CN101158771A - 具有层化相分离复合结构的液晶装置及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种液晶装置，其包含一覆盖配向层(alignmentlayer)的第一基板与复合材料，复合材料由一第一聚合反应诱导相分离而形成高分子层与液晶层，其中液晶层邻接配向层，高分子层邻接液晶层，且上述液晶层包含一原位(insitu)合成的高分子，其由一第二聚合反应所形成。另一方面，上述液晶装置也可以选择性地包含一水平接触于高分子层的第二基板。
Description
技术领域
本发明是关于一种液晶装置，特别是关于一种具有层化相分离复合结构的液晶装置及其形成方法。
背景技术
包含液晶与高分子这两种材质的二元结构物质对于液晶显示与软性显示器范畴的光电应用注入了发展的新契机，其原理是由聚合反应以诱导液晶与高分子前驱物的匀相(homogeneous)混合物进行等向(isotropic)或非等向(anisotropic)的相分离(phase separation)，上述高分子是用以提供机械性支撑作用，并限制液晶分布于固定区域，由此实现持久固定液晶于弹性基材上的概念。高分子分散型液晶(polymer-dispersed liquidcrystal；PDLC)的液晶重量百分比浓度范围在30％到70％之间，这种具有连续或间断型液晶分布在不同高分子基材的非匀相系统早在1980年代被公开的时候就受到了世人的关注。相较于高分子分散型液晶，高分子网状型液晶(polymer-network LC；PNLC)的液晶重量百分比浓度范围在70％到90％之间，相对需要的起始电压也较小。高分子稳定型液晶(polymer-stabilized LC；PSLC)通常也被认为是液晶凝胶(LC gel)，液晶重量百分比浓度范围约在90％到95％之间，使用此种液晶装置的显像和光调控装置所需的操作电压最小。
近年来使用光聚合诱导非等向相分离以控制结构组成的新发明一相分离复合膜(phase-separated composite film；PSCOF)技术-不但已经使得原位缩减液晶盒间隙(cell gap)得以实现，更有飞利浦「可印刷(Paintable)技术」利用交联(crosslinked)高分子将液晶作分层数组分隔而改善层化(stratification)质量与机械稳定度。最近，具有像素隔离型液晶(pixel-isolated LC；PILC)的塑料液晶显示模式已被证实可行，这种结构下的液晶分子在像素尺寸被分离固定，其原理是由垂直分布的井状高分子壁以及其上与基材相接触的水平高分子层，以此限定液晶分子分布在像素尺寸。更好的是，上述的微结构可经由转印复制的制备流程进行大量生产。
相分离复合膜的技术虽被视为重大突破，然该技术本身仍有许多瓶颈待突破，例如：液晶层经常会被未反应的单体或是寡聚物污染，严重干扰显像质量或降低长时间操作的稳定性。为了减少液晶层内残留未聚合的物质，现行技术建议加长光照射时间，但实际的效果并不显著，且造成能源浪费。
发明内容
鉴于上述背景中，为了符合产业上的需求，本发明的目的在于提供一种具有层化相分离复合结构的液晶装置及其形成方法。
为实现上述目的，本发明提供的液晶装置，该液晶装置包含：
一覆盖一配向层(alignment layer)的第一基板；以及
一复合材料，该复合材料由一第一聚合反应诱导相分离而形成，且该复合材料包含一高分子层与一液晶层，其中，该液晶层邻接该配向层，该高分子层邻接该液晶层，该高分子层为连续相，该液晶层包含一原位(insitu)合成的高分子，该原位合成的高分子由一第二聚合反应所形成，具有原位合成高分子的该液晶层包含下列族群中之一：高分子分散型液晶(PDLC)、高分子网状型液晶(PNLC)与高分子稳定型液晶(PSLC)。
所述的液晶装置，其中，还包含一第二基板，该第二基板位于该高分子层上端，其中，该第二基板与该高分子层呈面与面接触(planar contact)。
所述的液晶装置，其中，上述复合材料由相分离而形成层状结构，该复合材料由相分离一溶液所形成，且该溶液包含高分子前驱物与液晶，其中，液晶含量占该溶液重量的10wt％至90wt％之间，其包含下列族群中之一：向列型(nematic)液晶、层列型(smectic)液晶、胆固醇(cholesteric)液晶、强诱电性(ferroelectric)液晶、反强诱电性(anti-ferroelectric)液晶。
本发明提供的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，该具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法包含：
