[发明专利]含有聚合物的散射型垂直取向的液晶器件

说明书

本发明涉及具有非常低滞后特征的含有聚合物的散射类型VA液晶器件。通过提供预倾角实现滞后减少。

技术领域

本发明涉及具有改进的滞后特征的含有聚合物的散射型垂直取向(VA)的液晶器件。

发明背景

大多数可商购的液晶显示器(LCD)利用液晶材料的双折射且需要一个或两个偏振片以将透射光的偏振状态转变为亮度水平。另一方面，具有基于光散射且不要求偏振片的LCD。散射液晶器件是通过施加电压从透明状态转换为白色浑浊状态进而控制透光率的器件。由于通过偏振板不具有吸收，因此这一器件提供较高的透光率。由于这些性能，因此散射型液晶器件还用作可转换窗，所述可转换窗可将该窗从透射转变为不透明的状态。存在两类散射液晶器件：第一类是正常的类型，当不施加电压时其处于散射状态下，和一旦施加电压则变为透明状态。第二类是可逆类型，在不施加电压情况下它是透明的，和当施加电压时变为散射状态。通常在用于移动电话的显示器或者玻璃窗的透明-不透明转换中使用正常的类型。为了在段型显示器中使用，典型地整个显示器处于散射状态下，和电极部分一旦施加电压则变为透明。为了在投影显示器中使用，优选可逆型，使得显示器表面是透明的，和一旦施加电压则电极部分变为散射状态。

大多数散射型液晶显示器件基于其中液晶材料在聚合物内分散的复合材料。名称“聚合物分散的液晶”(PDLC)广义地用于该技术和相关器件中。

EP0488116A2描述了可逆型聚合物分散液晶器件的构建，当不施加电场时其是透明的。它使用聚合物和液晶在其内相互分散且当不施加电场时二者在相同的方向上取向的液晶聚合物复合层。液晶的取向可以与基底平行或垂直。若取向平行于基底，则使用具有正的介电各向异性的液晶，而在垂直取向(VA)情况下，使用具有负的介电各向异性的液晶。为了取向液晶，可例如通过沉积分别具有平行或垂直取向性能的取向层，进行基底表面的取向处理。在平行取向情况下，随后刷涂取向层界定了基底平面内的定向方向，而在垂直取向情况下，不要求进一步的取向处理。在实施例中，聚合物对液晶之比为约1:10或15:85。EP0488116A2教导了液晶的最佳量为50-97％，和若液晶含量高于97％，则得不到合适的对比度。若组合物包括聚合物前体，则通过在室温下暴露于紫外光下聚合该预聚物。

许多PDLC器件的缺点是采用增加和降低的电压测量的电压-透射率曲线的差异，这称为滞后(hysteresis)。

H.Murai等人，J.Appl.Phys.81(4)，第1962页公开了一种垂直排列的可逆模式的聚合物-液晶器件，经研究，聚合物含量为1至5wt％。通过在液晶相内引发单体反应，形成聚合物，这导致在垂直排列方向上取向的聚合物网络。在液晶中3-5wt％的单体含量证明得到良好的性能。若含量小于3wt％，则具有不足的通态散射，且常常透射率没有返回到起始值，当断开所施加的电压时。在实验中，用垂直取向层覆盖池基底，但不采用擦拭工艺。

JP200034714公开了一种具有含聚合物分散体的液晶层的VA-LCD。通过在一对基底之间提供液晶和单体的混合物和在液晶处于液晶相的同时聚合该单体，制造液晶层。所形成的聚合物分散体在液晶层内维持液晶分子的预倾角。US5,496,497公开了一种含液晶以及单-和双官能丙烯酸酯组分的组合物，后两者具有在一定范围内的极性。采用这种组合物制造的PDLC器件显示出减少的滞后。

尽管聚合物分散的液晶器件的优点之一是它不要求偏振片来观察接通和断开状态之间的亮度差别，但它仍然可配有这种偏振片，所述偏振片的优点是较高的对比度。在正常类型的VA聚合物分散的LCD情况下，对比度尤其高。然而，现有技术的VA聚合物分散的液晶显示器的滞后太高，以致于无法显示出具有高品质的灰度图像。

发明概述

因此，本发明的目的是提供一种具有减少的滞后的散射型VA液晶器件以及制造所述器件的方法。