通过改变聚合和/或相分离的速率而获得的多层结构的电光显示的制作方法

专利名称：通过改变聚合和/或相分离的速率而获得的多层结构的电光显示的制作方法
背景技术：
本发明是关于液晶和其他电子显示。
商业上对于电子显示的高要求，是尽可能地薄和轻，而同时对其中包括因撞击、挤压、弯曲、抛落等引起的冲击力，要仍保持有高度的坚固性和防护能力。在便携式电子设备领域内，诸如蜂窝电话和个人数字助理(PDAs)，其尺寸和重量对产品的商业成功是至关重要的因素，而且，这些装置中的显示的损坏是目前维修和退货的一个主要原因。此外，对电子显示的需求实际上已知集中在一些领域内所谓的“电子纸”，其中，如果电子显示可以像传统纸张一样能够卷起或折叠的话，作为一种产品，将会更迫使以显示取代纤维纸张。如果显示适于使用者的身体则可配带电子设备，如计算器或多功能手表，将对于配带者更为愉快。具有严格的挠性寿命试验性能标准的芯卡，能够装有挠性显示，并仍符合那些标准。多年来，在显示界内，显示中用塑料薄膜取代玻璃基质已成为一个活跃的研究领域。
对于在挠性塑料显示中的应用，正在开发研制几种不同的技术。电泳显示是一种通过电泳-微粒子在胶体悬浮液中的迅速迁移而获得影像。在染色的胶体悬浮液中，光散射粒子通过静电电力而移动。粒子向着观察者移动，在这种情况下，观察者看到的主要是白色粒子，或者，向着远离观察者的表面移动，在这种情况下，白色粒子由暗色染料掩蔽。
胆甾醇显示是试图在塑料基质上的另一种显示技术。当夹在导电电极之间时，胆甾醇液晶材料可夹在两种稳定态-所谓焦点圆锥态和平面态-之间转换，其中液晶的螺旋结构具有不同的取向。在焦点圆锥态下，螺旋结构是不成直线的，液晶是透明的。在平面态下，螺旋结构的轴全部垂直于显示的表面，导致主要由显示产生单色传播。
由Xerox研制的Gyricon显示是由显微珠制成，通过充油穴的挠性弹性基质随机分散并固定在两个塑料片间的场所。小球具有强反差的半球，一侧上为黑色的，另一侧为白色的。白色一侧呈强反射，而黑色一侧则吸收光。当施加电场时，每个半球具有独特的固有电荷，导致在小球上产生力，球的轴与电场是不成直线的。用于显示所呈现的球一侧取决于对电极施加电压的极性。在所有这三种情况下，它们具有一些正特征，诸如，高对比度和与塑料基质的相容性，它们普遍需要高的驱动电压，具有慢的应答时间，并与商业上获得的驱动电子设备不相容。
因为液晶显示(LCDs)，在其转换时需要很低的驱动电压，它们相当快的应答时间，很宽的驱动电子设备应用性，和重要的智力以及制造投资，所以很有吸引力。对于研制开发LCDs已做了许多尝试，为了使它们与塑料基质相容，在聚合物基质中混合液晶，一个实例是聚合物分散的显示(PDLCDs)。PDLCD是通过在装配显示之前将液晶和予聚物相互混合在溶液中而制得的。装配显示后，通常利用紫外光使聚合物固化。在聚合期间，LC会从聚合物中分离出来并形成细微小滴。由于LC小滴不与任何定位层接触，所以分子的取向是随机的，并由小滴分散光线。向PDLCD的电极施加电压会使LC分子形成排列，导致显示中成为透明。像其他可挠性显示一样，PDLCD要求很高的驱动电压，一般不与现有的驱动电子设备相容。现有技术，诸如U.S.专利Nos.4688900，5321533，5327271，5333094，5434685，5473450，5504600，5530566，5583672和5949508，在利用光作为固化机理(光聚合)而使聚合物聚合时，都利用了LC/聚合物混合物的相分离。
