CN1898601A - 液晶屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制作容易，可以防止成本的上升，且能排除影像的入射角依赖性的液晶屏。液晶屏(10)包括液晶层(14)和中间夹着液晶层(14)的一对PET膜(15a、b)，其中所述液晶层(14)由具有多个空孔的由胶乳构成的透明聚合物薄膜(11)、以及通过在上述各个空孔中封入向列液晶的棒状分子(12)而形成的液晶囊泡(13)构成；液晶囊泡(13)的换算直径D1设定为大于等于1.5μm，且向列液晶的棒状分子(12)的双折射率Δn设定为大于等于0.12。

Description

液晶屏

技术领域

本发明涉及液晶屏，尤其涉及从背面投射影像的透射型液晶屏。

背景技术

目前，作为取代印刷在纸上的海报的广告媒体，已知有图5中所示的显示系统50，其具有由粘附在显示窗的玻璃51的内面的塑料而构成的透射型偏光衍射屏52、和以预定的入射角向该偏光衍射屏52投射影像的设置在屋内的影像放映机53。在该显示系统50中，偏光衍射屏52对从屋内投射来的影像进行衍射且透射，从而映在面向屋外的表面上。此外，在偏光衍射屏52中，形成有衍射格子，对以预定的入射角投射来的影像进行偏光衍射以成水平(例如参照特开2002-107832号公报)。

通常，由于衍射格子是通过互相平行且等间隔设置的多个微细沟槽而构成的，因此，偏光衍射屏52中的衍射格子的微细加工，例如是通过脉冲幅度为10～12秒或以下的激光的照射等而制作的(例如参照特开2003-195023号公报)。

然而，如上所述，由于衍射格子的制备中需要微细加工，因此存在需要时间、同时产率低而导致成本上升的问题。

此外，由于在衍射格子中形成的沟槽的大小以及间隔的值是固定值，因此存在仅能将以预定的入射角投射来的影像清楚地放映出来，而以其它的入射角投射来的影像无法清楚地放映(以下，称之为“影像的入射角依赖性”)的问题。

本发明是着眼于以上的问题点而作出的。其目的是提供一种制作容易，能够防止成本的上升，且可以排除影像的入射角依赖性的液晶屏。

发明内容

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种具有液晶层和中间夹着上述液晶层的透明的一对基板的液晶屏，其中，上述液晶层具有多个空孔且在各个该空孔中封入液晶材料。

在本发明中，上述液晶层中的入射光在预定波长区域中各波长的透射率中，优选将最大透射率与最小透射率之差即透射率的变化量设定在一定范围以内。

在本发明中，上述空孔的体积与同体积的圆球体的换算直径D1优选为大于等于1.5μm。

在本发明中，上述液晶材料的双折射率Δn优选为大于等于0.12。

在本发明中，上述换算直径D1和上述双折射率Δn的乘积优选在0.24μm≤D1*Δn≤0.32μm的范围。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的液晶屏的示意结构的截面图。

图2是表示图1液晶的制造方法的流程图。

图3是表示液晶屏在呈现380nm～800nm的波长区域中的透射率的曲线图。

图4是表示液晶屏在呈现-50°～50°的各散射角度中的透射率与在法线方向(0°)的透射率之间关系的曲线图。

图5是表示作为现有的广告媒体的显示系统的示意结构的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的液晶屏进行说明。

图1是表示本发明的实施方式的液晶屏的示意结构的截面图。

在图1中，液晶屏10包括液晶层14和中间夹着液晶层14的一对聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(以下称为“PET膜”)15a、b，其中所述液晶层14是由具有多个空孔的由胶乳构成的透明的聚合物薄膜11、以及通过在上述空孔中分别封入向列液晶的棒状分子12而形成的液晶囊泡13构成的。

在该液晶屏10中，向列液晶的棒状分子12沿着液晶囊泡13的壁的曲面排列，由于各液晶囊泡13中向列液晶的棒状分子12的排列方向是无序的，因此沿无序方向排列的向列液晶的棒状分子12将透射到液晶层14的入射光的光路折曲为无序方向。因此，液晶屏10在不投射影像等时呈现乳白色，另一方面，在投射影像时，无论是怎样的影像入射角，入射光均向无序方向散射。

