專利名稱：用于塑料基材的智能復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基本為塑料的復(fù)合材料，其包含不同組分的多個層，這是為了在該復(fù)合材料上提供特別的性能以便使得它滿足各種各樣的制造工藝和預(yù)期應(yīng)用所需的各種性能要求。
更具體而言，但非排它性的并且不失之一般性，本發(fā)明涉及用于顯示器件的基本為塑料的復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
對于具有在給定應(yīng)用中保證性能的特別性質(zhì)的先進聚合材料存在越來越多的需求。而且，在結(jié)合高成本和低成本的聚合物的多層膜結(jié)構(gòu)中需要新的發(fā)展。
例如，在制造基于液晶介質(zhì)的平板顯示器中，目前的工業(yè)實踐使用玻璃作為結(jié)構(gòu)材料并且在該材料上進行許多工藝處理步驟。參見圖1，用于底部玻璃基材109的工藝處理步驟可由以下步驟組成按照矩陣格式制造有源元件例如薄膜晶體管(TFT)113，接著沉積導(dǎo)電層108例如銦錫氧化物(ITO)和薄的校準層(alignment layer)105到所謂的有源顯示器的底部。(在無源尋址顯示器中，透明導(dǎo)體被圖案化為一系列相互垂直的線路，即行和列電極。該行和列電極定義多個單元。)用于頂部玻璃基材102的工藝處理步驟可以由以下步驟組成制造濾色器矩陣103，沉積導(dǎo)電層104例如銦錫氧化物(ITO)，接著沉積薄的校準層107。然后，玻璃基材102和109都在周邊附近使用密封(seal)進行組裝，間隔物(spacer)112和液晶材料106通過真空注射到在玻璃板102和109之間的空腔內(nèi)。最終的組件包括附著的偏光膜101和110，以及穿過背光111的光源114。
因為玻璃是通用材料，其提供顯示制造業(yè)所需要的許多性能，所以玻璃廣泛地應(yīng)用于基材。這些性能包括耐高溫性、尺寸穩(wěn)定性、對濕氣的阻隔性能、耐溶劑性、結(jié)構(gòu)強度、硬度以及透明度。與偏光膜結(jié)合的液晶材料在TFT的控制之下調(diào)節(jié)光線。液晶材料占據(jù)一些體積，該體積通過在兩個玻璃基材102和109之間的空隙(已知為單元間隙)來確定。間隔物用來精確地限定單元間隙的厚度。進行對TFT的開發(fā)，以便有源元件可以在此單元間隙尺寸之內(nèi)進行制造。當(dāng)前顯示器的構(gòu)造基于由三原色子像素組成的像素元件。
偏光膜101和110的作用可以按照液晶介質(zhì)的如何運作來理解。液晶材料利用光的偏振態(tài)。在一種取向中，偏振光通過具有在偏振態(tài)中沒有變化(黑色或″關(guān)閉″狀態(tài))的液晶介質(zhì)來進行透射。當(dāng)頂部偏光器(例如塑料膜)對于入射光偏振是正交時，沒有光被透射。在通過TFT所施加的電場之下，在液晶材料取向中的變化(例如扭轉(zhuǎn))改變了偏振并且又調(diào)整了透射光的偏振。取決于偏振變動的程度，變換量的光被透射。從而調(diào)整了光強度的水平。
典型的平板顯示器包括像素矩陣，其依次包括三個子像素，每個子像素代表通常為紅、綠和藍的原色。每個子像素按照如上所述來運作。通過同時變化這三種顏色的強度，肉眼察覺像素為給定的顏色。通過將這樣的變化帶入到整個矩陣上，人們可建立彩色圖像。
平板顯示器的這一制造方法表現(xiàn)出幾個缺點。玻璃是易碎和脆性材料，這使得玻璃不適合于危險的震動和振動環(huán)境，除非采取昂貴和復(fù)雜的步驟來保護玻璃。玻璃是既致密又重的，這增加了較大顯示器的重量。液晶材料作為液體來處理，這需要間隔物和密封以及真空注射技術(shù)。所有這些要求增加了制造工藝的成本和復(fù)雜度。
在常規(guī)液晶顯示器(LCD)的制造方法中，兩塊玻璃板的每塊都分別進行處理。各板的處理包括各種層的沉積、器件圖案化和其他技術(shù)。在各板進行處理之后，各板與它們的補體(complement)緊密配合，并且液晶材料被注射到兩塊板之間的間隙中。在最近的進展中，有些制造商將玻璃板用塑料來替代。在所有情況下，制造者采取了“單片(monolithic)”方法，該方法是指選擇單一聚合物膜作為基材材料以便試圖滿足如上所述的相互矛盾的處理要求。從制造業(yè)角度來說，這些方法不是成功的，因為沒有單一聚合物(單片(monolith))能夠同時滿足所有工藝標準。因此，對于″智能″結(jié)構(gòu)存在需要，該″智能″結(jié)構(gòu)由復(fù)合材料或許多聚合物層組成，當(dāng)其明智地結(jié)合時，可調(diào)整自己而無需對于工藝條件的外部干預(yù)，從而在最終的產(chǎn)品上賦予所需要的性能特性。不失之一般性，這樣的智能(適應(yīng)性)復(fù)合層壓制品的典型的應(yīng)用是在液晶顯示器工業(yè)中。
對于基材和對于通常涉及平板液晶顯示器工業(yè)的基材來說，當(dāng)前的制造方法中存在許多缺點。分開地加工玻璃板(或基材)是耗時的或者，可選擇地，若將另一個加工線按照并聯(lián)的方式添加到板的處理中，則是昂貴的。另外，每一塊補板可能經(jīng)歷不同的加工條件，導(dǎo)致在配準(registering)板材之時發(fā)生錯誤。而且，校準(alignment)工藝本身也易于出錯。通過使用塑料材料的工藝是更復(fù)雜的。這樣的塑料一般是非常薄、輕、柔性的并且通常難以進行沒有損傷的處理。此外，典型的校準系統(tǒng)事實上是與視力有關(guān)的，并且其開發(fā)用于剛性材料。
因此在平板顯示器制造業(yè)中需要開發(fā)玻璃基材的替換材料，并且更通常地，在顯示器(該顯示器可以是平面或非平面的，例如曲面顯示器)的制造業(yè)中需要開發(fā)玻璃基材的替換材料。對于允許嵌入電子電路到材料中的方法和材料也有需要。對于制造玻璃基材的合適的替換材料的方法也有需要。柔性和堅固(robust)塑料顯示器的發(fā)展將導(dǎo)致在顯示器產(chǎn)品的品種和用途兩者上的增強。尤其，柔性開啟了一個完全嶄新的顯示器市場，在該顯示器市場中，適應(yīng)性和耐磨性是導(dǎo)向概念。與玻璃相比，塑料基材所顯示的主要優(yōu)點是降低了顯示器的重量和厚度，并且實際上在制造和使用過程中避免了顯示器的破損問題。而且，塑料基材提供了降低成本的重大可能性，這歸因于其與輥對輥(roll-to-roll)(R2R)工藝和印刷技術(shù)的相容性。
塑料必須提供若干玻璃的性能以便在LCD(液晶顯示器)中替換玻璃。這些性能包括透明度、尺寸穩(wěn)定性、阻隔性能、耐溶劑性、低熱膨脹系數(shù)、表面的平滑性、粘合強度以及抗開裂性。因為沒有塑料膜能夠同時符合所有這些要求，可能的解決方案是開發(fā)一種塑料，該塑料基于由復(fù)合多層結(jié)構(gòu)所制造的材料。
試圖用塑料來替換玻璃基材的方法是已知的。在一種方法中，Yamanaka等人在美國專利6,304,309(該專利在2001年10月16日出版)中描述了液晶顯示器件，該液晶顯示器件具有許多堆疊在塑料基材上的液晶層(該塑料基材是樹脂膜單片)、多個柱狀支撐構(gòu)件、粘合層以及液晶層。Yamanaka等人的方法并沒有產(chǎn)生用以解決下面所討論的相互矛盾的問題的塑料多層材料。更準確地說，該塑料基材構(gòu)件是單片元件，其不是適合于滿足多種需求的復(fù)合材料，這些需求是高光學(xué)透明度、平滑性、尺寸穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性以及對水和溶劑的阻隔。同樣，在標題為“Monolithically integrated，flexible display of polymer-dispersed liquid crystal driven by rubber-stampedorganic thin-film transistors”的文章(Applied Physics Letters，第78卷，p.3592，P.Mach等人)中描述了單片聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)覆蓋層(superstrate)和基材在制造以聚合物分散液晶作為開關(guān)元件的液晶顯示器件中的用途。在這種情況下，該原型(prototype)同樣缺乏所需的可制造性的目的，該目的即是生產(chǎn)一種塑料材料，其本質(zhì)上是非單片的，其能滿足制造工藝條件的互相矛盾的需求。在Optical Engineering(第41卷，p 2195，F(xiàn)ujikake等人)中說明了在薄塑料片材之間含聚合物纖維的柔性鐵電液晶(FLC)器件的性能。該聚碳酸酯塑料片材是普通單片材料，其不能按照一定方式來改進或適應(yīng)從而提高它的可制造性。同樣的結(jié)論適用于在標題為″Rollablepolymer-stabilized ferroelectric liquid crystal device using thin plastic sheets″的文章(Sato等人，Optical Review，第10卷，p 352)中所描述的基材。
