專利名稱：具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種高分子膜的制造方法，特別關(guān)于一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著平面顯示裝置(Flat Panel Display，F(xiàn)PD)技術(shù)的發(fā)展，并因平面顯示裝置具有體型輕薄、低功率消耗及無(wú)輻射等優(yōu)越特性，已經(jīng)漸漸地取代傳統(tǒng)陰極射線管(Cathode Ray Tube, CRT)顯示裝置，并且應(yīng)用至各式電子產(chǎn)品。其中，膽固醇液晶(Cholesteric Liquid Crystal)也應(yīng)用在顯示技術(shù)，特別是應(yīng)用在雙穩(wěn)態(tài)的顯示器，如電子紙。圖1是膽固醇液晶11的分子排列的示意圖，其可以是對(duì)掌性膽固醇液晶，或是添加對(duì)掌性化合物的非對(duì)掌性液晶。膽固醇液晶基本上都具有不對(duì)稱碳原子(chiral center)。由這類分子所構(gòu)成的液晶，其分子平行堆積層狀排列，層和層間互相平行，在每一層中分子有一向列型一般彼此同向排列著，其長(zhǎng)軸和層面平行。在相鄰的兩層之間，分子的長(zhǎng)軸方向規(guī)則性地依次旋轉(zhuǎn)一定角度，層層旋轉(zhuǎn)下來(lái)形成一個(gè)螺旋狀結(jié)構(gòu)。液晶分子的長(zhǎng)軸方向再旋轉(zhuǎn)一圈360度后，又回到相同方向并形成一螺距P，這類液晶分子基于特殊的螺旋構(gòu)造，可以使得入射光偏轉(zhuǎn)，而散射出特殊波長(zhǎng)的光，而螺距是決定它最強(qiáng)列的反射光線的波長(zhǎng)。圖2及圖3顯示膽固醇液晶的分子排列示意圖。如圖2所示，膽固醇液晶11由兩個(gè)玻璃基板12、13夾置，且底部設(shè)有一黑色吸收層14。當(dāng)無(wú)外加電場(chǎng)時(shí)，膽固醇液晶11是平面螺旋型(Planar texture)，由于其螺旋周期(螺距)約與光線波長(zhǎng)相當(dāng)，這種周期性結(jié)構(gòu)可以使特定波長(zhǎng)的光線發(fā)生布拉格(Bragg)反射。其反射光的峰值是λ =ηρ(η是平均折射率)。一般，其可以被用來(lái)反射特定波長(zhǎng)范圍的光線，應(yīng)用在光學(xué)組件及液晶顯示設(shè)計(jì)。圖3顯示垂直螺旋型膽固醇液晶(focal-conic)配列。目前，具有布拉格反射特征的光學(xué)膜設(shè)計(jì)，可以由膽固醇液晶設(shè)計(jì)，包括純膽固醇液晶膜或摻混有膽固醇液晶的高分子膜。其中，在高分子安定型膽固醇液晶中，是利用添加少量的單體(濃度在10%以下)，使單體形成高分子散布在膽固醇液晶中，使膽固醇液晶達(dá)到穩(wěn)定平面螺旋型而呈現(xiàn)布拉格反射的效果。然而，由于膽固醇液晶所費(fèi)不貲，因此大幅增加制造成本；也因此至今，仍難以廣被實(shí)用化。因此，如何提供一種創(chuàng)新的制造方法，可以不含有膽固醇液晶就能形成具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜，所產(chǎn)生的高分子膜甚至不需含有任何液晶或液體就可以具有布拉格反射特性，大幅降低制造成本并擴(kuò)展其應(yīng)用性，已經(jīng)成為業(yè)界重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的是提供一種創(chuàng)新的高分子膜的制造方法，不需使高分子膜含有膽固醇液晶就能具有光子晶體結(jié)構(gòu)的光學(xué)功效，且所產(chǎn)生的高分子膜甚至不CN 102532567 A需含有任何液晶或液體即具有光子晶體結(jié)構(gòu)及布拉格反射特性，大幅降低制造成本并擴(kuò)展其應(yīng)用性。