本發(fā)明涉及具有改進(jìn)的滯后特征的含有聚合物的散射型垂直取向(va)的液晶器件。

發(fā)明背景

大多數(shù)可商購(gòu)的液晶顯示器(lcd)利用液晶材料的雙折射且需要一個(gè)或兩個(gè)偏振片以將透射光的偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱炼人健Ａ硪环矫?，具有基于光散射且不要求偏振片的lcd。散射液晶器件是通過施加電壓從透明狀態(tài)轉(zhuǎn)換為白色渾濁狀態(tài)進(jìn)而控制透光率的器件。由于通過偏振板不具有吸收，因此這一器件提供較高的透光率。由于這些性能，因此散射型液晶器件還用作可轉(zhuǎn)換窗，所述可轉(zhuǎn)換窗可將該窗從透射轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌该鞯臓顟B(tài)。存在兩類散射液晶器件：第一類是正常的類型，當(dāng)不施加電壓時(shí)其處于散射狀態(tài)下，和一旦施加電壓則變?yōu)橥该鳡顟B(tài)。第二類是可逆類型，在不施加電壓情況下它是透明的，和當(dāng)施加電壓時(shí)變?yōu)樯⑸錉顟B(tài)。通常在用于移動(dòng)電話的顯示器或者玻璃窗的透明-不透明轉(zhuǎn)換中使用正常的類型。為了在段型顯示器中使用，典型地整個(gè)顯示器處于散射狀態(tài)下，和電極部分一旦施加電壓則變?yōu)橥该?。為了在投影顯示器中使用，優(yōu)選可逆型，使得顯示器表面是透明的，和一旦施加電壓則電極部分變?yōu)樯⑸錉顟B(tài)。

大多數(shù)散射型液晶顯示器件基于其中液晶材料在聚合物內(nèi)分散的復(fù)合材料。名稱“聚合物分散的液晶”(pdlc)廣義地用于該技術(shù)和相關(guān)器件中。

ep0488116a2描述了可逆型聚合物分散液晶器件的構(gòu)建，當(dāng)不施加電場(chǎng)時(shí)其是透明的。它使用聚合物和液晶在其內(nèi)相互分散且當(dāng)不施加電場(chǎng)時(shí)二者在相同的方向上取向的液晶聚合物復(fù)合層。液晶的取向可以與基底平行或垂直。若取向平行于基底，則使用具有正的介電各向異性的液晶，而在垂直取向(va)情況下，使用具有負(fù)的介電各向異性的液晶。為了取向液晶，可例如通過沉積分別具有平行或垂直取向性能的取向?qū)樱M(jìn)行基底表面的取向處理。在平行取向情況下，隨后刷涂取向?qū)咏缍嘶灼矫鎯?nèi)的定向方向，而在垂直取向情況下，不要求進(jìn)一步的取向處理。在實(shí)施例中，聚合物對(duì)液晶之比為約1:10或15:85。ep0488116a2教導(dǎo)了液晶的最佳量為50-97％，和若液晶含量高于97％，則得不到合適的對(duì)比度。若組合物包括聚合物前體，則通過在室溫下暴露于紫外光下聚合該預(yù)聚物。

許多pdlc器件的缺點(diǎn)是采用增加和降低的電壓測(cè)量的電壓-透射率曲線的差異，這稱為滯后(hysteresis)。

h.murai等人，j.appl.phys.81(4)，第1962頁(yè)公開了一種垂直排列的可逆模式的聚合物-液晶器件，經(jīng)研究，聚合物含量為1至5wt％。通過在液晶相內(nèi)引發(fā)單體反應(yīng)，形成聚合物，這導(dǎo)致在垂直排列方向上取向的聚合物網(wǎng)絡(luò)。在液晶中3-5wt％的單體含量證明得到良好的性能。若含量小于3wt％，則具有不足的通態(tài)散射，且常常透射率沒有返回到起始值，當(dāng)斷開所施加的電壓時(shí)。在實(shí)驗(yàn)中，用垂直取向?qū)痈采w池基底，但不采用擦拭工藝。

jp200034714公開了一種具有含聚合物分散體的液晶層的va-lcd。通過在一對(duì)基底之間提供液晶和單體的混合物和在液晶處于液晶相的同時(shí)聚合該單體，制造液晶層。所形成的聚合物分散體在液晶層內(nèi)維持液晶分子的預(yù)傾角。us5,496,497公開了一種含液晶以及單-和雙官能丙烯酸酯組分的組合物，后兩者具有在一定范圍內(nèi)的極性。采用這種組合物制造的pdlc器件顯示出減少的滯后。

