CN1112685A

CN1112685A - 液晶显示器件及其制造方法

Info

Publication number: CN1112685A
Application number: CN94119330A
Authority: CN
Inventors: 山田信明; 近藤正彦; 冈本正人; 神崎修一
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-10-19
Filing date: 1994-10-19
Publication date: 1995-11-29
Anticipated expiration: 2014-10-19
Also published as: US5729318A; KR950012108A; DE69427671T2; US5612803A; EP0649046A2; CN1064456C; US5739889A; EP0649046B1; DE69427671D1; EP0649046A3; KR100189279B1; US5751382A

Abstract

本发明提供一种液晶显示器件，它包括一对电极片和夹在电极片之间的显示介质，显示介质包括聚合合物壁和至少部分被聚合物壁包围的液晶区。在该液晶显示器件中，聚合物壁紧紧地固定到两个电极片上。本发明还提供产生液晶显示器件的方法，该器件包括一对电极片(至少其中一个是透明的)以及包括聚合物壁和液晶区的显示介质，液晶区至少部分被聚合物包围，并且夹在电极片之间。该方法包括如下步骤：在电极片之间注入包括液晶和可光聚合材料的混合物；用具有光的强度分布的光照射该混合物，使液晶和可光聚合材料间产生相分离，在弱照射区形成液晶区。

Description

本发明涉及一种液晶显示器件，其中显示介质包括由一种聚合物壁包围的并且夹在一对相对基片之间的液晶区，该液晶显示器件适用于平面显示装置，比如个人计算机，液晶电视机，包括一个膜基片的便携式显示式装置，和其中显示部分及输入部分集成在一起以便采用笔输入操作的显示设备。

常规液晶显示器件采用如下各种显示方式：作为利用电光效应的液晶显示器件，采用向列液晶的扭曲向列（TN）液晶显示器件和超扭曲向列（STN）液晶显示器件已经投入使用（日本已公开专利出版物No.59-119320）。另外，作为可获得较亮显示的STN液晶显示器件，已经提出了一种包括有一个偏振片的反射型液晶显示器件（日本公开专利出版物No.4-97121和4-289818）。

作为利用不使用偏振片的液晶的光散射的液晶显示器件，已经提出了那些利用动态散射（DS）效应和相变（PC）效应的液晶显示器件。

目前，作为既不需要偏振片也不需要取向处理的液晶显示器件，为了用电控制透明状态和不透明状态，已经提出了一种利用液晶双折射的显示器件。在这样的液晶显示器件中，相对于普通光的液晶分子折射率与支持液晶的聚合物材料的折射率基本上匹配。结果是，当施加电压以使液晶分子整齐取向时，显示透明状态，并且当不施加电压时由于由液晶分子的扰动所造成的光散射而显示不透明状态。已经公开：可以采用光敏或热敏材料与液晶的混合物来制造这样的液晶显示器件，其中只通过聚合来沉积光敏或热敏材料，借此形成由聚合物材料（树脂）包围的液晶微滴（日本国家出版物号61-502128）。

作为另一种类型的液晶显示器件，还提出了一种通过采用偏振片改善视角特性的非散射型液晶显示器件（日本已公开专利出版物No.5-27242）。通过造成有液晶和可光聚合物材料的混合物中的相分离以获得用于液晶区和聚合物壁的合成材料来制造这种液晶显示器件。这样形成的聚合物壁造成最后得到的液晶区的随机取向，并且因而在各个液晶区中的液晶分子沿不同的方向取向。其结果是无论从任何方向看，表面折射率都是常数，因而改善了中间色调的视角特性。

作为一个类似的液晶显示器件，申请人提出了下面的器件（日本专利申请No.4-286487）：在制造该液晶显示器件中，在光照射时使用光控制装置（比如光掩模）以造成在液晶、可光聚合物质和类似物中的光聚合，借此在象素区中形成全方向（即径向）取向的液晶区。因此，液晶分子以这样的方式运动，即通过控制所施加的电压，伞形物张开或关闭。这种液晶显示器件进一步改善了视角特性。

在上述常规液晶显示器件的液晶区中，通过使用在基片上的取向调节力来取向液晶。但由于聚合物壁是各向同性相，其颜色不同于液晶区的颜色，这就导致在显示白色时亮度下降。由于下面的原因在反射型液晶显示器件中这个问题尤其严重：当反射型液晶显示件包括一个由各向同性相物质形成的非象素部分时，在偏振片之间的各向同性相处于与显示黑颜色的状态类似的状态中。因此，由这样一个反射型液晶显示装置得到的显示通常较暗。

日本已公开专利出版物No.4-323616公开了一种用于制造液晶显示器件的方法，其中事先在用来制造液晶盒的基片上形成多个分区，并且把液晶注入液晶盒。然而在该制造方法中，在分区与液晶之间的取向方向不同于由基片上的取向膜所确定的方向。因此，在分区的邻近处液晶的取向方向是无序的，导致对片度下降。另外，由于分区形成在基片上并且把一个相对的基片固定到该基片上，在两个基片之间没有物质把它们固定在一起，这就导致了液晶盒的物理强度的下降。另外，由于通过光刻法或类似技术在基片上形成分区之前要在基片的取向膜上进行取向处理，在基片上的取向调节力减弱，并且因此不可能获得优秀的显示特性。另外，调整基片上的分区的高度（在垂直于基片表面的方向上）很困难，并且还要附加采用一个间隔物来得到所希望的液晶盒厚度。因此，依照是否在分区上放置间隔物，液晶盒的厚度会随之变化，从而导致准确地控制液晶盒厚度方面的困难。

在这样的常规液晶显示器件中，液晶层厚度，即所谓液晶盒厚度，很容易随外界压力而变化。因而，当液晶显示器件采用笔输入操作时，笔输入会造成局部显示不规则。因此，为了避免这种不规则，有必要在液晶显示器件的上面设置一个保护膜（一个保护片）或类似物。采用该保护膜或类似物致使在显示部分和笔输入部分之间的距离较大，并且该距离导致视差，造成操作困难。

在具有改进的宽视角特性的液晶显示器件中，由于在电-光特性曲线中缺少锐度，不能得足够的负载片。因此，必需使用昂贵的薄膜晶体管（TFT），造成了高制造成本。

本发明的液晶显示器件包括一对电极片;和夹在两个电极之间并且具有聚合物壁以及至少部分地由聚合物壁包围的液晶区的显示介质。在该器件中，该聚合物壁紧密地固定在两个电极片上。

在一个实施例中，用于形成聚合物壁的材料包括聚合物液晶。

在一个实施例中，包含在液晶区中的液晶是向列液晶，该向列液晶具有正介电常数各向异性，并且包含一种具有光活性的材料，在邻近于各个电极片处的液晶区中取向方向之间的角度是大于或等于220°并且小于或等于290°。

在一个实施例中，电极片中的一个在其不对着显示介质的外表面上设置一个偏振片，另一个电极片上设置一个反射片，并且在显示介质和偏振片之间的电极片有一个相差膜。

在一个实施例中，液晶区有500nm至800nm的相差。

在一个实施例中，具有相差膜的电极片的相差值是150nm至380nm。

在一个实施例中，液晶显示器件还包括一个滤光片。

在一个实施例中，电极片中的一个有一个具有反射功能的膜，并且至少膜的一部分透射光。

在一个实施例中，液晶区具有近晶相和向列相。

本发明还提供了一种制造液晶显示器件的方法，该液晶显示器件包括一对电极片，至少其中一个电极片是透明的，和显示介质，该显示介质包括一个聚合物壁和至少部分地由聚合物壁包围的液晶区，并且该显示介质夹在两个电极片之间。该方法包括以下步骤：把包含液晶和可光聚合材料的混合物注入到两个电极片之间;并且用具有一室光强度分布的光照射该混合物以便造成液晶和可光聚合材料之间的相分离，因此在弱照射区中形成液晶区。

在一个实施例中，通过采用一个光掩模来提供光强分布。

在一个实施例中，当液晶处于各向同性相和向列相之中的一个状态时，混合物则被光聚合，并且然后让液晶处于近晶相和向列相之中的一个状态，同时在混合物中再次造成光聚合。

在一个实施例中，当液晶处于各向同性相和向列相的状态之一时进行注入混合物的步骤，并且加热含有混合物的两个基片以获得液晶的各向同性相，并且然后在照射混合物步骤之前冷却这两个基片以获得液晶的向列相。

在一个实施例中，在照射混合物的步骤中使用具有350nm或更长波长的光。

另外，本发明的液晶显示器件包括形成在一对电极片之间并且至少部分地由按某一图案形成的聚合物壁包围的液晶区。在该器件中，在不施加电压时，根据电极片上的取向调节力对液晶区和聚合物壁聚取向。

在一个实施例中，聚合物壁和液晶区包括一种手征试剂。

在一个实施例中，聚合物壁和手征间距P_P和液晶区的手征间距P_LC满足下列关系式：

P_P＜10×P_LC

在一个实施例中，聚合物壁的折射率各向异性△n_P和液晶区的折射率各向异性△n_LC满足下列关系：

△n_P＞（1/10）×△n_LC

在一个实施例中，液晶显示器件还包括一个在其中一个电极片的内表面上以某一图案形成的光学部分。该光学部分对于具有大于或等于250nm且小于或等于400nm波长的光的透射率是小于或者等于50%，而对于超过400nm波长的光的透射率是至少20%或者更高，且具有光透射率的最大值。

另外，本发明提供了一种制造液晶显示器件的方法，该液晶显示器件包括一对至少其中之一是透明的电极片，按某一图案在电极片之间形成的聚合物壁，和至少部分地由聚合物壁包围的液晶区。该方法包括以下步骤：在电极之间注入一种混合物，该混合物至少包括一种液晶，一种在其分子上带有可聚合官能团的可光聚合液晶，和一种在其分子上带有可聚合官能团的手征试剂;和用具有规则强度分布的光来照射透明电极片以通过光聚合反应造成在液晶和可光聚合液晶之间的相分离，借此形成了至少包括部分手征试剂的聚合物壁和液晶区。

另外，本发明提供了一种包括一个液晶显示器件的液晶显示输入/输出装置，该液晶显示器件包括按某一图案在一对电极片之间形成的聚合物壁和至少部分地由聚合物壁包围的液晶区;该液晶显示输入/输出装置还包括通过接触所需要的点来检测所需要的点的位置的输入装置。

