專利名稱：高分子網(wǎng)狀液晶排列方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，更詳細地說，涉及用線性偏振紫外光照射具有取向能力的單體物質(zhì)來控制高分子物質(zhì)本身具有取向能力的整體狀態(tài)液晶排列，致使初始狀態(tài)即使沒有取向膜時也實現(xiàn)透明狀態(tài)的正常透明未排列(Normally Transparent Alignment Free，NTAF)高分子網(wǎng)狀液晶(Polymer Network Liquid Crystal，PNLC)排列方法。
背景技術：
通過高分子與液晶的相分離而實現(xiàn)顯示的散射型模式的液晶顯示裝置已經(jīng)在投影、可開關的窗等多種領域得到應用。然而，這樣的散射型模式的液晶顯示裝置，在初始狀態(tài)為透明的反轉(zhuǎn)型時，由于采用取向膜控制液晶的初始排列，所以對于已有的散射型模式必須涂敷取向膜，而且還必須增加摩擦工序。
因此，上述散射型模式的液晶顯示裝置不得不增加2個工序，所以不僅使其制造工藝復雜，而且所述的摩擦工序與使用紫外線照射的光取向所關連，因此，在所述摩擦工序的過程中，產(chǎn)生靜電和發(fā)生由摩擦布所引起的斑紋等，使得產(chǎn)品合格率降低。
發(fā)明的內(nèi)容發(fā)明解決的問題因此，本發(fā)明正是為解決上述現(xiàn)有技術的各種問題而提出的，其目的在于提供不需要涂敷取向膜和摩擦工序的高分子網(wǎng)狀液晶排列方法。
解決問題的手段為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于，該方法含有以下步驟(a)用線性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外線固化用單體的步驟、(b)在由上述用線性偏振紫外光照射使所述紫外線固化用單體變成高分子的過程中，控制整體狀態(tài)的液晶排列使之實現(xiàn)初始透明狀態(tài)的步驟，和(c)通過外加電壓由上下電極產(chǎn)生的垂直電場和水平方向的高分子鏈的取向能力使液晶等散亂排列的步驟。
還有，本發(fā)明提供一種透射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于，該方法含有以下步驟(i)用線性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外線固化用單體的步驟、(ii)在由上述線性偏振紫外光照射使所述紫外線固化用單體變成高分子的過程中，控制整體狀態(tài)的液晶排列、由在上部電極和下部電極上分別配置的第1和第2偏振片使其實現(xiàn)呈暗的初始透明狀態(tài)的步驟，和(iii)通過外加電壓由上下電極產(chǎn)生的電場使介電常數(shù)方向為正的液晶分子全方向排列的同時實現(xiàn)亮(白)態(tài)的步驟。
另外，本發(fā)明還提供一種反射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于，該方法含有以下步驟(I)用線性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外線固化用單體的步驟、(II)在由上述線性偏振紫外光照射使所述紫外線固化用單體變成高分子的過程中，控制整體狀態(tài)的液晶排列、由在上部電極的上部和下部電極的下部分別配置的偏振片和反射片使其實現(xiàn)呈暗的初始透明狀態(tài)的步驟和(III)通過外加電壓，由上部和下部電極產(chǎn)生的電場使介電常數(shù)方向為正的液晶分子全方向排列的同時實現(xiàn)亮態(tài)的步驟。
發(fā)明的效果因此，本發(fā)明的特征在于用具有取向能力的單體控制整體狀態(tài)的液晶排列。即，通過曝光時間和曝光溫度等曝光條件來使之為了與液晶的相分離而使用的紫外線固化用單體在一個方向上規(guī)整排列的同時達到取向膜的功能。因此，在反PNLC模式中，可以減去涂敷取向膜以及摩擦這2步工序。而且，由于可以防止摩擦工序所導致的產(chǎn)生靜電和由摩擦布造成的斑紋，所以具有提高產(chǎn)品合格率的效果。
附圖的簡單說明
圖1說明與本發(fā)明的第1實施方案有關的正常透明未排列高分子網(wǎng)狀液晶排列方法中的紫外光照射過程和實現(xiàn)初始透明狀態(tài)的過程。
圖2說明與本發(fā)明的第1實施方案有關的正常透明未排列高分子網(wǎng)狀液晶排列方法中的與外加電壓有關的液晶排列過程。