此外，对于液晶屏10，在向无序方向散射的入射光中，有一部分透射在液晶屏10中与影像投射面相反侧的面上，从而在该相反侧的面上映射出影像。

由于上述入射光的散射，是入射光通过向列液晶的棒状分子12的衍射而产生的，因此不易发生衍射的波长较长的入射光很难发散，其结果是红色光等波长较长的光优先透射，从而有时在液晶屏10上映射出的影像带有红色(以下称为“透射光颜色中的依赖性”)。

与此相对，如果液晶囊泡13的体积与同体积的圆球体的换算直径D1的大小变大，则无论是怎样的波长，入射光均难以透射过液晶屏10。

因此，为了降低液晶屏10中透射光颜色中的波长依赖性，需要将换算直径D1设定在预定值以上，并在入射光的预定波长区域、例如在可见光区域中各波长的透射率中，将最大透射率与最小透射率之差(以下称为“透射率的变化量”)控制在一定范围内，防止波长较长的光优先透射。

具体地来说，只要换算直径D1大于等于1.5μm，就可以保证占入射光波长区域的大部分的380nm～780nm的可见光区域中透射率的变化量在3％以内，可以降低透射光颜色中的波长依赖性。通常，由于只要波长增大则透射率也随之增大，因此380nm～780nm的区域中透射率的变化量，相当于780nm中的透射率与380nm中的透射率之差。

此外，换算直径D1与向列液晶的棒状分子12的双折射率Δn有关，通常，为了减少双折射率Δn，需要增大换算直径D1的设定值。具体地来说，为了实现双折射率Δn为0.16，需要将换算直径D1设定在1.5μm～2.0μm之间；为了实现双折射率Δn为0.12，需要将换算直径D1设定在2.0μm～2.7μm之间。

此外，如上所述，虽然入射光向无序方向散射，但在各散射方向中的透射率产生不均匀，具体地来说，随着散射方向与相对于液晶屏10表面的法线方向的角度变广、即散射角度变大，则透射率减小。其结果是，根据观察者对液晶屏10的观看方向不同，有时会有液晶屏10中映射出的影像变模糊(以下称为“透射率中的散射角依赖性”)的现象。

与此相对，有下述倾向，即，向列液晶的棒状分子12的双折射率Δn越大，则大的散射角中的透射率与法线方向中的透射率之差越小。

因此，为了降低液晶屏10中的透射率中的散射角依赖性，需要将双折射率Δn设定在预定值以上。

具体地来说，只要向列液晶的棒状分子12的双折射率Δn大于等于0.12，就可以将透射率中的散射角依赖性降低至足以确保液晶屏功能的程度。

因此，在液晶屏10中，将换算直径D1设定为大于等于1.5μm且将双折射率Δn设定为大于等于0.12，尤其是将换算直径D1与双折射率Δn的乘积设定在0.24μm～0.32μm。

以下，对液晶屏10的制造方法进行说明。

图2是表示图1的液晶屏10的制造方法的流程图。

在图2中，首先将向列液晶与水性相混合以制备乳液，将制成的乳液添加至胶乳中，或者将向列液晶与胶乳直接混合以制备乳液(步骤S21)。此时，为了形成稳定的液晶粒子，优选在乳液中添加表面活性剂。此外，向列液晶与水性相或胶乳的混合，通过混合器、胶体磨等混合器进行。通过该混合器的旋转数可以将液晶囊泡13的换算直径控制在所希望的值。此时，将换算直径D1设定在2.0μm，当换算直径D1为2.0μm时，向列液晶的双折射率Δn为0.12～0.16。

接着，为了使制备得到的乳液中的胶乳发生交联，在乳液中添加交联剂以形成介质(步骤S22)。将该交联剂的添加量设定为，相对于胶乳的固体成分量，可以将相当于该固体分量的全部胶乳进行交联的添加量。

然后，通过刮刀或其它适当的方法，将形成的介质涂布在厚度为175μm的PET膜15a上，通过对涂布的介质进行干燥，使交联剂引发胶乳进行交联，从而形成液晶层14(步骤S23)。

接下来，在形成的液晶层14上贴合PET膜15b(步骤S24)，完成最终处理。

根据本发明的实施方式的液晶屏，由于包括下述的液晶层14和中间夹着液晶层14的一对PET膜15a、b，所述液晶层14是由具有多个空孔的由胶乳构成的透明的聚合物薄膜11、以及通过在上述空孔中分别封入向列液晶的棒状分子12而形成的液晶囊泡13构成的，因此制备容易，能够防止成本的上升；而且在各液晶囊泡13中以无序方向排列的向列液晶的棒状分子12，使入射光的光路折曲成无序方向，其结果是，无论怎样的影像的入射角，均可以使入射光向无序方向散射，由此可以排除影像的入射角依赖性。

