CN1114840C - 生产液晶显示器的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制备包括一对基片和放在这对基片之间的液晶层的液晶显示器的方法，其中液晶层包括聚合区和基本上被聚合区包围的液晶区，并且在液晶区中的液晶分子是轴对称取向的，该方法包括这些步骤：将含有液晶材料和可聚合材料的前体混合物注射进一对基片中；将前体混合物加热到等于或高于该前体混合物可混溶温度的第一温度；将前体混合物从第一温度冷却到低于可混溶温度的第二温度；通过将可聚合材料聚合形成基本上包围液晶区的聚合区；和通过连续地将规定的外部电场施加到该前体混合物上至少同时将该前体混合物从可混溶温度冷却到第二温度，将倾斜角提供给在从该前体混合物中相分离出的液晶液滴中的液晶分子。

Description

生产液晶显示器的方法
技术领域
本发明涉及制备具有平板显示的液晶显示器的方法，该显示器是例如可由很多人使用的便携式信息终端、个人计算机、文字处理机、娱乐装置、和电视，并涉及用于利用光栅效应的显示板、窗、门、壁等的液晶显示器。
背景技术
日本公开特许6-301015(USP5473450)公开了一种通过使液晶分子轴对称(即径向、同心或类似地)取向的具有显著改进了视角特性的液晶显示器100(图13)。
常规液晶显示器100的部分横截面示意性地示于图13中。在液晶显示器100中，放在一对基片21和23中的液晶层27包括聚合区28和基本上被聚合区28包围的液晶区29。这样形成液晶区从而使得其相应于由每个电极22和与每个电极22相对的电极24部分之间的区域所限定的象素。在液晶区29中的液晶分子(没有表示出)相对于液晶区29的中心轴(其垂直于基片21和23)轴对称地取向。结果，该液晶显示器100具有宽的视角特性。
为了使在由聚合区28包围着的象素区25中的液晶分子轴对称地取向，该液晶显示器100的常规制备方法需要在图7A和7B中所示的控制温度和电压的5步骤过程。下面叙述这5个步骤。
(1)将含有液晶材料和可聚合材料的前体混合物维持在该前体混合物进入各向同性相温度的步骤(图7A中0-t1的时间)。该温度等于或高于前体混合物的可混溶温度。用偏振显微镜从垂直于显示表面(即基片21和23；正交尼科尔状态)观察液晶显示器100的1个象素。在这一步骤中该象素的状态示于图8A。整个象素是各向同性相10。为了清楚起见，该各向同性相10观察为暗视区，但在图8A、8B、8C、8D和8E中均表示为白视区。
(2)逐渐冷却和维持前体混合物(其整体上是各向同性相10和处于可混溶状态)以便从各向异性相10中分离出液晶液滴11a(即液晶相11)的步骤(图7A中t1-t3的时间)。该步骤中的象素状态示于图8B中。液晶液滴11a从各向同性相10中分离出来，结果在该象素中形成2个相(即各向同性相10和液晶相11)。
(3)升高得到的前体混合物(其中存在各向同性相10和液晶相11)的温度从而降低液晶液滴11a的大小以便于其液晶分子轴对称取向的步骤(图7A中t3-t4的时间)。该步骤中的象素状态示于图8C中。在象素中存在2个相(即各向同性相10和液晶相11)，并且该液晶相11的大小允许通过施加电压使该液晶分子轴对称地取向。
(4)将电压施加到前体混合物上同时维持在上面步骤(3)中得到的液晶液滴11a的大小以便使液晶液滴11a中的液晶分子轴对称取向的步骤(图7A中t4-t5的时间)。该步骤中的象素状态示于图8D中。在象素中存在2个相(即各向同性相10和液晶相11)。在液晶液滴11a中的液晶分子被轴对称地取向，结果，观察到由4个(4)部分组成的消光图案12。
(5)将前体混合物逐渐冷却以便使得具有轴对称取向的液晶液滴11a形成的步骤(图7A中t5-t6的时间)。该步骤中的象素状态示于图8E中。具有轴对称取向的液晶液滴11a扩展到整个象素。