在1995年3月21日授權(quán)的美國專利5,399,390中，Akins描述了具有基本上單片的聚合物基材的液晶器件，該基材不是適合于滿足高光學(xué)透明度、平滑性、尺寸穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性以及對水和溶劑的阻隔的各種要求的復(fù)合材料。某些作者專注于將TFT電路從各種各樣的非塑料基材轉(zhuǎn)移到塑料片材上的方法。例如，在2002年4月16日授權(quán)給Shimoda等人的美國專利6,372,608中以及在標題為″Low Temperature PoIy-Si TFT LCDTransferred onto Plastic Substrate Using Surface Free Technology by LaserAblation/Annealing″的文章(Journal of Asia Display/IDW 2001，pp.339-342，Shimoda等人)中，公開了通過高能激光束將薄膜器件從玻璃基材上分離的方法。在2004年2月24日授權(quán)給Tsai等人的美國專利6,696,325公開了用于將薄膜器件轉(zhuǎn)移到塑料層上的方法。這些技術(shù)沒有一種可用于商業(yè)生產(chǎn)，且沒有一種解決了與產(chǎn)生顯示裝置中的電極圖案、取向?qū)?、偏振層、阻隔層以及液晶層有關(guān)的另外問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及具有尺寸穩(wěn)定性的可成形多層復(fù)合材料，該復(fù)合材料包括至少兩種聚合物基材，每種聚合物基材具有第一和第二表面，該至少兩種聚合物基材中的每一種順序放置，使得每兩個相鄰的聚合物基材結(jié)合在一起。
本發(fā)明另外涉及可成形的復(fù)合材料，其用于制造液晶顯示器，該復(fù)合材料包括具有頂面和底面的第一載體復(fù)合材料，該第一載體復(fù)合材料的底面具有設(shè)置在其上的第一透明電極；具有頂面和底面的第二載體復(fù)合材料，該第二載體復(fù)合材料的頂面具有設(shè)置在其上的第二透明電極；以及設(shè)置于該第一載體復(fù)合材料的底面和該第二載體復(fù)合材料的頂面之間的液晶層。該第一和第二載體復(fù)合材料是如上所述的可成形的多層復(fù)合材料。
本發(fā)明還涉及用于形成適于形成液晶顯示器的可成形的復(fù)合材料的方法，該方法包括以下步驟a)提供具有頂面和底面的第一載體復(fù)合材料，該第一載體復(fù)合材料的底面具有設(shè)置在其上的第一透明電極；b)提供具有頂面和底面的第二載體復(fù)合材料，該第二載體復(fù)合材料的頂面具有設(shè)置在其上的第二透明電極；c)在該第一載體復(fù)合材料的底面和該第二載體復(fù)合材料的頂面之間放置液晶膜；d)將該第一和第二載體復(fù)合材料結(jié)合在一起；其中該第一和第二載體復(fù)合材料是如上所述的可成形的多層復(fù)合材料。
本發(fā)明還涉及用于形成適于形成液晶顯示器的可成形的復(fù)合材料的方法，該方法包括以下步驟a)提供具有頂面和底面的第一載體復(fù)合材料，該第一載體復(fù)合材料的底面具有設(shè)置在其上的第一透明電極；b)提供具有頂面和底面的第二載體復(fù)合材料，該第二載體復(fù)合材料的頂面具有設(shè)置在其上的第二透明電極；c)對設(shè)置在該第一和第二復(fù)合材料上的該透明電極進行圖案化；d)在該第一和第二復(fù)合材料中形成配準結(jié)構(gòu)(registrations features)；e)使用液晶流體填充該配準結(jié)構(gòu)；f)將該第一和第二載體復(fù)合材料結(jié)合在一起；其中該第一和第二載體復(fù)合材料是如上所述的可成形的多層復(fù)合材料。
本發(fā)明的以上和其他目的、優(yōu)點和特性在參考附圖和閱讀以下本發(fā)明的、非限制性的示例性實施方案(其僅作為示例而給出)的描述之后將變得更加明晰。


在附圖中
圖1是用于液晶顯示面板的現(xiàn)有設(shè)計的例子的橫斷面視圖(不按照比例)；圖2是根據(jù)本發(fā)明的塑料顯示面板的非限制性的示例性實施方案的橫斷面視圖(不按照比例)；圖3是根據(jù)本發(fā)明的塑料顯示面板的非限制性的示例性實施方案的橫斷面視圖(不按照比例)，其中中間復(fù)合層被編組(grouped)；圖4是根據(jù)本發(fā)明的智能復(fù)合材料的非限制性的示例性實施方案的橫斷面視圖(不按照比例)；圖5是橫斷面視圖(不按照比例)，其顯示了將中間復(fù)合層編組(grouping)的方法的非限制性的示例性實施方案，其根據(jù)某些類型的所需圖樣或功能來進行沉積；圖6是在塑料液晶顯示器中所存在的典型像素的視圖；以及圖7是在塑料液晶顯示器中所存在的薄膜晶體管的典型性能曲線。
具體實施例方式
本發(fā)明旨在消除與使用塑料基材有關(guān)的現(xiàn)有缺點，該缺點為不能同時滿足耐溶劑性、尺寸穩(wěn)定性、耐濕氣穿透性以及良好的光學(xué)透明度。目前工業(yè)實踐專注于使用單片聚合物基材與阻隔層以及其他類型的層的組合來制造液晶平板顯示器。因此，目前工業(yè)實踐是受到限制的，因為該單片聚合物不能同時解決上述互相矛盾的要求。
現(xiàn)在，將對本發(fā)明的非限制性的、示例性的實施方案進行說明。這些非限制性的、示例性的實施方案描述了復(fù)合材料或者許多聚合物層，當(dāng)其明智地結(jié)合時，可調(diào)整自己而無需對于工藝條件的外部干預(yù)，從而在最終的產(chǎn)品上賦予所需要的性能特性。由于在以下方式中，其可在額定范圍之內(nèi)適應(yīng)不同的環(huán)境狀況以便維持它的所需性能，因此這一智能復(fù)合材料也可賦予最終的產(chǎn)品以增強的可靠性。
一般來說，該根據(jù)本發(fā)明的非限制性、示例性的實施方案的智能復(fù)合材料可非排它性地并且不失之一般性地應(yīng)用于顯示工業(yè)中。當(dāng)應(yīng)用在顯示工業(yè)中時，該智能復(fù)合材料所表現(xiàn)出的優(yōu)點是符合以下要求高光學(xué)透明度、平滑性、尺寸穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性以及對水和溶劑的阻擋性。
不縮小本發(fā)明的范圍，有可能應(yīng)用于液晶顯示器的聚合物包括半結(jié)晶、半結(jié)晶無定形或無定形的熱塑性樹脂，但可溶劑流延的種類。熱塑性半結(jié)晶聚合物的種類包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)(如DuPont Melinex)、和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。例如，DuPont Teonex PEN所具有的約120℃的Tg(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)是在半結(jié)晶熱塑性聚合物還能夠進行熔融加工的上限溫度范圍中。Tg高于140℃的聚合物一般趨向于具有太高的熔點以至于不能在沒有顯著降解的條件下對聚合物進行熔融加工。下一種類別是熱塑性、但非結(jié)晶的聚合物并且這些聚合物的范圍是從聚碳酸酯(PC)(如Tg是約150℃的DuPont PURE-ACE以及GE Lexan)到聚醚砜(PES)(如Tg是約220℃的Sumitomo Bakelite′s Sumilite)。雖然是熱塑性的，但是這些聚合物也可以溶劑流延來獲得高光學(xué)透明度。第三類包括高Tg材料，其不能進行熔融加工。這些包括芳族含氟聚芳酯(PAR)，例如Ferrania′s Arylite多環(huán)烯烴(PCO-亦稱聚降冰片烯)如Promerus′s Appear，以及聚酰亞胺(PI)如DuPont′s Kapton。表1列出了各種聚合物和它們的物理性能。
表1.各種聚合物物理性能的選定的示例性數(shù)據(jù)

在塑料基材的使用在液晶顯示器工業(yè)中變得普遍之前，有許多問題需要處理。因為塑料與玻璃相比對溫度敏感得多，所以應(yīng)當(dāng)使用用于導(dǎo)電性膜和校準層的較低溫沉積技術(shù)。因此控制熱和尺寸穩(wěn)定性，以便使得膜能承受在顯示器制造(包括銦錫氧化物、阻隔涂層以及電子電路元件例如晶體管的制造)中經(jīng)常遇到的高加工溫度。在FPD(平板顯示器)技術(shù)中，高質(zhì)量顯示通過有源矩陣TFT陣列來實現(xiàn)。雖然塑料基材是玻璃的替代材料，用于玻璃上的無定形硅(a-Si)和多晶硅(poly-Si)TFT的標準處理技術(shù)所需的溫度均高于通常可獲得的塑料所能相適應(yīng)的那些溫度(對于常規(guī)的a-Si TFT是約350℃且對于poly-Si TFT是約450℃)。有機TFT是用于塑料基材的合適技術(shù)，但是其性能還不能令人滿意，盡管最近有所改善。
溫度變化影響尺寸穩(wěn)定性，需要該尺寸穩(wěn)定性來完成所使用的不同的層的精確配準(registration)，從而制造顯示器件。而且，在制造過程之中，塑料承受溫度循環(huán)。對于顯示裝置的制造，需要在膜進行溫度循環(huán)時控制尺寸再現(xiàn)性。當(dāng)加熱和冷卻膜時，膜不應(yīng)該收縮，從而使得在各熱循環(huán)事件以后，基材結(jié)構(gòu)(feature)的精確配準沒有被損害。另外，在溫度循環(huán)過程中的膜的膨脹會導(dǎo)致足夠大的尺寸變化，以至于使得在塑料膜表面上所沉積的電路或其他結(jié)構(gòu)破裂、裂縫或變形。為此理由，該膜的線性膨脹系數(shù)應(yīng)盡可能的低，并且一般低于約20ppm/℃。在某些情況下，聚合物膜經(jīng)熱穩(wěn)定性的處理后會導(dǎo)致顯示出最小的收縮?？色@得大約0.1％的數(shù)值和一般地低于0.05％。