盡管聚合物分散的液晶器件的優(yōu)點(diǎn)之一是它不要求偏振片來觀察接通和斷開狀態(tài)之間的亮度差別，但它仍然可配有這種偏振片，所述偏振片的優(yōu)點(diǎn)是較高的對(duì)比度。在正常類型的va聚合物分散的lcd情況下，對(duì)比度尤其高。然而，現(xiàn)有技術(shù)的va聚合物分散的液晶顯示器的滯后太高，以致于無法顯示出具有高品質(zhì)的灰度圖像。

發(fā)明概述

因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有減少的滯后的散射型va液晶器件以及制造所述器件的方法。

通過含聚合物的散射型va液晶器件的制造方法來實(shí)現(xiàn)上述目的，所述制造方法包括下述步驟：提供具有電極的兩個(gè)基底；通過以基底之間具有間隙且電極在內(nèi)側(cè)彼此面對(duì)的方式，排列所述兩個(gè)基底，來制造池；用含具有負(fù)的介電各向異性的液晶材料和聚合物前體的液晶混合物填充所述池；在用液晶混合物填充所述池之前或之后，對(duì)所述液晶混合物施加取向處理，使得在從法向向基底傾斜的預(yù)傾角下定向所述液晶混合物，和在比液晶混合物的清洗溫度(clearingtemperature)高的溫度下聚合所述聚合物前體。

上述制造方法導(dǎo)致聚合物分散型va液晶器件。為了不與以上所述的已知的pdlc器件混淆，術(shù)語“含有聚合物的散射型va液晶器件”用于本發(fā)明的器件。在沒有附著任何偏振片的情況下，只要不施加電壓，則本發(fā)明的器件是透射型的，和若施加電壓到所述器件的電極上，則散射入射光。

所述聚合物前體優(yōu)選是單官能、雙官能或多官能的單體，更優(yōu)選單官能，雙官能或多官能的丙烯酸酯。同樣可能的是液晶混合物包括大于一種聚合物前體。所述聚合物前體可以是各向同性材料，但優(yōu)選至少一種聚合物前體具有液晶相。

液晶混合物優(yōu)選包括聚合引發(fā)劑。若期望光聚合，則優(yōu)選液晶混合物包括光聚合引發(fā)劑。

關(guān)于液晶材料的主要要求是，介電各向異性是負(fù)的。然而，液晶材料可以是同樣含具有零或正介電各向異性的化合物的混合物。

優(yōu)選地，由上述方法得到的聚合物與液晶材料相分離。

在從法向向基底傾斜的某一方向上，取向液晶材料和優(yōu)選在液晶材料內(nèi)聚合物的效果是，可在基本上沒有滯后的情況下，轉(zhuǎn)換所述器件。因此，直視透射或使用有源器件的投影顯示器(例如段式顯示器)、無源矩陣顯示器和使用本發(fā)明的方法制造的tft(薄膜晶體管)的顯示性能得到顯著改進(jìn)。此外，當(dāng)用于使窗玻璃變模糊時(shí)，當(dāng)不施加電壓時(shí)是透明和當(dāng)施加電壓時(shí)結(jié)霜的模糊的窗玻璃的破損安全得以實(shí)現(xiàn)。

在優(yōu)選的方法中，在基底的至少一個(gè)內(nèi)表面上沉積取向?qū)印?/p>

可使用本領(lǐng)域已知的任何方法生成傾斜取向。例如，可通過基底的至少一個(gè)內(nèi)表面?zhèn)鹊娜∠蛱幚?，?shí)現(xiàn)在某一方向上液晶的傾斜取向。然后可采用刷涂方法，針對(duì)液晶混合物生成具有預(yù)傾角的取向。優(yōu)選地，取向?qū)影晒馊∠虿牧希渲挟?dāng)合適地用取向光輻照時(shí)，生成具有預(yù)傾角的取向。