如上所述，在该常规的技术中，需要精确地控制用于使液晶液滴11a中液晶分子轴对称取向的温度和施加电压的时间。必须控制和维持前体混合物的温度以便使得该温度允许液晶液滴11a处于便于其中液晶分子轴对称取向的尺寸。必须将电压施加于该前体混合物同时维持该温度。
发明内容
本发明提供了一种制备包括一对基片和放在这对基片之间的液晶层的液晶显示器的方法，其中液晶层包括聚合区和基本上被聚合区包围的液晶区，并且在液晶区中的液晶分子是轴对称取向的。该方法包括这些步骤：将含有液晶材料和可聚合材料的前体混合物注射进一对基片中；将前体混合物加热到等于或高于该前体混合物可混溶温度的第一温度；将前体混合物从第一温度冷却到低于可混溶温度的第二温度；通过将可聚合材料聚合形成基本上包围液晶区的聚合区；和通过连续地将规定的外部电场施加到该前体混合物上至少同时将该前体混合物从可混溶温度冷却到第二温度，将倾斜角提供给在从该前体混合物中相分离出的液晶液滴中的液晶分子。
在本发明的一个实施方案中，这对基片包括在其相对表面上的电极，并且通过这对电极施加电压，将外部电场施加在前体混合物上。
在本发明的一个实施方案中，这对基片的至少1个在面对液晶层表面上包括包围许多象素区域的凸块状结构，并且该方法还包括下面步骤：使液晶液滴从前体混合物中相分离出来以便在冷却步骤中聚集在由该凸块状结构包围的许多象素区域中。
在本发明的一个实施方案中，这对基片的至少一个在许多面对液晶层表面上的许多象素区域的每个中心部分中还包括岛状凸块，并且该方法还包括形成液晶液滴的轴对称取向中心轴的步骤，该液晶液滴是在冷却步骤中在相应于该岛状凸块的位置从前体混合物中相分离出来的。
在本发明的一个实施方案中，由岛状凸块所占的面积为象素区域的2％-50％。
在本发明的一个实施方案中，该对电极包括一个用于将电压施加到液晶层上的电极，这对基片的至少一个在许多面对液晶层表面上的许多象素区域的每个中心部分中包括一个不带电极的区域，并且该方法还包括形成液晶液滴的轴对称取向中心轴的步骤，该液晶液滴是在冷却步骤中在相应于该无电极的位置从前体混合物中相分离出来的。
在本发明的一个实施方案中，由不带电极区域所占的面积为象素区域的2％-50％。
在本发明的一个实施方案中，在冷却步骤中以5℃/分的温度降低速率冷却该前体混合物。
在本发明的一个实施方案中，施加在该前体混合物上的外部电场是电压值为1V或更高的并且频率为1Hz或更高的交流电压。
因此，本文中所述的发明可以具有这一优点，它以具有高度再现性的简单方法提供了一种制备具有液晶区的液晶显示器，其中液晶分子是轴对称取向的。
参考附图阅读和理解下面的详细描述时，本发明的这一优点和其它优点对本领域技术人员来说将变得显而易见。
附图说明：
图1A是根据本发明的实施例1制备的液晶显示器中基片的平面图；
图1B是在示于图1A中的基片沿1B-1B’线的横截面图；
图2是根据本发明的实施例1制备的液晶显示盒中象素当用偏振显微镜在正交尼科尔状态观察时的示意性平面图；
图3A是根据本发明的实施例2制备的液晶显示器中基片的平面图；
图3B是在示于图3A中的基片沿3B-3B’线的横截面图；
图4是根据本发明的实施例2制备的液晶显示盒中象素当用偏振显微镜在正交尼科尔状态观察时的示意性平面图；
图5A是根据本发明的实施例3制备的液晶显示器中基片的平面图；
图5B是在示于图5A中的基片沿5B-5B’线的横截面图；
图6是根据本发明的实施例3制备的液晶显示盒中象素当用偏振显微镜在正交尼科尔状态观察时的示意性平面图；
图7A是说明常规制备液晶显示器方法所需控制温度条件的曲线图；
图7B是说明常规制备液晶显示器方法所需施加电压条件的曲线图；
图8A是按照常规制备液晶显示器方法在形成过程的第一步中象素的示意性平面图；
