TW201627724A - 包含聚合物的散射型ｖａ液晶裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種具有非常低的遲滯性之含有聚合物的散射型VA液晶裝置。遲滯的減少是通過提供一預傾斜角度實現的。

Description

包含散射型VA液晶裝置的聚合物
本發明關於一種含有聚合物的散射型VA液晶裝置，其具有改良的遲滯特性。
大多數市售的液晶顯示器(LCD)利用了液晶材料的雙折射且需要一或二個偏光片來轉換透射光的偏振態進入一個亮度級別。另一方面，有一些基於光散射且不要求偏振片的LCD。散射液晶裝置是一種藉由外加電壓從透明狀態切換到白色渾濁狀態的裝置，以此控制透光率。因為藉由偏光板的裝置沒有吸收，這樣的裝置提供更高的透光率。由於這些性能，散射型液晶裝置也用作可切換視窗，其可以將視窗從透射轉換到不透明狀態。有兩種散射液晶裝置：第一種是普通型，其是在沒有施加電壓時處於散射狀態，且在施加電壓時即改變為透明狀態。第二種是相反型，其是在沒有施加電壓時是透明的，且在施加電壓時即改變為散射狀態。普通型通常用於手機顯示器或者玻璃窗的透明一不透明切換。用於段型顯示裝置時，典型地，整個顯示器處於散射狀態並且在施加電壓的電極部分變得透明。用於投影顯示器時，相反型是較佳的，這樣顯示器表面是透明的，且施加電壓時電極部分變為散射狀態。
大多數散射型液晶裝置是基於一種複合材料，其中液晶材料 被分散在聚合物中。名稱“聚合物分散液晶”(PDLC)被廣泛地用於該技術和相關的設備。
EP0488116A2描述了一種相反型聚合物分散液晶裝置，其在沒有施加電場時是透明的。它使用一種液晶聚合物複合層，其中一種聚合物和一種液晶相互分散且二者在沒有施加電場時以同一個方向排列。液晶的配向可是平行於或者垂直於基板的。如果配向是平行於基板，則使用具有正介電非等向性的液晶，而具有負介電非等向性的液晶在垂直配向(VA)的情況下被使用。為了校準液晶，可能要執行基板表面的配向處理，例如通過分別沈積具有平行的或垂直的配向特性的配向層。在平行配向的情況下，配向層的隨後刷磨定義了在基板中的排列方向，而在垂直配向的情況下則不要求進一步配向處理。在該實施例中，聚合取物與液晶的比例大約是1：10或15：85。EP0488116A2教導了液晶的最佳量是50-97%且如果液晶含量高於97%則適當的對比不會產生。如果組合物包含一種聚合物前驅物，預聚物暴露於紫外光在室溫下聚合。
許多PDLC裝置的缺點是將隨增加和減少電壓而測得的電壓-透射曲線不同，其被稱為遲滯。
H.Murai et.al.,J.AppI.Phys.81(4),p.1962，揭露了一種垂直相反型聚合物-液晶裝置，其研究了1至5wt%的聚合物含量。該聚合物已經藉由在液晶相中引發單體反應形成，其導致聚合物網絡以垂直配向。結果是液晶中的單體含量在3-5wt%產生良好的性能。如果含量少於3wt%，沒有足夠的導通狀態的散射，並且當施加的電壓斷開時透射率不會返回初始值。在該實施例中元件基板被垂直配向層覆蓋，但是沒有施加摩擦過程。
JP200034714揭露了一種具有液晶層的VA-LCD，該液晶層包含聚合物散佈。該液晶層已經藉由提供在一對基板之間的液晶和單體混合物且聚合該單體同時液晶處於液晶相而形成。形成的聚合物散佈保持了液晶分子在液晶層的預傾斜角度。
US 5,496,497揭露了一種包含液晶以及單和雙官能性丙烯酸酯成分的組合物，後兩者在一定範圍內具有極性。以這種組合物製備的PDLC裝置展現減少的遲滯。
