[發明專利]制造偏振衍射薄膜的方法

有效

• 申請號: 00133127.2
• 申請日: 2000-08-25
• 公開（公告）號: CN1289066A
• 公開（公告）日: 2001-03-28
• 發明（設計）人: 西村涼
• 申請（專利權）人: 日石三菱株式會社
• 主分類號: G02F1/1337
• 分類號: G02F1/1337;C09K19/36
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 任宗華

本發明涉及一種制造偏振衍射薄膜的方法，該薄膜具有優異的耐熱性能，并能產生偏振衍射光。

衍射元件為多種用途的光學元件，其在光譜學及相近領域中被廣泛地用于光譜中光的分離和光通量的分配。

衍射元件根據形狀可分為若干類型。一般，它可分為由透光部分和非透光部分周期排布的振幅型衍射元件，和凹槽周期排列在高透光率材料的相位型衍射元件。

另一方面，根據產生的衍射光的方向，衍射元件有時還可分為傳輸型衍射元件和反射型衍射元件。

對于如上所述的常規衍射元件，當環境光線也就是未發生偏振的光線入射到該元件上時，所獲得的衍射光僅限在未發生偏振的光線。

當偏振儀器如橢圓光度計經常地用于光譜學領域時，衍射光不能是偏振的。由于這個原因，通常采用這樣一種方法，從光源發出的自然光通過衍射元件進行光譜分離，并為此進一步利用包含在其中的唯一的特殊偏振元件，使衍射光透過起偏器來應用。

對于這種方法，存在的問題是由于所得到的衍射光中大約50％或更多的被起偏器吸收，導致光線量減半。由于這個問題，還需要準備一個具有高靈敏度的監測器和能夠產生大量光線的光源。

另外，由于偏振元件經常用在光學領域和包括光元件和光電子元件的設計領域，近些年甚至應用在安全領域中，故衍射元件本身需要具有一定的耐熱和耐機械磨損程度。

在這種情況下，對衍射元件發展的要求為應具有優異耐熱和機械磨損性能，以確保該元件在不同領域中的適用性，并且所得衍射光本身為特殊的偏振光如圓偏振光或線式偏振光。

考慮到前述的問題完成了本發明。由此，本發明的目的在于提供一種生產偏振衍射薄膜的方法，該薄膜具有優異的耐熱性并產生偏振的衍射光。

本發明人已經發現具有優異耐熱性能和新穎光學性能即偏振衍射性能的偏振衍射薄膜，能夠通過賦予膽甾醇液晶薄膜衍射性能來制備，該薄膜結合由含有可交聯物質的液晶材料而獲得光學性能和耐熱性能，并由此完成本發明。

換句話說，本發明的方法包括如下步驟：形成具有含液晶聚合物和可交聯物質的液晶材料的薄膜；固定由液晶材料形成的膽甾醇排列；使材料交聯以形成液晶薄膜；在由此獲得薄膜的至少一部分上提供顯現衍射性能的區域。

根據本發明，另外的生產偏振衍射薄膜的方法包括如下步驟：形成具有含液晶聚合物和可交聯物質的液晶材料的薄膜；交聯具有膽甾醇排列的材料以形成具有固定膽甾醇排列的液晶薄膜；在由此獲得薄膜的至少一部分上提供顯現衍射性能的區域。

下面將對本發明進行詳細描述。

用于本發明的液晶材料包含液晶聚合物和可交聯物質。

對于液晶聚合物沒有特別的限制，只要它為主鏈型和/或側鏈型液晶聚合物化合物或液晶低聚物，它們均顯示出向列型液晶相或膽甾醇液晶相，或者含有它們的共聚物或混合物的組合物。

呈現向列型液晶相的合適的主鏈型液晶聚合物為聚酰胺、聚酰胺酸、聚酰亞胺、聚酯、聚醚、多硫化物和纖維素衍生物。

由于下面的觀點，在這些液晶聚合物中優選的為液晶聚酯。

也就是，聚酯通常包括芳族或脂族的二醇單元，芳族或脂族的二羧酸單元或芳族或脂族的羥基羧酸單元。聚合物的聚合末端通常為羰基(羧基)或羥基，即單元單體的反應基團。

這些末端官能團作為交聯末端來參與與下述可交聯物質的反應，或在可交聯物質本身的反應中起催化作用以促進交聯。另外，液晶聚酯具有優異的排列并相對易于合成。由于這些原因，液晶聚酯在本發明中能夠作為所需液晶聚合物的一個例證。

適用于本發明的液晶聚酯按照末端羧酸當量每聚合物重量來說，需要在通常為10-1,000μmol/g，優選的是30-500μmol/g，更優選的是50-300μmo1/g的范圍內。

適用于本發明的主鏈型液晶聚合物可以通過公知的縮聚法和酰基氯法來輕易獲得，但不限于這些合成方法。

呈現向列型液晶相的側鏈型液晶聚合物的特例包括那些每個都具有聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯為主鏈和包括對位取代環狀化合物作為中間產物的低分子量液晶化合物的鏈接起來的結構，如果需要的話，通過包括鏈接到主鏈上的共軛原子團的間隔來完成。

優選的對位取代環狀化合物為那些能夠呈現向列型液晶相的化合物。這種化合物的特例為那些具有對位取代芳族單元偶氮甲堿(azometine)、偶氮、氧化偶氮基、酯、取代或未取代亞苯基、取代或未取代聯苯、三聯苯、苯基環己烷、取代或未取代萘和蒽型化合物，和1,4取代環己烷和二環己烷型的取代環己烷環單元。

在本發明中，根據向列型液晶相和可利用性的觀點，具有對位取代芳族單元的亞苯基、聯苯和萘類型的化合物，是尤其優選的。