液晶显示装置及其制造方法

专利名称：液晶显示装置及其制造方法
一般说来，本发明涉及一种液晶显示装置和用于制造这种液晶显示装置的方法，更具体地说，涉及一种具有包括一个聚合物区和一个液晶区的一种显示介质层的液晶显示装置及其制造方法。
各种显示模式一直按照常规方式被用来通过使用液晶显示装置(LCD)进行显示。例如，作为一种利用电光效应的LCD，一种使用向列相液晶的扭曲向列相(TN)模式的LCD和一种超扭曲向列相(STN)模式的LCD目前在实际上被使用着。一种使用铁电液晶(FLC)的LCD和一种电控制双折射(ECB)模式的LCD近来已投入实际使用。此外，为了按照动态散射(DS)模式或按照相变化(PC)模式工作而又不使用起偏器，业已研制出一种利用光散射现象的LCD。
在常规的LCD的生产中，使用了一种用于使晶盒间隙或基底间隙保持在某一值附近的基底间隙控制材料，例如隔离物。为了将所述晶盒间隙保持在某一值附近，必须应用这样的隔离物，使得可以在一平方毫米之内设置50-100个隔离物。在这样的一种常规结构的LCD中，在所述LCD制成之后，不必要的隔离物及类似物仍保留在象素内部。结果，该象素的显示质量就受到不利的影响并且由于存在这样的物质而使对比度降低。
例如，如果按照常白(normally White)方式使用一种带有这样的保留在象素内部的隔离物的LCD，那么孔径比由于穿过隔离物的光总是被阻断而降低。另一方面，如果按照常黑(Normallyblack)方式使用同样的LCD，那么由于穿过隔离物的光决不会被完全阻断在黑色显示时出现光泄漏。因此，所述隔离物在象素中的存在在两种显示方式中都使得对比度下降。所以，必须除去象素中的所有的那些隔离物，或者除去尽可能多的隔离物，以便获得高显示质量和高对比度的LCD。为了减少象素中基底间隙控制材料的数量，推荐了以下一些方法。
(1)一种通过将基底间隙控制材料混合在密封介质中、而后只对涂有该密封介质的那部分基底加压的方式将一对基底彼此固定在一起的方法(参见日本专利申请公开64-61729)。
(2)一种通过将基底间隙控制材料混合在密封介质中、而后利用一个具有弹性体的定位模具对该基底加压的方式将一对基底彼此固定在一起，使得该显示板的中心部分不受强烈压力的方法(参见日本专利申请公开2-139518)。
(3)一种摹制一种光刻膜薄壁，使得所述薄壁形成在所述象素以外的那些部分的方法(参见日本专利申请公开60-131521)。
(4)一种将液晶被注入到其中分散有所述基底间隙控制材料的晶盒中之后利用静电感应从象素中除去存留的隔离物的方法。
近年业已推荐了一种通过利用其双折射特性电控液晶的透明状态和白色不透明状态的模式。在LCD根据这种模式工作时，一种在其中液晶微滴被分散在聚合物中的显示介质夹在一对彼此相对的基底之间，这种类型的LCD被称为聚合物弥散液晶(PDLC)显示装置。在一种PDLC显示装置中，在理论上是按照以下方式进行显示的。当将一电压加到该液晶上时，该液晶分子的取向是朝向电场方向。结果该液晶分子的正常光折射率与用作支撑介质的聚合物的折射率相匹配，借此，获得了透明状态。另一方面，当该液晶上不加电压时，液晶分子的随机取向引起光散射，借此获得了不透明状态。
根据一种产生以上所述PDLC显示装置的方法，例如，液晶微滴是利用如日本专利申请公开58-501631中所公开的聚合物和液晶的相分离而形成的。因此，液晶微滴的形状是不均匀的，并且需要在沿该基底的表面的方向上精确地控制液晶微滴的位置是困难的。这样，就需要将不同的驱动电压加到相应的液晶微滴上，表示电光学特性的临界值很不陡峭，因此，所述驱动电压变得相当高。
为了解决以上所述的常规的PDLC显示装置的这些问题，与本申请为同一个受让人的日本专利申请5-30996公开了一种使用经过改进的PDLC显示装置的新的显示模式。在这种LCD中，用紫外光照射液晶和可光固化的树脂的混合物，使得某些区域受到相对强烈的光线的照射，而某些区域受到相对弱的光线的照射。结果，所述聚合物集中在受到相对强烈的光照射的那些区域，而液晶集中在受到相对弱的光照射的那些区域。根据这一方法，在进行所述聚合物和所述液晶的相分离的同时选择适当的位置，以便可以在象素部分形成液晶区，而在象素部分以外的区域形成聚合物区。此外，如果在象素部分以外的区域形成的聚合物区被固定在上基底和下基底上，那么该聚合物区可以用作隔离物(或基底间隙控制材料)。
在这种PDLC显示装置的产生过程中，将含有所述液晶和所述可光固化树脂的混合物注入一对基底间的间隙中，然后用紫外线照射该混合物，于是，液晶微滴形成于象素部分。因此，当所述混合物注入时，基底间隙控制材料(例如隔离物)需要置于一对基底之间。然而，在通过固化可光固化树脂形成聚合物壁之后，该聚合物壁本身就用作所述基底间隙控制材料。结果，在形成所述聚合物壁之后，实际上不再需要基底间隙控制材料(例如隔离物)。
当把以上所述的、用于减少存留在象素内部的基底间隙控制材料的常规的方法应用于这样的一种PDLC显示装置时，又出现以下一些问题。
按将基底间隙控制材料混入密封介质中的方法(1)和(2)，即使是在注入该混合物时，在象素内部也不存在隔离物。结果，该LCD不能耐由紫外线照射所引起的混合物的微小的体积变化。
用于摹制光刻胶膜的薄壁，以便在象素部分之外形成这种薄膜的方法(3)由于所述光刻胶膜具有光敏性以及需要不同的产生方法不能应用于所述的PDLC显示装置。
按利用静电感应移动存留在象素之内的隔离物的方法(4)，所述隔离物不能除去，而是移动到所述液晶微滴的周边部分。因此，所述隔离物存留在象素的周边部分中并且孔径比降低，结果该LCD的显示质量恶化。
由以上的说明，可以清楚地看出，按这些常规的方法，要减少PDLC显示装置的象素之中的隔离物的数量是困难的。
在常规的LCD中，用作隔离物的普通的隔离物或聚合物区可以被用作按一定的值保持基底间隙的基底间隙控制材料，该材料可以是球形、条形或圆柱形。然而，这样的基底间隙控制材料的抗外加冲击的性能很差。因此，在将这样的材料应用于便携式液晶显示板或用笔输入数据的液晶显示板时，所述液晶分子的取向状态要随所施加的外界压力而变化，结果显示变得不均匀并且显示质量很不利地出现恶化。此外，如果该显示板出现变形或弯曲，该显示板可能损坏。
为了消除这样一些问题，业已使用了若干种方法来改善液晶显示板的强度。根据这些方法，将一种保护板(例如透明玻璃板或塑料板)放置在液晶面板的上表面上。然而，根据所述这些方法，在笔端和显示位置之间产生了视差。此外，当这些方法应用于反射式LCD时，整个显示板变得出乎预料的暗。
另一方面，在日本专利申请公开56-99384中公开了一种涉及使用有机膜(例如光刻胶膜)改进抗冲击性能的技术，具体而论，根据这种技术，在将一对基底固定、以使它们彼此相对之前，形成一壁状有机膜(例如光刻胶膜)并将它用作一种基底间隙控制材料。根据这种技术，在注入液晶之前形成准备用作薄壁的光刻胶膜或类似物，这样，该薄壁的强度预计在理论上将相当大的。
根据通过形成一种薄壁状有机膜(例如光刻胶膜)改善抗冲击性能的方法，尽管有这样一种优点，但是形成所述光刻胶膜大大地限制了注入液晶的区域，并且填充液晶需要很长的时间，此外，根据这种方法，需要对光刻胶膜进行摹制。摹制光刻胶膜很可能引起取向膜及类似物的磨损，并且反过来又使该生产过程复杂化。
本发明的液晶显示装置包括一对彼此相对设置的基底，以及一个置于这对基底之间的显示介质，该显示介质具有由一个或一系列象素构成的液晶区，该液晶区被聚合物壁围绕着，在其中，设置在这一对基底间的间隙中的基底间隙控制材料在所述聚合物薄壁中的数量大于在所述液晶区中的数量。
根据本发明的另一方面，还涉及一种用于产生以下一种液晶显示装置的方法。所述液晶显示装置包括一对彼此相对设置的基底，以及一个置于这对基底之间的显示介质，该显示介质具有由一个或一系列象素构成的液晶区，而该液晶区被聚合物壁围绕着。所述方法包括以下步骤设置一对基底，使它们彼此相对并将基底间隙控制材料放置在它们之间，所述基底间隙控制材料由如下一种材料构成这种材料趋向存在于所述聚合物薄壁中而不是液晶区；将包括至少一种液晶材料和一种可光聚合的化合物的混合物注入所述这对基底之间的间隙内；以及，选择性地用紫外线照射所述混合物，借此形成由受所述聚合物薄壁围绕的液晶区构成的显示介质并使大部分的所述基底间隙控制材料存在于所述聚合物壁中而不是液晶区中。