雖然聚合物分散液晶裝置的優點之一是它不需要偏光片來觀察導通和關閉狀態的亮度差，但它仍然可以配備這樣的偏光片，其具有更高對比度的優點。在普通型VA聚合物分散LCD的情況下的對比度尤其高。然而，對於本技術的遲滯狀態，VA聚合物分散液晶顯示器過高而不能顯示高品質的灰度圖像。
因此，本發明的目的是提供一種減少遲滯的散射型VA液晶裝置及用於製造該裝置的方法。
上述目的是藉由一種用於製造含有聚合物的散射型VA液晶裝置之方法實現，其包括以下步驟：提供兩個帶電極的基板；藉由在兩個基板的基板彼此面對之間隙內側安裝電極來製造元件；用包含具有負介電非等向性之液晶材料和聚合物前驅物的液晶混合物來填充元件，在以液晶混合物填充元件之前或之後對液晶混合物施以配向處理，以使該液晶混合物以基板的法線方向傾斜一預傾斜角度排列，並且在溫度高於液晶混合物的清洗溫度下聚合該聚合物前驅物。
上述的製造方法得到了聚合物分散型式的VA液晶裝置。為了不與上述描述已知的PDLC裝置混淆，術語含有聚合物的散射型VA液晶裝置係用於表示根據本發明的裝置。如果將電壓施加到該裝置的電極，只要沒有對該裝置施加電壓並散射入射光，根據本發明的裝置是透射的而不用帶有任何偏光片。
聚合物前驅物較佳是單官能、雙官能或多官能性單體，更佳是單官能、雙官能或多官能性的丙烯酸酯。也可能的是液晶混合物包含一種以上的聚合物前驅物。這些聚合物前驅物可以是等向性的材料，但較佳的是至少一種聚合物前驅物具有液晶相。
該液晶混合物較佳包含聚合引發劑。如果期望光聚合則較佳的是液晶混合物包含光聚合引發劑。
關於液晶材料的主要要求是介電非等向性是負的。然而，液晶材料可以是也包括具有零或正介電非等向性之化合物的混合物。
較佳地，由上述方法得到的聚合物從液晶材料中相分離。
液晶材料以及也較佳的液晶材料中的聚合物從基板法線方向傾斜的一定方向之配向的效果是該裝置可被實質地切換而沒有遲滯。因此，直接觀看的穿透型或使用藉由本發明方法製造的主動式裝置的投影顯示器的顯示性能明顯改善，該投影顯示器例如段式顯示器、被動式矩陣顯示器和TFT(薄膜電晶體)。並且，當用於窗玻璃的調光時，實現了穩定的調光窗玻璃在沒有施加電壓時是透明的，在施加電壓時是結霜狀的。
在較佳的方法中，一個配向層沈積在的基板的至少一個內表面上。
任何本領域中已知的方法可以用於產生傾斜的配向。例如，液晶在一定的方向上的傾斜配向可以藉由基板的至少一個內表面側的配向處理來實現。然後可應用刷磨方法以產生液晶混合物的預傾斜角的配向。較佳地，配向層包含一光配向性材料，其中，當以配向光適當地照射，會產生預傾斜角度的配向。
傾斜的配向也可藉由電場或磁場實現。在這種情況下，不要求配向層的配向處理。例如，包含聚合物前驅物之液晶混合物的元件可以在引發聚合之前在外部磁場中配向。較佳的是，電和/或磁場也是在聚合過程中被施加。
在本申請的上下文中，術語“校準光”係指光，其可引發光配向性材料的非等向性且是至少部分線性或橢圓偏振的和/或是從傾斜方向入射到光配向性材料的表面。較佳地，該校準光是以超過5：1的偏振度線性偏振。校準光的波長、強度和能量取決於光配向性材料的光敏性而選擇。
較佳地，從基板法線方向的預傾斜角度是在0.2°至44.5°的範圍，更佳的在0.2°至10°之間，且最佳在0.5°至4°之間。
由於傾斜是在一定的方向，方位排列方向應指傾斜方向在對應的相鄰基板上的投影。