图8B是按照常规制备液晶显示器方法在形成过程的第二步中象素的示意性平面图；
图8C是按照常规制备液晶显示器方法在形成过程的第三步中象素的示意性平面图；
图8D是按照常规制备液晶显示器方法在形成过程的第四步中象素的示意性平面图；
图8E是按照常规制备液晶显示器方法在形成过程的第五步中象素的示意性平面图；
图9A是说明本发明制备液晶显示器方法所需控制温度条件的曲线图；
图9B是说明本发明制备液晶显示器方法所需施加电压条件的曲线图；
图10A是按照本发明制备液晶显示器方法在形成过程的第一步中象素的示意性平面图；
图10B是按照本发明制备液晶显示器方法在形成过程的第二步中象素的示意性平面图；
图10C是按照本发明制备液晶显示器方法在形成过程的第三步中象素的示意性平面图；
图10D是按照本发明制备液晶显示器方法在形成过程的第四步中象素的示意性平面图；
图10E是按照本发明制备液晶显示器方法在形成过程的第五步中象素的示意性平面图；
图11是使用示于图5A和5B中基片的液晶盒当在其上施加电压时的横截面图，它示意性地说明了其电场分布状态；
图12是使用示于图5A和5B中基片的液晶盒当在其上施加电压时的横截面图，它示意性地说明了其中液晶分子的取向状态；
图13是具有其中液晶分子是轴对称取向的液晶区的常规液晶显示器的部分横截面图；和
图14是用按照本发明制备方法制备的液晶显示器的部分横截面图。
具体实施方式
下面参考附图用说明性的实施例方式描述本发明。
术语“可混溶温度”表示：当升高其温度时，含有液晶材料和可聚合材料的前体混合物从各向异性相变成各向同性相的温度，或当降低其温度时，含有液晶材料和可聚合材料的前体混合物从各向同性相变成各向异性相的温度。
如在图14中所示的，按照本发明的液晶显示器200包括一对彼此相对的基片51和53，在基片53上有电极54，在基片51上在基体中有电极52，液晶层57放在基片51和53之间。该液晶层57包括液晶区59和聚合区58。在液晶显示器200中，在每个象素区55中形成液晶区59，并且在该液晶区59中的液晶分子是轴对称取向的。因此，该液晶显示器200具有极好的视角特性。按照本发明的制备方法，几乎在所有象素区55(即液晶区59)中均可以形成稳定的轴对称取向。这使得有可能制备出具有极好显示质量的高产率的液晶显示器。
然而，并不需要在每个象素区55中形成液晶区59。当由于与制备有关的原因或其它原因(例如在使用长度直径比不是1比1的拉长象素的情况下)需要时，由黑基体定义的1个象素区55可以分成2个或多个区域，并且可以在每个所得区域中形成液晶区59。在本说明书中，术语“象素”表示用于在液晶显示器中产生图象的基本单元。术语“象素区”表示构成液晶显示器中显示元件象素的部分，并且包括放在一对基片中的液晶区。如上所述，象素区55可以包括很多液晶区59。按照本发明的液晶显示器200的液晶区59具有一些一致的象素并且以立体的规则方式排列。
通过如下所述的液晶材料的前体混合物与可聚合材料的相分离来形成液晶显示器200的液晶层57。首先，将该前体混合物注射进一对基片51和53之间，并加热至可混溶温度或更高。其次，逐渐降低该前体混合物的温度。这导致该前体混合物相分离成液晶相和各向同性相(即可聚合材料相)。液晶相以在各向同性相中很多液晶液滴(即独立的相)的方式存在。这第2个过程被称之为液晶液滴形成过程。
然后，例如通过进一步降低前体混合物的温度引起相分离进行。随着相分离的进行，形成液晶液滴。该过程称之为液晶液滴形成过程。很多的液晶液滴彼此稠合从而变大。在本说明书中，短语“液晶液滴的变大”表示液晶液滴大小的增加。短语“液晶液滴大小”表示当垂直于基片观察时由液晶液滴所占的面积。
按照本发明的制备方法，液晶液滴的形成过程和液晶液滴的变大过程是在将规定电压施加于前体混合物的状态下进行的。结果，在分离的液晶液滴中的液晶分子被轴对称地取向，并且在变大过程中维持该轴对称取向。轴对称取向包括径向、同心(即切向)取向等。