熱穩(wěn)定處理可具有使聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變緩和的附加效果。這些效果表現(xiàn)為明顯足夠的收縮或膨脹，從而保持必要的尺寸再現(xiàn)性來在塑料上沉積復(fù)雜的電子電路。當(dāng)適當(dāng)?shù)剡M行熱穩(wěn)定處理時，某些塑料膜保持尺寸穩(wěn)定和尺寸再現(xiàn)性，最高至約大于200℃的顯著的高基材溫度。熱穩(wěn)定的效果常規(guī)地可由熱-機械分析來測定。故熱穩(wěn)定處理有效地釋放了在塑料膜的取向區(qū)域之內(nèi)的殘余應(yīng)變影響。在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上的溫度下，進行延長時間的熱穩(wěn)定處理會進一步降低在塑料膜中的收縮。可以在高于Tg的溫度下加熱(退火)塑料膜來降低收縮。而且，可以在Tg-T的溫度范圍下加熱(退火)塑料膜(其中T是低于Tg的溫度)來降低收縮。而且，該穩(wěn)定處理能使熱膨脹系數(shù)可預(yù)測。該線性熱膨脹系數(shù)典型地是沿著加工方向和按照橫向方向來測量的，且其反映了在塑料膜的水平面之內(nèi)、在各分子軸之內(nèi)的取向程度。除了單膜的熱穩(wěn)定處理以外，層壓或者連接兩種或更多膜在一起以使得它們的聯(lián)合膨脹系數(shù)互相補償?shù)钠渌绞娇扇〉孟嗤Ч?。如此，可以獲得具有零或者接近零的膨脹系數(shù)的膜。因此有可能制造包含這樣的基材的塑料復(fù)合材料，該基材選自寬范圍的、具有零或接近零的熱膨脹系數(shù)的聚合物。如此，可獲得尺寸穩(wěn)定性上的所需可再現(xiàn)性。因此，有能力限制和預(yù)測尺寸變化以及賦予溫度下的尺寸再現(xiàn)性，這能夠在制造過程中得到利用。
在用于結(jié)構(gòu)應(yīng)用的商業(yè)半結(jié)晶聚合物(例如雙軸取向的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(PET))中的尺寸穩(wěn)定性在機械性能、熱膨脹和長期尺寸穩(wěn)定性中顯示出顯著的各向異性。而且，取向的PET膜各向異性地收縮，這歸因于長時間的應(yīng)力松弛。如由Blumentritt在IBM Journal of Research，第23卷p66中所述，具有在同平面的幾乎各向同性性能的膜可以通過按照各種相互之間的角度來層壓膜的層而獲得。如此，層壓的膜具有幾乎各向同性的性能并且極大程度降低了熱膨脹系數(shù)。
除尺寸穩(wěn)定性之外，還可測定塑料膜或復(fù)合材料的上限處理溫度(Tp)。對于半結(jié)晶聚合物來說，Tg不能限定Tp，盡管對于無定形的聚合物來說，它們是非常接近的。然而，Tp可以通過將硬涂層涂覆到塑料膜上來改變?？梢酝扛灿餐繉觼韺崿F(xiàn)耐溶劑性或者其他形式的阻隔保護。在硬涂層的存在下，Tp通過硬涂層的熱穩(wěn)定性來確定。
除以上描述的因素之外，可以在塑料復(fù)合材料設(shè)計中考慮耐濕和耐溶劑性的構(gòu)成元件。當(dāng)在平板顯示器上沉積各種層的時候，可以使用不同的溶劑和化學(xué)品。與半結(jié)晶聚合物相比而言，無定形的聚合物可以有差的耐溶劑性。耐溶劑性可以通過涂覆硬涂層來提高。水的吸收可以明顯足以影響尺寸穩(wěn)定性和可再現(xiàn)性。環(huán)狀聚烯烴例如聚降冰片二烯類，其具有低的吸濕性(低于約200ppm)，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，選擇和處理聚合物來減少或顯著抑制吸濕是眾所周知的。
除上述因素之外，塑料復(fù)合膜的表面平滑性和清潔保證了后續(xù)層(例如阻隔和導(dǎo)電性涂層)的粘接完整性。表面缺陷(凸起和凹腔)對于導(dǎo)電層的性能來說是有損害的。因此，可以涂覆涂層來消除表面缺陷且在處理時還可減少表面刮擦。
擠出涂覆、擠出層壓、膜層壓以及柔性版涂覆是四種不同的、可用來構(gòu)造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝。擠出涂覆和層壓所制備的制品的物理性能和性能特性可以與通過膜層壓所制備的制品的物理性能和性能特性相同。最終結(jié)構(gòu)的許多主要部分也是相同的。
擠出涂覆是將擠出物的熔融層涂覆到基材上的方法。該基材可以是能夠承受擠出的熔融聚合物的溫度的紙、箔、甚至塑料膜。該熔融聚合物是非常粘性的、在基材上實際流動的液體。在此流動過程期間，該聚合物均勻地濕潤整個表面。對于多孔基材例如紙來說，其也進入不均勻表面的空隙。兩種現(xiàn)象都有助于粘合。影響所獲得的粘結(jié)的另一個因素是特性粘合—熔融聚合物與基材的化學(xué)組成相一致或匹配得有多好。因此擠出涂覆可以用于制造復(fù)合塑料結(jié)構(gòu)。
在轉(zhuǎn)換操作中的擠出層壓是通過利用熔融聚合物來結(jié)合兩個基材。在這種情況下，擠出物進入由二輥形成的輥隙。兩個基材通過經(jīng)過每個輥也進入該輥隙中。因此該擠出物是三明治狀的材料的中間部分。以上提到的同樣因素—流動、基材不均勻性以及特性粘合—是控制三種材料在所得的三明治狀的復(fù)合材料中的粘結(jié)的因素。底漆常用來促進粘合。在擠出涂覆或擠出層壓操作之前，使用設(shè)計用于膜層壓操作的某些設(shè)備部件來在基材上涂覆底漆涂覆站(station)和干燥站。在某些情況下，在溶劑中的層壓粘合劑如聚氨酯或聚酯粘合劑可以用作底漆。一般的經(jīng)驗法則是在使用該材料作為粘合劑時，按照約一半通常所涂覆的涂層重量來使用該粘合劑。某些材料例如聚乙烯亞胺或乙烯丙烯酸聚合物被特別配制來用作底漆。因此，擠出層壓可用來制造復(fù)合塑料結(jié)構(gòu)。
柔性版涂覆(亦稱柔性版印刷)是在第二表面上沉積物質(zhì)(包括聚合物和液晶介質(zhì))的薄膜或?qū)拥妮亴?roll-to-roll)方法，該第二表面可以是另一種聚合物或復(fù)合材料。
膜層壓的過程完全不同于擠出涂覆和擠出層壓過程；其是通過使用層壓膠粘劑來將膜結(jié)合到另一基材(膜、紙或者箔)上。該粘合劑涂覆于層壓物的一個基材上；并在烘箱中進行干燥，若其含溶劑或水；然后利用壓力在加熱的輥隙站中與另一基材相組合。對于包含超過兩個基材的最終制品來說，可需要另外的層壓步驟。在層壓操作中的粘接值取決于層壓膠粘劑的具體特性。需要充足的內(nèi)聚強度和必要的粘合強度來充分地粘接各基材。其他變量例如涂層重量、輥隙溫度、處理水平等等也會影響最終的粘接值。膜層壓也可以用于制造復(fù)合塑料結(jié)構(gòu)。
作為例子，形成復(fù)合材料(層壓制品)的各種材料在輥上進行纏繞，并且供應(yīng)給用于將這些材料壓制在一起的設(shè)備，例如層壓輥。在示例性的實施方案中，復(fù)合材料(層壓制品)的邊緣可以在層壓以后進行密封。密封通過利用塑料焊接方法(例如超聲焊接或相似的技術(shù))來完成。在另一示例性的實施方案中，復(fù)合材料被剪成片材。在這種情況下，同樣有利地來密封該切割邊。由于片材在所有四邊被密封，該復(fù)合材料可以通過真空保持在一起，直到需要分離之時為止。
在進一步的示例性實施方案中，其不是焊接復(fù)合材料的邊緣，粘合劑可以在上部或下部塑料復(fù)合基材的內(nèi)表面的外邊緣上進行沉積從而形成粘接以保持復(fù)合材料的各層的鄰接。在該可選擇的示例性實施方案中，可以使用弱的粘合劑例如脫模劑，因為復(fù)合材料的上部和下部基材在隨后的處理步驟中可要求從彼此分離。如果存在防護層，其不需要互相焊接或膠合或與在先的基材層焊接或膠合，因為這樣的層可以在分離剩余的復(fù)合材料之前很好地去除并且其通過靜電吸引與基材層保持鄰接。有可能使用塑料焊接方法或粘合劑與層壓輥一道來將各種各樣的層結(jié)合在一起。在其他可選擇的說明性實施方案中，該復(fù)合材料可以利用層壓輥或其他用于將各層壓制在一起的設(shè)備單獨來進行粘接。在粘接以后，該復(fù)合材料可以在輥周圍卷起，或者通過使用切割機或剪切機來剪成獨立的片材。然后，滾壓的或被剪切的復(fù)合材料被用于進一步處理。
在當(dāng)前應(yīng)用中，液晶顯示器在形狀上被制約成平面結(jié)構(gòu)。這是因為液晶材料通常被夾持在兩塊剛性玻璃片材之間，這些片材，如上所述是所需要的，因為它們的阻隔性能、光學(xué)透明度和易于處理(以這些性能，它們可以承受所需要的各種加工條件來制造顯示器)。顯示器可以由塑料或基本為塑料的復(fù)合材料來制造，以使這樣的顯示器可以按意愿來成形。作為實例，用于電視或計算機屏幕的曲面顯示器可以被制造并且被成形以改進觀察質(zhì)量。在其他說明性的實施方案中，典型的形狀可以是長方形凹面。用于曲面顯示器的其他說明性的實施方案可以是在汽車顯示器(儀表板顯示器)、飛機控制面板顯示器、以及在不同種類的機械中所用的顯示器的領(lǐng)域中。所以，在進一步示例性的實施方案中，聚合物復(fù)合材料的各個片材可以被成形為曲形或拱形的形式，或者只要能用共形的方式來接受模塑體的形狀就可以任意地成形。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何成形方法(例如吹塑、真空模塑、拉伸等等)可以用來制造成形體。如此，復(fù)合材料層不限于平面形式。就顯示技術(shù)范圍而言，除液晶(例如有機發(fā)光二極管顯示技術(shù))以外，顯示器或者顯示器的部分也可以由“智能復(fù)合”塑料材料來制造，并且可以通過各種方法(如以上所描述的那些)來接受不同形狀而獲得。
參考圖2，顯示了本發(fā)明的非限制性的示例性實施方案?？傮w而言，液晶聚合物層205被夾在兩個圖案化的導(dǎo)電性電極層204和206之間并且它們相關(guān)的有源電子元件212被建入有源層207中。整體結(jié)構(gòu)由偏光器202和209和液晶、電極和有源器件元件組成，該整體結(jié)構(gòu)可以通過兩個基本為塑料的復(fù)合材料載體層208和203來支撐。光源213通過底部基材210散射并且將光分布在顯示區(qū)中，從而為顯示器提供照明。在液晶材料中的光學(xué)變化通過向該面對電極(facing electrode)的選定元件施加電壓來獲得。防護層201和211提供對刮擦以及其他由試劑例如溶劑所引起的物理損傷的耐受性，并且它們可以是例如聚合物、丙烯酸酯、烷氧基甲硅烷基取代的丙烯酸酯或含20％-80％的硅石顆粒的丙烯酸酯。