现已开发研制了很多方法，以获得各向异性地分散的LC/聚合物结构，它们的驱动电压都低于在PDLCD中获得的。U.S.专利No.5949508描述了一种方法，该方法是将LC和聚合物配置在相对的基质上，获得了层状结构，这就降低了转换装置所需要的驱动电压，但产生一种结构，其中，实际上仅在一个基质上具有磨擦的定位表面。而这种结构对向列的或电控双折射(ECB)的显示是有效的，但它难以构成显示，诸如扭曲向列相(TN)和超扭曲向列相(STN)的液晶显示，这些显示通常要求在两个基质上是定位表面。U.S.专利Nos.5473450和5333074描述了利用掩膜只将部分装置暴露于光源而在光聚合时定位聚合物的方法。可以获得约为象素(～0.3mm)级大小的聚合物结构，但是，加工相当困难，因为光掩膜必须与装置中的电极结构相一致，并且必须使用昂贵的平行UV光源。由于LC/聚合物混合物的固有分散，所以难以获得远远小于0.3mm的结构。U.S.专利No.5473450指出向定位层上形成光引发剂的图案，但这种方法要求很高的精确度，向基质上筛选沉积化学的光引发剂。对于清洁的ITO电极很难获得准确排列的丝网掩膜，并且直接在聚酰亚胺定位面上引入化学制剂，可导致LC不能很好地对定位面进行排列，出现很差的显示外观和较低的制造产额。
除了因撞击和下落产生的损坏问题，玻璃基质显示也难以经受温度的极限。当显示的温度在冷热之间循环时，有时在隔片和液晶流体之间产生小的空隙。在空隙的尺寸很小时，通常要足够注意，显示要返回修理。空隙是由于LC和一般是玻璃或塑料隔片之间存在热膨胀系数的失配所造成。当在室温下组装玻璃基质显示并密封时，它的容积基本上就在这时固定。当显示冷却时，LC和隔片材料将收缩，由于热膨胀系数的失配和在隔片处的机械的断续性，应力位于隔片周围，并产生空隙。起初，空隙是小面积真空，或压力很低，但是，更多量的LC易挥发成分很快地移向气相中，并充满空隙，而形成低能量平衡态。当显示返回到室温时，填充空隙的蒸气将阻止空隙从吸收进入LC，这通常就潜伏着危险。显示制造者已解决了这类问题，在其他方法中，通过使用专门制造的隔片，这种隔片在玻璃芯或塑料芯周围具有更柔软，更适宜的外涂层。外适宜层的作用是缓解显示热循环时所遇到的应力，因此可防止出现空隙。因为这些隔片的制备困难，它们通常要比普通的隔片贵10-20倍，所以只在绝对需要时才使用。
发明简要通常，本发明的特征是一种制造液晶显示装置的方法，该方法包括用予聚物和液晶材料的混合物填充两个面对的基质间的空间，并使用外部能源引发聚合，其中，当聚合进行时，聚合物和液晶一般也进行相分离，在聚合开始后和聚合结束前，调节影响聚合和相分离中之一的速率或两者速率的参数，以便在沿着垂直于两个面对基质的方向，在聚合的结构中产生变化，其中，这种变化是在聚合过程中调整聚合和相分离速率的结果，以致在液晶显示装置中产生至少第一和第二层。