本發(fā)明可采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明的一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法包括以下步驟一混合步驟，至少混合一非對(duì)掌性液晶、一光學(xué)活性添加劑、一單體及一光起始劑而制成一液晶單體混合物，將所述液晶單體混合物充填在一透光容器；至少一照光步驟，通過(guò)一光罩對(duì)所述液晶單體混合物照光；至少一擴(kuò)散步驟，使所述液晶單體混合物其中一照光區(qū)的周圍的單體擴(kuò)散至所述照光區(qū)；以及一液晶去除步驟，去除所述非對(duì)掌性液晶而形成一高分子膜。依據(jù)本發(fā)明的一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法包括以下步驟一混合步驟，至少混合一對(duì)掌性液晶、一單體及一光起始劑而制成一液晶單體混合物，將所述液晶單體混合物充填在一透光容器；至少一照光步驟，通過(guò)一光罩對(duì)所述液晶單體混合物照光；至少一擴(kuò)散步驟，使所述液晶單體混合物其中一照光區(qū)的周圍的單體擴(kuò)散至所述照光區(qū)；以及一液晶去除步驟，去除所述對(duì)掌性液晶而形成一高分子膜。依據(jù)本發(fā)明的一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法包括以下步驟一混合步驟，至少混合一非對(duì)掌性液晶、一光學(xué)活性添加劑、一單體及一光起始劑而制成一液晶單體混合物，將所述液晶單體混合物充填在一透光容器；至少一照光步驟，通過(guò)一雷射對(duì)所述液晶單體混合物的至少一照光區(qū)照光；至少一擴(kuò)散步驟，使所述液晶單體混合物其中一照光區(qū)的周圍的單體擴(kuò)散至所述照光區(qū)；以及一液晶去除步驟，去除所述非對(duì)掌性液晶而形成一高分子膜。依據(jù)本發(fā)明的一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法包括以下步驟一混合步驟，至少混合一對(duì)掌性液晶、一單體及一光起始劑而制成一液晶單體混合物，將所述液晶單體混合物充填在一透光容器；至少一照光步驟，通過(guò)一雷射對(duì)所述液晶單體混合物的至少一照光區(qū)照光；至少一擴(kuò)散步驟，使所述液晶單體混合物其中一照光區(qū)的周圍的單體擴(kuò)散至所述照光區(qū)；以及一液晶去除步驟，去除所述對(duì)掌性液晶而形成一高分子膜。在一實(shí)施例中，本發(fā)明的制造方法包括重復(fù)所述照光步驟及所述擴(kuò)散步驟。通過(guò)多次照光及擴(kuò)散步驟，可以顯著提升單體的聚合率，使高分子膜展現(xiàn)出充足的光子晶體結(jié)構(gòu)及布拉格反射特性。在一實(shí)施例中，擴(kuò)散步驟是將液晶單體混合物靜置一時(shí)間，較佳者是避免液晶單體混合物受光照以提升擴(kuò)散效能。在一實(shí)施例中，液晶單體混合物的至少兩個(gè)照光區(qū)通過(guò)不同的照光次數(shù)、照光強(qiáng)度、照光時(shí)間來(lái)進(jìn)行照光。通過(guò)不同的照光次數(shù)、照光強(qiáng)度、照光時(shí)間或擴(kuò)散時(shí)間，可使所述照光區(qū)的膽固醇液晶結(jié)構(gòu)具有不同的螺距及/或折射率，而改變布拉格反射的光線波長(zhǎng)。在一實(shí)施例中，光子晶體結(jié)構(gòu)是膽固醇液晶結(jié)構(gòu)；在制造上，可以通過(guò)膽固醇液晶轉(zhuǎn)印(imprint)而形成，或是通過(guò)非對(duì)掌性液晶(achiral LC)混合光學(xué)活性添加劑 (chiral dopant)轉(zhuǎn)印而形成。在一實(shí)施例中，制造方法還可以包括一充填步驟，其是充填一流體在高分子膜，流體可以是氣體或液體，液體可以是等方性液體或異方性液體，其中，等方性液體例如是溶齊U，異方性液體例如是液晶。溶劑例如是甲醇、丙酮、四氫呋喃(TetrahydrofuramTHF)、氯仿或甲苯。液晶例如是膽固醇液晶、向列型液晶或?qū)恿行鸵壕?。?dāng)充填的液體是異方性液體時(shí)，可以通過(guò)電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)控制異方性液體而達(dá)到顯示功能，且在所應(yīng)用的顯示模塊中，高分子膜所需填充液體(例如液晶)的量可大幅減少。