当轴对称取向的液晶分子形成的液晶液滴变大到规定大小时，将可聚合的材料聚合，由此形成聚合区58以便形成具有轴对称取向的液晶区59。在本说明书中，将作为独立相存在于由未聚合的可聚合材料形成的各向同性相中的液晶相称之为“液晶液滴”，并且将基本上被由聚合的材料形成的聚合区包围的液晶液滴称之为“液晶区”。聚合区58的形成建立了相分离的结构并且在液晶区59中也建立了轴对称的液晶分子。使用可光聚合的材料作为可聚合材料的优点在于：通过使用光掩模或类似物可以在所需要的区域选择性地聚合该可光聚合材料，因此便于以立体的规则的方式形成液晶区59(和聚合区58)。透明电极和由透射所需要波长光的材料制成的滤色器也可以起光掩模的作用。在这种情况下，可以以自校准的方式形成液晶区59。
重要的是：以相对于基片51和53的表面呈一定角度(倾斜角)使液晶分子倾斜致使在液晶液滴形成过程和液晶液滴变大过程中均使液晶分子的轴对称取向稳定。通过施加这样的电压可以实现液晶分子的轴对称取向的稳定，该电压为高于液晶分子开始相对于基片51和53表面升高的电压(即阈值电压)，并且该电压为低于液晶分子基本上垂直于基片51和53的电压(即饱和电压)。为了将电压施加于要实现显示的液晶层57上，通过使用电极52和54可以进行这样的电压施加。所施加的电压优选是电压值为1V或更高和频率为1Hz或更高的交流电压。施加直流电压可能损坏该前体混合物。施加的电压可以用施加的磁场代替。任何用于使液晶分子倾斜的外场均是合适的。
参考图9A、9B、10A、10B、10C、10D和10E更详细地描述本发明制备液晶显示器的方法。如在图9A和9B中所示的，本发明的制备方法包括下面2个控制温度和电压的步骤。
(1)将前体混合物控制在该前体混合物进入各向同性相的温度的步骤(图9A中的0-t1的时间)。该温度等于或高于该前体混合物的可混溶温度。在这一步骤中象素的状态示于图10A。整个象素处于各向同性相10。
(2)逐渐将前体混合物(其整体上是各向同性相10)冷却同时将恒定幅值的交流电压施加于该前体混合物的步骤(图9A中t1-t9的时间)。在该步骤中的象素状态示于图10B、10C、10D和10E中。首先，其中液晶分子是轴对称取向的液晶液滴11a从各向同性相10中分离出来(图10B)。然后，具有轴对称取向的该液晶液滴11a彼此稠合变大(图10C)。该液晶液滴11a的稠合和变大进一步进行直到形成每个象素1个液晶液滴11a(图10D)。最后，达到具有轴对称取向的液晶液滴11a扩展到整个象素区55的状态(图10E)。在该步骤中，液晶分子是相对于基片51和53的表面倾斜的，并且通过控制所施加电压的大小可以控制倾斜角的大小(0＜倾斜角＜90度)。
如在图9A和9B中所示的，本发明的方法包括这些步骤：在t1-t9的时间中将前体混合物单调地冷却，和在该时间内(时间＝0-9t)连续地施加具有恒定幅值的交流电压。施加电压的时间并不限于此，只要从t10-t9连续地将电压施加于前体混合物就行。在本实施方案中应该指出的是：t10和t9分别表示前体混合物温度为可混溶温度(Tiso)的时间和稳定液晶区59轴对称取向的时间。
如上所述，按照本发明，通过简单的逐渐从各向同性温度降低前体混合物的温度同时施加电压，使得具有轴对称取向的液晶液滴11a从各向同性相10中分离出来并通过稠合变大，和得到具有轴对称取向和扩展至整个象素区55的一个液晶液滴11a。
如上所述，按照本发明，并不需要精确地控制温度和用于使液晶液滴11a中液晶分子轴对称取向所施加电压的计时。