在兩個基板的內表面都被處理以引發液晶在一定方向上的傾斜配向的情況下，兩個基板的方位排列方向可以是相對於彼此的任何角度。較佳地，兩個排列方向之間的角度是180°，其中當使用摩擦作為配向處理時通常稱為反平行摩擦排列。更佳的是，該角度為約90°。
上述電極之一可以用作反射層。也可能的是在被觀察者看到 的裝置後面添加一反射層。
較佳地，上述聚合物已從單官能、雙官能或多官能性單體製得，該單體較佳具有丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。較佳地，上述聚合物是與上述液晶相容的，以使液晶相存在。
根據本發明之含有聚合物的散射型VA液晶裝置包括具有侷限在帶有電極之兩基板間的液晶相的組合物，其中該組合物包含具有負介電非等向性的液晶材料和被分散其中的聚合物，並且液晶在沒有施加電場時具有相對於基板法線方向的預傾斜角度。無需任何附加層，尤其是無需附加偏光片，當沒有施加電壓時可見光的透射較佳超過90%，以及在施加一適當的電壓時裝置處於散射狀態。該裝置的性能較佳的是使得藉由調整一適當的電壓，可以實現使沿入射方向的平行入射光的透射小於30%。
根據本發明之含有聚合物的散射型VA液晶裝置較佳是根據上述的方法之一製造。
【發明詳細說明】
圖1(a)顯示了根據本發明之含有聚合物的散射型液晶裝置的實施例。含有液晶材料104和聚合物105的液晶聚合物複合層109係以三明治形式地夾在兩個透明基板101和108之間，液晶材料104具有負介電非等向性，並以一從基板垂直方向稍微傾斜的方向排列。較佳地，該聚合物也以一從基板垂直方向稍微傾斜的方向排列。聚合物105已經藉由溶解或分散在液晶材料104中的聚合物前驅物聚合製得。在聚合過程中，溫度係高於含有液晶材料和聚合物前驅物之混合物的清洗溫度。較佳地，聚合物前驅物與液晶材料104混溶。較佳地，聚合物前體在混合物中的濃度少於10重量%，更佳少於3重量%，且最佳少於2重量%。
兩個基板101和108分別在內側表面具有透明電極102和107，並且分別在透明電極102和107上進一步形成配向膜103和106。包括電極和配向膜的基板分別形成塗覆基板110和111。液晶材料104和聚合物 105被密封在塗覆基板110和111之間。配向膜103和106已經過配向處理以產生在一從基板101和108的垂直方向稍微傾斜之方向的排列。
如果沒有施加電場，如圖1(a)所示，液晶材料104和較佳還有聚合物105係平行的在一從基板垂直方向稍微傾斜的方向上。在這種狀態下，折射率沒有局部變化，以使其是透明的。當將電壓施加到透明電極102和107，液晶104開始以進一步朝平行於基板的方向傾斜，且聚合物同時開始在電場方向上移動以和液晶分子碰撞，這將引起光散射狀態，且該裝置變得混濁。
由於該裝置在沒有施加電壓時處於透明狀態，且當施加適當電壓時處於散射狀態，可能的是從透明切換到不透明或中間透明，這提供了不同的亮度級別。因此，對於圖1的透明裝置，亮狀態是透射狀態，其對應於圖1a，而不透明狀態對應於圖1b。
較佳地，該裝置進一步包括一或兩個偏光片，其具有較高對比度的優點。對於圖1的透射裝置，偏光片113和114可以安裝在裝置的兩側，如圖2所示。較佳地，兩個偏光片的偏振方向彼此交叉，通過在繪圖平面內的箭頭115和垂直於繪圖平面的圓圈116的方向來說明。例如從圖2a頂部垂直入射的光係根據方向115藉由具有偏振方向的偏光片113線性偏振。只要沒有施加電壓到該裝置，如圖2a所示，垂直對準的液晶材料不改變光的偏振狀態，因此，通過複合層109之後的光偏振方向仍沿方向115，且因此其係被偏光片114阻止。因此，圖2a對應於暗狀態。