在优选实施方案中，可以结合以下特征中的一个或多个。在液晶显示装置中至少形成第一和第二层，第一和第二层可以彼此叠加，并位于沿着垂直于两个面对基质方向上的不同间距。其中，第一和第二层的结构是不同的，这由于在形成层的期间，聚合和相分离的相关速率是不同的。聚合结构中的变化可以以连续方式改变，由于在形成结构的时间，聚合和相分离的速率是不同的。聚合速率可以调节。聚合速率可以急剧地改变，以致使聚合速率产生阶式变化。以致产生时间的连续函数，这可以采用等变函数、指数曲线、或其他数学函数的形式。可以调节影响聚合速率的光源强度，以调节聚合速度、光源可以是紫外光。可调节相分离速率，相分离速率可以急剧地改变，以使相分离速率中产生阶式变化。可以调节相分离，以便产生时间的连续函数，这可采用等变函数、指数曲线、或其他数学函数的形式。可以调节温度，以调节相分离速率。第一层主要是聚合物，第二层主要是聚合物和液晶材料的混合物。本发明还包括第三层，与第一层和第二层的结构不同，由于在形成这些层的时间，聚合和相分离的相关速率不同。第三层主要是液晶材料。第三层可以在聚合物周围含有液晶材料的小滴。液晶小滴可与基质接触。予聚物和液晶可以是这样一种组合物，并可在这样一种条件下进行聚合，即，通过改变予聚物和液晶材料的混合性，而确定第一和第二层的结构。予聚物和液晶可以是这样一种组合物，并可在这种条件下可进行聚合，即，通过改变予聚物和液晶材料的粘度而可确定第一和第二层的结构。粘度是予聚物和液晶的相对粘度。粘度也可以是予聚物和液晶的绝对粘度。
本发明的其他特征和优点从如下详述的说明书和权利要求中会更加明确。
附图的简要描述

图1是液晶显示装置的截面图，其中，在暴露于显光之前，使用以光引发剂涂覆的球状隔片。
图2是液晶显示装置的截面图，其中，在暴露于显光之后，使用以光引发剂涂覆的球状隔片。
图3是液晶显示装置的截面图，其中，在聚合并暴露于显光之后，使用以加速剂涂覆的球状隔片。
图4是液晶显示装置的截面图，其中使用了像网一样的隔离膜。
图5是液晶显示装置的截面图，其中，在暴露于显光之前，使用了涂有光引发剂和非结构性聚合物引发或增强(PIE)成分的球状隔片。
图6是液晶显示装置的截面图，其中，在暴露于显光之后，使用了涂有光引发剂和非结构性聚合物引发或增强(PIE)成分的球状隔片。
发明的详细描述根据本发明，在优选实施方案中，利用如下步骤装配液晶显示装置1.基质是具有低水平双折射的挠性聚合物材料，以改进最终产品的光学质量，并具有大于150℃的玻璃化转变温度，以易于各种干燥和烘烤作业。满足这些要求的聚合物是聚醚砜(PES)。蒸汽屏蔽层涂布在基质的外表面上，以改进显示的可靠性和产品寿命，蒸汽屏蔽层一般由氧化硅和其他聚合物的薄膜层压结构所构成。
2.基质通常是涂有氧化铟锡(ITO)的真空沉积层，它是一种透明导体。然后，通过化学、电子束、或激光蚀刻使ITO形成图案。
3.用约10％的光引发的予聚物，诸如，Norland Products NOA-65，和90％的液晶，诸如MercK E7，制备混合物。予聚物制剂的改进，要使全部光引发剂由制剂中除去。
4.将聚酰亚胺溶液涂布在至少一个基质的ITO侧上，并在150℃下烘烤1小时。然后将聚酰亚胺表面磨擦，以形成液晶的定位层。
5.直径为3-3.5μm的玻璃隔片是利用1.25％氢氟酸溶液腐蚀表面10分钟，同时悬浮在超声波振荡槽内的溶液中。洗涤后，通过将隔片浸渍在含有引发剂和促粘剂，诸如硅烷的溶液中，而使腐蚀的隔片涂布有甲基丙烯酸酯硅烷和光引发剂的混合物，然后将隔片喷入垂直干燥柱的顶部，并在基质上。硅烷在硅烷/玻璃内表面处，通过化学结合，和在硅烷/聚合物内表面处使聚合物分散到硅烷内而可改进玻璃和聚合物之间的结合。