根据本发明的另一个方面，还提供了用于生产以下一种液晶显示装置的另一个方法，所述液晶显示装置包括一对彼此相对设置的基底，以及一个置于这对基底之间的显示介质，该显示介质具有由一个或一系列象素构成的液晶区，而该液晶区被聚合物壁围绕着。所述方法包括以下步骤通过在这对基底的至少一片基底上在适当的位置设置基底间隙控制材料的方式设置这对基底，使它们彼此相对；将由至少一种液晶材料和可光聚合化合物构成的混合物注入这对基底之间的间隙中；以及有选择地用紫外线照射该混合物，借此形成由被聚合物壁包围的液晶区构成的显示介质并使绝大部分的基底间隙控制材料存在于所述聚合物壁中而不是在所述液晶区。
根据本发明的另一个方面，所述液晶显示装置包括一对彼此相对设置的基底，以及置于这对基底之间的显示介质，所述显示介质具有在适当位置被聚合物壁包围的液晶区，在其中所述聚合物壁是由在其固态具有10g/mm 或更大的抗压缩值的聚合材料构成的。
根据本发明的另一个方面，还提供了用于产生如下一种液晶显示装置的方法，所述液晶显示装置包括一对彼此相对设置的基底和置于这对基底之间的显示介质，所述显示介质具有在适当位置被聚合物壁包围的液晶区。所述方法包括如下步骤注入一种包括至少一种液晶材料和其固化态具有10g/mm 或更大的抗压缩值的可聚合化合物的混合物；以及把热能或光能施加到所述混合物上，以便使所述液晶材料和所述可聚合化合物相分离，借此在适当位置选择性地形成所述液晶区和聚合物壁。
在根据本发明的液晶显示装置中，由于设置在所述那对基底间的间隙中的基底间隙控制材料是由趋向于存在于所述聚合物壁中而不是存在于所述液晶区的材料构成的，所以同存在于所述液晶区的材料的数量相比较，存在于所述聚合物壁中基底间隙控制材料的数量更大些。结果，从所述象素中除去了全部或大部分基底间隙控制材料，使得象素的显示质量和对比度得到改善。
根据产生本发明的液晶显示装置的方法，一对基底彼此相对设置，并将由趋向存在于所述聚合物壁之内而不是存在于所述液晶区的物质构成的基底间隙控制材料夹在它们之间，以及将含有至少一种液晶材料、一种可光聚合材料和一种光引发剂的混合物注入这对基底之间的间隙之中。如果用紫外线对所述混合物进行选择性地照射，那么在用相对强烈的紫外线照射的区域的光聚合速度就高，而在用相对弱的紫外线照射的区域的光聚合速度就低。因此，液晶被分隔为若干用相对弱的紫外线照射的区域，于是形成了液晶微滴。在使用由诸如趋向于存在于所述聚合物薄壁中而不是存在于所述液晶区的聚合物树脂之类的材料构成的基底间隙控制材料或球形隔离物时，所述液晶的表面张力在这个相分离过程中将所述基底间隙控制材料从所述液晶区排出来，使得所述基底间隙控制材料被吸收到由光固化的树脂构成的聚合物壁中。
此外，在所述混合物用紫外线照射，以便对于象素部分和象素以外的部分通过用光掩膜遮掩相应于象素区混合物的那些部分选择不同的照射强度的情况下，所述液晶区可以按照一种简化的结构很容易地形成了所述象素区，而聚合物壁形成于所述象素部分以外的部分。按照这种方式，所有的或大部分基底间隙控制材料可以从所述象素部分除去。此外，如果至少一种由有机膜、无机膜、或金属膜形成的透明电极或类似部分形成于至少一个面对所述显示介质的基底上，那么可能会更为容易地有选择地分配照射的光。
当在至少一个面对所述显示介质的基底上形成至少一个由趋向于使绝大部分的基底间隙控制材料存在于所述聚合物壁内部的材料构成的定向膜时，在所述定向膜中不会存留有基底间隙控制材料。结果，所有的或大部分隔离物从所述象素中被除去，使得该象素的显示质量和对比度可以得到进一步的改善。
如果是使用含有一种可光聚合的化合物材料和具有相应的不同的折射率的细微颗粒的混合物来相分离，那么所述细微颗粒也被吸收到所述聚合物壁中，借此提供了一种处于光散射状态的聚合物壁。结果，可以抑制所述显示板的亮度的减少。按照常规，当选择液晶显示方式、使得两个起偏器被放置得彼此垂直时，相应于所述聚合物壁的那些部分就处于各向同性相，结果这些部分就变黑。结果，整个显示板也很不利地变黑和变暗了。然而，根据本发明，所述聚合物壁处于光散射状态，因此可以抑制所述显示板的亮度的降低。
根据一个用于产生本发明的液晶显示装置的方法，在所述基底的至少一个基底之上在所述象素部分以外的部分设置较大数量的基底间隙控制材料；一对基底被设置得彼此相对；并且将含有至少一种液晶材料、一种可光聚合材料和一种光引发剂的混合物注入所述这对基底之间的间隙中。当对所述混合物用紫外线进行选择性地照射时，如果相应于象素部分的那些部分用一个光掩膜遮掩、以便有选择地区分相应于所述象素部分和所述象素以外的部分的照射强度，那么就产生一种相分离，所述聚合物壁就形成于在其中包括有较大数量的基底间隙控制材料的所述象素部分以外的那些部分中，而液晶区则形成于具有较少量基底间隙控制材料的象素部分中。结果，较大量的基底间隙控制材料存在于所述聚合物壁之中而不是在所述液晶区。此外，利用形成在至少一个面对所述显示介质的所述基底之上的有机膜、无机膜、或金属膜(例如一个透明电极)，可以很容易地有选择地分配照射的光。
如果所述相分离是利用含有可光聚合的化合物材料和具有相应的不同的折射率的细微颗粒的混合物来进行的，那么所述细微颗粒也被吸收到所述聚合物壁之中，借此提供了呈光散射状态的聚合物壁。结果，由于与以上所述相同的原因，可以抑制所述显示板的亮度的减少。
根据本发明的另一个方面，将含有至少一种液晶材料和一种可聚合的化合物的混合物注入一对基底之间的间隙中，并通过对该混合物进行加热或光照使其聚合，借此使所述液晶材料和所述可聚合的化合物发生相分离，结果，可以得到在其中在适合的位置上选择性地形成了液晶区和聚合物区的显示介质。由于所述聚合物区主要是由具有10g/mm 或更大的抗压值的聚合物材料构成的，所以，即使是由于例如用笔或类似工具输入数据使这种液晶显示装置受到外来的力或冲击的影响，在这些区域的显示质量也不会降低。
在这种相分离过程中，如果对所述基底加一适当的振动，或者如果把一电压加在这对基底之间的间隙上，那么所述细微颗粒(例如所述基底间隙控制材料)就可以有效地被引入该聚合物区并因此使该聚合物区的抗冲击性能和强度可以得到改善。此外，如果全部或大部分的基底间隙控制材料可以从所述象素区除去，那么所述象素的显示质量和对比度也可以得到改善。
此外，由于构成所述聚合物区的聚合物材料是由一种热固性树脂或一种可光固化的树脂构成的，所以形成可固化树脂，以便使其固化并附着在受到高强度能量的作用(例如加热或光照)的所述聚合物区中的那对基底的两片基底之上。结果，抗冲击性能可以得到进一步的改善。
因此，这里所描述的发明可以显示出以下的优点(1)通过除去全部或在部分由分散在液晶显示装置内部的聚合物构成的所述象素内部的基底间隙控制材料(例如隔离物)提供一种可以改善对比度和显示质量的液晶显示装置和产生这种装置的方法，以及(2)提供一种可以利用如下一种简化的生产工艺产生的液晶显示装置以及用于产生这种装置的方法，所述简化的生产工艺通过在一对彼此相对的基底之间的间隙中按照适合的位置选择性地形成一个聚合物区和一个液晶区可以改善抗冲击性能以及笔端和显示位置之间的视差。
本发明的这些以及其他的优点在阅读并理解了以下参考附图所作的详细说明之后对于本领域普通技术人员将变得很清楚明白。


图1是表示根据本发明的一个例子的一个液晶显示装置的结构的剖面图。
图2是表示图1的液晶显示装置的平面图。
图3A-3E是一些说明在图1的液晶显示装置的产生过程中所述隔离物是如何被导入所述聚合物壁中的剖面图。
图4是表示根据第一个比较例的液晶显示装置的平面图。
图5是表示根据第二个比较例的液晶显示装置的平面图。
图6是表示根据本发明的第二个例子的、在其上设置有若干个起偏器的液晶显示板的剖面图。
图7A-7D是一些表示根据本发明的第三个例子的、在使用网板印刷的情况下各种图案的平面图。