圖3示出了在本發(fā)明的實施方案中使用的紫外線固化用單體例子的化學式。
圖4說明與本發(fā)明的第2實施方案有關的透射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法。
圖5說明與本發(fā)明的第3實施方案有關的透射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法。
符號說明102 下部電極104 紫外線固化用單體106 液晶108 高分子110 高分子鏈112 上部電極114 隔板402 高分子404 上部電極406 下部電極408 第1偏振片410 第2偏振片502 高分子504 上部電極506 下部電極508 偏振片510 反射片512 λ/4波片實施發(fā)明的最佳方案下面，參照附圖來更詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
圖1說明與本發(fā)明的第1實施方案有關的NTAF PNLC排列方法中的紫外光照射過程和實現(xiàn)初始透明狀態(tài)的過程。
如圖1所示，在下電極102上形成隔板114之后放入具有取向能力的紫外線固化用單體104和液晶106的混合物。蓋上上板之后對所述混合物照射線性偏振紫外光。
圖3示出了在本發(fā)明的實施方案中使用的紫外線固化用單體的化學式等。
如圖3所示，所述紫外線固化用單體104優(yōu)選以聚酰亞胺為基的物質(zhì)(ポリイミツド界物質(zhì))或以丙烯酸酯為基的物質(zhì)(アクリルレ-ト界物質(zhì))。在用所述線性偏振紫外光照射時，控制曝光強度和溫度來控制高分子鏈110形成的自由傾斜(プレチルト)角。在進行上述步驟中，曝光溫度調(diào)節(jié)為30至80℃，在使上述紫外線固化用單體104高分子化的同時蒸發(fā)掉溶解所述紫外線固化用單體104的溶劑。
由所述線性偏振紫外光的照射使所述紫外線固化用單體104成為高分子108的過程中控制整體狀態(tài)的液晶排列而實現(xiàn)初始透明狀態(tài)。所述紫外線固化用單體104與液晶等106的短軸的折射率彼此相同，所述液晶106的折射率各向異性是0.15或0.15以下，所述高分子108與所述液晶等106在初始以水平排列為優(yōu)選。
在上述紫外線固化用單體104成為高分子的過程中由所述線性偏振紫外光使所述高分子變成在一個方向上規(guī)整排列、所述高分子108與液晶106的相分離時，由所述高分子108使整體狀態(tài)的液晶等變成沿一個方向規(guī)整排列。在上述步驟中，由所述線性偏振紫外光的照射導致高分子鏈110沿一定方向的排列控制了所述整體狀態(tài)的液晶排列。上述步驟在由所述線性偏振紫外光照射而使高分子鏈110分解并在所述高分子108分解處使所述液晶106被排列的同時實現(xiàn)所述初始透明狀態(tài)。
圖2是說明與本發(fā)明的第1實施方案有關的NTAF PNLC排列方法中由加外電壓使液晶排列的過程。
在外加電壓時，由于介電常數(shù)各向異性為正的液晶106沿著電場方向垂直立起，而處于水平位置的高分子108的取向能力使得液晶106維持在其初始狀態(tài)，并由于它們之間的相互作用使液晶分子等在整個方向上成為散亂排列。即，由于電壓的施加和上部電極112和下部電極102形成的垂直電場和水平方向上的高分子鏈110的取向能力使得液晶等106散亂排列。因此，由所述高分子108與所述液晶106之間的折射率之差而產(chǎn)生了散射。
下面參照圖4來說明與本發(fā)明的第2實施方案有關的透射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法。
圖4是說明與本發(fā)明的第2實施方案有關的透射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法的圖。
用線性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外線固化用單體。在由所述線性偏振紫外光照射使在所述紫外線固化用單體成為高分子402的過程中控制整體狀態(tài)的液晶排列，由在上部電極404和下部電極406上分別配置的第1和第2偏振片408和410而實現(xiàn)呈暗的初始透明狀態(tài)。
通過外加電壓，由所述上部電極404與下部電極406之間形成的電場使得介電常數(shù)各向異性為正的液晶分子等沿一個方向排列而實現(xiàn)亮態(tài)。將所述第1和第2偏振片408和410相互交叉地配置在所述上部電極404和下部電極406上，并使下部摩擦方向與偏振片的透過軸相一致。因此，實現(xiàn)初始狀態(tài)為暗，而加電壓后變亮。