在一實(shí)施例中，上述流體還可以進(jìn)一步被聚合，聚合后可以不需封邊、且可以提升高分子膜穩(wěn)定性。在一實(shí)施例中，制造方法還可以包括將一透明導(dǎo)電膜貼合在上述具有流體的高分子膜的一側(cè)。并可以例如將透明導(dǎo)電膜貼合在高分子膜的上下兩側(cè)。通過(guò)透明導(dǎo)電膜可以控制流體(例如異方性液體)分子配列、及折射率，而能改變反射光顏色。在一實(shí)施例中，制造方法還包括將所制成的多數(shù)高分子膜迭設(shè)而成為一多層結(jié)構(gòu)的高分子膜，且所述高分子膜可以分別利用左旋液晶及右旋液晶制成。借此可以增強(qiáng)高分子膜的反射光亮度。承上所述，本發(fā)明通過(guò)照光步驟對(duì)液晶單體混合物的至少一照光區(qū)照光，再通過(guò)擴(kuò)散步驟使照光區(qū)周圍的單體擴(kuò)散至照光區(qū)，提高單體的聚合率，并因此提升高分子膜的聚合體的比例以及提升對(duì)掌性的轉(zhuǎn)印率，使得高分子膜展現(xiàn)更充足的光子晶體結(jié)構(gòu)及布拉格反射特性，因此高分子膜不需填充任何流體就可以展現(xiàn)布拉格反射特性。另外，通過(guò)多次的照光及擴(kuò)散步驟，可以更顯著地提升單體的聚合率，提供更強(qiáng)大的光子晶體結(jié)構(gòu)及布拉格反射特性。另外，本發(fā)明通過(guò)填充不同的流體，包括氣體或液體，可以呈現(xiàn)不同的反射光的顏色，擴(kuò)展高分子膜的應(yīng)用性。另外，通過(guò)不同的照光次數(shù)、照光強(qiáng)度、照光時(shí)間或擴(kuò)散時(shí)間，可以使不同照光區(qū)的膽固醇液晶結(jié)構(gòu)具有不同的螺距及/或折射率，改變布拉格反射的光線波長(zhǎng)。另外，本發(fā)明的高分子膜的光子晶體結(jié)構(gòu)不需通過(guò)包括昂貴的膽固醇液晶來(lái)呈現(xiàn)布拉格反射，故可以大幅降低制造成本。


圖1是膽固醇液晶的分子排列的示意圖；圖2顯示膽固醇液晶是平面螺旋型排列并具有布拉格反射特性的示意圖；圖3顯示膽固醇液晶是垂直螺旋型排列的示意圖；圖4是本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法的流程圖；圖5是本發(fā)明較佳實(shí)施例通過(guò)光罩進(jìn)行照光步驟的示意圖；圖6A及圖6B是高分子膜的橫截面的掃描式電子顯微鏡(SEM)影像圖；圖7是本發(fā)明較佳實(shí)施例的制造方法所制成的高分子膜及其充填不同液體時(shí)對(duì)不同波長(zhǎng)的反射率的示意圖；圖8是高分子膜充填向列型液晶加熱至不同溫度的反射率的示意圖；圖9是本發(fā)明較佳實(shí)施例通過(guò)雷射進(jìn)行照光步驟的示意圖；圖10是本發(fā)明較佳實(shí)施例的制造方法所制成的高分子膜貼合透明導(dǎo)電膜的示意圖；以及圖11是本發(fā)明較佳實(shí)施例的制造方法所制成的多數(shù)高分子膜相迭設(shè)的示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明11 膽固醇液晶12、13:玻璃基板
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14 黑色吸收層2 液晶單體混合物Al 照光區(qū)F:高分子膜L:雷射頭M 光罩P 螺距SOl S04 具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法步驟TC:透明導(dǎo)電膜
