TWI293701B

TWI293701B - An improved transmissive or reflective liquid crystal display and novel process for its manufacture

Info

Publication number: TWI293701B
Application number: TW090126680A
Authority: TW
Inventors: Rong-Chang Liang; Scott C-J Tseng; Xuan Phan; Wei-Jing Li
Original assignee: Sipix Imaging Inc
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2008-02-21
Also published as: JP4278978B2; US20040169813A1; EP1352289A2; US20020126249A1; US6795138B2; JP2007233419A; CN100543543C; TWI304140B; US7095477B2; CN1206564C; CN1673833A; HK1047476A1; KR100844305B1; US6784953B2; JP2004521377A; TW200813528A; CA2434222A1; HK1047476B; WO2002056097A3; CN1363849A

Description

A7 1293701 _____B7 _____ 五、發明說明（I ) 發明背景 a) 發明領域本發明係有關於包括具有明確的形狀、尺寸、和縱橫比之格子的液晶顯示器，該格子用液晶塡充，較佳採用客體染料塡充；本發明亦有關於液晶顯示器的新穎製造方法〇 b) 發明背景聚合物分散液晶（PDLC)顯示器通常包括兩個帶有電極的透明平板，彼此相對放置並用隔離物分隔開。聚合物分散液晶薄膜被封裝在兩板之間。聚合物分散液晶薄膜可以達200微米厚，但通常其厚度是在2微米至50微米之間。格子是密封的，目的是消除氧氣和濕氣，氧氣和濕氣會對液晶造成化學侵蝕。聚合物分散液晶技術的詳細述評見 P.S.Drzaic 的《Liquid Crystal Dispersions》（1995) —書。聚合物分散液晶通常由分散於聚合物黏著劑中的低分子量向列液晶的微米尺寸微滴組成。向列微滴強烈散射光，這種材料具有白色不透明或半透明的外觀（“關斷狀態 ”）。當在兩個電極之間施加電壓差時（“接通狀態”），電場使微粒排列，因而液晶的正常折射率幾乎與各向同性聚合物基質的折射率一致，顯著地減少了微粒的散射能力，使光線可以通過。在接通狀態，格子因而顯得淸晰或透明；在關斷狀態，格子則不透明。在客體-主體（guest-host)聚合物分散液晶顯示器中 ’染料特別是多色性或二向色性的染料作爲客體被加入液 -----1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·1111!111 線丨·1 1293701 λ； ______B7___ 五、發明說明（少^ ) 晶中，從而製成高色對比度的顯示器。例如，由於這種染料分子具有與液晶分子平行排列的性能，如果一種具有棒形結構的二向色性染料加到液晶中，如果藉由在相對的電極上施加電場改變液晶分子的方向，染料分子的方向也會改變。由於這種染料是用來著色或與排列方向無關，因而有可能藉由在兩個電極上施加電壓來使著色狀態（“關斷狀態”）和無色狀態（“接通狀態”）進行轉換。本領域已知，在客體•主體聚合物分散液晶顯示器中使用二向色性或多色性的染料可以改善對比度。聚合物分散液晶顯示器可以是透射式的和/或反射式的。透射式聚合物分散液晶顯示器有一個內部照明光源。在兩個電極施加電壓使光線可以通過格子。透射式聚合物分散液晶顯示器的一個典型例子是聚合物分散液晶頂部投影. 儀（overhead projector)。反射式聚合物分散液晶顯示器通常包括反射的黑色或著色的濾色片，其在透明狀態會變得可見。在個人數位助理（PDA)裝置中可以發現反射式聚合物分散液晶顯示器。由於無需用偏光鏡，透射式和反射式聚合物分散液晶顯示器特別具有吸引力。偏光鏡顯著地減少光線並降低直視式和投射式顯示器的亮度。沒有偏光鏡還可提供更好的視角。用在先技術製備的聚合物分散液晶顯示器有許多缺點。例如：聚合物分散液晶中的微滴通常具有很寬的尺寸分佈，這導致明顯遲滯、較高操作電壓、對比度差、討厭的紅膠斑、和低水平的多路傳輸。然而，聚合物分散液晶薄 ___4_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

訂----------線U ，I — III I I . 1293701 五、發明說明（））膜的遲滯必須較低以便顯示可重覆的灰度，並且對大多數個人數位助理的應用而言，儀器的低電壓操作和高對比度是基本需求。美國專利第5,835，174號（Clikeman等）、第 5,976,405 號（Clikeman 等）、和第 6,037,058 號（ Clikeman等），提示我們使用在微米尺度範圍內單分散的液晶顆粒，以減少遲滯和操作電壓，並改善多路傳輸的水平。對大多數應用來說，用單分散顆粒製備的聚合物分散液晶裝置的對比度仍然較低。爲了改善對比度而不犧牲聚合物分散液晶薄膜的厚度和操作電壓，需要客體染料，較佳爲多向色性染料或二向色性染料。然而，現有技術的方法在製備過程不能夠在液晶相精確封裝入高濃度的客體染料’因而，在單分散聚合物顆粒中僅可以包結低濃度的染料。某些客體染料可能會留在顆粒的外邊，因而導致Dmin (背景最小光密度）的增加和對比度降低。產生單分散液晶域爲高度希冀的，這可以降低對高操作電壓的需求、獲得高對比度和高水準的多路傳輸、並減少遲滯效應。發明簡述本發明的第一個方面是關於液晶（LC)顯示器，其包括形狀、尺寸、和縱橫比都基本相同的格子。這種格子較佳採用含有客體染料的液晶塡充。本發明的另一個方面係有關於製備這種液晶顯示器的新穎方法。

Lr^~；-—- _5___ 尽紙張尺度適用中國國家標準（cns)a4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-ϋ· I 1- n I n n 一一ον · ϋ n n I— n n -i_i I I I I I I I I - 1293701 7 A7 ------ B7 _ 五、發明說明（个）本發明還涉及形狀、尺寸、和縱橫比基本相同的格子的製備。格子中封裝較佳含有客體染料的液晶，並由拫據本發明製作的微形杯製成。簡而言之，製備微形杯的方法涉及：用預成型公模壓花塗佈於導體膜上的熱塑性或熱固性前驅物層，接著在熱塑性或熱固性前驅物層硬化之前、期間、或之後進行脫模，硬化是藉由輻射、冷卻、溶劑蒸發、或其他方法。另一方面，微形杯可用下述方法製成：影像曝光塗佈有可輻射固化層的導體膜，然後在曝光·區域硬化後去除未曝光區域。用上述兩種方法的任何一種方法都可以製備具有基本上單分散的尺寸和形狀的耐溶和熱機械穩定的微形杯。對大多數顯示器應用而言，微形杯的尺寸範圍是從亞微米至 10微米，較佳0·5微米至5微米。微形杯可以是任意形狀，儘管較佳使液晶和微形杯之間具有更大介面總面積的形· 狀。然後用最好含有客體染料的液晶塡充微形杯並密封。本發明的另一個方面係有關於對塡充有液晶的微形杯進行密封，較佳爲含有客體染料的液晶。可以用多種方法進行密封，較佳的方法是，在塡充步驟之前，把含有熱塑性或熱固性前驅物的密封劑組成物在液晶相分散。密封劑組成物與液晶不互溶並具有比液晶更低的比重。塡充後，熱塑性或熱固性前驅物發生相分離，並在液晶的上面形成表面浮層。於是藉由硬化前驅物層可以方便地完成微形杯的密封，前驅物層的硬化可以利用溶劑蒸發、介面反應、濕氣、熱、或輻射完成。雖然上述兩種或更多固化機制的尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #

I I i 1« n n n^OJf I ·1 n n n n n I 1 n n 1· n n n n ϋ n n n n n ϋ an It I n n n I A7 1293701 _；___B7___ 五、發明說明（< ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 結合可用來增加密封生產量，但是紫外光（UV)輻射是密封微形杯之較佳的方法。可選地，用含有熱塑性或熱固性前驅物的密封劑組成物塗佈液晶也可以密封微形杯。在密封劑組成物中使用的溶劑很關鍵。溶劑最好與液晶不互溶並且比重較液晶低。爲了保證良好的塗佈均勻性，控制表面張力和密封劑組成物的附著力也很重要。然後藉由硬化密封劑組成物來完成密封，硬化則是藉由溶劑蒸發、介面反應、濕氣、熱、輻射、或固化機制的結合來完成。這些密封方法也是本發明的特徵。本發明的另一個方面是液晶顯示沒有遲滯現象。本發明的液晶顯示器件由基本上單分散的微形杯組成，該微形杯中塡充有液晶並較佳地塡充客體染料。對微形杯的組成物進行了最佳化，這樣微形杯的各向同性折射率與液晶的一般折射率相匹配。以一種與傳統聚合物分散液晶顯示器相似的方式，本發明的液晶顯示器在沒有電場（“關斷狀態”）時強烈散射光線。當在兩個電極之間施加電壓差時，電場排列液晶並在相當程度上降低其散射能力，從而允許光線通過“接通狀態”透射。然而，與聚合物分散液晶不同的是，本發明的液晶顯示在低得多的電壓下達到最大光學上淸亮狀態，當停止施加電壓時會回復到起始的“斷路”狀態而沒有不希冀的遲滯。對於迫切需要的低電耗、可重覆灰度和視頻率，本發明的低操作電壓、快速反應時間、和無遲滯的顯示器對高質量顯示器應用是關鍵的。本發明的另一個方面係有關於由多層微形杯疊加構成 ___jz__________ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " 1293701 Λ7 _____ B7_____ 五、發明說明（V ) 的液晶顯示器的製備。該方法步驟包括：用上述任何一種方法在導體基板上製備第一層微形杯，用液晶組成物塡充微形杯、密封、最後用預塗有黏著劑層的第二導體基板來層疊密封的微形杯。黏著劑可以是熱熔黏著劑、加熱固化黏著劑、濕氣固化黏著劑、或輻射固化黏著劑。特別令人感興趣的是在本發明中使用了紫外光固化黏著劑。爲改善對比度，可使用一層以上的微形杯陣列。該方法步驟包括 :製備微形杯，用液晶組成物塡充、密封、用第二層微形杯形成組成物塗佈或層疊密封的微形杯陣列，用以前描述的任何一種方法（較佳藉由壓花法）成形第二個微形杯陣列；重覆若干次下述步驟，即微形杯的塡充和密封，用另一層微形杯形成組成物塗佈或層疊密封的微形杯，最後在幾層微形杯上層疊預塗有黏著劑層的第二導體基板。本發明的另一個方面係有關於利用預塗有（紅，綠，· 藍）濾色片和較佳之黑色基板的導體基板來製備全色反射式液晶顯示器的方法。可選地，全色顯示器可用下述步驟製備：用一層正性光致抗鈾劑層疊在預成形的微形杯上，藉由影像曝光正性光致抗蝕劑來選擇性地打開一定數目的微形杯，然後顯影所述抗蝕膜，用含有客體染料（優選第一色的二向色性染料）的液晶組成物塡充打開的微形杯，用前述密封方法密封已塡充的微形杯。這些步驟可以重覆進行，以製成塡充含有第二或第三色客體染料的液晶組成物的密封的微形杯。可用黑色襯底來改善對比度和色彩飽和度。 ----- -Ο_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

