ITMI972881A1 - Pellicole elettroottiche a polimeri dispersi a cristalli liquidi aventi morfologia inversa - Google Patents

Pellicole elettroottiche a polimeri dispersi a cristalli liquidi aventi morfologia inversa Download PDF

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ITMI972881A1
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Hassan-Ali Hakemi
Michele Santangelo
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    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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Description

"PELLICOLE ELETTROOTTICHE A POLIMERI DISPERSI A CRISTALLI LIQUIDI AVENTI MORFOLOGIA INVERSA"
TESTO DELLA DESCRIZIONE
CAMPO DELL' INVENZIONE
La presente invenzione riguarda pellicole elettroottiche a polimero disperso a cristallo liquido (LCDP). Queste pellicole elettroottiche LCDP comprendono una fase polimerica discontinua dispersa in una fase di cristallo liquido continua.
SFONDO DELL'INVENZIONE
Pellicole elettroottiche a cristallo liquido a polimero disperso (PDLC) sono già note. Si veda ad esempio il brevetto statunitense No. 4.435.047 a nome Fergason. In una pellicola elettroottica PDLC, una fase di cristallo liquido discontinua è dispersa in una fase polimerica continua. Pellicole elettroottiche PDLC possono essere usate in finestre commutabili, modulatori di luce, visualizzatori, e altri tipi di dispositivi per controllare la trasmissione della luce.
Materiale compositi di cristalli liquidi dispersi in una matrice polimerica, come ad esempio dispos itivi a cristalli liquidi a polimero disperso (PDLC) e dispositivi nematici a fase curvi linearmente allineata (NCAP) , comprendono generalmente gocce di un materiale di cristallo liquido nematico biassialmente birif rangente disperso in una matrice polimerica trasparente .
Questi dispositivi sono interessanti poiché essi possono essere controllati elettricamente o commutati elettricamente tra stati relativamente traslucidi (cioè diffondenti la luce o quasi opachi) e relativamente trasparenti (cioè che trasmettono la luce). Questa commutazione è possibile poiché le gocce di cristalli liquidi presentano birifrangenza, cioè anisotropia ottica. Tutti i cristalli liquidi hanno due indici di rifrazione: un indice di rifrazione straordinario misurato lungo l'asse lungo dei cristalli liquidi rigidi a barretta e un indice di rifrazione ordinario più piccolo misurato in un piano perpendicolare all'asse longitudinale. Conseguentemente, le gocce diffondono fortemente luce quando esse sono orientate casualmente nella matrice ed i dispositivi appaiono traslucidi (o quasi opachi). Tuttavia, in seguito all'applicazione o di un campo elettrico o di un campo magnetico, gli assi lunghi delle gocce di cristallo liquido si allineano lungo la direzione del vettore del campo elettrico/magnetico e trasmettono più direttamente luce.
Se gli indici di rifrazione del materiale di cristallo liquido e della matrice polimerica sono molto simili mentre si trovano nello stato allineato indotto dal campo, i dispositivi appaiono trasparenti. Così, in seguito all'applicazione di un campo elettrico o magnetico, ad esempio, il dispositivo commuta da uno stato in cui esso appare traslucido (quasi opaco) ad uno stato in cui esso appare trasparente. In seguito alla rimozione del campo elettrico o magnetico, il dispositivo ritorna ad uno stato traslucido (opaco).
Dispositivi contenenti materiali compositi di cristalli liquidi dispersi in una matrice polimerica sono stati impiegati come valvole luminose, filtri, otturatori, visualizzatori di informazioni e in vetri e finestre per impieghi architettonici.
In ricerche scientifiche della tecnologia PDLC, un fenomeno noto come morfologia inversa o morfologia a microsfere è stato poco frequentemente menzionato. In un sistema a morfologia inversa, la fase polimerica è dispersa in una fase di cristallo liquido continua. Sistemi a morfologia inversa sono più difficili da impiegare di tipici sistemi PDLC poiché la fase di cristallo liquido non è nettamente incapsulata entro la fase polimerica e poiché in un sistema a morfologia inversa vi è spesso meno polimero per fornire resistenza meccanica alla pellicola.
Sistemi a morfologia inversa sono stati già in precedenza descritti. Yamagishi et al.. Proc. SPIE, 1080: 24-31 (1989) descrive un sistema a morfologia inversa avente un cristallo liquido nematico ed un effetto di memoria. Nomura et al., J. Appi. Phys., 68(6): 2922-2926 (1990) descrive una pellicola elettroottica con un componente a cristallo liquido nematico, microsfere polimeriche collegate ed un effetto di memoria. Questi documenti non descrivono sistemi a morfologia inversa non aventi effetto di memoria ed essi non descrivono sistemi a morfologia inversa con un cristallo liquido avente proprietà colesteriche.
Rispetto ad una tradizionale pellicola PDLC con morfologia a microgocce (morfologia tipo "formaggio svizzero" , in cui la fase continua è la matrice polimerica e la fase discontinua è costituita da microgocce di cristallo liquido), una tipica pellicola LCDP con morfologia inversa presenta i vantaggi seguenti : ( 1 ) funzionamento monomodale e bimodale (con cristallo liquido colesterico) ; ( 2 ) minore nebbia ( entrambi i modi con cristallo liquido colesterico) ; ( 3 ) miglioramenti di trasparenza, rapporto di contrasto e resistività; e (4) meno fragilità.
SOMMARIO DELL’INVENZIONE
L'invenzione fornisce una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido comprendente un materiale di cristallo liquido ed un materiale polimerico in cui la pellicola elettroottica ha una morfologia inversa e il materiale di cristallo liquido ha proprietà colesteriche; in questa forma di realizzazione, la pellicola elettroottica può avere un effetto di memoria o non avere sostanzialmente alcun effetto di memoria. L'invenzione fornisce pure una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido comprendente un materiale di cristallo liquido e un materiale polimerico in cui la pellicola elettroottica ha una morfologia inversa e sostanzialmente nessun effetto di memoria; in questa forma di realizzazione il cristallo liquido può avere proprietà colesteriche o nematiche.
L'invenzione fornisce un procedimento per produrre una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido comprendente: (a) fornire una miscela di materiale di cristallo liquido e di un materiale prepolimerico; (b) far indurire la miscela con radiazione ultravioletta; e (c) raffreddare il risultato dello stadio (b) per formare una pellicola elettroottica con una morfologia inversa.
L'invenzione fornisce pure un procedimento per produrre una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido comprendente: (a) fornire una miscela di una materiale di cristallo liquido e di un materiale prepolimerico; (b) raffreddare la miscela dello stadio (a); e (c) indurire la miscela dello stadio (b) con radiazione ultravioletta', per formare una pellicola elettroottica con una morfologia inversa.
Addizionali caratteristiche e vantaggi dell'invenzione sono illustrati nella descrizione seguente e risulteranno in parte evidenti dalla descrizione. Gli scopi ed altri vantaggi dell'invenzione sono realizzati e raggiunti dalle pellicole LCDP, dai loro impieghi e loro procedimenti di fabbricazione come particolarmente sottolineato nella descrizione, nelle rivendicazioni e nei disegni acclusi. Si deve tener presente che sia la descrizione generale precedente che la seguente descrizione dettagliata sono esemplificative ed esplicative e si propongono di fornire ulteriore spiegazione dell'invenzione come rivendicata.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La figura 1 illustra il dispositivo di rivestimento/ laminatore impiegato in alcuni degli Esempi. I dispositivi 20, 22 e 26 di svolgimento di pellicola di ITO-PET rilasciano la pellicola di ITO-PET. I dispositivi di svolgimento 20 e 22 sono impiegati per la laminazione a secco (SIPS-PIPS o UV-PIPS) e i dispositivi di svolgimento 20 e 26 sono impiegati per la laminazione a umido (TIPS) . Forni a temperatura 10 e 12 forniscono calore quando necessario. Il forno UV 14 fornisce luce ultravioletta e ha lampade UV 16 e 18. La miscela prepolimerica a cristallo liquido è iniettata mediante l'iniettore 24.
La figura 2 illustra la morfologia della pellicola elettroottica dell'Esempio 1.
La figura 3 illustra la morfologia della pellicola elettroottica dell'Esempio 2.
La figura 4 illustra la morfologia della pellicola elettroottica dell'Esempio 3.
La figura 5 illustra la morfologia della pellicola elettroottica dell'Esempio 4.
La figura 6 illustra la morfologia della pellicola elettroottica dell'Esempio 5.
La figura 7 illustra la morfologia della pellicola elettroottica dell'Esempio 6.
La figura 8 illustra la morfologia della pellicola elettroottica dell'Esempio 7.
La figura 9 illustra la morfologia della pellicola elettroottica dell'Esempio 8.
La figura 10 illustra la morfologia della pellicola elettroottica dell'Esempio 15.
La figura 11 illustra le curve trasmissione-tensione della pellicola elettroottica dell'Esempio 15.
La figura 12 illustra la morfologia della pellicola elettroottica dell'Esempio 16.
La figura 13 illustra le curve trasmissione-tensione della pellicola elettroottica dell'Esempio 16.
La figura 14 illustra le curve trasmissione-tensione della pellicola elettroottica dell'Esempio 17.
La figura 15 illustra le curve trasmissione-tensione della pellicola elettroottica dell'Esempio 18.
La figura 16 illustra le curve trasmissione-tensione della pellicola elettroottica dell'Esempio 19.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE
Con particolare riferimento alla figura 1, la miscela è applicata su di un supporto a base di ITO-FET, che è avvolto su di un rullo 20 prima di tale applicazione, è svolto da tale rullo 20 durante tale applicazione, ed è infine avvolto su di un secondo rullo, non illustrato, dopo l'indurimento di detta miscela. Generalmente la miscela è rivestita con un secondo supporto a base di ITO-PET. Il secondo supporto è avvolto su dì un terzo rullo 22, prima della applicazione, è svolto da detto rullo 22.durante detta applicazione, ed è infine avvolto su detto secondo rullo dopo detto indurimento di detta miscela.
La descrizione seguente illustra il processo di preparazione di fabbricazione di pellicole elettroottiche a polimeri dispersi a cristalli liquidi su supporti conduttivi rigidi e flessibili impiegando procedimenti di Polymerization Induced Phase Separation (PIPS) e Thermally Induced Phase Separation (TIPS). Le pellicole LCDP sono state preparate o mediante un procedimento ad uno stadio (cioè PIPS e TIPS) o mediante un procedimento a due stadi (cioè TIPS/PIPS, PIPS/TIPS). Sono stati impiegati polimeri termoindurenti, termoplastici, e uv-indurenti e cristalli liquidi nematici e colesterici nelle formulazioni e nei processi di preparazione. Le procedure di preparazione delle pellicole impiegate erano tecniche di rivestimento e di laminazione rullo su rullo impieganti o un sistema di rivestimento da laboratorio o un sistema ad impianto pilota.
L'invenzione fornisce una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido comprendente un materiale di cristallo liquido e un materiale polimerico in cui la pellicola elettroottica ha una morfologia inversa ed il materiale di cristallo liquido ha proprietà colesteriche . Il materiale di cristallo liquido può comprendere un materiale di cristallo liquido o di cristalli liquidi nematico e un materiale chirale; il materiale di cristallo liquido può comprendere un materiale di cristallo liquido chirale. Il materiale di cristallo liquido può comprendere un cristallo liquido colesterico.