具體實(shí)施例方式以下將參照相關(guān)圖式，說(shuō)明依本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法，其中相同的組件將以相同的組件符號(hào)加以說(shuō)明。請(qǐng)參考圖4所示，其是本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法的流程圖。本實(shí)施例的制造方法包括步驟SOl至步驟S04。步驟SOl —混合步驟，至少混合一非對(duì)掌性液晶(achiral liquid crystal)、一光學(xué)活性添加劑(chiral dopant)、一單體(monomer)及一光起始劑(photo initiator)而制成一液晶單體混合物(liquid-crystal-monomer mixture)，使所述液晶單體混合物充填在一透光容器，透光容器可以例如具有透光部容許光線通過(guò)、或是具有開(kāi)口以讓光線通過(guò)。 在此步驟中，也可以混合對(duì)掌性液晶、單體及光起始劑，這時(shí)就可以不需添加光學(xué)活性添加劑在混合物中。對(duì)掌性液晶例如所有的膽固醇液晶。在本實(shí)施例中，非對(duì)掌性液晶是指不具對(duì)掌性(chirality)的液晶，例如向列型液晶或?qū)恿行鸵壕А９鈱W(xué)活性添加劑可以誘導(dǎo)非對(duì)掌性液晶產(chǎn)生螺旋排列，并因此賦予其對(duì)掌性，光學(xué)活性添加劑例如是氯基聯(lián)苯(cyanobiphenyl)衍生物。單體可以是單官能基或雙官能基單體，在此是以雙官能基單體為例，其可以是具有液晶相的單體，通過(guò)光聚合反應(yīng)而達(dá)到穩(wěn)定液晶的配向效果，單體例如是BAHB (4，4’ -Bis (6-acryloyxy-hexyloxy) biphenyl)。另外，也可以單官能基單體摻混多官能基單體，并可以形成交聯(lián)性高分子，避免溶在溶劑。光起始劑的作用在于使單體在照光時(shí)產(chǎn)生光聚合反應(yīng)。在本實(shí)施例中，非對(duì)掌性液晶的重量百分比介于10%與80%之間，單體的重量百分比介于20%與90%之間。在此，非對(duì)掌性液晶、光學(xué)活性添加劑、單體及光起始劑的混合比例為53. 3%U3. 3%,33. 3%及0. 1 %。在室溫下混合均勻后，液晶單體混合物呈現(xiàn)膽固醇液晶相。在此需注意的是，本實(shí)施例通過(guò)提高單體的聚合百分比(公知在10%以下)可以增加高分子膜的聚合體的對(duì)掌性的轉(zhuǎn)印率，這有助于提升高分子膜展現(xiàn)充足的光子晶體結(jié)構(gòu)及布拉格反射特性。步驟S02 —照光步驟，通過(guò)一光罩對(duì)液晶單體混合物照光。在此是通過(guò)紫外光 (例如254nm)進(jìn)行照光，經(jīng)光照后，單體產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而形成聚合體，并且將液晶的對(duì)掌性轉(zhuǎn)印至聚合體上。由于本實(shí)施例是通過(guò)膽固醇液晶相來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)印，故高分子膜所具有的光子晶體結(jié)構(gòu)是膽固醇液晶結(jié)構(gòu)。照光步驟的示意圖如圖5所示，紫外光經(jīng)由一光罩M而對(duì)液晶單體混合物2照光，并形成至少一照光區(qū)Al。在此不限制光罩M的圖案。
步驟S03 —擴(kuò)散步驟，使液晶單體混合物2其中一照光區(qū)Al的周圍的單體擴(kuò)散至照光區(qū)Al。由于照光區(qū)在照光之后，其內(nèi)的單體已成為聚合體，故照光區(qū)內(nèi)的單體濃度小于照光區(qū)周圍的單體的濃度，使得照光區(qū)周圍的單體擴(kuò)散至照光區(qū)Al內(nèi)。如此，可以增加單體的聚合率。在此，在擴(kuò)散步驟中，可將液晶單體混合物靜置一時(shí)間，且在靜置的過(guò)程中， 避免液晶單體混合物受到光照。另外，本發(fā)明的制造方法可以進(jìn)行多次的照光及擴(kuò)散步驟， 以大幅增加單體的聚合率，其中，在多次的照光步驟中，可針對(duì)相同區(qū)域或不同區(qū)域進(jìn)行照光。步驟S04 —液晶去除步驟，去除非對(duì)掌性液晶而形成一高分子膜。在此步驟中， 通過(guò)一有機(jī)溶劑去除液晶，有機(jī)溶劑例如是丙酮或氯仿。將液晶由高分子膜中完全去除，并使其干燥。由于雙官能基具有耐性，故單體在架橋(crosslink)后就不溶解，故可以避免有機(jī)溶劑除去聚合體。圖6A及圖6B是高分子膜的橫截面的掃描式電子顯微鏡(SEM)影像圖， 可看到高分子的高轉(zhuǎn)化率結(jié)構(gòu)，其中圖6B是圖6A中菱形框的區(qū)域的放大圖。