提供一溶液，该溶液包含高分子前驱物与液晶，液晶含量占该溶液重量的10wt％至90wt％之间，液晶包含下列族群中之一：向列型液晶、层列型液晶、胆固醇液晶、强诱电性液晶与反强诱电性液晶；
提供一覆盖一配向层的基板；
涂布该溶液于该配向层上；
由直接对该溶液进行一第一照光程序，其光线强度范围为0.05mW/cm2至0.5mW/cm2之间，以便于该溶液进行一第一聚合反应，并诱导相分离以形成一高分子层与一液晶层，其中，该高分子层为连续相，该液晶层邻接该配向层，该高分子层邻接该液晶层，形成一中间装置；以及
由对该中间装置的该基材的未覆盖侧进行一第二照光程序，其光线强度大于或等于1mW/cm2，以便于该液晶层中进行一第二聚合反应，以此于该液晶层中原位合成高分子，具有原位合成高分子的该液晶层包含下列族群中之一：高分子分散型液晶、高分子网状型液晶与高分子稳定型液晶。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，上述的溶液还包含交联剂(cross-linking agent)。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，于该第一聚合反应进行时，该溶液的温度大于该液晶装置操作时所处液晶相态的相转换温度。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，于该第一聚合反应完成后，还包含对该中间装置进行一冷却程序，使液晶发生相转变而回到之后该液晶装置操作时所欲利用的液晶相。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第一聚合反应进行时，控制该溶液的温度使液晶成为等向性液体。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第一聚合反应完成后，还包含对该中间装置进行一冷却程序，使液晶发生相转变由等向态回到的后装置操作时所欲利用的液晶相。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，上述第一聚合反应与该第二聚合反应的间隔时间大于或等于3小时。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于完成该第一聚合反应后，尚未进行该第二聚合反应前，该液晶层内所含的液晶含量范围占该液晶层重量的30wt％至99wt％之间。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第二聚合反应进行时，控制该液晶层维持在该液晶装置操作时所处液晶相态的温度。
本发明提供的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，该具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法还包含：
提供一溶液，该溶液包含高分子前驱物与液晶，液晶含量占该溶液重量的10wt％至90wt％之间，该液晶包含下列族群中之一：向列型液晶、层列型液晶、胆固醇液晶、强诱电性液晶与反强诱电性液晶；
提供一第一基板与一第二基板，该第一基板与该第二基板之间有一间隙，该第一基板上覆盖一配向层，且该配向层面向该第二基板；
导入该溶液于该间隙中；
于该间隙外，面对该第二基材方向进行一第一照光程序，其光线强度范围为0.05mW/cm2至0.5mW/cm2之间，以便于该溶液进行一第一聚合反应，并诱导相分离以形成一高分子层与一液晶层，其中，该液晶层邻接该配向层，该高分子层邻接该第二基板，该高分子层为连续相，以此形成一中间装置；以及
于该间隙外，面对该第一基板方向进行一第二照光程序，其光线强度大于或等于1mW/cm2，以便于该液晶层中进行一第二聚合反应，以此于该液晶层中原位合成高分子，具有原位合成高分子的该液晶层包含下列族群中之一：高分子分散型液晶、高分子网状型液晶与高分子稳定型液晶。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，上述溶液还包含交联剂。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第一聚合反应进行时，该溶液的温度大于该液晶装置操作时所处液晶相态的相转换温度。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第一聚合反应完成后，还包含对该中间装置进行一冷却程序，使液晶发生相转变而回到的后该液晶装置操作时所欲利用的液晶相。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第一聚合反应进行时，控制该溶液的温度使液晶成为等向性液体。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第一聚合反应完成后，还包含对该中间装置进行一冷却程序，使液晶发生相转变由等向态回到之后装置操作时所欲利用的液晶相。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，上述第一聚合反应与第二聚合反应的间隔时间大于或等于3小时。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于完成该第一聚合反应后，尚未进行该第二聚合反应前，该液晶层内所含的液晶含量范围占该液晶层重量的30wt％至99wt％之间。