在一个实施例中，在一个象素中形成多个液晶区，并且在每个液晶区中包括至少两个具有彼此不同的取向方向的区。

在一个实施例中，液晶显示器件是TN方式、STN方式和FLC方式中的一种。

在一个实施例中，聚合物壁紧密固定在电极片上。

在一个实施例中，在液晶显示器件中的电极片上的电极用作一个在液晶显示集成平板中的输入检测电极。

在一个实施例中，输入装置采用电磁感应系统，静电感应系统及压敏系统中的一种系统。

在制造本发明的液晶显示器件时，把液晶与可光聚合材料的混合物注入到一对电极片之间，并且用光照射该混合物，使得在要形成液晶区的混合物的那部分被弱照射。

因此，首先在受到强烈照射的可光聚合材料（即可光聚合液晶和可聚合化合物），的组分中引起反应以形成聚合物壁的芯。然后，由于在强射区中可聚合化合物的浓度下降而产生了浓度梯度，从而使存在于弱照射区中的可聚合化合物的未反应部分根据该浓度梯度在强照射区中的可聚集并在那里聚合。因此，形成了聚合物壁以便与这对电极片接触。液晶区在没有聚合物壁形成的区域中形成。

由于以此方式把聚合壁紧密地固定到电极片上，即使当有外部压力施加到电极片上时液晶盒厚度也不会变化。

还有，通过采用上述结构，以与在液晶区中相同的方式来取向非象素部分（非象素部分在常规器件中为各向同性相），即让聚合物壁中的组分在与液晶区的取向状态相同的取向状态下具有双折射特性。因此，在液晶区和聚合物壁中的光透射率大约相同。其结果是，当不施加电压时非象素部分明亮，并且尤其是在反射型液晶显示器件中，通常显示明亮。另外，由于是通过造成在两个电极片之间的液晶和可聚合壁材料之间的相分离来形成用于包围液晶区的聚合物壁的，聚合物壁与电极片的结合要比在常规液晶显示器件中通过事先在其中一个基片上形成聚合物壁（分区）而产生的结合更牢固。因此，有可能提供一个抵抗由笔输入或类似操作所施加的外部压力的支持力，从而避免由于外部压力引起液晶盒厚度变化而导致的显示不规则。因此，本发明的液晶显示器件适用于具有笔式检测键盘的笔输入型显示器件。

另外，当为了满足下列关系之一而向聚合物壁和液晶区中提供手征试剂时，在不施加电压的情况下有效地提高了亮度：P_P＜10×P_LC，其中P_P是聚合物壁的手征间距，且P_LC是液晶区的手征间距;并且△n_P＞（1/10）×△n_LC，其中△n_P是聚合物壁的折射率各向异性，且△n_LC是液晶区的折射率各向异性。

另外，当在液晶显示器件内部设置一个光学部件（比如一个光掩膜）时，在显示介质与光学部件之间的距离比在基片外表面上具有掩膜的器件的该距离要小一个基片的厚度。其结果是，防止了由于光衍射而在象素中形成聚合物壁。这不仅导致在象素中更高的亮度，而且由于不需要设置光掩膜而导致制造步骤简化。另外，当通过改变光学部件或其类似物的厚度而控制光学部件的光透射率时，液晶可以更好地与可聚合材料进行相分离，结果很好地形成了分离的液晶区和聚合物壁。

因此，这里描述的本发明可以提供具有在外界压力下液晶盒厚度不发生变化这样优点的液晶显示器件及其制造方法。

在参照附图阅读并理解了下面的详细描述之后，本领域的普通技术人员将会理解本发明的这些和其它优点。

图1是一个根据本发明实例1的液晶显示器件的剖面图。

图2是一个用于实例1的光掩膜的平面图。

图3表示在实例1中形成的液晶区和聚合物壁。

图4一个用于本发明的反射型液晶显示器件的剖面图。

图5是一个根据实例2的液晶显示器件的剖面图，该液晶显示器件即是一种在其液晶盒中包含有一个光掩膜的自动取向型液晶显示器件。

图6是一种用于实例2的光聚合引发剂的吸收曲线图。

图7是一个用于实例2的塑料基片的吸收曲线图。

图8表示在一个反射型液晶显示器件中的一个偏振片和一个相位片的光轴以及液晶的取向方向。

图9是一个实例5中的典型液晶盒结构的剖面图。

图10是特例1的塑料STN液晶显示器件的剖面图。

图11是一个用于特例1中的光掩膜的平面图。

图12是特例1的液晶显示器件的偏振显微照相的示图。

图13A，13B和13C分别表示用于本发明的一些实例中的液晶显示输入/输出装置的电路布置，常规液晶显示输入/输出装置的示意图，和用于本发明一个实例中的静电感应系统的液晶显示输入/输出装置的示意图。

图14是特例2的反射型STN液晶显示器件的剖面图。

图15是用于特例2中的反射片的平面图。

图16是用于特例2中的光聚合引发剂的吸收曲线图。

图17是特例3的液晶显示器件的剖面图。

图18是用于特例3中的光掩膜的平面图。

图19是一个形成在特例3的液晶显示器件中的液晶区的偏振显微照相的示图。

图20是实例6的反射型STN液晶显示器件的剖面图。

图21是特定实例5的液晶显示器件的偏振显微照相的示图。

图22是用于特定实例5中的光掩膜的平面图。

图23是一个表示在特例8中使用的基片中的反射片构造的示意图。

图24表示在一个透射型液晶显示器件中偏振片和相位片的光轴和液晶的取向方向。

现在借助于实施例来描述本发明。

实例1

图1是根据本发明实例1的STN型液晶显示器件的剖面图。该液晶显示器件是透射型的，并且包括一个液晶盒1，该液晶盒1包括夹在两个支持电极的基片2和6之间的显示介质10。在构成液晶盒1的基片2和6的外表面上分别设置了偏振片14和14′。在基片2（基片2包括由玻璃或类似绝缘物质制成的底基片3）的内表面上，从底基片3按顺序形成条状下电极4和取向膜5。在基片6（基片6包括由绝缘的比如玻璃或类似物的基片制成的底基片7）内表面上，从底基片7按顺序形成条状上电极8和取向膜9。

夹在基片2和6之间的显示介质10包括许多液晶区11，每个液晶区11呈微滴形状并且由聚合物壁12包围。液晶区11的取向状态是STN取向。聚合物壁12紧紧地固定到或粘结到基片2和6上。

现在描述制造上述液晶显示器件的方法。首先，按下列方法合成可光聚合液晶A，该可光聚合液晶A即是一种具有液态结晶性，（△ε＜0）在其分子中具有由下列结构式1表示的可聚合官能团的可光聚合化合物：

结构式1：

首先，在有碳酸钙的情况下用过量的1，10-二溴癸烷醚化4′-羟基-2，3-二氟联苯基。通过柱色谱纯化所得到的合成物，并且把所得纯化的材料与等摩尔的四亚甲基羟胺五水合物混合。用丙烯酸酯化所得的混合物。这样得到了可光聚合的液晶A。

在合成完可光聚合液晶A之后，如下制造基片2和6：在每个具有例如1.1mm厚度的基片3和7的表面上涂覆ITO（氧化铟和氧化锡的混合物），以便分别形成各具有500埃（）厚度的条状下电极4和条状上电极8。用聚酰亚胺（Sunever 150;由Nissan Chemical Industries公司制造）来旋涂得到的基片3和7以分别形成取向膜5和9，然后用尼龙布对取向膜5和9进行研磨处理。这样就制造了基片2和6。每1mm上形成的下和上电极4和8的数目是8个，并且其间的间距是25μm。

在研磨处理之后，彼此固定基片2和6，使得在各个基片上的研磨处理方向相交成240°。此时，在两者之间插入一个9μm直径的间隔物以获得一个恒定的液晶盒厚度。这样就制成了液晶盒1。

在这样制造的液晶盒1上放置如图2所示的带有遮掩部分120a和透明部分120b的光掩膜120，使得每个遮掩部分120a覆盖在液晶盒1中的每个象素。在放置光掩膜120之后或之前，通过毛细管注入把下列混合物注入液晶盒1∶0.10g的R-684（由Nippon Kayaku有限公司制造），0.05g的苯乙烯，0.10g的作为可聚合化合物的异冰片基丙烯酸酯，0.75g的可光聚合的液晶A，4g的液晶材料ZLI-4427（其中通过添加手性试剂S-811（由Merck有限公司制造）来预先调节扭曲角使之为240°），和0.025g的光聚合引发剂Irgacure 651。为了获得该混合物，在54℃的各向同性温度下，均匀地混合各种组分。在混合物的组分之中，可聚合化合物和可光聚合液晶A共同作为可光聚合材料工作。

然后，采用发射10mW/cm²的准直光的高压汞灯通过该掩膜用紫外线照射含有该混合物的液晶盒1，历时90秒，同时保持温度在60℃。在此条件下，紫外线以空间上规则的图案照射该液晶盒1。

然后，把液晶盒1冷却到25℃，这时液晶处于向列相，并且继续对该液晶盒1用紫外线再照射3分钟，使可光聚合材料聚合。接着把液晶盒1加热到100℃，并在8小时内逐渐冷却25℃温度。在此过程中，液晶分子按照在基片上的取向调节力取向，从而改善了显示质量。

如图1所示把偏振片14和14′固定到这样制造的液晶盒1上。此时，偏振片14和14′的定位位置使得与研磨方向相交成45°并且被此相交成105°。以此方式，制成了一个不采用相位片的黄色模式的透射型STN液晶显示器件。

图3表示由一个偏振显微镜观察到的在液晶盒1中的显示介质10。如图3所示，按照掩膜上的图案形成液晶区11，该液晶区11具有与在下述对照例1中制造的常规STN液晶显示器件的结构相似的结构。进一步，可光聚合材料（树脂），即可光聚合液晶和可聚合化合物与要聚合的光聚合引发剂起反应，因而聚合物壁12包括通过可光聚合液晶A的聚合而产生的液晶聚合物。

表1表示由实例1制造的以及由下述对照例1和2制造的液晶显示器件的电-光特性。

表1：

实例1 对照例1 对照例2

对比度 7 12 3

对照例1

通过采用与实例1中制造的相同类型的液晶盒并且向其中注入相同类型的液晶材料（即用于实例1中的液晶材料和手性试剂的混合物）来制造一个对照例1的STN液晶显示器件。以与实例1相同的方式把偏振片固定到最后得到的液晶盒上。在表1中表示了液晶显示器件的电-光特性。

对照例2

通过采用与实例1中制造的相同类型的液晶盒并且向液晶盒中注入用于实例1中的混合物来制造对照例2的液晶显示器件。除了不使用掩膜以外，以与实例1相同的方式对最后得到的液晶盒进行紫外线照射。液晶显示器件的电-光特性如表1所示。