在圖2中所說明的多個層的功能以非限制性的示例性方式、在表2中按照其給定次序來進行說明。在表2左欄的標題“層”之下顯示了層的四種主要類別。這些層按顯示的順序被組配；即，底層連接電子層、電子層連接液晶層、液晶層連接頂層。這構(gòu)成液晶顯示器的基本層次。在表2中，與每個層相關(guān)的子層可由多個層組成。如下面以示例性方式所述的，該構(gòu)成每個子層的多個層可根據(jù)子層的要求(所需特性)按不同順序來組配。
表2.示例性塑料平板顯示器的各種層的特性和性能


參考圖2，頂面復(fù)合主要塑料層203(表2的“頂層”)和底面載體復(fù)合主要塑料層208(表2的“底層”)可以在不同的生產(chǎn)線中來生產(chǎn)。在許多情況下，幾種顯示器可以在一種復(fù)合材料層上來生產(chǎn)。底層塑料復(fù)合材料208是在有源矩陣LCD情況下生產(chǎn)TFT所用的載體。層203和208都可以由所選擇的多個層組成，以便優(yōu)化某些性能。這兩個載體替換常規(guī)地用于液晶顯示器制造的玻璃層。載體層208可以被制造成具有特定性能，例如對濕氣(水蒸氣)滲透的耐受性、耐溶劑性、尺寸穩(wěn)定性(如上所述)以及如下所述的絕熱(athermal)或接近絕熱的性能。同理，頂面復(fù)合材料203也可以存在上述性能或者上述性能的子集。
塑料復(fù)合材料203和208可以在100℃以上的溫度(140℃-350℃)進行10分鐘到100小時的延時烘烤或退火，以便減少在隨后處理操作中的變形?？捎糜谥圃於鄬又虚g復(fù)合材料(intermediate composite)203和208的塑料基底的實例包括但不限于由選自表1的一種聚合物所組成的膜和熱塑性樹脂膜的組合，該熱塑性樹脂如聚(醚醚酮)(PEEK)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(砜)(PSF)、聚(醚砜)(PES，包括SumiliteFST-X014)、聚(酯砜)、芳族含氟聚(酯)、聚(醚酰亞胺)(PEI)、聚(醚酮酮)(PEKK)、聚(苯硫醚)(PPSd)、氧化的聚亞芳基/聚亞芳基硫醚/聚亞芳基砜(″Ceramer″/″Cramer Plus″)(PPS/PPSO2)、環(huán)狀烯烴共聚物(AppearTM3000)、聚芳酯(AryLiteTMA 100HC)、聚(碳酸酯)(PureAce)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN，及其異構(gòu)體(如2，6-、1，4-、1，5-、2，7-、和2，3-PEN))(包括Teonex Q65)、聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(PET，包括Melinex ST504、聚對苯二甲酸丁二醇酯、以及聚對苯二甲酸1，4-環(huán)己烷二甲醇酯))。其他聚合物包括聚酰亞胺(如聚丙烯酸酰亞胺(polyacrylic imide))、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯類(如聚甲基丙烯酸異丁基酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸乙酯以及聚甲基丙烯酸甲酯)、聚丙烯酸酯類(如聚丙烯酸丁酯和聚丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯類(如無規(guī)立構(gòu)的聚苯乙烯、間同立構(gòu)的聚苯乙烯、間同立構(gòu)聚-α-甲基苯乙烯、間同立構(gòu)聚二氯苯乙烯、及任何這些聚苯乙烯的共聚物和共混物)、聚亞烷基聚合物類(如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯以及聚(4-甲基)戊烯)、氟化的聚合物類(如全氟烷氧基樹脂、聚四氟乙烯、氟化的乙烯-丙烯共聚物類、聚偏二氟乙烯、以及聚氯三氟乙烯)、氯化的聚合物類(如聚偏二氯乙烯和聚氯乙烯)、聚丙烯腈、聚酰胺類、硅樹脂類、環(huán)氧樹脂類、聚乙酸乙烯酯、聚醚-酰胺類、離聚物樹脂類、彈性體類(如聚丁二烯、聚異戊二烯和氯丁橡膠)、以及聚氨酯類?？梢杂眠@樣的方式來組合這些膜，從而在處理過程中避免基材的翹曲(變形)。對復(fù)合層壓結(jié)構(gòu)的翹曲的耐受性可以由各種各樣的理論來預(yù)測，例如，如在R.F.Gibson，″Principles of CompositeMaterial Mechanics″，McGraw-Hill，New York，1994中所描述的。傳統(tǒng)層壓理論可以用于在機械、熱和溫濕負荷狀態(tài)下描述復(fù)合材料的行為。經(jīng)受熱應(yīng)力的層壓各向異性復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以通過對該復(fù)合材料的熱彈性性能和溫度的隨機和有限元分析來測定。
可選擇地，為達到相似的翹曲抑制作用，500-750nm的SiO2硬涂層可以在100℃下分別在中間復(fù)合材料208的上部和底部上沉積作為層208a和208b。其他的材料例如氧化鉭和氮氧化硅、以及SiO2、氧化鉭和氮氧化硅的組合可以被替代使用來達到相似的作用?？蛇x擇地，由SiOx和旋涂玻璃(spin-on-glass)、或者氧化鈦摻雜的二氧化硅旋涂玻璃所組成的硬涂層利用例如柔性版印刷機(flexo printer)技術(shù)來在基材上印刷，然后在爐中進行固化和退火。
可選擇地，為達到抑制翹曲的相似的作用，塑料復(fù)合材料203或208可以通過脫膜劑(release agent)例如臨時粘合劑而附著在剛性基材上。在這種情況下，塑料復(fù)合材料203或208與它的基材經(jīng)歷不同的處理步驟，并然后從基材上剝離。
層206和207如在表2中所表明的一樣構(gòu)成電子層。電子層體現(xiàn)了嵌入式功能的理念。層207是有源子層，其支撐薄膜有源矩陣晶體管元件212。該后一元件可以在中間復(fù)合子層207中嵌入。導(dǎo)電性子層206和204是涂覆在載體子層203的底部并位于有源子層207的頂部上的對電極。透明電極導(dǎo)電性子層通過沉積銦錫氧化物(ITO)或與另一種物質(zhì)例如用以改進導(dǎo)電性的金相結(jié)合的ITO來制造。中間聚合物復(fù)合材料的表面是光滑的，其表面粗糙度Ra大約是2.0nm，以獲得ITO層的良好性能。平滑性和表面保護可通過涂覆插入在所組合的中間復(fù)合材料207-208之間(即在層208的頂面和層207的底面之間)的頂部硬涂(耐磨)層來獲得。其他透明導(dǎo)體(例如氧化鋅)可以用來代替用于像素電極的ITO，或者可以使用對在一定波長范圍之內(nèi)的光具有反應(yīng)活性的光刻膠來使透明電極材料圖案化為電極。層206和204可以是大約70到200nm厚并且典型地被濺射沉積到塑料基材上。也可以設(shè)想其他沉積過程?？刂茷R射法或其他工藝使得層204和206透明、容易地形成圖案、并且有適合于顯示應(yīng)用的電阻率。用于ITO層的示例性的電阻率是100Ω/square，并且是在40-500Ω/square的范圍內(nèi)。由濺射法和其他方法來沉積ITO對那些本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是熟知的。作為參考文獻可見以下，O′Mara W.，″Liquid Crystal Flat Panel DisplaysManufacturing Science andTechnology″，Van Nostrand Reinhold(1993)，pp 114-117。此參考文獻和在本說明書中所提及的所有其他參考文獻在本文中以它們的全部內(nèi)容引入供參考。濺射沉積的SiO2的硬涂層阻隔層206a和204a可以分別在導(dǎo)電層206和204的頂部上進行沉積?？蛇x擇地，由SiOx和旋涂玻璃(spin-on-glass)所組成的硬涂層通過使用例如柔性版印刷機(flexo-printer)技術(shù)來在基材上印刷，并且然后在爐中進行固化和退火。柔性版印刷的分辨率是約40到100nm。作為下面所述關(guān)于制造這樣的阻隔的方法的非限制性的示例性實施方案，各硬涂層起到氣體阻隔的作用。而且，較低的防護膜206a防止從電極獲得的離子雜質(zhì)(例如Na、Sn、In)遷移到液晶層205中。另外，頂部涂層阻隔層204a防止具有可與單元間隙比較的尺寸的外來雜質(zhì)進入液晶層205，因此ITO電極導(dǎo)電性子層204是電子和機械上穩(wěn)定的。
為了驅(qū)動液晶層205，像素晶體管元件的有源矩陣形成在中間復(fù)合層壓結(jié)構(gòu)207之上或之中，其隨后連接到載體層208上。在另一個示例性的實施方案中，有源元件212可以直接地在層208上被創(chuàng)建。因而像素電路和對電極使用中間塑料復(fù)合材料基材，具有包括薄膜晶體管(TFT)和通常的存貯電容器的像素電路。TFT可以通過那些本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何過程來制造。例如，TFT柵電極連接到像素的掃描線，漏極連接到像素的數(shù)據(jù)線，并且源電極連接到像素電極。像素電極可以用銦摻雜的錫氧化物(ITO)來涂覆。如果需要反射性顯示器，可以使用反射性金屬例如鋁。對電極可以由用ITO涂覆的聚合物(塑料)基材組成。各獨立像素元件可以按陣列方式來制造或排列，以便制造有源矩陣液晶陣列。像素元件通常使用用于像素陣列的行和列連接來制造，其中TFT的柵電極按行連接在一起，并且TFT的漏極按列連接在一起。各像素TFT的源電極連接到它的像素電極，并且與在像素陣列中的每個其他電路元件是電絕緣的?？梢詷?gòu)想TFT電路設(shè)計的其他方案。例如，所謂的場序制彩色顯示電路可以用來實現(xiàn)像素陣列的切換。