當適當的電壓被施加到電極上，如圖2b所示，複合層變成散射模式。從圖2a上方入射的光係根據方向115藉由具有偏振方向的偏光 片113線性偏振。在複合層中光被散射，取決於散射效率，其在同一時間使光去極化。由於散射得到更強更高的施加電壓，去極化隨電壓的增加而增加直到最大值。其結果是，該去極化的光在底部可以部分地通過偏光片114。隨著最大透射電壓的施加，圖2b對應於亮狀態。對於中間電壓任何暗狀態和亮狀態之間的灰度級可被調節。由於光在圖2a的關閉狀態透射主要取決於偏光片的消光比，所以可以實現非常高的對比度。如果光從傾斜方向入射，在關閉狀態(圖2a)之垂直配向液晶材料的折射率的非等向性引起光的偏振態變化，其結果是，部分的光可以通過偏光片114，這降低了傾斜入射光的對比度。為了提高傾斜入射光的性能，一個補償箔，例如一個負c片，可以插入偏光片113和偏光片114之間的任何位置，如同其在市售垂直校準的多域液晶顯示器中所做的一樣。較佳地，該補償層在基板108和偏光片113之間和/或基板101和偏光片114之間。如果施加了電壓(圖2b)，被散射的傾斜入射光具有高對稱性，其具有在視角上對於亮度沒有強烈依賴的效果。因此，具兩個交叉偏振片的散射型VA-LCD(圖2)提供對稱的視角性能而不需要如同在熟知的多域VA-LCD中的複雜像素細分。這種優勢使得隨複雜性的降低而降低了生產成本。
在本發明的一個較佳實施例中，反射器係安裝在基板相對於觀察者的一側，以使裝置可在反射模式下操作。反射器可以在觀察者看到的基板之前或之後。較佳地，電極形成作為反射器。如果反射器在複合層109和其中一個基板之間，該基板可以是不透明的。
本發明通過以下實施例更具體地解釋：
實施例1
在兩基板101和108的表面上藉由濺鍍法形成透明導電膜ITO(氧化銦錫)。用於垂直配向的材料4811(購自日產化學工業株式會社)使用旋塗機塗覆在電極頂部。經塗覆的基板110和111在80℃的熱板上預烘烤60秒，並隨後在200℃的烘箱中烘烤40分鐘。這樣，形成每個具有約100nm的厚度之用於垂直配向的配向膜103和106。配向膜103和106的表面使用摩擦設備進行摩擦處理10次，其中聚酯無紡纖維(纖維長度：2.0mm)被捲繞在直徑為30mm的滾軸上且壓力設定為約40g。具有直徑3μm的間隔係散佈在經塗覆的基板110上，二元環氧樹脂黏合劑被塗覆在基板110的外周上，並且將經塗覆的基板110和111固定以使元件厚度為3μm。
使用No.820050(購自LCC公司)，NI點(向列-等同性轉變溫度)為100.5℃，介電非等向性△ε=-5.69作為液晶104。可UV固化的雙官能性單體 被作為聚合物前驅物以相對於包含液晶和高分子前驅物之混合物為0.7~2.0重量%的量添加。以所述雙官能性單體的量為基礎，添加15重量%的Irgacure 907(購自BASF AG)作為聚合引發劑。液晶的混合物，即光聚合單體和聚合引發劑，藉由利用毛細管力注入到基板101和108之間的空間。將液晶元件放置在熱板上，其溫度已被控制在101℃到103℃，並在UV箱(由KENIS Ltd製造)中以強度5.0mW/cm2(352nm)的UV射線照射32分鐘，在其上藉由該聚合物前驅物的聚合形成聚合物105。
以此製備該裝置的工作原理可以解釋如下。顯示於圖1的液 晶104和聚合物105顯示出了類似的折射率非等向性，在平行的方向上的排列方向的折射率為約1.52，且在垂直方向上的排列方向的折射率為約1.73。因此，如圖1(a)所示，當沒有施加電場時，液晶104和聚合物105係以相同方向排列，且折射率也一樣為1.52，以便使光不被散射且該裝置是透明的。