从表1中可以看出，实例1的液晶显示器件的电光特性与对照例1的常规液晶显示器件同样好。在具有聚合物壁12的对比度降低了的液晶显示器件上测定如图1所示的实例1的液晶显示器件的电-光特性。当用黑掩膜遮盖聚合物壁12时，其对比度与对照例1的液晶显示器件的对比度同样高。另外，笔在液晶显示器件上的压力几乎不改变，显示的颜色也几乎不变。

为了检查在聚合物壁12和基片2及6之间的固定是否紧密，从液晶显示器件中只切下具有聚合物壁12和液晶区11的20mm×20mm的呈正方形的一部分。拉开固定到聚合物壁12上的基片，但不能轻易地剥离。针对对照例1的液晶显示器件进行相同的步骤，由于没有聚合物壁，基片可以轻易地剥离。

对照例2的液晶显示器件具有较低的对比度。通过一个偏振显微镜观察，估计是因为在象素中部分地形成了聚合物壁造成了对比度的下降。

由于在实例1的液晶显示器件中的聚合物紧紧地固定或粘结到基片2和6上，这就不同于在日本已公开专利出版物No.4-323616中公开的在基片固定之前预先形成的聚合物壁。另外，由于聚合物壁12紧紧地固定或粘结到基片2和6上，抑制了由外部压力造成的液晶盒厚度的变化。因此，有可能避免了由于笔输入造成的显示颜色及其它变化。另外，极大地提高了在遇到掉下或类似情况时的抗冲击能力。另外，在聚合物壁12中包含有具有与在基片上的取向调节力同样作用的液态结晶相聚合物时，由于取向调节力作用在基片上的水平方向和聚合物壁12的垂直方向上，液晶的取向状态极其稳定。另外，由于几乎聚合物壁12的所有部分都有意地形成在非象素部分，与随意地形成聚合壁的情况相比可以抑制由于聚合材料引起的对比度下降。另外，有时在液晶区11和基片2或6之间的界面上形成一层聚合物薄膜。在这种情况下，由于通过聚合物薄膜可以把基片上的取向调节力转移到液晶分子上，液晶分子均匀地取向。另外，在此情况下由于聚合物材料三维地包围着液晶区11，液晶显示器件获得了较大的对外界压力的抵抗力。

由于聚合物壁12可以接近各向同性地形成，当使用两个偏振轴成直角的偏振片时，非象素部分中的聚合物壁可以作为黑掩膜工作。当向液晶显示器件提供一个对每个象素都有一个图案的相位片时，可以得到高对比度。

实例1的液晶显示器件适用于透射型液晶显示器件。然而本发明不限于透射型液晶显示器件，也可以适用于反射型STN液晶显示器件。图4是应用于本发明的反射型液晶显示器件的剖面图。该液晶显示器件包括一个如日本已公开专利出版物No.4-289818和4-97121所公开的偏振片。在图4的液晶显示器件中，在液晶盒1和偏振片14之间设置相位片13。在对着显示介质10的内表面上基片2包括一个具有凸起17的基片3。在基片3的几乎整个表面上形成一个矫平膜16来覆盖凸起17。在矫平膜16上形成由反射型金属膜制成的条状下电极15。

实例2

图5是按照实例2的液晶显示器件的剖面图。该液晶显示器件除了包括如图1所示实例1的器件的部件以外，还包括一个在基片2上的在对应于每个象素的位置具有一个反射部分的反射片20，在基片6上的一个滤光片18和一个保护膜19。实例2的基片2和6是由丙烯酸类塑料制成的，其支持一个ITO膜，总厚度是400μm。

如下制成该液晶显示器件：首先制造上述的基片2和6，并且以与实例1相同的方式进行取向处理。

以与实例1中相同的方式用一个直径为5.8μm的间隔物把基片2和6彼此固定在一起，并且把下列混合物注入这样制造的液晶盒中：0.1g的R-684（由Nippon Kayaku有限公司制造），0.01g的苯乙烯，0.14g的作为可聚合化合物的异冰片基丙烯酸酯;0.75g的可光聚合液晶A，4g的液晶材料ZLI-4427（其中通过添加手性试剂S-811（由Merck有限公司制造）预先把扭曲角调节到240°），和0.025g的可光聚合引发剂Lucirin TPO（由BASF制造;如在图6中用阴影区所示那样在400μm附过表现出最大的光吸收）。在100Pa的压力、30℃的温度下，通过采用例如真空注入法把混合物注入液晶盒中，在注入开始的同时把基片和所用的注入片的温度升至60℃。可聚合化合物和可光聚合液晶A共同作为可光聚合材料工作。

然后，把液晶盒加热至80℃温度，并且通过反射片20以与实例1相同的紫外线强度对该液晶盒照射3分钟。然后液晶盒冷却至25℃，并且再用紫外线照射7分钟。然后把液晶盒加热至100℃，并且在8小时内逐渐冷却至25℃。这样制造的液晶盒1的相位差（△n₁·d₁）是650nm。由丙烯酸类塑料基片形成的支持ITO膜的基片3和7有如图7所示的吸收曲线，并且在350nm以下基本上不透光。

接着，以图8所示的关系把偏振片14和相位片13（△n₂·d₂＝350nm）固定到液晶盒1上，该相位片13例如可以是一个相位差膜。这样就制造了一个包括一个偏振片的反射型STN液晶显示器件。下面详述图8。

这样制造的液晶显示器件表现出与实例1的液晶显示器件相同的效果。另外，由于所用反射片20的透明部分对应于用于实例1中的光掩膜，所以尽管在该液晶显示器件中没有使用光掩膜，该液晶显示器件却具有好象包括了一个光掩膜似的结构。在该显示器件中，液晶区和用作光掩膜的部分之间的距离比实例1中的距离小一个基片的厚度。因此，避免了由于光掩膜造成的衍射而在象素中形成聚合物壁，从而简化了制造步骤。

表2表示实例2以及实例3与4，和对照例3和4的液晶显示器件的电-光特性。通过使用以与液晶显示器件的法线成30°角入射的光的反射率与沿法线方向的白光的反射率的比率来测定该特性。

表2：

实例2 实例3 实例4 对照例3 对照例4

对比度 6 3.5 4.5 1.6 2.8

d·△n(nm) 650 515 784 448 896

实例3和4以及对照例3和4。

采用与实例2相同的方法，使用相同类型的基片来制造实例3和4以及对照例3和4的反射型液晶显示器件，不同之处只是间隔物的直径在实例3中为4.6μm，在实例4中为7.0μm，在对照例3中为4.0μm，在对照例4中8.0μm，而在实例2中为9μm。通过以此方式改变间隔物的直径可以改变最后得到的液晶显示器件的相差。通过添加S-811可以把所用的液晶的扭曲角预先调节到240°。

从表2中可以看出，与对照例3和4相比，实施例2，3和4的液晶显示器件的对比度有所改善。

由实例1至4的液晶显示器件代表的本发明的液晶显示器件在电-光曲线中具有锐度。因此，有可能得到足够大的负载比，而不需要TFT。从而降低了成本。另外，由于在液晶盒中形成了聚合物壁，由笔输入或类似操作而施加的外部压力几乎不改变液晶盒厚度，因此几乎不会造成显示不规则。

实例5

图9是根据实例5的液晶显示输入/输出装置的剖面图。该液晶显示输入/输出装置具有两个（每个厚度为1.1mm）玻璃基片23。其中一个基片（上基片）具有以下的结构：在玻璃基片23中的一个上以矩阵形式形成多个由ITO制成的透明电极24。形成一个取向膜25以覆盖透明电极24。该玻璃基片23的另一表面上设置一个偏振片22和输入装置21。

另一个基片（下基片）具有以下的结构：在另一个玻璃基片23上也形成多个由ITO制成的透明电极24。在透明电极24上也设置取向膜25。在该玻璃基片23的另一表面上设置另一个偏振片22。

上述的两个玻璃基片23夹持一个显示介质层。在显示介质层中，在除了透明电极24以外的部分上形成聚合物壁26，并且通过下述的制造步骤在由聚合物壁26包围的且对应于每个透明电极24的部分上形成一个液晶部分27。使用设于两个基片之间的呈比如球形或圆柱形的间隔物（未示出）而把其间夹有显示介质层的两个基片23彼此固定在一起，因此可得到一个恒定的液晶盒厚度。

在实例5的上述液晶显示输入/输出装置中，如图9所示，基本上由聚合物壁26包围且夹在两个支持透明电极24的玻璃基片23之间的液晶27具有一个微型的液晶盒结构。另外，由于聚合物壁26粘结到玻璃基片23上，该器件的抗外界压力的能力相当强。例如当该器件掉下时，就可以表现出这种高抗冲击能力。另外，通过聚合物壁26抑制了由于外界压力而导致的液晶盒厚度变化，并且即使当在进行笔输入或类似操作而使该器件受压时也可以防止显示颜色发生改变。另外，当在聚合物壁26中包含具有与在基片上的取向调节力同样效果的聚合物液晶时，由于取向调节力不仅作用于在基片23上的取向膜25的水平方向上而且作用于聚合物壁26的垂直方向上，液晶的取向状态极其稳定。另外，由于几乎全部聚合物壁26都有意形成在非象素部分中，与随机形成聚合壁的情况相比抑制了由聚合物材料引起的对比度下降。

现在将描述实例5的特例和对照例，但本发明并不限于这些特例。

特例1

1）在其分子中具有一个可聚合官能团的可聚合液晶的合成：

如下合成由下面的结构式2表示的化合物B（具有△ε＜0）：

结构式2：

首先，在有碳酸钙的情况下用过量的1，12-二溴癸烷醚化4′-羟基-2，3-二氟联苯基。通过柱色谱纯化合成物，并且把所得的纯化的材料与等摩尔的四亚甲基羟胺五水化合物混合。用丙烯酸酯化所得的混合物。

2）液晶盒的制造：

下面参照图10的剖面图描述特例1的液晶显示输入/输出装置的结构。作为上基片，在具有1.1mm厚度的玻璃基片23的表面上形成由ITO制成的条状透明电极24以使得具有500

的厚度（每毫米有8条电极;间隔是25μm）。然后通过旋涂聚酰亚胺（Sunever 150;由Nissan化学工业有限公司制造）来涂覆得到的基片23，接着沿一个方向用尼龙布对其进行研磨处理，从而在基片23上形成了一个取向膜25。以与上基片同样的方式形成下基片。把最后得到的两个基片23彼此固定在一起，使得其上的取向方向相交成240°角，在两基片之间夹有9μm直径的间隔物（未示出）。这样就制成了一个液晶盒。