图8是表示在使用图7B所示的图案印刷时的印刷情况的透视图。
图9是表示在例2和例3中所述显示板的偏振轴和磨擦方向的平面图。
图10A是表示用于移动细微颗粒(例如隔离物)的振动发生器21和超声波振动发生器22的示意图。
图10B是表示施加用于移动细微颗粒(例如隔离物)的电压的方法的示意图。
图11是用于测量聚合物壁的抗压缩值(硬度)的试验机的示意图。
图12A和12B是表示在用笔输入的情况下用于测量加到一个LCD上的抗压缩值的装置的视图。
以下将参考附图利用一些说明性的例子对本发明加以阐述。应该注意，本发明并不局限于以下的一些例子和一些特殊的例子。
本文中的“由趋向存在于所述聚合物壁中而不是存在于所述液晶区的材料构成的基底间隙控制材料”将被定义如下(1)通过将一种液晶材料和一种可光聚合的单体(可光固化树脂)相混合，使得它们的摩尔比为1∶1而得到一份样品(1g)。(2)将l份间隙控制材料(0.05g)同这份样品相混合。而后，将该混合物加以搅拌并在100℃下加热1小时，借此得到一份混合物溶液。(3)接下去，在将该混合物冷却至室温后，将该混合物溶液在一块玻璃盘(约2cm )上干燥。而后，使用一个用于发射紫外线的高压泵灯使该混合物溶液在强度为10mW/cm2的紫外线下暴露20分钟，借此，对该混合物进行相分离，使其分离为所述聚合物和所述液晶。(4)如果在所述聚合物壁中的基底间隙控制材料的数量与在所述液晶区中的基底间隙控制材料的数量之比满足以下公式，那么这种基底间隙控制材料就被定义为一种由趋向存在于所述聚合物壁中而不是存在于所述液晶区的材料构成的基底间隙控制材料。
(所述聚合物壁中的基底间隙控制材料的数量)/(在所述聚合物区中的基底间隙控制材料的数量)＞1.1“由趋向使较大数量的基底间隙控制材料存在于所述聚合物薄壁内部的材料构成的取向膜”在这里将被定义如下。(1)通过将所述液晶和一种用作定向膜的材料相混合，使得它们的摩尔比为1∶1，得到1份样品(2g)。(2)将1份基底间隙控制材料(0.1g)同这份样品相混合，将该混合物加以搅拌并在l00℃下加热1个小时。(3)接下去，在将该混合物冷却至室温之后，将该混合物放置6小时，借此，将该混合物分离为一个上层(液晶区)和一个下层(定向膜区)。(4)而后，将在所述上层和所述下层中的一部分溶液用一根移液管或类似用具吸出来，将由相应的层取得的渗液在一个玻璃盘(约1cm )中加以干燥。如果在所述定向膜部分中的基底间隙控制材料的数量与在所述液晶层部分中的基底间隙控制材料的数量之比满足以下公式，那么，所述定向膜就被定义为一种由趋向使较大部分的基底间隙控制材料存在于所述聚合物薄壁内部的材料构成的定向膜。
(在所述定向膜部分中的基底间隙控制材料的数量/(在所述液晶层部分中的基底间隙控制材料的数量)＜1.0因此，在使用这样一种定向膜的情况下，在一个复杂的液晶显示装置中，较大数量的基底间隙控制材料可以存在于所述聚合物壁之中而不是存在于所述液晶区。
例1图1是表示根据本发明的一个例子的一个液晶显示装置(LCD)的结构的剖面图。在图1所示的LCD中，一对用玻璃或类似材料制的基底1a和1b被设置得彼此相对，而被聚合物壁7所包围的液晶区6被夹在这对基底1a和1b之间，以便将该液晶区用作一种显示介质。在基底1a和1b面对所述显示介质的表面形成条形透明电极2a和2b。在电极2a和2b之上形成电绝缘薄膜3a和3b，在所述绝缘膜上形成定向膜4a和4b。由透明电极2a和2b的相对的部分确定了包括液晶区6的象素部分12。相对的基底1a和1b的外围边缘用密封剂5彼此附着在一起。此外，隔离物9在那对基底1a和1b之间的间隙中作为所述的基底间隙控制材料而存在。如图2的平面图所示，存在于聚合物壁7之中的隔离物9的数量大于存在于包括液晶区域6的象素部分12中的隔离物的数量。
这种LCD可以例如按照以下方式制造。
首先，利用溅射技术在基底1a和1b上沉积铟锡氧化物(ITO)膜，使其厚度为200nm，借此，形或条形透明电极2a和2b。其次，利用溅射技术形成电绝缘膜3a和3b，使其覆盖住透明电极2a和2b。再其次在其上形成定向膜4a和4b并用尼龙布或类似物对定向膜进行磨擦处理。在这种情况下，基底1a和1b之中至少有一个需要用透光的透明材料(例如玻璃或塑料)制造。因此，如果这两个基底之中有一个是透明的，则金属膜或类似物可以形成在另一个基底上。定向膜4a和4b是用趋向使较多量的隔离物9存在于所述聚合物壁内部的材料制成的。
在这样一种状态下，隔离物9被分散到形成于那对基底1a和1b上的定向膜4a和4b的表面上。而后，设置基底1a和1b，使得透明电极2a和2b彼此垂直相对。最后，用密封剂5固定基底1a和1b的周围边缘，于是，一个液晶盒就形成了。这种隔离物9的材料最好是用一种趋向于存留在所述聚合物树脂层中而不是液晶层中的材料(例如聚合物树脂)制造的。因此，该隔离物可以用基于丁二烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯树脂或蜜胺树脂的材料制成，所以，使用由不可能存在于所述聚合物壁中的材料(例如硅石珠粒或氧化铝珠粒)制成的隔离物是不可取的。此外，所述隔离物最好是球形。不使用粘附在形成在基底1a和1b上的定向膜4a和4b上的固定型隔离物。
含有至少一种液晶材料和一种可光聚合的化合物的混合物被注入按这种方法产生的液晶盒的间隙(在基底1a和1b之间)。如有必要，还可以将一种光引发剂加到这种混合物中。
在这种情况下，可以使用任何可用于常规的LCD(TN型、STN型、ECD型、FLC型或光散射型)的液晶材料。例如，可以使用含有0.3％的手性试剂(S-811)的ZLI-4792(由Merck&Co.，Imc.制造)。可以使用各种材料，例如由Nippon kayaku Co.，LTD制造的R-684、对苯基苯乙烯、异冰片基异丁烯酸酯和全氟代异丁烯酸酯。可以使用一种光引发剂，例如由Ciba Geigy生产的Irgacure 651。在注入所述混合物后，注射孔用一种可用紫外线照射固化的树脂密封。当可用紫外线照射固化的树脂固化时，必须十分小心，使所述显示部分(或所述注射部分)不受紫外(UV)线的照射。
其次，所述混合物用由所述液晶元件外部的一个光源发出的UV光照射。在这种紫外线照射过程中，准备用紫外线照射的一个基底的表面的某些部分用包括一个对应于所述象素部分的遮光部分的光掩膜覆盖住，然后透过所述光掩膜用紫外线照射所述基底。将一个用于发射准直紫外线的高压汞灯用作光源。在进行光照射的位置所述高压汞灯的发光强度为10mW/cm2。在这种紫外线照射过程中所述基底的温度可以是环境温度或是等于或高于所述液晶由向列相转变为各向同性的液相时的温度TNI。在温度等于或高于TNI下进行紫外线照射的情况下，所述液晶分子的取向可以被稳定住。
在这个例子中，将所述紫外线按照以上所述的方式选择性地通过所述光掩膜进行照射，结果，用所述光掩膜覆盖的象素部分受到相对弱的紫外线照射，而象素部分以外的部分受到相对强烈的紫外线的照射。在所述象素部分以外的用强烈的紫外线照射那些部分所述可光聚合的树脂的聚合速度高于用弱的紫外线照射的象素部分的速度。结果，液晶集中在所述象素部分，而聚合物集中在所述象素部分之外的部分，于是，所述液晶和所述聚合物的相分离就完成了。接下去，在一对基底1a和1b之间的间隙中形成了显示介质，在该显示介质中，液晶微滴(或液晶区)6被聚合物壁7包围着。
因此，在这个相分离步骤进行过程中，液晶的表面张力将趋向于存在于所述可光聚合的树脂中的隔离物9从所述液晶区排出来并迫使它进入所述聚合物树脂中。结果，较大数量的隔离物9存在于聚合物薄壁7之中而不是存在于液晶微滴6中。换句话讲，象素中隔离物9的数量减少了。