相反的，如圖1(b)所示，當在電極102和107之間施加交流電場時，沈積在表面上的聚合物105的方向保持不變，但液晶104開始以和電場方向相交的方向旋轉。在這種情況下，有效折射率增大至約1.73，且約0.21的折射率差異是由從沈積在表面上之聚合物的折射率1.52所產生的。分散在液晶中的聚合物105也開始移動到電場，並且其分子運動引起與液晶分子的碰撞以產生動態散射。因此，發生由於在表面上的聚合物105和液晶104之間折射率不同之散射以及由於聚合物105和液晶104之碰撞的動態散射。
圖3顯示使用包含0.7重量%的雙官能性單體的液晶混合物製造的裝置增加和降低電壓的電壓透射特性。頻率為60Hz的0至11V的矩形波被施加到該液晶裝置。關於透射強度的測量，散射強度的測量是用He-Ne鐳射(632.8nm)照射液晶裝置來進行，並藉由針型光電二極體S3883(Hamamatsu Photonics K.K)觀察該光。從圖3的兩個曲線可以理解的是，可以獲得良好的顯示性能而沒有實質上的遲滯。
實施例2
如實施例1中，用於垂直配向的材料4811(日產化學工業株式會社)層藉由旋塗法被塗覆在具有導電ITO膜的基板101和108上。熱 處理之後，將配向膜103和106進行摩擦處理10次。具有直徑3μm的間隔物被散佈在基板101上，二元環氧黏合劑被塗覆到基板101的外周上，所述基板101和102被固定以使元件厚度為3μm。
使用No.820050(購自LCC公司)，NI點(向列-等向性轉變溫度)為100.5℃，介電各向異性△ε=-5.69作為液晶104。可UV固化的單官能性單體 被作為聚合物前驅物以相對於包含液晶和高分子前驅物之混合物為0.7~2.0重量%的量添加。以所述單官能性單體的量為基礎，添加15重量%的Irgacure 907(購自BASF AG)作為聚合引發劑。液晶的混合物，即光聚合單體和聚合引發劑，藉由利用毛細管力注入到基板101和108之間的空間。將液晶元件放置在熱板上，其溫度已被控制在101℃到103℃，並在UV箱(由KENIS Ltd製造)中以強度5.0mW/cm2(352nm)的UV射線照射32分鐘。
圖4顯示使用包含0.7重量%的單官能性單體的液晶混合物製造的裝置增加和降低電壓的電壓透射特性。頻率為60Hz的0至11V的矩形波被施加到該液晶裝置。關於透射強度的測量，散射強度的測量是用He-Ne鐳射(632.8nm)照射液晶裝置來進行，並藉由針型光電二極體S3883(Hamamatsu Photonics K.K)觀察該光。從圖4的兩個曲線可以理解的是，可以獲得良好的顯示性能而沒有實質上的遲滯。
比較實施例1
使用和實施例1相同的材料以及採用相同的製備方法，除了不進行摩擦處理以賦予在配向膜表面上的排列。即，在兩個基板101和108的表面上透明導電膜ITO(氧化銦錫)用濺射法形成。這些基板101和108使用旋塗機塗覆用於垂直配向的材料4811(購自日產化學工業株式會社)，且該塗覆的材料在80℃的熱板上進行預烘焙60秒，並隨後在200℃的烘箱中烘烤40分鐘。這樣，形成每個具有約100nm厚度之用於垂直配向的配向膜103和106。具有直徑3μm的間隔物散佈在該基板101上，二元環氧黏合劑塗覆在該基板101的外周上，並且將該基板101和102固定以使晶胞厚度為3μm。