In una forma di realizzazione dell'invenzione, la pellicola elettroottica non ha sostanzialmente alcun effetto di memoria; in un'altra forma di realizzazione dell'invenzione, la pellicola elettroottica ha un effetto di memoria. In una forma di realizzazione preferita dell' invenzione, la pellicola elettroottica ha un rapporto di contrasto superiore 10, più preferibilmente superiore a 12. In un'altra forma di realizzazione, la pellicola elettroottica ha una resistività a 1000 Hz, che è di almeno il 50% superiore alla resistività del campione di PDLC di confronto dell'Esempio 10, preferibilmente almeno il 75% maggiore della resistività del campione di PDLC di confronto dell'Esempio 10.
In una forma di realizzazione dell'invenzione, la pellicola elettroottica comprende più di 20% in peso di materiale polimerico rispetto al peso totale del materiale di cristallo liquido del materiale polimerico. In altre forme di realizzazione dell'invenzione, la pellicola elettroottica comprende il 30% in peso o più di materiale polimerico; 40% in peso o più di materiale polimerico; 50% in peso o più di materiale polimerico; 60% in peso o più di materiale polimerico.
La pellicola elettroottica ha morfologia inversa, ma vi sono tipi diversi di morfologie inverse. In una forma di realizzazione dell'invenzione, la pellicola elettroottica ha la morfologia a separazione di macrofase. Un esempio della separazione a macrofase è illustrato in figura 5. In un'altra forma di realizzazione dell'invenzione, la pellicola elettroottica ha la morfologia a microsfere individuali. Esempi della morfologia a microsfere individuali sono illustrate nelle figure 3 e 4. in ancora un'altra forma di realizzazione dell'invenzione, la pellicola elettroottica ha morfologia a microsfere sostanzialmente unite assieme come rappresentato nelle figure 6 e 7.
La pellicola elettroottica può comprendere distanziatori come microsfere, microbarrette o microfibre; in un'altra forma di realizzazione, la pellicola elettroottica non comprende distanziatori. Le microsfere formate nel procedimento dell'invenzione possono sostituire distanziatori in talune forme di realizzazione dell'invenzione. La pellicola elettroottica può comprendere un elettrodo a foglio plastico, preferibilmente almeno due elettrodi a foglio plastico.
L'invenzione fornisce pure una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido comprendente un materiale di cristallo liquido ed un materiale polimerico in cui la pellicola elettroottica ha una morfologia inversa e non ha sostanzialmente alcun effetto di memoria.
In una forma di realizzazione dell'invenzione, la pellicola elettroottica comprende più di 20% in peso di materiale polimerico rispetto al peso totale di materiale di cristallo liquido e materiale polimerico. In altre forme di realizzazione dell’invenzione, la pellicola elettroottica comprende 30% in peso o più di materiale polimerico; 40% in peso o più di materiale polimerico; 50% in peso o più di materiale polimerico; 55% in peso o più di materiale polimerico; o 60% in peso o più di materiale polimerico.
In un'altra forma di realizzazione dell'invenzione, il materiale di cristallo liquido ha proprietà colesteriche . Il materiale di cristallo liquido avente proprietà colesteriche può comprendere un materiale di cristallo liquido nematico ed un materiale chirale; il materiale di cristallo liquido avente proprietà colesteriche può comprendere un materiale di cristallo liquido chirale. Il materiale di cristallo liquido avente proprietà colesteriche può essere un cristallo liquido colesterico. Il materiale di cristallo liquido può avere proprietà nematiche; il materiale di cristallo liquido può comprendere un cristallo liquido nematico.
In una forma di realizzazione preferita dell'invenzione, la pellicola elettroottica ha un rapporto di contrasto superiore a 10, più preferibilmente superiore a 12. In un'altra forma di realizzazione, la pellicola elettroottica ha una resistività a 1000 Hz che è di almeno il 50% superiore alla resistività del campione di PDLC di confronto dell'Esempio 10, preferibilmente almeno il 75% maggiore della resistività del campione di PDLC di confronto dell'Esempio 10.
La pellicola elettroottica può avere la morfologia della separazione a macrofase, la morfologia a microsfere individuali, oppure la morfologìa a microsfere sostanzialmente unite fra loro.
La pellicola, elettroottica può comprendere distanziatori come microsfere, microbarrette o microfibre; in un’altra forma di realizzazione, la pellicola elettroottica non comprende distanziatori. Le microsfere formate nel procedimento dell'invenzione possono sostituire distanziatori in talune forme di realizzazione dell'invenzione. La pellicola elettroottica può comprendere un elettrodo a foglio di plastica, preferibilmente almeno due elettrodi a foglio di plastica.
L'invenzione fornisce un procedimento per produrre una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido che comprende: (a) fornire una miscela di un materiale di cristallo liquido e un materiale prepolimerico; (b) indurire la miscela con radiazione ultravioletta; e (c) raffreddare il risultato dello stadio (b) per formare una pellicola elettroottica con morfologia inversa.
L'invenzione fornisce pure un procedimento per produrre una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido comprendente: (a) fornire una miscela di materiale di cristallo liquido e un materiale prepolimerico; (b) raffreddare la miscela dello stadio (a); e (c) indurire la miscela dello stadio (b) con radiazione ultravioletta, per formare una pellicola elettroottica con una morfologia inversa.
In una forma di realizzazione di questo procedimento, il materiale di cristallo liquido ha proprietà colesteriche . Il materiale di cristallo liquido avente proprietà colesteriche può comprendere materiale di cristallo liquido nematico e un materiale chirale; il materiale di cristallo liquido avente proprietà colesteriche può comprendere un materiale di cristallo liquido chirale.
In tale procedimento, la pellicola elettroottica può avere la morfologia della separazione a macrofase, la morfologia a microsfere individuali, o la morfologia a microsfere sostanzialmente unite assieme. In una forma di realizzazione di questo procedimento, la pellicola elettroottica non ha sostanzialmente alcun effetto di memoria.
L’invenzione fornisce pure un dispositivo elettroottico comprendente una sorgente di impulsi elettrici ed una pellicola elettroottica secondo l' invenzione, in cui la pellicola elettroottica ha effetto di memoria e la pellicola è periodicamente sottoposta ad un impulso elettrico dalla sorgente per mantenere la trasparenza o l’opacità della pellicola. Impiegando l'effetto di memoria e gli impulsi elèttrici periodici, il consumo di potenza del dispositivo elettroottico può essere ridotto.
Vari procedimenti di separazione di fasi possono essere impiegati per preparare pellicole elettroottiche LCDP. Questi procedimenti di separazione di fasi includono i seguenti:
1. Polimerization Induced Phase Separation (PIPS)
Nella separazione di fase indotta dalla polimerizzazione, aggregati polimerici si formano spontaneamente in una fase a cristallo liquido continua in seguito alla separazione delle fasi di cristallo liquido e polimerica. La separazione delle fasi è indotta provocando la polimerizzazione del materiale polimerico non indurito. La separazione di fasi mediante polimerizzazione è particolarmente utile quando materiali prepolimerici sono miscibili con i composti di cristalli liquidi di basso peso molecolare. Una soluzione omogenea viene preparata miscelando il prepolimero con il cristallo liquido. Polimerizzazione è ottenuta tramite una reazione di condensazione, come con resine epossidiche, tramite polimerizzazione a radicali liberi come con un monomero vinilico catalizzato con un iniziatore di radicali liberi come benzoilperossido, o tramite una polimerizzazione foto-avviata. Col progredire della polimerizzazione, aggregati polimerici formano una fase discontinua entro la fase di cristallo liquido continua. La velocità di polimerizzazione è controllata mediante la temperatura di indurimento per polimeri termicamente induriti o mediante l'intensità della luce per la polimerizzazione fotochimica.
2. Thermally Induced Phase Separation (TIPS)
Nella separazione di fase indotta termicamente, una miscela binaria di polimero e cristallo liquido forma una soluzione a temperatura elevata. Il raffreddamento della soluzione provoca separazione delle fasi. Come con il procedimento precedente, il materiale di cristallo liquido forma una fase continua che contiene aggregati polimerici discontinui.
3. Solvent Induced Phase Separation (SIPS)
Nella separazione di fase indotta da solvente, un polimero, un cristallo liquido ed un solvente organico sono miscelati assieme ed il solvente è evaporato. L'evaporazione del solvente provoca separazione di fase. Possono anche essere impiegate combinazioni di questi procedimenti di separazione di fase.
Polimeri impiegati nel preparare materiali compositi di LCDP sono derivati da due categorie, cioè polimeri termoindurenti e polimeri termoplastici. La resina termoplastica può essere costituita da una qualsiasi resina nota. Polimeri termoplastici utili nella presente invenzione includono polietilene; polipropilene; poli(1-butene); poli(4-meti1-1-pentene); poliisobutilene ; polistirene; polibutadiene ; policloroprene; poli(metil metacrilato) ; poli(etil metacrilato); poli(n-butil metacrilato); poli(vinil acetato); poli(vinil alcool); poli(vinil cloruro); poli(vinilidene cloruro); poli(vinil fluoruro); poli (vinilidene fluoruro); poli (caprolattame) ; poli (esametileneadipamide) ; poli etilene teref talato ); poliossimetilene ; poli etilene ossido); poli(propilene ossido); poli (fenilene ossido); policarbonato da Bisfenolo A; dimetil polisilossano; poli(N-vinilpirrolidinone) ; poli(etilenimmina) ; etil cellulosa; metil cellulosa; idrossietil cellulosa; idrossipropil cellulosa; sodio carbossimetil cellolosa; nitrato di cellulosa; acetato di cellulosa; poli(acido acrilico) e suoi sali; poli(acido metacrilico) e suoi sali; poliacrilammide ; poliacrilonitrile ; poli(metacrilonitrile ); po 1i(capro lattone ); resine fenossidiche ; polimeri di 2-idrossietilmetacrilato; polimeri di 2-idrossipropilmetacrilato; polimeri di acriIonitrile 2-idrossieti lacrilato ; polimeri di acrilonitrile 2-idrossipropilmetacrilato; copolimeri di etileneetilacrilato; copolimeri di etilene-propilene; copolimeri di etilene-vinilacetato; copolimeri di vinilcloruro-vinilacetato; copolimeri di stirene-butadiene; copolimeri di stirene-isoprene; copolimeri di stirene-acriloni trile ; copolimeri di stirenemetilmetacrilato; polivinil-butirrale ; poli (metilacrilato ); poli(etilacrilato) ; poli(vinil-propionato ); copolimeri di etilene-acido acrilico e loro sali; acetato di cellulosa; propionato di cellulosa; butirra to acetato di cellulosa; poli(diallil ftalato); poli(decametilene adipammide); poli(acido 11-amminoundecanoico); poli(acido 12-amminododecanoico); poli(metil vinil etere); poli(isobutil vinil etere); poli (isobutil metacrilato), e poli(isocianato).
Come è stato osservato precedentemente, resine termoindurenti possono essere impiegate nella presente invenzione. I polimeri termoindurenti subiscono una reazione di indurimento quando essi sono trasformati da una composizione di peso molecolare inferiore, con calore, con o senza catalizzatore, agenti indurenti, modificanti e simili, in una resina termoindurita polimerizzata di peso molecolare superiore. Il termoindurimento è l'atto di impiegare calore per trasformare il precursore di più basso peso molecolare nel prodotto indurito.