通过利用形成于所述液晶盒内部的有机物膜、无机物膜、金属膜或类似物(例如用ITO制造的透明电极)代替在根据这个例子的紫外线照射步骤中使用的光掩膜，就可以很容易地选择用来照射的紫外线的分布(或强度)。当进行紫外线照射，同时将所述基底加热到高温，以便使液晶分子的取向稳定时，所述基底在一个慢速冷却烘箱内被缓慢地冷却至室温。冷却速度最好在3℃/h至20°C/h范围，更为可取的是5℃/h至10°/h范围。在聚合物壁7形成之后，可以再一次在弱强度下进行短时间紫外线照射，以便通过使未反应的材料固化将隔离物9封闭在聚合物壁7中或者可以使所述聚合物充分交联。
以下，将参考图3A至3E说明如何将隔离物9引入聚合物薄壁7的内部。在这种情况下，使用的是由一种聚合物树脂构成的并趋向于保留在所述可光固化树脂内部的球形隔离物。在以下说明中，所述基底在所述照射阶段的温度被设定在所述液晶处于各向同性的液态的一个温度。
图3A示出了一个液晶显示板，在该显示板中，混合物13在进行照射步骤之前注入该显示板的一对基底1a和1b之间的间隙中。隔离物9被散布在所述基底的整个表面上作为基底间隙控制材料。在这种情况下，隔离物9与所述这对基底的两片都接触。
其次，图3B示出了一个紫外线照射步骤。在紫外光入射侧、在基底1a的整个表面上形成光掩膜14，以便将所述象素区覆盖住，然后用紫外线8对其进行照射。其上形成光掩膜14的那些部分(即遮光部分10)受较弱的紫外线照射，而其上没有形成光掩膜14的那些部分(即透光部分11)受较强的紫外线照射。在受强紫外线照射的部分聚合速度高于在受弱紫外线照射的部分的聚合速度，结果形成了聚合物壁7(如图3B中所示的斜线所表示的)。所述基底的温度被设定在所述液晶处于各向同性的液态的一个温度。如果将所述显示板加热到约为一个等于或高于TNI的温度，那么包括有液晶的混合物的体积就要膨胀。结果，在所述基底和所述隔离物之间就形成了某种空隙，如以上所述，这种空隙与所述基底接触。该空隙允许所述隔离物移动。在这种条件下，如下面将要说明的那样，通过进行紫外线照射和缓慢的冷却，就可以将所述隔离物移动到所要求的位置。这种移动隔离物的原理可应用于根据本发明的其它一些例子中。
图3C表示出在利用紫外线照射后的一个缓慢冷却阶段。在这一阶段，所述液晶和所述聚合物的相分离处在进行过程之中，并且液晶区6正在逐渐形成。此时，趋向存在于可光固化的树脂内部的隔离物9由于所述液晶的表面张力的作用被移出液晶区6。
如图3D所示，由于这种缓慢冷却的结果，液晶区6膨胀，同时隔离物9进一步移出，以便集中在聚合物壁7中。在这一阶段，聚合物壁7尚未完全固化并仍然有柔性，结果，趋向存在于可光固化树脂内部的隔离物9被引入了聚合物壁7之中。
最后，如图3E所示，再一次进行用紫外线照射步骤，以便使未反应的材料固化并使所述聚合物充分交联。如该图所示，基底1a的整个表面用紫外线照射，结果，隔离物9被封闭在用斜线表示的聚合物壁7中。
在这样获得的LCD中，存在于聚合物壁7中的隔离物9的数量大于存在于液晶区7中的数量。结果，所有的或大部分隔离物9可以从象素中除去。因此，就可以得到高显示质量和高对比度的LCD。
通过改变待注入液晶盒的液晶材料或改变定向膜，按以上所述方式得到的这种LCD可以被用作TN型、STN型、FLC型或ECB型LCD。此外，这种LCD可以被用作利用光散射模式的LCD，通过在该液晶盒的两表面上设置起偏器或反射器这种LCD可以用作透过型或反射型LCD。
以下，将详细地描述相对于第一个例子的第一个特例。
特例1-1首先，利用溅射技术在一对基底1a和1b上形成由厚度为200nm的ITO制成的透明电极2a和2b。其次，也利用溅射技术形成电绝缘膜3a和3b，以便覆盖透明电极2a和2b。在其上形成定向膜4a和4b，然后，用尼龙布对定向膜作磨擦处理。使处于这种状态下的那对基底1a和1b相面对，使得透明电极2a和2b彼此垂直相面对，然后，按照每平方毫米大约50个隔离物的密度将球形隔离物9(型号为Micropearl，由Sekisni Fine Chemical，Co.Ltd生产)分散到它们之间。最后，这些基底的周边边缘用密封剂5(型号Strucbond XN-21S，烘烤温度140-150℃/2h)彼此固定在一起，借此，制成一个液晶盒。
在大约30℃的环境温度下，向这个液晶盒的基底1a和1b之间的间隙中注入一混合物，该混合物包括含有0.3％的手性试剂(S-811)的4gZLI-4792(由Merck & Co.，Inc.制造)(用作液晶材料)、0.1g R-684(由Nippon kayaku Co.，LTD制造)、0.07g对-苯基苯乙烯、0.8g异冰片基异丁烯酸酯(用作可光固化树脂)、以及0.03gIrgacure 615(由(iba Geigy制造)(用作光引发剂)。
接下去，两基底之一的表面用光掩膜14覆盖，使得象素部分是遮光的部分，而后，利用发射强度为10mW/cm2的准直的紫外线的高压汞灯通过光掩膜照射紫外线。在完成这一照射过程之后，使该液晶盒在所述缓慢冷却烘箱内缓慢地冷却。接下去，按照弱强度再次进行短时间紫外线照射，使得未反应的材料固化并使所述聚合物充分交联。
最后，将起偏器装在所述液晶元件的两个外表面，借此，制成一种TN型的液晶显示装置。
用显微镜观测这样得到的LCD。结果，如图2所示，表示出所述液晶区集中在象素部分12中并且设有隔离物9留在象素部分12之内。根据这个特例，使用的是由一种趋向于使隔离物9存在于聚合物壁7之内的材料构成的定向膜，结果在所述液晶区和所述定向膜之间的界面中既没有残留聚合物，也没有残留隔离物，于是，所述液晶处于一种令人满意的取向状态。聚合物壁7基本上是对应所述光掩膜图形形成的，同时隔离物9被引入所述聚合物壁中，并且，没有液晶被引入聚合物壁7之中，也没有聚合物壁7侵入象素部分12中。这种液晶的对比度经测量为30。该对比度是通过使光透过该LCD而得到的，并且用没加电压时的透光率和加有饱和电压时的透光率之间的比来表示的。
对照例1-1在这个例子中，TN型的LCD是按照与实施例1和特例1中相同的方法制造的，只是使用粘性隔离物作为所述隔离物。
用显微镜观测这样得到的LCD，结果显示出所述液晶区集中在象素部分12中并且在象素部分12中还残存有一些隔离物9，如图4所示那样。此外，粘在所述隔离物上的聚合物残留在所述液晶区和所述定向膜之间的界面中，因此，所述液晶并没有处在令人满意的取向状态。一些聚合物壁7受到存留在该聚合物壁周围的隔离物9的影响形成于与所述光掩膜图形不一致的位置上。这种LCD的对比度经测量为23。
对照例1-2在这个例子中，一种TN型LCD是按照与实施例1和特例1-1中相同的方法制作的，只是使用了硅石珠粒(实心球状体由Catalysis Chemicals制造)作为所述隔离物。
用显微镜观测这样得到的LCD。结果表示出，所述液晶区集中在象素部分12中，一些隔离物9残留在象素部分内部并且在象素部分12中形成了一些隔离物9的团块，如图5中所示那样。此外，在象素部分12内部，所述聚合物树脂粘附在隔离物9上并且到处留下长形痕迹。因此，所述液晶并没有处在令人满意的取向状态。这种LCD的对比度经测量为20。
在利用氧化铝(Alphaite由Showa Electric Industrial制造)作为所述隔离物制造TN型LCD的情况下，得到类似于使用硅石颗粒的情况的结果。
在以上所述的实施例和特例中，业已描述过通过简单的矩阵驱动进行显示的LCD。然而，本发明还可以应用于其他的一些利用有源矩阵驱动和使用薄膜晶体管(TFT)或金属绝缘体金属(MLM)的类似方式进行几种显示的LCD。因此，驱动方法不限于在这些例子中所描述的那种方法。如果经这种LCD提供彩色滤光片和黑掩膜，那么这些例子的LCD可以进行彩色显示。此外，本发明的方法还可以应用于这样一种LCD，在这种LCD中，除TN型的液晶外，还适用于STN型、FLC型、ECB型、光散射型等的液晶都由所述聚合物壁包围着，本发明还可以应用于透射型LCD或反射型LCD。
例2按照与图1所示LCD相同的方式构成根据本发明的第二个例子的一种STN型LCD。
在图1所示的LCD中，一对用玻璃或类似材料制成的基底1a和1b彼此相对设置，被聚合物壁7包围的液晶区6被夹在这一对基底1a和1b之间以便被用作显示介质。在基底1a和1b面对所述显示介质的那二个表面上，形成了条形透明电极2a和2b。在透明电极2a和2b之上，形成了电绝缘膜3a和3b。电透明电极2a和2b的相对的部分确定了包括液晶区6的象素部分12。