根据下面因素适当选择所施加电压的幅值和频率：含有液晶材料和可聚合材料的前体混合物的种类、基片51和53之间的距离(即液晶盒间隙)、象素区55(图14)的大小等。也根据前体混合物种类、基片51和53之间的距离、象素区55的大小等适当地选择温度降低速率。温度降低速率优选为约5℃/分或更低。高于约5℃/分的温度降低速率引起的缺点是：在象素区55中彼此稠合变成单个液晶液滴11a(即液晶相11)之前，很多从各向同性可混溶状态分离出的液晶液滴11a的每一个就在1个象素区55中变大形成很多对称轴。
通过使液晶区59的位置精确地相应于象素区55的位置可以改进液晶显示器200的视角特性。这些位置之间的精确一致需要在整个显示元件中将在象素区55中液晶分子轴对称取向的对称轴的位置控制为恒定。下面给出的是一些控制方法的例子。
通过使用在象素区55周围具有凸块状结构的基片的方法可以将对称轴的位置控制为恒定。该方法利用了液晶液滴容易聚集在2个相对基片之间距离较大的区域的性质。另外，使用在象素区55周围具有凸块状结构和在象素区55中心部分具有凸形部分基片的方法也可以采用。该方法使得可以在相应于在象素区55中心部分存在的凸形部分的位置排列轴对称取向的对称轴。另外，使用在象素区55周围具有凸块状结构和在象素区中心不具有电极的区域也可以产生类似的效果。通过使在一对将液晶层57放在其间的电极52和54中的1个电极不具有电极，在相应于象素区55中心部分的区域中，施加于液晶层57的电场使得相对于基片51和53的法线在该象素区55中的中心部分轴对称地倾斜。这在该象素区55的中心部分(即相应于不具有电极的区域，见图11)形成了轴对称取向的中心。
该凸形部分和不具有电极的区域均在象素区55内形成。因此，过大的凸形部分和过大的不具有电极的区域会损坏显示质量。优选地，该凸形部分和不具有电极的区域的面积(当垂直于基片过程时的面积)为象素区55面积的2％-50％之间。如果凸形部分和不具有电极的区域的面积小于2％，那么不能充分实现上述效果。凸形部分的高度最好为基片之间距离的10％-90％。低于10％或高于90％的高度均会使在相应于凸形部分位置形成轴对称取向的对称轴的效果消失。
下文中，将叙述本发明的实施例。这些实施例并不是打算用来限制本发明范围的。
                          实施例1
在其上装有由ITO(铟-锡-氧化物；氧化铟和氧化锡的混合物)形成的透明电极(厚度：约100nm)的玻璃基片(厚度：约1.1mm)上，用印刷法构成密封化合物(例如由MITSUI TOATSU CHEMICALS INC生产的STRUCT BOND XN-21S)的图案从而形成第1基片(没有示出)。然后，如图1A和1B所示，在其上有由ITO(厚度：约100nm)形成的透明电极2的玻璃基片1(厚度：约1.1mm)上构成黑基体3的图案(厚度：300nm)，该基体是由钼形成的并具有大小为约200μm×200μm的开口9(小孔)。将负型光刻胶(例如由Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.生产的OMR83)涂覆到得到的基片上。在规定的光掩模下将得到的基片暴露于光线中，显影，漂洗和烘烤从而形成高度为约3μm的凸块8。将粒径为约6.0μm的塑料珠(例如由Sekisui Fine Chemical Co.，Ltd.生产的Micropearl)撒放在得到的基片上从而形成第2基片210。将第2基片固定在第1基片上从而形成1个盒。在实施例1中，黑基体3和凸块8一起构成了凸块状结构4。该凸块状结构4控制着1个区域，在该区域液晶液滴形成相应于由凸块状结构4包围着的区域(即开口9)。
