[发明专利]具有光子晶体结构的高分子膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种高分子膜的制造方法，特别关于一种具有光子晶体结构的高分子膜的制造方法。

背景技术

随着平面显示装置(Flat Panel Display，FPD)技术的发展，并因平面显示装置具有体型轻薄、低功率消耗及无辐射等优越特性，已经渐渐地取代传统阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示装置，并且应用至各式电子产品。其中，胆固醇液晶(Cholesteric Liquid Crystal)也应用在显示技术，特别是应用在双稳态的显示器，如电子纸。

图1是胆固醇液晶11的分子排列的示意图，其可以是对掌性胆固醇液晶，或是添加对掌性化合物的非对掌性液晶。胆固醇液晶基本上都具有不对称碳原子(chiral center)。由这类分子所构成的液晶，其分子平行堆积层状排列，层和层间互相平行，在每一层中分子有一向列型一般彼此同向排列着，其长轴和层面平行。在相邻的两层之间，分子的长轴方向规则性地依次旋转一定角度，层层旋转下来形成一个螺旋状结构。液晶分子的长轴方向再旋转一圈360度后，又回到相同方向并形成一螺距P，这类液晶分子基于特殊的螺旋构造，可以使得入射光偏转，而散射出特殊波长的光，而螺距是决定它最强列的反射光线的波长。

图2及图3显示胆固醇液晶的分子排列示意图。如图2所示，胆固醇液晶11由两个玻璃基板12、13夹置，且底部设有一黑色吸收层14。当无外加电场时，胆固醇液晶11是平面螺旋型(planar texture)，由于其螺旋周期(螺距)约与光线波长相当，这种周期性结构可以使特定波长的光线发生布拉格(Bragg)反射。其反射光的峰值是λ＝nP(n是平均折射率)。一般，其可以被用来反射特定波长范围的光线，应用在光学组件及液晶显示设计。图3显示垂直螺旋型胆固醇液晶(focal-conic)配列。

目前，具有布拉格反射特征的光学膜设计，可以由胆固醇液晶设计，包括纯胆固醇液晶膜或掺混有胆固醇液晶的高分子膜。

其中，在高分子安定型胆固醇液晶中，是利用添加少量的单体(浓度在10％以下)，使单体形成高分子散布在胆固醇液晶中，使胆固醇液晶达到稳定平面螺旋型而呈现布拉格反射的效果。然而，由于胆固醇液晶所费不赀，因此大幅增加制造成本；也因此至今，仍难以广被实用化。

因此，如何提供一种创新的制造方法，可以不含有胆固醇液晶就能形成具有光子晶体结构的高分子膜，所产生的高分子膜甚至不需含有任何液晶或液体就可以具有布拉格反射特性，大幅降低制造成本并扩展其应用性，已经成为业界重要课题。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的是提供一种创新的高分子膜的制造方法，不需使高分子膜含有胆固醇液晶就能具有光子晶体结构的光学功效，且所产生的高分子膜甚至不需含有任何液晶或液体即具有光子晶体结构及布拉格反射特性，大幅降低制造成本并扩展其应用性。

本发明可采用以下技术方案来实现的。

依据本发明的一种具有光子晶体结构的高分子膜的制造方法包括以下步骤：一混合步骤，至少混合一非对掌性液晶、一光学活性添加剂、一单体及一光起始剂而制成一液晶单体混合物，将所述液晶单体混合物充填在一透光容器；至少一照光步骤，通过一光罩对所述液晶单体混合物照光；至少一扩散步骤，使所述液晶单体混合物其中一照光区的周围的单体扩散至所述照光区；以及一液晶去除步骤，去除所述非对掌性液晶而形成一高分子膜。

依据本发明的一种具有光子晶体结构的高分子膜的制造方法包括以下步骤：一混合步骤，至少混合一对掌性液晶、一单体及一光起始剂而制成一液晶单体混合物，将所述液晶单体混合物充填在一透光容器；至少一照光步骤，通过一光罩对所述液晶单体混合物照光；至少一扩散步骤，使所述液晶单体混合物其中一照光区的周围的单体扩散至所述照光区；以及一液晶去除步骤，去除所述对掌性液晶而形成一高分子膜。

依据本发明的一种具有光子晶体结构的高分子膜的制造方法包括以下步骤：一混合步骤，至少混合一非对掌性液晶、一光学活性添加剂、一单体及一光起始剂而制成一液晶单体混合物，将所述液晶单体混合物充填在一透光容器；至少一照光步骤，通过一雷射对所述液晶单体混合物的至少一照光区照光；至少一扩散步骤，使所述液晶单体混合物其中一照光区的周围的单体扩散至所述照光区；以及一液晶去除步骤，去除所述非对掌性液晶而形成一高分子膜。