ITMI951226A1

ITMI951226A1 - Cristalli liquidi stabilizzati con polimeri (pslc) e dispositivi flessibili di essi

Info

Publication number: ITMI951226A1
Application number: IT95MI001226A
Authority: IT
Inventors: Hakemi Hassan-Ali; Michele Santangelo; Martino Caporusso
Original assignee: Sniaricerche S C P A
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 1996-12-09
Also published as: IT1276692B1; EP0747461A1; ITMI951226A0; EP0747461B1; DE69614925D1; US6049366A; DE69614925T2

Abstract

La presente invenzione riguarda un materiale composito di cristalli liquidi stabilizzati con polimeri comprendente una fase continua di cristalli liquidi ed una fase discontinua di polimero mesogenico, in cui detta fase continua di cristalli liquidi è presente in un intervallo di concentrazione da 70 a 95% in peso e detta fase discontinua di polimero mesogenico è presente in un intervallo di concentrazione da 5 a 30% in peso. La presente invenzione riguarda pure un procedimento per fabbricare cristalli liquidi stabilizzati con polimeri su grandi pellicole flessibili mediante laminazione in cui un PSLC contiene microparticelle o microdistanziatori. Pure è fornito un procedimento per fabbricare cristalli liquidi stabilizzati con polimeri su grandi pellicole flessibili mediante laminazione o accoppiamento di substrati aventi una struttura replicata.

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"CRISTALLI LIQUIDI STABILIZZATI CON POLIMERI (PSLC) E DISPOSITIVI FLESSIBILI DI ESSI"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda cristalli liquidi stabilizzati con polimeri (PSLC), procedimenti per fabbricare questi PSLC, come pure la fabbricazione di pellicole (film) di PSLC flessibili. La presente invenzione descrive inoltre pellicole PSLC contenenti microparticelle che agiscono da microdistanziatori, come pure pellicole PSLC aventi strutture replicate. La presente invenzione riguarda pure la tecnologia delle pellicole a cristalli liquidi funzionanti in modo duale (dual-mode) e prive di nebulosità (heze-free) che consiste in dispersioni di una rete (network) di polimero mesogenico in una matrice di cristalli liquidi colesterici o nematici continua. La presente invenzione riguarda pure procedimenti per preparare PSLC su grandi pellicole flessibili mediante l'impiego di distanziatori fissati con leganti o mediante strutture duplicate fissate con leganti.

La natura di materiali a cristalli liquidi può essere riassunta come segue. I tre stati comuni della materia sono gli stati solido, liquido e gassoso, in cui la casualità della disposizione geometrica delle molecole aumenta dallo stato solido allo stato liquido a quello gassoso. I gas e i liquidi ordinari sono entrambi isotropi, avendo le medesime proprietà fisiche in tutte le direzioni. La maggior parte dei solidi risultano cristallini; in altre parole, le loro unità molecolari sono disposte in una configurazione geometrica ripetentesi regolare di unità reticolari e conseguentemente sono frequentemente anisotrope poiché le loro proprietà fisiche variano in dipendenza dalla direzione di misurazione rispetto agli assi cristallini diversi. Alcuni composti solidi organici presentano un comportamento peculiare in modo tale che, in seguito a fusione, ne deriva una fusione torbida che si trasforma bruscamente in un liquido isotropo chiaro o trasparente in seguito al riscaldamento ad una temperatura più elevata. In questa gamma di temperatura, questi composti sono anisotropi rispetto a tutte le proprietà fisiche, come per esempio la trasmissione della luce. Cosi, le caratteristiche di questi composti sono parzialmente quelle del liquido isotropo poiché essi presentano flusso liquido e parzialmente quelle del solido anisotropo. Perciò, questi materiali sono spesso chiamati "cristalli liquidi" o, più precisamente "liquidi cristallini" e sono talvolta classificati come un quarto stato di materia chiamato stato mesomorfico o mesofase, che è uno stato o una fase intermedio/a tra quello del cristallo anisotropo e quello del liquido isotropo. Tutti i cristalli liquidi hanno due indici di rifrazione: un indice di rifrazione straordinario ne, misurato lungo l'asse longitudinale dei cristalli liquidi, e un indice di rifrazione ordinario, più piccolo, nQ, misurato in un piano perpendicolare all'asse longitudinale. L'asse longitudinale del cristallo liquido definisce il suo asse ottico. Vi sono essenzialmente due classi maggiori di cristalli liquidi, cioè lo stato nematico e lo stato "smectico". I materiali a cristalli liquidi nematici sono generalmente costituiti da molecole sagomate a barrette, che tendono ad allinearsi parallelamente ad una direzione comune, determinando anisotropia per molte delle proprietà di massa.

Quando l'allineamento dei cristalli liquidi è "omeotropo" (perpendicolare ad esempio a una superficie di vetro di supporto) un campione del cristallo liquido risulta otticamente trasparente (pseudo-isotropo ). Tuttavia, quando è applicata una tensione critica (tipicamente tra 2 e 20 volt per millesimo di pollice) alla pellicola di cristalli liquidi, un flusso di corrente critico distrugge l'allineamento uniforme determinando dispersione o rifrazione della luce incidente, la qual cosa è chiamata "dispersione dinamica". La dispersione dinamica costituisce un caso in cui la anisotropia dielettrica dei cristalli liquidi è negativa (A-<0). Con cristalli liquidi "nematici disposti ad elica" (twisted), con A->0, principalmente impiegati nella tecnologia dei visualizzatori (display) a cristalli liquidi, l'allineamento originale è parallelo alla superficie del substrato e diffonde la luce in assenza del campo (field-off), diventa trasparente per applicazione del campo (field-on). In conseguenza di questa diffusione, l'intensità della luce trasmessa attraverso la cella a cristalli liquidi diminuisce. Lo stato smectico è uno stato più altamente ordinato che non lo stato nematico. Lo stato smectico non manifesta dispersione dinamica in risposta ad un campo elettrico. Materiali smectici aventi la struttura chimica appropriata presentano una temperatura di transizione da cristallino a mesomorfico estremamente bassa e spesso possono esistere in uno stato mesomorfico a temperatura ambiente. Tuttavia, possono essere prodotte miscele di materiali smectici e nematici che sono efficaci nella dispersione dinamica a temperatura ambiente. Inoltre, miscele di liquidi cristallini come cristalli liquidi colesterici e simili possono essere impiegate per scopi di tintura o colorazione. Un cristallo liquido nematico ordinario, o fase smectica C, può essere convertito a una fase colesterica aggiungendo un composto otticamente attivo.

L'associazione di cristalli liquidi in una matrice polimerica è ben nota nella tecnica. Un primo sviluppo nell'impiego di questi materiali compositi è descritto da Elliot nel brevetto francese 2.139.537. Egli ha impiegato polimeri come leganti per cristalli liquidi emulsionando i cristalli liquidi in un polimero e colando il materiale composito per ottenere pellicole. Elliot asserisce che: "è vantaggioso selezionare una sostanza di cristalli liquidi avente un indice di rifrazione simile a quello del substrato pellicolare e del legante, per evitare effetti di diffusione della luce indesiderabili dalla pellicola di emulsione". Egli osserva che "la maggior parte dei composti organici di questo tipo hanno un indice di rifrazione simile a quello di numerose sostanze fra i polimeri che potrebbero essere impiegati per la pellicola o per il legante (cioè di circa 1,5)". Questa tecnologia è stata adottata da Fergason e chiamata da Fergason cristallo liquido a fasi nematiche allineate curvilineam ente ("NCAP") si veda il brevetto statunitense 4.789.858 a nome Fergason et al.

Churchill et al nel brevetto statunitense 3.578.844, estendono i tipi di polimeri che possono essere impiegati in strutture del tipo NCAP. Essi sottolineano che "vari materiali polimerici naturali o sintetici possono essere impiegati per costituire la matrice polimerica, strato, foglio, pellicola o rivestimento in e/o su cui è posizionato il materiale a cristalli liquidi colesterici incapsulati. Qualsiasi materiale polimerico trasparente o sostanzialmente trasparente con adeguate proprietà di isolamento elettrico e in grado di posizionare e aderire ai cristalli liquidi incapsulati, ad esempio al primo e secondo elettrodi, può essere impiegato. Materiali polimerici adatti per questo scopo includono, senza essere limitati ad essi, i seguenti: acrilati e polialchil acrilati, alcol polivinilico, gelatina, "lates" (lattici di gomma naturale e di gomma sintetica), zein, omo- e copolimeri di polietilene, omo- e copolimeri di polipropilene, ecc.

Churchill ha espanso il sistema di emulsione mediante una aggiunta apparentemente in stato puro di un sistema incapsulato in un polimero termoplastico, caratterizzato nei termini seguenti:

Alternativamente, il cristallo liquido incapsulato può essere essiccato a spruzzatura e quindi miscelato con un materiale termoplastico prima della deposizione di una pellicola composita mediante drenaggio o colata. Distribuzione uniforme delle capsule di cristallo liquido può essere garantita agitando il polimero di matrice molto prima della applicazione o mediante altre tecniche di miscelazione e distribuzione convenzionali. Per queste procedure possono pure essere impiegate monoolefine omopolimeriche o copolimeriche (per esempio possono anche essere usati copolimeri di polietilene, polipropilene, etilene-propilene, e terpolimeri di etilene-propilene comonomeri dienici da a Cg coniugati o non coniugati). Una matrice di pellicola termoplastica soddisfacente è la ,,Lucite,,, che è un polimetil metacrilato. Oltre procedure convenzionali per includere le capsule nella matrice polimerica saranno evidenti agli esperti del ramo.