訂---------線U I I I I I--- 1293701 五、發明說明（γ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁·) 這些揭示的多步驟方法，可以滾輪對滾輪連續或半連續地進行。因而它們適合於大批量和低成本生產。與其他大規模生產過程比較而言，這些生產方法也是高效和低成本的。依據本發明製備的液晶顯示器對環境不敏感，特別是對濕度和溫度不敏感。這種顯示器可以很薄、柔性、耐用、易於操作、和款式多樣化。因爲依據本發明製備的液晶顯示器包括多個具有令人滿意的縱橫比和基本單分散的形狀和尺寸的格子，所以依據本發明製成的顯示器表現出許多理想的性能，如低電能消耗、快速反應時間、高水準的多路傳輸、高對比度、以及由於沒有不希望的遲滞而具有可重覆的灰度。圖式簡單說明圖la、lb分別顯示典型的聚合物分散液晶裝置的“P# 斷”和“接通”狀態。圖lc、Id和le是本發明的液晶顯示器的示意圖。圖2a-2d說明一種製備微壓花公轉的典型方法。圖3a-3b表示製造液晶顯示器的滾輪對滾輪方法，特別是藉由壓花塗有紫外光固化組成物的導體膜從而形成微形杯。圖4a-4b顯示用微壓花製成的微形杯陣列的兩張掃描電子顯微鏡（SEM)顯微照片。圖5al、兄2、5bl、外2、5cl和5c2是製備微形杯的可邊方法步驟，涉及用紫外光輻射對塗有熱固性前驅物的 1〜氏張尺度適標準（CNS)A4規格（210 X 297〇公爱） ''"' 1293701 A7 B7 -—— " 1 ' ----— ---— 五、發明說明（S ) 導體膜進行影像曝光。圖6a至6f示意不同形狀和圖案的微形杯陣列的例子〇 " 圖7是製備單色液晶顯示器的流程圖。圖8a至8h示意用三原色客體染料製備全彩顯示器的方法。圖9a是傳統的聚合物分散液晶裝置的典型遲滯曲線。圖9b顯示本發明的典型微形杯液晶顯示器中沒有遲滯回路。發明詳述定義除非在本專利說明書中另有定義，否則在此所用的技術術語皆根據本專業技術人員通常使用並理解的慣用定義而被使用。 “微形杯（microcup) ” 一詞，是指由微壓花或影像曝光所生成的杯狀的凹處。在本專利說明書中，術語“格子”是指由一密封微形杯所形成的獨立的單元。這些格子較佳以含有客體染料的液晶塡充。當說明該微形杯或格子時，術語“有明確定義的”是指該微形杯或格子具有根據本製造方法的特定參數預定的明確的形狀、尺寸、和縱橫比。當說明該微形杯或格子時，術語“單分散的”是指所本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4^7Fi〇 X 29^爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線· A7 1293701 _______B7_— 一______ 五、發明說明（) 述微形杯或格子具有窄的尺寸分佈，如直徑、長度、寬度、和高度。 “縱橫比” 一詞爲聚合物分散液晶顯不益中一般所知的辭彙。在本申請中，它是指微形杯的深度對寬度或深度對長度的比例。較佳實施例如圖la所示，典型的聚合物分散液晶顯示器包括二個電極板（10，11)，至少其中一個爲透明的電極（1〇)，和一層分散於各向同性聚合物基質中的液晶域。圖1a還表明，當在兩個電極板（W，11)上未施加電壓（13)時’ 液晶分子隨機排列。因液晶分子的無規則排列使入射光（ 14)形成散射光（15)。圖lb表明，當在兩個電極板上施加電壓（13)時〃液晶分子按一定方向排列。入射光（16)因而可以形成透射光（17)，因爲液晶通常的折射率與聚合物基質（12) 的各向同性的折射率相匹配。如圖lc所示，本發明的單色液晶顯示器包括封裝在二個電極（1〇，11)之間的有明確定義、的格子（18)。這些格子有基本相同的形狀和尺寸，並以液晶組成物塡充。在觀察者一側的電極是透明的，該二電極至少有一個是圖案化的。如使用（圖Id)三原色濾色片（19)，如紅（R) 、綠（G)、和藍（B)則可獲得全範圍的顏色。可選地，以分別含有紅、綠、和藍客體染料（較佳爲本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 1293701 ___ Β7___ 五、發明說明（L〇二向色性染料）的液晶組成物塡充有明確定義的格子（1， 2，和3)，則可以獲得根據本發明的全色顯示器。例如，以含有紅色客體染料的液晶塡充格子（1)，以含有綠色客體染料的液晶塡充相鄰的格子（2)，以含有藍色客體染料的液晶塡充相鄰的格子（3)。裝有液晶的格子的層數可以多於一層（圖le)。用於製備這種液晶顯示器的方法涉及幾個方面。 I.微形杯的製備 (a)公模的製備可以先用光阻法，接著採用蝕刻或電鍍的方法製備公模。製作公模的代表性實施例見圖2a至2d。採用電鍍法時（圖2a)，在一玻璃基板（20)上噴鍍一薄層典型爲 3000A的籽金屬（seed metal，21)，例如鉻鎳鐵合金（· chrome inconel)。接著塗佈一層光致抗蝕劑（22)，並以紫外光曝光。一掩模（24)被置於紫外光與光致抗蝕劑層 (22)之間。該光致抗蝕劑的曝光區域變硬。然後用適當的溶劑淸洗，去除未曝光區域。乾燥保留的硬化光致抗蝕劑，並再次噴鍍一薄層籽金屬。然後主模（圖2b)準備就緒’可以進fr電鐘成形。用於電禱成形的典型材料是錬銘合金（23)。此外，該主模可由鎳製作，如攝影光學儀器工程師學會會刊卷1663，ρρ·324 ( 1992)中《薄鍍層光學介質的連續製作》（“Continuous manufacturing of thin cover sheet optical media” ，SPIE Proc.)中說明的，採用 _______12___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 1293701 ----^___ _B7____ 五、發明說明（〖丨）氨基磺酸鎳（nickel sulfamate)電鍍或無電鎳沈積。該模具的底板（圖2d)通常爲1至5微米。該主模也可用其他微工程技術製作，包括電子束寫入、乾式蝕劑、化學蝕劑、雷射寫入或雷射干涉，如攝影光學儀器工程師學會會刊《精密光學複製技術》（“Replicatio techniques for micro-optics”， SI>IE Proc·) 卷 3099 ， ρρ·76-82 ( 1997) 中說明。此外’該模具可使用塑膠、陶瓷、或金屬，利用光加工製作。 (b)壓花製作微形杯該方法步驟如圖3a和3b所示。公模（30)可置於腹板（web) (34)之上（圖3a)或腹板之下（圖3b)。在玻璃平板或塑性基板上形成一透明導體膜（31)，製成透明導體基板。然後在該導體膜上塗佈一層熱塑性或熱固性前驅物（32)。在高於熱塑性或熱固性前驅物層的玻璃轉化溫度條件下，用滾輪、板、或帶公模對該熱塑性或熱固性前驅物層進行壓花。用於製備微形杯（33)的熱塑性或熱固性前驅物（32 )，可以是多官能基的丙烯酸酯、或甲基丙烯酸酯、乙_ 醚、環氧化物以及其寡聚物、聚合物、和類似物。較佳@ 是多官能基的丙烯酸酯及其寡聚物。多官能基的環氧^七牛勿與多官能基的丙烯酸酯的組合也非常有利於獲得物理機械性能。通常，也添加賦予撓性的可交聯寡聚物，例如氨基甲酸乙酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯，以改善g% ______η ____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " ---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-—a— I I n n n 一 V n n_l n n In I n I I I I I I I 1 1293701 A7 B7____ 五、發明說明（//) 微形杯的抗彎曲性。該組成物可以包括聚合物、寡聚物、單體和添加劑，或者只有寡聚物、單體、和添加劑。這類材料的玻璃轉化溫度（Tg)範圍通常爲約-70°C至約150 °C，優選爲約-20°C至50°C。微壓花方法通常是在高於玻璃轉化溫度下進行。可以採用加熱公模，或加熱模子基板 ’以控制微壓花的溫度和壓力。如圖3a和3b所示，在前驅物層硬化期間或硬化後脫模，顯露微形杯（33 )陣列。用冷卻、輻射交聯、熱、或濕氣可使前驅物層硬化。如果用紫外光輻射來固化熱固性前驅物，紫外光則可以從腹板（34)的底部或頂部輻射到透明導體膜上，如上述兩圖所示。此外，紫外光燈可置於模子內部。在這種情況下，模子必須是透明的，從而允許紫外光通過預圖案化的公模輻射到熱固性前驅物層上。圖4a和4b是藉由微壓花製備的兩個微形杯陣列的掃· 插電子顯微鏡顯微照片。 (Ο用影像曝光方法製備微形杯此外，藉由一掩模（50)，用紫外光或其他形式的輻射把塗佈於導體膜（52)上的輻射固化材料（51)影像曝光（圖5a)，也可以製備微形杯。導體膜（52)在塑膠基板（53 )上。對滾輪對滾輪方法來說，光掩模可與腹板同步，以與後者相同的速度移動。在圖5a的光掩模（50)中，深色方塊（54)表示不透明區域，深色方塊之間的間隔（55)是 --—_______14__ _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1293701 A7 ~--—--BZ____ 五、發明說明（〇) 開口區域。紫外光通過開口區域（55)輻射到輻射固化材料上。曝光區域變硬，然後用適當的溶劑或顯影劑除去未曝光區域（由該掩模的不透明區域加以保護），從而形成微形杯（56)。該溶劑或顯影劑選自那些通常用來溶解或分散輻射可固化材料的溶劑，如丁酮、甲苯、丙酮、異丙醇、或其類似物。圖5b和5c圖示了用影像曝光製作微形杯的兩種其他可選方法。此二圖特點基本與圖5a所示特點一樣，並且相應部分採用了同樣的編號。在圖5b中，使用的導體膜（52 )是不透明和預圖案化的。在這種情況下，有利於通過導體膜圖形對輻射敏感材料進行影像曝光，其中該導體膜圖形用作光掩模。在紫外光輻射後除去未曝光區域則可制得微形杯（56)。在圖5c中，導體膜（52)也是不透明和區帶-圖案化的。透過導體膜區帶-圖案（52)，從底部對輻射固化材料進行曝光，其中導體膜區帶-圖案作爲第一個光掩模。藉由第二個光掩模（50)從另一邊進行二次曝光，第二光掩模具有與導體膜區帶垂直的區帶圖案。然後用溶劑或顯影劑除去未曝光區域從而顯露出微形杯（56)。一般來說，微形杯（56)可以是使液晶域光散射效果最大化的任何形狀。在一個系統中的微形杯具有基本相同的尺寸和形狀。然而，不同形狀和尺寸的微形杯可用於不同顏色。例如，用含有紅色客體染料的液晶所塡充的微形杯可以與綠色微形杯或藍色微形杯具有不同的形狀或尺寸。而且，一個圖兀可以包括具有不同顏色的不同數目的微 is 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 1293701 ___ B7 __ _ 五、發明說明（A) 形杯。此外，一個圖元可以包括一些較小的綠色微形杯、一些較大的紅色微形杯、和一些較小的藍色微形杯。對這三種顏色來說，沒有必要具有相同的形狀和數目。圖6a至 6f說明了可用於本發明的6種微形杯圖案的實例。微形杯的開口可以是圓形、正方形、長方形、六邊形、或任何其他形狀。開口之間的分隔面積最好要保持較小，以便在保持理想的機械性能的同時獲得高顏色飽和度和高對比度。對於本發明的液晶顯示器來說，單個微形杯的尺寸範圍可以是從大約0.04至大約1〇〇平方微米，較佳是從大約 0.6至大約36平方微米。微形杯的深度範圍是大約1至大約10微米，較佳是從大約2至大約6微米。開口對壁的比例範圍大約爲〇·〇5至大約20，較佳爲大約〇.2至1〇微米。開口邊緣到邊緣的距離範圍通常是大約0.5至6微米，較佳爲大約1至大約4微米。 Π.腹二向色悴染料孖其混合物通常採用塗佈方法，以液晶塡充這樣形成的微形杯陣列。液晶中還可以含有二向色性染料以便賦予該顯示器單色並增加對比度。現有技術已知可用於本發明的液晶材料。可用於本發明的液晶材料實施例非限定性地包括來自德國E.Merck公司的 E7、TL205、TL213、BL006、BL009、和 Bl〇37。其他液晶材料列於美國專利第5,835，174中（〇11]^11^11等）本紙張尺&洲τ聞（CNS)A4規格（21Q χ 2971^^ -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