所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，于该第二聚合反应进行时，控制该液晶层维持在该液晶装置操作时所处液晶相态的温度。
概括地说，本发明的一目的在于实施二阶段反方向光固化程序。相较于相分离复合膜技术，液晶层内残留的单体或寡聚物能进一步进行聚合反应，在高分子层下方形成高分子分散型液晶、高分子网状型液晶或高分子稳定型液晶。这种新的制备流程不只提供两种不同结构结合的机会，也能够保持它们原本个别的优点，同时解决传统技术所面临残余单体污染液晶层的问题。据此，本发明能符合经济上的效益与产业上的利用性。
本发明的另一目的在于同时结合高分子分散型液晶、高分子网状型液晶或高分子稳定型液晶以及相分离复合膜的优点，以便于提供快速响应与合理的机械强度，并应用在(软性)显示技术上。
根据以上所述的目的，本发明的液晶装置，其包含一覆盖配向层(alignment layer)的第一基材与复合材料，复合材料是由一第一聚合反应诱导相分离而形成高分子层与液晶层，其中液晶层邻接配向层，高分子层邻接液晶层，且上述的液晶层包含一原位合成(in situ)的高分子，其由一第二聚合反应所形成。另一方面，上述液晶装置也可以选择性的包含一水平接触于高分子层的第二基材。
附图说明
图1是根据本发明的范例一中，形成相分离复合膜(phase-separatedcomposite film；PSCOF)液晶的结构示意图；
图2是本发明的范例一中，分层高分子稳定型液晶(stratifiedpolymer-stabilized liquid crystal；SPSLC)的结构示意图；
图3是本发明的范例一中，光电测试的实验仪器设置；
图4是本发明的范例一中，上升时间与电压的关系图，其中图标(□)代表分层高分子稳定型液晶(SPSLC)；图标(●)代表相分离复合膜(PSCOF)液晶。
图5是本发明的范例一中，衰减时间与电压的关系图，其中图标(□)代表分层高分子稳定型液晶(SPSLC)；图标(●)代表相分离复合膜(PSCOF)液晶。
具体实施方式
本发明在此所探讨的方向为一种具有层化相分离复合结构的液晶装置及其形成方法。为了能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的步骤及其组成。显然地，本发明的施行并未限定于本领域技术人员所熟悉的特殊细节。另一方面，众所周知的组成或步骤并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要的限制。本发明的较佳实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其它的实施例中，且本发明的范围不受限定，其申请的权利要求范围为准。
本发明的第一实施例揭示一液晶装置，其包含一覆盖一配向层的第一基板(substrate)以及一复合材料。复合材料是由一第一聚合反应诱导相分离而形成，且上述复合材料包含一高分子层(连续相高分子层为较佳方式)与一液晶层，其中，液晶层邻接配向层，高分子层邻接液晶层，液晶层包含一原位合成的高分子，其由一第二聚合反应所形成。于本实施例的一较佳范例中，上述液晶装置还包含一位于高分子层上端的第二基板，其位于高分子层上端，其中，第二基材与高分子层呈平行接触(planarcontact)。此外，上述基板材料包含下列群组之一：玻璃、聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate；PET)、聚对萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate；PEN)、聚碳酸酯(poly-carbonate)、聚苯乙烯(polystyrene；PS)、聚醚砜(polyethersulphone；PES)、聚丙烯酸树脂(polyarylate；PAR)、聚环烯烃(polycyclic olefin；PCO)、聚亚酰胺(polyimide；PI)、聚氨基甲酸脂(Polyurethane；PU)、氧化铟锡(indiumtin oxide；ITO)及其衍生物。