Churchil et al, nel brevetto statunitense 3.816.786 sottolinea che "poiché dimensioni delle goccioline estremamente piccole del materiale di cristalli liquidi colesterici possono essere mantenute in un'emulsione, rivestimenti di pellicole preparati da essi consentono una buona risoluzione ottica e hanno una superficie o superfici lisce"

Un altro procedimento per preparare materiali compositi di cristalli liquidi in polimeri è chiamato "polymer dispersed liquid crystals" (PDLC) o procedimento dei cristalli liquidi dispersi in polimeri. Esso comporta una pluralità di procedimenti di separazione di fasi come emulsionamento per realizzare goccioline di cristalli uniformi in un legante polimerico. Essi includono:

[1] Phase Separation By Polymerization (PIPS) o Separazione di fase mediante polimerizzazione - La separazione delle fasi mediante polimerizzazione è utile quando materiali pre-polimerici sono miscibili con composti di cristalli liquidi di basso peso molecolare. Una soluzione omogenea viene preparata miscelando il prepolimero con il cristallo liquido. La polimerizzazione è ottenuta tramite una reazione di condensazione, ad esempio con resine epossidiche, tramite polimerizzazione a radicali liberi e con un monomero vinilico catalizzato con un agente iniziatore di radicali liberi come il benzoilperossido , o tramite una polimerizzazione foto-iniziata. La solubilità del cristallo liquido diminuisce mentre il polimero si allunga, finché la fase dei cristalli liquidi non si è separata, formando goccioline. Le goccioline isolate l’una dall’altra formano una fase discontinua entro la fase polimerica. La fase polimerica è una fase continua. Le goccioline crescono sino a che la gelificazione del polimero non blocca la morfologia delle goccioline. Secondo Doane et al, "Polymer Disperseci Liquid Crystals for Display Application, MMol .Cryst.Liq.Cryst 1988, voi. 165, pagg. 511-532,512, le dimensioni e la morfologia delle goccioline sono determinate durante il tempo tra la nucleazione delle goccioline e la gelif icazione del polimero. Le dimensioni sono controllate mediante la velocità di polimerizzazione, le concentrazioni relative dei materiali, i tipi di cristallo liquido e polimeri impiegati, e da parametri fisici come la viscosità, la velocità di diffusione e la solubilità del cristallo liquido nel polimero. La velocità di polimerizzazione è controllata dalla temperatura di indurimento per polimeri induriti termicamente, o dalla intensità della luce per la polimerizzazione fotochimica. Durante la separazione delle fasi, una porzione del cristallo liquido è ritenuta nella fase polimerica continua, e agisce come plastificante del polimero.

[2] Phase Separation By Thermal Processes (TIPS) o separazione delle fasi mediante procedimenti termici - Questo procedimento è utile per materiali termoplastici che fondono al di sotto della loro temperatura di decomposizione. Una miscela binaria di polimero e cristallo liquido forma una soluzione a temperatura elevata. Il raffreddamento della soluzione provoca separazione delle fasi. Le dimensioni delle goccioline del materiale occluso sono governate dalla velocità di raffreddamento e dipendono da una pluralità di parametri dei materiali, che includono viscosità, potenziali chimici, ecc. Come con il procedimento precedente, le goccioline di cristallo liquido formano una fase discontinua, ed il polimero, il materiale termoplastico, forma una fase continua. Inoltre, parte del cristallo liquido si scioglie nel polimero e agisce da plastificante.

[3 ] Phase Separation By Solvent Evaporation (SIPS) o separazione delle fasi mediante evaporazione del solvente -Questa è utile con materiali termoplastici che fondono al di sopra della temperatura di decomposizione del materiale termoplastico o del cristallo liquido, o quando sono impiegate tecniche di rivestimento a solventi. Il cristallo liquido ed il polimero sono sciolti in un solvente comune formando una soluzione. Il solvente è quindi rimosso mediante evaporazione, determinando separazione delle fasi e solidificazione del polimero. In questo caso, come negli altri, le goccioline di cristallo liquido formano una fase discontinua, ed il polimero forma una fase continua.

Tecniche di separazione di fase sono descritte da Taylor, nel brevetto statunitense 3.935.337, che descrive la preparazione di una struttura contenente cristallo liquido mediante inclusione di una sostanza di cristallo liquido in una matrice polimerica in modo da formare una struttura tipo a strato sottile di spessore controllato. Taylor asserisce che la sostanza di cristallo liquido può essere inclusa nella matrice polimerica miscelando cristalli liquidi con un monomero o prepolimero polimerizzabile seguito da polimerizzazione, impiegando un polimero (o monomero polimerizzabile) in qualità di mezzo (solvente) in cui viene attuata la sintesi del cristallo liquido. In questo ultimo, naturalmente sarebbe previsto che il mezzo monomerico, nel caso sia un solvente, abbia a sciogliere il cristallo liquido. La soluzione di Taylor comporta lo sciogliere o il disperdere il materiale formante cristallo liquido in una soluzione polimerica o in polimero fuso, fabbricando quindi il polimero mediante una data tecnica (colata di soluzione, stampaggio, estrusione, ecc.). Dopo l'evaporazione del solvente e/o il raffreddamento del polimero fuso, il polimero agisce da legante e matrice protettiva per i cristalli liquidi.

Taylor include un procedimento per l'incorporazione di cristalli liquidi in matrici polimeriche, che comporta la preparazione di una miscela del cristallo liquido e di un monomero o prepolimero polimerizzabile, seguita da polimerizzazione. Questa consente "annegamento" o incapsulamento di cristalli liquidi in matrici di materiali plastici termoindurenti, tra cui resine di fenolo-formaldeide; resine di urea-formaldeide; resine di melammina-f ormaldeide; resine epossidiche; poliuretani, poliesteri insaturi, resine acriliche e termoindurenti .

Affinazioni di questa tecnologia sono illustrate nei brevetti statunitensi No. 4.671.618; 4.673.255; 4.685.771; 4.688.900; 4.890.902; 4.994.204; 5.004.323; 5.087.387; 5.093.471 e 5.093.735

La funzione primaria di queste tecnologie è quella di creare un sistema matriciale in cui i cristalli liquidi sono dispersi in modo discreto ed uniforme, e in cui la matrice non interferisca con la funzione dei cristalli liquidi. In ciascuna delle procedure precedenti, la relazione strutturale delle goccioline di cristalli liquidi rispetto al polimero è, per aspetti essenziali, la medesima.

E' pure ben noto che la tecnologia cosiddetta Polymer Dispersed Liquid Crystal (PDLC) dei cristalli liquidi dispersi in polimeri è costituita tipicamente da dispersioni di microgoccioline di cristalli liquidi in una matrice polimerica con un intervallo di concentrazione dei cristalli liquidi di 30-80% (p/p). Perciò, il cristallo liquido rappresenta la fase discontinua e la matrice costituisce la fase continua. Tra i vantaggi delle pellicole PDLC rispetto a convenzionali LCD, vi sono la semplificazione della fabbricazione su supporti di plastica tra rullo e rullo di grandi dimensioni e la fabbricazione di finestre e visualizzatori commutabili. Tuttavia, la tecnologia PDLC risente di una pluralità di inconvenienti intrinseci, tra cui il disadattamento degli indici di rifrazione (nebulosità), elevate tensioni, stabilità delle resine, colore e mancanza di funzionamento in modo inverso ( "reverse-raode" cioè trasparenza nello stato off; opacità nello stato on), sono i principali problemi.

In anni recenti, è stata sviluppata un'altra tecnologia complementare a entrambi i PDLC e LCD, chiamata Polymer Stabilized Cholesteric Texture (PSCT), o struttura colesterica stabilizzata con polimeri. La PSCT è basata su visualizzatori riflettenti colorati o otturatori non colorati preparati mediante gelifreazione di una miscela costituita da 5% di prepolimero reticolabile all'ultravioletto e da >95% di LC colesterico. Dopo indurimento, il visualizzatore sarà costituito da una fase LC continua stabilizzata (gelificata) mediante la rete polimerica. A causa della elevata concentrazione di LC in PSCT il visualizzatore di gel deve essere preparato tra supporti di vetro sigillati rigidi, il che, attualmente, rappresenta l'inconveniente principale di questa tecnologia per grandi otturatori e visualizzatori. Nonostante tale inconveniente, la PSCT presenta altri promettenti vantaggi rispetto a entrambe le tecniche LCD e PDLC che possono essere riassunti come segue:

-Elementi modulatori ottici funzionanti in modo normale e in modo inverso privi di nebulosità (rispetto ai PDLC).

- Semplicità di fabbricazione mediante eliminazione dei polarizzatori e coloranti (rispetto a LCD).

- Requisito di basse tensioni (rispetto a PDLC).

- Bistabilità (rispetto a LCD & PDLC).

Indipendentemente dal metodo di preparazione e processo, la struttura colesterica in pellicole PSCT è costituita da tre strutture basilari: struttura piana, struttura conica focale e struttura oraeotropa.

Nel modo normale, una miscela omogenea di prepolimero (2%)/LC colesterico (98%) viene introdotta in una "bottiglia" di vetro sigillata dallo spessore di 5-10 micron ed è indurita sotto un campo elettrico.

Dopo indurimento e rimozione del campo (stato off), la struttura della fase colesterica (avente il suo passo o pitch nella regione IR) si trasforma in poli-domini con struttura "focale conica", e a causa di intensa dispersione della luce, la pellicola evidenzia intensa opacità. In seguito all'applicazione del campo (stato on), il "pitch" colesterico si svolge e, divenendo "nematico omeotropo", la pellicola diviene trasparente. Poiché la concentrazione del gel polimerico è bassa, non vi sarà alcuna disuguaglianza degli indici, e la pellicola nello stato on è trasparente in tutte le direzioni di osservazione (privo di nebulosità) .

Nel modo inverso (reverse-mode), una miscela omogenea di un prepolimero induribile a UV (2%), LC colesterico (98%) viene introdotta in una "bottiglia" di vetro sigillata dello spessore di 5-10 micron, e la pellicola viene indurita senza alcun campo elettrico. Le superfici metallizzate interne dei supporti di vetro sono rivestite con poliimmide e lucidate unidirezionalmente, al fine di indurre un allineamento parallelo (planare) delle molecole di LC. Dopo indurimento, la struttura "planare" della fase colesterica (avente il suo pitch nella regione IR) evidenzia una trasparenza completa nello stato di assenza di campo (off-state). Nello stato on, il campo induce un disorientamento casuale dell'asse del pitch colesterico, determinando l’instaurazione di una struttura "focale conica", in cui la pellicola diviene "opaca". A causa di bassa concentrazione di gel polimerico, non vi sarà alcuna disuguaglianza degli indici, e l'elemento modulatore della luce nello stato off è trasparente in tutte le direzioni di osservazione (privo di nebulosità) .

Nel modo riflettente bistabile, se il materiale di cristallo liquido ha un pitch colesterico nell'intervallo di lunghezze d'onda della luce visibile, allora il display può essere commutato da un modo riflettente colorato ad un modo a dispersione, ed infine ad un modo trasparente.