La temperatura richiesta per ottenere ciò dipende dal tempo lasciato alla reazione, dai catalizzatori impiegati, e dalle relative reattività dei gruppi funzionali complementari nel precursore. La resina termoindurente può essere costituita da una qualsiasi resina nota.
Resine di matrice epossidica termoindurenti, che induriscono a temperature da circa 120 °C a circa 170 °C, o più alte, sono adatte per l'impiego in materiali compositi di LCDP, ma resine bismaleimidiche (BMI) , fenoliche, poliesteri, resine poliimidiche PMR-15 e resine con acetilene terminale, tipiche resine termoindurenti di elevate prestazioni, sono pure impiegabili in dispositivi LCDP. Per preparare materiali compositi LCDP possono essere impiegate altre resine termoindurenti come resine termoindurenti da resine acriliche, poliuretaniche, resine a termo indurimento indotto da radicali liberi, e simili. La tipica resina termoindurente è una resina di stadio A, ma in taluni casi può essere desiderabile utilizzare una resina di stadio B. Una resina di stadio B influenzerà la viscosità della formulazione della resina.
Vi sono una varietà di resine epossidiche adatte per l'impiego nel preparare materiali compositi di LCPD. Tutte le resine epossidiche iniziano con un precursore epossidico che è in grado di dare reazione di omopolimerizzazione che è cataliticamente iniziata, o fatta coreagire con composizioni funzionali complementari come per esempio composti con gruppi idrogeno attivi o altri gruppi reattivi in grado di reagire con una resina epossidica per far sì che il peso molecolare della resina epossidica aumenti. Le prestazioni della resina epossidica indurita dipendono dal grado di funzionalità della resina e del co-reagente, dal grado di aromaticità della resina, dal peso molecolare della resina epossidica e da qualsiasi co-reagente prima della reazione, e dal livello di indurimento della resina. Il co-reagente può essere un agente per il trattamento di indurimento e/o un indurente.
I materiali a cristalli liquidi che sono utili nell'attuare la presente invenzione includono materiali smectici, nematici, colesterici, ferroelettrici come pure mesogeni organometallici. Si veda la pubblicazione di brevetto PCT No. WO 95/01410 (Hakemi) .
Tipiche classi organiche di materiali formanti cristalli liquidi che possono essere impiegati includono composti organici sia aromatici che alifatici come ad esempio benzilideneaniline, generalmente preparate dalla reazione di benzaldeide parasostituita e anilina para-sostituita; N-(p-alcossibenziìidene)-pamminostirene, preparati dalla reazione della appropriata aldeide con p-amminostirene; derivati di beta sitosterolo; amilestere attivo di ciano benzilidene ammino-cinnamato; composti contenenti p-fenilene come p-fenilene p-alcossibenzoati; amminoacetofenoni; amminopropiof enonì ; f enilendiammine ; clorof enilendiammine ; ter itali; difenilacetileni ρ,ρ'-disostituiti; ρ,ρ' -disostituiti1.4-difenilbutadiene; fenilbenzoati p,p’-disostituiti; fenilalchilcarbonati e difenilcarbonati sostituiti; acidi p-nalchil- benzoici; acidi p-n-alcossibenzoici; e basi di Schiff preparate da benzaldeidi p-sostituite e composti dei tipi seguenti; p-fen ilendiammine ; 4,4' -diamminobif enili , 4-fenilazoaniline; naftilammine; e naftilenediammine.
Composti a cristalli liquidi specifici includono etil p-4-etossi-benzilideneamminocinnamato; dietilestere dell'acido ρ,ρ'-azossibenzoico; N-(p-metossi-benzilidene)-p-amminostirene; N-(pbutossibenzilidene) -p-amminostirene; p-azossianisolo, p-esilossibenzalazina; p-azossi-fenetolo; p-anisilidene-p-bifenilammina; petossi-benzilindene-p-bif enilammina; p-anisilidene-p-ammino-fenil acetato; p-etossibenzilidene-p-amminofenil acetato; p-nesilossibenzilidene-p-amminofenil acetato;p-n-esolossibenzilidene-p-amminofenil acetato; acido deca-2,4-dienoico; 4,4'-di-neptossiazossibenzene; 4,4'-di-n-pentossiazossibenzene; 4,4’-di-nbutossiazossibenzene; 4,4'-dietossi-azossibenzene; acido undeca-2.4-dienoico; acido nona-2,4-dienoico; 4,4,-dimetossistilbene; 2.5-di(p-etossibenzilidene)ciclopentanone, 2,7-di-(benzilideneammino) fluorene; 2-p-metossibenzilideneammino-fenantrene; 4-metossi-4"-nitro-p-terfenile; 4-p-metossibenzilideneamminobifenile; 4,4'-di(benzilideneammino)bifenile; acido p-n-esilbenzoico; acido p-n-propossibenzoico; acido trans-p-metossicinnamico; acido 6-metossi-2-naftolico; p-fenilene di-p-anisato; p-fenilene di-petossi-benzoato; p-fenilene di-p-n-esilossibenzoato; p-fenilene di-p-n-eptilossibenzoato; p-fenilene di-p-n-ottilossibenzoato; 1,4-biciclo[2 .2.2]ottilenedi-p-anisato; 1,4-biciclo[2.2.2]ottilene di-p-ottilossibenzoato ; trans-1,4-cicloesi lene di-p-nbutossibenzoato; 4,4'-di(p-metossibenzilideneammino)dibenzile; pp'-diacetossistilbene; 1,2-di(p-metossifenil)-acetilene; acido p-(p-acetossiazo) benzoico; 1,4-di-(p-metossifenil )-butadiene; panisal-p-anisidina ; ρ,ρ'-dimetossidibenzal-1,4-naftalenediammina; acido p-n-butilbenzoico; p,p'-di-n-butildifenilpiridazina; p-(pcianobenzal) anisidina; acido p-(p-metossibenzossi) benzoico; anisal-p-amminozobenzene; l-(4'-anisalammino)-4-fenilazonaftalene; N-(p-metossi-benzilidene)-p-n-butilanilina; N-(p-n-ottilossibenzilidene )-p-n-butilanilina; p-anisi1idene-p-fenilazoanilina; N,N '-dibenzilidenebenzidina; N,N’-di(p-n-esilossibenzilidene) benzidina; p-bis(-eptilossibenzoilossi)benzene; acido p-n-propossibenzoico; acido p-n-butossibenzoico; acido p-n-amilossibenzoico; acido p-n-esilossibenzoico ; acido p-n-eptilossibenzoico; acido p-n-ottilossibenzoico ; butil-p-(p-etossi-fenossicarbonil) fenilcarbonato; p-(p-etossi-fenilazo) -fenileptanoato ; 4-[(pesilossicarboni lossibenzi1idene)ammino]-1-pentilossibenzene ; N-p-{pentilossicarboni lossi)benzilidene]-p-anisidina; p-[(p-butossifenil)azo]f enil butil carbonato; p- (p-etossif enilazo) fenil esanoato; p- (p-etoss i-f enilazo )feni 1 valerato; p-[(petossibenzilidene )amino]benzonitrile; p—[(p-metossibenzi1idene) amino]benzonitrile ; etil P-[(P“ metossibenz ilidene)amino]cinnamato; p-(p-etossifeni-lazo)-fenil crotonato; p-[ (p-metossibenzilidene)amino]-fenil p-toluato; p-[(p-metossibenzilidene)amino]-fenilbenzoato; p-[(p-etossibenzilidene)amino] fenilbenzoato; N,N‘-di(p-metossibenzilidene)-a, a'-biptoluidina; p-anisalazina; acido 4-acetossi-3-metossicinnamico ; acido p-acetoss icinnamico ; 4'-[(ppentilossicarbonilossibenzilidene )ammino-valerofenonel dietil ρ,ρ'-azossidicinnamato; 4-butossibenzilidene-4'-aminoacetofenone; 4-decilossibenzilidene-4 1-aminoacetofenone; 4-dodecilossibenzilidene-4 '-aminoacetofenone; 4-eptilossibenzilidene-4 'aminoacetofenone; 4-esilossibenzilidene-4 '-aminoacetofenone; 4-metossibenzilidene-4'-aminoacetofenone; 4-nonilossibenz i1idene-4'-aminoacetofenone; 4-ottilossibenzilidene-4 '-aminoacetofenone; 4-pentilossibenzilidene-4’-aminoacetofenone; 4-propossibenzilidina-4 '-aminoacetofenone; 4-butossibenzilidene-4 1-aminopropiofenone ; 4-eptilossibenzilidene-4'-aminopropiofenone; 4-esilossibenzilidene-4'-aminopropiofenone 4-metossibenzilidene-4 '-aminopropiofenone; 4-nonilossibenzilidene-4' -aminopropiofenone; 4-ottilossibenzilidene-4'-aminopropiofenone; 4-pentilossibenzidene-4'-aminopropiofenone; 4-propos sibenz ilidene -4 'aminopropiofenone; bis-(4-bromobenzilidene)-2-cloro-l,4-fenilendiamina; bis-(4-clorobenzilidene)-2-cloro-l,4-fenilenediamina; bis-(4-ndecilossibenzilidene)-2-cloro-l,4-fenilenedlamina; bis-(4-ndodecilossibenzilidene)-2-cloro-l,4-fenilenediamina; bis-(4-nesilossibenzilidene)-2-cloro-l,4-fenilenediamina; ,bis-(4metossibenzilidene)-2-cloro-l,4-fenilenediamina;bis-(4-nonilossibenzilidene)-2-cloro-l,4-fenilenedlamina; bis-(4-nottilossibenzilidene)-2-cloro-l,4-fenilenedlamina; bis-(4-npentilossibenzilidene)-2-cloro-l,4-fenilenedlamina; bis-(4-bromobenz ilidene)-1,4-fenilenediamina; bis-(4-clorobenzilidene)-1,4-fenilenedlamina, bis-(4-n-decilossibenzilidene)-1,4-fenilenediamina; bis-( 4-n-dodecilossibenzil idene )-1,4-fenilenediamina ; bis-(4-fluorobenzilidene)-1,4-fenilenediamina; bis- (4-n-eptilosaibenzilidene)-1,4-fenilenediamina; bis-(4-nesilossibenzilidene) -1,4-fenilenedianiina; bis-(4-nnonilossibenzilidene)-1 ,4-fenilenediamina; bis- (4-nesilossibenzilidene)-1 ,4-fenilenediamina; bis-(4-nnonilossibenzilidene)-1,4-fenilenediamina; bis-(4-nottilossibenzilidene)-1,4-fenilenediamina; bis-(4-npentilossibenzilidene)-1,4-fenilenediamina; tereftal-bis-(pbromoanilina); tereftal-bis-(p-cloroanilina); tereftal-bis-(pfluoroanilina) ; e tereftal-bis-(p-iodo-anilina).