« n n n n n n^OJ» I 1· n n n n ϋ I FI — ! — — — · 1293701 A7 r_____Β7______ 五、發明說明（〆）。在某些應用中也可以使用膽固醇液晶（cholesteric liquid crystals) 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明中的液晶較佳含有客體染料。本發明的客體染料是二向色性染料，並爲本技術領域所熟知。美國專利第 5,589，100號（Grasso等）指出偶氮芳基（arylazo)或聚偶氮芳基二向色性染料可與液晶一起使用，並列舉了適用於本發明的其他二向色性染料。加入染料不僅是添加了顏色，而且也相當程度上對一些顯示器應用改善了對比度。爲了適用，染料必須具有高的序參量（order parameters)和在主體液晶材料中的適當可溶性。具有較大的分子長度對寬度比例、以及類似於液晶主體材料分子形狀的長形染料促進了高有序參量。含有客體染料的液晶會提供良好的視覺特性，如高對比度、高消光性，以及化學和光化學穩定性。在本發明中使用的具有高二向色性比率的二向色性染料的實施例包括德國 Funktionfluid Gmb公司的藍AB2、紅人111和黃人01，以及 Mitsui Toatsu 公司的 SI-486 (黃色）、SI426 (紅色）、M483 (藍色）、S344 (黑色）、S428 (黑色）和 S7 ( 黑色）。非離子偶氮和蔥醌染料也很用。實施例非限定性地包括：亞利桑那州Pylam Products公司的油溶紅EGN ( Oil Red EGN)、蘇丹紅（Sudan Red)、蘇丹藍（Sudan Blue )、油溶藍（Oil Blue)、Macrolex 藍、溶劑藍 35 ( Solvent Blue 35 )、Pylam Spirit 黑、和 Fast Spirit 黑，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） A7 1293701 ____B7____ 五、發明說明)

Aldrich公司的蘇丹黑B ( Sudan Black B )，BASF公司的 Thermoplastic黑X-70，以及Alddch公司的憩醌憩醌藍、憩醌黃1H，憩醌紅111、135，憩醌綠28。任何情況下，在微形杯材料中染料必須是化學穩定的、並應該具有低溶解度。液晶或染料在任何時候都不應侵蝕微形杯。 III.微形杯的密封微形杯的密封可用多種方法完成。一種較佳的方法是將紫外光固化密封劑組成物分散於液晶組成物中。該紫外光固化組成物與液晶不互溶，且具有比液晶低的比重。紫外光固化組成物與液晶組成物在徑向混合器中被完全混合，並採用如Myrad棒、凹印板、刮刀片、開槽塗佈或開縫塗佈等精確的塗佈機械裝置，立即塗佈於該微形杯上。揮發性的溶劑可用於控制附著力、塗層的覆蓋厚度，並便於密封劑相從液晶相中分離出來。可用掃杆刮刀或類似的裝置將過量的流體刮除。接著烘乾塡充的微形杯，該紫外光固化組成物浮在液晶的頂部。在紫外光固化層浮到表面期間或之後，將其進行固化，密封微形杯。紫外光或其他輻射形式，如可見光、紅外線、及電子束等，皆可用於將該微形杯固化和密封。可選地，當使用熱或濕氣固化密封劑組成物時，也可使用熱、或濕氣、或其組合方式將該微形杯固化並密封。可用表面活性劑改善密封劑與微形杯壁的黏著性以及改善液晶與密封材料之間介面的潤濕性。有用的表面活性本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1293701 A7 ________B7 __ 五、發明說明（。）劑包括3M公司的FC表面活性劑、Dup〇nt公司的Zonyl 氟化表面活性劑、氟化丙烯酸酯、氟化甲基丙烯酸酯、氟代長鏈醇類、全氟取代的長鏈羧酸及其衍生物、和〇si公司的Silwet表面活性劑。可選地’可將液晶和密封劑組成物依次塗佈於微形杯。這樣’可藉由塗佈一層熱塑性或熱固性前驅物組成物薄層（該前驅物組成物是輻射、熱、濕氣或介面反應可固化的）’並將其固化於經塡充的微形杯表面上，以完成此密封過程。介面聚合後進行紫外光固化，對於密封過程極爲有利。藉由介面聚合形成一個薄的分隔層，使液晶層和外塗佈層之間的互相混合明顯得到抑制。接著通過後固化步驟完成密封，較佳爲紫外光輻射。爲進一步降低互混程度 ’最好外塗佈層的比重低於液晶的比重。可用揮發性有機溶劑調整塗層的附著力和厚度。當揮發性溶劑用於外塗佈層時’較佳爲與該液晶或該染料不相混溶，並且其比重低於液晶相的比重。這種二步塗佈方法，對所用染料至少部分地溶解於密封劑層的情形特別適用。爲進一步降低密封劑層和液晶相的互混程度，在塗佈密封劑層之前，可以對經塡充的微形杯陣列進行急冷降溫。可選地，從一剝離基板轉移層疊一黏著劑層到經塡充的微形杯上，最好接著用熱、輻射、或簡單的溶劑蒸發來硬化黏著劑層’最後去掉剝離基板，從而完成微形杯的密封。急冷降溫經塡充的微形杯也有利於用轉移層疊方法進行的密封過程。

___ 1Q 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297 i釐） " ---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明說明（（2> ) 1293701 IV·里鱼遽I顯示器的製简— 藉由圖7所示的流程圖說明此方法。所有的微形杯都用Q有相同顏色客體染料的液晶塡充。該方法可爲連續的滾輪對滾輪方法，包括如下步驟： 1·在一透明導體膜（M)上塗佈一層熱塑性或熱固性則驅物（70)，可選擇地具有溶劑。如有溶劑的話，溶劑應容易蒸發。 2·在溫度高於熱固性前驅物層玻璃轉化溫度的條件下用預成形的公模（72)壓花熱塑性或熱固性前驅物層。 3·從熱塑性或熱固性前驅物層脫模，較佳在熱塑性或熱固性則驅物層以適當方式硬化期間或之後進行。 4·用含有熱固性前驅物組成物的液晶組成物（74)塡充上述方法製成的微形杯陣列（73)，該熱固性前驅物組成物與液晶不相容並且比液晶相的比重低。 5·在該熱固性前驅物分離並在該液晶相上面形成一表面浮層期間或之後’藉由將該熱固性前驅物硬化密封微形杯，較佳採用溶劑蒸發、輻射例如紫外光（75)、或熱或濕氣，而形成包括有液晶和較佳的客體染料的密封液晶格子。 6·將預塗佈有黏著劑層（77)的第二導體膜（76)層疊在經密封的液晶格子陣列上，其中所述黏著劑'層（77) 可爲壓敏黏著劑、熱熔黏著劑、熱、濕氣、或輻射固化黏著劑。可以用加熱或輻射如紫外光（78)，藉由該頂部導體 _ __ 70 _— __ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁)