在另一種示例性的實施方案中，薄膜晶體管陣列可以由其他導(dǎo)電性材料例如導(dǎo)電性有機聚合物來制造。這些可以通過相似于以上描述的那些方法的方法來創(chuàng)建和形成圖案，或者晶體管或電極可以通過如在Xia，Y.等人的Chem.Rev.(1999)99(7)，1823中所述的噴墨印刷或微接觸印刷技術(shù)中的一種或組合來創(chuàng)建。
可以理解，晶體管陣列的上述描述是僅為說明目的，并且在任何情況下不用以限定多路化(multiplexing)晶體管陣列的設(shè)計或晶體管陣列的構(gòu)造。
常規(guī)地，層205是液晶層。如果層材料被選擇是扭轉(zhuǎn)向列或超扭轉(zhuǎn)向列的類型，則在制造過程中引入另外的處理限制。通常，間隔物(spacer)顆粒被噴霧到基材(例如中間復(fù)合材料205)的表面上。而且，層205有磨面(rubbed)聚酰亞胺的頂層，其用來取向液晶材料。然而，在常規(guī)液晶顯示器件中，聚酰亞胺校準膜(aligning film)通過聚酰胺酸的縮聚反應(yīng)來產(chǎn)生，對于該聚合反應(yīng)要求250℃到350C的溫度。所以，此高溫給塑料復(fù)合基材材料的選擇上賦予顯著的限制。間隔物顆粒限定大約幾微米的均勻的單元間隙，這取決于液晶介質(zhì)的選擇和顯示器的功能作用。然后將液晶材料真空注射到單元間隙內(nèi)并最終密封整個結(jié)構(gòu)。
在另一個示例性的實施方案中，聚合物層可以被壓花，或相反，可以產(chǎn)生具有其功能在于包含液晶流體的儲存器。然后，儲存器可以用聚合物頂層來進行密封，其粘附于儲存器邊界。如此，儲存器的壁的高度限定了單元間隙間距，并且不需要間隔物顆粒。而且，儲存器提供了在兩種或多種塑料層之間密封液晶流體的優(yōu)點，還提供了可允許獨立加工液晶顯示器元件的方法。壓花可通過冷或熱的工藝來獲得，其中，壓花工具是未加熱(冷壓花)或熱的(熱壓花)。壓花工具包含待復(fù)制的儲存器元件的樣式。該樣式可以由方形的井陣列組成，對其尺寸、分布、密度、深度和壁厚進行選擇以便與給定像素元件相比而言具有相似、同樣或小得多的尺寸。圖案化的方形儲存器陣列可以被選擇以進行精確地匹配，以便與晶體管的位置有一對一的對應(yīng)。在這種情況下，儲存器限定了像素元件的大小。儲存器也可以通過壓花成其他幾何樣式來制造，其包括，但不限于相同尺寸的六邊形儲存器的陣列、相同尺寸的圓形儲存器的陣列、長方形或方形的井的陣列及其組合。除了熱或冷壓花，儲存器陣列可以由如在文獻(Xia，Y.等人，Chem.Rev.(1999)99(7)，1823)中所描述的任何微接觸印刷技術(shù)來產(chǎn)生。
如果以或多或少的固體聚合物膜替換常規(guī)扭轉(zhuǎn)向列或超扭轉(zhuǎn)向列液晶，則可獲得在制造過程中的簡化。例如，聚合物液晶(PLC)材料膜可以用作子層205。術(shù)語聚合物液晶用于該定義的最廣含義，包括所有包含聚合材料和液晶組分的組合物。根據(jù)一種方法，液晶可以是通過在30到80wt％的液晶含量范圍下在聚合物中分散它們的微滴(聚合物分散液晶(PDLC))來穩(wěn)定的。液晶表現(xiàn)為非連續(xù)相并且矩陣是連續(xù)相。PDLC膜超越常規(guī)液晶分散體的優(yōu)點之一是易于在大型輥對輥(roll-to-roll)塑料載體上制造和易于制造可轉(zhuǎn)換的窗口和顯示器。PDLC復(fù)合材料可遇到不連續(xù)和連續(xù)相之間的折射率不匹配(霧度)的問題。PDLC材料可要求高電壓，可缺乏樹脂穩(wěn)定性，可以有不希望有的顏色和可缺乏反轉(zhuǎn)模式能力(即，斷開狀態(tài)透明性/接通狀態(tài)不透明性)。也已經(jīng)開發(fā)了聚合物穩(wěn)定化膽甾織構(gòu)(PSCT)液晶復(fù)合材料。PSCT由大約5wt％紫外輻射-可固化預(yù)聚物和大于95wt％膽甾液晶的混合物的凝膠化來進行制備。在固化后，顯示器由以聚合物網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的連續(xù)液晶相(凝膠相)組成。由于在PSCT中的液晶的高濃度，凝膠顯示器有以下缺點，其在剛性密封的玻璃載體之間制備；當(dāng)用于顯示器時，這一要求是該技術(shù)的主要缺點。
另一個非限制性實例是向列曲線校準相(NCAP)材料例如RaychemCorporation制造的那些。在圖2中的層205可以以乳液形式來使用，例如NCAP的那些。以此方式，NCAP乳化液可以直接涂覆在連續(xù)幅(continuousweb)中間塑料復(fù)合材料上，并且將水蒸發(fā)以形成均勻膜。當(dāng)幅被如此涂覆時，PLC NCAP材料自身在像素電路和對電極之間產(chǎn)生均勻的間距。這消除了對間隔物小珠、真空單元填充和密封的需要。因為對比度由光散射和染料吸收單獨來產(chǎn)生，所以當(dāng)使用NCAP時偏光器子層202和209可以被省去。通過省去偏光器層202和209，基于NCAP的顯示器在″接通″狀態(tài)可以是亮的。它們可以采用或不采用多向色的染料來在“斷開”狀態(tài)下提供改進的暗度。已知NCAP材料的透射對電壓的電子光學(xué)響應(yīng)曲線不是足夠陡峭的，這使得其能用于同類的、為扭轉(zhuǎn)向列或超扭轉(zhuǎn)向列顯示器所設(shè)計的多路化方案。由于NCAP材料不是典型地雙穩(wěn)態(tài)的，因而可以利用其它多路化方法。在塑料上的TFT的有源矩陣的使用使得此多路化局限能夠被克服和因此提供了通往具有高信息含量的、柔性的、塑料的、明亮的顯示器的途徑。上述例子僅用以進行說明，這是因為PLC層可以選自任何類型的這種基于聚合物的材料，這對于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員是熟知的。
另一個非限制性實例是聚合物穩(wěn)定的鐵電液晶(FLC)材料例如Chisso(CS-1030)與單官能丙烯酸酯單體如Dainippon Ink UCL-001的結(jié)合所提供的那些。CS-1030材料具有28度錐角，具有在-5℃的手性近晶C相，具有在70℃的近晶A相，在74℃的手性向列相以及在88℃的各向同性相。具有20-wt％單體組分的FLC-丙烯酸酯單體溶液顯示出在78℃的從手性向列到各向同性的相變。有益地，首先加熱FLC單體溶液到向列相。溶液然后可以三明治狀地夾在具有附著的透明的ITO電極的塑料基底和磨面(rubbed)聚酰亞胺膜(來自于JSR的這樣的AL-1254)的校準層之間。校準膜取向FLC和單體材料兩者。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)然后用在365nm的紫外光來輻射，造成單體組分聚合，并且使所得的聚合物能夠從FLC材料中相分離。將該復(fù)合材料冷卻到室溫，導(dǎo)致所分離的液晶發(fā)生向手性近晶C相的相變，在其中它顯示出鐵電分子的有序排列。此方法的主要成就是，具有灰度特性和快速切換時間的PLC材料可以按照準“固態(tài)”聚合物矩陣膜格式來獲得。
層210是底部基材層，其可以用作光導(dǎo)(light guide)。這可以是錐形結(jié)構(gòu)，其目的是將光從光源例如213引導(dǎo)入像素元件陣列。其與防護子層211相結(jié)合，在防護子層211上連接著光源例如發(fā)光二極管。堆積體的頂部于防護層201而終止。
參考圖2，在另一非限制性的示例性實施方案中，偏光器層202可以被安置在層203和204之間。同樣，偏光器層209可以位于在層207和208之間。
在圖3所顯示的另一示例性實施方案中，可以結(jié)合某些層的功能。因此，導(dǎo)電性子層206的功能可以與有源子層207和載體子層208的功能相結(jié)合。以此方式來結(jié)合層的目的是簡化或優(yōu)化制造工藝。這通過設(shè)計多層結(jié)構(gòu)來完成，以便它適合于最佳地適應(yīng)給定的一套加工條件。例如，按照下面更詳細的說明，其上沉積有晶體管電路元件的子層208不僅顯示對于加熱和冷卻來說的高尺寸穩(wěn)定性，而且也可以承受在照相平版印刷技術(shù)和清潔過程中所使用的一系列的溶劑。所以，具有所有這些性能的多層中間復(fù)合材料能同時滿足給定的一系列工藝變量。
在另一示例性的實施方案中，聚合物液晶層205通過將它安置在層204的底面上來結(jié)合，層204已經(jīng)與所有在它之上的層(201、202、203)相結(jié)合。
在另一示例性的實施方案中，聚合物液晶層205可以獨立地以流體或膜的形式來產(chǎn)生，并且隨后沉積在層204、203、202和201上，以次順序。
在另一示例性的實施方案中，偏光器層202可以與防護層201相結(jié)合。然后，此層的組合可以與層203的頂面相結(jié)合，層203已經(jīng)預(yù)先與層204相結(jié)合。應(yīng)該了解，另外的層(例如抗翹曲(變形)的穩(wěn)定層)可以已經(jīng)與層203相結(jié)合。
在另一示例性的實施方案中，偏光器層209可以首先與載體層208相結(jié)合。偏光器層可以按如上所述進行硬涂層涂覆，也可以不按如上所述進行硬涂層涂覆。然后，該結(jié)合的層208和209可以與有源子層207相結(jié)合，然后與導(dǎo)電層206結(jié)合；或?qū)?06和207可以在早先步驟中結(jié)合，然后與層209和208的組合相結(jié)合。
在另一示例性的實施方案中，聚合物液晶層205首先可以在該結(jié)合的層209、208、207和206上來放置，該結(jié)合的層209、208、207和206依次可以按照以上描述的任何方式來結(jié)合。