液晶盒上设置一个带有圆点图案的光掩膜37。如图11所示，所使用的光掩膜包括多个以矩阵形式排列的每个具有例如100μm×100μm尺寸的遮光部分28和一个包围遮光部分28的宽度是25μm的透明部分29。在液晶盒上设置光掩膜37以遮掩液晶盒中的每个象素，并且向最后得到的液晶盒中液入下列混合物：0.10g的R-684（由Nippon Kayaku Co.，Ltd制造），0.05g的苯乙烯，0.75g的化合物B，0.10g的异冰片基丙烯酸酯，4g的液晶材料ZLI-4427（其中通过添加手性试剂S-811（由Merck & Co.，Ltd制造）预先把扭曲角调节到240°），和0.025g和光聚合引发剂Irgacure 651。

在54℃的各向同性温度下均匀地混合这些组分之后，通过毛细管注入法注入该混合物。然后，采用一个发射10mW/cm²准直光的高压汞灯在60℃温度下通过光掩膜上的圆点图案对最后得到的液晶盒进行90分钟的紫外光照射。然后，把该液晶盒冷却到25℃温度，然后再对液晶盒进行3分钟的连续紫外线照射，从而使可聚合材料聚合。接着，把液晶盒加热到100℃，并且在8小时内把液晶盒逐渐冷却到25℃。

用一个偏振显微镜观察这样制造的液晶盒发现：液晶区30与图12中所示的光掩膜和聚合物区31图案相同。液晶区30具有与在如下所述对照例5中制造的常规STN液晶显示器件相似的结构。将一个相位片和偏振片22固定到这样制造的液晶盒上以使得偏振方向与研磨方向成45°并且彼此成105°，这样制造了一个透射型STN液晶显示器件。

当用笔或类似物压液晶显示器件时，显示颜色几乎不变化。

把这样制造的液晶显示器件与一个如图13A所示的静电感应型显示集成片的电路连接，从而制造了一个液晶显示输入/输出装置（不包括保护板）。笔输入操作几乎不改变显示质量。下面详细说明在图13A至13C中所示的液晶显示输入/输出装置。

对照例5

只把液晶材料（用于特例1中的液晶与手性试剂的混合物）注入特例1中制造的相同类型的液晶盒中，从而制造了对照例5的液晶显示器件。以与特例5相同的方式把偏振片固定到液晶显示器件上，从而制造了一种常规的STN液晶显示器件。该STN液晶显示器件与如图13A所示的静电感应系统的显示集成片的电路连接，从而制造了一个液晶显示输入/输出装置。在笔输入操作时，由于笔的压力会造成诸如对比度颠倒的显示不规则。在显示黑色时显示不规则性尤其明显。

特例2

下面参照图14的剖面的图描述按照特例2的一个液晶显示输入/输出装置。在每个具有400μm厚度的两个丙烯酸类塑料基片23（其吸收曲线如图7所示）之中的一个上设置一个如图15所示具有与每个象素位置对应的透明部分39的反射片32。另一个基片23有一个滤色片33和一个保护膜34。进行与特例1相同的取向处理，并且把两个最后得到的基片23彼此固定在一起，两者之间放置具有5.8μm直径的间隔物，从而制造了如图14所示的反射型液晶盒。

要注入液晶盒中的混合物与用于特例1中的相同，只是用KAYACURE DETX-S（由Nippon Kayaku Industries Co.，Ltd制造）代替了光聚合引发剂。该光聚合引发剂具有如图16所示的吸收曲线，并且由350nm至400nm的可见光造成聚合。在100Pa压力30℃温度下用真空注入法把混合物注入液晶盒中，并且随着注入的开始把基片和所用的注入板同时升温到60℃。以与特例1相同的紫外线强度通过反射片32在80℃温度下对最后得到的液晶盒进行10分钟的紫外线照射。然后，在5小时内把液晶盒逐渐冷却到25℃。这样制造的液晶显示器件的相差（△n₁·d₁）是650nm。把一个偏振片22和一个相位片32（如一个相差膜，△n₂·d₂＝350nm）固定到液晶盒上，从而制造了如图14所示的包括一个偏振片的反射型STN液晶显示器件。

把这样制造的液晶显示器件与图13所示的用于图13A所示的静电感应系统的显示集成片的电路连接，从而制造了如图14所示的一个液晶显示输入/输出装置（不包括保护板）。笔输入操作几乎不改变显示质量。

对照例6

向与特例2制造的相同类型的液晶盒中，只注入相同类型的液晶（用于特例1中的液晶与手性试剂的混合物），从而制造了一个液晶盒。以与特例2相同的方式把一个偏振片固定到这样制造的液晶盒上，从而制造了一个常规STN液晶显示器件（使用塑料基片）。把该STN液晶显示器件与图13A所示的静电感应系统的显示集成片的电路连接，从而制造了一个液晶显示输入/输出装置。

在笔输入操作过程中，由于笔的压力造成了显示不规则，比如颠倒的对比度图象。另外，在显示结束后，在施加了管压力的部分的液晶取向处于紊乱状态数秒钟。在显示黑色时这种显示不规则尤其明显。

特例3

参照图17的剖面图描述特例3的液晶显示输出/输出装置。使用一个厚度为1.1mm、支持一个TFT装置45和一个具有500

厚度的ITO透明电极43的玻璃基片23作为一个下基片。另一个厚度为1.1mm并且支持透明电极44的玻璃基片23用作上基片。这两个基片23彼此固定在一起，具有6μm直径的间隔物置于两者之间，从而制造了一个液晶盒。可在基片上设置一个滤色片。该液晶盒上设置一个如图18所示的具有遮光部分36和透明部分35的带有圆点图案的光掩膜。

通过混合0.1g的R-684（由Nippon Kayaku Industries Co.，Ltd制造），0.05g的苯乙烯，0.85g的异冰片基甲基丙烯酸酯，4g的包括0.4%（重量）的S-811的液晶材料ZLI-4792（由Merck & Co.，Ltd制造），和0.0025g的光聚合引发剂Irgacure 651来得到要注入液晶盒中的混合物。在透明状态（即在35℃温度下）把该混合物注入到液晶盒中。在保持此温度的同时，采用一个发射10mW²/cm²准直光的高压汞灯通过光掩膜上的圆点图案对该液晶盒进行1秒钟的紫外线照射，并且照射停止30秒钟。重复20次这种1秒钟照射和30秒钟不照射的循环。然后，再对该液晶盒进行另外10分钟的紫外线照射，从而使可聚合材料聚合。

用一个偏振显微镜观察这样制造的液晶显示器件发现：形成的液晶区的图案和在光掩膜上的圆点图案（即电极43的图案）同样规则，即为电极43的图案。

这样获得的液晶盒夹在一对偏振片22之间使得偏振轴成直角相交。在最后得到的液晶显示器件中，液晶区41由聚合物壁40包围。用偏振显微镜观察该液晶显示器件发现：如图19所示，每个象素几乎包括有一个液晶区。另外，还观察到纹影结构42，当液晶分子径向取向或同心取向时，通常可以观察到这种纹影结构42。

对照例7

把包括0.4%（重量）的S-811的液晶材料ZLI-4792（由Merck & Co.，Ltd制造）注入到与特例3中制造的相同类型的液晶盒中。液晶盒上设置两个偏振片，使得偏振轴彼此一致，从而制造了一个常规的TN液晶显示器件。

把如图13B所示的静电感应系统的芯片连接到所制造的液晶显示器件上，从而制造了一个液晶显示输入/输出装置（在上表面上不设保护板）。通过管输入操作，笔的压力会造成显示不规则，比如颠倒对比度的图象。在受到笔压力的部分的显示质量会下降。

特例4

下面参照图9的剖面图描述按照特例4的液晶显示输入/输出装置。

在两个玻璃基片23的表面上，通过蒸发一个厚度大约是100nm的ITO膜来形成透明电极，并且对最后得到的基片23进行湿蚀刻处理，从而形成具有某一图案的多个平行电极线24。用聚酰亚胺对支持透明电极线24的每个玻璃基片23的表面进行旋涂，从而形成具有大约50nm厚度的聚酰亚胺取向膜。然后在190℃温度下对基片23进行1小时的烧结，并且沿一个方向对其进行研磨处理，从而形成一个取向膜25。

进行研磨处理，使得当两个基片23彼此相对以使支持透明电极线24的表面彼此相对并且彼此固定到一起时在两个基片23上的研磨方向相同，从而使其上的电极线24成直角相交。按上述方式把两个基片23固定在一起，两者之间置有作为间隔扬的直径为2μm的硅石微珠（未示出）。这样制造了特例4的液晶盒。

然后，均匀地混合0.80g的铁电液晶材料ZLI-4003（由Merck & Co.，Ltd制造），0.02g聚乙二醇丙烯酸酯（商标名：NK酯A-200;由Shin Nakamura Chemical Industrial Co.，Ltd制造）作为可聚合材料（聚合物前身），和0.18g的月桂基丙烯酸酯（商标名：NK酯LA;由Shin Nakamura Chemical Industrial Co.，Ltd.制造），并且把该混合物注入到液晶盒中。在常压下该液晶-聚合物前身混合物处于向列相或各向同性液态相。该混合物的居里温度如下：

SmC＜25℃＜SmA＜31℃＜Ch＜35℃＜Iso

然后，如图11所示，在液晶盒上设置一个光掩膜。在液晶聚合物前身混合物处于向列相或各向同性液态相的情况下，采用一个发射10mW/cm²/准直光的高压汞灯通过这个光掩膜对该液晶盒进行2分钟的紫外线照射。该紫外线照射使该混合物光聚合，从而造成了液晶与聚合物壁之间的相分离。这样形成了液晶区27和聚合物壁26。

用偏振显微镜观察相分离发现：聚合物壁不是形成在由光掩膜遮掩的部分上，而是形成在紫外线照射的部分的附近。

当用一个具有相交的尼料耳棱镜的偏振显微镜观察时，在形成于遮掩紫外线部分处的液晶微滴的中央，在基片的研磨方向上发现了普通SSF（表面稳定的铁电性的）型取向，并且在竖直的聚合物壁附近取向变化很陡。

在制造的液晶显示器件下面连接有如图13B所示的静电感应系统的芯片，从而制造了一个液晶显示输入/输出装置（在上表面上不包括保护板）。在进行笔输出操作时，不会由笔的压力造成显示不规则，比如颠倒对比度的图象。

对照例8

向与特例4制造的相同类型的液晶盒中注入铁电液晶材料ZLI-4003（由Merck & Co.，Ltd.制造）。把液晶盒加热到120℃，然后逐渐冷却至室温，从而制造了一个液晶盒。把偏振片固定到该液晶盒上使得其上的偏振轴与取向方向一致，从而制造了一个常规FLC（铁电液晶）显示器件。把这样得到的液晶显示器件连接到用于图13A的静电感应系统的显示集成芯片的电路上，从而制造了一个液晶显示输入/输出装置。在笔输入操作过程中，笔的压力造成了显示的不规则，比如颠倒对比度图象。另外，在显示结束之后，在受到笔的压力的部分的液晶的取向会紊乱数秒钟。在显示黑色时显示不规则尤其明显。

