholesterische Flüssigkristallpolarisatoren werden in einem Typ von reflektivem Polarisator verwendet. Das Abstandmaß eines cholesterischen Flüssigkristallpolarisators ist ähnlich der optischen Schichtdicke mehrschichtiger reflektiver Polarisatoren. Abstandmaß beziehungsweise optische Schichtdicke bestimmen die Mittelwellenlänge der cholesterischen Flüssigkristallpolarisatoren und mehrschichtigen reflektiven Polarisatoren. Der rotierende Direktor des cholesterischen Flüssigkristallpolarisators bildet sich wiederholende optische Einheiten, die ähnlich den mehreren Schichten in mehrschichtigen reflektiven Polarisatoren mit der gleichen optischen Schichtdicke sind.
Die Mittelwellenlänge, λ₀, und die spektrale Bandbreite, Δλ, des durch die cholesterische Flüssigkristallschicht reflektierten Lichts hängt von dem Abstandmaß, p, des cholesterischen Flüssigkristalls ab. Die Mittelwellenlänge, λ₀, ist annähernd: λ0 = 0,5(n0 + ne)p wobei n₀ und n_e die Brechungsindexe des cholesterischen Flüssigkristalls für Licht, das parallel zu dem Direktor des Flüssigkristalls polarisiert ist (n_e), und für Licht, das senkrecht zu dem Direktor des Flüssigkristalls polarisiert ist (n₀), sind. Die spektrale Bandbreite, Δλ, ist annähernd: Δλ = 2λ0(ne – n0)/(ne + n0) = p(ne – n0).
Wenn die Doppelbrechung des Materials (n_e – n₀) ≤ 2 ist, ist die spektrale Bandbreite oder Breite (gemessen als vollständige Breite bei halber Peakhöhe) einer cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung allgemein 100 nm oder weniger. Dies schränkt die Brauchbarkeit eines cholesterischen Flüssigkristallpolymers ein, wenn Reflexionsvermögen über den gesamten Bereich des sichtbaren Lichts (400 bis 750 nm) oder einen anderen Wellenlängenbereich, der wesentlich größer als 100 nm ist, erwünscht ist.
Es können mehrere Abstandmaßlängen verwendet werden, um einen reflektiven Polarisator herzustellen, der einen breiten Bereich von Wellenlängen reflektieren kann. Cholesterische Breitband-Flüssigkristallpolarisatoren sind zuvor durch Laminieren oder anderweitiges Stapeln zwei getrennt gebildeter cholesterischer Flüssigkristallbeschichtungen mit unterschiedlichen Abstandmaßen gebildet worden, die jeweils auf einem individuellen Substrat angeordnet waren, (z. B. mit unterschiedlichen Zusammensetzungen, beispielsweise unterschiedlichen Gewichtsverhältnissen von chiralen und nematischen Flüssigkristallkomponenten). Jede Schicht hat ein anderes Abstandmaß und reflektiert daher Licht mit einer anderen Wellenlänge.
Ein Polarisator kann mit einer ausreichenden Zahl von Schichten aufgebaut werden, die einen großen Anteil des sichtbaren Lichtspektrums reflektieren. Diese Konstruktionen neigen dazu, ein ungleichförmiges Transmissions- oder Reflektionsspektrum aufzuweisen, weil jede Schicht einen anderen Lichtbereich reflektiert. Die Gleichförmigkeit kann in gewisser Weise verbessert werden, indem eine gewisse Diffusion der Flüssigkristalle zwischen den verschiedenen Schichten während der Konstruktion zugelassen wird. Diese Schichten können erwärmt werden, um etwas Flüssigkristallmaterial zwischen den Schichten diffundieren zu lassen. Dies kann zu einer Mittelung des Abstandmaßes zwischen den verschiedenen Schichten führen.
Dieses Verfahren erfordert jedoch eine erhebliche Zahl von Verarbeitungsstufen, einschließlich separater Bildung jeder Schicht (z. B. individuelles Trocknen oder Härten jeder Schicht), Stapeln (z. B. Laminieren) der Schichten und anschließendes Erwärmen der Schichten, um Diffusion des Flüssigkristallmaterials zwischen den beiden Schichten herbeizuführen. Dies erfordert auch erhebliche Verarbeitungszeit, insbesondere in Hinsicht auf die Zeit, die für die Diffusion zwischen den beiden zuvor gebildeten Flüssigkristallschichten benötigt wird, die typischerweise von polymerer Beschaffenheit sind.
Es sind neue Techniken zur Herstellung optischer Körper mit cholesterischen Flüssigkristallen entwickelt worden. Zu diesen Techniken gehören Lösungsmittel- und Materialauswahl, um die Bildung von zwei oder mehr cholesterischen Flüssigkristallschichten auf einem Substrat aus einer einzigen Beschichtungszusammensetzung zu erleichtern.
Ein neues Verfahren zur Bildung cholesterischer Flüssigkristallkörper beinhaltet die Bildung von zwei oder mehr cholesterischen Flüssigkristallschichten aus einer einzigen Beschichtungszusammensetzung, wobei jede der cholesterischen Flüssigkristallschichten unterschiedliche optische Eigenschaften haben kann. Nachdem ein Substrat mit der Beschichtungszusammensetzung beschichtet worden ist, können in der Beschichtungszusammensetzung eine erste und zweite Schicht gebildet werden. Die ersten und zweiten Schichten werden in ausgerichtete cholesterische Flüssigkristallmaterialien oder -schichten umgewandelt, wobei jede Schicht unterschiedliche optische Eigenschaften hat. Die einzige Beschichtungszusammensetzung enthält ein oder mehrere Lösungsmittel und zwei oder mehr cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen, die in dem Lösungsmittel/den Lösungsmitteln mindestens teilweise löslich sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann eine beliebige ungradzahlige oder geradzahlige Schichtzusammenstellung mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften bilden. Optische Eigenschaften, die sich unterscheiden können, umfassen beispielsweise Abstandmaß, effektives Abstandmaß (definiert als p[n_e + n₀]/2) und Händigkeit.