A7 1293701 _____B7___ 五、發明說明（\/ ) 膜對黏著劑層進行硬化（如果該頂部導體膜對這類輻射是透明的）。層疊後的產品可被切割（79)到適當的尺寸’ 用於裝置的組裝。上述微形杯的製備可以方便地以另一種影像曝光製造的程序取代，即對塗佈有熱固性前驅物的導體膜進行影像曝光，接著用一種適當的溶劑除去未曝光區域。可通過前述的塗佈或轉移塗層的方法’接著硬化經塡充的微形杯表面上的密封劑，從而完成對微形杯的密封。爲改善對比度’可使用一層以上的微形杯陣列（圖1c )。因而，在經塡充的微形杯上的密封層硬化後（步驟5 )，把另一層微形杯形成組成物塗佈在該密封的微形杯陣列上。步驟2至5可重覆幾次直到獲得適合的對比度。然後用第二導電層層疊於該多層微形杯’並切割爲適當的尺寸以用於顯示器組裝。重要的是要注意到兩層導體膜中至少有·_是預圖案化的。而且至少在觀察者一側的導體膜是透明的。 V.多色液最器的本發明的多色液晶顯示器可以利用（紅、綠、藍）濾色片和黑色基質製作而成，該黑色質體置於在前節制備的單色顯示器的下面（圖Id)。可選地，本發明的全彩司*通過用含有不同顏色客體染料的液晶塡充微形杯製成（圖1e) °除了在製作單色顯示器時所描述的方法外，需要額外的步驟來製備這樣的彩色顯示器。這些額外的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -mmmmmt ϋ_ι memtm n n n n f 1« nf i 線-·· 本紙ill適用中國(21Q x } " 〜 A7 1293701 ____B7 _ 五、發明說明（〆）步驟包括：（1)將一種正性作用乾膜光致抗蝕劑層疊在製成的微形杯上，該光致抗蝕劑由以下成分組成：至少一種可移除的支撐膜（如麻塞諸塞州Worcester的Saint-Gobain 公司所生產的PET- 4851 )，酚醛樹脂正性光致抗蝕劑（如Shipley公司的Microposit S1818)，以及一種鹼性顯影

黏著劑層（如 National Starch 公司的 Nacor72-8685 與 BF

Goodrich公司的Carboset 515的混合物）；（2)藉由將光致抗蝕劑進行影像曝光，除去可去除支撐膜，並用一種顯影劑，如Shipley公司的經稀釋的Microposit 351顯影劑，將該正性光致抗蝕劑顯影，從而選擇性地打開一定數目的微形杯；（3)用包括第一原色客體染料的液晶塡充打開的微形杯；以及（4)按照單色顯示器製備中說明的方法，將經塡充的微形杯密封。這些額外的步驟可以重覆，以形成用第二和第三原色的液晶塡充的微形杯。更特別地，可根據圖8所示步驟製備一種多色液晶顯示器。 w 1.在導體膜（81)上塗佈一層熱固性前驅物（8〇)。 2·在溫度高於其玻璃轉化溫度的條件下，用預成形公模（圖中未示出）壓花該熱塑性或熱固性前驅物層。 3. 較佳在熱塑丨生或熱固性即驅物層藉由溶劑蒸發、冷卻、輻射、熱、或濕氣交聯硬化期間或之後，將該公模從該熱塑性或熱固性前驅物層脫模。 4. 在這樣製成的微形杯陣列（82)上層疊—正性乾膜光致抗蝕劑，其中至少包括一種正性光致坑蝕劑（84)，本紙張尺度適“關家標準（CNS)A4規格⑵Q x 297% )-----__ -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1293701 A7 ____ _ B7___ 五、發明說明（4 ) 以及一種可去除的塑膠保護片（圖中未示出）。該正性乾膜光致抗蝕劑可包括一黏著劑層（83)，以改善微形杯和1 該光致抗蝕劑之間的黏著性。 5·用紫外光、可見光或其他輻射將該正性光致抗蝕劑進行影像曝光（圖8c)，除去保護片，在曝光區域顯影並打開微形杯。步驟4和5的目的是在一預定區域選擇性地打開一些微形杯（圖8d)。 ' 6.用液晶組成物塡充打開的微形杯，該液晶組成物包括第一原色的客體染料（85)以及與該液晶相不相容的密封劑組成物（86)，並且該密封劑組成物比該液晶相比重低。 7·在密封劑分離並在液晶相上面形成一表面浮層的期間或之後，採用溶劑蒸發，或較佳爲紫外光輻射、較好爲熱或濕氣固化方法硬化密封劑層，密封微形杯，以形成包括第一原色客體染料的液晶的封閉液晶格子（圖8e)。 8·可以重覆上述步驟5至7，以便在不同區域產生包括不同顏色客體染料的液晶的有明確定義的格子（圖名e， 8f和 8g)。 9. 將預塗佈有黏著劑層（88)的〜第二透明導體膜（ 17)，層疊在密封的液晶格子陣列上，其中所述黏著劑層可爲壓敏黏著劑、熱熔黏著劑、或一種熱、濕氣、或輻射固化黏著劑。一 · 10. 硬化黏著劑。上述方法中的微形杯的製備，可以方便地以另一種呈 _ 9^___ _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2ΐΡ 29^公爱） — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 1293701 _B7 _____ 五、發明說明“〆）序取代：影像曝光塗佈有熱固性前驅物的導體膜’接著用一種適當的溶劑去除未曝光區域。、另外’可藉由在液晶相表面直接塗佈並固化熱固性前驅物組成物層’完·成對微形杯的密封。用本方法製造的顯示器可以達到僅一、張紙的厚度纟該 --- --- . 顯示器的寬度爲塗佈腹板的寬度（通常爲3至90英寸）° 該顯示器的長度可爲任意長，可以從幾英寸至幾千英尺’ 取決於滾輪的大小。實施例以下所描述的實施例，是爲便於本領域技術人員能夠更淸楚地瞭解並實踐本發明。這些實施例不應理解爲是對本發明範圍的限制，而僅僅是對本發明的說明和示範。實施例1 用微壓花方法製備微形杯將表1所示組成物用Myrad棒#6塗佈到預塗有 Sheldahl公司（Northfield，MN)的ITO導體膜層的2密爾 (千分之一英寸）PET膜上。一預成形（4X4X4微米）鎳鈷合金公模和來自Henkel公司的脫模Frekote700-NC用於微壓花。塗佈厚度控制在約5微米。然後在90°C下，借助於一個壓力滾輪，用模版壓花塗佈膜。採用有金屬氟燈的固化區帶曝光裝置（自ADAC Technologies公司），在 365奈米光強度爲80毫瓦/平方厘米，藉由聚酯樹脂薄膜 ___ 74_____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱I面之注意事項再填寫本頁)