例6

图20是按本发明的反射型STN液晶显示器件的剖面图。如图20所示，基片51上设有下电极52和取向膜53。上基片54上设有上电极55和取向膜56。从而构成了一对电极片57和58。盒61包括大量的液晶区60（在基片表面上有取向调节力作用的区域），液晶区60基本上由聚合物壁59包围并夹在两个电极片57和58之间。在基片54的另一个表面上（即和液晶区60不相对的表面上）设有一个偏振片62。

为了形成聚合物壁59，用紫外线照射透明的电极片57和58。由于电极52和55是透明的，它们作为具有吸收紫外线的特性的光学部件起作用，因此通过紫外线的照射就可得到一种光的强度分布，在液晶和聚合物壁之间引起相分离。因而，聚合物壁59和液晶区60就将按照光的强度分布形成。由于聚合物壁59紧紧地固定到和/或粘结到电极片57和58上并且以此方式夹在电极片57和58之间，所以盒的厚度在外部压力作用下很少改变，防止显示的颜色在笔的压力作用下发生变化，极大地改善了抗冲击性能。

但聚合物壁59的组分具有双折射性，并且和液晶区60有相同的取向状态。正是出于这种原因，在无电压情况下聚合物壁59的取向大致和液晶区60的取向相同，从而使液晶区60和聚合物壁59的透光性也大致相同。特别是在反射型液晶显示器件中，使无电压作用时的亮度得以改善。

聚合物壁59的折射率各向异性△n_P-与液晶区60的折射率各向异性△n_LC最好满足下列关系式：

△n_P＞（1/10）×△n_LC…（1）

当聚合物壁的折射率各向异性小于（1/10）×△n_LC时，因为透过聚合物壁的透光性降低了，所以不可能改善不加电压时的亮度。液晶区60在不加电压时的又折射率最佳值取决于液晶区60的形态，因此液晶区的双折射率最好有一个由形成的液晶区的形态决定的最佳值。

另外，聚合物壁59的手征间距是影响透光性的因素之一，因此对改善不加电压时的亮度是很重要的。聚合物壁59的手征间距P_P和液晶区60的手征间距P_LC最好满足下述关系式：

P_P＜10×P_LC…（2）

如果不满足关系式（2），则难以改善不加电压时的亮度。

手征间距的最佳值取决于液晶区60的形态，液晶区的手征间距最好有一个由形成的液晶区的形态决定的最佳值。在采用不利用液晶扭曲的方式时（如ECB方式），液晶区60在不加电压时的手征间距是不确定的。

下面将要描述例6的特例和对照例。

特例5（透光型STN液晶显示器件）

在两个厚度为1.1mm的玻璃基片的表面上形成厚度为2000

的ITO电极（8个电极/mm;电极间隔为25μm）。然后，通过旋涂工艺用聚酰亚胺（Sunever 150，由Nissan Chemical Industries Co.，Ltd.制造）涂敷所获得的基片，接着用尼龙布沿一个方向进行研磨处理。研磨处理后，将获得的基片相互固定，使基片上的取向方向交叉成240°，两个基片之间留有直径为9μm的间隔，以制备液晶盒。

接着，将0.012g由下述结构式3表示的化合物C（可聚合的手征试剂）、0.10g的对苯基苯乙烯、0.85克用由下述结构式4表示的化合物D、0.038克的1，4-丁二醇二异丁烯酸、5g的液晶ZLI-4427（由Merck & Co.，Ltd.制造;其中的扭曲角通过添加S-811预先调到240°）、以及0.025g的光聚合引发剂Irgacure 651均匀地混合。通过柱式注入法将获得的混合物注入到盒中。使用发出10mW/cm²准直光的两个高压水银灯，用紫外线从盒的两侧照射这样得到的盒4分钟，照射时的温度为60℃。在这些条件下，由于在有ITO电极存在的部分和无ITO电极存在的部分之间有紫外线强度差产生，所以照射的紫外线有一个光的强度分布，该分布在空间上有一定的规律性。在盒中的液晶呈向列状态的情况下将盒冷却到20℃的温度。再次用紫外线连续照射该盒3分钟，让可聚合材料发生聚合。然后，将盒加热到100℃，并在8小时内逐渐冷却至25℃。借此使液晶分子按基片上的取向调节力取向，改善了最终液晶显示器件的显示质量。

结构式3：

其中，＊表示一个非对称的碳原子。

结构式4：

通过偏振显微镜观察这样得到的液晶盒，结果发现（见图21），液晶区71和聚合物壁72是按照上、下ITO电极的重叠部分（100μm×100μm）的图案形成的，并且液晶区71的结构类似于按下述对照例9制造的常规STN液晶显示器件。这就是说，ITO电极起包括遮光部分74的装置的作用，每个遮光部分74的形状都是100μm×100μm的正方形，它们由宽度为25μm的透明部分75包围，如图22所示。

将偏振片固定到这样产生的液晶盒上，使偏振方向与研磨方向交叉成45°并且两个偏振方向被此之间交叉成105°，从而产生出一种透射型STN液晶显示器件。由于可光聚合液晶是在聚合物壁中聚合的，聚合物壁中包含有液体结晶形的聚合物，因而可以看到聚物壁也是透光的。

将这样得到的液晶显示器件在不加电压时的透光率表示成为相对于按下述对照例9产生的液晶显示器件（其透光性取为100）的透光率的比例表示的，并列在以下的表3中：

表3：在不加电压时的透光率

特例特例特例对照例对照例对照例

5 6 7 10 11 12

89 86 81 24 70 71

由表3可以看出，特例5的液晶显示器件的电光特性和按对照例9制造的常规使用的液晶显示器件的电光特性一样地好。此外，当用笔按压本液晶显示器件时，显示的色彩几乎没有变化。

为了检查聚合物壁和基片之间的坚固程度，从该盒上切下一个20mm×20mm正方形形状的部分，其中只包括聚合物壁和液晶区。拉开固定到聚合物壁上的基片，但剥落并不容易。对于对照例9的盒采用相同的步骤，但在切下正方形部分的同时就将基片剥离下来了。

通过使用可光聚合材料和光聚合引发剂的相同类型的混合物，并且通过使用楔形液晶盒，就可估算出从该混合物获得的聚合材料的手征间距。另外，只有可光聚合材料在垂直取向膜之间、并且在水平取向膜之间发生聚合，因此使用Abbe折光仪就能估算出△n。以下表4中列出了估算的△n和手征间距（μm），它们是聚合材料聚合后的特性。

表4：

△n 手征间距(μm)

对照例11 0 0

对照例12

0 0

特殊实例5 0.052 22

特殊实例6 0.044 22

特殊实例7 0.017 22

ZLI-4427 0.112 14

对照例9

将相同类型的液晶材料（即特例5中使用的液晶和手征试剂的混合物）注入特例5中制造的相同类型的盒中，从而制出一个液晶盒。采用和特例5中相同的方法将偏振片固定到盒上，制出常规的STN液晶显示器件。将这种液晶显示器件的电光特性取为100，以便用作列在上述表3中的特性的标准。

对照例10

将和特例5中使用的相同类型的混合物注入按特例5制作的相同类型的盒中。和特例5的方式相同，但在不使用光掩膜的情况下让这样制出的盒经受紫外线照射，得到一个液晶显示器件。

该液晶显示器件的电光特性列入上述表3中。对该液晶显示器件进行观察后发现，在一个象素内形成一个聚合物壁，这被认为是对比度降低的理由。

对照例11和12，以及特例6和7

这些实例的液晶显示器件都是使用和特例5相同的盒、液晶和光聚合引发剂制造出来的，并且用和特例5相同的方式进行紫外照射。但要和液晶以及光聚合引发剂一起注入到相应盒中的可光聚合材料的组分比却和特例5不同，并列在下述的表5中。这些制成的液晶显示器件的电光特性列入以上表3中。

表5：可光聚合材料的组分比

（%，按重量计）

化合物化合物对苯基 R-684 月桂基丙

C D 苯乙烯烯酸酯

对照例11 0 0 10 5 85

对照例12 0 10 10 5 75

特例5 1.2 85 10 3.8 0

特例6 1.2 75 10 3.8 10

特例7 1.2 65 10 3.8 20

另外，每种光聚合材料在聚合后的△n和手征间距（μm）已列在上述的表4中了。

特例8（在反射型STN液晶显示器件中使用塑料基片）

对厚度为400μm的两个丙烯塑料基片进行和特例5相同的取向处理，并以和特例5相同的方式将它们彼此固定，在两个基片之间留有直径为5.8μm的间隔。图7中表示出这种塑料基片的吸收特性，并且这些基片基本上容易切割成350nm以下。在一个塑料片上设有反射片，反射片具有处于和象素对应的矩阵形式中的反射部分81和包围反射部分81的透明部分82，如图23所示。在另一个基片上设有滤色片。这样，就制成了一个反射型的盒。由于该盒包括位于反射部分81之间的透明部分82，所以在不使用真正光掩模的情况下就获得了光掩膜的效果。在这个系统中，液晶层和用作光掩模的部分之间的距离小于特例5中的基片的厚度。因此能防止由于光掩模引起的折射的结果而在象素内形成聚合物壁，同时还简化了生成步骤。

接着，在压力为100Pa、温度为30℃时通过真空注入法在盒内注入一种混合物，并且在注入开始的同时将基片的温度和所用注入板的温度升高到90℃，该混合物包括：0.009g的化合物C（可聚合的手征试剂）、0.10g的对苯基苯乙烯、0.85g的化合物D、0.041g的1，4-丁二醇二异丁烯酸、5g的液晶材料ZLI-4427（由Merck & Co.，Ltd.制造;其中通过加入S-811预先将扭曲角调至240°）、以及0.025g光聚合引发剂Lucirin TPO（由BASF制造;在400nm附近有最大的吸收性）。让所获得的盒连续3分钟经受穿过反射片的并和特例5中90℃时的光强度相同的紫外线照射。然后把盒冷却到25℃，并用这种紫外线再照射7分钟。将盒加热到100℃，并在8小时内将其逐渐冷却25℃。这样产生的液晶盒的相差（△n₁·d₁）为650nm。将一个偏振片和一相相位片（△n₂·d₂＝350nm），例如一个相差膜，按图8所示的关系固定到盒上，从而产生一个反射型STN液晶显示器件，该器件包括一个偏振片。按特例8制作的显示器件是反射型的，不可能按和透射型显示器件类似的方式对该反射型元件的显示器件进行估算，因此这种反射型的显示器件的电光特性没有列在上述表4中，而是列在了下述的表6中。