Ohne sich auf eine spezielle Lehre festlegen zu wollen, nehmen wir an, dass eine treibende Kraft zur Bildung von mindestens zwei Schichten mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften aus einer einzigen Zusammensetzung die Inkompatibilität der zwei oder mehr cholesterischen Zusammensetzungen beinhaltet. Diese Inkompatibilität kann durch Messung des chi-Interaktionsparameters, der Grenzflächenspannung, des Löslichkeitsparameters oder der Oberflächenspannung untersucht werden. Jede hiervon ist zur Charakterisierung von Flüssigkristallmaterialien brauchbar, deren Phasen sich trennen werden. Um zwei oder mehr Schichten zu bilden, reicht Inkompatibilität als solche oft noch nicht aus. Zusätzlich zu dem Vorliegen inkompatibler cholesterischer Materialien sollten diese Materialien Schichten bilden. Die Schichtbildung kann von vielen Faktoren abhängen, einschließlich, aber nicht begrenzt auf Viskosität, Phasenübergangstemperaturen, Lösungsmittelkompatibilität, Molekulargewicht der Materialien, Unterschied der Oberflächenspannung, Morphologie der cholesterischen Flüssigkristallphase und Temperatur der Komponenten. Es kann beispielsweise nützlich sein, wenn eine obere Schicht eine niedrigere Oberflächenspannung als eine untere Schicht hat, um zu unterstützen, dass das Material der oberen Schicht sich an die Oberseite bewegt. Es kann zusätzlich oder alternativ hilfreich sein, die obere Schicht bei einer ausreichend hohen Temperatur zu bilden, so dass sie sich in der nematischen Phase befindet. Es kann auch nützlich sein, dass die obere Schicht eine relativ niedrige Viskosität bei dieser Temperatur hat, um die Zeit zu reduzieren, die zum Auftreten der Phasentrennung erforderlich ist. Es kann auch nützlich sein, dass die Polymerschicht (welche die untere Schicht sein kann) eine ausreichend niedrige Viskosität hat, um erhöhte Mobilität der Komponenten zu liefern. Konsolidierung und Reduktion der Grenzflächenoberfläche können die treibenden Kräfte für die Schichtbildung sein. Eine niedrige Viskosität des Polymers kann gewünschtenfalls durch Kontrolle seiner Zusammensetzung, seines Molekulargewichts, seiner Temperatur, seiner Lösungsmittelbilanz, seines Weichmachergehalts oder jeglicher Kombination davon bewirkt werden.
Es können andere Verfahren, Materialien oder Verarbeitungsbedingungen zur Verbesserung der Schichtbildung verwendet werden. Wenn beispielsweise zwei unterschiedliche Lösungsmittel mit unterschiedlichen Kompatibilitäten für die cholesterischen Materialien verwendet werden, bildet ein Material eine Schicht, wenn ein Lösungsmittel verdampft, während das andere in Lösung bleibt. Es können auch Materialien mit sehr unterschiedlichen nematischen Übergangstemperaturen verwendet werden, so dass ein Material in seiner (relativ) niedrigviskosen nematischen Phase vorliegt, während das andere in einer viskoseren amorphen Phase vorliegt. Alternativ könnte ein Material gehärtet werden, wodurch seine Viskosität zunimmt und es das zweite Material an die Oberfläche zwingt. Es können auch Molekulargewichtsdifferenzen verwendet werden. Wenn zwei inkompatible cholesterische Polymere mit unterschiedlichen Molekulargewichten gebildet werden, dann haben sie in der Regel sehr unterschiedliche Viskositäten, wodurch die Schichtbildung allgemein verbessert wird. Während des Schichtbildungsprozesses kann auch die Temperatur variiert werden. Die Temperatur kann erstens oberhalb der nematischen Übergangstemperatur einer cholesterischen Verbindung sein, jedoch unter der nematischen Übergangstemperatur einer zweiten cholesterischen Verbindung. Dies unterstützt das erste Material bei der Bildung einer cholesterischen Phasenschicht. Dann kann die Temperatur auf über die nematische Übergangstemperatur der zweiten cholesterischen Verbindung erhöht werden, so dass jenes Material seine cholesterische Phasenschicht bilden wird.
Es kann ein weiterer hilfreicher Faktor sein, wenn die cholesterischen Zusammensetzungen beim Kühlen aus der nematischen Phase Gläser bilden (supergekühlte Flüssigkristallphasen), im Unterschied zu kristallinen Phasen. Die Verwendung cholesterischer Polymere anstelle von Monomeren trägt zur Begünstigung der Glasbildung bei. Eine Alternative zu der Glasbildung ist die rasche Härtung der Monomere, während sie sich noch in ihrer in Schichten vorliegenden cholesterischen Phase (bei erhöhten Temperaturen) befinden, dies trägt dazu bei, die nematische Phase der beiden Schichten aufrechtzuerhalten.
Die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung enthält in einer Ausführungsform ein chirales Flüssigkristallpolymer oder eine Mischung von chiralen und achiralen Flüssigkristallpolymeren, die zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung enthält ein chirales Flüssigkristallmonomer oder eine Mischung chiraler und achiraler Flüssigkristallmonomere. Die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann teilweise oder vollständig polymerisiert sein. Die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann eine thermoplastische Schicht bilden. Die zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann vernetzt sein, um ein cholesterisches Flüssigkristallmaterial zu bilden. Die zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann ferner gehärtet sein. Es sei darauf hingewiesen, dass die Materialien für die ersten und zweiten Flüssigkristallzusammensetzungen austauschbar sind, und jegliche Kombination von Material oder Lösungsmittel, die die Trennung eines cholesterischen Materials von einem anderen cholesterischen Material erreicht, liegt innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung.
Die Beschichtungszusammensetzung kann mittels jeder beliebigen Technik, wie jeder beliebigen Beschichtungstechnik, auf dem Substrat abgeschieden werden. Die Entfernung mindestens eines Teils des Lösungsmittels aus der Beschichtungszusammensetzung kann dazu führen, dass sich die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung von der zweiten cholesterischen Flüssigkristallverbindung trennt. Jede aus der einzelnen Beschichtungsmischung oder Zusammensetzung gebildete Schicht kann aus einem überwiegenden Teil von einer der cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzungen gebildet werden, wodurch jede separate Schicht mit einzigartigen optischen Eigenschaften versehen wird.
Es kann ein Übergangsbereich an der Grenzfläche zwischen der ersten cholesterischen Flüssigkristallschicht und der zweiten cholesterischen Flüssigkristallschicht gebildet werden. Es kann sich in der zweiten cholesterischen Flüssigkristallschicht ein Konzentrationsgradient der ersten cholesterischen Flüssigkristallverbindung bilden, wobei sich der Konzentrationsgradient im Verlauf des Übergangsbereichs ändert. Es kann sich in ähnlicher Weise in der ersten cholesterischen Flüssigkristallschicht ein Konzentrationsgradient der zweiten cholesterischen Flüssigkristallverbindung bilden, wobei sich der Konzentrationsgradient im Verlauf des Übergangsbereichs ändert. Die Fähigkeit, mindestens zwei selbständige cholesterische Flüssigkristallschichten mit einer einzigen Beschichtungszusammensetzung und einem einzigen Beschichtungsverfahren zu bilden, reduziert die Komplexizität und Zahl der Verarbeitungsstufen, die zur Bildung eines optischen Körpers erforderlich sind.
Das Erwärmen kann in einer Ausführungsform sowohl Lösungsmittel entfernen als auch die cholesterischen Flüssigkristallschichten tempern oder ausrichten. Alternativ können Lösungsmittelentfernung und Tempern separat durchgeführt werden. Die cholesterischen Flüssigkristallschichten richten sich mit unterschiedlichen Abstandmaßen oder effektiven Abstandmaßen aus, so dass ein breiter Bereich des Lichtspektrums abgedeckt wird.
Eine zweite Beschichtungszusammensetzung, die eine einzige cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung enthält, kann auf den ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallschichten abgeschieden werden. Jede der drei Schichten kann zwischen thermoplastischem Material und vernetztem Material alternieren.