相对的基底1a和1b的周边边缘用密封剂5彼此固定在一起。此外，隔离物9存在于一对基底1a和1b之间的间隙中作为所述基底间隙控制材料。如图2的平面图所示，存在于聚合物壁7中的隔离物9的数量大于存在于包括液晶区6的象素区12中的隔离物9的数量。
例如，可以按照以下方式制这种STN型LCD。
首先，利用溅射技术在基底1a和1b上沉积铟锡氧化物(ITO)膜，使其厚度为200nm，借此，通过溅射技术形成用SiO2制成的电绝缘膜3a和3b，使得膜3a和3b覆盖条形透明电极2a和2b。
而后，通过在绝缘膜上旋涂聚酰胺(Sunever 150，NissanChemical Industries Ltd生产)在绝缘膜上形成定向膜4a和4b，并沿着一个方向用尼龙布或类似材料对其进行磨擦处理。透明电极2a和2b的数目被设定为在宽度方向上每毫米4条。相邻电极间的间隙被设定为25μm。
其次，使一对经过磨擦处理的基底1a和1b彼此相对设置，使得取向方向呈60°相交。按照每平方毫米50个隔离物的密度使球形隔离物(Haya Beads L11由Hayakawa Rubber生产)散布到经过磨擦处理的基底1a和1b之中的一个之上。
接下去，对基底1a和1b的周边边缘用密封剂5(StructbondXN-215；烘烤温度140℃-150℃/2h)固定，借此，制成了一个液晶盒。
而后，将一种用作显示介质的混合物在30℃的环境温度下注入这个液晶盒的基底1a和1b之间的间隙中。通过将4g液晶材料ZLI-4427(包括由Merck&Co.，Inc.制造的S-811)、0.1g R-684(由Nippon Kayakn Co.，LTD制造)、0.07g对-苯基苯乙烯、0.8g异冰片基异丁烯酸酯和0.1g全氟代异丁烯酸酯(以上成分用作可光固化树脂材料)、和0.03gIrgacure 651(由Ciba Geigy生产)(用作光引发剂)混合在一起，得到用作显示介质的混合物材料。其他种类的可固化树脂也可以被用来形成聚合物壁7。注射孔用通常使用的可用紫外线固化的树脂密封。在这个步骤中，对所述基底的显示部分(或被注入的混合物)，不得用紫外线照射。
其次，把一个光掩膜被放置在按以上所述方法制造的液晶盒的两片基底之一之上，使象素部分阻断了紫外线。而后，从光掩膜一侧用紫外线照射所述混合物材料，例如，可以使用一个用于发射准直紫外线的高压汞灯作为光源。紫外线照射是在所述高压汞灯的强度为10mW/cm2的位置上进行的。在这种用紫外线照射的过程中所述基底的温度可以是一个等于或高于TNI(液晶由向列相转变为各向同性的液相的温度)的温度。作为一种用于选择性地照射紫外线的措施，一种形成在所述液晶盒上的有机膜、无机膜或金属膜都可以用来代替所述光掩膜，以便选择性地分配紫外线。
在进行紫外线照射的同时为了稳定液晶的取向而将所述基底在高温(等于或高于TNI)下加热的情况下，在紫外线照射步骤完成之后，要使所述基底在一个缓慢冷却烘箱内缓慢地冷却至室温。冷却速度比较可取的是在3℃/h至20℃/h的范围，更为可取的是在5℃/h至10℃/h的范围。在聚合物壁7形成之后，可以再一次以弱强度进行短时间紫外线照射，以便通过使未反应的材料固化将隔离物9封闭在聚合物壁7之内，或者使所述聚合物充分交联。按照这种方式，形成了所述液晶部分和所述聚合物壁部分。所述液晶部分表示出一种具有240度扭曲角的STN取向。
如图6所示，起偏器17被安装在已经按以上所述方式制成的图1的显示板上。如图9所示，起偏器17的相应的二个偏振方向P和A之间所形成的角被设定为60°，而在两个偏振方向P和A和相应的二个磨擦方向R1和R2之间形成的角分别被设定为45°，借此制出了一种黄色模式透明型的STN型LCD。
在这个例2中，本发明在不使用相位板的条件下应用于STN型的透射型LCD。然而，本发明不限于此，而通过提供一些反射器还可应用于STN型的反射LCD。在为所述LCD提供相位板的情况下，还可以利用单色显示彩色等。如果为STM型的LCD提供为了对应于相应的象素而摹制的相位板，就可以实现一种具有高对比度的液晶显示模式。在这个例子中，对用于基底的材料没有特殊的限制，而是可以使用透光的透明体，例如玻璃板和塑料膜。此外，这对基底之中的一块可以含有金属。
此外，如果使用通过将可光聚合化合物材料和具有不同折射率的细微颗粒相混合而得到的基底间隙控制材料，那么所述的细微颗粒也可以被吸收到所述聚合物壁中，并且该聚合物壁可以使光散射。
使用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观测对应于所述液晶盒的四个象素(图2中所示)的那些部分。结果表示出在液晶区6和定向膜4a和4b之间的界面中几乎没有残留隔离物或聚合物，并且所述液晶是处在一种令人满意的取向状态。聚合物壁7基本上是对应于所述光掩膜图形形成的，隔离物9被引入其中，并且液晶没有被引入聚合物壁7中，聚合物壁7也没有挤入象素部分12。对比度(这样制成的这种LCD的一种电光特性)经测量为15。所述对比度是通过使光透过所述LCD来测量的，并且用未加电压时的透光率与加有饱和电压时的透光率之间的比来表示的。
用于以上所确定的趋向存在于所述聚合物壁内部而不是所述液晶区内部的基底间隙控制材料的比率是针对这个例子的LCD计算的。结果用下面公式表达。
(存在于所述聚合物壁内部的基底间隙控制材料的数量)/(存在于所述液晶部分中的基底间隙控制材料的数量)＝1.32对照例2-1在这个对照例中，利用以下表1中所示的基底间隙控制材料代替例2中所使用的球形隔离物制造了具有以上所述结构的五种LCD。相应的LCD的对比度也示于表1中。
表1
在LCD(1)和(5)中，存在于所述象素内的隔离物的数量少，并且所述聚合物几乎不进入所述象素区。所述聚合物壁在大多数区域基本上对应于所述光掩膜图案形成。
在液晶显示器(2)、(3)和(4)中，存在于所述象素内部的隔离物的数量大，受残留在聚合物壁周围的隔离物9的影响，所述聚合物树脂粘附在隔离物9上并在离开所述光掩膜图案的位置上留下长形的痕迹。
针对这个例子的LCD计算应用于趋向存在于所述聚合物壁内部而不是存在于以上所确定的液晶区的基底间隙控制材料的对比度。得到结果如下。
(存在于所述聚合物内部的基底间隙控制材料的数量)/(存在于所述液晶部分的基底间隙控制材料的数量)分别等于1.14[对LCD(1)]；0.53[对于LCD(2)]；0.61[对于LCD(3)]；0.58[对于LCD(4)]和1.17[对于LCD(5)]。
因此，在使用由趋向存在于所述聚合物壁内部而不是存在于所述液晶区的材料构成的隔离物时，存在于所述象素内部的隔离物变得很少；所述聚合物壁几乎不会同所述象素区相混合；在大多数区域，聚合物壁基本上对应于光掩膜图案形成。从而，可以得到一个具有高对比度的LCD。
例3在这个第三个例子中，所述基底间隙控制材料被设置在适当的位置上。这就是说，所述基底间隙控制材料是通过在此情况下的隔离物印刷技术设置的。在本例中也制造了一个STN型LCD。
按照与图1所示LCD中同样的方式构制根据本发明的第三个例子的STN型LCD。
在图1所示的LCD中，一对用玻璃或类似材料制成的基底1a和1b彼此相对设置，被聚合物壁9包围的液晶区6被夹在这对电极1a和1b之间，以便被用作显示介质。在基底1a和1b面对所述显示介质的那两个表面上形成条形透明电极2a和2b。在电极2a和2b上形成电绝缘膜3a和3b。由透明电极2a和2b的相对的部分确定了包括液晶区6的象素部分12。
相对的基底1a和1b的周边边缘用密封剂5彼此固定在一起。此外，隔离物9存在于这对基底1a和1b之间的间隙中作为所述基底间隙控制材料。如图7的平面图中所示，存在于聚合物壁7中的隔离物9的数量大于存在于包括液晶区6的象素部分12中的隔离物9的数量。
按照以下方式制造这种STN型LCD。
