專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶屏，尤其涉及從背面投射影像的透射型液晶屏。
背景技術(shù)：
目前，作為取代印刷在紙上的海報(bào)的廣告媒體，已知有圖5中所示的顯示系統(tǒng)50，其具有由粘附在顯示窗的玻璃51的內(nèi)面的塑料而構(gòu)成的透射型偏光衍射屏52、和以預(yù)定的入射角向該偏光衍射屏52投射影像的設(shè)置在屋內(nèi)的影像放映機(jī)53。在該顯示系統(tǒng)50中，偏光衍射屏52對(duì)從屋內(nèi)投射來(lái)的影像進(jìn)行衍射且透射，從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，對(duì)以預(yù)定的入射角投射來(lái)的影像進(jìn)行偏光衍射以成水平(例如參照特開(kāi)2002-107832號(hào)公報(bào))。
通常，由于衍射格子是通過(guò)互相平行且等間隔設(shè)置的多個(gè)微細(xì)溝槽而構(gòu)成的，因此，偏光衍射屏52中的衍射格子的微細(xì)加工，例如是通過(guò)脈沖幅度為10～12秒或以下的激光的照射等而制作的(例如參照特開(kāi)2003-195023號(hào)公報(bào))。
然而，如上所述，由于衍射格子的制備中需要微細(xì)加工，因此存在需要時(shí)間、同時(shí)產(chǎn)率低而導(dǎo)致成本上升的問(wèn)題。
此外，由于在衍射格子中形成的溝槽的大小以及間隔的值是固定值，因此存在僅能將以預(yù)定的入射角投射來(lái)的影像清楚地放映出來(lái)，而以其它的入射角投射來(lái)的影像無(wú)法清楚地放映(以下，稱(chēng)之為“影像的入射角依賴(lài)性”)的問(wèn)題。
本發(fā)明是著眼于以上的問(wèn)題點(diǎn)而作出的。其目的是提供一種制作容易，能夠防止成本的上升，且可以排除影像的入射角依賴(lài)性的液晶屏。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種具有液晶層和中間夾著上述液晶層的透明的一對(duì)基板的液晶屏，其中，上述液晶層具有多個(gè)空孔且在各個(gè)該空孔中封入液晶材料。
在本發(fā)明中，上述液晶層中的入射光在預(yù)定波長(zhǎng)區(qū)域中各波長(zhǎng)的透射率中，優(yōu)選將最大透射率與最小透射率之差即透射率的變化量設(shè)定在一定范圍以?xún)?nèi)。
在本發(fā)明中，上述空孔的體積與同體積的圓球體的換算直徑D1優(yōu)選為大于等于1.5μm。
在本發(fā)明中，上述液晶材料的雙折射率Δn優(yōu)選為大于等于0.12。
在本發(fā)明中，上述換算直徑D1和上述雙折射率Δn的乘積優(yōu)選在0.24μm≤D1*Δn≤0.32μm的范圍。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的液晶屏的示意結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2是表示圖1液晶的制造方法的流程圖。
圖3是表示液晶屏在呈現(xiàn)380nm～800nm的波長(zhǎng)區(qū)域中的透射率的曲線圖。
圖4是表示液晶屏在呈現(xiàn)-50°～50°的各散射角度中的透射率與在法線方向(0°)的透射率之間關(guān)系的曲線圖。
圖5是表示作為現(xiàn)有的廣告媒體的顯示系統(tǒng)的示意結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的液晶屏進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的液晶屏的示意結(jié)構(gòu)的截面圖。
在圖1中，液晶屏10包括液晶層14和中間夾著液晶層14的一對(duì)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜(以下稱(chēng)為“PET膜”)15a、b，其中所述液晶層14是由具有多個(gè)空孔的由膠乳構(gòu)成的透明的聚合物薄膜11、以及通過(guò)在上述空孔中分別封入向列液晶的棒狀分子12而形成的液晶囊泡13構(gòu)成的。
在該液晶屏10中，向列液晶的棒狀分子12沿著液晶囊泡13的壁的曲面排列，由于各液晶囊泡13中向列液晶的棒狀分子12的排列方向是無(wú)序的，因此沿?zé)o序方向排列的向列液晶的棒狀分子12將透射到液晶層14的入射光的光路折曲為無(wú)序方向。因此，液晶屏10在不投射影像等時(shí)呈現(xiàn)乳白色，另一方面，在投射影像時(shí)，無(wú)論是怎樣的影像入射角，入射光均向無(wú)序方向散射。