各種中間復(fù)合的基本為塑料的層的功能通過在圖4中所說明的實例來進一步說明，該實例可以是用于制造平板液晶顯示器的智能塑料中間復(fù)合材料的概念結(jié)構(gòu)(notional structure)。復(fù)合結(jié)構(gòu)(其可以例如是，圖2的載體子層208)具有根據(jù)本發(fā)明說明性的實施方案所剪裁(tailored)的性能。智能復(fù)合材料包括n個標記為411、413、414、...、m、...、n-1、n的平行層的層狀堆積體，其由聚合物基底材料制造，并且可以是光學(xué)上各向同性或各向異性的材料。可以理解，根據(jù)所期望的性能，層數(shù)n可以變化。
具有嵌入的功能的多層阻隔復(fù)合材料現(xiàn)在參考圖5，在其中顯示了由具有作為嵌入功能的阻隔性能的中間復(fù)合材料所起到的作用的例子。復(fù)合膜層壓制品被制造成具有特別高的氣體阻隔作用，并且在可見光譜中也有良好的光學(xué)透明度以及良好的機械性能和熱性能。在聚合物基材上制備有源器件的多步照相平版印刷技術(shù)要求基材的尺寸穩(wěn)定性。由于在蝕刻和漂洗步驟期間濕氣和溶劑的吸收，尺寸變動可以發(fā)生。有利的是，開發(fā)能提供合適的對水和溶劑的阻隔性的層壓復(fù)合材料。在以下的說明性實施例中，多層阻隔復(fù)合材料包括由三種按照下面詳述的序列來排列的中間復(fù)合材料所組成的組。
中間復(fù)合材料A和B包括至少一種聚合物基材，該基材通過蒸氣沉積以非化學(xué)計量學(xué)的光學(xué)上透明的氧化硅(SiOx)或選自s-區(qū)2族或p-區(qū)元素3或4族的金屬氧化物進行涂覆。中間物A和B使用連接物層(粘合劑層)來粘合在一起以便獲得中間復(fù)合材料C。另一膜D(其可以是附加的濕氣和氧氣阻隔層)在中間復(fù)合材料C上來進行涂覆。基材層E是中間復(fù)合層，其通過蒸氣沉積來用SiOx或選自s-區(qū)2族或p-區(qū)元素3或4族的金屬氧化物來進行涂覆。表層F可以是另一種中間復(fù)合材料，其包括熱塑性樹脂，該熱塑性樹脂例如選自聚酯、聚酰胺、聚烯烴或其共聚物，或者例如選自如上在圖4的說明中所述的聚合物。中間復(fù)合材料C、D、E和F相結(jié)合來獲得最終的阻隔復(fù)合材料?？梢园才胚@些構(gòu)成膜(constituent film)的具體次序和厚度以便符合具體要求。多層中間復(fù)合材料C也可以用于進一步增強阻隔性能。而且，SiOx和相關(guān)的陶瓷涂層(通過蒸氣沉積的SiNx、非化學(xué)計量學(xué)的氮氧化硅和選自s-區(qū)2族或p-區(qū)元素3或4族的金屬氧化物)，可以涂覆于單層或多層聚合物膜的兩面來提供改進的阻隔和熱-機械性能。蒸氣涂覆方法對那些本領(lǐng)域技術(shù)人員是熟知的。進行陶瓷層對膜的涂覆以便來獲得優(yōu)選在30到100nm范圍的氧化物層的厚度。根據(jù)需要，對該待涂覆的膜的幅速度(webspeed)進行選擇以便獲得這一厚度。
基材層A、B和/或D和/或E也可以由不同聚合物的共擠出物來制造。共擠出物可以由上述熱塑性樹脂的其中之一的一種或多種層、和樹脂的氣體阻隔層(該樹脂例如選自部份水解的乙烯乙酸乙烯酯(EVOH)聚合物)來組成。阻隔層尤其夾在所提及的熱塑性樹脂的兩層之間。
如果蒸氣涂覆有SiOx或源自p-區(qū)元素3或4族的金屬氧化物的聚酰胺作為基材表面層A，所得的膜復(fù)合材料除了低氣體滲透值之外，其特性還有高機械穩(wěn)定性。
粘合劑(例如商業(yè)反應(yīng)活性2-包裝(pack)聚氨酯粘合劑)可以用于在層壓復(fù)合材料的各層之間的粘結(jié)。也可以使用聚烯烴粘合促進劑(例如聚乙烯、乙烯丙烯酸乙酯(EEA)或乙烯甲基丙烯酸甲酯(EMMA))、或者其他對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說已知的促進劑。
在圖5所示的說明性實施例中，膜復(fù)合材料是具有以下組成的層壓制品A蒸氣涂覆有SiOx502的聚酰胺層501，在SiOx502上涂覆有粘合劑503；B蒸氣涂覆有SiOx502的聚酯層504；D EVOH阻隔層505，其具有30％的水解的醋酸酯基團；E蒸氣涂覆有SiOx502的聚酯層506；以及F聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)表層507。
膜復(fù)合層壓制品如下來生產(chǎn)蒸氣涂覆有SiOx的各自的基材層A和B如圖5所示首先層壓來獲得中間復(fù)合材料C。該層壓通過聚氨酯(多異氰酸酯和多元醇)-型粘合劑體系來進行。化學(xué)計量學(xué)地調(diào)整氨基甲酸酯組分來在粘合劑固化期間防止二氧化碳形成。在10000級或更優(yōu)的低濕度(濕度可控)的潔凈室中的層壓是優(yōu)選的。蒸氣涂覆有SiOx的聚酯層E采用與PEN表層F鄰接的SiOx側(cè)來層壓。
EVOH層D層壓在已經(jīng)生產(chǎn)好的中間復(fù)合材料C上。這一由C和D組成的復(fù)合材料與已經(jīng)由結(jié)合層E和F生產(chǎn)的復(fù)合材料在最后的步驟中層壓在一起。該層壓典型地以一般在100和300m/分鐘之間的速度、和優(yōu)選在150和250m/分鐘之間的速度來進行。根據(jù)層壓設(shè)備規(guī)格，其他速度可以是可能的。復(fù)合層壓制品顯示出對于氧氣的低滲透性(＜0.08cm3-m-1-巴，由DIN53380-3確定)和對于水蒸氣的低滲透性(＜0.08g/m2在35℃，由DIN 53122確定)。聚合物的其他組合和層的其他順序可以被設(shè)想。例如，具有基本改善的阻隔性能的液晶聚合物薄層可以層壓到另一聚合物層的一面的表面上。阻隔復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域包括用于太陽能電池板的層壓材料、用于液晶顯示器的基材、用于發(fā)光二極管的基材和覆蓋層(superstrate)和用于有機晶體管的基材。而且，當(dāng)知道復(fù)合阻隔層的熱膨脹系數(shù)時，然后該復(fù)合結(jié)構(gòu)可以與具有相反的熱膨脹系數(shù)的另一種相結(jié)合，這樣總復(fù)合結(jié)構(gòu)在給定的溫度范圍下有低或零的熱膨脹。以此方式，尺寸穩(wěn)定度被賦予在總復(fù)合結(jié)構(gòu)上。
智能的熱復(fù)合材料熱穩(wěn)定化釋放了在塑料膜的取向區(qū)域之內(nèi)的殘余應(yīng)變作用。當(dāng)適當(dāng)?shù)剡M行熱穩(wěn)定時，某些塑料膜直到顯著高的基材溫度還保持尺寸穩(wěn)定和可再現(xiàn)性。在玻璃化轉(zhuǎn)變之上的溫度下進行延長時間的熱穩(wěn)定可以進一步在塑料膜中減少收縮。然而，與其他材料(例如常規(guī)玻璃)相比，聚合物一般有大得多的熱膨脹系數(shù)。當(dāng)聚合物與其他具有不相似的熱膨脹系數(shù)的材料相結(jié)合時，如果他們的熱膨脹是受阻的，則溫度變化可以將拉伸和其他應(yīng)力建立到熱塑性材料里。希望擁有的是一種復(fù)合層壓材料，其具有“剪裁”的熱響應(yīng)，以便它不膨脹或收縮，或者顯示出可預(yù)測或可控制的隨著溫度的熱膨脹(收縮)。不使用電子或其他種類的感測和干預(yù)(intervention)，可以被制造的某些層材料將自動地適應(yīng)在環(huán)境溫度上的變化，使得它們以程度不同的絕熱方式來運轉(zhuǎn)。該自適應(yīng)或者智能行為在其上印刷有有源電子器件例如薄膜晶體管的塑料基底的應(yīng)用中是特別有吸引力的。這種器件的制造要求在通過多步照相平版印刷技術(shù)來對用于制造TFT的細線元件進行圖案化中的高度精確度。其上附著有晶體管器件的聚合物表面的熱膨脹和收縮可以破壞其作用。
對于聚合物而言，熱膨脹在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之上和之下是不同的。導(dǎo)致在不對稱層壓制品中的翹曲的主要因素是在各層的熱膨脹系數(shù)上的差異。通過選擇在復(fù)合材料中的層的適當(dāng)?shù)慕M合，有可能通過控制材料的熱膨脹或收縮來減少尺寸變動。所以，有可能產(chǎn)生一種智能復(fù)合材料，該智能復(fù)合材料包括中間復(fù)合層壓制品，并且顯示出絕熱行為。參考圖4，復(fù)合材料包括基材411，其具有底面410和頂面412，該基材411具有熱膨脹系數(shù)。智能復(fù)合材料還包括層414，其具有底面413和頂面415，該復(fù)合材料通過將表面413接合到基材411的表面412上來形成。層414有通過折射率的負系數(shù)所表征的熱膨脹系數(shù)。例如，由于膨脹所引起的膜的厚度的大約變化的數(shù)額與在折射率上的熱變化是大約成反比。這由下式來給出，Δd/ΔT≈-Δn/ΔT，其中d是聚合物的厚度，以及n是折射率，以及ΔT是在溫度上的變化。熱光學(xué)系數(shù)G，通過G＝α(n-1)+dn/dT來與線性熱膨脹系數(shù)α和折射率相關(guān)。如果項α(n-1)的值是折射率dn/dT的溫度系數(shù)的值的準確相反數(shù)(exact opposite)，則熱光學(xué)系數(shù)G恒等于零。因而如果折射率的溫度系數(shù)是足夠負數(shù)的，所制造的復(fù)合材料是熱穩(wěn)定的(絕熱的)。