圖7顯示步驟S04之后所產(chǎn)生的高分子膜(Empty)對(duì)不同波長(zhǎng)的反射率的示意圖。高分子膜即使不含有液晶分子，也具有布拉格反射特性。另外，制造方法還可以包括一充填步驟，充填一流體在高分子膜，流體可以是氣體或液體，液體可以是等方性液體或異方性液體，其中，等方性液體例如是溶劑，異方性液體例如是液晶。溶劑例如是甲醇、丙酮、 四氫呋喃(TetrahydrofuramTHF)、氯仿或甲苯。液晶例如是膽固醇液晶、向列型液晶或?qū)恿行鸵壕?。圖7也顯示高分子膜充填甲醇(折射率=1.3284)、丙酮(折射率=1.3586)、 THF(折射率=1.4072)、氯仿(折射率=1.4458)及甲苯(折射率=1.4969)時(shí)對(duì)不同波長(zhǎng)的反射率。隨著溶劑折射率的變化，其反射光波長(zhǎng)也不相同，此現(xiàn)象符合布拉格反射原理 λ =ηΡ(η是平均折射率)。如圖8所示，將充填有向列型液晶的高分子膜，加熱至超過(guò)所述液晶的等方性相溫度(約90度)以上，高分子膜仍具有穩(wěn)定的Bragg反射特性。這顯示本發(fā)明的高分子膜具有極佳的溫度穩(wěn)定性。另外，在充填流體之后，高分子膜的制造方法還可以包括使流體更進(jìn)一步被聚合， 聚合后可以不需封邊、且可以提升高分子膜的穩(wěn)定性。在其它實(shí)施例中，高分子膜的制造方法的混合步驟可以改成至少混合一對(duì)掌性液晶、一單體及一光起始劑而制成一液晶單體混合物。在此是直接使用對(duì)掌性液晶來(lái)轉(zhuǎn)印對(duì)掌性至高分子膜，而不是通過(guò)非對(duì)掌性液晶加上光學(xué)活性添加劑。在其它實(shí)施例中，高分子膜的制造方法還可以包括一配向步驟，其是配向所述液晶單體混合物。例如是通過(guò)將透光容器的內(nèi)側(cè)表面經(jīng)平行配向處理而達(dá)到配向效果。平行配向處理可以通過(guò)高分子、有機(jī)、或無(wú)機(jī)層處理。當(dāng)液晶單體充填在透光容器或在透光容器中混合時(shí)，配向步驟可以使液晶單體混合物呈現(xiàn)平面螺旋型(planar texture)。在配向后， 對(duì)液晶單體混合物進(jìn)行照光聚合，然后進(jìn)行后續(xù)步驟。在其它實(shí)施例中，高分子膜的制造方法可以如圖10所示，還包括將一透明導(dǎo)電膜 TC貼合在所述高分子膜F的一側(cè)，在此是以兩個(gè)透明導(dǎo)電膜TC分別貼合在高分子膜F的上下兩側(cè)為例。當(dāng)然，若高分子膜F僅在上側(cè)用于顯示，則位在下側(cè)的導(dǎo)電膜可以是非透光。 通過(guò)透明導(dǎo)電膜可以控制充填在高分子膜內(nèi)的流體(例如異方性液體)分子配列、及折射率，而能改變反射光顏色。
在其它實(shí)施例中，高分子膜的制造方法可以如圖11所示，還包括將所制成的多數(shù)高分子膜F迭設(shè)而成為一多層結(jié)構(gòu)的高分子膜，且所述高分子膜F可以分別利用左旋液晶及右旋液晶制成，借此可以增強(qiáng)高分子膜的反射光亮度。由于使用右旋性或左旋性膽固醇液晶作轉(zhuǎn)印，理論上僅能反射一半(50%)入射光，因此若將左旋及右旋膽固醇液晶所復(fù)制的高分子膜相重迭，即可制得全光反射(100% )的光學(xué)膜。在其它實(shí)施例中，高分子膜的制造方法的照光步驟可以改成通過(guò)一雷射對(duì)液晶單體混合物的至少一照光區(qū)照光?？梢詤⒖紙D9所示，一雷射頭L對(duì)液晶單體混合物2的多數(shù)照光區(qū)Al (如虛線范圍)進(jìn)行照射，使所述照光區(qū)Al的單體產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而成為聚合體。然后再通過(guò)擴(kuò)散步驟使單體擴(kuò)散至照光區(qū)Al內(nèi)。當(dāng)然，可以重復(fù)多次照光步驟及擴(kuò)散步驟來(lái)增加單體的聚合率，且在多次照光步驟中，雷射可以打在相同區(qū)域或不同區(qū)域。另夕卜，照光區(qū)Al的形狀及多數(shù)照光區(qū)Al的排列方式在此不限制。