作为液晶材料，可以使用3.74g的ZL-4792(由Merck & Co.，Inc.生产；含有0.4％(重量)的手性掺杂剂S-811)。作为可聚合的树脂材料，可以使用0.1g的R-684(由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产)，0.1g的对苯基苯乙烯，和0.06g的由下面式(I)表示的化合物A的混合物。作为光聚合引发剂，可以使用0.02g的Irgacure 651(由Ciba-Geigy Corporation生产)。将上述液晶材料，可聚合树脂材料和光聚合引发剂充分混合从而得到前体混合物。该前体混合物的可混溶温度是72℃。式(I)
Figure C9810802100121
将该前体混合物注射进该盒中从而得到液晶盒。先将该液晶盒加热至100℃从而将该前体混合物转变成均匀的各向同性相。然后，以0.3℃/分的温度降低速率将温度降低同时将频率为60Hz的矩形波AC电压施加于液晶盒中的该前体混合物上以便分离液晶液滴和使得分离的液晶液滴变大成为1个液晶液滴。当施加小幅值电压时，在液晶液滴进一步变大到象素区大小之前就观察到液晶液滴轴对称取向的干扰。当施加大幅值电压时，在变大到象素区大小之后该分离的液晶液滴才彼此稠合。该液晶液滴的稠合伴随有旋错生成。
用偏振显微镜以透射方式观察该液晶相表明：在1.5-2.5V的范围施加电压的情况下，形成如图2所示的消光图案7并且在几乎所有的象素区中液晶分子均是轴对称取向的。施加电压的幅值和所得的液晶区中轴对称取向的比率(即具有轴对称取向的液晶区数与液晶区总数的比，以百分数表示)示于表1中。
                                 表1
  施加的电压(V)   0   1.5   2   2.5   3   5
  轴对称取向率(％)   3   93   80   91   51   13
如从示于表1中的结果可清楚看出的，当不施加电压时，几乎没有得到轴对称的取向。同样清楚看出的是：施加过大的电压导致轴对称取向率降低。这一点的可能原因是：当施加接近饱和的电压时，液晶分子基本上处于与基片垂直，这使得轴对称取向不稳定。施加电压的最佳频率和幅值取决于前体材料的种类，基片之间的距离和象素区(即液晶区)的大小，并且可以适当地选择。
按照上面方法在每个象素区中形成具有轴对称取向的液晶液滴后，将在这对基片上装有的2个电极在外面短路以便防止将电压施加在该液晶层上。然后，用紫外线照射该液晶层120秒(曝光能量：0.48J/cm2)。接着将有效值为2.5V(60Hz)的AC电压施加于该液晶层并同时用紫外线照射该液晶层120秒(曝光能量：0.48J/cm2)。再用紫外线照射该液晶层2400秒(曝光能量：9.6J/cm2)从而得到示于图14中的液晶显示器200。
得到液晶显示器200具有轴对称取向的液晶区59，并且具有极好的视角特性。
                             实施例2
在其上具有由ITO形成的透明电极(厚度：约100nm)的玻璃基片(厚度：约1.1mm)上，用印刷法构成密封化合物(例如由MITSUI TOATSUCHEMICALS INC生产的STRUCT BOND XN-21S)的图案从而形成第1基片(没有示出)。然后，如图3A和3B所示，在其上有由ITO(厚度：约100nm)形成透明电极2的玻璃基片1(厚度：约1.1mm)上构成黑基体3(厚度：约300nm)的图案，该基体是由钼形成的并具有大小为约200μm×200μm的开口9(小孔)。将负型光刻胶(例如由Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.生产的OMR83)涂覆到得到的基片上。在规定的光掩模下将得到的基片暴露于光线中，显影，漂洗和烘烤从而形成凸块8和岛状凸块5，其高度均为约3μm。在实施例2中，黑基体3和凸块8一起构成了凸块状结构4。该凸块状结构4控制着1个区域，在该区域液晶液滴形成相应于由凸块状结构4包围着的区域(即开口9)。此外，在相应于象素区中心部分形成的该岛状凸块5的位置上形成轴对称取向的中心轴变得更为方便。