6.以大量隔片沉积在基质表面上(密度至少为30个隔片/mm2)。一般，隔片倾向于随机分布在整个基质表面上。
7.使LC/予聚物的混合物，以足量沉积在基质的两个内表面上，并将基质层压在一起，同时在上下基质上要保持ITO图案间的适宜排列。
8.然后将单元的两侧暴露于UV光下，这就导致隔片周围的光引发剂进行裂开，并释放出游离基。由集中在每个隔片周围的引发位点开始进行聚合反应，每个隔离物沉积有引发剂。
9.在聚合开始时，通过调节UV强度，而设置聚合速率，同时通过调节反应温度，改变LC和予聚物的扩散速率。通过予聚物的粘度以及通过选择LC和予聚物以获得两种液体的最适宜的混合度，而可以控制扩散速率。通过调节扩散和反应速率，所产生的LC/聚合物结构可提供所要求的形态。虽然比数取决于影响相分离过程的其他变量，为了充分的相分离，通常温度超过45℃，予聚物粘度小于1000cps。
产生的显示是完全有挠性的，通过至少在US专利No.6019284中描述的弯曲试验中规定的弯曲量，可以弯曲而没有潜在危险，引入该文献作参考。
在所有的情况下，并不需要聚合物在每个隔片附近形成，也不需要聚合物从一个基质完全扩展到另一个基质。例如，一些隔片可以没有用PIE材料涂布，或可以不完全涂布。
没有完全从一个基质延展到另一个基质的聚合物载体，仍有利于创造液晶的隔离区，因此，能够改进某些铁电液晶材料的双稳性，如果液晶层沿着一个基质分成离散的小滴，则可呈现出改进的双稳性。
在另一个实施方案中，聚合引发剂不用光激活，而是“加速剂漆”型。当使用加速剂漆引发剂时，通过像早期描述的方法完成隔片的涂布，但是，在LC/聚合物的混合物进入与引发剂涂布的隔片接触后，有时会自动开始聚合。为了延长固化开始前的时间，可在室温下进行层压。在完成层压后，升高温度，以增加LC和予聚物的扩散性。此外，选择在予聚物制剂中的芳香胺和漆中的过氧化物，以便提供恰当的游离基产生速率，当结合予聚物和LC的扩散速率和显示区内的间距时，导致位于隔片周围区域的聚合物。
在另一个实施方案中，予聚物制剂仍保持其光引发剂成分，但隔片仍涂有粘性促进剂诸如硅烷，与加速剂或另外的光引发剂一起进行涂覆。通常加速剂中的活性成分是叔胺，如二甲基氨基苯。在这种情况下，固化可通过加速剂和光进行引发。加速剂反应可进行足够的时间，以使大部分聚合物位于隔片周围。然后，只在一侧启动光源，使任何剩余聚合物的沉积沿着基质接近到光源，如图3所示。这种特定方案可通过能双稳态的液晶而进一步精制，即，存在有保持2个或多个电光态的能力，而没有任何电场。这种双稳态或多稳态液晶的一些实例是铁电型或抗铁电型的液晶。在另一个精制方案中，在聚合过程中改变反应速率以产生一种结构，在该结构中，散布在聚合物中的液晶小滴在接近光源的定位表面上产生，并且液晶薄层产生在与光源相对的定位面上，如图4所示。两个表面以这样一种图形排列，以致于形成LC分子在两个面上的排列，但已知小滴密封的LC，就保持双稳态而言，是最耐久的结构。
在另一个优选实施方案中，是利用如下工艺组装液晶显示装置。
1.基质是具有低水平双折射的挠性聚合物材料，以改进最终产品的光学质量，并具有大于150℃的玻璃化转变温度，以易于各种干燥和烘烤作业。满足这些要求的聚合物是聚醚砜(PES)，蒸汽屏蔽层涂布在基质的外表面上，以改进显示的可靠性和产品寿命，蒸汽屏蔽层通常由氧化硅和其他聚合物的薄膜层压结构构成。