也可通過電場(chǎng)或磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)傾斜取向。在這一情況下，不要求取向?qū)拥娜∠蛱幚?。例如，在引發(fā)聚合之前，具有含聚合物前體的液晶混合物的池可在外磁場(chǎng)內(nèi)被取向。優(yōu)選地，還在聚合工藝過程中施加電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)。

在本申請(qǐng)的上下文中，術(shù)語“取向光”應(yīng)當(dāng)是指可在可光取向材料內(nèi)誘導(dǎo)各向異性且至少部分線性或橢圓偏振和/或從傾斜的方向入射到可光取向材料的表面上的光。優(yōu)選地，在大于5:1的偏振度下，線性偏振取向光。取決于可光取向材料的光敏度，選擇取向光的波長(zhǎng)、強(qiáng)度和能量。

優(yōu)選地，預(yù)傾角的范圍為自基底的法向起0.2-44.5°，更優(yōu)選0.2-10°，和最優(yōu)選0.5-4°。

由于在某一方向上傾斜，因此方位角的定向方向應(yīng)當(dāng)是指在相應(yīng)的相鄰基底上傾斜方向的投影。

在處理兩個(gè)基底的內(nèi)表面以在某一方向上誘導(dǎo)液晶的傾斜取向的情況下，兩個(gè)基底的方位角定向方向可以是相對(duì)于彼此的任何角度。優(yōu)選地，兩個(gè)定向方向之間的角度為180°，當(dāng)擦拭用作取向處理時(shí)，所述定向方向通常稱為反-平行擦拭取向。更優(yōu)選該角度為約90°。

以上提及的電極之一可以充當(dāng)反射層。同樣可能的是在觀察者看到的器件后方添加反射層。

優(yōu)選地，以上提及的聚合物由優(yōu)選具有丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的單官能、雙官能或多官能單體制備。優(yōu)選地，以上提及的聚合物與以上提及的液晶相容，使得存在液晶相。

本發(fā)明的含聚合物的散射型va液晶器件包括具有限制在具有電極的兩個(gè)基底之間的液晶相的組合物，其中該組合物包括具有負(fù)的介電各向異性的液晶材料和分散于其中的聚合物，當(dāng)不施加電場(chǎng)時(shí)，所述液晶相對(duì)于基底的法向具有預(yù)傾角。在沒有任何額外層的情況下，尤其在沒有額外偏振片的情況下，當(dāng)不施加電壓時(shí)，可見光的透射率優(yōu)選大于90％，和一旦施加合適的電壓，則所述器件處于散射狀態(tài)下。所述器件的性能優(yōu)選使得可通過調(diào)節(jié)合適的電壓來實(shí)現(xiàn)沿著入射方向準(zhǔn)直入射光的透射率小于30％。

優(yōu)選根據(jù)以上所述的方法之一，制造本發(fā)明的含聚合物的散射型va液晶器件。

附圖簡(jiǎn)述

通過附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明。要強(qiáng)調(diào)的是，各種特征并不必然按照比例畫出。尤其附圖中描繪的聚合物的尺寸和形式絕對(duì)不應(yīng)當(dāng)限制所述聚合物的分子量或構(gòu)型。

圖1是顯示本發(fā)明含有聚合物的散射型va液晶器件的截面的示意圖。圖1(a)示出了當(dāng)不施加電場(chǎng)時(shí)的操作狀態(tài)，和圖1(b)示出了當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)的操作狀態(tài)。