此外，對(duì)于液晶屏10，在向無(wú)序方向散射的入射光中，有一部分透射在液晶屏10中與影像投射面相反側(cè)的面上，從而在該相反側(cè)的面上映射出影像。
由于上述入射光的散射，是入射光通過(guò)向列液晶的棒狀分子12的衍射而產(chǎn)生的，因此不易發(fā)生衍射的波長(zhǎng)較長(zhǎng)的入射光很難發(fā)散，其結(jié)果是紅色光等波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光優(yōu)先透射，從而有時(shí)在液晶屏10上映射出的影像帶有紅色(以下稱(chēng)為“透射光顏色中的依賴(lài)性”)。
與此相對(duì)，如果液晶囊泡13的體積與同體積的圓球體的換算直徑D1的大小變大，則無(wú)論是怎樣的波長(zhǎng)，入射光均難以透射過(guò)液晶屏10。
因此，為了降低液晶屏10中透射光顏色中的波長(zhǎng)依賴(lài)性，需要將換算直徑D1設(shè)定在預(yù)定值以上，并在入射光的預(yù)定波長(zhǎng)區(qū)域、例如在可見(jiàn)光區(qū)域中各波長(zhǎng)的透射率中，將最大透射率與最小透射率之差(以下稱(chēng)為“透射率的變化量”)控制在一定范圍內(nèi)，防止波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光優(yōu)先透射。
具體地來(lái)說(shuō)，只要換算直徑D1大于等于1.5μm，就可以保證占入射光波長(zhǎng)區(qū)域的大部分的380nm～780nm的可見(jiàn)光區(qū)域中透射率的變化量在3％以?xún)?nèi)，可以降低透射光顏色中的波長(zhǎng)依賴(lài)性。通常，由于只要波長(zhǎng)增大則透射率也隨之增大，因此380nm～780nm的區(qū)域中透射率的變化量，相當(dāng)于780nm中的透射率與380nm中的透射率之差。
此外，換算直徑D1與向列液晶的棒狀分子12的雙折射率Δn有關(guān)，通常，為了減少雙折射率Δn，需要增大換算直徑D1的設(shè)定值。具體地來(lái)說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)雙折射率Δn為0.16，需要將換算直徑D1設(shè)定在1.5μm～2.0μm之間；為了實(shí)現(xiàn)雙折射率Δn為0.12，需要將換算直徑D1設(shè)定在2.0μm～2.7μm之間。
此外，如上所述，雖然入射光向無(wú)序方向散射，但在各散射方向中的透射率產(chǎn)生不均勻，具體地來(lái)說(shuō)，隨著散射方向與相對(duì)于液晶屏10表面的法線方向的角度變廣、即散射角度變大，則透射率減小。其結(jié)果是，根據(jù)觀察者對(duì)液晶屏10的觀看方向不同，有時(shí)會(huì)有液晶屏10中映射出的影像變模糊(以下稱(chēng)為“透射率中的散射角依賴(lài)性”)的現(xiàn)象。
與此相對(duì)，有下述傾向，即，向列液晶的棒狀分子12的雙折射率Δn越大，則大的散射角中的透射率與法線方向中的透射率之差越小。
因此，為了降低液晶屏10中的透射率中的散射角依賴(lài)性，需要將雙折射率Δn設(shè)定在預(yù)定值以上。
具體地來(lái)說(shuō)，只要向列液晶的棒狀分子12的雙折射率Δn大于等于0.12，就可以將透射率中的散射角依賴(lài)性降低至足以確保液晶屏功能的程度。
因此，在液晶屏10中，將換算直徑D1設(shè)定為大于等于1.5μm且將雙折射率Δn設(shè)定為大于等于0.12，尤其是將換算直徑D1與雙折射率Δn的乘積設(shè)定在0.24μm～0.32μm。
以下，對(duì)液晶屏10的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖2是表示圖1的液晶屏10的制造方法的流程圖。
在圖2中，首先將向列液晶與水性相混合以制備乳液，將制成的乳液添加至膠乳中，或者將向列液晶與膠乳直接混合以制備乳液(步驟S21)。此時(shí)，為了形成穩(wěn)定的液晶粒子，優(yōu)選在乳液中添加表面活性劑。此外，向列液晶與水性相或膠乳的混合，通過(guò)混合器、膠體磨等混合器進(jìn)行。通過(guò)該混合器的旋轉(zhuǎn)數(shù)可以將液晶囊泡13的換算直徑控制在所希望的值。此時(shí)，將換算直徑D1設(shè)定在2.0μm，當(dāng)換算直徑D1為2.0μm時(shí)，向列液晶的雙折射率Δn為0.12～0.16。