此外，在上述的液晶屏10中，由于将入射光的可见光区域中的透射率变化量保证在一定范围以内，具体地来说，通过将换算直径D1设定为大于等于1.5μm，从而使占入射光的波长区域大部分的380nm～780nm的可见光区域中透射率的变化量保证在3％以内，因此可以降低透射光颜色中的波长依赖性，将波长较长的光优先透射而造成的液晶屏10上映射出的影像带有红色的现象，控制在实际使用中不产生问题的范围。

此外，在上述的液晶屏10中，由于向列液晶的棒状分子12的双折射率Δn大于等于0.12，因此大的散射角中的透射率与法线方向中的透射率之差变小，能够将透射率中的散射角依赖性降低至足以确保液晶屏功能的程度。

此外，在上述的液晶屏10中，由于将换算直径D1与双折射率Δn的乘积设定在0.24μm～0.32μm，因此可以同时降低透射率中的散射角依赖性、和透射光颜色中的波长依赖性。

在上述的液晶屏10中，用向列液晶作为液晶材料，但也可以用胆甾醇液晶或碟状液晶等代替向列液晶。

此外，在液晶屏10中，用PET膜15作为透明基体，但也可以用玻璃板或其它的塑料膜(聚碳酸酯膜、聚丙烯腈膜、聚丙烯酸酯膜、聚甲基丙烯酸酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜等)等代替PET膜。

此外，对于液晶屏10中的聚合物薄膜，只要能够将向列液晶保持为多个囊泡状，则无论是无机还是有机的种类，可以使用任意物质。

以下，对本发明的实施例进行具体说明。

(实施例1)

在液晶ZLI-1840(Merck公司制，Δn＝0.143)中添加0.5wt％的表面活性剂IGEPAL CO-610(GAF公司制)，将该添加了表面活性剂的液晶加入含有40重量％胶乳粒子的Neorez R-967(AstraZeneca PLC公司制)中，使得液晶比率为0.62，然后，用均化器以1000旋转进行10分钟的搅拌，得到乳液。然后，一边缓慢地搅拌该乳液，一边以相对于乳液为3重量％的比例添加交联剂CX-10(AstraZeneca PLC公司制)。然后，用刮片将添加了交联剂的乳液涂布在PET膜，进行干燥从而得到液晶层。该液晶层的厚度为20μm。

然后，当涂布的乳液干燥后，将该乳液与另一张PET膜进行贴合，得到液晶屏。

此外，在上述液晶屏中，液晶囊泡的换算直径D1为2.0μm，D1×Δn＝0.286μm。

此外，使用该液晶屏，通过瞬间多重测光系统MCPD-100(28C)(大塚电子株式会社制)，测定上述液晶屏的380nm～800nm的波长区域中的透射率，其结果以点线记载在后述图3的曲线图中。

此外，测定-50°～50°的各散射角中的透射率，将各散射角度中的透射率相对于法线方向(0°)的透射率之比(以下称为“散射透射率比”)，以点线记载在后述图4的曲线图中。

(比较例1)

按照与上述实施例1相同的制造方法得到液晶屏。但是，将均化器的旋转数设定为与实施例1中旋转数不同的旋转数。在得到的液晶屏中，液晶囊泡的换算直径D1为1.0μm，D1×Δn＝0.143μm。

使用该液晶屏，与上述实施例1同样，测定380nm～800nm的波长区域中的透射率，将其结果以实线记载在后述图3的曲线图中。此外，测定-50°～50°的各散射角度中的透射率，将散射透射率比以实线记载在后述图4的曲线图中。

