专利名称：高分子网状液晶排列方法
技术领域：
本发明涉及高分子网状液晶排列方法，更详细地说，涉及用线性偏振紫外光照射具有取向能力的单体物质来控制高分子物质本身具有取向能力的整体状态液晶排列，致使初始状态即使没有取向膜时也实现透明状态的正常透明未排列(Normally Transparent Alignment Free，NTAF)高分子网状液晶(Polymer Network Liquid Crystal，PNLC)排列方法。
背景技术：
通过高分子与液晶的相分离而实现显示的散射型模式的液晶显示装置已经在投影、可开关的窗等多种领域得到应用。然而，这样的散射型模式的液晶显示装置，在初始状态为透明的反转型时，由于采用取向膜控制液晶的初始排列，所以对于已有的散射型模式必须涂敷取向膜，而且还必须增加摩擦工序。
因此，上述散射型模式的液晶显示装置不得不增加2个工序，所以不仅使其制造工艺复杂，而且所述的摩擦工序与使用紫外线照射的光取向所关连，因此，在所述摩擦工序的过程中，产生静电和发生由摩擦布所引起的斑纹等，使得产品合格率降低。
发明的内容发明解决的问题因此，本发明正是为解决上述现有技术的各种问题而提出的，其目的在于提供不需要涂敷取向膜和摩擦工序的高分子网状液晶排列方法。
解决问题的手段为了达到上述目的，本发明提供一种高分子网状液晶排列方法，其特征在于，该方法含有以下步骤(a)用线性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外线固化用单体的步骤、(b)在由上述用线性偏振紫外光照射使所述紫外线固化用单体变成高分子的过程中，控制整体状态的液晶排列使之实现初始透明状态的步骤，和(c)通过外加电压由上下电极产生的垂直电场和水平方向的高分子链的取向能力使液晶等散乱排列的步骤。
还有，本发明提供一种透射型高分子网状液晶排列方法，其特征在于，该方法含有以下步骤(i)用线性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外线固化用单体的步骤、(ii)在由上述线性偏振紫外光照射使所述紫外线固化用单体变成高分子的过程中，控制整体状态的液晶排列、由在上部电极和下部电极上分别配置的第1和第2偏振片使其实现呈暗的初始透明状态的步骤，和(iii)通过外加电压由上下电极产生的电场使介电常数方向为正的液晶分子全方向排列的同时实现亮(白)态的步骤。
另外，本发明还提供一种反射型高分子网状液晶排列方法，其特征在于，该方法含有以下步骤(I)用线性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外线固化用单体的步骤、(II)在由上述线性偏振紫外光照射使所述紫外线固化用单体变成高分子的过程中，控制整体状态的液晶排列、由在上部电极的上部和下部电极的下部分别配置的偏振片和反射片使其实现呈暗的初始透明状态的步骤和(III)通过外加电压，由上部和下部电极产生的电场使介电常数方向为正的液晶分子全方向排列的同时实现亮态的步骤。
发明的效果因此，本发明的特征在于用具有取向能力的单体控制整体状态的液晶排列。即，通过曝光时间和曝光温度等曝光条件来使之为了与液晶的相分离而使用的紫外线固化用单体在一个方向上规整排列的同时达到取向膜的功能。因此，在反PNLC模式中，可以减去涂敷取向膜以及摩擦这2步工序。而且，由于可以防止摩擦工序所导致的产生静电和由摩擦布造成的斑纹，所以具有提高产品合格率的效果。
附图的简单说明
图1说明与本发明的第1实施方案有关的正常透明未排列高分子网状液晶排列方法中的紫外光照射过程和实现初始透明状态的过程。
图2说明与本发明的第1实施方案有关的正常透明未排列高分子网状液晶排列方法中的与外加电压有关的液晶排列过程。
图3示出了在本发明的实施方案中使用的紫外线固化用单体例子的化学式。
图4说明与本发明的第2实施方案有关的透射型高分子网状液晶排列方法。
图5说明与本发明的第3实施方案有关的透射型高分子网状液晶排列方法。
符号说明102 下部电极104 紫外线固化用单体106 液晶108 高分子110 高分子链112 上部电极114 隔板402 高分子404 上部电极406 下部电极408 第1偏振片410 第2偏振片502 高分子504 上部电极506 下部电极508 偏振片510 反射片512 λ/4波片实施发明的最佳方案下面，参照附图来更详细地说明本发明的优选实施方案。
图1说明与本发明的第1实施方案有关的NTAF PNLC排列方法中的紫外光照射过程和实现初始透明状态的过程。
如图1所示，在下电极102上形成隔板114之后放入具有取向能力的紫外线固化用单体104和液晶106的混合物。盖上上板之后对所述混合物照射线性偏振紫外光。