将粒径为6.0μm的塑料珠(例如由Sekisui Fine Chemical Co.，Ltd.生产的Micropearl)撒放在得到的基片上从而形成第2基片220。将第2基片220固定在第1基片上从而形成1个盒(第1基片和第2基片220之间的距离：6.0μm)。
作为液晶材料，可以使用3.74g的ZL-4792(由Merck & Co.，Inc.生产；含有0.4％(重量)的手性掺杂剂S-811)。作为可聚合的树脂材料，可以使用0.1g的R-684(由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产)，0.1g的对苯基苯乙烯，和0.06g的由上面式(I)表示的化合物A的混合物。作为光聚合引发剂，可以使用0.02g的Irgacure 651(由Ciba-Geigy Corporation生产)。将上述液晶材料，可聚合树脂材料和光聚合引发剂充分混合从而得到前体混合物。该前体混合物的可混溶温度是72℃。
将该前体混合物注射进该盒中从而得到液晶盒。先将该液晶盒加热至100℃从而将该前体混合物转变成均匀的各向同性相。然后，以0.3℃/分的温度降低速率将温度降低同时将电压为5V和频率为60Hz的矩形波AC电压施加于液晶盒中的该前体混合物上以便分离液晶液滴和使得分离的液晶液滴变大成为1个液晶液滴。使该液晶液滴进一步变大到象素区的大小。
用偏振显微镜以透射方式观察该液晶相表明：在象素区中，液晶分子是轴对称取向的并且同时如图4所示，在相应于象素区中心部分形成的岛状凸块5的位置上对称轴的位置是稳定的。
然后，按照实施例1中所述的方法完成液晶显示器200。得到液晶显示器200具有轴对称取向的液晶区59，并且具有极好的视角特性。
                         实施例3
在其上具有由ITO形成的透明电极(厚度：约100nm)的玻璃基片(厚度：约1.1mm)上，用印刷法构成密封化合物(例如由MITSUI TOATSUCHEMICALSINC生产的STRUCT BOND XN-21S)的图案从而形成第1基片(没有示出)。然后，如图5A和5B所示，在其上有由ITO(厚度：约100nm)形成透明电极2的玻璃基片1(厚度：约1.1mm)上构成黑基体3的图案，黑基体3是由钼形成的并具有大小为约200μm×200μm的开口9(小孔)。通过光刻照相术和刻蚀从该象素区的中心部分除去ITO从而形成没有电极的区域6。将负型光刻胶(例如由Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.生产的OMR83)涂覆到得到的基片上。将得到的基片暴露于光线中，显影，漂洗和烘烤从而形成高度为约3μm的凸块8。将粒径为6.0μm的塑料珠(例如由Sekisui Fine Chemical Co.，Ltd.生产的Micropearl)撒放在得到的基片上从而形成第2基片230。将第2基片230固定在第1基片上从而形成1个盒。
作为液晶材料，可以使用3.74g的ZL-4792(由Merck & Co.，Inc.生产；含有0.4％(重量)的手性掺杂剂S-811)。作为可聚合的树脂材料，可以使用0.1g的R-684(由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产)，0.1g的对苯基苯乙烯，和0.06g的由上面式(I)表示的化合物A的混合物。作为光聚合引发剂，可以使用0.02g的Irgacure 651(由Ciba-Geigy Corporation生产)。将上述液晶材料，可聚合树脂材料和光聚合引发剂充分混合从而得到前体混合物。该前体混合物的可混溶温度是72℃。