首先，利用溅射技术在基底1a和1b上沉积铟锡氧化物(ITO)膜，使其厚度为200nm，借此，利用溅射技术形成用SiO2制作的电绝缘膜3a和3b，使得膜3a和3b覆盖条形透明电极2a和2b。
而后，通过旋涂聚酰胺(Sunever 150；由Nissan Chemicallndustries Ltd生产)于绝缘膜上形成定向膜4a和4b，并用尼龙布或类似材料沿一个方向分别对其进行磨擦处理。透明电极2a和2b的数目被设定为每毫米在宽度方向上为四个。相邻电极之间的间隙被设定为25μm。
其次，将分散在一种通常使用的可用UV固化的树脂(含所述隔离物30wt％)的球形隔离物(Micropearl，由Sekisui FineChemicals生产)利用一种金属网板按照在图7A至7B中所示的那些图案之一印刷到经过磨擦处理的一对基底1a和1b之一之上。在这种情况，可以首先进行磨擦处理步骤或隔离物印刷步骤。当首先进行隔离物印刷步骤时，含有所述隔离物的可用紫外线固化的树脂通过对其进行光照或加热而被固化，然后进行所述磨擦处理。在这个例子中，使用了一种隔离物定位剂(由IC-TECH制造)。图8示出了在使用图7B中所示的图案时的印刷条件。如图8所示，印刷是按照以下方式进行的放置一个具有一系列孔104(直径为10μm)、用于将所述隔离物引入到基底106上的金属网板102；将一种包括隔离物108的可用UV固化的树脂或热固化树脂放置到网板102上；以及用一个橡皮刻板110使所述树脂按照印刷方向112移动。参考数字116表示对应于基底106上的一个象素的一部分。
然后，进行紫外线照射，借此，按照图7A至7D所示的图案之一将隔离物114固定到所述基底上。
在这个例子中，使用了图7A和7D所示的印刷图案。换句话讲，可以使用任意的图案，只要在所述聚合物壁部分的所述隔离物的数量大于在象素区中的数量。所述隔离物被印刷到这对基底之一上。然而，所述隔离物也可以印刷到两片基底上。此外，待使用的隔离物的种类和材料不限于以上所述的那些。
其次，将一对经过磨擦处理的基底1a和1b彼此相对设置，使得两个磨擦取向方向可以相交成60°角。接下去，用密封剂5(Structbond XN-21S；烘烤温度140℃至150℃/2h)，借此，制成一个液晶盒。
而后，将用作显示介质的混合物材料注入处于30℃环境温度下的这种液晶盒的基底1a和1b之间的间隙中。用作所述显示介质的混合物材料是按照以下方式得到的将4g液晶材料ZLI-4427(包括由(Merck & Co.，Inc.生产的S-811)；0.1g R-684(由Nippon Kayaku Co.，LTD)、0.07g对-苯基苯乙烯、0.8g异冰片基异丁烯酸酯和0.1g全氟代异丁烯酸酯(用作光固化树脂材料)；以及0.03g Irgacure 651(由Ciba Geigy生产)相混合。在这个情况下，也可以使用其他种类的可固化树脂来形成聚合物壁7。所述注入孔用一种通常使用的可通过紫外线照射固化的树脂密封起来。在这一步骤中，对所述基底的显示部分(或被注入的混合物)，不得用紫外线照射。
其次，将一光掩膜放置在按以上方式所制作的液晶盒的两个基底之一上，使象素部分不受紫外线的照射。而后，从所述光掩膜一侧用紫外线照射所述混合物材料。例如，可以使用一种用于发射准直紫外线的高压汞灯作为光源。紫外线照射是在一个由高压汞灯发射的紫外线的强度为10mW/cm2的位置上进行的。在用紫外线照射过程中，所述基底的温度可以是一个等于或高于TNI(液晶由向列相转变为各向同性的液相的温度)的温度。作为一种用于选择性的照射紫外线的手段，可以使用一种有机膜、无机膜、或金属膜代替所述光掩膜，以便选择性地分配照射的光。
当进行紫外线照射的同时为了稳定液晶的取向将基底在高温(等于或高于TNI)下加热的情况下，在完成照射步骤后所述基底要在一个缓慢冷却烘箱内缓慢地冷却至室温。冷却速度较为可取的是在3℃/h至20℃/h的范围内，更为可取的是在5℃/h至10℃/h的范围内。在形成聚合物壁7之后，可以再一次在弱强度下进行短时间紫外线照射，以便使未反应的材料固化，或使所述聚合物充分交联。按照这种方式，形成了所述液晶部分和所述聚合物部分。所述液晶部分表示出一种具有240度扭曲角的STN取向。
将图6所示的起偏器17安装在按以上所述方法制造的图1的液晶显示板上。如图9所示，起偏器17的相应的两个偏振方向P和A之间形成的角被设定为60度。偏振方向P和A相应的二个磨擦方向之间形成的角分别被设定为45度，借此，制造出一种黄色模式透视型的STN型LCD。
用一台显微镜和一台SEM观察对应于所述液晶显示板的四个象素的那些部分。结果表明隔离物9基本上对应于所述网板的图形而存在，并且聚合物壁7基本上对应于光掩膜图形形成。针对使用图7A至7D所示的相应的四个图形制造的所有这些LCD，对比度(这样制作的这种LCD的电光学特性之一)经测量与例2的液晶显示板的对比度相同，为15。所述对比度是通过使光透过所述LCD板的方式测量的，并且用不加电压时的透光率和加有饱和电压时的透光率之间的比率来表示。
在例3中，本发明被应用于不使用相位板的STN模式的透射型LCD。然而，本发明不限于此，而是还可以通过提供一些反射器应用于STN模式的反射型LCD。在为LCD提供相位板的情况下，还可以利用单色显示彩色等。如果为STN模式的LCD提供了对应于相应的象素而摹制的相位板，那么就可以实现一种高质量的液晶显示模式。用作基底的材料并不限制于这个例子，而是还可以使用透光的透明体，例如，玻璃板和塑料膜。此外这对基底之一还可以含有金属。
此外，如果使用通过将可光聚合化合物材料和具有不同折射率的细微颗粒混合在一起而得到的基底间隙控制材料，那么所述细微颗粒就可以被吸收进入所述聚合物壁，并且该聚合物壁可以散射光。
例4在这个第四个实施例中，所述聚合物壁含有具有与构成聚合物壁的材料的折射率不同的折射率的细微颗粒。
在这个例子中，STN型的LCD是按照与例2相同的方法制成的，只是待注入包括一对基底的液晶盒之间的间隙中的混合物材料不同。
用于这个例子的混合物材料是通过如下方式得到的将4g液晶材料(ZLT-4427)(包括由Merck&Co.，Inc.生产的S-811)；用作可光固化树脂材料的0.1g R-684(由Nippon kayaku Co.，LTD生产)、0.07g对-苯基苯乙烯、0.1g异冰片基异丁烯酸酯和0.1g全氟代异丁烯酸酯； 0.03g Irgacure 651(由Ciba Geigy制造)(用作光引发剂)；以及0.6g氧化铌溶胶(颗粒直径0.5μm，折射率n1.432)相混合。该聚合物树脂的折射率n为1.174。
在按以上所述方法生产的这个例子的LCD中，在所述显示板内部到处存在着所述细微颗粒。然而，由于所述细微颗粒的直径甚小，所以在所述象素部分内部存在这种细微颗粒并不影响该显示板的显示质量和对比度。因此，在所述聚合物壁内部也存在这种细微颗粒。用一台分光光度计(CM-1000，由Minolta Camera K.K生产)来测量这样所得到的LCD的亮度L*。结果L*为41.3。另一方面，按照例2制造的显示板的亮度L*也利用同样的分光光度计测量。结果，L*为38.1。因此，在这个例子中。通过将大约8％的所述细微颗粒加入所述混合物中而提高了亮度值L*。因此，通过将所述聚合物树脂用具有相应的不同的折射率的细微颗粒相混合可以改善所述显示板的亮度。
所述细微颗粒的材料不限于在这个例子中以上所述的那种材料，而是还可以使用任何材料，只要这种材料的折射率不同于所述聚合物树脂的折射率，并且该材料的颗粒直径小于所述隔离物的直径。在这个例子中只使用了一种细微颗粒。然而本发明不限于此，而是即使在使用两种或更多种细微颗粒时也可以获得同样的效果。
例5以下，将描述根据本发明的第5个例子。
根据第五个例子的一种LCD是按照与例1所示的LCD相同的方法制作的。在图1所示的LCD中，一对用玻璃或类似材料制成的基底1a和1b彼此相对设置，液晶区和聚合物壁区7被夹在这对基底1a和1b之间，以便用作显示介质。在基底1a和1b面对所述显示介质的两表面上分别形成条形透明电极2a和2b。如果必要的话可在电极2a和2b上形成电绝缘膜3a和3b，分别在膜3a和3b上形成定向膜4a和4b。包括液晶区6的象素部分12由透明电极2a和2b的相对的部分确定。相对的基底1a和1b的周边边缘利用密封剂5彼此固定在一起。此外，存在于基底1a和1b之间的间隙中的隔离物9被用作所述基底间隙控制材料。