使用No.820050(購自LCC公司)，NI點(向列-各向同性轉變溫度)為100.5℃，介電各向異性△ε=-5.69作為液晶104。可UV固化的雙官能單體 被作為聚合物前體以相對於包含液晶和高分子前體之混合物為0.7~2.0重量%的量添加。以所述雙官能單體的量為基礎，添加15重量%的Irgacure 907(購自BASF AG)作為聚合引發劑。液晶的混合物，即光聚合單體和聚合引發劑，藉由利用毛細管力注入到基板101和108之間的空間。將液晶晶胞放置在熱板上，其溫度已被控制在101℃到103℃，並在UV盒(由KENIS Ltd製造)中以強度5.0mW/cm2(352nm)的UV射線照射32分鐘，在其上藉由該聚合物前體的聚合形成聚合物105。
圖5顯示使用包含0.7重量%的雙官能單體的液晶混合物製 造的裝置增加和降低電壓的電壓透射特性。頻率為60Hz的0至11V的矩形波被施加到該液晶裝置。關於透射強度的測量，散射強度的測量是用He-Ne鐳射(632.8nm)照射液晶裝置來進行，並藉由針型光電二極體S3883(Hamamatsu Photonics K.K)觀察該光。
當圖3的實施例1與圖5的比較實施例1相比較，可以了解的是，藉由賦予本發明配向膜的表面傾斜配向可以得到實質上沒有遲滯的顯示。
比較實施例2
使用和實施例2相同的材料來製備本比較實施例，且採用相同的製備方法除了不進行摩擦處理以賦予在配向膜表面上的排列。即，在兩個基板101和108的表面上透明導電膜ITO(氧化銦錫)用濺鍍法形成。這些基板101和108使用旋塗機塗覆用於垂直配向的材料4811(購自日產化學工業株式會社)，且該塗覆的材料在80℃的熱板上進行預烘烤60秒，並隨後在200℃的烘箱中烘烤40分鐘。這樣，形成每個具有約100nm厚度之用於垂直配向的配向膜103和106。具有直徑3μm的間隔物散佈在該基板101上，二元環氧黏合劑塗覆在該基板101的外周上，並且使該基板101和102固定以使元件厚度為3μm。
使用No.820050(購自LCC公司)，NI點(向列-等向性轉變溫度)為100.5℃，介電各向異性△ε=-5.69作為液晶104。可UV固化的單官能性單體 被作為聚合物前驅物以相對於包含液晶和高分子前驅物之混合物為0.7~2.0重量%的量添加。以所述單官能性單體的量為基礎，添加15重量%的Irgacure 907(購自BASF AG)作為聚合引發劑。液晶的混合物，即光聚合單體和聚合引發劑，藉由利用毛細管力注入到基板101和108之間的空間。將液晶元件放置在熱板上，其溫度已被控制在101℃到103℃，並在UV箱(由KENIS Ltd製造)中以強度5.0mW/cm2(352nm)的UV射線照射32分鐘。
圖6顯示使用包含0.7重量%的單官能性單體的液晶混合物製造的裝置增加和降低電壓的電壓透射特性。頻率為60Hz的0至11V的矩形波被施加到該液晶裝置。關於透射強度的測量，散射強度的測量是用He-Ne鐳射(632.8nm)照射液晶裝置來進行，並藉由針型光電二極體S3883(Hamamatsu Photonics K.K)接收該光。圖6顯示當電壓從0V增加至11V和當其從11V下降到0V時的透射率變化。當圖4的實施例2與圖6的比較實施例2相比較，可以了解的是，藉由賦予本發明配向膜的表面傾斜配向可以得到實質上沒有遲滯的顯示。