圖2示出了在所述器件的兩側(cè)上具有額外的偏振片的圖1器件。

圖3是顯示實(shí)施例1含有聚合物的散射型液晶器件的光電特征的圖表。

圖4是顯示實(shí)施例2含有聚合物的散射型液晶器件的光電特征的圖表。

圖5是顯示對(duì)比例1含有聚合物的散射型液晶器件的光電特征的圖表。

圖6是顯示對(duì)比例2含有聚合物的散射型液晶器件的光電特征的圖表。

圖7是當(dāng)在對(duì)比例1(圖7a)中和在實(shí)施例1(圖7b)中施加電壓時(shí)的轉(zhuǎn)換工序的示意圖。

發(fā)明詳述

在圖1(a)中示出了本發(fā)明含有聚合物的散射型液晶器件的實(shí)施方案。含液晶材料104和聚合物105的液晶聚合物復(fù)合層109夾在兩個(gè)透明基底101和108之間。液晶材料104具有負(fù)的介電各向異性且在自與基底垂直的方向略微傾斜的方向上定向。優(yōu)選地，聚合物也在自與基底垂直的方向略微傾斜的方向上定向。通過聚合在液晶材料104內(nèi)溶解或分散的聚合物前體，制備聚合物105。在聚合過程中，溫度高于含液晶材料和聚合物前體的混合物的清洗溫度。優(yōu)選地，聚合物前體與液晶材料104混溶。優(yōu)選地，聚合物前體在所述混合物內(nèi)的濃度小于10wt％，更優(yōu)選小于3wt％，和最優(yōu)選小于2wt％。

兩個(gè)基底101和108分別在內(nèi)表面處具有透明電極102和107，且取向膜103和106分別進(jìn)一步在透明電極102和107上形成。含電極和取向膜的基底分別形成涂布的基底110和111。液晶材料104和聚合物105在涂布的基底110和111之間密封。對(duì)取向膜103和106進(jìn)行定向處理，使得在自基底101和108的垂直方向略微傾斜的方向上引起取向。

若如圖1(a)所示，不施加電場(chǎng)，則液晶材料104以及也優(yōu)選聚合物105平行地位于與基底的垂直方向略微傾斜的方向上。在這一狀態(tài)下，折射指數(shù)不具有局部變化，結(jié)果它是透明的。當(dāng)施加電壓到透明電極102和107上時(shí)，液晶104開始朝與基底平行的方向進(jìn)一步傾斜，和所述聚合物同時(shí)開始在電場(chǎng)方向上移動(dòng)，以與液晶分子相撞，這將引起光散射狀態(tài)，和器件變得渾濁。

由于在不施加電壓情況下所述器件處于透明狀態(tài)和當(dāng)施加合適的電壓時(shí)處于散射狀態(tài)，因此可能的是從透明轉(zhuǎn)換成不透明或者中間透明態(tài)，這提供不同的亮度水平。因此，對(duì)于圖1的透明器件來說，亮態(tài)是透射狀態(tài)，這對(duì)應(yīng)于圖1a，而不透明狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖1b。

優(yōu)選地，所述器件進(jìn)一步包括一個(gè)或兩個(gè)偏振片，其優(yōu)點(diǎn)是較高的對(duì)比度。對(duì)于圖1的透射器件來說，偏振片113和114可排列在器件的兩個(gè)側(cè)面上，如圖2所示。優(yōu)選地，兩個(gè)偏振片的偏振方向彼此交叉，對(duì)于在附圖平面內(nèi)的方向來說，如箭頭115所示，和對(duì)于與附圖平面垂直的方向來說，如圓116所示。在采用根據(jù)方向115的偏振方向情況下，例如來自圖2a頂部的垂直入射的光通過偏振片113線性偏振。只要不施加電壓到器件上，如圖2a所示，則垂直取向的液晶材料沒有改變光的偏振狀態(tài)，和因此，在穿過復(fù)合層109之后光的偏振方向仍然沿著方向115，和因此，它被偏振片114阻止。因此，圖2a對(duì)應(yīng)于暗態(tài)。