例如，这种LCD可以按照以下方式制造。
首先，利用溅射技术在基底1a和1b上沉积铟锡氧化物(ITO)膜，其厚度为200mm，借此在其上形成条形透明电极2a和2b。其次，还是利用溅射技术分别形成电绝缘膜3a和3b，使得膜3a和3b覆盖透明电极2a和2b。随后，在膜3a和3b上形成定向膜4a和4b并用尼龙布或类似材料对它们进行磨擦处理。在这种情况下，基底1a和1b之中至少有一块需要由透光的透明材料(例如玻璃或塑料)制成。因此，如果基底中有一块是透明的，那么，在另一块基底上就可以形成金属膜或类似物。定向膜4a和4b可以随意形成，也就是说，如果不必要的话，可以不形成定向膜4a和4b。
在这种状态下，隔离物9被分散在一对基底1a和1b(或在基底之上的定向膜4a和4b)之上。而后设置基底1a和1b，使得透明电极2a和2b彼此垂直相对。最后，将基底1a和1b的周边边缘用密封剂5固定起来，借此，制成了一个液晶盒。
将含有至少一种液晶材料和一种可聚合的化合物的混合物注入按这种方式制造的液晶盒的(基底1a和1b之间的)间隙中。
在这种情况下，可以使用可用于常规的TN型、STN型、ECB型、FLC型以及光散射型的各种LCD中的任意的液晶材料。例如，可以使用含有0.3％手性试剂(S-811)的ZLI-4792(由Merek&Co.，Lnc.生产)。
任何的可聚合的化合物都可以使用，只要这种化合物在混合态下固化时其抗压缩值等于或大于10g/mm 就行。例如，可以使用由对-苯基苯乙烯、异冰片基异丁烯酸酯和全氟代异丁烯酸酯构成的化合物或类似物作为可光聚合的化合物。可以使用这些可聚合的化合物中的一种化合物或者它们的合适的组合物。这种混合物材料也可以含有引发剂。例如，可以使用象Irgacure 651(由Ciba Geigy制造)这样的光引发剂。在注入所述混合物材料之后，注入孔可以用一种可用紫外线固化的树脂密封起来。当用紫外线照射所述可用紫外线固化的树脂时，必须小心不要使基底的显示部分(或被注入的混合物)受到紫外线的照射。
其次，所述混合物要被加热或用所述液晶盒外部的一个光源的光(例如紫外线)照射(在这个例子中，所述混合物用光照射)。在这种情况下，要对接受某种能量(例如热和光)的基底作一种处理，以便减少能量强度，例如减少透过打算用作液晶区6的适宜部分的光量。
在用紫外线照射的过程中，通过利用光掩膜阻挡的方式或用金属膜、有机物膜或无机物膜(例如ITO)吸收紫外线的方式，有选择地分配透过的光量。可以使用于发射准直紫外线的高压汞灯作为光源。光照射是在高压汞灯的强度为10mW/cm2的位置上进行的。所述基底在紫外线照射过程中的温度可以是环境温度，或是一个液晶处于各向同性的液相的温度。如果紫外线照射是在等于或高于TN1(由向列相向各向同性相转变的温度)的温度下进行，那么液晶分子的取向可以稳定。
根据这个例子，待施加的能量的强度是有选择地分布的，结果在施加相对高的能量的那些部分中的聚合速度高于在施加相对低的能量的那些部分中的聚合速度。结果，聚合物集中在加有高能量的那些部分中，而液晶集中在加有低能量的那些部分中，于是，产生了所述液晶和所述聚合物的相分离。结果，在一对基底1a和1b之间的间隙中形成了显示介质，在该显示介质中，在适宜的位置上有选择地形成了液晶区6和聚合物壁7。
在进行紫外线照射的同时将所述基底加热至高温以便稳定液晶的取向的情况下，最好将该基底在一个缓慢冷却烘箱内缓慢地冷却至室温。冷却速度较为可取的是在3℃/h至20℃/h的范围内，更为可取的是在5℃/h至10℃/h的范围内。
在这一缓慢冷却步骤进行过程中，如图10A所示，利用一个振动发生器21或超声波振动发生器22，将一种大致范围为10Hz至10KHz的振动加到包括所述基底和所述混合物的显示板上。在这种情况下，保持在显示板23上的振动板24置于振动发生器21上，借此使显示板23振动。在使用超声波发生器22时，把显示板23浸在业已注入超声波发生器22中的液体(例如水)中，借此，将超声波加到显示板23上。结果，由于基底间隙的变化所引起的液晶分子的运动及类似现象变大，因此隔离物9的可移动性变高。
根据这种情况，如图10B所示，可以将一个大致等于驱动电压的电压(即对于STN型是在大致为2至2.5伏的范围内)由驱动电压源25加到一对基底1a和1b上的透明电极2a和2b之间的间隙上，借此，使液晶分子在很大范围内运动。结果，隔离物9的可活动性变高，使得较大数量的细微颗粒(例如隔离物9)被引入聚合物壁7中。因此，聚合物壁7的强度可以增强，所述基底的抗冲击性能可以进一步得到改善。任何细微颗粒[例如基底间隙控制材料(如硅石隔离物)、铁粉和树脂粉末]都可以应用，只要这些颗粒是刚性的并且细小到一定程度。可以将适当数量的隔离物9分散到聚合物壁7中，但其数量最好是在每平方毫米5至200个颗粒这样的范围内。
在形成聚合物壁之后，如果必要，可以再一次用较弱强度进行短时间紫外线照射，使得未反应的材料被固化并且被包在聚合物壁7之中，并使所述聚合物充分交联。
还是在这个例子中，把隔离物9按照与例1完全相同的方式引入聚合物壁7中，如图3A至3E所示的那样。
在图3C和3D所示的缓慢冷却的步骤进行过程中，如果所述基底和混合物受到振动，或者利用图10A和10B所示的方法将一个电压加在所述这对基底之间的间隙上，那么隔离物9的可移动性可以增强并且隔离物9可以更容易地引入聚合物壁7中。换句话讲，可以将更大量的隔离物9引入聚合物壁7中，或者可以以更高的速度将隔离物9引入聚合物壁7中。结果，残留在象素部分中的隔离物的数量可以减少，并且这一数量甚至会更小。
如图2所示，在这样得到的LCD中，大量的隔离物9存在于聚合物壁7中，结果，使聚合物壁7的硬度增加了。此外，由于液晶区6和聚合物壁7是有选择地在适宜的位置上形成的，所以，液晶区6形成在象素部分12中，而聚合物壁7形成在象素部分12以外的那些部分。因此，从象素部分除去了全部的或者甚至更多数量的隔离物9，并且获得显示质量更高和对比度更高的LCD。
通过改变注入液晶盒中的液晶材料和/或改变所述定向膜，可以将按以上所述方式得到的LCD用作TN型LCD、STN型LCD、FLC型LCD或ECB型LCD。此外，这种LCD还可以用作利用光散射模式的LCD；并且通过提供所述的起偏器和反射器，还可以用作透射型LCD或反射型LCD。
在以上所述的这些例子中，业已描述了利用简单矩阵驱动进行显示的LCD；然而，这个方法还可以应用于通过具有薄膜晶体管(TET)和金属-绝缘体-金属(MIM)等的有源矩阵驱动以及类似的驱动方式进行几种显示的其它的LCD。因此，任何驱动方法都可以用于这些例子中。通过为LCD提供彩色滤光片和黑色掩膜，根据这些例子的LCD可以进行彩色显示。
以下，将对根据第五个例子的一个特例进行详细地说明。
特例5-1首先，利用溅射技术在一对基底1a和1b上形成厚度为200nm的由ITO构成的透明电极2a和2b。其次，还是利用溅射技术形成电绝缘膜3a和3b，以便覆盖透明电极2a和2b。在绝缘膜上形成定向膜4a和4b并用尼龙布对其进行磨擦处理。在这种情况下，这对基底1a和1b彼此垂直相对设置，而后将硅石隔离物9或类似材料按照每平方毫米50个颗粒的密度分散在基底之间。最后，这两块基底的周边边缘用密封剂5彼此固定在一起，借此，制成了所述液晶盒。
向这个液晶盒的一对基底1a和1b之间的间隙中注入以下一种混合物，该混合物包括含有0.3％的手性试剂(S-811)的4gZLI-4792(由Merck&Co.，Inc，生产)(用作液晶材料)；对一苯基苯乙烯、异冰片基异丁烯酸酯和全氟代异丁烯酸酯的混合物(按照1∶6.5∶2.5的比例)(用作可光聚合化合物)以及Irgacure 651(由Ciba Geigy制造)(用作光引发剂)。