图3示出了在本发明的实施方案中使用的紫外线固化用单体的化学式等。
如图3所示，所述紫外线固化用单体104优选以聚酰亚胺为基的物质(ポリイミツド界物质)或以丙烯酸酯为基的物质(アクリルレ-ト界物质)。在用所述线性偏振紫外光照射时，控制曝光强度和温度来控制高分子链110形成的自由倾斜(プレチルト)角。在进行上述步骤中，曝光温度调节为30至80℃，在使上述紫外线固化用单体104高分子化的同时蒸发掉溶解所述紫外线固化用单体104的溶剂。
由所述线性偏振紫外光的照射使所述紫外线固化用单体104成为高分子108的过程中控制整体状态的液晶排列而实现初始透明状态。所述紫外线固化用单体104与液晶等106的短轴的折射率彼此相同，所述液晶106的折射率各向异性是0.15或0.15以下，所述高分子108与所述液晶等106在初始以水平排列为优选。
在上述紫外线固化用单体104成为高分子的过程中由所述线性偏振紫外光使所述高分子变成在一个方向上规整排列、所述高分子108与液晶106的相分离时，由所述高分子108使整体状态的液晶等变成沿一个方向规整排列。在上述步骤中，由所述线性偏振紫外光的照射导致高分子链110沿一定方向的排列控制了所述整体状态的液晶排列。上述步骤在由所述线性偏振紫外光照射而使高分子链110分解并在所述高分子108分解处使所述液晶106被排列的同时实现所述初始透明状态。
图2是说明与本发明的第1实施方案有关的NTAF PNLC排列方法中由加外电压使液晶排列的过程。
在外加电压时，由于介电常数各向异性为正的液晶106沿着电场方向垂直立起，而处于水平位置的高分子108的取向能力使得液晶106维持在其初始状态，并由于它们之间的相互作用使液晶分子等在整个方向上成为散乱排列。即，由于电压的施加和上部电极112和下部电极102形成的垂直电场和水平方向上的高分子链110的取向能力使得液晶等106散乱排列。因此，由所述高分子108与所述液晶106之间的折射率之差而产生了散射。
下面参照图4来说明与本发明的第2实施方案有关的透射型高分子网状液晶排列方法。
图4是说明与本发明的第2实施方案有关的透射型高分子网状液晶排列方法的图。
用线性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外线固化用单体。在由所述线性偏振紫外光照射使在所述紫外线固化用单体成为高分子402的过程中控制整体状态的液晶排列，由在上部电极404和下部电极406上分别配置的第1和第2偏振片408和410而实现呈暗的初始透明状态。
通过外加电压，由所述上部电极404与下部电极406之间形成的电场使得介电常数各向异性为正的液晶分子等沿一个方向排列而实现亮态。将所述第1和第2偏振片408和410相互交叉地配置在所述上部电极404和下部电极406上，并使下部摩擦方向与偏振片的透过轴相一致。因此，实现初始状态为暗，而加电压后变亮。
下面参照图5来说明与本发明的第3实施方案有关的反射型高分子网状液晶排列方法。
图5说明了与本发明的第3实施方案有关的反射型高分子网状液晶排列方法的图。
用线性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外线固化用单体。在由所述线性偏振紫外光照射使在所述紫外线固化用单体成为高分子502的过程中控制整体状态的液晶排列，由在上部电极504的上部和下部电极506的下部分别配置的偏振片508和反射片510而实现暗的初始透明状态。由在所述下部电极506与所述反射片510之间配置的λ/4波片512把入射的线性偏振光的偏振状态变为圆偏振光。
通过加电压和通过由上下电极之间形成的电场导致介电常数方向为正的液晶分子514在所有方向上排列并实现亮态。入射光由所述偏振片508而成为线性偏振光，通过液晶层与作为补偿膜的λ/4波片512之后，进一步由所述反射片510而通过液晶层而以与所述入射光成90°折回的线性偏振光输出，实现初始的暗态。通过外加电压和由于散乱的液晶排列不能把入射光的偏振状态改变成与所述入射光偏振状态成90°的折回的线性偏振光，漏光而实现亮态。
尽管以上说明了本发明特定的优选实施方案，不过本发明并不仅限于上述实施方案，只要在不超出权利要求范围中所申请的本发明的宗旨范围内，具有本发明所属领域的普通知识的人可以进行各种各样的变更。
权利要求
1.一种高分子网状液晶排列方法，其特征在于该方法含有以下步骤(a)用线性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外线固化用单体的步骤、(b)在通过上述线性偏振紫外光照射使所述紫外线固化用单体变成高分子的过程中，控制整体状态的液晶排列而实现初始透明状态的步骤和(c)通过外加电压由上下电极形成的垂直电场和水平方向上的高分子链形成的取向能力使液晶等散乱排列的步骤。