Alternativ kann eine zweite Beschichtungszusammensetzung mit einer Zusammensetzung und Eigenschaften, die der ersten oben beschriebenen Beschichtungszusammensetzung ähnlich oder von dieser verschieden sind und mit der Fähigkeit, mindestens zwei cholesterische Flüssigkristallschichten (wie oben für die erste Beschichtungszusammensetzung beschrieben) zu bilden, auf die erste und zweite cholesterische Flüssigkristallschicht aufgebracht werden. Das Abstandmaß jeder Schicht kann unterschiedlich sein, um das Spektrum des sichtbaren Lichts abzudecken. Diese zweite Beschichtungszusammensetzung kann eine dritte und vierte cholesterische Flüssigkristallschicht liefern, die auf der ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallschicht abgeschieden werden. Jede der vier Schichten kann zwischen thermoplastischem Material und vernetztem Material alternieren.
Die erste oder zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann ein reaktives Monomermaterial enthalten, das zusätzlich zu dem Polymerisieren vernetzen kann. Dieses reaktive Monomermaterial kann ein reaktives chirales Monomer sein und ist in einigen Ausführungsformen eine cholesterische Flüssigkristallverbindung, ein Vorläufer für ein cholesterisches Flüssigkristallpolymer oder eine chirale Verbindung. Das reaktive Monomermaterial kann beispielsweise ein Di(meth)acrylat, ein Epoxyacrylat, ein Diepoxid, ein Divinyl, ein Diallylether oder anderes reaktives Material sein. Dies "fixiert" die cholesterische(n) Flüssigkristallschicht(en) und verhindert oder reduziert deutlich jegliche Bewegung des Materials innerhalb der Schicht(en).
Dieses Verfahren und diese Konfiguration haben Vorteile gegenüber früheren Techniken, wobei jede Schicht nacheinander und separat gebildet wurde und danach wärmeinduzierte Diffusion verwendet wurde, um Teile der cholesterischen Flüssigkristallpolymerschichten zu mischen. In diesen früheren Techniken zeigt das resultierende Produkt im Zeitverlauf weiterhin Diffusion zwischen den Schichten mit unterschiedlicher Zusammensetzung, insbesondere wenn das Produkt in einer Anwendung mit wesentlicher Wärmeerzeugung eingesetzt wird, wie in vielen Anzeigeanwendungen. Diese fortgesetzte Diffusion führt zu Veränderungen der optischen Eigenschaften des Produkts im Zeitverlauf.
Im Unterschied dazu liefert die hier offenbarte Technik zum Vernetzen der cholesterischen Flüssigkristallschicht(en) ein Verfahren zum wesentlichen Reduzieren oder Verhindern weiterer Bewegung nach dem Vernetzen, indem das Molekulargewicht erhöht wird und die Verfügbarkeit mobiler Monomermaterialien für die Diffusion oder Bewegung reduziert wird. Die optischen Eigenschaften des resultierenden optischen Körpers können somit im Zeitverlauf im Wesentlichen stabil sein und können verwendet werden, um ein zuverlässigeres Produkt mit längerer Lebensdauer zu produzieren. Da die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung zudem mit der zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung inkompatibel ist, versuchen sie tendenziell, sich voneinander zu entfernen, wenn Lösungsmittel entfernt wird, wobei sowohl die Inkompatibilitätseffekte als auch die Vernetzung einen optischen Körper liefern, der im Zeitverlauf im Wesentlichen stabil ist und verwendet werden kann, um ein zuverlässigeres Produkt mit längerer Lebensdauer zu produzieren, verglichen mit optischen Körpern des Standes der Technik.
Die oben beschriebenen Verfahren können unter Verwendung vieler verschiedener Techniken und Geräte durchgeführt werden. 1 illustriert ein Beispiel für ein geeignetes Verfahren und eine geeignete Vorrichtung, um die Bildung zweier cholesterischer Flüssigkristallschichten mit einer einzigen Beschichtungszusammensetzung auf einem Substrat zu bewirken. Eine Beschichtungsvorrichtung 100 beinhaltet einen Träger (z. B. ein Förderband oder eine Schiebebühne), der das Substrat 200 an einem ersten Beschichtungsspender 104 vorbei fördert. Das Substrat 200 kann alternativ eine kontinuierliche Bahn sein, die durch Verwendung von Antriebsrollen durch die Vorrichtung 100 gezogen wird. Die Verwendung von Antriebsrollen oder einem ähnlichen Mechanismus, um das Substrat 200 und eine oder mehrere Beschichtungsschichten zu bewegen, kann den Bedarf an einem Träger 102, der sich unter dem Substrat 200 befindet, beseitigen. Die erste Beschichtungszusammensetzung 202 wird durch einen ersten Beschichtungskopf 106 und auf das Substrat 200 abgegeben. Es kann jegliche Beschichtungstechnik verwendet werden, einschließlich beispielsweise Rakelbeschichten, Stabbeschichten, Schlitzbeschichten, Gravurbeschichten, Walzbeschichten, Sprühbeschichten oder Vorhangbeschichten. Die erste Beschichtungszusammensetzung 202 enthält in einer Ausführungsform ein Lösungsmittel und zwei oder mehr cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen, die in dem Lösungsmittel mindestens teilweise löslich sind.
Die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung enthält in einer Ausführungsform ein chirales Flüssigkristallpolymer oder eine Mischung von chiralen und achiralen Flüssigkristallpolymeren, die zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung enthält ein chirales Flüssigkristallmonomer oder ein chirales und ein achirales Flüssigkristallmonomer. Die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann teilweise oder vollständig polymerisiert sein. Die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann eine thermoplastische Schicht bilden. Die zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann polymerisiert sein, um ein cholesterisches Flüssigkristallmaterial zu bilden. Die zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann eine vernetzte Schicht bilden.
Die erste Beschichtungszusammensetzung 202 und Substrat 200 können einen Trockenofen 108 durchlaufen, um Lösungsmittel zu entfernen. Die Entfernung mindestens eines Teils des Lösungsmittels aus der Beschichtungszusammensetzung 202 führt dazu, dass sich die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung von der zweiten cholesterischen Flüssigkristallverbindung trennt, wodurch eine erste Schicht 206 und eine zweite Schicht 204 gebildet werden.
Die erste Beschichtungszusammensetzung 202 und/oder die erste Schicht 206 und eine zweite Schicht 204 und Substrat 200 können eine Härtungsstation 110 durchlaufen, die beispielsweise eine Wärme- oder Lichtquelle enthält, um die erste Beschichtungszusammensetzung und/oder erste Schicht 206 und zweite Schicht 204 (teilweise oder vollständig) zu härten, wenn die Zusammensetzung 202 und/oder erste Schicht 206 und zweite Schicht 204 härtbare Komponenten enthalten, und es ist erwünscht, jene Komponenten in dieser Stufe des Verfahrens zu härten. Die Härtungsstation 110 kann an einer oder mehreren verschiedenen Positionen relativ zu der Position des Substrats 200 angeordnet sein.