图3是表示液晶屏在呈现380nm～800nm的波长区域中的透射率的曲线图。

在图3中，横轴是入射光的波长，纵轴是各波长中的透射率。

根据图3的曲线图可以确认，比较例1的液晶屏在长波长区域中透射率上升，尤其是波长在800nm或以上时的透射率超过8％，由于波长380nm的透射率与波长800nm的透射率之差也基本为8％，因此在比较例1的液晶屏中影像带有红色；另一方面，实施例1的液晶屏在长波长区域，尤其是在380nm～780nm的波长区域中，透射率没有急剧上升，由于透射率的变化量、即作为最大透射率的波长780nm中的透射率与作为最小透射率的波长380nm中的透射率之差被控制在3％的范围内，因此透射率的变化量被控制在实际使用时没有问题的范围内，能够降低透射光颜色中的波长依赖性。也就是说，可知在实施例1的液晶屏中，影像不带有红色。

图4是表示液晶屏在呈现-50°～50°的各散射角度中的透射率与在法线方向(0°)的透射率之间的关系的曲线图。

在图4中，横轴是散射光的散射角度，纵轴是散射透射率比。

根据图4的曲线图可以确认，实施例1的液晶屏中的散射透射率比的值，在-50°～50°的散射角的范围内，比比较例1的液晶屏中散射透射率比的值要高，可以降低透射率中的散射依赖性。也就是说，可知在实施例1中的液晶屏中，当从背面投影等的光源投射影像时，在屏幕端可以防止影像变模糊。

根据本发明，由于具有液晶层和中间夹着液晶层的透明的一对基板，液晶层中有多个空孔且在该空孔中分别封入液晶材料，因此制作容易，可以防止成本提高，并且封入空孔的液晶材料使入射光的光路折曲成无序方向，其结果是，无论是怎样的入射角，入射光均能在无序方向上散射，由此可以排除影像的入射角依赖性。

根据本发明，液晶层中入射光的预定波长区域中的各波长的透射率中，由于将最大透射率与最小透射率之差即透射率的变化量设定在一定范围以内，因此可以降低透射光颜色中的波长依赖性，防止由于波长较长的光优先透射而造成的液晶屏带有红色的现象。

根据本发明，由于上述空孔的体积与同体积圆球体的换算直径D1大于等于1.5μm，因此无论怎样的波长，入射光均难以透射液晶屏，能够将占入射光的波长区域的大部分的380nm～780nm的可见光区域内的透射率的变化量保持在3％以内，降低透射光颜色中的波长依赖性，将由于波长较长的光优先透射而造成的液晶屏带有红色的现象，控制在实际使用中没有问题的范围内。

根据本发明，由于液晶材料的双折射率Δn大于等于0.12，因此大的散射角中的透射率和与入射光平行方向中的透射率之差变小，由此能够降低透射率中的散射角依赖性。

根据本发明，由于上述换算直径D1和双折射率Δn的乘积在0.24μm≤D1×Δn≤0.32μm的范围内，因此可以同时降低透射率中的散射角依赖性和透射光颜色中的波长依赖性。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.(删除)

2.(修改后)一种液晶屏，其具有液晶层和中间夹着所述液晶层的透明的一对基板，其特征在于：所述液晶层具有多个空孔且在各个所述空孔中封入了液晶材料；所述液晶层中入射光的预定波长区域中的各波长的透射率中，作为最大透射率与最小透射率之差的透射率的变化量被设定在一定范围以内。

3、根据权利要求2所述的液晶屏，其特征在于，所述空孔的体积与同体积的圆球体的换算直径D1大于等于1.5μm。

4、根据权利要求3所述的液晶屏，其特征在于，所述液晶材料的双折射率Δn大于等于0.12。

5、根据权利要求4所述的液晶屏，其特征在于，所述换算直径D1和所述双折射率Δn的乘积在0.24μm≤D1×Δn≤0.32μm的范围。

Claims (5)

1.一种液晶屏，其具有液晶层和中间夹着所述液晶层的透明的一对基板，其特征在于，所述液晶层具有多个空孔且在各个所述空孔中封入了液晶材料。

2.根据权利要求1所述的液晶屏，其特征在于，所述液晶层中入射光的预定波长区域中的各波长的透射率中，作为最大透射率与最小透射率之差的透射率的变化量被设定在一定范围以内。

3、根据权利要求2所述的液晶屏，其特征在于，所述空孔的体积与同体积的圆球体的换算直径D1大于等于1.5μm。

4、根据权利要求3所述的液晶屏，其特征在于，所述液晶材料的双折射率Δn大于等于0.12。

5、根据权利要求4所述的液晶屏，其特征在于，所述换算直径D1和所述双折射率Δn的乘积在0.24μm≤D1×Δn≤0.32μm的范围。

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