圖7顯示本發明和比較實施例的切換過程。圖7(a)顯示比較實施例，其中液晶分子係垂直基板排列。此外，聚合物都存在作為相分離的材料並沈澱在基板表面上，即，在配向膜上且作為材料分散在液晶中。當施加交流電場時，在液晶裝置內部的液晶分子104開始向與電場方向垂直相交的方向排列。該聚合物同時開始隨著液晶的運動而移動。然而，藉由如US2003’048’401A1中描述的將聚合物沈積在表面使基板介面的液晶分子被固定，以使其難以被移動。液晶分子係垂直基板排列而較佳係沒有 傾斜方向，以使液晶裝置內部的液晶旋轉方向並非由一個方向所決定，而是在隨機的方向開始旋轉。其結果是，如圖7(a)(2)所顯示的在液晶排列上產生不連續的點(旋錯)120並形成條紋結構。當電壓進一步增加時，如圖7(a)(3)所示的因電流不穩定狀態出現並形成一線性威廉姆斯(Williams)域。當電壓進一步增加時，如圖7(a)(4)所示，液晶分子的散射藉由在該裝置中的聚合物運動而被誘發。遲滯的原因是形成了如圖7(a)(2)所示的條紋結構，且不連續點(旋轉位移)的形成係由系統的能量級別所決定，故其歸因於在上升電壓和下降電壓的不連續點(旋轉位移)的形成電壓的不同。
圖7(b)顯示本發明的切換過程。液晶分子104係以一液晶分子從基板垂直處傾斜之預傾斜角度排列。此外，如同比較實施例一般均存在有聚合物105作為沈澱在基板表面上的材料，即，經相分離在配向膜上和作為材料分散在該液晶中。當施加交流電場時，在液晶裝置內部的液晶分子開始向與電場方向垂直相交的方向排列。其內的聚合物同時開始隨著液晶的運動而移動。此時，藉由如US2003’048’401A1中描述的將聚合物沈積在表面使基板介面的液晶分子被固定，以使其難以被移動。液晶分子係從基板垂直處稍微傾斜排列，以使液晶裝置內部的液晶旋轉方向被確定在一個方向上。因此，在液晶裝置內不會產生不連續的點(旋轉位移)，從而不會形成條紋結構(圖7(b)(2))。如圖7(a)(3)所示的因電流不穩定狀態出現並形成一線性威廉姆斯(Williams)域。當電壓進一步增加時，如圖7(b)(4)所示，液晶分子的散射藉由在該裝置中的聚合物運動而被誘發。
在本實施例中，使用摩擦基板表面的方法使液晶聚合物複合層中的液晶和聚合物從基板垂直方向稍微傾斜一定方向排列，但本發明並 不限定於上述，且可以使用包括光配向的任何方法，PSA法指其施加電場時用UV射線照射，等等。
在本實施例中使用的光反應性單體也可使用熱聚合性單體代替。
比較實施例3
類似於實施例1製造元件，使用相同的材料，但不同的是完成之液晶單元的照射是在81℃下完成。因此，聚合反應是在液晶混合物的NI點(100.5℃)以下被引發。
當施加交流電壓到元件的電極上，也可以觀察到散射狀態，但起始電壓高於其在實施例1中的約3倍。另外，散射效率比實施例1的低。
本發明藉由附圖來進一步說明。需要強調的是，各種特徵不一定按比例繪製。特別是在附圖中描繪的聚合物尺寸和形式不以任何方式限制聚合物的分子量或構型。
圖1是顯示根據本發明之含有聚合物的散射型VA液晶裝置的部分示意圖。圖1(a)顯示沒有施加電場的操作狀態。圖1(b)顯示施加電場的操作狀態。
圖2顯示在裝置兩側附加偏光片的圖1裝置。
圖3是實施例1之含有聚合物的散射型液晶裝置的光電特性 曲線圖。
圖4是實施例2之含有聚合物的散射型液晶裝置的光電特性曲線圖。
圖5是比較實施例1之含有聚合物的散射型液晶裝置的光電特性曲線圖。
圖6是比較實施例2之含有聚合物的散射型液晶裝置的光電特性曲線圖。
圖7是在比較實施例1(圖7A)和實施例1(圖7B)被施加電壓時的切換過程原理圖。
101‧‧‧透明基板
102‧‧‧透明電極
103‧‧‧配向膜
104‧‧‧液晶材料
105‧‧‧聚合物
106‧‧‧配向膜