2 bis 3 illustrieren verschiedene Stufen des in 1 illustrierten Verfahrens. Die erste Beschichtungszusammensetzung 202 wird in einer Ausführungsform der Erfindung, wie in 2 illustriert ist, auf das Substrat 200 aufgebracht. Die erste Beschichtungszusammensetzung 202 enthält in einem geeigneten Lösungsmittel eine erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung, wie eine polymere Flüssigkristallzusammensetzung, und eine zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung, wie eine monomere Flüssigkristallzusammensetzung, die kompatibel oder in dem Lösungsmittel unter Bildung einer Mischung löslich sind, und inkompatibel oder unlöslich sind, wenn Lösungsmittel aus der Mischung entfernt wird.
3 illustriert den geformten optischen Körper, wobei sich die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung nach dem Trocknen 108 und/oder Härten 110 von der zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung getrennt hat. Die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann eine erste Schicht 206 bilden, die auf dem Substrat 200 angeordnet ist. Die zweite cholesterische Flüssigzusammensetzung kann eine zweite Schicht 204 bilden, die oben auf der ersten Schicht 206 angeordnet ist. Die erste Schicht 206 und die zweite Schicht 204 können die gleiche oder eine unterschiedliche Dicke haben. Die relative Dicke jeder Schicht 206, 204 kann durch Kontrollieren von einer der folgenden Variablen festgelegt werden, beispielsweise durch die Wahl der Materialien, der relativen Mengen der Materialien, der Temperatur, Viskosität, des Molekulargewichts des Polymers oder einer Kombination dieser Variablen. Die Dicke der ersten Schicht 206 und der zweiten Schicht 204 kann eine beliebige Dicke sein. Die Dicke der ersten Schicht 206 und der zweiten Schicht 204 kann beispielsweise unabhängig aus 1 bis 10 Mikrometern oder 2 bis 5 Mikrometern oder 3 bis 4 Mikrometern für sichtbares Licht und dicker für IR-Licht ausgewählt werden.
Die erste Schicht 206 kann cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen enthalten, die, wenn sie ausgerichtet worden sind, einen Teil des Lichtspektrums abdecken, der durch die zweite Schicht 204 nicht abgedeckt wird. Die erste Schicht 206 kann beispielsweise rotes, blaues, grünes oder gelbes sichtbares Licht reflektieren, und die zweite Schicht 204 kann eine Farbe des sichtbaren Lichts reflektieren, die von der ersten Schicht 206 nicht reflektiert wird. Die erste Schicht 206 kann speziell blaues sichtbares Licht reflektieren, und die zweite Schicht 204 kann rotes sichtbares Licht reflektieren.
4 illustriert ein Beispiel für ein geeignetes Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung von drei cholesterischen Flüssigkristallschichten mit zwei Beschichtungszusammensetzungen. Die ersten beiden cholesterischen Flüssigkristallschichten können wie gemäß 1 beschrieben gebildet werden; ein zweiter Beschichtungsspender 112 gibt dann eine zweite Beschichtungszusammensetzung 301 durch einen zweiten Beschichtungskopf 114 auf die zweite Schicht 204 ab. Es kann wiederum jede beliebige Beschichtungstechnik verwendet werden. Die zweite Beschichtungszusammensetzung 301 enthält in einer Ausführungsform ein Lösungsmittel und eine dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung.
Die zweite Beschichtungszusammensetzung 301 und Substrat 200 können einen Trockenofen 116 durchlaufen, um Lösungsmittel zu entfernen, wodurch eine dritte Schicht 303 gebildet wird. Die zweite Beschichtungszusammensetzung 301 und/oder die dritte Schicht 303 und Substrat 200 können eine Härtungsstation 118 durchlaufen, die beispielsweise eine Wärme- oder Lichtquelle enthält, um (teilweise oder vollständig) die zweite Beschichtungszusammensetzung und/oder die dritte Schicht 303 zu polymerisieren, wenn die Zusammensetzung 302 und/oder die dritte Schicht 306 härtbare Komponenten enthält und das Härten dieser Komponenten in dieser Stufe des Verfahrens erwünscht ist. Die Härtungsstation 118 kann an einer oder mehreren verschiedenen Positionen relativ zu der Position des Substrats 200 und der zweiten Beschichtungszusammensetzung 302 und/oder der dritten Schicht 306 und der vierten Schicht 304 angeordnet werden.
Die zweite Schicht 301 kann cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen enthalten, die, wenn sie ausgerichtet worden sind, einen Teil des Lichtspektrums abdecken, der durch die ersten beiden Schichten 204, 206 nicht abgedeckt wird. Die dritte Schicht 303 kann beispielsweise rotes, blaues, grünes oder gelbes sichtbares Licht reflektieren, und die zweite Schicht 204 kann eine Farbe des sichtbaren Lichts reflektieren, die von der dritten Schicht 303 nicht reflektiert wird, und die erste Schicht 206 kann eine Farbe des sichtbaren Lichts reflektieren, die weder von der dritten Schicht 303 noch von der zweiten Schicht 204 reflektiert wird. Die erste Schicht 206 kann speziell blaues sichtbares Licht reflektieren, und die zweite Schicht 204 kann rotes sichtbares Licht reflektieren, und die dritte Schicht 303 kann grünes sichtbares Licht reflektieren.
5 bis 6 illustrieren verschiedene Stufen des in 4 illustrierten Verfahrens. Die zweite Beschichtungszusammensetzung 301 wird in einer Ausführungsform der Erfindung, wie in 5 illustriert ist, auf die erste Schicht 206 und die zweite Schicht 204 auf dem Substrat 200 aufgebracht. Die zweite Beschichtungszusammensetzung 301 enthält in einem geeigneten Lösungsmittel eine dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung, wie ein polymeres oder monomeres Flüssigkristallmaterial, das in dem Lösungsmittel löslich ist. 6 illustriert die dritte Schicht 303 nach Ausrichtung der dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung.
7 illustriert ein Beispiel für ein geeignetes Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung von vier cholesterischen Flüssigkristallschichten mit zwei Beschichtungszusammensetzungen. Die ersten beiden cholesterischen Flüssigkristallschichten können wie gemäß 1 beschrieben gebildet werden; ein zweiter Beschichtungsspender 112 gibt dann eine zweite Beschichtungszusammensetzung 302 durch einen zweiten Beschichtungskopf 114 auf die zweite Schicht 204 ab. Es kann wiederum jede beliebige Beschichtungstechnik verwendet werden. Die zweite Beschichtungszusammensetzung 302 enthält in einer Ausführungsform ein Lösungsmittel und zwei oder mehr cholesterische Flüssigkristallverbindungen, die in dem Lösungsmittel mindestens teilweise löslich sind.
Die dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung enthält in einer Ausführungsform ein chirales Flüssigkristallpolomer oder ein chirales und ein achirales Flüssigkristallpolomer, die vierte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung enthält ein chirales Flüssigkristallmonomer oder ein chirales und ein achirales Flüssigkristallmonomer. Die dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann teilweise oder vollständig polymerisiert sein. Die dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann eine thermoplastische Schicht bilden. Die vierte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann gehärtet oder vernetzt sein, um ein cholesterisches Flüssigkristallmaterial zu bilden. Die vierte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann eine vernetzte Schicht bilden.