Scopi dell'invenzione

Lo scopo della presente invenzione è quello di fornire cristalli liquidi stabilizzati con polimeri (PSLC) mediante dispersione di un network (o rete) di un polimero mesogeno in una matrice di cristallo liquido colesterico continua.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire cristalli liquidi stabilizzati con polimeri disperdendo una rete di polimero mesogeno in una matrice di cristallo liquido nematico continua .

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire una tecnologia per ottenere una pellicola di cristallo liquido funzionante in modo duale costituita da dispersioni di "rete di polimero inesogeno in una matrice di cristallo liquido colesterico".

Ancora un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire una tecnologia per ottenere una pellicola di cristalli liquidi senza nebulosità (haze-free), costituita da dispersioni di una rete di polimero raesogeno in una matrice di cristallo liquido colesterico continua.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire una tecnologia per ottenere una pellicola di cristalli liquidi senza nebulosità costituita da dispersioni di una rete di polimero mesogeno in una matrice di cristallo liquido nematico continua.

Un ulteriore scopo tecnologico della presente invenzione è quello di fornire un procedimento per fabbricare cristallo liquido stabilizzato con polimero (PSLC) su grandi pellicole flessibili .

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un procedimento per fabbricare cristalli liquidi stabilizzati con polimeri su grandi pellicole flessibili mediante laminazione, in cui un PSLC contenga microparticelle o microdistanziatori .

Non ultimo scopo della presente invenzione è quello di fornire un procedimento per fabbricare cristalli liquidi stabilizzati con polimeri su grandi pellicole flessibili mediante laminazione o accoppiamento di substrati aventi una struttura replicata.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di fornire cristalli liquidi stabilizzati con polimeri (PSLC) in grado di fornire i vantaggi degli scopi precedenti e di trovare applicazione finale come pannelli di separazione/finestre per interni ed esterni per edifici in generale come uffici, ospedali, banche, ristoranti ed abitazioni, finestre centrali solari, come ad esempio lucernari, vetrate e simili per edifici per uffici e residenziali, elementi otturatori o scuri di controllo di luce/energia per l'impiego in esterni ed interni; finestre di protezione di riservatezza e di controllo della luce in veicoli da trasporto, come aerei, automobili, autocarri e natanti, in cartelloni stradali dinamici, viali, per stazioni, eventi sportivi ed aeroporti, come pure in qualità di cartelloni pubblicitari, visualizzatori di bassa e alta definizione, di grandi e piccole dimensioni, come pannelli di segnalazione, televisori e pannelli pubblicitari o simili.

Sommario dell'invenzione

La presente invenzione riguarda un materiale composito di cristalli liquidi stabilizzati con polimeri privo di nebulosità comprendente una fase continua di cristalli liquidi e una fase discontinua di un polimero inesogeno.

Inoltre, la presente invenzione riguarda un dispositivo a cristalli liquidi elettro-ottico flessibile comprendente: (a) una coppia di substrati conduttori flessibili ciascuno avente uno strato elettrodico depositato su esso, detti strati elettrodici sono opposti l'uno all'altro; (b) una composizione di cristallo liquido stabilizzata con polimero disposta tra detti substrati flessibili; e (c) struttura spaziatrice costituita da adesivo di un substrato legato alla resina dell'altro substrato disposta fra i due substrati e uno strato laminato circondante i substrati, detta struttura spaziatrice e detto strato laminato mantengono i substrati opposti ad una data distanza l'uno dall'altro.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, i richiedenti forniscono un dispositivo a cristalli liquidi elettro-ottico flessibile comprendente: (a) una coppia di substrati conduttori flessibili ciascuno avente uno strato elettrodico formato su esso, detti strati elettrodici sono opposti l'uno all'altro,· (b) una composizione di cristalli liquidi stabilizzati con polimeri includente microparticelle aventi dimensioni particellari nell'intervallo di 5-50 micron, detta composizione è disposta tra detti substrati flessibili; e (c) uno strato laminato circondante i substrati, detti strati laminati e dette microparticelle mantengono i substrati opposti ad una data distanza l'uno dall 'altro.

L'invenzione riguarda pure un procedimento per fabbricare un dispositivo a cristalli liquidi elettro-ottico flessibile che comprende: (a) posizionamento di una composizione di cristalli liquidi fluida contenente un prepolimero e microparticelle tra substrati conduttori flessibili; (b) laminazione del complesso risultante dalla fase (a); e (c) indurimento (curing) della composizione di cristalli liquidi contenente il prepolimero per formare un cristallo liquido stabilizzato con polimero.

La presente invenzione riguarda pure un procedimento per realizzare un dispositivo a cristalli liquidi elettro-ottico flessibile a partire da due substrati conduttori flessibili il quale procedimento comprende: (a) formare almeno uno strato cristallino liquido su almeno uno dei substrati conduttori flessibili mediante applicazione di una composizione di cristalli liquidi fluida contenente un prepolimero e microparticelle su una superficie esposta di uno dei substrati flessibili; (b) laminare i due substrati conduttori flessibili assieme con almeno uno strato cristallino liquido disposto tra i substrati flessibili per formare un laminato; e (c) far indurire la composizione di cristalli liquidi contenente il prepolimero per formare un cristallo liquido stabilizzato con polimero.

La presente invenzione fornisce pure un procedimento per fabbricare un dispositivo a cristalli liquidi elettro-ottico flessibile comprendente le fasi di: (a) rivestire un primo substrato di pellicola flessibile conduttore con una resina adesiva; (b) depositare una resina adesiva mediante serigrafia o fotoincisione su un secondo substrato di pellicola flessibile conduttore; (c) disporre una composizione di cristalli liquidi fluida contenente un prepolimero tra detta coppia di substrati; (d) stratificare il complesso risultante mediante laminazione e (e) indurire la composizione di cristalli liquidi contenente il prepolimero per formare un cristallo liquido stabilizzato con polimero in cui il legame dell'adesivo di un substrato alla resina dell'altro substrato forma una struttura distanziatrice che mantiene due substrati ad una data distanza l'uno dall'altro.

La presente invenzione riguarda pure un materiale composito di cristalli liquidi stabilizzato con polimeri senza nebulosità costituito da 70 a 95% in peso di una fase continua di cristalli liquidi e da 5 a 30% di una fase discontinua di un polimero mesogeno.

Breve descrizione delle figure

La presente invenzione, e suoi ulteriori scopi e vantaggi, risultano meglio compresi dalla descrizione seguente quando letta in unione con i disegni acclusi in cui:

La figura 1 illustra un dispositivo cristallino liquido fabbricato mediante il procedimento dei distanziatori fissati da legante secondo la presente invenzione.

La figura 2a è una vista in sezione trasversale illustrante un dispositivo a cristalli liquidi avente una struttura replicata o ripetentesi fissata da legante.

La figura 2b è una vista laterale illustrante un dispositivo a cristalli liquidi avente una struttura replicata fissata da legante.

La figura 3 illustra la prima fase del procedimento della presente invenzione che consiste nella applicazione a guisa di rivestimento di un legante sul substrato conduttore flessibile. La figura 4 illustra il rivestimento e la laminazione della miscela PSLC contenente microparticelle tra substrati conduttori flessibili legati da resina.

La figura 5a illustra una micrografia di PSLC su pellicole flessibili con un legante.

La figura 5b illustra una micrografia di PSLC su pellicole flessibili senza legante.

La figura 6a illustra la prima fase del procedimento relativa alla fabbricazione di pellicole PSLC flessibili aventi una struttura replicata o ripetentesi.

La figura 6b illustra una vista laterale di un substrato conduttore flessibile avente una struttura legante replicata.

La figura 7 illustra una maschera scelta tramite calcolatore e stampata su carta trasparente per la fotoincisione di telai serigrafici.

La figura 8 illustra il rivestimento e la laminazione della miscela PSLC tra un substrato conduttore flessibile avente il rivestimento di un legante resinoso e un altro substrato conduttore flessibile avente una configurazione stampata di un legante resinoso.

La figura 9a illustra i domini stampati a resina creati su substrati conduttori flessibili senza miscela PSLC.

La figura 9b illustra il dominio stampato a resina creato su substrati conduttori flessibili con una miscela PSLC.

La figura 10a illustra i domini di resina creati su pellicole di ITO-PET senza un PSLC.

La figura 10b illustra domini di resina creati su pellicole di IPO-PET con una miscela PSLC intrappolata.

Le figure Ila e llb illustrano le micrografie risultanti dell'esempio 9.

Descrizione delle forme di realizzazione preferite

In una delle forme di realizzazione preferite della presente invenzione, la richiedente ha scoperto una tecnologia di pellicola a cristalli liquidi a comportamento in modo singolo (single-mode ) e/o duale (dual-raode), senza nebulosità (hazefree), che è costituita da dispersioni di una rete polimerica mesogena in una matrice di cristalli liquidi colesterici o nematici continua. La richiedente fa riferimento a tale scoperta come cristalli liquidi stabilizzati con polimeri (PSLC). La maggior parte dei materiali di cristalli liquidi contemplati dalla presente invenzione hanno natura organica.

Classi organiche tipiche di materiali formanti cristalli liquidi contemplati comprendono composti organici sia aromatici che alifatici come benzilideneaniline generalmente preparate dalla reazione di benzaldeide para-sostituita e anilina parasostituita; N-(p-alcossibenzilidene)-p-amminostireni preparati dalla reazione dell'aldeide appropriata con p-amminostirene ; derivati di beta sitosterolo; amil estere attivo di ciano benzilidene ammino-cinnamato; composti contenenti p-fenilene come p-fenilene p-alcossibenzoati; amminoacetofenoni; amminopropiofenoni; fenilendiammine; clorofenilendiammine; terftali; p,p'-disostituite difenilacetileni; p,p1-disostituiti-1,4-difenilbutadieni; p,p''disostituiti fenil benzoati; fenil alchil carbonati sostituiti e difenil carbonati; acidi p-n-alchil benzoici; acidi p-n-alcossi benzoici; e basi di Schiff preparate da p-sostituite benzaldeidi e composti dei tipi seguenti: pfenilendiammine, 4,4'-diamminobifenili, 4-fenilazoaniline, naftilammine, e naftilendiammine.