2.基质涂有通常为氧化铟锡(ITO)的真空沉积层，它是一种透明导体。然后，通过化学、电子束、或激光蚀刻使ITO形成图案。
3.用约10％的光引发的予聚物，诸如Norland Products NOA-65和90％的液晶，诸如MercK E7，而制备混合物，可改性予聚物制剂，以致可从制剂中除去全部的光引发剂。
4.将聚酰亚胺溶液涂布在至少一个基质的ITO侧上，并在150℃下烘烤1小时。然后研磨聚酰亚胺表面，以形成液晶用的定位层。
5.利用1.25％氢氟酸溶液将直径为3-3.5μm的玻璃隔片表面腐蚀10分钟，同时悬浮在超声波振荡槽内的溶液中。洗涤后，将腐蚀的隔片通过将隔片浸渍在含有引发剂和促粘剂如硅烷的溶液中，而使隔片涂有甲基丙烯酸酯硅烷和光引发剂的混合物，然后将隔片喷入垂直干燥柱的顶部到达基质上。硅烷通过在硅烷/玻璃界面的化学结合，并在硅烷/聚合物界面处，聚合物扩散进硅烷内，而可改进玻璃和聚合物间的结合。
6.隔片沉积在基质表面上，密度至少为30个隔片/mm2。
7.将约25％隔片尺寸的PIE单元添加到LC/予聚物的混合物中，截面密度约为隔片密度的两倍。
8.LC/予聚物的混合物，以足量沉积在两个基质的内表面上，并将基质层压在一起，同时在上下基质上的ITO图案间保持适宜的排列。
9.然后将元件的两侧暴露于UV光线中，在隔片周围产生光引发剂裂开，并释放出游离基。然后，以集中在每个隔片周围的引发点或与引发剂一起沉积的PIE成分进行聚合反应。
10.在开始进行时，通过调节UV密度而设置聚合速率，同时通过调节反应温度而改变LC和予聚物的扩散速率。通过予聚物的粘度以及通过LC和予聚物的适宜选择以获得两种液体的适宜混合度，也可以控制扩散速率。通过调节扩散和反应速率，可设计产生的LC/聚合物结构，以获得所要求的形态。为了充分相分离，温度应超过45℃，予聚物的粘度小于1000cps。
如果非结构性PIE单元大于50％的隔片尺寸，则它们将在大致2维上，随机分布晶格网络。聚合时，聚合物将从PIE的形态长成大约球状的形状，随着充分聚合将延展到基质上，使排列的聚合物附着在基质之间。对于非结构性PIE(NSPIE)单元小于50％的隔片尺寸，如果在组装显示之前，将NSPIE单元混合到LC/予聚物的混合物中，则NSPIE的晶格网络将是3维的。在约25％的隔片尺寸下，并具有约50％隔片直径的晶格网络间距，则形成开孔的，整体网络的聚合物球体并用LC充填共聚体区(图6)。这种特定结构用于双稳态的显示，其中提供了高密度的机械的断续性，这增加了双稳态所需的光学的迟滞性以及追加的耐久性。
在另一个实施方案中，聚合引发剂不是利用光激活，而是“加速剂漆”型。当使用加速剂漆引发剂时，通过早期描述的方法可完成对隔片或NSPIE单元的涂覆，在使LC/聚合物的混合物与引发剂涂覆的隔片或NSPIE单元接触后，有时，聚合会自动开始。为了延长固化开始前的时间，可在室温下进行层压。在完成层压后，升高温度，以增加LC和予聚物的扩散性，此外，选择予聚物制剂中的芳香胺和漆中的过氧化物，以提供适宜的游离基产生速率，当结合予聚物和LC的扩散速率及显示区内的间距时，会使聚合物位于隔片或NSPIE单元的周围区域内。