Die dritte Beschichtungszusammensetzung 302 und Substrat 200 können einen Trockenofen 116 durchlaufen, um Lösungsmittel zu entfernen. Die Entfernung mindestens eines Teils des Lösungsmittels aus der Beschichtungszusammensetzung 302 führt dazu, dass sich die dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung von der vierten cholesterischen Flüssigkristallverbindung trennt, wodurch eine dritte Schicht 306 und eine vierte Schicht 304 gebildet werden.
Die zweite Beschichtungszusammensetzung 302 und/oder die dritte Schicht 306 und eine vierte Schicht 304 und Substrat 200 können eine Härtungsstation 118 durchlaufen, die beispielsweise eine Wärme- oder Lichtquelle enthält, um die zweite Beschichtungszusammensetzung und/oder dritte Schicht 306 und vierte Schicht 304 (teilweise oder vollständig) zu härten, wenn die Zusammensetzung 302 und/oder die dritte Schicht 306 und vierte Schicht 304 härtbare Komponenten enthalten, und es ist erwünscht, jene Komponenten in dieser Stufe des Verfahrens zu härten. Die Härtungsstation 118 kann an einer oder mehreren verschiedenen Positionen relativ zu der Position des Substrats 200 angeordnet sein.
Die zweite Beschichtungszusammensetzung 302 kann cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen enthalten, die, wenn sie ausgerichtet worden sind, einen Teil des Lichtspektrums abdecken, der durch die ersten beiden Schichten 204, 206 nicht abgedeckt wird.
Nachdem ein gewünschter Stoffaustauschgrad erreicht worden ist, können die Beschichtungszusammensetzungen unter Verwendung einer Härtungsstation 118, die beispielsweise eine Licht- oder Wärmequelle aufweist, vollständig gehärtet werden. Die Beschichtungszusammensetzungen enthalten in einer Ausführungsform wie oben beschrieben ein Material, das die Materialien vernetzen kann, wodurch die cholesterischen Flüssigkristallmaterialien in dieser Schicht "fixiert" werden.
8 bis 9 illustrieren verschiedene Stufen des in 7 illustrierten Verfahrens. Die zweite Beschichtungszusammensetzung 302 wird in einer Ausführungsform der Erfindung, wie in 8 illustriert ist, auf die erste Schicht 206 und die zweite Schicht 204 auf dem Substrat 200 aufgebracht. Die zweite Beschichtungszusammensetzung 302 enthält in einem geeigneten Lösungsmittel eine dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung, wie eine polymere Flüssigkristallzusammensetzung, und eine vierte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung, wie eine monomere Flüssigkristallzusammensetzung, die kompatibel oder in dem Lösungsmittel unter Bildung einer Mischung löslich sind, und inkompatibel oder unlöslich sind, wenn Lösungsmittel aus der Mischung entfernt wird.
9 illustriert den geformten optischen Körper, wobei sich die dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung nach dem Trocknen 116 und Härten 118 von der vierten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung getrennt hat. Die dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung kann eine dritte Schicht 306 bilden, die auf der zweiten Schicht 204 angeordnet ist. Die vierte cholesterische Flüssigzusammensetzung kann eine vierte Schicht 304 bilden, die oben auf der dritten Schicht 306 angeordnet ist.
Die zweite Schicht 302 kann cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen enthalten, die, wenn sie ausgerichtet worden sind, einen Teil des Lichtspektrums abdecken, der durch die ersten beiden Schichten 204, 206 nicht abgedeckt wird. Die vierte Schicht 304 kann beispielsweise rotes, blaues, grünes oder gelbes sichtbares Licht reflektieren, und die dritte Schicht 306 kann eine Farbe des sichtbaren Lichts reflektieren, die von der vierten Schicht 304 nicht reflektiert wird. Die erste Schicht 206 kann speziell blaues sichtbares Licht reflektieren, und die zweite Schicht 204 kann rotes sichtbares Licht reflektieren, und die dritte Schicht 306 kann grünes sichtbares Licht reflektieren, und die vierte Schicht 304 kann gelbes sichtbares Licht reflektieren.
Die dritte Schicht 306 und die vierte Schicht 304 können die gleiche oder eine unterschiedliche Dicke haben.
Die Geschwindigkeit des Substrats 200 kann auch gesteuert werden, um die Behandlungsdauer durch die Öfen 108/116 oder Härtungsstationen 110/118 zu verändern. Die Dauer der Behandlung durch den Ofen 108/116 kann jegliche Zeitdauer sein, wie beispielsweise 1 bis 30 Minuten oder 1 bis 15 Minuten oder 3 bis 10 Minuten oder 3 bis 6 Minuten. Die Ofentemperatur kann ausreichend hoch sein, um das Lösungsmittel zu verdampfen, oder oberhalb der nematischen Übergangstemperatur und ausreichend niedrig sein, um Abbau der Materialien in dem optischen Körper zu verhindern. Die Ofentemperatur kann mindestens 75°C oder 80°C bis 140°C oder 100°C bis 120°C betragen.
Die Stoffaustauschrate von einer einzigen Schicht in zwei separate Schichten hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich beispielsweise den spezifischen Materialien, die in jeder Zusammensetzung verwendet werden, den Prozentsätzen der Materialien in diesen Zusammensetzungen, dem Molekulargewicht der Materialien, der Temperatur der Zusammensetzungen, den restlichen Lösungsmitteln, der Viskosität der Zusammensetzungen und dem Polymerisationsgrad jeder Zusammensetzung. Eine gewünschte Stoffaustauschrate kann erhalten werden, indem eine oder mehrere dieser Variablen gesteuert werden, beispielsweise durch Wahl der Materialien, Temperatur, Viskosität, des Molekulargewichts des Polymers oder jeglicher Kombination dieser Variablen. Die Beschichtungszusammensetzungen können in einen Ofen 108/116 oder andere Heizeinrichtung gegeben werden, um die Stoffaustauschrate der Flüssigkristallzusammensetzungen, die sich voneinander weg in zwei separate selbständige Schichten bewegen, und die Stoffaustauschrate des Lösungsmittels, welches die Beschichtungszusammensetzungen 202, 302 verlässt, zu erhöhen. Dieser Ofen kann auch verwendet werden, um gewünschtenfalls die Lösungsmittel aus den Beschichtungszusammensetzungen teilweise oder vollständig zu entfernen.
Die in 1 bis 9 illustrierten Vorrichtungen und Verfahren können modifiziert werden, um ein Substrat sequentiell mit mehr als zwei Zusammensetzungen zu beschichten. Es können der Vorrichtung beispielsweise weitere Beschichtungsspender, Öfen oder Lichtquellen zugefügt werden. Die Anzahl der Öfen oder Härtungsstationen kann zudem erhöht oder verringert werden, um das Gesamtverfahren zur Bildung eines optischen Körpers zu optimieren.