表6：反射率（%）

对照例对照例对照例特例

9 11 12 8

100 68 65 165

注：反射率用于相对于对照例9的显示器件的反射率的比例表示之，对照例9的显示器件的反射率取为100。

对照例11和12的显示器件的反射率是在每个器件包括了和特例8中所用的相同类型的反射片的情况下测得的。由表6可知，特例8的显示器件是明亮的，因为它只包含一个偏振片。在测量反射率时利用了进入相对于液晶显示器件法线成30°角的光的折射率与沿法线方向的白光折射率的比例。对这样产生的液晶显示器件进行观察后发现，和按对照例12制作的显示器件的显示相比较，这种显示是光亮的，并且改善了聚合物壁中的亮度。

对照例13

将液晶材料ZLI-4792（由Merck & Co.，Ltd制造;通过加入S-811将其中的扭曲角预先调至90°）注入按下述特例9制作的相同类型的盒中，制造出普通的TN液晶显示器件。

当用笔压迫该液晶显示器件时，显示的颜色要发生变化。

特例9（反射型TN液晶显示器件）

通过旋涂工艺用聚酰亚胺（AL 4552;由Nippon SyntheticChemical Industry，Co.，Ltd.制造）涂敷一对玻璃基片，每个基片的厚度为1.1mm并且支承着厚度为2000

的ITO条形透明电极（8个电极/mm;电极间隔为25μm），并且用尼龙布沿一个方向对这对基本进行研磨处理。使所得的基片彼此固定，让它们的取向方向交叉成90°，在两个基片之间留有直径5μm的间隔，这样就制成了一个液晶盒。然后，均匀地混合0.004g化合物C（可聚合的手征试剂）、0.10g对苯基苯乙烯、0.85g化合物D、0.046g1，4-丁二醇异丁烯酸酯、5g液晶材料ZLI-4792（由Merck & Co.，Ltd.制造，通过加入S-811将扭曲角预先调至90°）、以及0.025g光聚合引发剂Irgacure 651。通过柱状注入法将所得混合物注入盒中。按照和特例5相同的方式，使用两个发出准直光的高压水银灯，用紫外线穿过相应的基片照射这样得到的盒。

将偏振片固定到所获得的盒上，使它们的偏振轴与研磨方向一致，从而即得到透射型TN液晶显示器件。在表7中列出了该液晶显示器件在不加电压时的透光性以及按上述对照例13制作的普通TN液晶显示器件的透光性。

表7：

特例9 对照例13

透光性(%) 93 97

由表7可知，尽管特例9的显示器件包括有聚合物壁，但它的透光性和不包括聚合物壁的普通显示器件的透光性同样优越。在每个这样的显示器件的背面提供一个反射片，就可以制作出反射型TN液晶显示器件。我们发现，这些显示器件在不加电压时的反射性能同样也是优秀的。当用管压迫特例9的显示器件时，显示的颜色几乎没有变化;而压迫对照例13的显示器件时，显示的颜色要发生变化。

为了检查聚合壁和基片间的紧密固定程度，从盒上切下一块20mm×20mm正方形形状的部分，该部分中只包括聚合物壁和液晶区。拉开固定到聚合物壁上的基片，但剥离并非容易。对于对照例13的盒进行同样的步骤，但在切下正方形部分的同时基片就已剥落下来了。

下面描述本发明的特征和改进实例。

显示方式：

本发明可应用于各种方式的液晶显示器件，例如透射型或反射型的TN、STN、ECB、FCL以及包括一种颜色的这些方式中的任何一个。作为在基片上不利用取向调节力的应用，可随机地或按辐射状地形成液晶区。另外，本发明还可应用于宽视角的显示器件，其中在每个液晶区中的液晶分子的取向都是辐射状的或同心的。虽然本发明可应用于反射型和透射型两种类型，但当被用作便携式远距离终端时最好采用反射型，这里因为反射型不需要背后光照明并且消耗能源极少的缘故。

制作方法：

按本发明，最好有效地利用基片上的取向调节力，并且最好基本上在非象素部分形成聚合物壁。为此，将包括液晶、可光聚合材料（即可光聚合液晶和可聚合的化合物）、以及聚合引发剂在内的混合物注入到预先经取向处理的两个基片之间，然后用紫外线局部照射所得的基片以使象素基本上被遮住。对于要注入的混合物，不必一定要加入光聚合引发剂。

通过紫外线照射使可光聚合材料聚合成聚合材料，在用紫外线照射过的部分形成了聚合物壁。聚合材料将液晶推向没有受到紫外线照射的部分。因此在照射部分形成聚合物壁，而在不受紫外线照射的部分形成了液晶区。为了有效地利用基片上的取向调节力，将具有液态结晶性的可光聚合材料用作可光聚合材料的一部分或其全体。因此，在不破坏混合物的液态结晶性的条件下就可引起光聚合。

然而为了在本发明中得到比较均匀一致的取向，最好在超过该混合物的各向同性温度的温度下将混合物注入基片之间，并且最好按以下所述引起光聚合：最好有意地使紫外线辐射具有规则的强度以使光聚合按一个规则的图案发生;并且为使混合物具有液态结晶性，要降低基片的温度，从而可以获得向列相或近晶相，然后再开始光聚合。为此，最好使用液态结晶性优越的近晶相，这是因为这样做可以通过使用近晶相的液晶从液晶区中除去可光聚合材料。

提供紫外线强度分布的方法：

在本发明中，重要的是如何提供紫外线的强度分布。最好通过使光强度调节装置，如上述的光掩模、微透镜、以及干扰片使紫外线强度分布有规律性。

当使用光掩模时，可将光掩膜放在盒的内部或外部，使光掩模可引起紫外线的规则的强度分布。在将光掩模放在盒的外部时，若光掩模和盒间的距离过大，则不可能获得期望的紫外线强度分布。因此最好将光掩模放在液晶和可光聚合材料的混合物的附近。将切断紫外线的光掩模的主要部分放在盒内则尤其可取，这是因为在这种情况下光掩模与盒中的混合物直接接触的缘故。在盒内提供光掩模的特例包括：在反射型液晶显示器件中，仅允许一部分和象素对应的反射片具有反射功能，并且使和非象素部分相对应的部分是透明的;在反射型和透射型这两种液晶显示器件中，在一个基片上按照期望的强度分布的规则图案形成一个能透过可见光但能切断紫外线的膜，例如滤色片和有机聚合物膜。另外，不必使照射部分具有100%的强度而其余部分的强度为0%。因此，通过使用可用作透明电极（如ITO）的材料就可能局部调节紫外线的透射量。在这种情况下还可有效地引起液晶和可光聚合材料之间的相分离。

按照本发明人的研究结果，最好使弱照射区（下面将要描述）大于一个象素，以便极大地减小该象素内液晶区和聚合物壁之间的界面。因此，只允许紫外线照射非象素区的例如光掩模之类的光强度调节装置是优选采用的，其理由如下：当因光掩模的遮光部分的屏蔽作用产生较弱照射的区域（即弱照射区）的尺寸小于一个象素尺寸的30%时，将要形成的液晶区的尺寸也要小于该象素尺寸的30%。因此，在象素中液晶区和聚合物壁之间的界面过大，将要引起光散射，从而大大地降低了对比度。

弱照射区可取任何形状，使其可覆盖一个象素的面积的30%或更高，从而可局部降低紫外线强度。因此，形状的不受限制的实例包括圆形、正方形、梯形、矩形、六边形、菱形、字母形、用曲线或直线隔开的图形、这些形状的一部分、这些形状的组合、都是小尺寸的这些形状的集合。在实施本发明的过程中，可选择一种或多种这些形状，但为了提高液晶滴的均匀一致性最好只采用一种形状。

按本发明，重要的是使液晶区按照象素的取向有规则地沿水平方向取向。因此，弱照射区的定位至关重要。弱照射区最好按象素的间距定位，使得在每个象素中有一个弱照射区。为几个象素提供一个弱照射区也是可能的，例如可给每行象素或一组的几个象素提供一个弱照射区。然而，弱照射区也不必彼此独立无关，可在它们的端部彼此相接，使切断紫外线最有效的区域具有上述的一种形状并按上述方式进行取向。当象素较大时，可有意地在一个象素内形成一个聚合物壁。在这种情况下，虽然降低了对比度，但加大了对外部压力的支撑力。

此外，最好使用能发出尽可能准直的光的紫外线源。若光未经准直，紫外线将进入非照射区，在象素内引起可聚合材料的光聚合，降低了对比度。但当在盒内加有光掩模或类似物时，光掩模或类似物与液晶和可光聚合材料的混合物直接接触，光几乎未经准直。

显示的粗糙程度

在常规的聚合物弥散的液晶显示器件中，在液晶区和聚合物壁之间的界面上由于存在折射率差将要产生光的散射。在非散射型液晶显示器件中，由于这种器件的液晶区较大并且需要一个偏振片才能显示，所以也要产生这种光散射。光散射带来了显示的粗糙程度问题。但在本发明中，可聚合材料的取向状态和液态结晶态在聚合前以及聚合发生后都部分相同，并且液晶和可光聚合材料或可光聚合液晶的折射率都大致相同，因此降低了显示的粗糙程度。为此，在液晶区内的液晶的手征间距以及诸如△n、n_e、n_o之类的光学特性都要和可聚合材料的这些量尽可能好地相互配合。

可光聚合液晶：

按本发明，在由液晶和可光聚合材料（可光聚合材料具有液态结晶性）组成的均匀混合物中引起聚合作用，把处于液态结晶状态的可光聚合材料聚合在经过取向处理的两个基片之间，从而在液晶和聚合材料之间产生相分离。因此可形成固定可光聚合液晶的聚合物壁，故聚合物壁可获得与基片上的取向调节力相类似的取向调节力。其结果是，液晶分子不仅从基片的表面，而且从聚合物壁的表面接受取向调节力。因而稳定了液晶分子的取向，此外还可使聚合物壁附近的液晶分子的取向均匀一致。按预先形成聚合物壁的传统方法（在日本已公开的专利出版物No.61-502128以及类似的出版物中已经公开过），聚合物壁附近的液晶分子取向是不规则的，难以获得均匀一致的显示。

按这种传统的方法，如上所述不可获得均匀一致的显示。此外，由于在液晶区中液晶的手征间距以及诸如on、n_e、n_o之类的光学特性与聚合材料的这些量不同，因此在聚合物壁中减小了不加电压时的透光性。因而当这样一种显示器件用作反射型液晶显示器件时，显示通常是暗的。