因此，復(fù)合的基本為塑料的基材有“剪裁”的熱響應(yīng)。復(fù)合材料包括抗溶劑性基材或包括表面的中間復(fù)合材料，該基材或復(fù)合材料具有熱膨脹系數(shù)且包括選自各種熱塑性膜的之一或其組合的材料，該材料如聚(醚醚酮)(PEEK)、聚(芳基醚酮)(PAEK)、聚(砜)(PSF)、聚(醚砜)(PES，包括SumiliteFST-X014)、聚(酯砜)、芳香族含氟聚(酯)、聚(醚酰亞胺)(PEI)、聚(醚酮酮)(PEKK)、聚(苯硫醚)(PPSd)、氧化的聚亞芳基/聚亞芳基硫醚/聚亞芳基砜(″Ceramer″/″Cramer Plus″)(PPS/PPSO2)、環(huán)狀烯烴共聚物(AppearTM3000)、聚芳酯(AryLiteTMA 100HC)、聚(碳酸酯)(PureAce)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN及其異構(gòu)體(如2，6-、1，4-、1，5-、2，7-、以及2，3-PEN))(包括TeonexQ65)、聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(PET，包括Melinex ST504、聚對苯二甲酸丁二醇酯、以及聚(對苯二甲酸1，4-環(huán)己烷二甲醇酯))。其他聚合物包括聚酰亞胺(如，聚丙烯酸酰亞胺(polyacrylic imide))、聚亞烷基聚合物(如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯和聚(4-甲基)戊烯)、氟化的聚合物(如，全氟烷氧基樹脂、聚四氟乙烯、氟化的乙烯-丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯和聚氯三氟乙烯)、氯化的聚合物(如，聚偏二氯乙烯和聚氯乙烯)、聚丙烯腈、聚酰胺類、硅樹脂類和環(huán)氧樹脂類。層壓結(jié)構(gòu)還包括形成在由多個層組成的基材或中間復(fù)合層壓制品的表面之上的聚合物層。所述的聚合物層有通過負的熱光學(xué)系數(shù)所表征的隨溫度變化的折射率。與本發(fā)明的說明性的實施方案相適合的某些聚合物層有負的熱光學(xué)系數(shù)，其范圍是在-2×10-5/℃和大約-18×10-5/℃之間。例如，具有底面410和頂面412的基材411可以選自以上給定的聚合物材料類。
在示例性的實施方案中，耐溶劑性基材411包括聚(芳酯)例如AryliteTMA200HC。該材料在-55和+85℃之間有1.64的折射率(633nm)和53ppm的熱膨脹系數(shù)。它對丙酮、甲乙酮、甲醇、乙醇、異丙醇、乙酸乙酯、六甲基二硅氮烷、正-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃、甲苯、冰醋酸、48％HBr、37％HCl有耐受性；它在70％硝酸、以及98％硫酸中輕微地變形；但是它對于83％磷酸、30％過氧化氫40％氯化鐵和碳酸鈉、氫氧化鈉和氫氧化鉀的飽和溶液是不起化學(xué)反應(yīng)的。在感興趣的溫度范圍中，這意味著在AryliteTM上的覆蓋層(overlayer)所具有的折射率dn/dT的溫度系數(shù)大約是-34×10-6°K-1，這使得熱光學(xué)系數(shù)是零并且該材料按照絕熱方式來工作。
塑料液晶顯示器在本實施例中，描述了功能塑料液晶顯示器件的生產(chǎn)。本實施例實現(xiàn)了將幾層的功能進行結(jié)合來獲得呈現(xiàn)出嵌入電子功能的單一復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的想法。在示例性的實施方案中，聚(芳酯)例如AryliteTMA 200HC用于形成具有嵌入功能的底部塑料層。對該膜的樣品進行清洗并且在真空之下退火。然后樣品在隨后的構(gòu)圖步驟中用鋁金屬來形成圖案。因此，首先實施一系列的照相平版印刷步驟來制造鋁數(shù)據(jù)線以尋址TFT。制造這樣的線路的技術(shù)對于那些TFT制造領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是熟知的。在隨后的步驟中，薄膜晶體管按照類似于在美國專利6,225,149中所描述的方法來制造。典型的像素的照片在圖6中顯示。像素區(qū)域用透明的金或ITO電極進行外涂覆。這完成塑料層的制造，塑料層現(xiàn)在包含TFT的陣列的嵌入的電子功能。這是自持型(free-standing)塑料復(fù)合膜，其功能通過測試獨立的TFT來表明。對于給定的晶體管的電流對電壓曲線在圖7中顯示。該具有嵌入功能的復(fù)合材料可以塑料液晶顯示器領(lǐng)域用塑料電子功能窗口的片材形式來提供。為完成功能塑料LCD，向列相液晶例如Merck E7混合有合適數(shù)量的紫外光敏丙烯酸酯單體。該流體隨后混合有2μm的間隔物小珠(來源Sekisui Products)和在一側(cè)上涂覆有ITO的塑料膜被壓入此流體中。整個單元然后被暴露在紫外光下，導(dǎo)致LC從聚合物中相分離，同時將ITO塑料層連接到具有嵌入的TFT功能的復(fù)合層上。然后，該柔性的塑料復(fù)合液晶器件可以用合適的外加電壓來進行切換。
雖然本發(fā)明已經(jīng)通過本發(fā)明的具體實施方案和實施例來進行了說明，但是應(yīng)該了解對于所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下可以對本發(fā)明的具體實施方案施加各種改進。
權(quán)利要求
1.一種具有尺寸穩(wěn)定性的可成形多層復(fù)合材料，包括至少兩種聚合物基材，每種聚合物基材具有第一和第二表面，該至少兩種聚合物基材中的每一種順序放置；其中將每兩個相鄰的聚合物基材結(jié)合在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的可成形多層復(fù)合材料，其中每兩個相鄰的聚合物基材通過使用位于該兩個相鄰的聚合物基材中的一個的第二表面和該兩個相鄰的聚合物基材中的另一個的第一表面之間的粘合劑層來結(jié)合在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的可成形多層復(fù)合材料，其中該粘合劑是雙包裝聚氨酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的可成形多層復(fù)合材料，進一步含有粘合促進劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的可成形多層復(fù)合材料，其中該粘合促進劑選自聚乙烯、乙烯丙烯酸乙酯和乙烯甲基丙烯酸甲酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的可成形多層復(fù)合材料，其中每兩個相鄰的聚合物基材通過使用選自擠出涂覆、擠出層壓、薄膜流延、柔性版涂覆及其組合的方法來結(jié)合在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的可成形多層復(fù)合材料，其中至少一種聚合物基材的至少一個表面使用光學(xué)上透明的涂層來進行涂覆。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的可成形多層復(fù)合材料，其中該光學(xué)上透明的涂層選自SiOx、SiNx、和來自于s-區(qū)2族與p-區(qū)3和4族的金屬氧化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的可成形多層復(fù)合材料，進一步包括涂覆在至少一種聚合物基材的至少一個表面之上的濕氣和氣體阻隔層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的可成形多層復(fù)合材料，其中該濕氣和氣體阻隔層是部份水解的乙烯乙酸乙烯酯聚合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的可成形多層復(fù)合材料，進一步含有熱塑性樹脂。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的可成形多層復(fù)合材料，其中該熱塑性樹脂選自聚酯、聚酰胺、聚烯烴及其共聚物。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的可成形多層復(fù)合材料，其中該熱塑性樹脂通過使用位于該熱塑性樹脂和該至少一種聚合物基材之間的粘合劑層來結(jié)合到該至少兩種聚合物基材的至少一種上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的可成形多層復(fù)合材料，其中該粘合劑是雙包裝聚氨酯。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的可成形多層復(fù)合材料，進一步含有粘合促進劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的可成形多層復(fù)合材料，其中該粘合促進劑選自聚乙烯、乙烯丙烯酸乙酯和乙烯甲基丙烯酸甲酯。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的可成形多層復(fù)合材料，其中該熱塑性樹脂通過使用選自擠出涂覆、擠出層壓、薄膜流延、柔性版涂覆及其組合的方法來結(jié)合到該至少兩種聚合物基材的至少一種上。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的可成形多層復(fù)合材料，其中該至少兩種聚合物基材選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚芳酯、聚降冰片烯、多環(huán)烯烴、聚碳酸酯類、聚甲基丙烯酸酯類、聚丙烯酸酯類、聚苯乙烯類、聚亞烷基聚合物類、氟化的聚合物類、氯化的聚合物類、聚丙烯腈、聚酰胺類、硅樹脂類、環(huán)氧樹脂類、聚乙酸乙烯酯、聚醚-酰胺類、離聚物樹脂類、彈性體類、聚氨酯類、聚(醚醚酮)、聚(芳基醚酮)、聚(砜)、聚(醚砜)、聚(酯砜)、芳族含氟聚(酯)、聚(醚酰亞胺)、聚(醚酮酮)、聚(苯硫醚)、氧化的聚亞芳基/聚亞芳基硫醚/聚亞芳基砜、環(huán)狀烯烴共聚物、聚芳酯、聚(碳酸酯)、聚(亞乙基萘)、聚(對苯二甲酸乙二醇酯)及其組合。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的可成形多層復(fù)合材料，其中該至少兩種聚合物基材是雙軸取向膜的形式。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的可成形多層復(fù)合材料，其中選擇至少一種聚合物基材，來使其所具有的熱膨脹系數(shù)在與所有其他聚合物基材的匯總的熱膨脹系數(shù)結(jié)合時，導(dǎo)致熱膨脹系數(shù)通常等于零。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的可成形多層復(fù)合材料，其中選擇至少一種聚合物基材，來使其所具有的熱膨脹系數(shù)在與所有其他聚合物基材的匯總的熱膨脹系數(shù)結(jié)合時，導(dǎo)致負的熱系數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的可成形多層復(fù)合材料，其中選擇至少一種聚合物基材，來使其所具有的熱膨脹系數(shù)在與所有其他聚合物基材的匯總的熱膨脹系數(shù)結(jié)合時，導(dǎo)致正的熱系數(shù)。