将该前体混合物注射进该盒中从而得到液晶盒。先将该液晶盒加热至100℃从而将该前体混合物转变成均匀的各向同性相。然后，以0.3℃/min的温度降低速率将温度降低同时将电压为5V和频率为60Hz的矩形波AC电压施加于液晶盒中的该前体混合物上以便分离液晶液滴和使得分离的液晶液滴变大成为1个液晶液滴。使该液晶液滴进一步变大到象素区的大小。
当将电压施加于具有示于图5B的基片230的液晶盒时，电场分布和在液晶层内的液晶分子的取向状态分别示意性地示于图11和图12中。如图11所示，电力线13相对于通过没有电极6的线轴对称地倾斜并且其基本上与基片1垂直。结果，如图12所示，液晶分子14是相对于通过没有电极6的线轴对称取向的并且其基本上与基片1垂直。
用偏振显微镜以透射方式观察该液晶相表明：在象素区中，液晶分子是轴对称取向的并且同时如图6所示，在相应于在该象素区中心部分形成的没有电极6的区域的位置上对称轴的位置是稳定的。
按照本发明，制备其中液晶分子或含有液晶分子的混合物是轴对称取向的液晶显示器的方法可以在几乎所有象素(即液晶区)中实现稳定的轴对称取向。这使得有可能制备高产率的具有极好显示质量的液晶显示器。本发明的制备方法优选用于制备具有宽视角特性的液晶显示器。
在不脱离本发明范围和精神下，各种其它改进对本领域技术人员是显而易见的并且可以很容易地进行。因此，所附的权利要求书并不是限制本文所述的说明书，而是较宽地解释权利要求书。

Claims (9)

1、一种制备包括一对基片和放在这对基片之间的液晶层的液晶显示器的方法，其中液晶层包括聚合区和基本上被聚合区包围的液晶区，并且在液晶区中的液晶分子是轴对称取向的，该方法包括这些步骤：
将含有液晶材料和可聚合材料的前体混合物注射进一对基片中；
将前体混合物加热到等于或高于该前体混合物可混溶温度的第一温度；
将前体混合物从第一温度冷却到低于可混溶温度的第二温度；
通过将可聚合材料聚合形成基本上包围液晶区的聚合区；和
通过连续地将规定的外部电场施加到该前体混合物上至少同时将该前体混合物从可混溶温度冷却到第二温度，将倾斜角提供给在从该前体混合物中相分离出的液晶液滴中的液晶分子。
2、根据权利要求1的制备液晶显示器的方法，其中该对基片包括在其相对表面上的电极，并且通过这对电极施加电压，将外部电场施加在前体混合物上。
3、根据权利要求1的制备液晶显示器的方法，其中这对基片的至少1个在面对液晶层表面上包括包围许多象素区域的凸块状结构，并且该方法还包括下面步骤：使液晶液滴从前体混合物中相分离出来以便在冷却步骤中聚集在由该凸块状结构包围的许多象素区域的每个区域中。
4、根据权利要求3的制备液晶显示器的方法，其中该对基片的至少一个在许多面对液晶层表面上的象素区域的每个中心部分中还包括岛状凸块，并且该方法还包括形成液晶液滴的轴对称取向中心轴的步骤，该液晶液滴是在冷却步骤中在相应于该岛状凸块的位置从前体混合物中相分离出来的。
5、根据权利要求4的制备液晶显示器的方法，其中由岛状凸块所占的面积为象素区域的2％-50％。
6、根据权利要求3的制备液晶显示器的方法，其中该对基片包括一个用于将电压施加到液晶层上的电极，这对基片的至少一个在许多面对液晶层表面上的多象素区域的每个中心部分中包括一个不带电极的区域，并且该方法还包括形成液晶液滴的轴对称取向中心轴的步骤，该液晶液滴是在冷却步骤中在相应于该无电极的位置从前体混合物中相分离出来的。
7、根据权利要求6的制备液晶显示器的方法，其中由不带电极区域所占的面积为象素区域的2％-50％。
8、根据权利要求1的制备液晶显示器的方法，其中在冷却步骤中以5℃/分的温度降低速率冷却该前体混合物。
9、根据权利要求1的制备液晶显示器的方法，其中施加在该前体混合物上的外部电场是电压值为1V或更高的并且频率为1Hz或更高的交流电压。
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