Materiali cristallini liquidi nematici adatti per l'impiego includono p-azossianisolo, p-azossifenetolo, acido p-butossibenzoico, acido p-metossicinnamico, butil-p-anisilidene-p-amminocinnamato, anisilidene p-ammino-fenilacetato, acido p-etossi-benzal -ammino-a-metil-cinnamico, 1 ,4-bis(p-etossibenzilidene) cicloesanone, 4,4 '-diesilossibenzene , 4 ,4'-diepti lossibenzene ) , anisal-p-ammino-azo-benzene, anisaldazina, a-benzene-azo-(anisalα ’-naftilammina), n,n'-nonossibenzetoluidina; aniline del gruppo generico (p-n-alcossibenzilidene-p-n-alchilanil ine), come pmetossibenzilidene p'-n-butilanilina, p-n-butossibenzilidene-p'-amminofenilacetato, p-n-otto-xibenzilidene-p'-amminofenilacetato, p-n-benzilidenepropionato-p' -amminofenilmetossido, p-n-anisilidene-p '-amminofenilbuterrato, p-n-butossibenzilididene-p'-amminofenilpeatoato, e miscele di essi. Composti ciano-organici coniugati che sono utili sono 7,7',8,81-tetracianochinodimetano (TCNQ), (2,4,7-trinitro-9-f luorenilidene)-malono-nitrile (TFM), p-[N-(p metossibenzilidene)ammino]-n-butil-benzene (MBBA) p-[N-(p'-etossibenzilidene)ammino]ammino]-butilbenzene (EBBA), p-[N-(p'-metossibenzilidene)ammino] fenilbutirrato, n-butil-p-(p'-etossifenossicarbonil)fenilcarbonato, p-metossi-p' -n-butilazossibenzene, petossi-p '-n'-butilazobenzene, p-[N-(p'-metossibenzilidene)ammino] benzonitrile (BBCA), p-[N-(p'-metossibenzilidene)ammino]benzonitrile (BBCA), p-[N-(p '-esilbenzilidene)ammino] benzoni trile (HBCA) , pentilfenilmetossibenzoato, pentilfenilpentilossibenzoato ; cianofenilpentil benzoato , cianofenileptiloss i benzoato , cianofenilottilossi benzoato, e cianofenilmetossi benzoato .
Cristalli liquidi nematici desiderabili comprendono frequentemente cianobifenili e possono essere miscelati con cianoterfenili e con vari esteri. Sono commercialmente disponibili miscele di cristalli liquidi di tipo nematico come ad esempio la miscela di cristalli liquidi "E7" (LicriliteR BL001 , di E . Merck, Darmstadt, Germania, o sue sussidiarie come le EM Industries, Hawthorne, N.Y., e Merck Industriai Chemical, Poole Inghilterra) che è una miscela di (in peso), 51% di 4'-n-pentiln-cianobifenile (5CB), 21% di 41-n-eptil-n-cianobifenile (7CB), 16% di 4-n-ottossi-4-cianobifenile, e 12% di 4'-n-pentil-4'-npentil-4-cianoterfenile e avente una temperatura di transizione della fase di cristallo alla fase di cristallo liquido nematico di -10°C e una temperatura di transizione dalla fase di cristallo liquido alla fase isotropa di 60,5°C. Illustrative di altre miscele di cristalli liquidi commerciali di questo tipo sono le seguenti .
E43 è una miscela di cristalli liquidi della Merck. E31 è una miscela di cianobifenili e di un bifenilestere non-ciano ottenibile da E. Merck, supra ed avente una temperatura di transizione dalla fase cristallina alla fase cristallina nematica di -9°C, e una temperatura di transizione dalla fase cristallina liquida alla fase isotropa di 61,5°C. E44 è una miscela di cianobifenili, un cianoterfenile e un estere bifenile non-ciano ottenibile da E. Merck, supra, e avente una temperatura di transizione dalla fase cristallina alla fase cristallina liquida nematica di -60eC ed una temperatura di transizione dalla fase cristallina liquida alla fase isotropa di 100°C. E63 della E. Merck, supra è una miscela di cristalli liquidi che è simile a E7 con aggiunti clcloesani; essa contiene significative quantità dei componenti di cristalli liquidi comunemente noti 5CB , 7CB, quantità inferiori di 5CT, quantità inferiori di benzonitrile, 4-(4-propil-l-cicloesen-l-ile ), comunemente noto come PCH3 , quantità minori di 4-carbonitrile, 4'(4-pentil-l-cicloesene-lile)-l,1 '-bifenile, comunemente noto come BCH5, e quantità ancora inferiori di acido [1,1'-bifenil]-4-carbossilico, 4'-eptil-4'-ciano-[l,1 '-bifenil]-4-ile estere, comunemente noto come DB71. K-12 è 4-ciano-4'-butilbifenile e ha una temperatura di transizione da fase cristallina a fase cristallina liquida nematica di 48°C. K-18 è un 4-ciano-4'-esilbifenil e ha una temperatura di transizione dalla fase di cristallo alla fase di cristallo liquido nematico di 14,5 “C ed una temperatura di transizione dalla fase di cristallo liquido all'isotropa di 29°C. K-21 è un 4-ciano-4 '-eptilbifenile ed ha una temperatura di transizione dalla fase di cristallo alla fase di cristallo liquido nematico di 30 “C. K-24 è 4-ciano-4'-ottilbifenile e ha una temperatura di transizione dalla fase di cristallo alla fase di cristallo liquido smectico A di 21,5°C, una temperatura di transizione dalla fase di cristallo liquido smectico C alla faSte di cristallo liquido nematico di 33,5“C ed una temperatura di transizione dalla fase di cristallo liquido nematico alla fase isotropa di 40,5°C. M-15 è un 4-ciano-41-pentossibifenile e ha una temperatura di transizione dalla fase cristallina alla cristallina liquida nematica di 48°C ed una temperatura di transizione dalla fase di cristallo liquido all'isotropa di 68eC. M-18 è un 4-ciano-4'-esossibif enile e ha una temperatura di transizione dalla fase cristallina alla fase cristallina liquida nematica di 57’C e una temperatura di transizione dalla fase di cristallo liquido alla fase isotropa di 75,5°C. M-24 è un 4-ciano-4 '-ottossibifenile e ha una temperatura di transizione dalla fase cristallina alla fase cristallina liquida smectica A di 54,5"C, una temperatura di transizione di fase da smectica A a cristallina liquida nematica di 67,0"C ed una temperatura di transizione di fase da nematica a isotropa di 80,0°C. Altre miscele di cristalli liquidi LicriliteR desiderabili includono BL003 , BL004, BL009, BL011, BL012, BL032, BL036, BL037, BL045, BL046, ML-1001, ML-1002, come pure TL202, TL203, TL204 e TL205, tutti ottenibli da E. Merck, supra.
'TOTN404, ottenibile da Hoffman-LaRoche, Basilea, Svizzera e Nutley, N.J., è una miscela di cristalli liquidi simile adi E7 ma con aggiunte pirimidine. Essa contiene approssimativamente 30% in peso di 4-carbonitrile, 41-pentilossi-1,1’-bifenile, comunemente noti come 50CB, 14% in peso di 4-carbonitrile, 4'-ottilossi-1,1'-bifenile, comunemente, noto come 80CB, 10% in peso di 4-carbonitrile-4"-pentile-l, 11 , 4 ' , l"-terfenile, comunemente noto come 5CT, 10% in peso di 4- ( 4-penti 1-2-pirimidimil ) -benzonitrile , comunemente noto come RO-CP-7035, 20% in peso di 4-(4-eptil-2-pirimidimil)-benzonitrile, comunemente noto come RO-CP-7037, e 15% in peso di 4-[5-(4-butilfenile)-2-pirimiedinil]benzonitrile, comunemente noto come RO-CM-7334.
ROTN-570, ottenibile dalla Hoffman-LaRoche, è una miscela di cristalli liquidi di cianobifenile che contiene 51% in peso di 4-ciano-4'-pentilbifenile, 25% in peso di 4-ciano-4'-eptilbifenile, 16% in peso di 4-ciano-4'-ottilossibifenile, e 8% in peso di 4-ciano-4 '-pentil-p-terf enile . Un'altra miscela di cristalli liquidi desiderabile ottenibile dalla Hoffman-LaRoche è TN0623. Altri cristalli liquidi che possono essere impiegati, includono quelli ottenibili da Valiant Fine Chemicals, Yntai, Cina, con le denominazioni YM-1, YM-6, YM-7, YM-8, YM-9 e YM-63.
Come si è menzionato precedentemente, cristalli liquidi colesterici possono pure essere impiegati nell'invenzione. Un modo conveniente per ottenere un materiale con proprietà colesteriche è quello di aggiungere un agente drogante chiralico ad un cristallo liquido nematico. Agenti droganti chiralici comuni includono CB15, che è un componente chiralico ipuro, ottenibile dalla Merck, e acetato di colesterolo, ottenibile dalla Aldrich. Possono pure essere impiegati cristalli liquidi colesterici effettivi. Esempi di cristalli liquidi colesterici includono colesteril esteri di acidi organici saturi e insaturi sostituiti e non sostituiti, soprattutto colesteril esteri di acidi alifatici monocarbossi lici da C1- a C22 ad esempio colesteril nonanoato, colesteril crotonato, colesteril c loroformiato , colesteril clorodecanoato , colesteril cloroeicosanoato , colesteril butirrato, colesteril capriato, colesteril oleato, colesteril linolato, colesteril linoleato, colesteril laurato, colesteril erucato, colesteril miristato, colesteril clupanodonato, oleil colesteril carbonato, colesteril. eptil carbammato, decil colesteril carbonato; colesteril esteri di acidi organici arilici, alchenarilici, àralchenilici , alcarii e aralchilici non sostituiti o alogenati, in particolare colesteril esteri di quegli acidi organici contenenti una frazione aromatica da 7 a 19 atomi di carbonio, come colesteril p-clorobenzoato, colesteril cinnamato, colesteril eteri, ad esempio colesteril decil etere, colesteril lauril etere, colesteril oleil etere, ecc.
L’invenzione prevede inoltre un dispositivo elettroottico comprendente una pellicola elettroottica secondo la presente invenzione. I dispositivi dell'invenzione includono una cella elettroottica a cristalli liquidi termicamente, elettricamente, magneticamente e/o elettromagneticamente indirizzabile che ha una pellicola secondo l'invenzione tra due elettrodi strettamente ravvicinati, in cui la pellicola è sensibile ad una tensione applicata tra gli elettrodi in modo tale che la trasmittanza della luce attraverso il materiale di cristallo liquido è selezionabile a seconda dell’intensità del campo elettrico risultante, del flusso di corrente, o carica fatta passare attraverso la cella. Le celle contengono tipicamente strati sigillanti, strati di supporto di pellicola trasparente elettricamente conduttrice avente resistenza di supporto sufficiente a mantenere l'integrità strutturale della cella, elementi polarizzatori quando desiderabile, e adesivi associati. Le celle a cristalli liquidi elettroottiche possono essere convenientemen temente fabbricate mediante una varietà di tecniche note nell'arte.
La cella può comprendere due elettrodi di fogli a plastica, preferibilmente resi conduttori mediante un rivestimento di ossido di stagno. Alternativamente, un elettrodo delle celle a cristalli liquidi elettroottiche può essere ottenuto da un rivestimento conduttivo, come ad esempio un ossido di stagno, applicato ad una lastra di vetro. Questa lastra di vetro conduttrice ed un foglio di plastica conduttore possono essere impiegati per formare la cella. Inoltre, la cella può comprendere due elettrodi di vetro resi conduttori mediante un rivestimento di ossido di stagno.