接著，為了使制備得到的乳液中的膠乳發(fā)生交聯(lián)，在乳液中添加交聯(lián)劑以形成介質(zhì)(步驟S22)。將該交聯(lián)劑的添加量設(shè)定為，相對(duì)于膠乳的固體成分量，可以將相當(dāng)于該固體分量的全部膠乳進(jìn)行交聯(lián)的添加量。
然后，通過(guò)刮刀或其它適當(dāng)?shù)姆椒?，將形成的介質(zhì)涂布在厚度為175μm的PET膜15a上，通過(guò)對(duì)涂布的介質(zhì)進(jìn)行干燥，使交聯(lián)劑引發(fā)膠乳進(jìn)行交聯(lián)，從而形成液晶層14(步驟S23)。
接下來(lái)，在形成的液晶層14上貼合PET膜15b(步驟S24)，完成最終處理。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的液晶屏，由于包括下述的液晶層14和中間夾著液晶層14的一對(duì)PET膜15a、b，所述液晶層14是由具有多個(gè)空孔的由膠乳構(gòu)成的透明的聚合物薄膜11、以及通過(guò)在上述空孔中分別封入向列液晶的棒狀分子12而形成的液晶囊泡13構(gòu)成的，因此制備容易，能夠防止成本的上升；而且在各液晶囊泡13中以無(wú)序方向排列的向列液晶的棒狀分子12，使入射光的光路折曲成無(wú)序方向，其結(jié)果是，無(wú)論怎樣的影像的入射角，均可以使入射光向無(wú)序方向散射，由此可以排除影像的入射角依賴(lài)性。
此外，在上述的液晶屏10中，由于將入射光的可見(jiàn)光區(qū)域中的透射率變化量保證在一定范圍以?xún)?nèi)，具體地來(lái)說(shuō)，通過(guò)將換算直徑D1設(shè)定為大于等于1.5μm，從而使占入射光的波長(zhǎng)區(qū)域大部分的380nm～780nm的可見(jiàn)光區(qū)域中透射率的變化量保證在3％以?xún)?nèi)，因此可以降低透射光顏色中的波長(zhǎng)依賴(lài)性，將波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光優(yōu)先透射而造成的液晶屏10上映射出的影像帶有紅色的現(xiàn)象，控制在實(shí)際使用中不產(chǎn)生問(wèn)題的范圍。
此外，在上述的液晶屏10中，由于向列液晶的棒狀分子12的雙折射率Δn大于等于0.12，因此大的散射角中的透射率與法線方向中的透射率之差變小，能夠?qū)⑼干渎手械纳⑸浣且蕾?lài)性降低至足以確保液晶屏功能的程度。
此外，在上述的液晶屏10中，由于將換算直徑D1與雙折射率Δn的乘積設(shè)定在0.24μm～0.32μm，因此可以同時(shí)降低透射率中的散射角依賴(lài)性、和透射光顏色中的波長(zhǎng)依賴(lài)性。
在上述的液晶屏10中，用向列液晶作為液晶材料，但也可以用膽甾醇液晶或碟狀液晶等代替向列液晶。
此外，在液晶屏10中，用PET膜15作為透明基體，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，對(duì)于液晶屏10中的聚合物薄膜，只要能夠?qū)⑾蛄幸壕П３譃槎鄠€(gè)囊泡狀，則無(wú)論是無(wú)機(jī)還是有機(jī)的種類(lèi)，可以使用任意物質(zhì)。
以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行具體說(shuō)明。
(實(shí)施例1)在液晶ZLI-1840(Merck公司制，Δn＝0.143)中添加0.5wt％的表面活性劑IGEPAL CO-610(GAF公司制)，將該添加了表面活性劑的液晶加入含有40重量％膠乳粒子的Neorez R-967(AstraZeneca PLC公司制)中，使得液晶比率為0.62，然后，用均化器以1000旋轉(zhuǎn)進(jìn)行10分鐘的攪拌，得到乳液。然后，一邊緩慢地?cái)嚢柙撊橐海贿呉韵鄬?duì)于乳液為3重量％的比例添加交聯(lián)劑CX-10(AstraZeneca PLC公司制)。然后，用刮片將添加了交聯(lián)劑的乳液涂布在PET膜，進(jìn)行干燥從而得到液晶層。該液晶層的厚度為20μm。
然后，當(dāng)涂布的乳液干燥后，將該乳液與另一張PET膜進(jìn)行貼合，得到液晶屏。
此外，在上述液晶屏中，液晶囊泡的換算直徑D1為2.0μm，D1×Δn＝0.286μm。