Ein reflektiver Breitbandpolarisator kann beispielsweise gemäß den hier beschriebenen Verfahren und mit den hier beschriebenen Konfigurationen gebildet werden. Dieser reflektive Breitbandpolarisator kann im Wesentlichen gleichförmig (z. B. mit nicht mehr als 10% oder 5% Variation) Licht mit einer Polarisation über einen Wellenlängenbereich von 100 nm, 200 nm oder 300 nm oder mehr reflektieren. Ein reflektiver Breitbandpolarisator kann insbesondere derart gebildet werden, dass er im Wesentlichen gleichförmig Licht mit einer Polarisation über den sichtbaren Wellenlängenbereich (z. B. 400 bis 750 nm) reflektiert.
Die optischen Körper mit cholesterischen Flüssigkristallen können in vielen verschiedenen optischen Anzeigen und anderen Anwendungen verwendet werden, einschließlich transmissiver (z. B. von hinten beleuchteter), reflektiver und transflektiver Anzeigen. 10 illustriert beispielsweise eine schematische Querschnittansicht eines beispielhaften von hinten beleuchteten Anzeigesystems 400, das ein Anzeigemedium 402, eine von hinten wirkende Beleuchtung 404, einen reflektiven cholesterischen Flüssigkristallpolarisator 408 wie oben beschrieben und einen optionalen Reflektor 406 aufweist. Das Anzeigesystem enthält gegebenenfalls eine Viertelwellenplatte als Teil des reflektiven cholesterischen Flüssigkristallpolarisators oder als separate Komponente, um das zirkular polarisierte Licht aus dem reflektiven Flüssigkristallpolarisator in linear polarisiertes Licht umzuwandeln. Ein Betrachter befindet sich auf der Seite der Anzeigevorrichtung 402, die der von hinten erfolgenden Beleuchtung 404 gegenüberliegt.
Das Anzeigemedium 402 zeigt dem Betrachter Informationen oder Bilder, indem Licht hindurchgelassen wird, das von der von hinten erfolgenden Beleuchtung 404 emittiert wird. Ein Beispiel für ein Anzeigemedium 402 ist eine Flüssigkristallanzeige (LCD), die nur Licht eines Polarisationszustands hindurchlässt.
Die von hinten erfolgende Beleuchtung 404, die das Licht zuführt, das zur Betrachtung des Anzeigesystems 400 verwendet wird, umfasst beispielsweise eine Lichtquelle 416 und einen Lichtleiter 418, obwohl andere von hinten erfolgende Beleuchtungssysteme verwendet werden können. Obwohl der in 10 abgebildete Lichtleiter 418 einen allgemein rechteckigen Querschnitt hat, können von hinten erfolgende Beleuchtungen Lichtleiter mit jeder geeigneten Form verwenden. Der Lichtleiter 418 kann beispielsweise keilförmig, kanalartig, ein Pseudokeilleiter, usw. sein. Die Hauptüberlegung ist, dass der Lichtleiter 418 Licht von der Lichtquelle 416 empfangen kann und dieses Licht emittieren kann. Das Licht 418 kann infolgedessen Rückreflektoren (z. B. optionaler Reflektor 406), Extraktionsmechanismen und andere Komponenten aufweisen, um die gewünschten Funktionen zu erreichen.
Der reflektive Polarisator 408 ist ein optischer Film, der mindestens einen optischen Körper aus cholesterischem Flüssigkristall wie oben beschrieben enthält. Der reflektive Polarisator 408 wird bereitgestellt, um Licht von einem Polarisationszustand im Wesentlichen hindurchzulassen, welches den Lichtleiter 418 verlässt, und Licht mit einem anderen Polarisationszustand im Wesentlichen zu reflektieren, welches den Lichtleiter 418 verlässt.
11 ist eine schematische Darstellung eines Typs von reflektiver Flüssigkristallanzeige 500. Diese reflektive Flüssigkristallanzeige 500 umfasst ein Anzeigemedium 508, einen reflektiven Polarisationsspiegel 504 mit cholesterischem Flüssigkristall, einen absorbierenden Träger 506 und einen absorbierenden Polarisator 502. Die Flüssigkristallanzeige 500 umfasst gegebenenfalls eine Wellenplatte als Teil des reflektiven Polarisators 504 mit cholesterischem Flüssigkristall oder als separate Komponente, um gemischt polarisiertes Licht aus der Flüssigkristallvorrichtung in ein geeignet polarisiertes Licht umzuwandeln.
Flüssigkristallanzeige 500 wirkt so, dass zuerst der absorbierende Polarisator 502 Licht 510 polarisiert. Das polarisierte Licht bewegt sich dann durch das Anzeigemedium 508, wobei eine der zirkularen Polarisationskomponenten des Lichts von dem reflektiven cholesterischen Flüssigkristall-Polarisierungsspiegel 504 reflektiert wird und zurück durch das Anzeigemedium 508 und den absorbierenden Polarisator 502 hindurch gelangt. Die andere zirkulare Polarisationskomponente gelangt durch den reflektiven cholesterischen Flüssigkristall-Polarisator 504 und wird durch den Träger 506 absorbiert. Der reflektive Polarisator 504 dieser reflektiven Flüssigkristallanzeige 500 umfasst einen optischen Körper mit cholesterischem Flüssigkristall wie oben beschrieben. Die spezifische Wahl des optischen Körpers mit cholesterischem Flüssigkristall kann von Faktoren wie beispielsweise Kosten, Größe, Dicke, Materialien und interessierendem Wellenlängenbereich abhängen.
12 ist eine schematische Darstellung eines Typs von transflektiver Flüssigkristallanzeige 600. Diese transflektive Flüssigkristallanzeige 600 umfasst ein phasenverzögerndes Anzeigemedium 608, einen Teilspiegel 603, einen reflektiven cholesterischen Flüssigkristall-Polarisationsspiegel 604, eine von hinten erfolgende Beleuchtung 606 und einen absorbierenden Polarisator 602. Das Anzeigesystem umfasst gegebenenfalls eine Wellenplatte als Teil des reflektiven cholesterischen Flüssigkristall-Polarisators 504 oder als separate Komponente, um gemischt polarisiertes Licht aus der Flüssigkristallvorrichtung in ein geeignet polarisiertes Licht umzuwandeln. Im Reflexionsmodus wird helles Umgebungslicht 610 durch den absorbierenden Polarisator 602 polarisiert, bewegt sich durch das Anzeigemedium 608, wird von dem Teilspiegel 603 reflektiert und gelangt durch das Anzeigemedium 608 und den absorbierenden Polarisator 602 zurück. In Umgebungen mit geringem Umgebungslicht wird die von hinten erfolgende Beleuchtung 606 aktiviert, und Licht wird selektiv durch den cholesterischen Polarisator 604 geleitet, der angepasst ist, um der Anzeige geeignet polarisiertes Licht zur Verfügung zu stellen. Licht mit der entgegengesetzten Händigkeit wird zurückreflektiert, zurückgeführt und selektiv durch den cholesterischen Polarisator 604 geleitet, um die Helligkeit der von hinten erfolgenden Beleuchtung effektiv zu erhöhen. Der reflektive Polarisator dieser reflektiven Flüssigkristallanzeige 600 umfasst einen optischen Körper mit cholesterischem Flüssigkristall wie oben beschrieben. Die spezifische Wahl des optischen Körpers mit cholesterischem Flüssigkristall kann von Faktoren wie beispielsweise Kosten, Größe, Dicke, Materialien und interessierendem Wellenlängenbereich abhängen.