ESEMPI
Negli Esempi sono impiegate le abbreviazioni seguenti:
UV-PIPS: Polymerization Induced Phase Separation mediante esposizione a raggi ultravioletti (UV) di prepolimeri fotoinduribili .
SIPS-PIPS: Polymerization Induced Phase Separation mediante indurimento di prepolimeri termoindurenti in un forno.
TIPS: Thermally Induced Phase Separation mediante raffreddamento di polimeri termpolastici.
Esempio 1: UV-PIPS a stadio singolo
Una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristalli liquidi (LCDP) con morfologia inversa è stata preparata mediante un procedimento di separazione di fase indotta da polimero indurito da radiazione ultravioletta (UV-PIPS) a stadio singolo preparando una miscela omogenea costituita dal 40% (p/p) di cristallo liquido nematico TN0623 (Hoffmann-LaRoche) e 60% (p/p) di una miscela prepolimerica di poliuretano-diacrilato induribile da UV CN934D60 (Sartomer), contenente 60% (p/p) di uretano, 40% (p/p) di esandiolo-diacrilato , e un addizionale 1% (p/p) di benzofenone come fotoiniziatore. La miscela è stata miscelata con un miscelatore magnetico a 60°C per circa 10 minuti, e quindi posizionata tra due piastre di vetro rivestite con ossido di indio/stagno (piastre di vetro-ITO) separate mediante distanziatori a microsfere dello spessore di 20 pm. Le piastre di vetro-ITO sono ottenibili dalla Donneley (USA) e avevano le seguenti dimensioni 5 cm x 5 cm x 0,12 cm. L'ossido di indiostagno sul vetro aveva uno spessore di 50 μπι. I distanziatori a microsfere erano costituiti da plastica, e sono ottenibili dalla Dodwell HI-Tech/Sekisui (Giappone).
La pellicola è stata mantenuta a temperatura ambiente (20-25°C) ed indurita con una lampada UV al mercurio ad alta pressione impiegando il sistema di rivestimento/ laminatore rappresentato in figura 1. La lampada UV al mercurio ad alta pressione impiegata era una Helios Italquartz, Milano, Italia. La lampada UV aveva una potenza di 120 watt per cm e la lampada era posizionata ad una distanza di 25 cm dal campione e con indurimento di circa 30 minuti.
La morfologia della pellicola era analizzata impiegando un microscopio elettronico a scansione (SEM). Il microscopio elettronico a scansione era un modello JSM-6300, ottenibile dalla JEOL, Giappone. Come rappresentato in figura 2, la pellicola aveva una morfologia inversa.
Esempio 2: TS-PIPS a stadio singolo
Una pellicola elettroottica di LCDP è stata preparata a morfologia inversa mediante un procedimento SIPS-PIPS a stadio singolo preparando una miscela omogenea di 55% (p/p) di cristallo liquido colesterico ottenuto miscelando 5% di CB 15 (Merck) in 95% di E43 (Merck); e 45% (p/p) di prepolimero di resina epossidica termoindurente (Capcure 3-800/Epon 828/Heloxy 5048 = 25,4/6,8/12,8%). La miscela è stata miscelata con un miscelatore magnetico a 60 “C per circa 10 minuti e quindi posizionata tra due pellicole di ITO-PET separate mediante distanziatori a microsfere dello spessore di 15 pm, impiegando il sistema di rivestimento/ laminazione rappresentato in figura 1. Le pellicole di ITO-PET sono ottenibili da Courtaulds Performance Fllms (USA) o da Southwall Technologies (USA) ed avevano le seguenti dimensioni 10 cm x 20 cm x 375 pm. L'ossido di indio-stagno sulle pellicole di PET aveva una resistività di 80-200 JL /sq. I distanziatori a microsfere erano costituiti da plastica e sono ottenibili dalla Dodwell Hi-Tech/Sekisui (Giappone). La pellicola è stata quindi indurita in un forno a 70°C per 4 ore.
La morfologia della pellicola era analizzata impiegando un microscopio elettronico a scansione (SEM). Il microscopio elettronico a scansione era un modello JSM-3000. Come è rappresentato in figura 3, la pellicola aveva una morfologia inversa con microsfere polimeriche (microsfere) con diametri da circa 5 a 15 pm.
Esempio 3: TS-PIPS a stadio singolo
Una pellicola elettroottica di LCDP con morfologia inversa è stata preparata mediante un procedimento SIPS-PIPS a stadio singolo preparando una miscela omogenea di 55% (p/p) di cristallo liquido colesterico ottenuto miscelando 5% di CB15 (Merck) in 95% di E43 (Merk) e 45% (p/p) di prepolimero di resina epossidica termoindurente (Capcure 3-800/Epon 828/Heloxy 5048 = 25,4/6,8/ 12,8%). La miscela è stata miscelata impiegando un miscelatore magnetico a 60eC per circa 10 minuti e quindi è stata posizionata tra due pellicole di ITO-PET separate mediante distanziatori a microsfere dello spessore di 15 pm. Le pellicole di ITO-PET sono ottenibili da Courtaulds Performance Films (USA) o Southwall Technologies (USA) e avevano le seguenti dimensioni 10 cm x 20 cm x 375 pm. L’ossido di indio-stagno sulle pellicole di PET aveva una resistività di 80-200SL/sq. I distanziatori a microsfere erano costituiti da plastica e sono ottenibili da Dodwell Hi-Tech/Sekisui (Giappone). La pellicola è stata quindi fatta indurire in un forno a 85°C per 4 ore.
La morfologia della pellicola è stata analizzata impiegando un microscopio elettronico a scansione (SEM). Il microscopio elettronico a scansione era un modello JSM-3000, ottenibile da JE0L, Giappone. Come rappresentato in figura 4, la pellicola aveva una morfologia inversa, con microsfere polimeriche (microsfere) con diametri da circa 5 a 15 pm.
Esempio 4: TS-PIPS a stadio singolo
Una pellicola elettroottica di LCDP con morfologia inversa è stata preparata mediante un procedimento SIPS-PIPS a .stadio singolo preparando una miscela omogenea di 55% (p/p) di cristallo liquido colesterico ottenuto miscelando 5% di CB15 (Merck) in 95% di E43 (Merck) e 45% (p/p) di prepolimero di resina epossidica termoindurente (Capcure 3-800/Epon 828/Heloxy 5048=25,4/6,8/ 12,8%). La miscela è stata miscelata con un miscelatore magnetico a 60"C per circa 10 minuti e quindi posizionata tra due pellicola di ITO-PET separate mediante distanziatori a microsfere dello spessore di 15 pm. La pellicola di ITO-PET era ottenibile da Courtaulds Performance Films (USA) o Southwall Technologies (USA) e aveva le seguenti dimensioni 10 cm x 20 cm x 375 pm. L'ossido di indio-stagno sulle pellicole di PET aveva una resistività di 80-200 -E- /sq. I distanziatori a microsfere erano fatti di plastica e sono ottenibili dalla Dodwell Hi-Tech/Sekisui (Giappone) . La pellicola è stata quindi indurita in un forno a 100eC per 4 ore.
La morfologia della pellicola è stata analizzata impiegando un microscopio elettronico a scansione (SEM). Il microscopio elettronico a scansione era un modello JSM-6300 ottenibile dalla JEOL (Giappone). Come rappresentato in figura 5, la pellicola aveva una morfologia-inversa con una separazione in macrofase del polimero dal cristallo liquido.
Esempio 5: TIPS/UV-PIPS a due stadi
Una pellicola elettroottica di LCDP con morfologia inversa è stata preparata mediante un procedimento TIPS/UV-PIPS a due stadi preparando una miscela omogenea di 40% (p/p) di cristallo liquido nematico TN0623 (Hoffmann-LaRoche ); 45% (p/p) di una miscela prepolimerica di diacrilato-poliuretano UV-induribile CN934D60 (Sartomer), che contiene 60% (p/p) di uretano, 40% (p/p) di esandioldiacrilato, e un addizionale 1% (p/p) di fotoiniziatore di benzofenone; e 15% (p/p) di poli-isobutil-metacrilato PIBMA (Aldrich) termoplastico. La miscela è stata miscelata con un miscelatore magnetico a 120eC per circa 10 minuti e quindi posta tra due piastre di vetro rivestite con ossido di indio-stagno (piastre di vetro ITO) separate da distanziatori a microsfere dello spessore di 25 pm. Le piastre di vetro ITO sono ottenibili dalla Donneley (USA) e avevano le seguenti dimensioni 5 cm x 5 cm x 0,12 cm. L'ossido di indio-stagno sul vetro aveva uno spessore di 50 pm. I distanziatori a microsfere erano fatti di plastica e sono disponibili presso la Dodwell Hi-Tech/Sekisui (Giappone).
La pellicola è stata quindi separata nelle fasi mediante raffreddamento a 15°C entro 15 minuti. La pellicola è stata quindi indurita con una lampada a UV al mercurio ad alta pressione, impiegando il sistema di rivestimento/ laminatore rappresentato in figura 1. La lampada UV al mercurio ad alta pressione impiegata era costituita da una lampada Helios Italquartz, Milano, Italia. La lampada UV aveva una potenza di 120 watt per cm e la lampada era posizionata ad una distanza di 25 cm dal campione, e con indurimento per circa 30 minuti,
La morfologia della pellicola era analizzata impiegando un microscopio elettronico a scansione (SEM). Il microscopio elettronico a scansione era una modello JSM-6300, ottenibile dalla JEOL, Giappone. Come rappresentato in figura 6, la pellicola aveva una morfologia inversa.
Esempio 6: UV-PIPS/TIPS a due stadi
Una pellicola elettroottica LCDP con morfologia inversa è stata preparata mediante un procedimento UV-PIPS/TIPS a due stadi preparando una miscela omogenea di 40% (p/p) di cristallo liquido nematico TN0623 (Hoffmann-LaRoche) ; 45% (p/p) di una miscela prepolimerica di diacrilato-poliuretano induribile ai raggi ultravioletti CN934D60 ( Sartomer ) contenente 60% (p/p) di uretano, 40% (p/p) di esandiolodiacrilato e un ulteriore 1% (p/p) di fotoiniziatore di benzofenone; e 15% (p/p) di poli-isobutilmetacrilato termoplastico PIBMA (Aldrich) . La miscela è stata miscelata con un miscelatore magnetico a 120 e C per circa 10 minuti e quindi è stata posizionata tra due piastre di vetro rivestite con ossido di indio-stagno (piastre di vetro-ITO) separate da distanziatori a microsfere e dello spessore di 25 pm. Le piastre di vetro-ITO sono ottenibili dalla Donneley (USA) e avevano le seguenti dimensioni 5 cm x 5 cm x 0, 12 cm. L ’ossido di indio-stagno sul vetro aveva uno spessore di 50 pm . I distanziatori a microsfere erano costituiti da plastica e sono ottenibili da Dodwell Hi-Tech/Sekisui (Giappone).
La pellicola era quindi separata nelle fasi mediante esposizione ad una lampada UV al mercurio ad alta pressione impiegando il sistema di rivestimento/laminazione rappresentato in figura 1. La lampada UV al mercurio ad alta pressione impiegata era una lampada Helios Italquartz, Milano, Italia. La lampada UV aveva una potenza di 120 watt per cm e la lampada era posizionata ad una distanza di 25 cm dal campione e con indurimento per circa 30 minuti. Quindi, la pellicola era raffreddata a 15DC in 15 minuti.