當(dāng)施加合適的電壓到電極上時(shí)，如圖2b所示，復(fù)合層轉(zhuǎn)變?yōu)樯⑸淠Ｊ健Ｔ诓捎酶鶕?jù)方向115的偏振方向情況下，從圖2a的頂部入射的光被偏振片113線性偏振。在復(fù)合層中，光被散射，與此同時(shí)，其使光消偏，這取決于散射效率。當(dāng)在施加較高電壓的情況下散射變得更強(qiáng)烈時(shí)，隨著電壓增加一直到最大值，消偏增加。結(jié)果，消偏的光可在底部部分穿過偏振片114。在對(duì)于最大透射來說所施加的電壓下，圖2b對(duì)應(yīng)于亮態(tài)。對(duì)于中間電壓來說，可調(diào)節(jié)在暗態(tài)與亮態(tài)之間的任何灰度水平。由于在圖2a的斷開狀態(tài)下的光透射主要取決于偏振片的消光比，因此可實(shí)現(xiàn)非常高的對(duì)比度。若光從傾斜方向入射，則在斷開狀態(tài)下，垂直取向的液晶材料的折射指數(shù)各向異性(圖2a)會(huì)引起光的偏振狀態(tài)改變，其結(jié)果是部分光可穿過偏振片114，這對(duì)于傾斜入射光來說，降低了對(duì)比度。為了改進(jìn)傾斜入射光的性能，補(bǔ)償箔(例如負(fù)的c-板)可被插入偏振片113和偏振片114之間的任何位置，其方式與它在可商購(gòu)的垂直取向的多-區(qū)lcd內(nèi)進(jìn)行的一樣。優(yōu)選地，補(bǔ)償層在基底108和偏振片113和/或基底101和偏振片114之間。若施加電壓(圖2b)，則傾斜入射的光在高對(duì)稱下散射，其效果是，亮度對(duì)視角不具有強(qiáng)烈的依賴性。因此，具有兩個(gè)交叉偏振片的散射型va-lcd(圖2)提供對(duì)稱視角性能且不需要復(fù)雜像素細(xì)分，如在公知的多-區(qū)va-lcd內(nèi)進(jìn)行的。這一優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)致降低的生產(chǎn)成本以及降低的復(fù)雜性。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，在與觀察者一側(cè)相對(duì)的基底上排列反射板，使得所述器件可以反射模式操作。反射板可在觀察者看到的基底前面或后方。優(yōu)選地，電極形成為反射板。若反射板在復(fù)合層109和基底之一之間，則所述基底可以是不透明的。

通過下述實(shí)施例，更加具體地解釋本發(fā)明：

實(shí)施例1

在兩個(gè)基底101和108的表面上，通過濺射方法形成透明的導(dǎo)電膜ito(氧化錫銦)。在電極的頂部上，使用旋涂器，涂布用于垂直取向的材料4811(獲自nissanchemicalindustries,ltd.)。在80℃的熱板上，預(yù)烘烤涂布的基底110和111達(dá)60秒，然后在200℃的烘箱內(nèi)烘烤40分鐘。因此，形成厚度分別為約100nm的用于垂直取向的取向膜103和106。使用其中聚酯非織造織物(纖維長(zhǎng)度：2.0mm)纏繞在直徑為30mm的輥上且壓力設(shè)定為約40g的擦拭設(shè)備，對(duì)取向膜103和106的表面進(jìn)行擦拭處理10次。將直徑為3μm的隔片鋪展到涂布的基底110上，將二元環(huán)氧粘合劑涂布在基底110的外周邊，及固定涂布的基底110和111，使得池厚度為3μm。

作為液晶104，使用no.820050(獲自lcccorporation)，ni點(diǎn)(向列型-各向同性轉(zhuǎn)變溫度)100.5℃，介電各向異性δε＝-5.69。相對(duì)于含液晶和聚合物前體的混合物，作為聚合物前體添加用量為0.7-2.0wt％的可uv固化的雙官能單體

作為聚合引發(fā)劑，基于所述雙官能單體的用量，添加用量為15wt％的irgacure907(獲自basfag)。通過利用毛細(xì)力，將液晶、可光聚合的單體和聚合引發(fā)劑的混合物注入到基底101和108之間的空間內(nèi)。將液晶池置于溫度為101-103℃的熱板上，并在強(qiáng)度為5.0mw/cm²(352nm)的uv箱(由kenisltd.制造)內(nèi)，用紫外射線輻照32分鐘，于是通過聚合所述聚合物前體，形成聚合物105。

可如下所述解釋因此制備的器件的操作原理。圖1中所示的液晶104和聚合物105示出了類似的折射指數(shù)各向異性，在與定向方向平行的方向上的折射指數(shù)為約1.52，和在與定向方向垂直的方向上的折射指數(shù)為約1.73。因此，如圖1(a)所示，當(dāng)不施加電場(chǎng)時(shí)，液晶104和聚合物105被取向成相同的方向，和折射指數(shù)相同為1.52，結(jié)果光沒有被散射，和器件是透明的。