Der optische Körper mit cholesterischem Flüssigkristall kann mit vielen verschiedenen anderen Komponenten und Filmen verwendet werden, die der Flüssigkristallanzeige andere Eigenschaften verleihen oder diese verstärken. Zu derartigen Komponenten und Filmen gehören beispielsweise Helligkeitsverstärkungsfilme, Verzögerungsplatten einschließlich Viertelwellenplatten und -filmen, mehrschichtige oder reflektive kontinuierliche/disperse Phasen-Polarisatoren, metallisierte Rückreflektoren, prismatische Rückreflektoren, diffus reflektierende Rückreflektoren, mehrschichtige dielektrische Rückreflektoren und holographische Rückreflektoren.
BEISPIELE
Beispiel 1
Für das Beschichtungsverfahren wurde eine Beschichtungslösung hergestellt. 7,62 Gramm Cyanobiphenylbenzoat-Ethylacrylat wurden mit 0,74 Gramm LC 756 in 25,1 Gramm Dioxolan (im Handel erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, USA) unter Verwendung von 0,27 Gramm Vazo 52 (im Handel erhältlich von Dupont, Wilmington, DE, USA) als thermischem Initiator polymerisiert. Diese Reaktion wurde 16 Stunden bei 60°C durchgeführt. Diese Lösung wurde dann mit 6 Gramm Cyclohexanon (im Handel erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, USA), 12,2 Gramm LC 242, 0,53 Gramm LC 756, 2,0 Gramm 4,4'-Hydroxylcyanobiphenyl (im Handel erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, USA) und 45,8 Gramm Dioxolan (im Handel erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, USA) kombiniert.
Die Herstellung von Cyanobiphenylbenzoat-ethylacrylat ist in EP-A-834 754 beschrieben. Die Struktur von Cyanobiphenylbenzoat-ethylacrylat ist wie folgt:
Die Verbindung LC 756 (Paliocolor^TM LC 756 ist im Handel von BASF erhältlich) und Verbindung LC 242 (Paliocolor^TM LC 242) sind Flüssigkristallmonomere, die von BASF Corp. (Ludwigshafen, Deutschland) erhältlich sind. Vazo^TM 52 (DuPont, Wilmington, Del., USA) ist eine thermisch zersetzbare, substituierte Azonitrilverbindung, die als Radikalinitiator verwendet wird.
Diese Lösung wurde unter Verwendung eines runden Drahtstabs als Beschichtung auf ein 100 μm PET-Substrat (im Handel als Scotchpak^TM von 3M, St. Paul, MN, USA, erhältlich) aufgebracht, um eine 4 μm dicke getrocknete Beschichtung zu erzeugen.
Es wurde schließlich ein Lambda^TM 900 Spektrophotometer (Perkin Elmer, Santa Clara, Calif., USA) verwendet, um die optische Leistung des optischen Körpers zu messen. Vor der Beschichtung wurde ein Viertelwellenfilm angeordnet, und ein linearer Standardpolarisator wurde im Lichtweg angeordnet und die Transmission durch die Beschichtung im Bereich von 400 nm bis 700 nm gemessen. Der Polarisator wurde gedreht, um Kreuzpolarisierung zu ergeben, und dann wurde die Transmission gemessen. Es waren zwei Extinktionspeaks zu sehen. Die Ergebnisse dieser Transmission über den gemessenen Wellenlängenbereich sind in 13 gezeigt.
Beispiel 2
Für das Beschichtungsverfahren wurde eine Beschichtungslösung hergestellt. 8,21 Gramm Cyanobiphenylbenzoat-ethylacrylat wurden mit 0,80 Gramm LC 756 in 27,1 Gramm Dioxolan (im Handel erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, USA) unter Verwendung von 0,29 Gramm Vazo 52 (im Handel erhältlich von Dupont, Wilmington, DE, USA) als thermischer Initiator polymerisiert. Diese Reaktion wurde 16 Stunden bei 60°C durchgeführt. Diese Lösung wurde dann mit 15 Gramm Cyclohexanon (im Handel erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, USA), 15,4 Gramm LC 242, 0,64 Gramm LC 756, 2,24 Gramm 4'-Hydroxy-1,1'-biphenyl-4-carbonitril (im Handel erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, USA), 27,1 Gramm Dioxolan (im Handel erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, USA), 0,11 Gramm butyliertem Hydroxyltoluol (BHT ist im Handel von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, USA, erhältlich), 0,28 Gramm Irgacure 819 (im Handel von Ciba Geigy, Hawthorne, NY, USA, erhältlich) und 0,84 Gramm Phenylethylacrylat (im Handel von Polysciences, Warrington, PA, USA, erhältlich) kombiniert.
Ein 100 Mikrometer PET-Substrat wurde mithilfe eines runden Drahtstabs mit dieser Lösung beschichtet, um eine 5 Mikrometer dicke getrocknete Beschichtung zu ergeben. Die Beschichtung wurde 1 Minute bei 110°C getrocknet und dann zwölf Minuten bei 120°C getrocknet, um den optischen Körper zu bilden. Die getrocknete Beschichtung wurde mit einer Fusion^TM D-Lampe UV-gehärtet. Die Dosis betrug ungefähr 1 J/cm².