La morfologia della pellicola era analizzata impiegando un microscopio elettronico a scansione (SEM). Il microscopio elettronico a scansione era un modello JSM-6300 ottenibrile da JEOL (Giappone). Come rappresentato in figura 7, la pellicola aveva una morfologia inversa, con microsfere polimeriche (microsfere) con un diametro da circa 0,5 a 1 pm.
Esempio 7: UV-PIPS/TIPS a due stadi
Una pellicola elettroottica LCDP con morfologia inversa è stata preparata mediante un procedimento UV-PIPS a due stadi, mediante preparazione di una miscela omogenea di 40% (p/p) di cristallo liquido nematico TN0623 (Hoffmann-LaRoche), 30% (p/p) di una miscela prepolimerica di poliuretano-diacrilato induribile a UV, CN934D60 (Sartomer), contenente 60% (p/p) di uretano, 40% (p/p) di esandiolodiacrilato , e un addizionale 1% (p/p) di fotoìniziatore di benzofenone; e 30% (p/p) di poliisobutilmetacrilato termoplastico PIBMA (Aldrich) . La miscela è stata miscelata con un miscelatore magnetico a 120°C per circa 10 minuti e quindi posizionata tra due piastre di vetro rivestite con ossido di indio-stagno (piastre di vetro-ITO) separate mediante distanziatori a microsfere dello spessore di 25 pm. Le piastre di vetro-ITO sono ottenibili da Donneley (USA) e avevano le dimensioni seguenti 5 cm x 5 cm x 0,12 cm. L'ossido di indiostagno sul vetro aveva uno spessore di 50 pm. I distanziatori a microsfere erano costituiti da plastica e sono ottenibili da Dodwell Hi-Tech/Sekisui (Giappone).
La pellicola è stata quindi separata nelle fasi mediante esposizione ad una lampada UV al mercurio ad alta pressione impiegando il sistema di rivestimento/laminazione rappresentato in figura 1. La lampada UV al mercurio ad alta pressione impiegata era una lampada Helios Italquartz, Milano, Italia. La lampada UV aveva una potenza di 120 watt per cm e la lampada era posizionata ad una distanza di 25 cm dal campione e con indurimento per circa 30 minuti. Quindi, la pellicola era raffreddata a 15“C in 15 minuti.
La morfologia della pellicola era analizzata impiegando un microscopio elettronico a scansione (SEM). Il microscopio elettronico a scansione era un modello JSM-6300. Come rappresentato in figura 8, la pellicola aveva una morfologia inversa, con microsfere polimeriche con un diametro da circa 0,5 a 1 μπι.
Esempio 8: TIPS/UV-PIPS a due stadi
Una pellicola elettroottica di LCDP con morfologia inversa è stata preparata mediante un procedimento TIPS/UV-PIPS a due stadi preparando una miscela omogenea di 40% (p/p) di cristallo liquido nematico TN0623 (Hoffmann-LaRoche ); 30% (p/p) di una miscela prepolimerica di poliuretano-diacr ilato induribile a raggi ultravioletti CN934D60 (Sartomer), contenente 60% (p/p) di uretano, 40% (p/p) esandioloacrilato, e un addizionale 1% (p/p) di fotoiniziatore di benzofenone; e 30% (p/p) di poli-isobutilmetacrilato termoplastico PIBMA (Aldrich). La miscela è stata miscelata con un miscelatore magnetico a 60 "C per circa 10 minuti e quindi posta tra due piastre di vetro rivestite con ossido di indio-stagno (piastre di vetro-ITO) separate mediante distanziatori a microsfere dello spessore di 25 pm. Le piastre di vetro-ITO sono ottenibili dalla Donneley (USA) e avevano le seguenti dimensioni 5 cm x 5 cm x 0,12 cm. L'ossido di indiostagno sul vetro aveva uno spessore di 50 pm. I distanziatori a microsfere erano fatti di plastica e sono ottenibili da Dodwell Hi-Tech/Sekisui (Giappone).
La pellicola è stata quindi separata nelle fasi miediante raffreddamento a 15°C entro 15 minuti. La pellicola è stata quindi indurita con una lampada UV al mercurio ad alta pressione impiegando il sistema di rivestimento/laminazione rappresentato in figura 1. La lampada UV al mercurio ad alta pressione impiegata era una lampada Helios Italquartz, Milano, Italia. La lampada UV aveva una potenza di 120 watt per cm e la lampada era posizionata ad una distanza di 25 cm dal campione e con indurimento per circa 30 minuti.
La morfologia della pellicola era analizzata impiegando un microscopio elettronico a scansione (SEM). Il microscopio elettronico a scansione era un modello JSM-6300, ottenibile dalla JEOL (Giappone). Come rappresentato in figura 9, la pellicola aveva una morfologia inversa, con microsfere polimeriche (microsfere) con un diametro da circa 0,5 a 1 pm.
Esempio 9: TS-PIPS a stadio singolo
Le proprietà elettroottiche della pellicola dell'Esempio 2 sono state misurate. I risultati, riportati qui sotto, indicavano che il sistema evidenziava il comportamento a doppia modalità.
Esempio 10: UV-PIPS/TIPS a due stadi
La pellicola dell 'Esempio 7 è stata analizzata. Il rapporto di contrasto (CR = Ton/Toff ) , cioè il rapporto trasparenza/ opacità di questa pellicola di LCDP avente una morfologia inversa era di 12 , 8, ed era maggiore del rapporto di contrasto di 10 di una pellicola di PDLC (microgocce ) ottenuta impiegando una miscela di 40% TN0623 - 60% PIBMA mediante un procedimento TIPS s ingo lo . Tale pe l l ico la di PDLC di confronto era ottenuta mediante UV-PIPS.
Esempio 11: TIPS/UV-PIPS a due stadi
La pellicola dell'Esempio 5 è stata analizzata. Le resistività dipendenti dalla frequenza di questa pellicola di LCDP (morfologia inversa) rispetto a quelle di una morfologia a microgocce della pellicola di PDLC con una formulazione di 40% TN0623 / 60% PIBMA e procedimenti TIPS a stadio singolo nella tabella seguente evidenziano le resistività paragonabili del campione di LCDP rispetto a quelle della pellicola di PDLC:
La pellicola di PDLC di confronto era quella ottenuta nell'Esempio 10.
Esempio 12: TIPS/UV-PIPS a due stadi
E' stata analizzata la pellicola dell'Esempio 10. Le resistività dipendenti dalla frequenza di questa pellicola di LCDP (morfologia inversa) rispetto a quelle della morfologia a microgocce della pellicola di PDLC con formulazione di 40% di TN0623 / 60% PIBMA e procedimenti TIPS a stadio singolo nella tabella seguente evidenziano le migliorate resistività del campione di LCDP rispetto a quelle della pellicola di PDLC:
La pellicola di PDLC di confronto era quella ottenuta nell'Esempio 10.
Esempio 13: UV-PIPS/TIPS a due stadi
E' stata analizzata la pellicola dell'Esempio 9. Le resistività dipendenti dalla frequenza di questa pellicola di LCDP (morfologia inversa) rispetto a quelle di una morfologia a microgocce della pellicola di PDLC con formulazione di 40% TN0623 /60% PIBMA e procedimenti TIPS a stadio singolo nella tabella seguente evidenziano le resistività migliorate del campione di LCDP rispetto a quelle della pellicola di PDLC:
La pellicola di PDLC di confronto era quella ottenuta nell'Esempio 1Ó.
Esempio 14: UV-PIPS/TIPS a due stadi
E' stata analizzata la pellicola dell'Esempio 8. Le resistività dipendenti dalla frequenza di questa pellicola di LCDP (morfologia inversa) rispetto a quelle di una morfologia a mìcrogocce della pellicola di PDLC con formulazione di 40% TN0623 /60% PIBMA e procedimenti TIPS a stadio singolo nella tabella seguente evidenziano le resistività migliorate del campione di LCDP rispetto a quelle della pellicola di PDLC:
La pellicola di PDLC di confronto era quella ottenuta nell'Esempio 10.
Esemplo 15: LCDP con effetto di memoria
Una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido (LCDP) con morfologia inversa è stata preparata mediante un procedimento UV-PIPS a uno stadio preparando una miscela omogenea di 45% (p/p) di cristallo liquido nematico YM1 (valiant Fine Chemicals), 40% (p/p) del monomero acrilato UV-induribile 2-idrossi-metilmetacrilato (Aldrich) e 10% di prepolimero attivo CN934D60 (Sartomer) . Quindi, 3% (p/p) di fotoiniziatore di benzofenone e 2% di acceleratore di metiletil diammina sono stati aggiunti per preparare la miscela finale. La miscela è stata miscelata con un agitatore magnetico a 60°C per circa 10 minuti, e quindi applicata a guisa di rivestimento e laminata tra 2 pellicole di ITO-PET separate mediante distanziatori a microsfere dello spessore di 20 pm impiegando il sistema di rivestimento/ laminazione mostrato in figura 1. Le pellicole di ITO-PET sono ottenibili da Courtaulds Performance Films (USA) o Southwall Technologies (USA). Le pellicole di LCDP avevano dimensioni di 10 cm x 20 cm x 375 pm . I distanziatori a microsfere erano costituiti da plastica e sono ottenibili dalla Dodwell HI-Tech/Sekisui (Giappone).
La pellicola era mantenuta a temperatura ambiente (20-25’C) e separata nelle fasi e indurita esponendola ad una lampada UV al mercurio ad alta pressione (una lampada Helios Italquartz, Milano, Italia). La lampada UV aveva una potenza di 120 watt per cm e la lampada era posizionata ad una distanza di 25 cm dal campione per circa 30 secondi. La morfologia della pellicola era analizzata impiegando un microscopio elettronico a scansione (SEM). Il SEM era un modello JSM-6300 ottenibile da JEOL (Giappone) .
Come rappresentato in figura 11, la LCDP manifesta una struttura a curvatura positiva, indicativa di microsfere collegate, per creare una morfologia inversa. Il comportamento elettroottico di questa pellicola, come rappresentato nelle curve di trasmissione-tensione (T-V) di figura 11, fornisce le caratteristiche seguenti: opacità in assenza di campo di 3,9%, tensione di saturazione di 29 volt sulla curva T-V a rampa ascendente (linea continua), trasparenza massima in presenza di campo on di 75,3%, tensione di saturazione di 29 volt su una curva T-V a rampa discendente (linea tratteggiata) ed una trasparenza in assenza di campo (effetto di memoria) di145,6%. Esempio 16: LCDP senza effetto di memoria
Una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido (LCDP) con morfologia inversa è stata preparata mediante un procedimento UV-PIPS a uno stadio preparando una miscela omogenea di 43%& (p/p) di cristallo liquido nematico YM1 (Valiant Fine Chemicals), 10% di componente chirale CB15 (Merck UK), 34% (p/p) del monomero acrilato 2-idross i-metilmetacrilato UV-induribile (Aldrich) e 8% di prepolimero attivo CN934D60 (Sartomer). Quindi, sono stati aggiunti 3% (p/p) di fotoiniziatore di benzofenone e 2% di acceleratore di metiletil dianunina, per realizzare la miscela finale. La miscela è stata miscelata con un agitatore magnetico a 60°C per circa 10 minuti e quindi applicata a guisa di rivestimento e laminata tra due pellicole di ITO-PET separate mediante distanziatori a microsfere dello spessore di 20 pm impiegando il sistema di rivestimento/laminazione rappresentato in figura 1. Le pellicole di ITO-PET sono ottenibili dalla Courtaulds Performance Films (USA) o Southwall Technologies (USA) . Le pellicole di LCDP avevano dimensioni di 10 cm x 20 cm x 375 pm. I distanziatori a microsfere erano fatti di plastica e sono ottenibili da Dodwell Hi-Tech/Sekisui (Giappone).