在本发明中使用的可光聚液晶的分子中包括一个可聚合的官能团，例如由下述结构式5表示的一种化合物：

结构式5：

A-B-LC₁或

A-B-LC₂-B-A

其中，A表示具有一个未饱和键或诸如环氧的带有扭曲的杂环结构的可聚合官能团，例如：

CH₂＝CH-，CH₂＝CH-COO-，CH₂＝CH-COO-，

和-N＝C＝O;

B表示一个偶合基团，用于连接可聚合官能团和液态结晶化合物，例如烷基链（-（CH₂）_n-）、酯键（-COO-）、醚键（-O-）、聚1，2-乙二醇链（-CH₂CH₂O-）、以及它们的组合;LC₁表示一个液态结晶化合物，例如由下述结构式6表示的化合物，胆固醇环，或者它的衍生物：

结构式6：

D-E-G

其中G表示一个极性基团，用于展示液晶的介电常数的各向异性或类似的特性，例如：苯环、环己烷环、对二苯基环、苯基环己烷环、三联苯环、以及具有诸如-CN-、-OCH₃、-F、-Cl、-OCF₃、-OCCl₃之类的官能团的二苯基环己烷环;E表示连接D和G的官能团，如：-CH₂-、-CH₂CH₂-、-O-、-C≡C-、-CH＝CH-;D表示将要和结构式5中的B连接的官能团，例如：对苯基环、1，10-二苯基环、1，4-环己烷环、以及1，10-苯基环己烷环。结构式5中的LC₂包括一个刚性基团，例如：对苯环、1，10-二苯环、1，4-环己烷环、以及1，10-苯基环己烷环。可单独使用这样一种官能团，或者通过诸如-CH₂CH₂-，-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-N＝CH-、-O-、-N＝N-、-COS-之类的偶合基团将多个这样的官能团彼此键合起来。用D表示的基团影响液晶分子的介电常数各向异性和折射率各向异性。

当在本发明的液晶显示器件中使用的液晶的介电常数各向异性是正值时，要确定在结构式6中用G表示的极性基团的位置，以使介电常数各向异性△ε是负值。具体而论，LC₁表示极性基团G中苯环的2-取代产物、3-取代产物、2，3-取代产物、以及类似的取代产物。当液晶的介电常数各向异性是负值时，就要确定极性基团G的位置，以使介电常数各向异性△ε是正值。具体而论，LC₁包括基团G中苯环的4-取代产物、3，4，5-取代产物、3，4-取代产物、以及类似的取代产物。当极性基团的取代产物中的取代基的数目在一个分子多于一个时，不要求所有的取代基都是相同种类。在介电常数各向异性△ε为正值以及为负值的两种情况下，不必只使用一种可聚合液晶。因此，多种可聚合液晶可一起使用，使其包括至少一种上述的化合物。

手征试剂

为使聚合物壁的手征间距离和液晶区中的一样，要求形成聚合物壁的材料，即可光聚合材料，包括一种具有光旋转能力的材料。这样的材料是一种化合物，在该化合物的分子中包括一个对光钝性的非对称的碳原子并且该化合物具有以前对可光聚合液晶描述过的可聚合部分。另外，这种材料最好具有刚性结构，有大量类似于可光聚合液晶的形状，这样就不会破坏液态结晶性。加到液晶和可光聚合材料的混合物中的可聚合手征试剂的数量取决于与其一起使用的可光聚合材料的种类以及可光聚合手征试剂的种类。因此在本发明中没有对这一数量作出规定。但加入的手征试剂最好能使它的手征间距与液晶区的液晶分子的手征间距尽可能好的匹配。

可聚合材料

要通过光照射聚合的可光聚合材料的实例包括丙烯酸和具有长链烷基基团（带有3个或多个碳原子或苯环）的丙烯酸酯，例如：异丁基丙烯酸酯、十八烷基丙烯酸酯、月桂基丙烯酸酯、异戊基丙烯酸酯、n-丁基异丁烯酸酯、n-月桂基异丁烯酸酯、十三（烷）基异丁烯酸酯、2-乙基、己基丙烯酸酯、n-十八烷酰异丁烯酸酯、环己基异丁烯酸酯、苯甲基异丁烯酸酯、2-苯氧基乙基异丁烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、以及异冰片基异丁烯酸酯。另外，为增加聚合物壁的物理强度可以使用下述有两个或多个官能团的多官能团化合物：R-684（由Nippon Kayaku Co.，Ltd制造）、双酚A二异丁烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二异丁烯酸酯、1，6-己二醇二丁烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、以及新戊基二丙烯酸酯。更优选，可使用下述的可光聚合的卤代化合物，特别是氯化物或氟化物：2，2，3，4，4，4-六氟代丁基异丁烯酸酯、2，2，3，4，4，4-六氯丁基异丁烯酸酯、2，2，3，3-四氟代丙基异丁烯酸酯、2，2，3，3，-四氯代丙基异丁烯酸酯、全氟代辛乙基异丁烯酸酯、全氟代辛乙基异丁烯酸酯、全氟代辛乙基异丁烯酸酯、以及全氯代辛乙基异丁烯酸酯。

按本发明，聚合物壁是在盒中形成的，因此能防止外部压力引起的盒的厚度的变化。因此，玻璃化转变温度（Tg）在选择可光聚合材料中是一个重要的因素。当玻璃转变温度低于室温，该材料处于类似于室温下橡皮的状态，因此在外部压力作用下易于变形。因而这样的不适用于本发明。所用的可光聚合材料的玻璃转换温度最好是0℃或更高些，等于或大于40℃则更好。

聚合抑制剂：

为了能按所用光掩模的图案形成液晶区，聚合速率最好低些。当聚合速率较大时，由于在基片上产生的光的散射和折射作用可能会在被光掩模遮住的区域内引起足够大的聚合作用，使可聚合材料固定到象素内，在象素内也形成了聚合物壁。聚合抑制剂的特例包括苯乙烯、苯乙烯衍生物（如P-氟代苯乙烯、和对苯基苯乙烯）、以及硝基苯。

液晶材料：

在本发明中没有对液晶作出具体规定，这是因为最佳的液晶大体上取决于显示方式。例如按TN、STN和ECB方式，优选的材料的实例包括能在室温条件下展示液态结晶状态的有机混合物，例如向列液晶（包括用于双频率驱动的液晶;包括介电常数各向异性△ε＜0的液晶）以及按其特性包含胆甾醇液晶的向列液晶。具体地说，要使用在抗化学反应性能方面优越的液晶，因为这种液晶在处理过程当中就实现了光聚合。这些液晶的特殊实例包括具有一个官能团（如一个氟原子）的液晶，例如ZLI-4801-000、ZLI-4801-001、ZLI-4792、和ZLI-4427（全由Merck & Co.，Ltd.制造）。在选择分子中含有一个可聚合官能团的液态结晶化合物和液晶的过程中，从可掺混性的观点出发，最好使要选择的材料具有展示液态结晶特性的相似部分。特别是当使用具有特殊化学特性的含氟或含氯的液晶时，将要一起使用的可聚合液晶最好也是一种含氟或含氯的化合物。

液晶的折射率最好满足｜（n_e或n_o）-n_p｜＜0.1，其中n_p表示要一起使用的聚合材料的折射率。超出上述范围的折射率将引起折射率不匹配，增加了显示的粗糙程度。n_p值在n_e和n_o之间则更为可取。当液晶的折射率在这个范围当中时，聚合物壁和液晶区间的折射率的差即使加上了电压也是很小的。因此，极大地减少了在液晶区和聚合物壁之间的界面上的光散射。特别是，液晶的折射率等于n_o的情况是可取的，因为在这种情况下改善了加电压时的黑色电平。

材料的混合比：

加入的可光聚合材料（包括可光聚合的手征试剂在内）的数量必须能使由液晶材料、光聚合引发剂、和可光聚合材料组成的混合物处于液态结晶状态。在本发明中，没有对加入的数量作出具体规定，这是因为展示液态结晶性的这个数量取决于材料的种类。加到可光聚合材料的可光聚合液晶的数量按重量计最好大于等30%并小于等于90%。当可光聚合液晶的比例小于30%（按重量计）时，混合物处于液态结晶状态的温度范围变小，因此不可能使基片间的STN液晶充分取向。当这个比例超过90%（按重计），光聚合材料在聚合后的弹性模量太小，不能得到支撑该盒的足够大的强度。

液晶与可光聚合材料的重量比最好在50∶50至97∶3;70∶30至90∶10则更为可取。当液晶的比例小于50%（按重量计），则聚合物壁和液晶间的相互作用增强，因此需要极高的电压来驱动该盒。另外，在基片上按取向调节力取向的液晶区的尺寸也减小了。因此，得到的显示器件不适合于实际使用。当液晶区的比例超过97%（按重计）时，聚合物壁的物理强度降低，使显示器件的性能不稳定。

相差（d·△n）：

由于本发明的液晶显示器件中液晶区的取向类似于普通的STN液晶显示器中液晶区的取向，因此最佳相差和相位片的相差都和普通STN液晶显示器件中的这些相差相同。

在反射型显示器件中，盒厚度d₁和液晶的△n₁的乘积（d₁·△n₁），根据对比度和色调的要求最好在500nm和800nm之间的范围内。按图8所示方式提供一个带有相差膜的基片，就可把只有彩色显示的显示器件变为黑白显示的器件。为此目的，具有相差膜的基片的折射率各向导性△n₂与盒厚度d₂的乘积（d₂·△n₂）就极为重要，并且最好在150nm和380nm之间的范围内。此外，（d₁·△n₁-d₂·△n₂）最好在450nm和550nm之间的范围内。另外，具有相差膜的那个基片的光轴和液晶在该基片上的取向方向也至关重要。如图8所示，当液晶在上电极片（相当于图4中的基片7）上的取向方向（研磨方向）n和相位板9如相差膜）（相当于图4中的相位片13）的光轴）间的夹角取作角度β，并且液晶的扭曲角取为角度θ（＝240°），则最好能满足关系式β＝（θ-180）/2±10°。另外，液晶在上基片上的取向方向n和偏振片的偏振轴m间的夹角α最好为30±10°。还有，扭曲角θ是液晶在上电极片附近的取向方向n和液晶在具有反射功能的另一个基片附片的取向方向1之间的夹角，扭曲角θ最好在220°和290°之间的范围内。这个范围还适用于下述的透射型显示器件。