Es wurde schließlich ein Lambda^TM 900 Spektrophotometer (Perkin Elmer, Santa Clara, Calif., USA) verwendet, um die optische Leistung des optischen Körpers zu messen. Ein Viertelwellenfilm wurde vor der Beschichtung angeordnet, und ein linearer Standardpolarisator wurde im Lichtweg angeordnet und die Transmission durch die Beschichtung im Bereich von 400 nm bis 700 nm gemessen. Die Transmission wurde mit dem linearen Polarisator gemessen, der sowohl +45° als auch –45° von dem Viertelwellenfilm rotiert wurde, um parallele und Kreuzpolarisationsergebnisse zu ergeben. Die Ergebnisse dieser Transmission über den gemessenen Wellenlängenbereich sind in 14 gezeigt.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht als auf die oben beschriebenen speziellen Beispiele beschränkt angesehen werden, sondern es ist stattdessen so gemeint, dass alle Aspekte der Erfindung wie in den angefügten Ansprüchen beschrieben abgedeckt sind. Fachleuten ergeben sich verschiedene Modifikationen, äquivalente Verfahren sowie zahlreiche Strukturen, auf die die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, bei Betrachtung der vorliegenden Beschreibung.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, umfassend die Schritte: Beschichten eines Substrats mit einer Mischung, umfassend eine erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung, eine zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung und ein Lösungsmittel, wobei die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung sich von der zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung unterscheidet und die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung und die zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung inkompatibel sind, und Entfernen mindestens eines Teils des Lösungsmittels aus der Mischung, um aus der Mischung eine erste und eine zweite Schicht auf dem Substrat zu bilden, wobei die erste Schicht einen größeren Anteil der ersten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung umfasst und die zweite Schicht einen größeren Anteil der zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Umwandeln der ersten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes erstes cholesterisches Flüssigkristallmaterial und Umwandeln der zweiten Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes zweites cholesterisches Flüssigkristallmaterial.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Umwandelns der ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes erstes und zweites cholesterisches Flüssigkristallmaterial das Polymerisieren von mindestens einer der ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Umwandelns der ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes erstes und zweites cholesterisches Flüssigkristallmaterial das Vernetzen von mindestens einer der ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bildens einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht auf dem Substrat das Trennen der ersten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung von der zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bildens einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht auf dem Substrat das Erwärmen der Mischung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Umwandelns der ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzungen in ausgerichtete erste und zweite cholesterische Flüssigkristallmaterialien das Erwärmen von mindestens einer der ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Härten der ersten oder zweiten cholesterischen Flüssigkristallmaterialien.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend das Beschichten des ersten oder zweiten cholesterischen Flüssigkristallmaterials mit einer zweiten Mischung, umfassend eine dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung und ein zweites Lösungsmittel, wobei die dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung sich von den ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzungen unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend das Umwandeln der dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes drittes cholesterisches Flüssigkristallmaterial.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend: Beschichten des ersten oder zweiten cholesterischen Flüssigkristallmaterials mit einer zweiten Mischung, umfassend eine dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung, eine vierte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung und ein zweites Lösungsmittel, wobei die dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung sich von der ersten, zweiten und vierten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung unterscheidet und die vierte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung sich von der ersten, zweiten und dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung unterscheidet, und Bilden einer dritten und einer vierten Schicht aus der zweiten Mischung auf dem ersten oder zweiten cholesterischen Flüssigkristallmaterial, wobei die dritte Schicht einen größeren Anteil der dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung umfasst und die vierte Schicht einen größeren Anteil der vierten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Umwandeln der dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes drittes cholesterisches Flüssigkristallmaterial und Umwandeln der vierten Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes viertes cholesterisches Flüssigkristallmaterial.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung ein cholesterisches Flüssigkristallpolymer umfasst und die zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung ein cholesterisches Flüssigkristallmonomer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend das Umwandeln der ersten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes erstes cholesterisches Flüssigkristallmaterial und Umwandeln der zweiten Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes zweites cholesterisches Flüssigkristallmaterial.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Umwandelns der ersten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes erstes cholesterisches Flüssigkristallmaterial das Polymerisieren der ersten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Umwandelns der zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes zweites cholesterisches Flüssigkristallmaterial das Vernetzen der zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Bildens einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht aus der Mischung auf dem Substrat das Bilden der ersten Schicht zwischen dem Substrat und der zweiten Schicht umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Bildens einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht aus der Mischung auf dem Substrat das Bilden der zweiten Schicht zwischen dem Substrat und der ersten Schicht umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend das Beschichten des ersten oder zweiten cholesterischen Flüssigkristallmaterials mit einer zweiten Mischung, umfassend eine dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung und ein zweites Lösungsmittel, wobei die dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung ein cholesterisches Flüssigkristallpolymer oder ein cholesterisches Flüssigkristallmonomer umfasst und sich von den ersten und zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzungen unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend das Umwandeln der dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes drittes cholesterisches Flüssigkristallmaterial.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt des Umwandelns der dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes drittes cholesterisches Flüssigkristallmaterial das Umwandeln der dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes drittes cholesterisches thermoplastisches Flüssigkristallmaterial auf einem ausgerichteten cholesterischen vernetzten Flüssigkristallmaterial umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, ferner umfassend: Beschichten des ersten oder zweiten cholesterischen Flüssigkristallmaterials mit einer zweiten Mischung, umfassend eine dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung, eine vierte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung und ein zweites Lösungsmittel, wobei die dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung ein cholesterisches Flüssigkristallpolymer umfasst und die vierte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung ein cholesterisches Flüssigkristallmonomer umfasst, wobei die dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung sich von der ersten, zweiten und vierten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung unterscheidet und die vierte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung sich von der ersten, zweiten und dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung unterscheidet, und Bilden einer dritten Schicht und einer vierten Schicht aus der zweiten Mischung auf dem ersten oder zweiten cholesterischen Flüssigkristallmaterial, wobei die dritte Schicht einen größeren Anteil der dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung umfasst und die vierte Schicht einen größeren Anteil der vierten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22, ferner umfassend das Umwandeln der dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes drittes cholesterisches Flüssigkristallmaterial und Umwandeln der vierten Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes viertes cholesterisches Flüssigkristallmaterial.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt des Umwandelns der dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes drittes cholesterisches Flüssigkristallmaterial das Umwandeln der dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes drittes cholesterisches thermoplastisches Flüssigkristallmaterial auf einem ausgerichteten zweiten cholesterischen vernetzten Flüssigkristallmaterial umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt des Umwandelns der vierten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes viertes cholesterisches Flüssigkristallmaterial das Umwandeln der vierten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes viertes cholesterisches vernetztes Flüssigkristallmaterial auf einem ausgerichteten dritten cholesterischen thermoplastischen Flüssigkristallmaterial umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mischung mehrere cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen und ein Lösungsmittel auf einem Substrat umfasst, wobei jede cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung unterschiedlich und inkompatibel ist, und mehrere Schichten aus der Mischung auf dem Substrat gebildet werden, wobei jede Schicht einen größeren Anteil von einer der cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 26, ferner umfassend das Umwandeln der mehreren cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzungen in ausgerichtete cholesterische Flüssigkristallmaterialien.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Beschichten eines Substrats mit einer Mischung, umfassend mehrere cholesterische Flüssigkristallzusammensetzungen und ein Lösungsmittel, das Beschichten eines Substrats mit einer Mischung umfassend eine erste cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung, eine zweite cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung, eine dritte cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung und ein Lösungsmittel umfasst, und wobei das Bilden mehrerer Schichten auf dem Substrat aus der Mischung, wobei jede Schicht einen größeren Anteil von einer der cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzungen umfasst, das Bilden einer ersten Schicht, einer zweiten Schicht und einer dritten Schicht aus der Mischung auf dem Substrat umfasst, wobei die erste Schicht einen größeren Anteil der ersten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung umfasst, die zweite Schicht einen größeren Anteil der zweiten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung umfasst und die dritte Schicht einen größeren Anteil der dritten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 28, ferner umfassend das Umwandeln der ersten cholesterischen Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes erstes cholesterisches Flüssigkristallmaterial und Umwandeln der zweiten Flüssigkristallzusammensetzung in ein ausgerichtetes zweites cholesterisches Flüssigkristallmaterial und Umwandeln der dritten Flüssigkristaßllzusammensetzung in ein ausgerichtetes drittes cholesterisches Flüssigkristallmaterial.