La pellicola è stata mantenuta a temperatura ambiente (20-25°C) e separata nelle fasi e indurita mediante esposizione ad una lampada UV al mercurio ad alta pressione (una lampada Helios Italquartz, Milano, Italia). La lampada UV aveva una potenza di 120 watt per cm e la lampada era posizionata ad una distanza di 25 cm dal campione per circa 30 secondi. La morfologia della pellicola era analizzata impiegando un microscopio elettronico a scansione (SEM). Il SEM era un modello JSM-6300 ottenibile dalla JEOL (Giappone).
Come mostrato in figura 12, la morfologia della LCDP presenta una morfologia inversa con una struttura a curvatura positiva a causa di una struttura a microsfere collegate. Il comportamento elettroottico di questa pellicola, come è rappresentato nelle curve di trasmissione-tens ione (T-V) di figura 13, fornisce le caratteristiche seguenti: opacità in presenza di campo di 6,2%, tensione di saturazione di 85 volt sulla curva T-V a rampa ascendente (linea continua), trasparenza massima in presenza di campo di 68,7%, tensione di saturazione di 52 volt sulla curva T-V a rampa discendente (linea tratteggiata), ed una trasparenza in assenza di campo (effetto non di memoria) di 7,1%.
Esempio 17: senza effetto di memoria
Una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido (LCDP) con morfologia inversa è stata preparata mediante un procedimento UV-PIPS ad uno stadio preparando una miscela omogenea di 43% (p/p) di cristallo liquido nematico YM1 ^Valiant Fine Chemicals), 10% di componente chirale CB15 (Merck UK), 34% (p/p) del monomero acrilato UV-indur ibile 2-idrossimetilmetacrilato (Aldrich) e 8% di prepolimero attivo CN934D60 (Sartomer). Quindi sono stati aggiunti 3% (p/p) di fotoiniziatore di benzofenone e 2% di acceleratore di metiletil diamniina per realizzare la miscela finale. La miscela è stata agitata con un agitatore magnetico a 60eC per circa 10 minuti e quindi applicata a guisa di rivestimento e laminata tra due pellicole di'ITO-PET separate mediante distanziatori a microsfere dello spessore di 20 pm impiegando il sistema di rivestimento/laminazione mostrato in figura 1. Le pellicole di ITO-PET sono ottenibili da Courtaulds Performance Films (USA) o Southwall Technologies (USA) . Le pellicole di LCDP avevano dimensioni di 10 cm x 20 cm x 375 μπι. I distanziatori a microsfere erano fatti di plastica e sono ottenibili da Dodwell Hi-Tech/Sekisui (Giappone).
La pellicola era mantenuta a temperatura ambiente (20-25°C) e separata nelle fasi e indurita mediante esposizione di essa ad una lampada UV al mercurio ad alta pressione (una lampada Helios Italquartz, Milano, Italia). La lampada UV aveva una potenza di 120 watt per cm e la lampada era posizionata ad una distanza di 25 cm dal campione per circa 180 secondi. La morfologia della pellicola era analizzata impiegando un microscopio elettronico a scansione (SEM). Il SEM era un modello JSM-6300, ottenibile da JEOL (Giappone) . Questa pellicola di LCDP evidenziava una morfologia inversa.
Il comportamento elettroottico di questa pellicola, come rappresentato in figura 14, fornisce le caratteristiche seguenti: opacità in assenza di campo di 7,2%, tensione di saturazione di 69 volt su curva T-V a rampa ascendente (linea continua), trasparenza massima in presenza di campo di 70,5%, tensione di saturazione di 58 volt su curva T-V a rampa discendente (linea tratteggiata) e trasparenza in assenza di campo (effetto non di memoria) di 7,4%. Inoltre, questo campione evidenziava le proprietà di commutazione inferiori a 7 millisecondi.
Esempio 18: LCDP con effetto di memoria
Una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristalloliquido (LCDP) con morfologia inversa è stata preparata mediante un procedimento UV-PIPS ad uno stadio preparando una miscela omogenea di 45% (p/p) di cristallo liquido nematico YM1 (Valiant Fine Chemicals), 40% (p/p) di monomero acrilato UV-induribile 2-idrossi-metilmetacrilato (Aldrich) e 10% di prepolimero attivo CN934D60 (Sartomer). Quindi sono stati aggiunti 3% (p/p) di fotoiniziatore di benzofenone e 2% di acceleratore di metiletil diammina per realizzare la miscela finale. La miscela è stata miscelata con un agitatore magnetico a 60°C per circa 10 minuti e quindi applicata a guisa di rivestimento e laminata tra due pellicole di ITO-PET e separate mediante distanziatori a microsfere dello spessore di 20 pm impiegando il sistema di rivestimento/ laminazione rappresentato in figura 1. Le pellicole di ITO-PET sono ottenibili da Courtaulds Performance Films (USA) o Southwall Technologies (USA) . Le pellicole di LCDP avevano dimens ioni di 10 cm x 20 cm x 375 pm . I distanz iatori a microsfere erano fatti di plastica e sono ottenibili da Dodwell Hi-Tech/Sekisui (Giappone) .
La pellicola è stata mantenuta a temperatura ambiente (20 -25 °C) e separata nelle fasi ed indurita mediante esposizione di essa ad una lampada UV al mercurio ad alta pressione (una lampada Helios Italquartz , Milano , Italia) . La lampada UV aveva una potenza di 120 watt per cm e la lampada era posizionata ad una dis tanza di 25 cm dal campione per c irca 180 secondi . La morfologia de l la pe l l ico la era anal izzata imp iegando un microscopio elettronico a scansione (SEM). Il SEM era un modello JSM-6300, ottenibile da JEOL (Giappone). Questa pellicola di LCDP aveva una morfologia inversa con microsfere collegate.
Il comportamento elettroottico di questa pellicola, come è mostrato nelle curve trasmissione-tensione (T-V) di figura 15, fornisce le caratteristiche seguenti: opacità in assenza di campo di 1,1%, tensione di saturazione di 86 volt su curva T-V a rampa ascendente (linea continua), trasparenza massima in presenza di campo di 73,2%, tensione di saturazione di 72 volt su curva T-V a rampa discendente (linea tratteggiata) e trasparenza in assenza di campo (effetto di memoria) di 42,0%.
Esempio 19: LCDP senza effetto di memoria
Una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido (LCDP) con morfologia inversa è stata preparata mediante un procedimento UV-PIPS ad uno stadio preparando una miscela omogenea esattamente uguale a quella dell'Esempio 18, tranne per il fatto che il cristallo liquido era costituito da una miscela colesterica costituita da 85% (p/p) di YM1 nematico (Valiant Fine Chemicals) , e 15% (p/p) di componente chirale CB15 (Merck UK) .
La miscela è stata miscelata con un agitatore magnetico a 60 ’ C per c irca 10 minuti e quindi appl icata a guisa di rivestimento e laminata tra due pellicole di ITO-PET separate mediante distanziatori a microsfere dello spessore di 20 pm impiegando il sistema di rivestimento/laminazione rappresentato in f igura 1 . Le pe l l ico le di I TO-PET sono ottenibi l i da Courtaulds Performance Films (USA) o Southwall Technologies (USA). Le pellicole di LCDP avevano dimensioni di 10 cm x 20 cm x 375 pm. I distanziatori a microsfere erano costituiti da plastica e sono ottenibili da Dodwell Hi-Tech/Sekisui (Giappone).
La pellicola è stata mantenuta a temperatura ambiente (20 -25°C) e separata nelle fasi ed indurita mediante esposizione di essa ad una lampada UV al mercurio ad alta pressione (una lampada Helios Italquartz, Milano, Italia). La lampada UV aveva una potenza di 120 watt per cm e la lampada era posizionata ad una distanza di 25 cm dal campione per circa 180 secondi. La morfologia della pellicola era analizzata impiegando un microscopio elettronico a scansione (SEM). Il SEM era un modello JSM-6300, ottenibile da JEOL (Giappone). Questa pellicola di LCDP ha una morfologia inversa con microsfere collegate.
Il comportamento elettroottico di questa pellicola, come è mostrato nelle curve trasmissione-tensione (T-V) di figura 16, fornisce le caratteristiche seguenti: opacità in assenza di campo di 3,3%, tensione di saturazione di 73 volt su curva T-V a rampa ascendente (linea continua), trasparenza massima in presenza di campo di 70,6%, tensione di saturazione di 64 volt su curva T-V a rampa discendente (linea tratteggiata) e trasparenza in assenza di campo (nessun effetto di memoria) di 3,9%.
MATERIALI
1 - RESINE
TERMOINDURENTI
EPON 828 (resina epossidica, della Shell)
DER 331 (Dow Chemical)
HELOXY (diluente reattivo, della Interorgana)
CAPCURE 3-800 (agente indurente, della Henkel) INDURIBILE A UV NOA 65 (resina UV, della Norland)
SAM 114 (resina UV, della Merck)
CN934D60 (resina UV, della Cray Valley)
EBECRYL (UCE)
TERMOPOLASTICHE PIBMA (poliisobutilmetacrilato, della Aldrich) PARALOID B/72 (resina acrilica idrossi funzionale della Rohm & Haas)
QR 1033 (resina acrilica idrossi funzionale della BAYER) N75 (poliisocianato della BAYER)
2 - CRISTALLI LIQUIDI
E43 (miscela nematica della Merck)
E7 (miscela nematica della Merck)
TN0623 (miscela nematica della Hoffmann-LaRoche)
YM1 (miscela nematica della Valiant)
3 - COMPOSTI CHIRALICI
CB15 (componente chirale puro della Merck)
Colesteril acetato (componente chirale della Aldrich)
4 - SUBSTRATI CONDUTTORI
FLESSIBILI ITO-PET* (della Courtaulds Performance Films (USA) o Southwall Technologies (USA), d=100-175 μπι) ;*ITO-PET=ossido di indio-stagno-polietilene-teref talato
5 - DISTANZIATORI
Microperline (d=5-30 micron della Dodwell Hi-Tech) Microfibre (d=5-30 micron della Dodwell Hi-Tech)
La descrizione precedente ed i disegni acclusi sono forniti al fine di descrivere forme di realizzazione dell'invenzione e non vogliono in alcun modo limitare l'ambito protettivo dell'invenzione. Risulterà evidente agli esperti del ramo che varie modifiche e varianti possono essere apportate alle pellicole di LCDP, i loro impieghi e procedimenti di fabbricazione senza allontanarsi dallo spirito o ambito protettivo dell'invenzione. Così, è inteso che la presente invenzione abbia a coprire modifiche e varianti dell'invenzione stessa a patto che esse rientrino entro l'ambito protettivo delle rivendicazioni accluse e dei loro equivalenti.

Claims (78)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido comprendente un materiale di cristallo liquido ed un materiale polimerico, in cui la pellicola elettroottica ha una morfologia inversa ed il materiale di cristallo liquido ha proprietà colesteriche.