Composti di cristalli liquidi specifici includono etil p-4-etossi-benzilideneamminocinnamato; dietil estere di acido ρ,ρ'-azossibenzoico; N-(p-metossi-benzilidene)-p-amminostirene; N-(pbutossibenzilidene)-p-amminostirene; p-azossianisolo; pesilossibenzalazina; p-azossi-fenetolo; p-anisilidene-pbif enilammina; p-etossi-benzilidene-p-bifenilammina; panisilidene-p-eunminofenil acetato; p-etossibenzilidene-pamminofenil acetato; p-n-esilossibenzilidene-p-amminofenil acetato; p-n-esilossi-benzilidene-p-araminofenil acetato; acido deca-2,4-dienoico; 4,4' di-n eptossiazossibenzene; 4,4' di-npentossiazossibenzene; 4,4' di-n-butossiazossibenzene; 4,4' dietossi-azosssibenze; 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-pmetossibenzilideneanunino-fenantrene; 4-metossi-4',-nitro-pterfenile; 4-p-metossibenzilideneamminobifenile; 4,4'

di(benzilideneammino)bifenile; acido p-n-esilbenzoico; acido p-npropossibenzoico; acido trans-p-metossicinanunico; 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-octilossibenzoato; l,4-biciclo[2.2.2] ottilene di p-anisato; 1,4-biciclo [2.2.2] ottilene di-p-n-ottilossi-benzoato; trans-1,4-cicloesilene di-pn-butossibenzoato; 4,4'-di(p-metossibenzilideneammino)dibenzile; p,p '-diacetossistilbene; 1,2-di(p-metossifenil)-acetilene; acido p-(p-acetossiazo) benzoico; l,4-di-(p-metossifenil)-butadiene; panisal-p-anisidina; ρ,ρ' dimetossidibenzal-1,4-naftalendiammina; acido p-n-butilbenzoico; p,p’-di-n-butildifenilpiridazina; p-(pcianobenzal) anisidina; acido p-(p-metossibenzossi) benzoico, anisal-p-amminozobenzene; 1-(4’-anisalamino)-4-fenilazonaftalene; N- (p-metossi-benzilidene)-p-n-butilanilina; N-(p-nottilossibenzilidene )-p-n-butilanilina; p-anisilidene-pfenilazoanilina; 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 pn-eptilossibenzoico; acido p-n-octilossibenzoico; butil-p-(petossi-fenossicarbonil ) fenilacarbonato; p-(p-etossi-fenilazo)-fenilept-anoato; 4-[(p-esilossicarbonilossibenzilidene )ammino]-1-pentilossibenzene; N-p-(pentilossicarbonilossi Jbenzilidene]-panisidina; p-[(p-butossi-fenil)azol]fenilbutilcarbonato; p-(p

propossibenzilidene-4 '-amminopropio tenone ; bis-(4-bromobenzilidene) -2-cloro-l, 4-fenilendiammina; bis-( 4-clorobenzilidene )-2-cloro-l ,4-fenilendiammina; bis- (4-ndecilossibenzilidene)-2-cloro-l, 4-fenilendianunina; bis-(4-ndodecilossibenzilidene) -2-cloro-l ,4-fenilendiammina; bis-(4-nesilossibenzilidene )-2-cloro-l ,4-fenilendiammina; bis-(4-metossibenzilidene )-2-cloro-l ,4-fenilendiammina; bis- (4-nonilossibenzilidene )-2-cloro-l ,4-fenilendiammina; bis-(4-nottilossibenzilidene )-2-cloro-l ,4-fenilendiammina; bis-(4-npentilossibenzilidene )-2-cloro-l ,4-fenilendiammina; bis- (4-bromobenzilidene )-1 ,4-fenilendiammina; bis-(4-clorobenzilidene )-1 ,4-fenilendiammina, bis-(4-n-decilossibenzilidene )-1,4-fenilendiammina; bis- (4-n-dodecilossibenzilidene )-1,4-fenilendiammina; bis- (4-fluorobenzilidene )-1,4-f enilendiammina; bis- (4-n-etilossibenzilidene )-1,4-fenilendiammina ; bis-(4-nesilossibenzilidene )-1,4-fenilendiammina; bis- (4-nnonilossibenzilidene )-1,4-fenilendiammina; bis- (4-nesilossibenzilidene )-1,4-fenilendiammina; bis- (4-nnonilossibenzilidene )-l,4-fenilendiammina; bis- (4-n-ottilossibenzilidene )-1,4-fenilendiammina ; bis-(4-n-pent.ilossibenzilidene ) -1 ,4-fenilendiammina; tereftal-bis-(p-bromoanilina) ; tereftalbis- (p-cloroanilina) ; tereftal-bis- (p-fluoroanilina) ; tereftalbis-(p-iodo-anilina) , e simili.

Materiali cristallini liquidi nematici adattti per l'impiego con i cristalli liquidi organometallici includono: p

benzoato, cianofenilmetossi benzoato e simili.

Cristalli liquidi nematici desiderati 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" (Licrilite <R >BL001 da E. Merck, Darmstadt, Germania, o suoi sussidiari come 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 4'-n-eptil-n-cianobifenile (7CB) 16% di 4'-n-ottossi-4-cianobifenile (M24), 12% di 4'-n-pentil-4 '-n-pentil-4-cianoterfenil (5CT) che ha una temperatura di transizione di fase da cristallo a cristallo liquido nematico di -10 °C e una temperatura di transizione di fase da cristallo liquido a isotropo di 60,5°C. Illustrative di queste miscele di cristalli liquidi commerciali sono le seguenti:

E-31 è una miscela brevettata di cianobifenili e di un estere bifenilico non-ciano ottenibile da E. Merck, supra, ed avente una temperatura di transizione di fase da cristallo a cristallo nematico di -9°C e una temperatura di transizione di fase da cristallo liquido a isotropo di 61,5 “C.

E-43 è una miscela brevettata di cianobifenili, un cianoterfenile e un estere bifenilico non-ciano ottenibile da E. Merck, supra, e avente una temperatura di transizione di fase da cristallo a cristallo liquido nematico di -60°C e una temperatura di transizione di fase da cristallo liquido a isotropo di 100°C. E63, da E; Merck, supra, è una miscela di cristalli liquidi che è simile a E7 con aggiunti clcloesani. Essa contiene: quantità significative del componente di cristalli liquidi comunemente noto 5CB, 7CB, quantità inferiori di 5CT, quantità inferiori di benzonitrile, 4-{4-propil-l-cicloesen-lile), comunemente noto come PCH3, quantità minori di 4-carbonitrile , 4'(4-pentile-l-cicloesen-l-ile )—1,1'-bifenile , comunemente noto come BCH5, e quantità ancora minori di acido [1,1' -bifenile] -4-carbossilico, 4'eptil-4 '-ciano [1,1'-bifenil ]-4-ile estere, comunemente noto come DB71. K-12 è 4-ciano-4'-butilbif enile e ha una temperatura di transizione di fase da cristallo a cristallo liquido nematico di 48 “C. K-18 è 4-ciano-4 '—esilbifenile e ha una temperatura di transizione di fase da cristallo a cristallo liquido nematico di 14,5°C e una temperatura di transizione di fase da cristallo liquido a isotropo di 29°C. K-21 è 4-ciano-4'-etilbif enile e ha una temperatura di transizione di fase da cristallo a cristallo liquido nematico di 30°C. K-24 è 4-ciano-4'-ottilbif enile e ha una temperatura di transizione di fase da cristallo a cristallo liquido smectico A di 21,5°C, una temperatura di transizione di fase da cristallo smectico C a cristallo liquido nematico di 33,5°C e una temperatura di transizione di fase da cristallo liquido nematico a isotropo di 40,5°C. M-15 è 4-ciano-4'-pentossibifenile e ha una temperatura di transizione di fase da cristallo a cristallo liquido nematico di 48°C e una temperatura di transizione di fase da cristallo liquido ad isotropo di 68°C. M-18 è 4-ciano-41-esossibifenile e ha una temperatura di transizione di fase da cristallo a cristallo liquido nematico di 57°C e una temperatura di transizione di fase da cristallo liquido a isotropo di 75,5°C. M-24 è 4-ciano-41-ottossibifenile e ha una temperatura di transizione di fase da cristallo a cristallo liquido smectico A di 54,5°C, una temperatura di transizione di fase da cristallo smectico A a cristallo liquido nematico di 54,5°C, una temperatura di transizione di fase da cristallo smectico A a cristallo liquido nematico di 67,0°C, e una temperatura di transizione di fase da nematico a isotropo di 80,0°C. Altre miscele di cristalli liquidi Licrilite desiderabili includono BL003, BL004, BL009, BL011, BL012, BL032, BL036, BL037, BL045, BL046, ML-1001, ML-1002, come pure TL202, TL203, TL204 e TL205, tutte ottenibili da E. Merck, supra.

TOTN404, è ottenibile da Hoffman-LaRoche, Basel, Svizzera, e Nutley, N.J., è una miscela di cristalli liquidi simili a E7 ma con aggiunte pirimidine. Essa contiene approssimativamente il 30% in peso di 4-carbonitrile,4'-pentilossi-1,1'-bifenil comunemente noto 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,1',4',l"-terfenile, comunemente noto come 5CT, 10% in peso di 4-(4-pentile-2-pirimidimile)-benzonitrile, comunemente noto come RO-CP-7035, 20% in peso di 4(4-etil-2-piriraidimile)-benzonitrile, comunemente noto come R0-CP—7037, e 15% in peso di 4-[5-(4-butilfenil)-2-pirimiedinil] benzonitrile, comunemente noto come RO-CM-7334.

ROTN-570, ottenibile da Hoffman-LaRoche, è una miscela di cristalli liquidi cianobifenilica comprendente il 51% in peso di 4-ciano-4 '-pentilbifenile, 25% in peso di 4-ciano-4'-etilbifenile, 16% in peso di 4-ciano-4'-ottilossibifenile, e 8% in peso di 4-ciano-4'-pentil-p-terfenile. Un'altra miscela di cristalli liquidi desiderabile ottenibile dalla Hoffman-LaRoche è TN0623.

La matrice polimerica impiegata nella presente invenzione è costituita da nuove matrici mesofasi induribili all'ultravioletto e termoindurenti e, più un particolare, mesogeni metallorganici induribili a UV (MOM) e sistemi di resine epossidiche-cristalli liquidi LCER.

Resine epossidiche termoinduribili cristalline liquide (LCER) sono ben note nella tecnica, ma in precedenza non sono state mai applicata alla tecnologia dei materiali compositi di cristalli liquidi dispersi in polimeri come componenti di catena principale del materiale termoindurente nella matrice a fase polimerica continua. E' noto che le LCER presentano proprietà termiche e meccaniche migliorate, e si è trovato che migliorano la resistenza/modulo di trazione e flessione rispetto a convenzionali resine epossidiche. Si veda il brevetto statunitense 4.962.163 a nome Hefner Jr. et al.