图24表示在透射型显示器件中液晶及类似物的优选取向方向，这种器件包括夹持盒的两个偏振片。在图24中，用t表示液晶在下基片附近的取向方向，用u表示液晶在上基片附近的取向方向，用v表示上偏振片的偏振轴，并用w表示下偏振片的偏振轴。图24所示的角度间的关系只是透射型显示器件中的一个不受限制的实例。

光聚合引发剂：

并非总是要求将聚合引发剂加到要注入盒中的混合物内，但最好加入，以便平滑地实现可光聚合材料的聚合。光聚合引发剂（或催化剂）的特殊实例包括：Irgacure 184、Irgacure 651、Irgacure 907、Darocure 1173、Darocure 1116、以及Darocure 2959。加入的聚合引发剂的数量按重计最好占包括液晶和可聚合材料在内的整个混合物的0.3%以上和5%以下，其理由如下：当混合比小于0.3%，不可能充分实现光聚合反应。当混合比超过5%，液晶和聚合材料之间的相分离太快，不能进行控制，因此形成的液晶区太小，需要较高的驱动电压。

在使用塑料基片时，紫外线被基片吸收，因此聚合难以实现。因此在这种情况下最好使用能吸收可见光并能被可见光聚合的光聚合引发剂。这样的聚合引发剂的特殊实例包括：Lucrin TPO（由BASF制造）、KYACURE DETX-S（由Nippon Kayaku Co.，Ltd.制造）、以及CGI369（由Ciba-Geigy Corporation制造）。

驱动方法

没有对应用于本发明的驱动方法作出具体规定，但可包括简单的矩阵驱动以及使用TFT和MIM的有源矩阵驱动。但就STN液晶显示器件而论，按其特性，优选使用简单的矩阵驱动。

基片的材料

玻璃和聚合物膜（透明的固体的实例）、以及硅片（不透明的固体的实例）都可采用。另外，对于反射型显示器件，也可使用支撑金属膜的基片。

可以使用不吸收可见光的优选材料（如：PET、丙烯酸聚合物、苯乙烯、或聚碳酸酯）作成塑料基片。

另外，还可能使用从上述实例中选择出来的两种不同种类的基片形成一个盒。还可能将具有不同厚度的基片组合起来使用，而不管它们是否是相同种类的基片。

输入/输出装置：

按本发明，可以将前述的液晶显示器件与压敏系统、静电感应系统、或者电磁感应系统的输入/输出装置组合起来。下面介绍这些系统。

（1）压敏系统：

在该系统中，将具有均匀表面电阻的透明塑料片叠置在玻璃上，二者之间留有小的距离。由于本发明的液晶显示器件具有抵抗外界压力的能力，因此有可能使用两个薄塑料片，从而产生一个薄的输入部分。因此，这样产生的液晶显示输入/输出装置有一个小的视差并且易于操作。

（2）静电感应系统：

在该系统中，如图13B所示，通过利用加有检测电压的平板90的电极和在记录笔93的笔尖上的电极之产的静电偶合，就可以检测出笔触点的位置。在该系统中是通过液晶显示器件的上表面进行输入的，因此将外部压力加到了液晶显示器件上。当将本发明的液晶显示器件用作该液晶显示器件91时，在图13B的平板90和液晶显示器件91之间不需要设置保护板或类似物，这是因为本发明的显示器件具有足够大的抗外部压力的能力。

当将本发明的液晶显示器件加到一个如图13C所示的显示集成平板92（即具有检测笔的位置的功能的液晶显示板）上时，并且其中的液晶显示板上的电极被一个分时系统用作显示器和输入端（在"Sharp Technical Journal"的No.56，PP15-18中报导过），该液晶显示板不需要保护板或类似物来缓解外部压力，从而可以得到一个轻而薄的液晶显示板。

在日本已公开的专利出版物No.56-77884和No.56-53729中可找到对该输入/输出装置的详细描述。本申请引用了这些文件。

（3）电磁感应系统：

在该系统中，将记录笔中的线圈产生的交变场加到一个环路上以检测在平板上形成的坐标，借此确定根据电压产生的环路位置产生的坐标。在该系统中，可将平板定位在液晶显示板的下方，因此在该液晶显示器件的显示中几乎不会产生视差。但在常规的液晶显示板中要求有一个保护板。本发明的液晶显示器件有足够大的抗外部压力能力，因此不必提供保护板或类似物来缓解外部压力。

如以上详细描述的那样，本发明的液晶显示器件可采用各种各样的常规使用的液晶显示方式，如TN、STN、FLC、和宽角方式;在本发明的显示器件中，构成显示介质的聚合物壁紧紧地固定到基片上，因此能够防止外界压力引起的盒厚度的改变。这种液晶显示器件在不使用保护膜或类似物的情况下就可用于笔式输入操作。因此可能避免由于保护膜的厚度的存在而产生的显示与点位之间的视差。另外，在使用膜式基片形成液晶盒时，可能提供一种轻型STN液晶显示器件，这种器件的显示质量在外力作用下几乎不发生变化，并且这种器件在外力作用下几乎不会损坏或变形。

此外，本发明的液晶显示器件的电光特性曲线上升很陡，因此能够获得足够大的能量功率比。因而勿需使用TFT，降低了生产成本。

本发明的液晶显示器件可用作适于便携式远距离终端的笔式检测键盘的显示器，这种显示器的重量轻、功耗小。

各种其它的改进对本领域的技术人员都是显而易见的，并且在不偏离本发明的范围和构思的情况下本领域的技术人员能很容易作出各种其它的改进。因此不希望所附的权利要求书的范围仅限于这里进行的描述，希望从广义的角度解释权利要求书。

Claims

1、一种液晶显示器件，包括：

一对电极片；以及

一种夹在两个电极片之间的显示介质，它包括聚合物壁和至少由聚合物壁部分包围的液晶区，

其中的聚合物壁是紧紧地固定到两个电极片上的。

2、如权利要求1的液晶显示器件，其中用于形成聚合物壁的材料包括聚合物液晶。

3、如权利要求1的液晶显示器件，

其中，在液晶区中包含的液晶是具有正的介电常数各向异性的向列液晶，并且该向列液晶包括具有光活性的材料，以及

在对应的电极片附近的液晶区的取向方向间的角度为大于或等于220°并且小于或等于290°。

4、如权利要求1的液晶显示器件，其中在一个电极片和显示介质不相对的外表面上设有一个偏振片，在另一个电极片上设有反射片，并且在显示介质和偏振片之间的电极片有一个相差膜。

5、如权利要求4的液晶显示器件，其中的液晶区有一个500nm至800nm的相差。

6、如权利要求4的液晶显示器件，其中具有相差膜的电极片具有150nm至380nm的相差。

7、如权利要求1的液晶显示器件，进一步还包括一个滤色片。

8、如权利要求1的液晶显示器件，其中的一个电极片有一个具有反射功能的膜，该膜至少有一部分是透光的。

9、如权利要求1的液晶显示器件，其中的液晶区有一个近晶相和一个向列相。

10、一种产生液晶显示器件的方法，该器件包括一对电极片，两个电极片中至少有一个是透明的，该器件还包括一种显示介质，该显示介质包括聚合物壁和由聚合物壁至少部分包围的液晶区，液晶区夹在两个电极片之间，该方法包括如下步骤：

在两个电极片之间注入包括液晶和可光聚合材料的混合物;以及

用具有一定光的强度分布的光照射该混合物，从而在液晶和可光聚合材料之间引起相分离，在弱照射区域形成液晶区。

11、如权利要求10的产生液晶显示器件的方法，其中的光强度分布是通过使用光掩模得到的。

12、如权利要求10的产生液晶显示器件的方法，其中当液晶处在各向同性相和向列相的一种状态时混合物发生光聚合，然后让液晶处在近晶相和向列相的一种状态，同时在混合物中再次引起光聚合。

13、如权利要求10的产生液晶显示器件的方法，其中当液晶处在各向同性相和向列相的一种状态时进行注入混合物的步骤，并且加热包括该混合物的基片以获得液晶各向同性相，然后进行冷却以便在照射混合物的步骤之前获得液晶的向列相。

14、如权利要求10的产生液晶显示器件的方法，其中在照射混合物的步骤中使用了波长等于或大于350nm的光。

15、一种包括液晶区的液晶显示器件，液晶区在一对电极基片之间形成并且至少部分地被按一个图案形成的聚合物壁包围，

其中的液晶区和聚合物壁是按照电极基片上不加电压时的取向调节力进行取向的。

16、如权利要求15的液晶显示器件，其中的聚合物壁和液晶区包括手征试剂。

17、如权利要求16的液晶显示器件，其中聚合物壁的手征间距P_P和液晶区的手征间距P_LC满足下列关系式：

P_P＜10×P_LC

18、如权利要求15的液晶显示器件，其中聚合物的折射率各向异性△n_P和液晶区的折射率各向异性△n_LC满足下列关系式：

△n_P＞（1/10）×△n_LC

19、如权利要求15的液晶显示器件，进一步还包括一个光学部分，该光学部分按一个图案在一个电极基片的内表面上形成，该光学部分相对于波长等于或大于250nm并且等于或小于400nm的光具有等于或小于50%的光透射性，并且至少透过等于或大于20%的波长超过400nm的具有光透射性最大值的光。

20、一种产生液晶显示器件的方法，该器件包括一对电极基片，其中至少有一个基片是透明的，在两个电极基片之间按一种图案形成聚合物壁，液晶区至少部分地被聚合物壁包围，该方法包括如下步骤：

在电极之间注入一种混合物，该混合物至少包含：液晶、分子中包括可聚合官能团的可光聚合液晶、以及分子中包括可聚合官能团的手性试剂;以及

用具有规则强度分布的光照射透明电极基片，从而通过光聚合反应在液晶和可光聚合液晶之间引起相分离，形成至少包括部分手征试剂的聚合物壁和液晶区。

21、一种液晶显示输入/输出装置，包括：

一个包括在一对电极基片之间按一种图案形成的聚合物壁和至少部分被聚合物壁包围的液晶区的液晶显示器件;以及

通过接触期望点检测期望点位置的输入装置。

22、如权利要求21的液晶显示输入/输出装置，其中在一个象素内形成多个液晶区，每个液晶区至少包括两个彼此间有不同取向方向的区域。

23、如权利要求21的液晶显示输入/输出装置，其中的液晶显示器件是TN方式、STN方式、和FLC方式中的一种。

24、如权利要求21的液晶显示输入/输出装置，其中的聚合物壁紧紧地固定到电极基片上。

25、如权利要求21的液晶显示输入/输出装置，其中在液晶显示器件的电极基片上的电极是作为液晶显示集成平板的输入检测电极工作的。

26、如权利要求21的液晶显示输入/输出装置，其中的输入装置采用电磁感应系统、静电感应系统、以及压敏系统中的一种。