  2. 2. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui il materiale di cristallo liquido comprende un materiale di cristallo liquido nematico ed un materiale chirale.
  3. 3. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui il materiale di cristallo liquido comprende un materiale di cristallo liquido chirale.
  4. 4. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui il materiale di cristallo liquido comprende un cristallo liquido colesterico .
  5. 5. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui la pellicola elettroottica non ha sostanzialmente alcun effetto di memoria.
  6. 6. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1 f. in cui la pellicola elettroottica ha un effetto di memoria.
  7. 7. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui la pellicola elettroottica ha un rapporto di contrasto superiore ,a 10.
  8. 8. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui la pellicola elettroottica ha un rapporto di contrasto superiore a 12.
  9. 9. Pellicola elettroottica secondo la riv . 1 , in cui la pellicola elettroottica ha una resistività a 1000 Hz che è almeno del 50% superiore alla resistività del campione di PDLC di confronto dell 'Esempio 10.
  10. 10. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1 , in cui la pellicola elettroottica ha una resistività a 1000 Hz che è almeno del 75% superiore alla resistività del campione di PDLC di confronto dell ' Esempio 10.
  11. 11. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1 , in cui la pe l l icola e lettroott ica comprende più del 20% in peso di materiale polimerico rispetto al peso totale di materiale di. cristallo liquido e materiale polimerico .
  12. 12. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui la pellicola elettroottica comprende il 30% o più in peso di materiale polimerico rispetto al peso totale di materiale di cristallo liquido e materiale polimerico.
  13. 13. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui la pellicola elettroottica comprende il 40% in peso o più di materiale polimerico rispetto al peso totale di materiale di cristallo liquido e materiale polimerico. ,
  14. 14. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui la pellicola elettroottica comprende il 50% in peso o più di materiale polimerico rispetto al peso totale del materiale di cristallo liquido e del materiale polimerico.
  15. 15. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui la pellicola elettroottica comprende il 60% in peso o più di materiale polimerico rispetto al peso totale di materiale di cristallo liquido e materiale polimerico.
  16. 16. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui la pellicola elettroottica ha la morfologia della separazione a macrofase.
  17. 17. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui la pellicola elettroottica ha la morfologia a microsfere individuali .
  18. 18. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui la pellicola elettroottica ha la morfologia delle raicrosfere sostanzialmente unite assieme. •
  19. 19. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui la pellicola elettroottica comprende distanziatori.
  20. 20. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui la pellicola elettroottica non comprende distanziatori.
  21. 21. Pellicola elettroottica secondo la riv. 1, in cui la pellicola elettroottica comprende un elettrodo a foglio di plastica.
  22. 22. Pellicola elettroottica secondo la riv. 21, in cui la pellicola elettroottica comprende almeno due elettrodi a foglio di plastica.
  23. 23. Pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido comprendente un materiale di cristallo liquido e un materiale polimerico, in cui la pellicola elettroottica ha una morfologia inversa e non ha sostanzialmente alcun effetto di memoria.
  24. 24. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica comprende più del 20% in peso di materiale polimerico rispetto al peso totale di materiale di cristallo liquido e materiale polimerico.
  25. 25. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica comprende il 30% in peso o più di materiale polimerico rispetto al peso totale di materiale di cristallo liquido e materiale polimerico.
  26. 26. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui là pellicola elettroottica comprende il 40% in peso o più di materiale polimerico rispetto al peso totale di materiale di cristallo liquido e materiale polimerico.
  27. 27. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica comprende il 50% in peso o più di materiale polimerico rispetto al peso totale di materiale di cristallo liquido e materiale polimerico.
  28. 28. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica comprende il 60% in peso o più di materiale polimerico rispetto al peso totale di materiale di cristallo liquido e materiale polimerico.
  29. 29. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui il materiale di cristallo liquido ha proprietà colesteriche.
  30. 30. Pellicola elettroottica secondo la riv. 29, in cui il materiale di cristallo liquido comprende un materiale di cristallo liquido nematico e un materiale chirale.
  31. 31. Pellicola elettroottica secondo la riv. 29, in cui il materiale di cristallo liquido comprende un materiale di cristallo liquido chirale.
  32. 32. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui il materiale di cristallo liquido ha proprietà nematiche.
  33. 33. Pellicola elettroottica secondo la riv. 32, in cui il materiale di cristallo liquido comprende un cristallo liquido nematico .
  34. 34. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica ha un rapporto di contrasto superiore a io.
  35. 35. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica ha un rapporto di contrasto superiore a 12.
  36. 36. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica ha una resistività a 1000 Hz che è almeno del 50% maggiore della resistività del campione di PDLC di confronto dell'Esempio 10.
  37. 37. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica ha una resistività a 1000 Hz che è almeno del 75% maggiore della resistività del campione di PDLC di confronto dell'Esempio 10.
  38. 38. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica ha la morfologia della separazione a macrofase.
  39. 39. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica ha la morfologia a microsfere individuali .
  40. 40. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica ha la morfologia delle microsfere sostanzialmente unite assieme.
  41. 41. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica comprende distanziatori.
  42. 42. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica non comprende distanziatori.
  43. 43. Pellicola elettroottica secondo la riv. 23, in cui la pellicola elettroottica comprende un elettrodo a foglio di plastica.
  44. 44. Pellicola elettroottica secondo la riv. 43, in cui la pellicola elettroottica comprende almeno due elettrodi a foglio di plastica.
  45. 45. Pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido comprendente un materiale di cristallo liquido ed un materiale polimerico, in cui la pellicola elettroottica ha una morfologia inversa e la pellicola elettroottica comprende più del 50% in peso di materiale polimerico rispetto al peso totale del materiale di cristallo liquido e del materiale polimerico.
  46. 46. Pellicola elettroottica secondo la riv. 45, in cui la pellicola elettroottica comprende il 55% in peso o più di materiale polimerico rispetto al peso totale di materiale di cristallo liquido e materiale polimerico.
  47. 47. Pellicola elettroottica secondo la riv. 45, in cui la pellicola elettroottica comprende il 60% in peso o più di materiale polimerico rispetto al peso totale di materiale di cristallo liquido e materiale polimerico.
  48. 48. Pellicola elettroottica secondo la riv. 45, in cui il materiale di cristallo liquido ha proprietà colesteriche.
  49. 49. Pellicola elettroottica secondo la riv. 48, in cui il materiale di cristallo liquido comprende un materiale di cristallo liquido nematico ed un materiale chirale.
  50. 50. Pellicola elettroottica secondo la riv. 48, in cui il materiale di cristallo liquido comprende un materiale di cristallo liquido chirale.
  51. 51. Pellicola elettroottica secondo la riv. 45, in cui la pellicola elettroottica non ha sostanzialmente alcun effetto di memoria .
  52. 52. Pellicola elettroottica secondo la riv. 45,Iin cui la pellicola elettroottica ha un effetto di memoria.
  53. 53. Pellicola elettroottica secondo la riv. 45, in cui la pellicola elettroottica ha un rapporto di contrasto superiore a 10.
  54. 54. Pellicola elettroottica secondo la riv. 45, in cui la pellicola elettroottica ha un rapporto di contrasto superiore a 12.
  55. 55. Pellicola elettroottica secondo la riv. 45, in cui la pellicola elettroottica ha una resistività a 1000 Hz che è di almeno il 50% maggiore della resistività del campione di PDLC di confronto dell'Esempio 12.
  56. 56. Pellicola elettroottica secondo la riv. 45, in cui la pellicola elettroottica ha una resistività a 1000 Hz che è almeno del 75% maggiore della resistività del campione di PDLC di confronto dell'Esempio 12.
  57. 57. Pellicola elettroottica secondo la riv. 45, in cui la pellicola elettroottica ha la morfologia della separazione a macrofase .
  58. 58. Pellicola elettroottica secondo la riv. 45, in cui la pellicola elettroottica ha la morfologia a microsfere individuali .
  59. 59. Pellicola elettroottica secondo la riv. 45, in cui la pellicola elettroottica ha la morfologia delle microsfere sostanzialmente unite assieme.
  60. 60. Pellicola elettroottica secondo la riv. 45, in cui la pellicola elettroottica comprende un elettrodo a foglio di plastica.
  61. 61. Pellicola elettroottica secondo la riv. 60, in cui la pellicola elettroottica comprende almeno due elettrodi a foglio di plastica.
  62. 62. Procedimento per produrre una pellicola elettroottica a polimero disperso a cristallo liquido comprendente: (a) fornire una miscela di un materiale di cristallo liquido e un materiale prepolimerico; e (b) fare indurire la miscela con radiazione ultravioletta; e raffreddare la miscela; per formare una pellicola elettroottica con una morfologia inversa.
  63. 63. Procedimento secondo la riv. 62, in cui la miscela viene fatta indurire con radiazione ultravioletta e poi raffreddata.
  64. 64. Procedimento secondo la riv. 62, in cui la miscela è raffreddata e poi fatta indurire con radiazione ultravioletta.
  65. 65. Procedimento secondo la riv. 62, in cui la pellicola elettroottica ha morfologia inversa ed il materiale di cristallo liquido ha proprietà colesteriche.
  66. 66. Procedimento secondo la riv. 65, in cui il materiale di cristallo liquido comprende un materiale di cristallo liquido nematico ed un materiale chirale.
  67. 67. Procedimento secondo la riv. 65, in cui il materiale di cristallo liquido comprende un materiale di cristallo liquido chirale.
  68. 68. Procedimento secondo la riv:-62, in cui la pellicola elettroottica ha la morfologia della separazione a macrofase.
  69. 69. Procedimento secondo la riv. 62, in cui la pellicola elettroottica ha la morfologia a microsfere individuali.
  70. 70. Procedimento secondo la riv. 62, in cui la pellicola elettroottica ha la morfologia delle microsfere sostanzialmente unite assieme.
  71. 71. Procedimento secondo la riv. 62, in cui la pellicola elettroottica non ha sostanzialmente alcun effetto di memoria.
  72. 72. Procedimento secondo aleno una delle rivendicazioni precedenti in cui detta miscela è applicata su di un supporto.
  73. 73. Procedimento secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti in cui detto supporto è a base di ITO-PET.
  74. 74. Procedimento secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti in cui detto supporto è avvolto su di un rullo prima di detta applicazione , è svolto da detto rullo durante detta applicazione, ed è infine avvolto su di un secondo rullo, dopo detto indurimento di detta miscela.
  75. 75. Procedimento secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti in cui detta miscela è rivestita con un secondo supporto .
  76. 76. Procedimento secondo la rivendicazione 76 in cui detto secondo sujpporto è a base di ITO-PET.
  77. 77. Procedimento secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti in cui detto secondo supporto è avvolto su di un terzo rullo, prima di detta applicazione, è svolto da detto rullo durante detta applicazione, ed è infine avvolto su detto secondo rullo dopo detto indurimento di detta miscela.
  78. 78. Dispositivo elettroottico comprendente una sorgente di impulsi elettrici ed una pellicola elettroottica secondo la riv. 1 o 23, in cui la pellicola elettroottica ha un effetto di memoria e la pellicola è periodicamente sottoposta ad un impulso elettrico dalla sorgente per mantenere la trasparenza o l'opacità della pellicola.
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