[发明专利]多孔全息膜

说明书

技术领域

本发明涉及全息膜的制备方法，在这种膜中折射率在介于第一折射率和第二折射率之间调制，所述第一折射率高于所述第二折射率。

本发明还涉及该全息膜和用于制备该全息膜的光致聚合组合物。

背景技术

全息薄膜越来越多地用于液晶显示器(LCD)中“光-管理”的目的(偏振光/色彩的非吸收性产生，控制光的方向性)和用于一般性的光学处理。

例如，全息层已经被提出用于外部耦合体系的替代物。Jagt等人的US6,750,669公开了在波导上方倾斜透射的体积全息图在透明的各向同性材料中的应用以产生单向、偏振且分色的发射，其中可以用UV-激光辐射以允许在标准透射全息图设置中记录的方式记录光栅。

该装置的操作严格取决于产物(n_高-n_低)(d/λ)，其中n_高和n_低为全息材料的高的折射率值和低的折射率值，d为全息层的厚度，λ为操作的波长。在该值足够大时，透射全息图可以过度调制，从而使一个线性偏振的衍射高，而垂直偏振的衍射接近零。

现有技术装置的一个限制是难以找到具有折射率差异足够高以使用薄层的高质量UV-敏感的全息材料。通常，需要具有高折射率调制度(Δn＞0.02)的高效全息图以产生所需的光学特征。

此外，在某些情况下有利的是提供多孔全息材料。可以用功能化合物填充孔以给予材料额外的功能。

H.Fielding的US 4,588,664公开了一种称为DMP-128的具有高折射率调制度的多孔全息材料。然而，加工该材料以获得所需特性的过程是复杂的并且包括在不同条件下的多个步骤，并且所得全息图的功能化不直接。

因此，仍需要新型的具有高折射率调制度和多孔结构的全息材料。

发明内容

因此，本发明的一个目的是至少克服现有技术的一些缺点。这通过提供一种允许制备具有高折射率调制度和多孔结构的全息膜的新方法及提供该全息膜而实现。

所述方法形成具有高折射率调制度和调制的孔隙率的全息膜。

因此，第一方面，本发明提供制备全息膜的方法。该方法包括提供基材；将(光致)聚合的组合物置于基材上，所述(光致)聚合的组合物包含：(i)具有高反应性的单体，(ii)具有低反应性的单体，(iii)非反应性材料和(iv)光诱导或光敏聚合引发剂或光引发剂。

高反应性单体的活性比低反应性单体的活性高，从而使光致聚合组合物的曝光导致了在曝于光下的组合物部分中具有高反应性单体的选择性聚合，并且使低反应性单体和非反应性单体远离曝光部分扩散而高反应性单体向着曝光部分扩散。

首先，聚合优选在所述组合物的至少一个区域中在至少所述具有高反应性单体部分中引发，其次，聚合优选在全息图中的其它区域在至少所述具有低反应性的单体部分中引发。

例如，将空间调制的光强图案如干涉图案首先用于在高的光强区域聚合高反应性单体。然后将低反应性单体(和任何残留的高反应性单体)例如用全面曝光(flood exposure)或通过热处理聚合。

然后，可以使非反应性材料如挥发性溶剂蒸发，或者将其除去以在用空间调制的光强模式进行第一光照程序的过程中在低光强区域产生多孔且低折射率的材料。

由此形成的孔例如可以用功能化合物填充，例如液晶、荧光染料、吸收染料、电致发光化合物、导电材料、半导体材料，以给予本发明的全息膜额外的功能。

在可聚合的组合物中具有高反应性的单体例如可以为单官能和/或多官能的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及其任何混合物。

在可聚合的组合物中具有低反应性的单体例如可以为单官能和/或多官能的环氧化合物及其任何混合物。

第二方面，本发明涉及包含聚合物膜的全息膜，其中在第一折射率和第二折射率之间周期性地调制所述聚合物膜的折射率。该聚合物膜显示出在第一孔隙率和第二孔隙率之间周期性调制的孔隙率，导致第一折射率和第二折射率间的调制。此外，该聚合物膜包含至少第一和第二聚合单体，其中将第一聚合单体在第一和第二浓度间与折光率的调制一致地进行周期性调制。

在另一方面，本发明还涉及包含高反应性单体、低反应性单体、光引发的聚合引发剂和非反应性材料的光致聚合组合物，涉及该光致聚合组合物的用途以及包含置于基材上的光致聚合组合物的光致聚合元件。

附图说明

现在将参照附图在以下的优选实施方案的描述中对本发明进行进一步说明，其中：

图1，a-d，概述了制备本发明全息膜的方法。