另外，不管是使用光罩、或雷射、或光罩結(jié)合雷射的方法進(jìn)行照光步驟，液晶單體混合物的至少二個(gè)照光區(qū)可以具有不同的照光次數(shù)、照光強(qiáng)度、照光時(shí)間或擴(kuò)散時(shí)間。借此，所述照光區(qū)可以形成不同螺距(Pitch)及/或折射率以對(duì)不同波長(zhǎng)的光線產(chǎn)生布拉格反射，擴(kuò)展高分子膜的應(yīng)用性，例如形成相鄰可反射三原色的三個(gè)照光區(qū)。綜上所述，本發(fā)明通過(guò)照光步驟對(duì)液晶單體混合物的至少一照光區(qū)照光，再通過(guò)擴(kuò)散步驟使照光區(qū)周圍的單體擴(kuò)散至照光區(qū)，提高單體的聚合率，并因此提升高分子膜的聚合體的比例以及提升對(duì)掌性的轉(zhuǎn)印率，使得高分子膜展現(xiàn)更充足的光子晶體結(jié)構(gòu)及布拉格反射特性，因此高分子膜不需填充任何流體就可以展現(xiàn)布拉格反射特性。另外，通過(guò)多次的照光及擴(kuò)散步驟，可以更顯著地提升單體的聚合率，提供更強(qiáng)大的光子晶體結(jié)構(gòu)及布拉格反射特性。另外，本發(fā)明通過(guò)填充不同的流體，包括氣體或液體，可以呈現(xiàn)不同的反射的色光，擴(kuò)展高分子膜的應(yīng)用性。另外，通過(guò)不同的照光次數(shù)、照光強(qiáng)度、照光時(shí)間或擴(kuò)散時(shí)間，可以使不同照光區(qū)的膽固醇液晶結(jié)構(gòu)具有不同的螺距及/或折射率，改變布拉格反射的光線波長(zhǎng)。另外，本發(fā)明的高分子膜的光子晶體結(jié)構(gòu)不需通過(guò)昂貴的膽固醇液晶即能直接呈現(xiàn)布拉格反射，故可以大幅降低制造成本。本發(fā)明的高分子膜僅反射特定波長(zhǎng)光，其它波長(zhǎng)光會(huì)穿透，因此也可以應(yīng)用在太陽(yáng)能電池表面彩色圖紋設(shè)計(jì)，及液晶顯示LCD背光模塊的光增強(qiáng)膜使用。以上所述僅是舉例性，而非限制性。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包括在權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法，其特征在于，包括以下步驟一混合步驟，至少混合一非對(duì)掌性液晶、一光學(xué)活性添加劑、一單體及一光起始劑而制成一液晶單體混合物，將所述液晶單體混合物充填在一透光容器； 至少一照光步驟，通過(guò)一光罩對(duì)所述液晶單體混合物照光；至少一擴(kuò)散步驟，使所述液晶單體混合物其中一照光區(qū)的周圍的單體擴(kuò)散至所述照光區(qū)；以及一液晶去除步驟，去除所述非對(duì)掌性液晶而形成一高分子膜。
2.一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法，其特征在于，包括以下步驟 一混合步驟，至少混合一對(duì)掌性液晶、一單體及一光起始劑而制成一液晶單體混合物，將所述液晶單體混合物充填在一透光容器；至少一照光步驟，通過(guò)一光罩對(duì)所述液晶單體混合物照光；至少一擴(kuò)散步驟，使所述液晶單體混合物其中一照光區(qū)的周圍的單體擴(kuò)散至所述照光區(qū)；以及一液晶去除步驟，去除所述對(duì)掌性液晶而形成一高分子膜。
3.一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法，其特征在于，包括以下步驟一混合步驟，至少混合一非對(duì)掌性液晶、一光學(xué)活性添加劑、一單體及一光起始劑而制成一液晶單體混合物，將所述液晶單體混合物充填在一透光容器；至少一照光步驟，通過(guò)一雷射對(duì)所述液晶單體混合物的至少一照光區(qū)照光； 至少一擴(kuò)散步驟，使所述液晶單體混合物其中一照光區(qū)的周圍的單體擴(kuò)散至所述照光區(qū)；以及一液晶去除步驟，去除所述非對(duì)掌性液晶而形成一高分子膜。