相反，如圖1(b)所示，當(dāng)在電極102和107之間施加ac電場(chǎng)時(shí)，在沉積到表面上的聚合物105的方向保持不變，但液晶104開始在與電場(chǎng)方向交叉的方向上旋轉(zhuǎn)。在這一情況下，有效的折射指數(shù)增加到約1.73，和由沉積到表面上的聚合物的1.52的折射指數(shù)生成約0.21的折射指數(shù)差。此外，分散到液晶內(nèi)的聚合物105開始朝電場(chǎng)移動(dòng)，和其分子運(yùn)動(dòng)引起與液晶分子碰撞，生成動(dòng)態(tài)散射。因此，出現(xiàn)因在表面處聚合物105和液晶104之間的折射指數(shù)差異導(dǎo)致的散射以及由于聚合物105和液晶104碰撞導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)散射。

圖3中示出了使用含0.7wt％雙官能單體的液晶混合物制造的用于增加和降低器件電壓的電壓透射率特征。將頻率為60hz的0-11v的方形波施加到液晶器件上。關(guān)于透射率強(qiáng)度的測(cè)量，通過用he-ne激光(632.8nm)輻照液晶器件，并通過pin型光電二極管s3883(hamamatsuphotonicsk.k.)觀察光，從而進(jìn)行散射強(qiáng)度的測(cè)量。根據(jù)圖3的兩條曲線可理解，可獲得基本上沒有滯后的良好的顯示性能。

實(shí)施例2

與實(shí)施例1中一樣，通過在具有導(dǎo)電ito膜的基底101和108上旋涂，施加垂直取向材料4811的層(nissanchemicalindustries,ltd.)。在熱處理之后，對(duì)取向膜103和106進(jìn)行擦拭處理10次。將直徑為3μm的隔片鋪展到涂布的基底101上，將二元環(huán)氧粘合劑涂布在基底101的外周邊，及固定涂布的基底101和102，使得池厚度為3μm。

作為液晶104，使用no.820050(獲自lcccorporation)，ni點(diǎn)100.5℃，介電各向異性δε＝-5.69。作為聚合物前體，相對(duì)于含液晶和聚合物前體的混合物添加用量為0.7-2.0wt％的可uv固化的單官能單體

作為聚合引發(fā)劑，基于單官能單體的用量，添加用量為15wt％的irgacure907(獲自basfag)。通過利用毛細(xì)力，將液晶、可光聚合的單體和聚合引發(fā)劑的混合物注入到基底101和108之間的空間內(nèi)。將液晶池置于溫度為101-103℃的熱板上，并在強(qiáng)度為5.0mw/cm²(352nm)的uv箱(由kenisltd.制造)內(nèi)，用紫外射線輻照32分鐘。

圖4中示出了使用含0.7wt％單官能單體的液晶混合物制造的用于增加和降低器件電壓的電壓透射率特征。將頻率為60hz的0-11v的方形波施加到液晶器件上。關(guān)于透射率強(qiáng)度的測(cè)量，通過用he-ne激光(632.8nm)輻照液晶器件，并通過pin型光電二極管s3883(hamamatsuphotonicsk.k.)觀察光，從而進(jìn)行散射強(qiáng)度的測(cè)量。根據(jù)圖4的兩條曲線，可理解，可獲得基本上沒有滯后的良好的顯示性能。

對(duì)比例1

使用與實(shí)施例1相同的材料，并使用相同的制備方法，所不同的是不進(jìn)行擦拭處理來給取向膜的表面賦予取向。也就是說，在兩個(gè)基底101和108的表面上，通過濺射方法形成透明導(dǎo)電膜ito(氧化錫銦)。使用旋涂器，使用用于垂直取向的材料4811(獲自nissanchemicalindustries,ltd.)，涂布這些基底101和108，并將涂布的材料在80℃熱板上預(yù)烘烤60秒，然后在200℃的烘箱內(nèi)烘烤40分鐘。于是形成各自厚度為約100nm的用于垂直取向的取向膜103和106。將直徑為3μm的隔片鋪展到涂布的基底101上，將二元環(huán)氧粘合劑涂布在基底101的外周邊，及固定涂布的基底101和102，使得池厚度為3μm。

作為液晶104，使用no.820050(獲自lcccorporation),ni點(diǎn)：100.5℃，介電各向異性δε＝-5.69。相對(duì)于含液晶和聚合物前體的組合物，作為聚合物前體添加用量為0.7、1.4或2.0wt％的可uv固化的雙官能單體：