2.按照权利要求1所述的高分子网状液晶排列方法，其特征在于所述紫外线固化用单体是以聚酰亚胺为基的物质和以丙烯酸酯为基的物质中的任何一种。
3.按照权利要求1所述的高分子网状液晶排列方法，其特征在于通过控制所述线性偏振紫外光照射时的曝光强度和温度来控制高分子链形成的自由倾斜角。
4.按照权利要求1所述的高分子网状液晶排列方法，其特征在于所述紫外线固化用单体与液晶等的短轴的折射率彼此相同、所述液晶的折射率各向异性是0.15或0.15以下，且所述高分子与所述液晶等在初始为水平排列。
5.按照权利要求1所述的高分子网状液晶排列方法，其特征在于所述步骤(a)的进行中，调节曝光温度为30至80℃，在把所述单体高分子化的同时，蒸发掉溶解所述单体的溶剂。
6.按照权利要求1所述的高分子网状液晶排列方法，其特征在于所述步骤(a)，含有在下部电极上形成隔板以后放置紫外线固化用单体和液晶的混合物的步骤，和盖上上板对所述混合物照射线性偏振紫外光的步骤。
7.按照权利要求1所述的高分子网状液晶排列方法，其特征在于在步骤(b)中，在所述单体物质变成高分子的过程中，所述高分子通过线性偏振紫外光而沿一个方向规整排列，且在所述高分子与液晶相分离时由所述高分子使整体状态的液晶等沿一个方向规整排列。
8.按照权利要求1所述的高分子网状液晶排列方法，其特征在于步骤(b)，含有由所述线性偏振紫外光照射而使高分子链沿一定方向排列并控制所述整体状态的液晶排列的步骤。
9.按照权利要求1所述的高分子网状液晶排列方法，其特征在于步骤(b)含有由所述线性偏振紫外光照射而使高分子链分解、在使所述液晶在所述高分子分解的位置排列的同时实现所述初始透明状态的步骤。
10.按照权利要求1所述的高分子网状液晶排列方法，其特征在于通过步骤(c)中的液晶等散乱的排列并由于所述高分子与所述液晶之间的折射率之差而产生散射。
11.一种透射型高分子网状液晶排列方法，其特征在于该方法含有以下步骤(i)对具有取向能力的紫外线固化用单体照射线性偏振紫外光的步骤、(ii)由上述线性偏振紫外光照射使所述紫外线固化用单体变成高分子的过程中控制整体状态的液晶排列、由上部和下部电极上分别配置的第1和第2偏振片实现呈暗的初始透明状态的步骤、和(iii)通过外加电压，由上下电极间电场使介电常数各向异性为正的液晶分子沿一个方向排列而实现亮态的步骤。
12.按照权利要求11所述的透射型高分子网状液晶排列方法，其特征在于将所述第1和第2偏振片以它们的透射轴等相互交叉地分别配置在所述上板和下板上而实现所述的暗态。
13.一种反射型高分子网状液晶排列方法，其特征在于该方法含有以下步骤(I)对具有取向能力的紫外线固化用单体照射线性偏振紫外光的步骤、(II)通过上述线性偏振紫外光照射使所述紫外线固化用单体变成高分子的过程中控制整体状态的液晶排列、由在上部电极的上部和下部电极的下部分别配置的偏振片和反射片实现呈暗的初始透明状态的步骤、和(III)通过外加电压，由上部和下部电极产生的电场使介电常数各向异性为正的液晶分子沿一个方向排列实现亮态的步骤。
14.按照权利要求13所述的反射型高分子网状液晶排列方法，其特征在于在所述下部电极与所述反射片之间配置补偿膜把入射的线性偏振光的偏振状态变更为圆偏振光。
15.按照权利要求13所述的反射型高分子网状液晶排列方法，其特征在于入射光由所述偏振片进行线性偏振，并在通过液晶层和补偿膜之后进一步由所述反射片而通过液晶层，则以与所述入射光成90°的折回的线性偏振光输出而实现初始的暗态。
16.按照权利要求13所述的反射型高分子网状液晶排列方法，其特征在于通过外加电压，由于散乱液晶的排列不能把入射光的偏振状态改变成90°的折回的线性偏振光而使光漏出则实现亮态。
全文摘要
本发明涉及高分子网状液晶排列方法，并公开了一种用线性偏振紫外光照射具有取向能力的单体物质来控制高分子物质本身具有取向能力的整体状态的液晶排列、在高分子与液晶相分离之后，成为呈现初始透明状态的模式，在紫外光照射时形成的高分子起到取向膜的作用的NTAF PNLC排列方法。按照本发明，用线性偏振紫外光照射具有取向能力的紫外线固化用单体。由所述紫外线固化用单体成为高分子的过程中控制整体状态的液晶排列而实现初始透明状态。通过外加电压，由上下电极形成的垂直电场和在水平方向的高分子链形成的取向能力使液晶等散乱排列。
文档编号G02F1/1347GK1670595SQ200410055619
公开日2005年9月21日 申请日期2004年7月30日 优先权日2004年3月17日
发明者金美淑, 宋省勋, 李升熙 申请人:京东方显示器科技公司