下面參照圖5來說明與本發(fā)明的第3實施方案有關的反射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法。
圖5說明了與本發(fā)明的第3實施方案有關的反射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法的圖。
用線性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外線固化用單體。在由所述線性偏振紫外光照射使在所述紫外線固化用單體成為高分子502的過程中控制整體狀態(tài)的液晶排列，由在上部電極504的上部和下部電極506的下部分別配置的偏振片508和反射片510而實現(xiàn)暗的初始透明狀態(tài)。由在所述下部電極506與所述反射片510之間配置的λ/4波片512把入射的線性偏振光的偏振狀態(tài)變?yōu)閳A偏振光。
通過加電壓和通過由上下電極之間形成的電場導致介電常數(shù)方向為正的液晶分子514在所有方向上排列并實現(xiàn)亮態(tài)。入射光由所述偏振片508而成為線性偏振光，通過液晶層與作為補償膜的λ/4波片512之后，進一步由所述反射片510而通過液晶層而以與所述入射光成90°折回的線性偏振光輸出，實現(xiàn)初始的暗態(tài)。通過外加電壓和由于散亂的液晶排列不能把入射光的偏振狀態(tài)改變成與所述入射光偏振狀態(tài)成90°的折回的線性偏振光，漏光而實現(xiàn)亮態(tài)。
盡管以上說明了本發(fā)明特定的優(yōu)選實施方案，不過本發(fā)明并不僅限于上述實施方案，只要在不超出權利要求范圍中所申請的本發(fā)明的宗旨范圍內(nèi)，具有本發(fā)明所屬領域的普通知識的人可以進行各種各樣的變更。
權利要求
1.一種高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于該方法含有以下步驟(a)用線性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外線固化用單體的步驟、(b)在通過上述線性偏振紫外光照射使所述紫外線固化用單體變成高分子的過程中，控制整體狀態(tài)的液晶排列而實現(xiàn)初始透明狀態(tài)的步驟和(c)通過外加電壓由上下電極形成的垂直電場和水平方向上的高分子鏈形成的取向能力使液晶等散亂排列的步驟。
2.按照權利要求1所述的高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于所述紫外線固化用單體是以聚酰亞胺為基的物質(zhì)和以丙烯酸酯為基的物質(zhì)中的任何一種。
3.按照權利要求1所述的高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于通過控制所述線性偏振紫外光照射時的曝光強度和溫度來控制高分子鏈形成的自由傾斜角。
4.按照權利要求1所述的高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于所述紫外線固化用單體與液晶等的短軸的折射率彼此相同、所述液晶的折射率各向異性是0.15或0.15以下，且所述高分子與所述液晶等在初始為水平排列。
5.按照權利要求1所述的高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于所述步驟(a)的進行中，調(diào)節(jié)曝光溫度為30至80℃，在把所述單體高分子化的同時，蒸發(fā)掉溶解所述單體的溶劑。
6.按照權利要求1所述的高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于所述步驟(a)，含有在下部電極上形成隔板以后放置紫外線固化用單體和液晶的混合物的步驟，和蓋上上板對所述混合物照射線性偏振紫外光的步驟。
7.按照權利要求1所述的高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于在步驟(b)中，在所述單體物質(zhì)變成高分子的過程中，所述高分子通過線性偏振紫外光而沿一個方向規(guī)整排列，且在所述高分子與液晶相分離時由所述高分子使整體狀態(tài)的液晶等沿一個方向規(guī)整排列。