107‧‧‧透明電極
108‧‧‧透明基板

Claims (15)

  1. 一種含有聚合物之散射型液晶裝置的製造方法，包括以下步驟：-提供兩個具有電極(102,107)的基板(101,108)-藉由在該具有電極之兩個基板面對彼此的內側面上設置一間隙以製造一元件-用包含具有負介電非等向性的液晶材料(104)和聚合物前驅物的液晶混合物來填充該元件-在以液晶混合物填充元件之前或之後進行配向處理，以使該液晶混合物以一從基板法線方向傾斜的預傾斜角度排列，和-在高於該液晶混合物之清洗溫度下聚合所述聚合物前驅物。
  2. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中在製造該元件之前，於該基板(101,108)至少其中一者上形成用於垂直配向的配向層(103,106)。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項的方法，其中製造該元件之前，於至少一基板上進行摩擦處理以在配向層(103,106)產生具有一預傾斜角度的配向。
  4. 根據申請專利範圍第1項的方法，其中製造該元件之前，於該基板(101,108)至少其中一者上形成用於垂直配向的光配向層，以及在另一個步驟中使該光配向層暴露於校準光以在配向層中產生具有一預傾斜角度的配向。
  5. 根據申請專利範圍第1或2項的方法，其中在液晶混合物填充於元件之後，使用電或磁場以產生相對於基板法線具有一預傾斜角度之液晶材料(104)的傾斜配向。
  6. 根據前述任一申請專利範圍的方法，其中，相對於基板法線的所述預傾斜角度係介於0.2°和10°之間。
  7. 根據前述任一申請專利範圍的方法，其中聚合物前驅物在液晶混合物中的比例小於10重量%。
  8. 一種含有聚合物的散射型液晶裝置，包括-具有在兩個基板間封閉之液晶相的複合層(109)，其中該複合物層(109)包括具有負介電非等向性的液晶材料(104)以及分散於其中的聚合物(105)-當沒有施加電場時該液晶具有相對於垂直方向上的一預傾斜角度，其特徵在於，所述裝置已使用根據申請專利範圍第1至7項任一項的方法製造。
  9. 根據申請專利範圍第8項的含有聚合物的散射型VA液晶裝置，其特徵在於，在沒有任何附加層，例如偏光片，所測量之該裝置，當不施加電壓時具有大於90%的可見光的透射，而且在施加適當的電壓時，所述裝置處於散射狀態。
  10. 根據申請專利範圍第8或9項的含有聚合物的散射型VA液晶裝置，其中所述聚合物(105)已由單官能、雙官能或多官能性的丙烯酸酯製造。
  11. 根據申請專利範圍第8至10項任一項的含有聚合物的散射型VA液晶裝置，其中所述聚合物(105)是從所述液晶材料(104)中相分離。
  12. 根據申請專利範圍第8至11項任一項的含有聚合物的散射型VA液晶裝置，當施加適當的電壓到電極時，入射光改變為散射狀態。
  13. 根據申請專利範圍第8至12項任一項的含有聚合物的散射型VA液晶裝置，其中偏光片(113,114)被連接在元件的每一側，較佳為相互垂直的偏振方向。
  14. 根據申請專利範圍第8至12項任一項的含有聚合物的散射型VA液晶裝置，其中進一步包括一反射器。
  15. 根據申請專利範圍第14項的含有聚合物的散射型VA液晶裝置，其特徵在於一附加的偏光片(113,114)。
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