此外，使用該液晶屏，通過(guò)瞬間多重測(cè)光系統(tǒng)MCPD-100(28C)(大塚電子株式會(huì)社制)，測(cè)定上述液晶屏的380nm～800nm的波長(zhǎng)區(qū)域中的透射率，其結(jié)果以點(diǎn)線記載在后述圖3的曲線圖中。
此外，測(cè)定-50°～50°的各散射角中的透射率，將各散射角度中的透射率相對(duì)于法線方向(0°)的透射率之比(以下稱(chēng)為“散射透射率比”)，以點(diǎn)線記載在后述圖4的曲線圖中。
(比較例1)按照與上述實(shí)施例1相同的制造方法得到液晶屏。但是，將均化器的旋轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定為與實(shí)施例1中旋轉(zhuǎn)數(shù)不同的旋轉(zhuǎn)數(shù)。在得到的液晶屏中，液晶囊泡的換算直徑D1為1.0μm，D1×Δn＝0.143μm。
使用該液晶屏，與上述實(shí)施例1同樣，測(cè)定380nm～800nm的波長(zhǎng)區(qū)域中的透射率，將其結(jié)果以實(shí)線記載在后述圖3的曲線圖中。此外，測(cè)定-50°～50°的各散射角度中的透射率，將散射透射率比以實(shí)線記載在后述圖4的曲線圖中。
圖3是表示液晶屏在呈現(xiàn)380nm～800nm的波長(zhǎng)區(qū)域中的透射率的曲線圖。
在圖3中，橫軸是入射光的波長(zhǎng)，縱軸是各波長(zhǎng)中的透射率。
根據(jù)圖3的曲線圖可以確認(rèn)，比較例1的液晶屏在長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)域中透射率上升，尤其是波長(zhǎng)在800nm或以上時(shí)的透射率超過(guò)8％，由于波長(zhǎng)380nm的透射率與波長(zhǎng)800nm的透射率之差也基本為8％，因此在比較例1的液晶屏中影像帶有紅色；另一方面，實(shí)施例1的液晶屏在長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)域，尤其是在380nm～780nm的波長(zhǎng)區(qū)域中，透射率沒(méi)有急劇上升，由于透射率的變化量、即作為最大透射率的波長(zhǎng)780nm中的透射率與作為最小透射率的波長(zhǎng)380nm中的透射率之差被控制在3％的范圍內(nèi)，因此透射率的變化量被控制在實(shí)際使用時(shí)沒(méi)有問(wèn)題的范圍內(nèi)，能夠降低透射光顏色中的波長(zhǎng)依賴(lài)性。也就是說(shuō)，可知在實(shí)施例1的液晶屏中，影像不帶有紅色。
圖4是表示液晶屏在呈現(xiàn)-50°～50°的各散射角度中的透射率與在法線方向(0°)的透射率之間的關(guān)系的曲線圖。
在圖4中，橫軸是散射光的散射角度，縱軸是散射透射率比。
根據(jù)圖4的曲線圖可以確認(rèn)，實(shí)施例1的液晶屏中的散射透射率比的值，在-50°～50°的散射角的范圍內(nèi)，比比較例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賴(lài)性。也就是說(shuō)，可知在實(shí)施例1中的液晶屏中，當(dāng)從背面投影等的光源投射影像時(shí)，在屏幕端可以防止影像變模糊。
根據(jù)本發(fā)明，由于具有液晶層和中間夾著液晶層的透明的一對(duì)基板，液晶層中有多個(gè)空孔且在該空孔中分別封入液晶材料，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無(wú)序方向，其結(jié)果是，無(wú)論是怎樣的入射角，入射光均能在無(wú)序方向上散射，由此可以排除影像的入射角依賴(lài)性。
根據(jù)本發(fā)明，液晶層中入射光的預(yù)定波長(zhǎng)區(qū)域中的各波長(zhǎng)的透射率中，由于將最大透射率與最小透射率之差即透射率的變化量設(shè)定在一定范圍以?xún)?nèi)，因此可以降低透射光顏色中的波長(zhǎng)依賴(lài)性，防止由于波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光優(yōu)先透射而造成的液晶屏帶有紅色的現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明，由于上述空孔的體積與同體積圓球體的換算直徑D1大于等于1.5μm，因此無(wú)論怎樣的波長(zhǎng)，入射光均難以透射液晶屏，能夠?qū)⒄既肷涔獾牟ㄩL(zhǎng)區(qū)域的大部分的380nm～