Le LCER possono essere ottenute mediante copertura di estremità di molecole mesogene o a barrette rigide con gruppi epossidici reattivi in presenza di un agente di indurimento adatto, tipicamente una diammina. E' noto che una disposizione molecolare inesogena è mantenuta attraverso la reazione di reticolazione quando la reazione viene eseguita nell'intervallo di termostabilità della fase cristallina liquida. Si veda Carfagna et al., Liq.Cryst. 13(4), pagg. 571-584 (1993). E’ inoltre noto che la scelta sia del componente terminato con glicidile che dell'agente di indurimento è importante per ottenere un materiale termoindurito ordinato e che non è essenziale che il monomero epossidico e l'agente di indurimento abbiano a formare di per sè stessi una fase nematica.

Le LCER preferite hanno generalmente la formula:

in cui M è un gruppo contenente due o più anelli aromatici ponticellati da un gruppo di legame centrale rigido e detto gruppo legante centrale è scelto dal gruppo costituito da un legame diretto o un

ciascun Rj è indipendentemente idrogeno o un gruppo idrocarbilico avente 1-3 atomi di carbonio e gli anelli aromatici possono pure contenere uno o più eteroatomi scelti dal gruppo costituito da N, 0, s

i l i i l l

CHj— CH— CH3⁄4 — O

O — CH; — CH —

Gli agenti di indurimento preferiti per l'impiego in unione con le LCER sono 1,3-diammina toluene (PAT) e ρ,ρ'-diamminodimetilbenzalazina .

I mesogeni metallorganici induribili a UV (MOM) preferiti sono quelli aventi la formula:

Altri MOM contemplati dalla presente invenzione includono composti aventi le strutture chimiche seguenti:

in cui R è un gruppo c C1-C10 alchile ramificato o non ramificato, Y è un gruppo C1-C4 alchile e R1 e R2 sono come definiti precedentemente. Altri composti che possono essere impiegati in unione con la presente invenzione sono scelti dal gruppo costituito da

in cui M è preferibilmente Pt, Co, Ni, VO e R-1 e R2 sono come definiti precedentemente :

in cui R·1 e R2 sono come definiti precedentemente, X è alogeno e M1 è scelto dal gruppo costituito da Pd, Pt e Au;

in

in cui R2 è come definito precedentemente.

L'invenzione riguarda inoltre un procedimento per realizzare un materiale composito di cristalli liquidi stabilizzato con polimeri. Il procedimento comporta la fase di preparazione di una miscela contenente (a) un prepolimero di resina epossidica cristallino o liquido o mesogeno metallorganico, (b) un materiale di cristalli liquidi di basso peso molecolare, e (c) un agente di indurimento o fotoiniziatore. Il procedimento comporta inoltre la fase di far indurire la miscela per formare una fase continua di cristalli liquidi e una fase discontinua di polimeri mesogeni.

La concentrazione di polimero dell'invenzione è compresa entro l'intervallo di 5-30% in peso. Benché la richiedente non voglia essere vincolata da teorie relative ai meccanismi dell'invenzione, la richiedente ritiene che nella presente invenzione sia ottenuta una morfologia inversa, portando così a dispersioni di una fase discontinua polimerica in una matrice continua di cristalli liquidi.

Mediante il procedimento di cui sopra, sono state preparate un nuovo tipo di pellicole elettro-ottiche, disperdendo alcune resine epossidiche a cristalli liquidi (LCER) a bassa concentrazione in un cristallo liquido colesterico. Queste pellicole possono operare come un elemento modulatore ottico a modo inverso che è trasparente nello stato di assenza di campo (off-state) ed opaco nello stato di applicazione del campo Constate), e come un elemento modulatore di modo normale, che è opaco nello stailo di assenza di campo (off-state) (a basse tensioni in questo caso) e trasparente in presenza di campo (onstate). Lo stato trasparente è privo di nebulosità per tutte le direzioni della luce incidente. Le pellicole presentano pure un effetto di memoria, che rimane invariato nello stato trasparente o nello stato opaco in dipendenza dal modo con cui il campo viene commutato allo stato OFF. L'effetto di memoria in questo tipo di pellicole è più pronunciato rispetto ai dispositivi a cristalli liquidi (LCD) che presentano proprietà bistabili.

I materiali compositi PSLC e i materiali della presente invenzione superano le limitazioni della tecnica nota e presentano pure proprietà bistabili che li rendono utili come una matrice attiva in applicazioni di visualizzatori (display) di informazioni. La concentrazione del polimero è bassa (5-30%) ma è sufficiente a realizzare pellicole omogenee che non sono suscettibili di sollecitazioni meccaniche come dispositivi a cristalli liquidi.

L'innovazione della richiedente porta ad un buon sistema operativo che opera senza alcun trattamento superficiale o nel modo normale o nel modo inverso, in dipendenza dalla tensione applicata al sistema.

Il procedimento secondo la presente invenzione include inoltre nella composizione microdistanziatori aventi un diametro nell'intervallo da 5 a 50 micron. Le composizioni contenenti i microdistanziatori sono realizzate preparando una miscela contenente (a) un prepoliraero di resina epossidica liquido cristallina, (b) un materiale di cristalli liquidi a basso peso molecolare, (c) un agente di indurimento e (d) microspaziatori come spaziatori a micro-perline di poliestere.

Le prestazioni dei materiali compositi risultanti secondo la presente invenzione sono superiori a quelle di materiali compositi della tecnica nota. A causa della concentrazione relativamente più elevata rispetto a gel PSCT, le pellicole di PSLC sono realizzate su substrati di plastica presentano l'effetto di "automantenimento", particolarmente per un contenuto del polimero 15-20%. Ciò significa che tramite la presente invenzione sarebbe possibile produrre elementi modulatori di luce e visualizzatori (display) su pellicole di plastica flessibili (ITO-PET).

Con i sistemi di prepolimeri/cristalli liquidi studiati, le pellicole di PSLC dimostrano di essere "prive di nebulosità" in tutte le concentrazioni studiate.

Il fenomeno della bistabilità del PSLC fornisce la possibilità di preparare finestre commutabili con trasparenze di modo duale, cioè aventi due trasparenze a) nello stato OFF e b) al di sopra della tensione di saturazione. L'opacità delle pellicole si verifica in corrispondenza di un intervallo di intermedio di tensione. Se il "pitch" del cristallo colesterico è nell'intervallo visibile della lunghezza d'onda della luce, allora l'elemento modulatore è "colorato-trasparente" nello stato off e "incolore-trasparente" al di sopra della tensione di saturazione.

Il substrato flessibile da impiegare nella presente invenzione può essere costituito da una varietà di substrati, come quelli noti nella tecnica, ossia substrati flessibili che sono stati dotati di uno strato elettrodico su una superficie di essi. Il substrato flessibile è tipicamente un substrato trasparente portante sulla sua superficie uno strato elettrodico trasparente. L'altro substrato flessibile è pure trasparente e porta analogamente uno strato elettrodico trasparente.

Alcuni esempi illustrativi delle resine per i substrati flessibili da impiegare nella presente invenzione includono poliesteri come polietilenetereftalato (PET) e polibutilenetereftalato, policarbonati. Polipropilene, polietere solfoni (PES), e poliammidi. Tra questi, i preferiti sono il polietilenetereftalato e i poliesteri solfoni.

Lo strato elettrodico da impiegare può essere uno strato convenzionale, ed alcuni esempi illustrativi dello strato elettrodico includono pellicola di ossido di stagno chiamata pellicola NESA, uno strato di ossido di stagno-indio in cui l'ossido di stagno è miscelato, lo strato essendo chiamato pellicola ITO, e pellicole sottili di metalli come oro, argento, nichel, bronzo e titanio, che sono pellicole sottili aventi conducibilità. Tra queste, quelle particolarmente preferite per lo strato elettrodico trasparente sono le pellicole ITO, ecc.

I due substrati flessibili hanno preferibilmente una forma adatta per attuare il procedimento di produzione continuo, come ad esempio una forma di pellicola o di foglio, ed è desiderabile impiegare questi substrati in stato arrotolato.

La pellicola conduttrice trasparente è tipicamente formata mediante convenzionali procedimenti della tecnica nota come ad esempio polverizzazione catodica (sputtering) o mediante deposizione sotto vuoto a raggi di elettroni. Sono vantaggiosamente adatti altri procedimenti come placcatura ionica, rivestimento e deposizione di vapori chimici.

Non vi è nessuna limitazione particolare a favore di substrati impiegabili nella presente invenzione, e le forme del substrato da impiegare possono variare in dipendenza dallo scopo di uso, ecc. Generalmente, substrati di forma planare, forma in foglio o forma pellicolare sono preferibilmente impiegati nella presente invenzione, ed è particolarmente preferibile impiegare substrati pellicolari per trarre vantaggio della loro adattabilità a sistemi di produzione continui.

Lo spessore dei substrati può essere scelto conformemente alle qualità dei substrati come il grado di trasparenza, la flessibilità, la resistenza meccanica e la trattabilità, l'impiego finale di un dispositivo, ecc., ed è generalmente compreso fra circa 20 e circa 1000 pm.

Facendo ora riferimento ai disegni, la figura 1 illustra un dispositivo a cristalli liquidi in cui i numeri di riferimento 1 e 2 indicano substrati flessibili e trasparenti aventi un rivestimento trasparente 3 e 4 di ossido di stagno-indio. I numeri di riferimento 5 e 6 indicano il legante resinoso mentre i numeri di riferimento 7 e 8 indicano i microspaziatori che sono inclusi nel dispositivo. La composizione di cristalli liquidi stabilizzata con polimeri è indicata dai numeri di riferimento 9 e 10.

La figura 2a mostra una vista in sezione trasversale di un dispositivo a cristalli liquidi avente una struttura replicata fissata da legante. I numeri di riferimento 11 e 11' indicano i substrati di plastica flessibili aventi un rivestimento trasparente 12 e 12' di ossido di stagno-indio. I numeri di riferimento 13 e 14 indicano i leganti resinosi mentre i numeri di riferimento 15 e 16 indicano il cristallo liquido stabilizzato con polimero nei "microrecipienti" replicati.