4.一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法，其特征在于，包括以下步驟 一混合步驟，至少混合一對(duì)掌性液晶、一單體及一光起始劑而制成一液晶單體混合物，將所述液晶單體混合物充填在一透光容器；至少一照光步驟，通過(guò)一雷射對(duì)所述液晶單體混合物的至少一照光區(qū)照光； 至少一擴(kuò)散步驟，使所述液晶單體混合物其中一照光區(qū)的周圍的單體擴(kuò)散至所述照光區(qū)；以及一液晶去除步驟，去除所述對(duì)掌性液晶而形成一高分子膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，還包括 重復(fù)所述照光步驟及所述擴(kuò)散步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，所述擴(kuò)散步驟是將所述液晶單體混合物靜置一時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，在所述擴(kuò)散步驟中是避免所述液晶單體混合物受光照。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，在所述液晶去除步驟中， 是通過(guò)一有機(jī)溶劑去除所述液晶。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，所述液晶單體混合物的至少兩個(gè)照光區(qū)具有不同的照光次數(shù)、照光強(qiáng)度、照光時(shí)間或擴(kuò)散時(shí)間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，所述光子晶體結(jié)構(gòu)是膽固醇液晶結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，還包括 一充填步驟，充填一流體在所述高分子膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述流體是氣體或液體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述液體是等方性液體或異方性液體。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述流體還進(jìn)一步被聚合。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，還包括 將一透明導(dǎo)電膜貼合在所述高分子膜的一側(cè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，所述透光容器的內(nèi)側(cè)表面經(jīng)平行配向處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，所述平行配向處理是以高分子、有機(jī)、或無(wú)機(jī)層處理。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，還包括 當(dāng)制成多數(shù)高分子膜時(shí)，將所述高分子膜迭設(shè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造方法，其特征在于，所述高分子膜分別利用左旋液晶及右旋液晶制成。
全文摘要
一種具有光子晶體結(jié)構(gòu)的高分子膜的制造方法包括一混合步驟，至少混合一非對(duì)掌性液晶、一光學(xué)活性添加劑、一單體及一光起始劑而制成一液晶單體混合物；至少一照光步驟，通過(guò)一光罩對(duì)所述液晶單體混合物照光；至少一擴(kuò)散步驟，使所述液晶單體混合物其中一照光區(qū)的周圍的單體擴(kuò)散至所述照光區(qū)；以及一液晶去除步驟，去除所述非對(duì)掌性液晶而形成一高分子膜。本發(fā)明通過(guò)在照光步驟之后的擴(kuò)散步驟而能提高單體的聚合率，因此提升高分子膜的聚合體的比例以及提升對(duì)掌性的轉(zhuǎn)印率，使得高分子膜在不需任何流體的情況下就能展現(xiàn)光子晶體結(jié)構(gòu)及布拉格反射特性。
文檔編號(hào)C08F2/48GK102532567SQ20101060297
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者劉瑞祥 申請(qǐng)人:成功大學(xué)