A7 1293701 B7 五、發明說明（>}) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，對塗層進行紫外光固化約1分鐘。壓花後的薄膜從膜具上脫模，顯露出有明確定義（4X4X4微米）的微形杯。微壓花成形是在90°C下用GBC層壓機完成的。表1 :用於微形] 不的紫外光司「固化丙烯酸· 1配方編號說明成分供應商份數 1 環氧丙烯酸酯 Ebecryl 600 UCB Chemicals 55 2 聚酯丙烯酸酯 Ebecryl 830 UCB Chemicals 15 3 氨基甲酸乙酯丙烯酸酯 Ebecryl 6700 UCB Chemicals 10 4 矽丙烯酸酯 Ebecryl 350 UCB Chemicals 5 5 單體 Sartomer SR238 Sartomer 10 6 單體 Sartomer SR306 Sartomer 5 7 単體 Sartomer SR351 Sartomer 5 8 光引發劑 Irgacure 500 Ciba 1 9 增強劑甲基二乙醇胺 Aldrich 0.5 10 溶劑丁酮 Aldrich 100 實施例2 用微壓花方法製備微形杯與實施例1相同，不同之處是採用表2配方進行塗佈本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 1293701 五、發明說明（冲），用4X4X4微米的公模進行壓花。表2 :用於微形杯的紫外光可固化两 ί烯酸酯配方編號說明成分供應商份數 1 環氧丙烯酸酯 Ebecryl 600 UCB Chemicals 50 2 聚酯丙烯酸酯 Ebecryl 830 UCB Chemicals 15 3 氨基甲酸乙酯丙烯酸_ Ebecryl 6700 UCB Chemicals 10 4 矽丙烯酸酯 Ebecryl 350 UCB Chemicals 5 5 單體聚（乙二醇）甲基丙烯酸酯 Aldrich 5 6 單體 Sartomer SR238 Sartomer 5 7 単體 Sartomer SR306 Sartomer 5 8 單體 Sartomer SR3 51 Sartomer 5 9 光引發劑 Irgacure 907 Ciba 0.5 10 溶劑丁酮 Aldrich 300 使用Myrad棒#12。控制厚度爲5微米。用加熱到90 °C的壓力滾輪（GBC層壓機）進行微壓花。實施例3 甩微壓花方法製備微形杯將表3所示的組成物用壓力滾輪層疊在一個預塗有 ITO導電層的2密爾PET膜和預成形（4X4X4微米）鎳銘合金模具之間。用電暈放電裝置（Electro-Technic Products 公司，型號 BD_10A，Chicago，IL)處理 PET/ITO 膜5秒鐘。用Frekote 750-NC脫模劑對鎳鈷合金模具進行 ^^張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x29^釐) ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1293701 μ B7 —__ 五、發明說明（〆）預處理。透過PET/ITO膜’用紫外光固化塗層1分鐘。然後將該壓花膜從模具上脫模’顯露出有明確定義的（4X4 X4微米），厚度爲5.5微米的微形杯，其中厚度的測量是採用Mituyoto厚度規。表3 :用於製造微形杯的紫外光固化丙烯酸酯配方編號說明成分供應商份數 1 環氧丙烯酸酯 Ebecryl 600 UCB Chemicals 40 2 聚酯丙烯酸酯 Ebecryl 830 UCB Chemicals 15 3 氨基甲酸乙酯丙烯酸酯 Ebecryl 6700 UCB Chemicals 10 4 矽丙烯酸酯 Ebecryl 350 UCB Chemicals 5 5 單體聚（乙二醇）甲基丙烯酸酯 Aldrich 15 6 單體 Sartomer SR238 Sartomer 5 7 單體 Sartomer SR306 Sartomer 5 8 gg Mtffr 単體 Sartomer SR3 51 Sartomer 5 9 光引發劑 Irgacure 907 Ciba 0.5 實施例4 用液晶溶液塡充之微形杯的製備先用已烷、然後用丁酮沖洗在實施例3中製成的微形杯，接著在烘箱（66°C )中乾燥1〇分鐘。含有1% (重量百分比）Silwet L7608 (自〇si Specialties 公司）的液晶 BL006 (自德國E.Merck公司）與9倍體積的戊酮進行混合，用Myrad棒#16把所形成的溶液塗佈於微形杯上。在 ____ 11 _______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 1293701 ______B7______ 五、發明說明（4) 烘箱（66°C )中蒸發10分鐘微形杯中多餘的溶劑。實施例5 以含有藍色二向色性染料的液晶溶液所塡充的微形杯的製備先用已院、然後用丁酮沖洗在實施例3中製成的微形杯，接著在烘箱（66°C )中乾燥10分鐘。含有3% (重量百分比）二向色性染料藍AB2 (自德國Funktionfluid Gmb 公司）和1% (重量百分比）Silwet L7608 (自OSi Specialties公司）的液晶BL006 (自德國E.Merck公司）與9倍體積的戊酮（MPK)進行混合，用#16號Myrad棒把形成的溶液塗佈在微形杯上。在烘箱（66°C )中蒸發1〇分鐘微形杯中多餘的溶劑。實施例6 以含有黑色二向色性染料混合物的液晶溶液所塡充的微形杯的製備先用已烷、然後用丁酮（MEK)沖洗在實施例3中製成的微形杯，接著在烘箱（66°C )中乾燥10分鐘。把三種二向色性染料藍AB2、紅AR1和黃AG1 (來自德國 Funktionfluid Gmb公司）混合在一起，製成一種黑色二向色性染料混合物。把含有2% (重量百分比）黑色二向色性染料混合物和1% (重量百分比）Silwet L7608 (自OSi Specialties公司）的液晶BL006 (自德國E.Merck公司） ___2S______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 1293701 ____B7 _ 五、發明說明（夕）溶液與9倍體積的戊酮進行混合，用Myrad棒#16把形成的溶液塗佈於微形杯上。在烘箱（66°C )中蒸發微形杯中多餘的溶劑10分鐘。實施例7 用二步（塗佈）方法密封微形杯用 10%的 Vistalon 0106 (來自 Exxon Mobil Chemicals 公司）Isopar E (來自Exxon Chemicals公司）溶液塗佈在實施例4、5和6製備的BL006塡充的微形杯上。該塗層是均勻和透明的。使用一#3Myrad棒，獲得密封聚合物層重量爲0.39毫克/平方英寸，厚度估計爲0.7微米。使用#8 號Myrad棒，獲得密封聚合物層重量爲0.75毫克/平方英寸，厚度估計爲1.3微米。Vistalon 0106的密度約爲0.9 克/立方厘米。實施例8 用二步（塗佈）方法密封微形杯按照實施例7相同的步驟，用Amphomer28-4910 (來自National Starch公司的一種羰酸酯（或鹽）丙烯酸共聚物，在2-丙醇中的10%溶液塗佈於依據實施例5製備的 BL006塡充的微形杯上，從而密封該微形杯。該塗層是均勻和透明的。使用一種#3 Myrad棒，獲得密封聚合物層，重量爲〇·44毫克/平方英寸，厚度估計爲〇·6微米。使用#8 號Myrad棒，獲得密封聚合物層重量爲1·〇毫克/平方英寸 ____；_9Q -------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 1293701 ______B7___ - 五、發明說明（4) ，該密封聚合物層的厚度估計爲L3微米。Amphomei* 28-4910的密度約爲1.2克/立方厘米。實施例9 傳統聚合作用引起的相分離聚合物分散液晶顯示器爲比較目的，製備了傳統聚合作用引起的相分離聚合物分散液晶顯示器。用不同比例的液晶E7 (來自德國 E.Merck公司）與Norland 65 (來自Norland公司）進行混合，並把混合物夾在兩層ITO塗層玻璃板之間，間隔物分別爲4.5微米、25微米、或50微米。採用步進式光楔最佳化使用固化區帶曝光裝置（自ADAC Technologies公司）的紫外光固化時間。圖9a是按上述程式製備的聚合作用引起的相分離聚合物分散液晶顯示器的典型遲滯曲線。實施例10 SIPix無遲滯液晶顯示器以於實施例1、2或3中所製備的微形杯來組裝單層液晶顯示器。依據在實施例4、5和6的步驟，用含有或不含有二向色性染料的液晶塡充微形杯。然後依據實施例7或 8的步驟，密封這些液晶塡充的微形杯。依據本發明製備的液晶顯示器看不到遲滯（見圖9b)。實施例11 多層顯示器的組裝及其性能 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 1293701 ______ B7_____ 五、發明說明（>/ ) 組裝多層液晶顯示器以改良顯示器的性能。依實施例 10所述方法製備單層液晶顯示器。以相同的步驟，在第一層液晶顯示器的頂部壓花第二層微形杯，用含有或不含有染料的液晶進行塡充，並密封第二層液晶顯示器。在第一層微形杯上對正第二層微形杯時，第二層微形杯偏離第一層微形杯約〇至10度，以使光散射能力最大。層疊兩個雙 V. · 層陣列從而疊合成四層液晶顯示器。得到一高對比度顯示器，該顯示器分別具有〜lmsec和〜10msec (在40伏特）的增強和衰減反應時間。未觀察到任何遲滯回路。元件符號說明 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1 格子 81 導體膜 2 格子 82 微形杯陣列 3 格子 83 黏著劑層 10 電極板 84 正性光致抗蝕劑 11 電極板 85 包括客體染料的液晶組成物 12 聚合物基質 86 密封劑組成物 13 電壓 87 第二透明導體膜 14 入射光 88 黏著劑層 15 散射光 16 入射光 17 透射光 18 格子本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1293701 A7 _E7_ 五、發明說明) 19 三原色濾色片 20 玻璃基板 21 籽金屬層 22 光致抗蝕劑層 23 錬銘合金 24 掩模 30公模 31 辑明導體膜 32 熱塑性或熱固性前驅物 33 微形杯 34腹板 50掩模 51 輻射可固化材料 52 導體膜區帶-圖案 53 塑膠基板 54深色方塊 55深色方塊之間的間隔（開口區域） 56微形杯 70熱塑性或熱固性前驅物 71透明導體膜 72公模 73微形杯陣列 74液晶組成物 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-n n n If n 一：OJ« n n n n .ϋ n in I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 1293701 _B7 五、發明說明（，/ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 75紫外光 76第二導體膜 77黏著劑層 78紫外光 79切割 80熱固性前驅物本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