23.一種用于制造液晶顯示器的可成形復(fù)合材料，該復(fù)合材料包括具有頂面和底面的第一載體復(fù)合材料，該第一載體復(fù)合材料的底面具有設(shè)置在其上的第一透明電極；具有頂面和底面的第二載體復(fù)合材料，該第二載體復(fù)合材料的頂面具有設(shè)置在其上的第二透明電極；設(shè)置于該第一載體復(fù)合材料的底面和該第二載體復(fù)合材料的頂面之間的液晶層；其中該第一和第二載體復(fù)合材料是根據(jù)權(quán)利要求1到22中任一項的可成形多層復(fù)合材料。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的可成形復(fù)合材料，進一步包括設(shè)置在該第一載體復(fù)合材料的頂面上的第一偏光器層和設(shè)置在該第二載體復(fù)合材料的底面上的第二偏光器層。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的可成形復(fù)合材料，其中該第一偏光器層嵌入在該第一載體復(fù)合材料中且該第二偏光器層嵌入在該第二載體復(fù)合材料中。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的可成形復(fù)合材料，進一步包括設(shè)置在該第一載體復(fù)合材料的頂面上的第一防護層和設(shè)置在該第二載體復(fù)合材料的底面上的第二防護層。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的可成形復(fù)合材料，其中該第一和第二防護層選自聚合物、丙烯酸酯、烷氧基甲硅烷基取代的丙烯酸酯和含有20-80％的硅石顆粒的丙烯酸酯。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的可成形復(fù)合材料，進一步包括設(shè)置在該第一防護層和該第一載體復(fù)合材料頂面之間的第一偏光器層和設(shè)置在該第二防護層和該第二載體復(fù)合材料底面之間的第二偏光器層。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的可成形復(fù)合材料，其中該第一偏光器層嵌入在該第一載體復(fù)合材料中且該第二偏光器層嵌入在該第二載體復(fù)合材料中。
30.根據(jù)權(quán)利要求23的可成形復(fù)合材料，進一步包括在至少一個載體復(fù)合材料的至少一個表面上所沉積的硬涂層。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的可成形復(fù)合材料，其中該硬涂層材料選自SiO2、氧化鉭、氮氧化硅及其組合。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的可成形復(fù)合材料，其中該硬涂層的厚度為500nm-750nm。
33.根據(jù)權(quán)利要求31的可成形復(fù)合材料，其中該硬涂層材料選自SiOx、旋涂玻璃、氧化鈦摻雜的二氧化硅旋涂玻璃及其組合。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的可成形復(fù)合材料，其中該硬涂層印刷在至少一個載體復(fù)合材料的至少一個表面上。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的可成形復(fù)合材料，其中該硬涂層使用柔性版印刷機來印刷并在爐中進行退火。
36.根據(jù)權(quán)利要求23的可成形復(fù)合材料，其中該第一和第二透明電極由選自銦錫氧化物、銦錫氧化物和金的合金、以及氧化鋅的材料制成。
37.根據(jù)權(quán)利要求23的可成形復(fù)合材料，其中該第一和第二透明電極是對電極。
38.一種用于形成適于形成液晶顯示器的可成形復(fù)合材料的方法，該方法包括以下步驟a)提供具有頂面和底面的第一載體復(fù)合材料，該第一載體復(fù)合材料的底面具有設(shè)置在其上的第一透明電極；b)提供具有頂面和底面的第二載體復(fù)合材料，該第二載體復(fù)合材料的頂面具有設(shè)置在其上的第二透明電極；c)在該第一載體復(fù)合材料的底面和該第二載體復(fù)合材料的頂面之間放置液晶膜；d)將該第一和第二載體復(fù)合材料結(jié)合在一起；其中該第一和第二載體復(fù)合材料是根據(jù)權(quán)利要求1到22中任一項的可成形多層復(fù)合材料。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其中步驟a)和b)進一步包括將剛性基材通過脫膜劑附著到該第一和第二載體復(fù)合材料上以及其中該方法進一步包括除去該剛性基材的步驟e)。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中該脫膜劑是臨時粘合劑。
41.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，進一步包括以下步驟e)將第一防護層涂覆到該第一載體復(fù)合材料上；和f)將第二防護層涂覆到該第二載體復(fù)合材料上。
42.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，進一步包括以下步驟e)將第一偏光器涂覆到該第一載體復(fù)合材料上；和f)將第二偏光器涂覆到該第二載體復(fù)合材料上。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的方法，進一步包括以下步驟e)將第一防護層涂覆到該第一偏光器上；和f)將第二防護層涂覆到該第二偏光器上。
44.一種用于形成適于形成液晶顯示器的可成形復(fù)合材料的方法，該方法包括以下步驟a)提供具有頂面和底面的第一載體復(fù)合材料，該第一載體復(fù)合材料的底面具有設(shè)置在其上的第一透明電極；b)提供具有頂面和底面的第二載體復(fù)合材料，該第二載體復(fù)合材料的頂面具有設(shè)置在其上的第二透明電極；c)對設(shè)置在該第一和第二復(fù)合材料上的該透明電極進行圖樣化；d)在該第一和第二復(fù)合材料中形成配準結(jié)構(gòu)；e)使用液晶流體填充該配準結(jié)構(gòu)；f)將該第一和第二載體復(fù)合材料結(jié)合在一起；其中該第一和第二載體復(fù)合材料是根據(jù)權(quán)利要求1到22中任一項的可成形多層復(fù)合材料。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中步驟a)和b)進一步包括將剛性基材通過脫膜劑附著到該第一和第二載體復(fù)合材料上且其中該方法進一步包括除去該剛性基材的步驟g)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中該脫膜劑是臨時粘合劑。
47.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，進一步包括以下步驟g)將第一防護層涂覆到該第一載體復(fù)合材料上；和h)將第二防護層涂覆到該第二載體復(fù)合材料上。
48.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，進一步包括以下步驟g)將第一偏光器涂覆到該第一載體復(fù)合材料上；和h)將第二偏光器涂覆到該第二載體復(fù)合材料上。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的方法，進一步包括以下步驟i)將第一防護層涂覆到該第一偏光器上；和j)將第二防護層涂覆到該第二偏光器上。
全文摘要
一種具有尺寸穩(wěn)定性的可成形多層復(fù)合材料及其制造方法。該復(fù)合材料包括至少兩種聚合物基材，每種聚合物基材具有第一和第二表面并且對該至少兩種聚合物基材中的每一種順序放置，使得每兩個相鄰的聚合物基材結(jié)合在一起。此外，本發(fā)明還述及了可成形的復(fù)合材料及其制造方法、如上所述的可成形多層復(fù)合材料在制造液晶顯示器中的應(yīng)用。
文檔編號B32B37/15GK101056763SQ200580038836
公開日2007年10月17日 申請日期2005年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月13日
發(fā)明者貝爾·方, 馬克·安德魯斯 申請人:西爾克顯示器公司