La figura 2b è una vista laterale illustrante un dispositivo a cristalli liquidi avente una struttura replicata fissata con legante in cui il numero di riferimento 17 indica un substrato di tereftalato di polietilene, e il numero di riferimento 18 indica i microrecipienti leganti in cui è intrappolato il cristallo liquido stabilizzato con polimero.

La figura 3 illustra la prima fase del procedimento della presente invenzione, in cui un substrato 19 costituito da polietilen tereftalato e avente un rivestimento conduttore trasparente 20 di ossido di stagno-indio è rivestito con un legante resinoso per fornire un prodotto come quello mostrato, in cui 19' indica il substrato di polietilen tereftalato; 20' è il rivestimento conduttore trasparente e 21 rappresenta il legante resinoso.

La fase di laminazione di uno dei procedimenti dell'invenzione è illustrata in figura 4. La figura 4 illustra il rivestimento e la laminazione della miscela di cristalli liquidi stabilizzata con polimero contenente microparticelle tra substrati conduttori flessibili legati con resina. In figura 4, il numero di riferimento 22 indica una composizione di cristalli liquidi stabilizzata con polimero (PSLC) contenente spaziatori a micro-perline. La composizione PSLC contenente spaziatori a micro-perline e indicata dal numero di riferimento 22 è applicata a guisa di rivestimento su substrati conduttori flessibili 23 e 24 e successivamente laminata ad una temperatura superiore a 80°C, mediante rulli riscaldati 25 e 25'. I numeri di riferimento 26, 27 e 28 indicano la direzione di movimento della laminazione.

Le figure 5a e 5b illustrano micrografie dei laminati ottenuti mediante il procedimento rappresentato in figura 4. La figura 5a mostra una micrografia di un PSLC su pellicole flessibili con un legante, mentre la figura 5b mostra una micrografia di un PSLC su pellicole flessibili senza legante.

La figura 6a illustra la prima fase del procedimento relativa alla fabbricazione di pellicole di PSLC flessibili aventi una struttura replicata. Nella prima fase illustrata in figura 6a, un substrato polimerico flessibile 29 avente uno strato elettrodico trasparente 30 è rivestito con un legante resinoso per produrre una pellicola flessibile avente il substrato 29·, lo strato elettrodico trasparente 30* ed il legante resinoso 31. In figura 6b, è mostrato un substrato conduttore flessibile 32 avente una struttura legante replicata 33 realizzata mediante serigrafia.

La figura 7 mostra la maschera scelta mediante calcolatore e stampata su carta trasparente per la fotoincisione di telai serigrafici.

La figura 8 illustra il rivestimento e la laminazione della miscela PSLC tra un substrato conduttore flessibile avente un rivestimento uniforme di un legante resinoso e un altro substrato conduttore flessibile avente una configurazione stampata di un legante resinoso. In figura 8, il numero di riferimento 35 indica una composizione di cristalli liquidi stabilizzata con polimeri (PSLC). La composizione PSLC, che è indicata dal numero di riferimento 35, è applicata a guisa di rivestimento su substrati conduttori flessibili 34 e 34' ed il complesso risultante è laminato ad una temperatura superiore a 80°C mediante rulli riscaldati 36 e 36'. I numeri di riferimento 37, 38 e 39 indicano la direzione di movimento del processo di laminazione.

Le figure 9a e 9b sono micrografie che illustrano le laminazioni risultanti del procedimento rappresentato in figura 8. La figura 9a illustra i domini stampati in resina riscaldati su substrati conduttori flessibili senza una miscela PSLC. La figura 9b illustra i domini stampati su resina creati su substrati conduttori flessibili con una miscela PSLC.

La figura IOa mostra i domini di resina creati su pellicole di ITO-PET senza PSLC mentre la figura 10b illustra domini di resina creati su pellicole di ITO-PET con una miscela di PSLC intrappolata.

Le figure 11a e 11b mostrano le micrografie risultanti dello esempio 9.

Come è rappresentato nelle figure 4 e 8, la presente invenzione riguarda pure procedimenti per realizzare pellicole di PSLC flessibili.

Nel primo procedimento che i richiedenti chiamano a •'spaziatori fissati da legante" (BSF, Binder-Fixed Spacers).

La soluzione di PSLC (o LC) con microspaziatori da 10-30 micron è posizionata tra substrati conduttori flessibili di pellicola PET-ITO, preliminarmente rivestita con uno strato di 5-10 micron di resina (legante).

Mediante accoppiamento dei substrati legati ad alta temperatura (>80°C) tramite un procedimento di rivestimento/ laminazione rullo-rullo, è possibile fissare gli spaziatori tra le pellicole di PET-ITO e stabilizzare la soluzione gelatinosa di PSLC o LC (vedere la figura 4).

Nel secondo procedimento di laminazione che i richiedenti chiamano "struttura replicata fissata da legante" (BFRS, Binder Fixed Replicated Structure),una resina viene applicata a guisa di rivestimento in una struttura a rete replicata regolare tramite serigrafia o tecnologia di fotoincisione su un substrato conduttore flessibile (PET-ITO). Questa tecnologia consente di creare micro-domini (microreci-pienti) in cui la miscela di PSLC (o LC) può essere intrappolata. La miscela viene posizionata tra il substrato con la "struttura replicata" ed una pellicola di PET-ITO comune per PSLC. Il legante resinoso consente di accoppiare e stabilizzare la miscela di PSLC (o LC) (vedere figura 8).

Nei dispositivi ottenuti mediante i due suddetti procedimenti di fabbricazione, la distanza fra i substrati che circondano il cristallo liquido stabilizzato con polimero è approssimativamente da 5 a 30 micron.

MATERIALI E PROCEDIMENTI

1 - RESINE

MATERIALI TERMOINDURENTI:

DAT (agente di indurimento, fornito dalla ALDRICH)

2-4 diammina toluene

CAPCURE 3-800 (agente di indurimento fornito dalla HENKEL)

a

CN104 (resina UV, fornita dalla CRAY VALLEY)

MATERIALI TERMOPLASTICI:

PARALOID B/72 (resina acrilica idrossi funzionale fornita dalla ROHM & HAAS)

QR 1033 (resina acrilica idrossi funzionale fornita dalla BAYER)

N75 (Poliisocianato, fornito dalla BAYER)

2 - CRISTALLI LIQUIDI

E43 (miscela nematica, fornita dalla MERCK)

E7 (miscela nematica, fornita dalla MERCK)

TN0623 (miscela nematica, fornita da HOFFMANN LA ROCHE) 3 - COMPOSTI CHIRALI

CB15 (componente chirale puro, fornito dalla MERCK) Acetato di colesterile (componente chirale, fornito dalla ALDRICH)

4 - SUBSTRATI CONDUTTORI

FLESSIBILE ITO—PET* (fornito da COURTAULDS d=0,175 miti)

*ITO-PET = Ossido di stagno-indio-tereftalato di polietilene 5 - DISTANZIATORI

micro-perline (d=5-30 micron fornite dalla DODWELL HI-TECH)

PROCEDIMENTI GENERALI PER REALIZZARE

PELLICOLE DI CRISTALLI FLESSIBILI

PROCEDIMENTO I: Spaziatori fissati da legante (BFS, Binder-Fixed-Spacers)

Descrizione fase per fase della preparazione della pellicola: 1) Applicazione del legante su pellicola di ITO=PET (figura 3) Una resina induribile a UV (NOA65, SAM114 ·..) o termoplastica (PARALOID b/72, AU1033 o termoindurente (EPON 828, DAT* ...) dello spessore di 2-10 micron è applicata a guisa di rivestimento su due pezzi di pellicole di ITO-PET e quindi indurite separatamente. Questa fase pone uno strato morbido di resina-legante sulla superficie conduttrice delle pellicole di ITO-PET che sono quindi utilizzate per preparare un complesso stratificato o sandwich di cristalli liquidi stabilizzati con polimeri (PSLC).

2) Preparazione della miscela PSLC

La miscela PSLC è costituita da una soluzione omogenea di 0<x<20% di resina induribile a UV o termoplastica o termoindurente e l-x% di LC*. Il LC* è preparato miscelando un cristallo liquido o LC nematico 70<y<100% (E43, E7, TN0623,...) con un materiale chirale l-y% (CB15, colesteril acetato,...). La bassa percentuale di materiale chirale fa variare il cristallo liquido da nematico a nematico-chirale (colesterico).

Spaziatori di micro-perline di Mylar (del diametro di da 5 a 30 micron) sono aggiunti alla miscela di PSLC).

L’intera miscela è miscelata ad una temperatura di circa 60°C per circa 10 minuti.

3) Rivestimento/laminazione di miscela PSLC tra ITO-PET legate con resina (figura 4).

Con un dispositivo come quello rappresentato in figura 4, la miscela di PSLC con distanziatori di micro-perline mylar è simultaneamente rivestita e laminata tra rulli riscaldati che esercitano pressione l'uno contro l'altro. La temperatura dei rulli è >80°.

Una sezione trasversale di questa struttura stratificata o sandwich di pellicola PSLC è illustrata in figura 1. Come si nota, l'immersione parziale dei distanziatori negli strati leganti e il loro fissaggio avrebbe come conseguenza la creazione di una grande pellicola con distanziatori fissati in grado di trattenere il sistema fluido. Le micrografie delle figure 5a e 5b mostrano una struttura fluida colesterica e i distanziatori a microperline in due pellicole con (5a) e senza (5b) legante resinoso. Il campione senza legante presenta più difetti sulla struttura del cristallo liquido a causa di scarsissima ritenzione o scarsissimo mantenimento dell'intero campione.

PROCEDIMENTO II? Struttura replicata fissata con legante (BFRS, Binder Fixed Replicated Structure)

Descrizione fase per fase della preparazione della pellicola:

I) Applicazione dello strato (coating) di legante su pellicola di ITO-PET (figura 6a)

Una resina induribile a UV (NOA65, SAM114...) o termoplastico (PARALOID B/72, AU1033...) o termoindurente (EPON 828,

DAT* ...) dello spessore di 2-10 micron è applicata a guisa di rivestimento su un pezzo di pellicola di ITO-PET e quindi indurita.

Il medesimo tipo di resina utilizzato per il primo pezzo di pellicola di ITO-PET è depositato su un secondo pezzo di pellicola di ITO-PET mediante tecnologia di serigrafia o fotoincisione in una struttura a rete regolarmente replicata.

Questa procedura crea domini (recipienti) in cui può essere intrappolata la miscela di PSLC (figura 6b).