NSPIE单元可以是通常用于显示装置中的玻璃或塑料的球或棒，在这种情况下，对于这种特殊显示，单元要小于隔片。因为NSPIE单元最多只与一个基质接触，在挤压时，NSPIE单元不以过大的力向基质挤压。结果，NSPIE单元可以是非光滑形状的，在挤压时不会对基质造成危害。此外，因为NSPIE单元不是用于确定基质间距，因此它们可在很宽范围内改变形状和尺寸，并仍能满意地实现它们的功能。与可用于标准隔片单元相比，对于NSPIE单元，这些因素允许其使用更广泛类型的材料。例如，一种新类型或新材料，称作纳米孔隙材料，已被获得，其中孔尺寸，以及总表面积，都可指定和制造。这些材料主要是陶瓷或氧化硅组合物，通过烧结，气溶胶法，或者通过现有无机物或玻璃进行化学处理而形成。然而，几乎，所有这些情况，所获得的颗粒的尺寸或/和形状都很难控制，并经常是粗糙的，有时是锐利表面-它们不能在显示装置中用作隔片单元。然而，作为NSPIE单元，它们的孔隙率可以控制，以提供光引发剂、加速剂或其他聚合增强成分的相对预定的容积存贮能力。例如，当使用加速剂或光引发剂工作时，需要这些成分在显示中的浓度为总予聚物的0.1-5％。通过调节NSPIE单元的尺寸，数量和孔隙率可获得这种浓度。
在组装前，也可以将NSPIE单元直接沉积在基质上。这通常可在与NSPIE单元混合到LC/予聚物的混合物中相结合而完成，并将使聚合物与基质形成更强的结合。
当在特定点引发聚合时，可使用具有不同光谱敏感性的两种或多种光引发剂进行控制。由于当光源的光子能量超过确定阀值时，光引发剂发生裂开，光引发剂一般是对波长小于特定值的光有敏感性，因此，对可见光敏感的光引发剂通常也对紫外线光敏感。利用这一特征的一个实施方案是用可见光敏感的光引发剂涂覆隔片单元，和用UV敏感的光引发剂涂覆NSPIE单元。首先将组装物暴露于可见光，只对隔片周围的聚合物进行固化。然后再将组装物暴露于UV光，使仍存在于有LC的溶液中任何另外的予聚物进行固化。
在另一实施方案中，其他聚合增强化合物，如促粘剂，或添加剂，诸如可在断裂特性前改进延伸率的氨基甲酸酯，可加入到NSPIE单元的全部中，或某些子系统中。沉积在基质上的NSPIE单元可以具有断裂前改进延伸率但降低材料硬度的添加剂(因此使得它对挤压更敏感)，而混合到LC/聚合物的混合物中的NSPIE单元可不具有这种添加剂，因此它具有较高的硬度。以这种方式，可进一步提高剥离强度。
一种可接受的聚合物是丙烯酸粘合剂，它具有良好的光学透明度以及制造光学级类型材料的广泛选择性。其他聚合物也可以使用，例如，环氧或氨基甲酸酯聚合物，虽然这些类型的聚合物不具有和那些丙烯酸等同的光学特性。丙烯酸粘合剂是一种反应性交联结构的粘合剂，它借助于游离基引发而固化。它们以甲基丙烯酯单体为基础，并通过另外聚合进行固化。游离基的形成引发了粘合剂的突然而迅速的链反应固化。另一方面，以氨基甲酸酯和环氧为代表的缩聚，是在接近恒定速率，通常是在低于反应速度下进行。用于引发丙烯酸基质粘合剂聚合的游离基的产生，可通过氧化还原反应而实现，诸如包括二甲基苯胺和过氧化物。由于链反应的性质，就是游离基可从单体扩展到单体，本身的固化可从聚合引发点扩展到2.5mm。这种固化扩展现象的结果，使加速剂和单体没有充分混合以获得充分的固化。这就导致一些其他的固化方法，其中加速剂可以以漆或薄膜的形式存在于可用于部分底涂和贮存的面上。在另一个有关的固化方法中，工业中的说法，称为“蜜月”或“无-混合”，使用二份粘合物，当使它们彼此接触时，(不需要任何混合)会产生足够的游离基，以充分聚合所有材料。