于本实施例中，上述的复合材料是由非等向性的相分离(垂直于层)而形成层状结构，复合材料是由相分离一溶液所形成，且溶液包含高分子前驱物与液晶。上述溶液的液晶重量百分比浓度范围在10％到90％之间。上述液晶可选自下列族群中之一：向列型(nematic)液晶、层列型(smectic)液晶、胆固醇(cholesteric)液晶、(反)强诱电性((anti-)ferroelectric)液晶。此外，上述第一聚合反应是经由光照射第一基板的被覆盖侧(coveredside)所起始，因此，上述溶液相分离后所形成的液晶层系邻接配向层，且所形成的高分子层邻接上述液晶层。
另一方面，光照射第一基板的未覆盖端可引发上述的第二聚合反应。依据分层后液晶层中待高分子化的物质含量高低，反应后所形成具有高分子的液晶层可被分类为下列三个族群：高分子分散型液晶、高分子网状型液晶与高分子稳定型液晶。于本实施例的另一较佳范例中，上述的高分子层与液晶层中的高分子皆经过交联处理。这种交联结构无论是在强度或耐用度上都较未经交联的结构来的好。上述结构对软性显示技术尤其重要，因交联的高分子结构会大幅降低薄型显示器折弯时所造成之间隙变化。在液晶层中交联的高分子在垂直与水平方向扮演着「架桥」的角色，此处所指称的垂直架桥结构的作用是连结配向层与高分子层，以赋予显示器弯折或卷曲成任一形状的功能。
上述液晶装置可应用于下列装置中，例如：显示装置(display device)、空间光调变器(spatial light modulator)、波长滤波器(wavelength filter)、可调式光衰减器(variable optical attenuator)、光开关(optical switch)、光阀(light valve)、颜色遮光器(color shutter)、镜头(lens)与变焦镜头(lens with tunable focus)。除此之外，当上述液晶装置作为显示器时，其包含下列族群中之一：直接显示、多径传输、扭转向列型(twisted nematic；TN)、混合排列向列型(hybrid-aligned nematic；HAN)、垂直向列型(verticalalignment；VA)、水平向列型(planar nematic)、超扭转向列型(super-TN；STN)、光学补偿弯曲排列(optically compensated bend；OCB)、横向电场驱动(in-plane switching；IPS)、横向边缘电场驱动(fringe-field switching；FFS)等型态的液晶显示模式。
本发明的第二实施例揭示一具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法。首先提供一溶液，其包含高分子前驱物与液晶，其中，液晶含量占溶液重量的10％到90％之间。液晶的选择与本发明的第一实施例相同。此外，上述溶液还包含一交联剂(cross-linking agent)。其次，提供一覆盖配向层的基板，并涂覆上述溶液于配向层之上。接着，由直接对溶液进行一第一照光程序，以便于溶液进行一第一聚合反应，并诱导相分离以形成一高分子层(连续相高分子层为较佳方式)与一液晶层，其中，液晶层邻接配向层，高分子层邻接液晶层，由此形成一中间装置。最后，由对中间装置的基板的未覆盖侧进行一第二照光程序，以便于液晶层中进行一第二聚合反应，以此于液晶层中原位合成高分子。
液晶多半由有机物分子组成，其分子像液体一样可流动，但分子排列又保有部份的有序性，因此它的性质介于液态和固态之间。随着温度的升高，常见的多相态(polymorphous)液晶材料相态变化顺序为结晶或固态→层列态→向列态→等向态(isotropic)或液态，其中，结晶、层列态与向列态皆属于「非等向性相态」，此时液晶分子仍保有一定程度的有序性；直到液态时，液晶分子排列杂乱无章，称为「等向性相态」。此处的多相态液晶材料是指液晶相态有两个或两个以上，例如：层列态与向列态。然而，有些液晶材料只存在单一液晶相态，即在固态与液态间只呈现一种层列或向列态。
于本实施例中，第一照光程序的光线强度范围为0.05mW/cm2至0.5mW/cm2之间。关于第一聚合反应的温度有两种较佳情形：第一种是控制溶液的温度大于液晶装置操作时所处液晶相态的相转换温度，例如：层列液晶装置的制作在第一照光程序时应将温度提高并超越层列相转换温度；第二种是控制溶液的温度使液晶成为等向性液体，例如：自向列态转变为液态。此时的液晶分子活动性最高，因此形成相分离结构的速度较快、相分离程度也较完整；即液晶分子进行扩散并聚集成层状块材以达相分离的速度快过单体光聚合反应的速度。