Al fine di ottenere una rete di resina replicata, una maschera adatta è scelta mediante computer e stampata su carta trasparente (vedere la figura 7). Quindi, mediante un procedimento di foto-incisione, viene preparato un telaio serigrafico. Da ultimo, la resina è depositata mediante tale telaio serigrafico sulla superficie conduttrice della pellicola di ITO-PET. Le dimensioni dei "recipienti" così ottenuti possono variare da 1 a 10 min*.

I due pezzi di pellicole di ITO-PET così ottenuti sono quindi utilizzati per preparare un sandwich di PSLC.

2) Preparazione della miscela di PSLC

La miscela di PSLC è costituita da una soluzione omogenea di 0<x<20% di resina induribile a UV o termoplastica o termoindurente e l-x% di LC*. Il LC* è preparato miscelando un LC nematico 70<y<100% (E43, E7, TN0623...) con un materiale chirale l-y% (CB15, colesteril acetato,...). La bassa percentuale di materiale chirale fa variare il LC da nematico a nematico-chirale (colesterico). L'intera miscela è miscelata ad una temperatura di circa 60°C per circa dieci minuti.

3) Rivestimento/laminazione di miscela PSLC tra ITO-PET legate con resina (figura 8)

Con un dispositivo come quello rappresentato in figura 8a, la miscela di PSLC è simultaneamente applicata come uno strato di rivestimento e laminata tra due rulli riscaldati che esercitano pressione l'uno contro l'altro. La temperatura dei rulli è >80°.

Una sezione trasversale di questo sandwich di pellicola PSLC è rappresentata in figura 2a. Le micrografie nelle figure 9 e 10 illustrano un pezzo di struttura replicata di resina su una pellicola ITO-PET (a) e la struttura fluida colesterica intrappolata in struttura di recipienti o "vasi" ottenuta mediante il procedimento BFRS.

ESEMPI SPECIFICI

Procedimento BFS:

Esempio 1

LEGANTE: NOA65. Materiale fluido E/O: E43/Colesteril acetato (CA) = 75/25%

Un sistema LC* (*= nematico-chirale) è stato preparato mediante il 75% di un cristallo liquido nematico (E43) ed il 25% di un componente chirale (colesteril acetato). Sono aggiunti spaziatori SP215 di micro-perline (10 milligrammi per grammo di LC*). Il prepolimero (NOA65) è stato applicato come strato di rivestimento (coating) da circa 5 μπι su due pellicole di

ITO-PET e quindi indurito sotto una lampada UV da 20mW/cm^.

La soluzione è stata quindi posta tra i suddetti substrati flessibili conduttori (ITO-PET con strato di resina legante) impiegando uno strumento di rivestimento-laminazione (coaterlaminator).

Sono state misurate le proprietà elettro-ottiche. I risultati, riportati qui sotto, indicano che il sistema manifesta il comportamento a due modalità.

E' stato preparato un sistema PSLC mediante 80% di un cristallo liquido nematico (E43), 10% di un componente chirale (colesteril acetato) e 10% di PdLC (composto induribile a UV metallico-organico mesogenico). Sono aggiunti spaziatori di micro-perline SP215 (10 milligrammi per grammo di LC*). Il prepolimero (NOA65) è stato applicato a guisa di rivestimento come uno strato di circa 5 pm su due pellicole di ITP-PET e quindi indurito a UV sotto una lampada da 20mW/cm^ UV.

La soluzione è stata quindi posta tra i substrati flessibili conduttori (ITO-PET con strato di resina legante) impiegando uno strumento di rivestimento-laminazione.

Sono state misurate le proprietà elettro-ottiche. I risultati, riportati qui sotto, indicano che il sistema evidenzia il comportamento a doppia modalità.

E' stato preparato un sistema PSLC mediante il 72% di un cristallo liquido nematico (E43), 8% di un componente chirale (colesteril acetato) e 20% di SAM114 (resina induribile a UV). Sono aggiunti spaziatori di micro-perline SP215 (10 milligrammi per grammo di LC*. Il pre-polimero (SAM114) è stato applicato come uno strato di rivestimento da circa 5 μπ\ su due pellicole di ITO-PET e quindi indurito a UV sotto una lampada UV da 20mW/cm^.

La soluzione è stata quindi disposta tra i substrati flessibili conduttori (ITO-PET con strato di resina legante) impiegando uno strumento di rivestimento-laminazione.

Sono state misurate le proprietà elettro-ottiche. I risultati, riportati qui sotto, indicano che il sistema presenta il comportamento a due modalità.

E' stato preparato un sistema PSLC mediante 76,5% di un cristallo liquido nematico (E43), 8,5% di un componente chirale (colesteril acetato), e 15% di SAM114 (resina induribile a UV). Sono aggiunti spaziatori di micro-perline SP215 (10 milligrammi per grammo di LC*). Il pre-polimero (SAM114) è stato applicato come uno strato di rivestimento di circa 5 μm su due ITO-PET, e quindi indurito a UV sotto una lampada uv da 20mW/cm2.

La soluzione è stata quindi disposta tra i substrati flessibili conduttori (ITO-PET con strato di resina legante) impiegando uno strumento di rivestimento/laminazione.

E’ stato preparato un sistema PSLC mediante il 70% di un cristallo liquido nematico (E43), 10% di un componente chirale (coresterile acetato), e 20% di PARALOID B/72 (polimero termoplastico). Sono aggiunti spaziatori di micro-perline SP215 (10 milligrammi per grammo di LC*). Il polimero (PARALOID B/72) sciolto in toluene è stato applicato come uno strato di rivestimento da circa 5 μπι su due ITO-PET e quindi lasciato evaporare in forno a 60°C.

La soluzione di PSLC è stata quindi posta tra i substrati flessibili conduttori (pellicole di ITO-PET con strato di resina legante) impiegando uno strumento di rivestimento-laminazione.

E’ stato preparato un sistema PSLC mediante 85,5% di un cristallo liquido nematico (E43) il 9% di un componente chirale (colesterile acetato), e 5% di PARALOID B/72 (polimero termoplastico). Sono aggiunti spaziatori di micro-perline SP215 (10 milligrammi per grammo di LC*). Il polimero (PARALOID B/72) sciolto in toluene è stato applicato come uno strato di rivestimento da circa 5 pm su due pellicole di ITO-PET e quindi lasciato evaporare in forno a 60°C.

La soluzione di PSLC è stata quindi posta tra i substrati flessibili conduttori (pellicole di ITO-PET con strato di resina legante) impiegando uno strumento di rivestimento/laminazione.

Sono state misurate le proprietà elettro-ottiche. I risultati, riportati in.seguito, indicano che il sistema presenta comportamento a due modalità.

E' stato preparato un sistema PSLC mediante l'85% di un cristallo liquido nematico (E43), 10% di un componente chirale (colesterile acetato), e 5% di CN104 (resina epossidica induribile a UV). Sono aggiunti spaziatori a micro-perline SP215 (10 milligrammi per grammo di LC*). Il prepolimero NOA65 è stato applicato come uno strato di rivestimento da circa

5 μτα su due pellicole di ITO-PET e quindi indurito a UV sotto una lampada UV da 20mw/cm<2>.

La soluzione di PSLC è stata quindi posta fra i substrati flessibili conduttori (ITO-PET con strato di resina legante) impiegando uno strumento di rivestimento-laminazione.

Sono state misurate le proprietà elettro-ottiche. I risultati, riportati qui sotto, indicano che il sistema evidenzia il comportamento a modalità normale.

PROCEDIMENTO BFRS:

Esempio 8

LEGANTE: PARALOID B/72. Materiale fluido E/O: TN0623/CA = 90/10% E' stato preparato un sistema PSLC mediante il 90% di un cristallo liquido nematico (TN0623) e il 10% di un componente chirale (colesterile acetato). Sono aggiunti spaziatori di micro-perline SP215 (10 milligrammi per grammo di LC*).

Il polimero PARAL0ID B/72 (polimero termoplastico) sciolto in toluene, è stato applicato come uno strato di rivestimento da circa 5 μη su due ΙΤ0-ΡΕΤ e quindi lasciato evaporare in forno a 60°C.

La soluzione di PSLC è stata quindi disposta fra i substrati flessibili conduttori (ITO-PET con strato di resina legante) impiegando uno strumento di rivestimento-laminazione.

Sono state misurate le proprietà elettro-ottiche. I risultati, riportati qui sotto, indicano che il sistema presenta il

PREPARAZIONE DI CRISTALLI LIQUIDI STABILIZZATI CON POLIMERI

Esempio 9

Effetto sulla struttura.

Sono stati preparati alcuni sistemi di gel miscelando una resina epossidica a cristalli liquidi (DOMS) con un agente di indurimento adatto (DAT) ad una percentuale tale da fornire un polimero cristallino liquido (DOMS/DAT = 5/1), e un cristallo liquido colesterico ottenuto miscelando il 5% di un componente chiralico puro (CB15) con un cristallo liquido nematico (E43).

Sono stati preparati tre campioni miscelando percentuali diverse di resina e cristallo liquido.

PSLC 90% 90% LC (E43 CB15) l0%resina(DOMS/DAT) PSLC 85% 85% LC (E43 CB 15) 15% resina (DOMS/DAT) PSLC 80% 80% LC (E43 CB 15) 20% resina (DOMS/DAT) I campioni sono stati preparati miscelando i componenti ad una temperatura di circa 90°C ponendo la soluzione tra substrati conduttori con uno spessore di 10 μπι e facendo indurire in forno ad una temperatura di 130°C per circa 3 ore.

I campioni erano osservati con un microscopio ottico (Leitz Laborlux) tra polarizzatori incrociati. Le strutture sono state confrontate con quelle di pellicola di cristallo liquido colesterico (LCf) contenente solamente cristallo liquido. Abbiamo qui riportato le micrografie ottenute con pellicola di cristallo liquido (LCf) e 90% di GEL.

Le figure Ila e llb mostrano le micrografie risultanti illustranti le strutture diverse di LC del sistema PSLC.

Esempio 10

Effetto sul fattore di trasmissione angolare (nebulosità).

Il fattore di trasmissione in stato ON dei campioni del precedente esempio 9 è stato misurato mediante un sistema fotometrico con angolo di visione variabile.

Abbiamo riportato nella seguente tabella i risultati delle misurazioni .