作為聚合引發(fā)劑，基于所述雙官能單體的用量，添加用量為15wt％的irgacure907(獲自basfag)。通過利用毛細(xì)力，將液晶、可光聚合的單體和聚合引發(fā)劑的混合物注入到基底101和108之間的空間內(nèi)。將液晶池置于溫度為101至103℃的熱板上，并在強(qiáng)度為5.0mw/cm²(352nm)的uv箱(由kenisltd.制造)內(nèi)，用紫外射線輻照32分鐘，于是通過聚合聚合物前體，形成聚合物105。

圖5中示出了使用含0.7wt％雙官能單體的液晶混合物制造的用于增加和降低器件電壓的電壓透射率特征。將頻率為60hz的0-11v的方形波施加到液晶器件上。關(guān)于透射率強(qiáng)度的測(cè)量，通過用he-ne激光(632.8nm)輻照液晶器件，并通過pin型光電二極管s3883(hamamatsuphotonicsk.k.)觀察光，從而進(jìn)行散射強(qiáng)度的測(cè)量。

當(dāng)將圖3中的實(shí)施例1與圖5中的對(duì)比例1相比較時(shí)，可理解，可通過給本發(fā)明的取向膜的表面賦予傾斜取向，獲得基本上沒有滯后的顯示。

對(duì)比例2

在制備這一對(duì)比例中使用與實(shí)施例2中使用的相同材料，和使用相同的制備方法，所不同的是沒有進(jìn)行擦拭處理來給取向膜的表面賦予取向。也就是說，在兩個(gè)基底101和108的表面上，通過濺射方法形成透明導(dǎo)電膜ito(氧化錫銦)。使用旋涂器，采用用于垂直取向的材料4811的層(獲自nissanchemicalindustries,ltd.)，涂布這些基底101和108，并將涂布的材料在80℃熱板上預(yù)烘烤60秒，然后在200℃的烘箱內(nèi)烘烤40分鐘。于是形成各自厚度為約100nm的用于垂直取向的取向膜103和106。將直徑為3μm的隔片鋪展到涂布的基底101上，將二元環(huán)氧粘合劑涂布在基底101的外周邊，及固定涂布的基底101和102，使得池厚度為3μm。

作為液晶104，使用no.820050(獲自lcccorporation)，ni點(diǎn)100.5℃，介電各向異性δε＝-5.69。作為聚合物前體，相對(duì)于含液晶和聚合物前體的混合物，添加用量為0.7、1.4或2.0wt％的可uv固化的單官能單體

作為聚合引發(fā)劑，基于單官能單體的用量，添加用量為15wt％的irgacure907(獲自basfag)。通過利用毛細(xì)力，將液晶、可光聚合的單體和聚合引發(fā)劑的組合物注入到基底101和108之間的空間內(nèi)。液晶池置于溫度為101-103℃的熱板上，并在強(qiáng)度為5.0mw/cm²(352nm)的uv箱(由kenisltd.制造)內(nèi)，用紫外射線輻照32分鐘。

圖6中示出了使用含0.7wt％單官能單體的液晶混合物制造的用于增加和降低器件電壓的電壓透射率特征。將頻率為60hz的0-11v的方形波施加到液晶器件上。關(guān)于透射率強(qiáng)度的測(cè)量，通過用he-ne激光(632.8nm)輻照液晶器件，并通過pin型光電二極管s3883(hamamatsuphotonicsk.k.)接收光，從而進(jìn)行散射強(qiáng)度的測(cè)量。圖6示出了當(dāng)電壓從0v增加到11v時(shí)以及當(dāng)它從11v降低到0v時(shí)透射率的變化。當(dāng)將圖4中的實(shí)施例2與圖6中的對(duì)比例2相比較時(shí)，可理解，可通過給本發(fā)明取向膜的表面賦予傾斜取向，獲得基本上沒有滯后的顯示。