8.按照權利要求1所述的高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于步驟(b)，含有由所述線性偏振紫外光照射而使高分子鏈沿一定方向排列并控制所述整體狀態(tài)的液晶排列的步驟。
9.按照權利要求1所述的高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于步驟(b)含有由所述線性偏振紫外光照射而使高分子鏈分解、在使所述液晶在所述高分子分解的位置排列的同時實現(xiàn)所述初始透明狀態(tài)的步驟。
10.按照權利要求1所述的高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于通過步驟(c)中的液晶等散亂的排列并由于所述高分子與所述液晶之間的折射率之差而產(chǎn)生散射。
11.一種透射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于該方法含有以下步驟(i)對具有取向能力的紫外線固化用單體照射線性偏振紫外光的步驟、(ii)由上述線性偏振紫外光照射使所述紫外線固化用單體變成高分子的過程中控制整體狀態(tài)的液晶排列、由上部和下部電極上分別配置的第1和第2偏振片實現(xiàn)呈暗的初始透明狀態(tài)的步驟、和(iii)通過外加電壓，由上下電極間電場使介電常數(shù)各向異性為正的液晶分子沿一個方向排列而實現(xiàn)亮態(tài)的步驟。
12.按照權利要求11所述的透射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于將所述第1和第2偏振片以它們的透射軸等相互交叉地分別配置在所述上板和下板上而實現(xiàn)所述的暗態(tài)。
13.一種反射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于該方法含有以下步驟(I)對具有取向能力的紫外線固化用單體照射線性偏振紫外光的步驟、(II)通過上述線性偏振紫外光照射使所述紫外線固化用單體變成高分子的過程中控制整體狀態(tài)的液晶排列、由在上部電極的上部和下部電極的下部分別配置的偏振片和反射片實現(xiàn)呈暗的初始透明狀態(tài)的步驟、和(III)通過外加電壓，由上部和下部電極產(chǎn)生的電場使介電常數(shù)各向異性為正的液晶分子沿一個方向排列實現(xiàn)亮態(tài)的步驟。
14.按照權利要求13所述的反射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于在所述下部電極與所述反射片之間配置補償膜把入射的線性偏振光的偏振狀態(tài)變更為圓偏振光。
15.按照權利要求13所述的反射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于入射光由所述偏振片進行線性偏振，并在通過液晶層和補償膜之后進一步由所述反射片而通過液晶層，則以與所述入射光成90°的折回的線性偏振光輸出而實現(xiàn)初始的暗態(tài)。
16.按照權利要求13所述的反射型高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，其特征在于通過外加電壓，由于散亂液晶的排列不能把入射光的偏振狀態(tài)改變成90°的折回的線性偏振光而使光漏出則實現(xiàn)亮態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及高分子網(wǎng)狀液晶排列方法，并公開了一種用線性偏振紫外光照射具有取向能力的單體物質(zhì)來控制高分子物質(zhì)本身具有取向能力的整體狀態(tài)的液晶排列、在高分子與液晶相分離之后，成為呈現(xiàn)初始透明狀態(tài)的模式，在紫外光照射時形成的高分子起到取向膜的作用的NTAF PNLC排列方法。按照本發(fā)明，用線性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外線固化用單體。由所述紫外線固化用單體成為高分子的過程中控制整體狀態(tài)的液晶排列而實現(xiàn)初始透明狀態(tài)。通過外加電壓，由上下電極形成的垂直電場和在水平方向的高分子鏈形成的取向能力使液晶等散亂排列。
文檔編號G02F1/1347GK1670595SQ200410055619
公開日2005年9月21日 申請日期2004年7月30日 優(yōu)先權日2004年3月17日
發(fā)明者金美淑, 宋省勛, 李升熙 申請人:京東方顯示器科技公司