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丨六、申 irfwi 圍 ..................................... 1·一種包括多個具有明確定義的尺寸、形狀、和縱橫比之格子的液晶顯示器，其中該格子以液晶組成物塡充，並且以一比重低於該液晶組成物之密封組成物來將其密封。 2·根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該格子具有基本相周的尺寸和形狀。 3·根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該格子是非球形的。 4·根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該格子由開口面積0.04至100平方微米的微形杯製成。 5·根據申請專利範圍弟4項之液晶顯不器，其中該格子由開口面積1至25平方微米的微形杯製成。 6.根據申目靑專利$Β圍弟1項之液晶顯不器，其中該格子由開口爲圓形、多邊形、六邊形、長方形、或正方形的微形杯製成。 7·根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該格子的深度0.5至10微米。 8·根據申請專利範圍第7項之液晶顯示器，其中該年各子的深度2至6微米。 9·根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中^丰各子的開口與壁的比例爲〇·〇5至20。 10.根據申請專利範圍第9項之液晶顯示器，其中該格子的開口與壁的比例爲〇·2到9。 11·根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中是用 1 ^氏張尺度適用中國國家標準(CNS)Α4規格(210 χ 297公釐) ~ ------ (請先閲讀背面之注意事項苒填寫本頁) 訂-· #· A8 B8 C8 1293701 六、申請專利範圍含有預定顏色客體染料的液晶塡充在預定區域中選定的格子0 12·根據申請專利範圍第11項之液晶顯示器，其中該用含有預定顏色客體染料的液晶塡充的格子彼此相鄰。 13·根據申請專利範圍第11項之液晶顯示器，其中該含有預定顏色客體染料的液晶塡充的格子在彼此的頂部層疊。 14· —種製備用於液晶顯示器的尺寸和形狀基本相同並有明確定義之格子的方法，該方法包括以下步驟： a) 將一層熱塑性或熱固性前驅物塗佈於導體膜上； b) 用預成型的公模壓花熱塑性或熱固性前驅物層； c) 將該公模從該熱塑性或熱固性前驅物層脫模； d) 硬化該熱塑性或熱固性前驅物層； e) 用液晶組成物來塡充如此形成的微形杯陣列； Ο以一比重低於該液晶組成物之密封組成物來密封該經塡充之微形杯，以及 g)將一第二導體膜層合於該經塡充且密封的微形杯上。 15.根據申請專利範圍第Η項之方法，其中該熱固性前驅物選自：多價的丙烯酸酯、或甲基丙烯酸酯，多價的乙烯基化合物包括乙烯基苯、乙烯基矽烷、和乙烯基醚，多價的環氧化物，多價的丙烯基化合物，以及包括可交聯官能基的寡聚物、聚合物，及其類似物。 16·根據申請專利範圍第14項之方法，其中該熱塑性中國國家標準（CNS)A4規格(210x297公變 A8B8C8D8 1293701 六、申請專利範圍或熱固性前驅物層是在接近或高於其玻璃轉化溫度下進行壓花的。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 17·根據申請專利範圍第16項之方法，其中該玻璃轉化溫度範圍是從—7〇°C至150°C。 18. 根據申請專利範圍第16項之方法，其中該玻璃轉化溫度範圍是從—20°C至100°C。 19. 根據申請專利範圍第14項之方法，其中該熱固性前驅物層的硬化是藉由輻射、熱、濕氣、冷卻、或溶劑或增塑劑的蒸發進行交聯來完成的。 2〇_根據申請專利範圍第14項之方法，其中該熱固性前驅物層的硬化是藉由紫外光、可見光、近紅外線、或電子束射來完成的。 21·根據申請專利範圍第14項之方法，其中該預成型的公模是在熱塑性或熱固性前驅物層硬化以前、期間、或之後進行脫模。 22. —種製備用於液晶顯示器的尺寸和形狀基本相同並有明確定義的格子的方法，其方法包括以下步驟： a) 在一種導體膜上塗佈一層輻射可固化組成物； b) 影像曝光該輻射可固化層； c) 用一種顯影劑或溶劑除去未曝光區域以顯露出微形杯陣列； d) 用液晶組成物塡充該微形杯； e) 以一比重低於該液晶組成物之密封組成物來密封該經塡充之微形杯，以及 3 ^纸張尺度適用中國國冢標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)~ 1293701 B8 g______ 六、申請專利範圍 f)將一第二導體膜層合於該經塡充且密封的微形杯上。 23·根據申請專利範圍第22項之方法，其中以液晶和客體染料塡充該微形杯。 24·根據申請專利範圍第22項之方法，其中該輻射可固化組成物包括的材料選自：多價丙烯酸酯、或甲基丙烯酸酯，多價的乙烯基化合物包括乙烯基苯、乙烯基矽烷、和乙烯基醚，多價的環氧化物，多價的丙烯基化合物，包括可交聯官能基的寡聚物、聚合物，及其類似物。 25·根據申請專利範圍第22項之方法，其中該影像曝光是藉由紫外光、可見光、近紅外線、或電子束輻射來完成的。 26· —種製備用於液晶顯示器的有明確定義的格子陣列的方法，該方法包括以下步驟： a) 用液晶組成物和熱固性或熱塑性前驅物組成物的分散體塡充該微形杯，其中該前驅物組成物比液晶的比重低；以及 b) 在熱固性或熱塑性前驅物組成物相分離並在液晶上面形成表面浮層期間或之後，硬化熱固性或熱塑性前驅物組成物，從而密封微形杯。 27·根據申請專利範圍第26項之方法，其中該液晶組成物包括客體染料。 28·根據申請專利範圍第26項之方法，其中該熱固性或熱塑性前驅物組成物材料選自：丙烯酸酯、或甲基丙烯 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) 098895 ABCD 1293701 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 酸酯，乙烯基化合物，多價的丙烯酸酯、或甲基丙烯酸酯，氰基丙烯酸酯，多價的乙烯基化合物包括乙烯基苯、乙烯基矽烷、和乙烯基醚，多價的環氧化物，多價的異氰酸酯，多價的丙烯基化合物，及其衍生的寡聚物或聚合物，及其類似物。 29·根據申請專利範圍第28項之方法，其中該寡聚物或聚合物是含有可交聯官能基的寡聚物或聚合物的衍生物。 