于第一聚合反应完成后，还可以对中间装置进行一冷却程序，对应上述两种较佳的第一聚合反应温度，冷却程序乃控制中间装置的温度，使液晶发生相转变而回到之后装置操作时所欲利用的液晶相或室温，例如：自液态转变为向列态。冷却程序的控制温度是根据液晶装置完成后所需的液晶相态而决定，因此，使用者可以根据自身需求将液晶材料控制于向列态或层列态。
于完成第一聚合反应后，尚未进行第二聚合反应前，液晶层内所含的液晶含量范围占液晶层重量的30％至99％之间。上述的第二聚合反应进行时，较佳条件需控制该液晶层维持在该液晶装置操作时所处液晶相态的温度。此外，依据液晶层中的待高分子化的物质含量高低，反应后所形成具有高分子的液晶层可被分类为下列三个族群：高分子分散型液晶、高分子网状型液晶与高分子稳定型液晶。
于本实施例的一较佳范例中，上述的第一聚合反应与第二聚合反应的间隔时间大于或等于1小时，且第二照光程序的光线强度大于或等于1mW/cm2。
本发明的第三实施例揭示一具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法。首先提供一溶液，该溶液包含高分子前驱物与液晶，其中，液晶含量占溶液重量的10％到90％之间。液晶的选择与本发明的第一实施例相同。此外，上述溶液还包含一交联剂。其次，提供一第一基板与一第二基板，第一基板与第二基板之间有一间隙，第一基板上覆盖一配向层，且配向层面向第二基板。然后导入溶液于间隙中。导入程序完成后，于间隙外，面对第二基板方向进行一第一照光程序，以便于溶液进行一第一聚合反应，并诱导相分离以形成一高分子层与一液晶层，其中，液晶层邻接配向层，高分子层邻接第二基板，以此形成一中间装置。最后，于间隙外，面对第一基板方向进行一第二照光程序，以便于液晶层中进行一第二聚合反应，以此于液晶层中原位合成高分子。
于本实施例中，第一聚合反应的温度与第一照光程序的光线强度的选择与第一实施例相同。于完成第一聚合反应后，尚未进行第二聚合反应前，液晶层内所含的液晶含量范围占液晶层重量的30％至99％之间。此外，依据液晶层中的高分子含量高低，反应后所形成具有高分子的液晶层可被分类为下列三个族群：高分子分散型液晶、高分子网状型液晶与高分子稳定型液晶。
于本实施例的一较佳范例中，还包含对中间装置进行一冷却程序，冷却程序的温度、第二聚合反应的温度、第二照光程序的光线强度的选择与第一实施例相同。此外，上述的第一聚合反应与第二聚合反应的间隔时间大于或等于1小时，较佳地，大于或等于3小时。
范例1
首先，制备一相分离复合膜做为对照组，混合50wt％的光聚合单体poly(mercaptoesters)NOA-65(Norland Optical Adhesives Co.)以及50wt％的向列型液晶E7(Merck Co.)以形成一混合物，E7只有单一液晶态(向列态)，其由固态至液晶态的相转换温度约为-20℃，由液晶态至液态的相转换温度约为60℃。其次，提供一上下具有两片透明玻璃基板的液晶盒，玻璃基板内侧镀有氧化铟锡透明导电膜，其中一片导电膜上再涂布配向剂聚亚酰胺，并固定两片玻璃基板间之间隙为5.4μm。接着，将混合物置于加热板上加热以使得液晶成分达到均向状态。然后，由毛细现象将混合物注入液晶盒中，以方便后续处理。
对上述填充后液晶盒采用低强度(～0.1mW/cm2)紫外线直准照射未覆盖配向层的基材以诱导相分离反应，由此获得一较均匀的层状结构，上述样品同时由加热平台保持90℃高温。经过30分钟光照射程序后，上述样品逐渐冷却至室温。随后根据偏光显微镜(polarizing optical microscopy)与电子显微镜的观察，确认上述样品已形成相分离复合膜的液晶双层结构，如图1所示。
本发明所揭露的分层(stratified)高分子稳定型液晶(SPSLC)，须额外增加一次较强的紫外线照射，于室温下使用强度为3mW/cm2的紫外线照射另一侧有覆盖配向层的基材30分钟，即可获得结构如图2所示的分层高分子稳定型液晶装置。值得注意的是，第二次紫外线照射最好在第一次紫外线曝晒后间隔3小时才执行。于第一次紫外线照射后，冷却步骤与时间间隔可提升液晶层中的规则度，且促使高分子前驱物能够顺着液晶方向排列。
结果
为了进一步了解分层高分子稳定型液晶装置的光电性质，提供一量测装置(如图3所示)以观察光穿透度与电压的关系。量测时将上述一次光照处理或两次光照处理的液晶盒放置在两偏振方向互相垂直的偏振片之间，并将液晶盒操作在正常显白(Normally White)状态下，使用波长635nm的二极管激光(Diode Laser)作为光源，液晶盒外加时变方波电压，其频率为1kHz。
图4与图5所显示的数据数据为比较厚度同为5.4μm的分层高分子稳定型液晶(SPSLC)与相分离复合膜(PSCOF)液晶的响应时间表现，其中，前者高分子稳定型液晶层所占厚度为2.7μm，后者纯液晶层所占厚度为2.7μm，比较的基准相同。此处所定义的「上升时间τon」与「衰减时间τoff」是指当电场施加/移除时，光穿透度变化在最大值的90％和10％间所花费的时间。