780nm的可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)的透射率的變化量保持在3％以?xún)?nèi)，降低透射光顏色中的波長(zhǎng)依賴(lài)性，將由于波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光優(yōu)先透射而造成的液晶屏帶有紅色的現(xiàn)象，控制在實(shí)際使用中沒(méi)有問(wèn)題的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，由于液晶材料的雙折射率Δn大于等于0.12，因此大的散射角中的透射率和與入射光平行方向中的透射率之差變小，由此能夠降低透射率中的散射角依賴(lài)性。
根據(jù)本發(fā)明，由于上述換算直徑D1和雙折射率Δn的乘積在0.24μm≤D1×Δn≤0.32μm的范圍內(nèi)，因此可以同時(shí)降低透射率中的散射角依賴(lài)性和透射光顏色中的波長(zhǎng)依賴(lài)性。
權(quán)利要求書(shū)(按照條約第19條的修改)1.(刪除)2.(修改后)一種液晶屏，其具有液晶層和中間夾著所述液晶層的透明的一對(duì)基板，其特征在于所述液晶層具有多個(gè)空孔且在各個(gè)所述空孔中封入了液晶材料；所述液晶層中入射光的預(yù)定波長(zhǎng)區(qū)域中的各波長(zhǎng)的透射率中，作為最大透射率與最小透射率之差的透射率的變化量被設(shè)定在一定范圍以?xún)?nèi)。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶屏，其特征在于，所述空孔的體積與同體積的圓球體的換算直徑D1大于等于1.5μm。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶屏，其特征在于，所述液晶材料的雙折射率Δn大于等于0.12。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶屏，其特征在于，所述換算直徑D1和所述雙折射率Δn的乘積在0.24μm≤D1×Δn≤0.32μm的范圍。
權(quán)利要求
1.一種液晶屏，其具有液晶層和中間夾著所述液晶層的透明的一對(duì)基板，其特征在于，所述液晶層具有多個(gè)空孔且在各個(gè)所述空孔中封入了液晶材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶屏，其特征在于，所述液晶層中入射光的預(yù)定波長(zhǎng)區(qū)域中的各波長(zhǎng)的透射率中，作為最大透射率與最小透射率之差的透射率的變化量被設(shè)定在一定范圍以?xún)?nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶屏，其特征在于，所述空孔的體積與同體積的圓球體的換算直徑D1大于等于1.5μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶屏，其特征在于，所述液晶材料的雙折射率Δn大于等于0.12。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶屏，其特征在于，所述換算直徑D1和所述雙折射率Δn的乘積在0.24μm≤D1×Δn≤0.32μm的范圍。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制作容易，可以防止成本的上升，且能排除影像的入射角依賴(lài)性的液晶屏。液晶屏(10)包括液晶層(14)和中間夾著液晶層(14)的一對(duì)PET膜(15a、b)，其中所述液晶層(14)由具有多個(gè)空孔的由膠乳構(gòu)成的透明聚合物薄膜(11)、以及通過(guò)在上述各個(gè)空孔中封入向列液晶的棒狀分子(12)而形成的液晶囊泡(13)構(gòu)成；液晶囊泡(13)的換算直徑D1設(shè)定為大于等于1.5μm，且向列液晶的棒狀分子(12)的雙折射率Δn設(shè)定為大于等于0.12。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1898601SQ20048003882
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2004年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月24日
發(fā)明者矢野祐一 申請(qǐng)人:日本板硝子株式會(huì)社