30· —種製備用於液晶顯示器的有明確定義的格子的方法，該方法包括以下步驟： a) 用液晶組成物塡充該微形杯； b) 在該液晶塡充過的微形杯上面塗佈一種熱固性或熱塑性前驅物組成物，從而密封微形杯，其中該熱固性或熱塑性前驅物組成物與該液晶至少部分不互溶、並且比該液晶的比重低；以及 c) 硬化該熱固性或熱塑性前驅物組成物。 31. 根據申請專利範圍第30項之方法，其中用揮發性溶劑或溶劑混合物稀釋該熱塑性或熱固性前驅物組成物，在該組成物塗佈於液晶上以後，該揮發性溶劑或溶劑混合物蒸發。 32. 根據申請專利範圍第30項之方法，其中該塗佈的熱固性前驅物組成物是用輻射、熱、濕氣、或在塗層和液晶介面上的介面反應來固化。 33. 根據申請專利範圍第30項之方法，其中該熱塑性 5 ΐ紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1293701 C8 -------- D8 六、申請專利範圍或熱固性前驅物組成物材料選自：丙烯酸酯、或甲基丙烯酸醋’乙稀基化合物’多價的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，氨基丙稀酸酯，多價的乙烯基化合物包括乙烯基苯、乙烯基矽烷、和乙烯基醚，多價的環氧化物，多價的異氰酸酉曰’多價的丙烯基化合物，它們衍生的寡聚物或聚合物，及其類似物。 34·根據申請專利範圍第33項之方法，其中該寡聚物或聚合物是那些含有可交聯官能基的化合物的衍生物。 35·—種製造液晶顯示器的方法，該方法包括以下步驟： a) 藉由首先將一層熱塑性或熱固性前驅物覆蓋在一導體膜上，然後以公模來壓花該熱塑性或熱固性前驅物層，或者將塗佈於導體膜上之輻射可固化材料進行影像曝光並去除未曝光區域，來製備微形杯； b) 將如此形成的微形杯陣列用液晶塡充； c) 以一比重低於該液晶組成物之密封組成物來密封該微形杯；以及 d) 將第二導體膜層疊合在密封的液晶格子陣列上。 36. 根據申請專利範圍第35項之方法，其中該密封的液晶格子陣列用預先塗佈有黏著劑層的第二導體膜進行層疊。 37. 根據申請專利範圍第36項之方法，其中該黏著劑層是可用熱、濕氣、或輻射來硬化或交聯’並在層疊期間或之後被固化。 6 ^紙張尺度適_財國國家鮮(CNS)A4規格(21G x 297公愛） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： 1293701 AH η D8 六、申請專利範圍 38. —種製造多色液晶顯示器的方法，該方法包括以下步驟： a) 藉由首先將一層熱塑性或熱固性前驅物塗佈在一導體膜上，然後以公模來壓花該熱塑性或熱固性前驅物層，或者將塗佈於導體膜上之輻射可固化材料進行影像曝光並移除未曝光區域，來製備微形杯； b) 將如此形成的微形杯陣列層疊一層正性光致抗蝕劑； c) 將正性光致抗蝕劑進行影像曝光，以便有選擇性地打開預定區域的微形杯； d) 將打開的微形杯用包括第一色的客體染料的液晶塡充； e) 以一比重低於該液晶組成物之密封組成物來密封該微形杯； f) 如果需要的話，在不同的區域重覆步驟c)到 e)，以製作出包括不同顏色的液晶流體的多組微形杯； g) 若有的話，去除殘留的正性光致抗蝕劑；以及 h) 用具有預塗黏著劑層的第二透明導體膜層疊該密封的液晶格子陣列。 39. 根據申請專利範圍第35項之方法，其中該微形杯的密封是按下述方法進行：用液晶和一熱塑性或熱固性前驅物組成物的分散體塡充該微形杯，其中該前驅物組成物比液晶的比重低；然後在熱固性前驅物組成物相分離並在液晶上面形成表面浮層期間或以後，硬化該熱固性前驅物 7 氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： 1293701 D8 六、申請專利範圍 •組成物，從而密封微形杯。 40·根據申請專利範圍第39項之方法，其中該微形杯的密封是用液晶和客體染料塡充該微形杯來完成。 41.根據申請專利範圍第38項之方法，其中該微形杯的密封是按下述方法進行：用液晶和熱塑性或熱固性前軀物組成物的分散體塡充所述微形杯，其中前驅物組成物比液晶的比重低；在該熱塑性或熱固性前驅物組成物相分離並在液晶上面形成表面浮層期間或之後，硬化該熱塑性或熱固性前驅物組成物，從而密封微形杯。 42·根據申請專利範圍第41項之方法，其中該微形杯的密封是用液晶和客體染料塡充該微形杯來完成。 43·根據申請專利範圍第35項之方法，其中該塡充的微形杯的密封是以如下方式進行：將一熱塑性或熱固性前驅物組成物塗佈於該液晶上，其中該前驅物組成物與該液晶至少部分地不互溶並比該液晶的比重低；接著硬化該熱塑性或熱固性前驅物組成物。 44·根據申請專利範圍第38項之方法，其中該塡充的微形杯的密封是以如下方式進行：將熱塑性或熱固性前屋區物組成物塗佈於該液晶上，其中該前驅物組成物與該液晶至少部分地不互溶並比該液晶的比重低；接著硬化該熱塑性或熱固性前驅物組成物。 45·根據申請專利範圍第35項之方法，其中一黏箸劑層預塗在正性光致抗蝕劑上並層疊到微形杯陣列上。 46.根據申請專利範圍第38項之方法，其中一黏箸劑 8 _______________— ^^張尺度適用中國國冢標準(CNS)A4規格(210 x 297公愛) " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： # 1293701 - C8 D8 六、申請專利範圍層預塗在正性光致抗蝕劑上並層疊到微形杯陣列上。 47. 根據申請專利範圍第45項之方法，其中該黏著劑可用該正性光致抗蝕劑的顯影劑顯影。 48. 根據申請專利範圍第46項之方法，其中該黏著劑可用該正性光致抗蝕劑的顯影劑顯影。 .49·根據申請專利範圍第38項之方法，其中濾色片層疊或塗佈於顯示器上。 50. 根據申請專利範圍第49項之方法，其中該瀘色片是紅色、綠色、或藍色濾色片。 51. 根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中液晶是用客體染料著色的。 52. 根據申請專利範圍第51項之液晶顯示器，其中該客體染料顏色是減色或加色系統。 53. 根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該顯示器包括一層以上的用液晶組成物塡充的微形杯陣列。 54. 根據申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該液晶顯示器是多色的，而且其中濾色片層疊或塗佈在顯示器上。 55. 根據申請專利範圍第54項之液晶顯示器，其中該濾色片是紅色、綠色、或藍色濾色片。 9 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .¾¾ 訂-· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)