「总转换时间(total switching timeτ)」的定义为上升时间与衰减时间的总和(τon+τoff)，根据外部供应电压而有所不同，其值约为3至4毫秒。由图4与图5的数据可知，分层高分子稳定型液晶的光电特性在速度上表现优于相分离复合膜液晶。然而，分层高分子稳定型液晶具有对比度较低的缺点。值得注意的是，在此所讨论的为使用约5.4μm球形间隙子(spacers)所制备的液晶盒，对于二极激光所产生波长为635nm的激光而言，经由相分离所形成的高分子稳定型液晶层仍然显得太厚以致于无法看出细微的反应。根据向列液晶E7的参数，当水平排列的液晶层的厚度约为1.5μm时便具有半波板(half-wave plate)的功能，以此可以达到总转换时间延迟的最小值。另外，操作电压可因分层高分子稳定型液晶或相分离复合膜的液晶的高分子层变薄而降低。然而受限于液晶层厚度减少的状况下仍必须使液晶层与高分子层的界线保持清晰，因此为了证明分层高分子稳定型液晶装置可更快速的在较小操作电压下驱动，则必须使用直径较小的球形间隙子。
综合以上所述，本发明提供了二阶段反方向光固化程序，由控制第一阶段的分层固化时间，可以调整残存于液晶的单体量与分层厚度。接着，由于第二阶段的照光方向与第一阶段相反，可以提高残存单体的固化程度与形成网状高分子以固定液晶结构。相较于其它技术，本发明所提供的制备流程较简便，且被证实其响应时间较快，可达1毫秒。
显然地，依照上面实施例中的描述，本发明可能有许多的修正与差异，因此需要在其附加的权利要求范围内加以理解；除了上述详细的描述之外，本发明还可以广泛地在其它的实施例中执行。上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明申请的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请的权利要求范围内。
Claims (21)
1.一液晶装置，该液晶装置包含：
一覆盖一配向层的第一基板；以及
一复合材料，该复合材料由一第一聚合反应诱导相分离而形成，且该复合材料包含一高分子层与一液晶层，其中，该液晶层邻接该配向层，该高分子层邻接该液晶层，该高分子层为连续相，该液晶层包含一原位合成的高分子，该原位合成的高分子由一第二聚合反应所形成，具有原位合成高分子的该液晶层包含下列族群中之一：
高分子分散型液晶、高分子网状型液晶与高分子稳定型液晶。
2.如权利要求1所述的液晶装置，其中，还包含一第二基板，该第二基板位于该高分子层上端，其中，该第二基板与该高分子层呈面与面接触。
3.如权利要求1所述的液晶装置，其中，上述复合材料由相分离而形成层状结构，该复合材料由相分离一溶液所形成，且该溶液包含高分子前驱物与液晶，其中，液晶含量占该溶液重量的10wt％至90wt％之间，其包含下列族群中之一：
向列型液晶、层列型液晶、胆固醇液晶、强诱电性液晶、反强诱电性液晶。
4.一种具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，该具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法包含：
提供一溶液，该溶液包含高分子前驱物与液晶，液晶含量占该溶液重量的10wt％至90wt％之间，液晶包含下列族群中之一：
向列型液晶、层列型液晶、胆固醇液晶、强诱电性液晶与反强诱电性液晶；
提供一覆盖一配向层的基板；
涂布该溶液于该配向层上；
由直接对该溶液进行一第一照光程序，其光线强度范围为0.05mW/cm2至0.5mW/cm2之间，以便于该溶液进行一第一聚合反应，并诱导相分离以形成一高分子层与一液晶层，其中，该高分子层为连续相，该液晶层邻接该配向层，该高分子层邻接该液晶层，形成一中间装置；以及
由对该中间装置的该基材的未覆盖侧进行一第二照光程序，其光线强度大于或等于1mW/cm2，以便于该液晶层中进行一第二聚合反应，以此于该液晶层中原位合成高分子，具有原位合成高分子的该液晶层包含下列族群中之一：
高分子分散型液晶、高分子网状型液晶与高分子稳定型液晶。
5.如权利要求4所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，上述的溶液包含交联剂。
6.如权利要求4所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，于该第一聚合反应进行时，该溶液的温度大于该液晶装置操作时所处液晶相态的相转换温度。
7.如权利要求6所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，于该第一聚合反应完成后，包含对该中间装置进行一冷却程序，使液晶发生相转变而回到之后该液晶装置操作时所欲利用的液晶相。