丙烯酸通过暴露于波长小于400nm的紫外线光内也可进行固化，在某些实例中，也可通过可见光而实施。在光固化粘合剂的情况下，将游离基源称作光引发剂，并导致在暴露于光时形成游离基。用作在200～300nm范围的光的光引发剂的化合物是苯偶姻醚类，活性的二苯酮类和有关的化合物，苯甲基二烷基氨基吗啉基酮是可见光波长活性的光引发剂的一个实例。在已知作为光裂开的方法中，通过光使光引发剂分解成游离基的片段。在US专利No.4331795中具体描述了一个等同混合固化系统的实例，在一种成分中使用了钴盐加速剂，而在另一成份中使用了过氧化氢。也可以配制环氧聚合物，这可通过掺合反应性稀释剂和环状单体而进行阳离子聚合以实现UV固化。例如，通过根据乙烯醚和聚氨基甲酸酯形成的低聚物，如由Alied Signal Inc.所制造的，可实现聚氨酯的UV引发的阳离子固化。
各种其他的实施方案也是可行的。PIE材料提供一种予聚物的构成成分，主要是引发固化，而忽略LC/予聚物的混合物。主要组成是部分PIE材料，在显示区域内在1个或多个所要求的间距单元上沉积，因此，能确保引发和固化仅从所要求的部位进行。刚刚提到的主要构成成分可以是光引发剂，它在暴露于UV或可见光时，通过裂开而活化。通过调节光源的强度可控制光聚合速率。通过调节发生反应的温度可控制相分离过程中的扩散速率。在聚合过程中，可改变光聚合速率，以形成多层，复合聚合物/LC的结构。通过调节LC和予聚物的混合度可控制相分离速率。通过调节LC和予聚物的绝对和相对粘度，可控制相分离速率。在组装装置之前，隔片单元可用加速剂漆或光引发剂涂覆，然后干法喷射沉积到一个或多个基质上。通过湿法喷射法也可以沉积隔片单元，其中，用作沉积载体的溶液或者严格地由加速剂或光引发剂组成，或者由两者形成，或者这些化合物和溶剂两种形成，调节其浓度以获得适宜量的材料，能充分聚合隔片周围显示区内的予聚物。隔片可以混合到加速剂或光引发剂的溶液中，将溶液以液体形式，通过移液管、丝网或注射器等方法直接分配在基质上的宏观区域内。宏观区域可以是周边外侧，因此，聚合时能自动地获得显示的边密封。隔片单元可以是多孔结构，然后使加速剂或光引发剂吸附到多孔基质内，以增加要求位于区域内加速剂或光引发剂的重量百分比，以及提供更好的聚合物和隔片单元的互相穿透作用，由此提供最好的粘合。隔片单元可以由玻璃形成，通常以珠或棒的形式，然后对其进行腐蚀以增加改进粘合的表面积。在以加速剂或光引发剂涂覆玻璃隔片之前，在没有腐蚀或已腐蚀的玻璃隔片上可以涂覆上一层或多层促粘剂，诸如，硅烷偶合剂，隔片单元可混合到光引发剂或加速剂内，其浓度要高于是活性象区的显示区域内所要求的浓度。将混合物通过印刷或移液管法沉积在基质上，并进入到内象素区或不出现影像的周边区域，这样提供了附加载体，而不会对影像的对比度或质量有负影响。引发剂可以是仅仅热激活，或者热激活及光激活，或者其他激活方法。聚合物的选择，以限定随后对基质的初始结合并固化，因此，将两个基质压制在一起，以增加显示的耐久性，正如以上所述的，当聚合物位于隔片单元周围时，这时特别有效的。隔片单元可以是一片或多片可延伸的孔隙膜，当层压在基质间时，是决定着基质之间的间距的单元。
在本实施方案和其他实施方案中，一个基质或多个基质可以是玻璃或其他硬性材料。