Come si può osservare dalle tabelle, il fattore di trasmissione o trasmittanza diminuisce con l'aumentare della quantità di resina nel sistema PSLC. Questo effetto è dovuto alla disuguaglianza di indice di rifrazione tra la resina ed il cristallo liquido che diviene notevole a concentrazione più elevata della resina (>20%).

Tuttavia, il risultato importante è che la concentrazione della resina non ha alcun effetto sulla riduzione del fattore di trasmissione mediante aumento dell'angolo di osservazione (nebulosità). In realtà, come è mostrato nei grafici qui sotto, tutti i campioni sono privi di nebulosità.

Effetto sulle proprietà elettro-ottiche

Le proprietà elettro-ottiche dei campioni dell'esempio 9 sono state misurate con un sistema fotometrico.

Toff è la percentuale del fattore di trasmissione o della trasmittanza nello stato OFF (campo non applicato).

T* è la percentuale più bassa di fattore di trasmissione per opacità massima.

Ton è la percentuale del fattore di trasmissione o della trasmittanza nello stato ON (campo applicato).

V* è la tensione corrispondente al fattore di trasmissione più basso per opacità massima.

V90 è la tensione corrispondente al 90% del fattore o coefficiente di trasmissione-trasmittanza.

Esempio 12

Effetto sulle proprietà elettriche.

Le proprietà elettriche (resistenza) dei campioni dello esempio 9 sono state misurate impiegando un misuratore LCR (HP 4284 A).

I valori ottenuti sono stati normalizzati rispetto allo spessore e all'area dei campioni.

I risultati sono stati riportati nella tabella qui sotto. Come si può osservare dalla tabella, la resistività della pellicola contenente il 20% di resina è estremamente elevata rispetto ad altre pellicole.

Esempio 13

E* stato preparato un sistema PSLC impiegando 85% della miscela colesterica dell’esempio 1 e 15% di un mesogeno di metallo-organico induribile a UV (MOM), indicato come PdLC.

La soluzione è stata miscelata ad una temperatura di circa 50°C e quindi lasciata indurire con radiazione UV {I=10mW/cm<2 >).

Sono state quindi misurate le proprietà elettro-ottiche del campione con un sistema fotometrico.

Il campione, nello stato OFF, sembra opaco. Nello stato ON, il materiale diviene trasparente e rimane in questo stato quando il campo è commutato allo stato OFF. In questa situazione la pellicola evidenzia le proprietà di doppia modalità.

Benché l’invenzione sia stata descritta con riferimento a forme di realizzazione esemplificative di essa, si comprenderà che molte modifiche risulteranno evidenti agli esperti del ramo e che la presente domanda vuol coprire qualsiasi adattamento o variante di essa.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per fabbricare un dispositivo a cristalli liquidi elettro-ottico flessibile comprendente: (a) posizionare una composizione di cristalli liquidi fluida contenente un prepolimero e microspaziatori tra substrati conduttori flessibili; (b) laminare il complesso risultante della fase (a); (c) fare indurire la composizione di cristalli liquidi contenente il prepolimero per formare un cristallo liquido stabilizzato con polimero.
2. Procedimento secondo la riv. 1 in cui detta composizione di cristalli liquidi fluida, prima dell'indurimento, contiene da 5 a 30% in peso del prepolimero.
3. Procedimento secondo la riv. 1 in cui detta composizione di cristalli liquidi, prima dell'indurimento, contiene da 0,1 a 5% in peso del prepolimero.
4. Procedimento secondo la riv. 1 in cui dette microparticelle hanno dimensioni particellari nell'intervallo di 5-50 micron.
5. Procedimento secondo la riv. 1 in cui detti substrati conduttori flessibili includono uno strato adesivo.
6. Procedimento secondo la riv. 1 in cui la laminazione della fase (b) si verifica nell'intervallo da 20 a 100°C.
7. Procedimento secondo la riv. 1 in cui l'indurimento della fase (c) comporta trattamento UV o termico.
8. Procedimento secondo la riv. 1 in cui i substrati conduttori flessibili sono polimerici ed hanno uno spessore entro l’intervallo da 50 a 200 micron.
9. Procedimento secondo la riv. 1 in cui il dispositivo elettro-ottico flessibile è di modo duale o di modo normale.
10. Procedimento per fabbricare un dispositivo a cristalli liquidi elettro-ottico flessibile a partire da due substrati conduttori flessibili il quale procedimento comprende: (a) formare almeno uno strato di cristallo liquido su almeno uno dei substrati conduttori flessibili applicando una composizione di cristalli liquidi fluida contenente un prepolimero e microparti-celle su una superficie esposta di uno dei substrati flessibili; (b) laminare i due substrati conduttori flessibili assieme con almeno uno strato di cristallo liquido disposto tra i substrati flessibili per formare un laminato; (c) fare indurire la composizione di cristalli liquidi contenente il prepolimero per formare un cristallo liquido stabilizzato con polimero.
11. Procedimento secondo la riv. 10 in cui detta composizione di cristalli liquidi, prima dell'indurimento, contiene 5-30% in peso del prepolimero.
12. Procedimento secondo la riv. 10 in cui detta composizione di cristalli liquidi fluida, prima dell'indurimento, contiene da 0,1 a 5% in peso del prepolimero.
13. Procedimento secondo la riv. 10 in cui dette microparticelle hanno dimensioni particellari nell'intervallo di 5-50 micron.
14. Procedimento secondo la riv. 10 in cui detti substrati conduttori flessibili includono uno strato adesivo.
15. Procedimento secondo la riv. 10 in cui detto substrato conduttore flessibile è un polietilen tereftalato rivestito con ossido di stagno-indio (ITO).
16. Procedimento secondo la riv. 10 in cui la laminazione della fase (b) ha luogo nell'intervallo da 20°C a 100°C.
17. Procedimento secondo la riv. 11 in cui l'indurimento della fase (c) comporta trattamento UV o trattamento termico.
18. Procedimento secondo la riv. 10 in cui i substrati conduttori flessibili sono polimeri e hanno uno spessore entro l'intervallo da 50 a 200 micron.
19. Procedimento secondo la riv. 10 in cui il dispositivo elettro-ottico flessibile ha comportamento di modo duale o di modo normale.
20. Procedimento per fabbricare un dispositivo a cristalli liquidi elettro-ottico flessibile comprendente le fasi: (a) rivestire un primo substrato di pellicola flessibile conduttore con una resina adesiva; (b) depositare una resina adesiva mediante serigrafia o fotoincisione su un secondo substrato di pellicola flessibile conduttore; <c) disporre una composizione di cristalli liquidi fluida contenente un prepolimero tra dette parti di substrati; (d) stratificare il complesso risultante mediante laminazione; e (e) fare indurire la composizione di cristalli liquidi contenente il prepolimero per formare un cristallo liquido stabilizzato con polimero in cui il legame dell'adesivo di un substrato alla resina dell 1altro substrato forma struttura spaziatrice che mantiene i due substrati ad una certa distanza l'uno dall'altro.
21. Procedimento secondo la riv. 19 in cui detta composizione di cristalli liquidi fluida, prima dell'indurimento, contiene il prepolimero nell'intervallo di concentrazione di da 5 a 30% in peso ,
22. Procedimento secondo la riv. 19 in cui detta composizione di cristalli liquidi fluida prima dell'indurimento contiene il prepolimero nell'intervallo di concentrazione di da 0,1 a 5% in peso
23. Procedimento secondo la riv. 19 in cui detto substrato conduttore flessibile è una pellicola di polietilen tereftalato rivestita con ossido di stagno-indio.
24. Procedimento secondo la riv. 20 in cui la laminazione della fase (d) ha luogo nell'intervallo da 20°C a 100°C.
25. Procedimento secondo la riv. 21 in cui l'indurimento della fase (e) comporta trattamento UV o trattamento termico.
26. Procedimento secondo la riv. 20 in cui i substrati conduttori flessibili sono polimerici ed hanno uno spessore entro l'intervallo di da 50 a 200 micron.
27. Procedimento secondo la riv. 20 in cui il dispositivo elettro-ottico flessibile ha comportamento di modo duale o modo normale.
28. Dispositivo a cristalli liquidi elettro-ottico flessibile comprendente: (a) una coppia di substrati conduttori flessibili ciascuno avente uno strato elettrodico stratificato su esso, detti strati elettrodici essendo opposti l'uno all'altro; (b) una composizione di cristalli liquidi stabilizzata con polimero disposta tra detti substrati flessibili; (c) struttura spaziatrice formata da adesivo di un substrato legato a resina dell'altro substrato disposto tra i due substrati ed uno strato laminato circondante i substrati, detta struttura spaziatrice e detto strato laminato mantenendo i substrati opposti ad una certa distanza l'uno dall'altro.
29. Dispositivo a cristalli liquidi elettro-ottico flessibile comprendente: (a) una coppia di substrati conduttivi flessibili, ciascuno avente uno strato di elettrodo formato su di esso, detti strati di elettrodo opposti l'uno all'altro; (b) una composizione di un polimero stabilizzato in cristalli liquidi incorporante microparticelle aventi una dimensione delle particelle compresa fra 5-50 micron, detta composizione essendo disposta tra detti substrati flessibili; e (c) uno strato laminare circondante i substrati, detto strato laminare e dette microparticelle mantenendo i substrati opposti a distanza l'uno dall'altro.
30. Dispositivo secondo le riv. 28 e 29, in cui detti substrati sono fatti di polietilen tereftalato.
31. Dispositivo secondo le riv. 28 e 29, in cui detto strato di elettrodo è fatto di ossido di indio-stagno.
32. Materiale compositivo a cristalli liquidi stabilizzati con polimero comprendente una fase continua a cristalli liquidi e una fase discontinua a polimero mesogeno, in cui detta fase continua di o a cristalli liquidi è presente in un intervallo di concentrazione di da 70 a 95% in peso e detta fase discontinua di polimero mesogeno è presente in un intervallo di concentrazioni di da 5 a 30% in peso.
33. Procedimento secondo la riv. 1, 10 e 20 in cui detto prepolimero è un composto induribile a UV avente la formula
34. Procedimenti secondo le riv. 1, 10 e 20, in cui detto prepolimero induribile a UV è scelto dal dal gruppo costituito da in cui M e sono scelti dal gruppo costituito da Pt, Pd, Co, Ni, Au, VO; R è scelto dal gruppo costituito da gruppi alchilici Ci-Cio ramificati o non ramificati; Y è alogeno; X è scelto dal gruppo costituito da C-1-C4 alchile;