圖7中示出了本發(fā)明和對(duì)比例的轉(zhuǎn)換工序的概述。圖7(a)示出了對(duì)比例，其中液晶分子垂直于基底取向。此外，聚合物以相分離和沉積到基底表面上(即沉淀到取向膜上)的材料以及以分散到液晶內(nèi)的材料這兩種形式存在。當(dāng)施加ac電場(chǎng)時(shí)，在液晶器件內(nèi)部處的液晶分子104開始在與電場(chǎng)方向垂直交叉的方向上取向。所述聚合物同時(shí)開始跟隨液晶的移動(dòng)而移動(dòng)。然而，通過在沉積到表面上的聚合物固定在基底界面處的液晶分子，如us2003'048'401a1中所述，使得它們幾乎不可移動(dòng)。在沒有優(yōu)選的傾斜方向情況下，與基底垂直取向液晶分子，使得在一個(gè)方向上沒有測(cè)定在液晶器件內(nèi)部液晶的旋轉(zhuǎn)方向，而是開始以隨機(jī)的方向旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，如圖7(a)(2)中所示，生成在液晶取向內(nèi)的不連續(xù)點(diǎn)(旋轉(zhuǎn)位移)120，并形成schlieren結(jié)構(gòu)。當(dāng)電壓進(jìn)一步增加時(shí)，如圖7(a)(3)中所示，出現(xiàn)電流體的不穩(wěn)定狀態(tài)，并形成線性williams區(qū)。當(dāng)電壓進(jìn)一步增加時(shí)，如圖7(a)(4)中所示，通過在器件內(nèi)部聚合物的移動(dòng)，誘導(dǎo)液晶分子的散射。滯后的原因是如圖7(a)(2)中所示形成了schlieren結(jié)構(gòu)，并通過體系的能級(jí)確定不連續(xù)點(diǎn)(旋轉(zhuǎn)位移)的形成，它是在電壓升高和下降時(shí)不連續(xù)點(diǎn)(旋轉(zhuǎn)位移)的形成電壓之差導(dǎo)致的。

圖7(b)示出了本發(fā)明的轉(zhuǎn)換工序。采用與基底垂直處傾斜液晶分子的預(yù)傾角，取向液晶分子104。此外，如對(duì)比例中一樣，聚合物105以沉淀到基底表面上(即通過相分離沉積到取向膜上)的材料以及以分散到液晶內(nèi)的材料這兩種形式存在。當(dāng)施加ac電場(chǎng)時(shí)，在與電場(chǎng)方向垂直交叉的方向上，在液晶器件內(nèi)部的液晶分子開始取向。在其內(nèi)部的聚合物同時(shí)開始跟隨液晶的移動(dòng)而移動(dòng)。此刻，通過在沉積到表面上的聚合物，固定在基底界面處的液晶分子，如us2003'048'401a1中所公開的，使得它們可幾乎不移動(dòng)。液晶分子從與基底垂直處略微傾斜取向，使得可在一個(gè)方向上測(cè)定在液晶器件內(nèi)部液晶的旋轉(zhuǎn)方向。因此，在液晶器件內(nèi)部沒有生成不連續(xù)點(diǎn)(旋轉(zhuǎn)位移)，從而沒有形成schlieren結(jié)構(gòu)(圖7(b)(2))。當(dāng)電壓進(jìn)一步增加時(shí)，如圖7(b)(3)中所示，出現(xiàn)電流體的不穩(wěn)定狀態(tài)，并形成線性williams區(qū)。當(dāng)電壓進(jìn)一步增加時(shí)，如圖7(b)(4)中所示，通過在器件內(nèi)部聚合物的移動(dòng)，誘導(dǎo)液晶分子散射。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，使用擦拭基底表面的方法來取向液晶，并且在液晶聚合物復(fù)合層內(nèi)的聚合物在自基底垂直方向的某一方向上略微傾斜，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方案，和可使用任何方式，其中包括光取向、其中用uv射線輻照同時(shí)向其中施加電場(chǎng)的psa方式等。

替代在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的光反應(yīng)性單體，同樣可使用可熱聚合的單體。

對(duì)比例3

類似于實(shí)施例1，使用相同的材料，制造池，但區(qū)別在于在81℃下進(jìn)行最終液晶池的輻照。因此，在液晶混合物的ni點(diǎn)以下(100.5℃)引發(fā)聚合反應(yīng)。

當(dāng)施加ac電壓到池的電極上時(shí)，也可觀察到散射狀態(tài)，但開始電壓比實(shí)施例1中池的開始電壓高約3倍。另外，散射效率低于實(shí)施例1。