8.如权利要求4所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第一聚合反应进行时，控制该溶液的温度使液晶成为等向性液体。
9.如权利要求8所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第一聚合反应完成后，包含对该中间装置进行一冷却程序，使液晶发生相转变由等向态回到的后装置操作时所欲利用的液晶相。
10.如权利要求4所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，上述第一聚合反应与该第二聚合反应的间隔时间大于或等于3小时。
11.如权利要求4所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于完成该第一聚合反应后，尚未进行该第二聚合反应前，该液晶层内所含的液晶含量范围占该液晶层重量的30wt％至99wt％之间。
12.如权利要求4所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第二聚合反应进行时，控制该液晶层维持在该液晶装置操作时所处液晶相态的温度。
13.一种具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，该具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法包含：
提供一溶液，该溶液包含高分子前驱物与液晶，液晶含量占该溶液重量的10wt％至90wt％之间，该液晶包含下列族群中之一：
向列型液晶、层列型液晶、胆固醇液晶、强诱电性液晶与反强诱电性液晶；
提供一第一基板与一第二基板，该第一基板与该第二基板之间有一间隙，该第一基板上覆盖一配向层，且该配向层面向该第二基板；
导入该溶液于该间隙中；
于该间隙外，面对该第二基材方向进行一第一照光程序，其光线强度范围为0.05mW/cm2至0.5mW/cm2之间，以便于该溶液进行一第一聚合反应，并诱导相分离以形成一高分子层与一液晶层，其中，该液晶层邻接该配向层，该高分子层邻接该第二基板，该高分子层为连续相，以此形成一中间装置；以及
于该间隙外，面对该第一基板方向进行一第二照光程序，其光线强度大于或等于1mW/cm2，以便于该液晶层中进行一第二聚合反应，以此于该液晶层中原位合成高分子，具有原位合成高分子的该液晶层包含下列族群中之一：
高分子分散型液晶、高分子网状型液晶与高分子稳定型液晶。
14.如权利要求13所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，上述溶液包含交联剂。
15.如权利要求13所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第一聚合反应进行时，该溶液的温度大于该液晶装置操作时所处液晶相态的相转换温度。
16.如权利要求15所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第一聚合反应完成后，包含对该中间装置进行一冷却程序，使液晶发生相转变而回到的后该液晶装置操作时所欲利用的液晶相。
17.如权利要求13所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第一聚合反应进行时，控制该溶液的温度使液晶成为等向性液体。
18.如权利要求17所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于该第一聚合反应完成后，包含对该中间装置进行一冷却程序，使液晶发生相转变由等向态回到之后装置操作时所欲利用的液晶相。
19.如权利要求13所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，上述第一聚合反应与第二聚合反应的间隔时间大于或等于3小时。
20.如权利要求13所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，其中，于完成该第一聚合反应后，尚未进行该第二聚合反应前，该液晶层内所含的液晶含量范围占该液晶层重量的30wt％至99wt％之间。
21.如权利要求13所述的具有层化相分离复合结构的液晶装置的形成方法，于该第二聚合反应进行时，控制该液晶层维持在该液晶装置操作时所处液晶相态的温度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20091216 Termination date: 20130731 |