在另一实施方案中，包括一个或多个非结构性聚合引发或增强(PIE)单元，其厚度小于隔片物的尺寸(这种非结构性PIE单元是不与多于一个基质接触，并因此不提供直接挤压结构性载体)，将光引发剂、加速剂、或其他聚合增强材料涂布在非结构性PIE(NSPIE)单元上，或者包含在其中。
本发明的其他实施方案在如下权利要求中。
权利要求
1.一种加工液晶显示装置的方法，它包括用予聚物和液晶材料的混合物填充到两个面对的基质之间的空间内，提供外界能源以引发聚合，其中，当聚合进行时，聚合物和液晶的相分离一般也在进行，在引发聚合之后和聚合完成之前，调节影响聚合速率和相分离速率中的一种或两种的参数，以便沿着垂直于两面对基质的方向产生聚合结构的变化，其中，变化是在聚合过程中调节聚合速率和相分离速率的结果。
2.根据权利要求1的方法，特征是，在液晶显示装置中至少形成第一层和第二层，第一和第二层可以彼此叠加，并位于沿着垂直于两个面对基质方向的不同间距，其中第一和第二层的结构是不同的，这由于在形成层的时间中，聚合和相分离的速率不同所致。
3.根据权利要求1的方法，特征是，在形成结构的时间，由于聚合和相分离速率不同，所以聚合结构中的变化，是以连续方式进行。
4.根据权利要求1或2的方法，特征是，聚合速率是可调节的。
5.根据权利要求4的方法，特征是，通过调节影响聚合速率的光源强度，以调节聚合速率。
6.根据权利要求5的方法，特征是，光源是紫外光。
7.根据权利要求1或2的方法，特征是，相分离速率是可调节的。
8.根据权利要求7的方法，特征是，调节温度以调节相分离速率。
9.根据权利要求2的方法，特征是，第一层主要是聚合物。
10.根据权利要求9的方法，特征是，第二层主要是聚合物和液晶材料的混合物。
11.根据权利要求10的方法，特征是，还包括第三层，在形成层的时间过程中，由于聚合和相分离的相对速率不同，所以第一层和第二层的结构不同。
12.根据权利要求11的方法，特征是，第三层主要是液晶材料。
13.根据权利要求11的方法，特征是，第二层在聚合物的周围含有液晶材料的小滴。
14.根据权利要求13的方法，特征是，液晶小滴与基质接触。
15.根据权利要求2的方法，特征是，予聚物和液晶是这样一种组合物，并且聚合是在这样的条件下发生，即，通过改变予聚物和液晶材料的混合度，可确定第一层和第二层的结构。
16.根据权利要求2的方法，特征是，予聚物和液晶是这样一种组合物，并且聚合是在这样的条件下发生，即，通过改变予聚物和液晶的粘度，可确定第一层和第二层的结构。
17.根据权利要求16的方法，特征是，粘度是予聚物和液晶的相对粘度。
18.根据权利要求17的方法，特征是，粘度是予聚物和液晶的绝对粘度。
全文摘要
本发明公开了一种制备液晶显示装置的方法，该方法包括用子聚物和液晶材料的混合物填充两个面对基质间的空间，施加外界能源以引发聚合，其中，当聚合进行时，聚合物和液晶的相分离一般也进行，在引发聚合后和聚合完成前，调节影响聚合和相分离速率中一种或二种的参数，以便在聚合结构中产生变化，其中，变化是聚合过程中调节聚合和相分离速率的结果。
文档编号G02F1/1334GK1503922SQ02807029
公开日2004年6月9日 申请日期2002年2月12日 优先权日2001年2月12日
发明者加里·A·弗里曼, 加里 A 弗里曼 申请人:三星电子株式会社