其次，用一光掩膜覆盖所述基底的一个表面，使得对应于液晶区6的那些部分是遮光部分，而后，用发射准直光束的高压汞灯从光掩膜一侧照射紫外光。光照射是在紫外线强度为10mW/cm2的位置进行的。在完成这种照射之后，将该液晶在一个缓慢冷却烘箱内缓慢冷却。接下去用弱强度再一次进行矩时间的紫外线照射，以使未反应的材料固化并且使所述聚合物充分交联。
测量在LCD内部形成的聚合物壁的硬度要使用一种笔形简化试验器，该试验器具有一个铝制的、直径为1mm 的、附着在该试验器的头部顶端51上的夹紧装置，如图11所示那样。结果，硬度大约为10g/mm 。被引入聚合物壁7中的隔离物9的散布量大约为每平方毫米50个颗粒。如图11所示，将处理成厚度为5至10μm的聚合物板53放置在铝制的工作台52上，然后，使用带有压力计54的压力检测器测量实际压力。
在利用厚度为0.5mm的7059玻璃作基底来制造LCD时，如图11所示那样，利用设置在所述玻璃基底上方的试验器所测得的压力为1000g/mm 。另一方面，当使用厚度为0.4mm的丙烯基塑料作基底时，压力强度大约为750g/mm 。
对照例5-1按照与特例5-l相同的方法，将一双带有电极和定向膜的基底(使用厚度为0.4mm的塑料膜作为基底)用插入垫片中的密封剂彼此固定在一起。所述液晶和所述光固化的树脂被夹在这一对基底之间的间隙中。在这个对照例5-1中，使用了ZLI-4792液晶(由Merck&Co.，Inc.生产，含有手性试剂S-811)和可光固化树脂(硬脂酰丙烯酸酯)，并将所述液晶和所述可光固化树脂混合，使得摩尔分数比为8.2而不是1.8。而后，利用常规的真空注射法将该混合物注入所述间隙中。接下去，以10mW/cm2的强度从所述光掩膜的上方照射紫外线，借此，使所述液晶和可光固化树脂发生相分离，以便与所述光掩膜图案相一致。在所述相分离之后，再一次用紫外线照射，以便改善所述聚合物的交联程度。对这样制成的液晶盒进行在例5中进行过的压力测试。结果，在压力强度为120g/mm 时所述聚合物壁破裂。另一方面，在只用紫外线照射所述可光固化树脂以便使其聚合、并且按照与图11所示方法相同的方法、用具有一铝制尖端、直径为1mm 的笔测量其抗冲击强度时，该固化树脂的抗压值大约为9g/mm 特例5-2在本发明的这个特例中，通过移动细微颗粒(例如用以控制所述间隙的隔离物9)使得在所述液晶和所述聚合物的相分离过程中大量这样的颗粒引入聚合物壁7中，这样，聚合物壁7的硬度得到了改善。按照与例5相同的方法制作基底，使用与例5相同的材料作为混合物材料，例如液晶材料和可聚合化合物。完成与例5相同的制造步骤直到使所述液晶和所述聚合物相分离的光照射步骤为止。此后，在缓慢冷却步骤进行过程中，所述基底受到由振动发生器21产生的1KHz振动的作用，如图10A所示那样。所述振动使所述基底间隙改变，使得隔离物9的可移动性变大。结果，较大数量的隔离物9引入聚合物7中，或者它们会按照比特例5-1更高的速度引入其中。
接下去，再一次周弱强度进行短时间紫外线照射，以使未反应的材料固化并使聚合物充分交联。
用一个笔形简化测试器测量在LCD内部形成的聚合物壁的硬度，这个测试器在其头部的顶端51带有一个直径为1mm 的铝制夹紧装置，如图11所示那样。测量结果大约为21g/mm 。另一方面，引入聚合物壁7中的隔离物9的数量大于特例5-1的相应的量。
在利用厚度为0.5mm的7059玻璃作为基底来制作LCD的情况下，利用如图11所示的、设置在所述玻璃基底之上的测试器测得的压力强度为1250g/mm 。另一方面，如果使用厚度为0.4mm的丙烯基塑料作为基底，其压力强度大约为920g/mm 根据以上所述的特例5-1和5-2的结果来推测，发现在所述聚合物壁7中含有大量的细微颗粒时，聚合物壁7的硬度增加，并且如果聚合物壁7的硬度比较高，那么该液晶装置的抗冲击强度将得到改善。
以下表2示出了在用笔输入数据时对加到所述LCD上的压力的测量结果。这个试验是按照以下方式进行的使用图12A和12B所示的装置；今十个男人和十个女人在所述基底的表面上书写四个印刷符号“あ”、“お”、“8”和“4”；并且测量相应的压力值。如图12A所示，利用一台动态应力检测器122检测在试验板120上产生的应力并用示波器124加以监控。在试验板120中，如图12B所示那样，隔离物35置于玻璃基底31上的透明电极32和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂33上的透明电极34之间的间隙中。压力用笔加到PET树脂33上。测量值(g/mm ) 最大值最小值 平均值男人(10个)740210450女人(10个)420180320(所有这些人的平均值为385g/mm )如表2所示，由10个男人之中的某一个人加到LCD上的压力的最大值为740g/mm ，而由十个女人中的某一个女人加到LCD上的最大压强为420g/mm 另一方面，这二十个人所加压强的平均值为385g/mm 考虑到这个结果，对于带有数据输入笔的LCD来说，具有大约750g/mm 的强度就足够了。因此，特例5-1和5-2的LCD适合用笔输入数据。
另一方面，还可以使用以下方法来改善LCD的抗压值。
1.一个方法是为LCD的输入表面单独提供一个用塑料、玻璃或类似材料制成的保护基底。
2.一个方法是使用一个具有足够的厚度的基底作为输入侧的基底，以便用笔进行输入操作时不会出现弯曲或类似情况。
3.一个方法是分散大量隔离物。
4.一个方法是形成壁形有机物膜(例如感光性树脂或类似物)，以便作为隔离物。
每一种方法都有其自身的问题。例如，根据方法1和2，在显示部分和笔的顶端之间产生了视差。如果使用方法1至3，那么该装置变得太重或太大，使得必要的成本变高，这是很不利的。根据方法4，对注入液晶的区域的体积要加以限制，使得注入液晶要花费多得多的时间并且LCD的生产工艺变得复杂了，这是很不利的。
与这些方法相比较，只须对弥散有聚合物的LCD的生产工艺稍加改进就可以更容易地生产根据本发明的LCD，并且这种装置不会产生视差，也不会变得太重和太大。此外，这种LCD还可以以合理的成本生产，因此，显示出很大的实用性。
如上所述，在相对的基底之间的间隙中的适宜的位置上形成的聚合物壁可以具有一种抗外加压力的强度，这个强度用等于或大于10g/mm 的压强值来表示。这个值对于承受在用笔完成通常的输入操作时所强加给LCD的压力是充分的。因此，为了改善其抗外加压力的强度而在所述基底上设置保护基底(例如玻璃基片或塑料膜)将不再是必要的了。结果，可以消除所述笔的顶端和所述显示位置之间的视差，并且该装置的重量可以进一步减少。此外，根据本发明的制造方法，所述基底间隙控制材料可以引入所述聚合物壁中，借此，改善了所述聚合物壁的硬度和整个基底的强度。更进一步，根据本发明的制造方法，可以从所述液晶区除去全部或大部分基底间隙控制材料，使得所述象素的显示质量及其对比度可以得到很大的改善。
如上所述，根据本发明，绝大部分的基底间隙控制材料可以存在于所述聚合物壁中，结果，可以从所述象素中除去或大部分基底间隙控制材料，借此，改善了所述显示象素的显示质量和对比度。此外，根据本发明，可以使用一种这样的方法，在该方法中使用了趋向存在于所述聚合物壁内部而不是存在于液晶区的基底间隙控制材料；或者使用一种用于印刷和分配所述基底间隙控制材料的方法。
在使用这样一种方法(在该方法中使用了趋向存在于所述聚合物壁内部而不是存在于所述液晶区里的基底间隙控制材料)的情况下，所述基底间隙控制材料(无论这种材料是聚合物树脂，还是球形隔离物)由于在所述液晶和所述聚合物的相分离过程中受到液晶的表面张力的作用而被排出液晶区，使得所述基底间隙控制材料可以被引入所述聚合物壁中。
更进一步，如果在所述基底的至少一片上形成一种由趋向于使所述基底间隙控制材料更容易存在于所述聚合物壁内部的材料构成的定向膜，那么在所述定向膜中就不会残留基底间隙控制材料。结果，可以从象素中除去全部或绝大多数的基底间隙控制材料，借此，进一步改善了所述显示象素的显示质量和对比度。
另一方面，在使用用于印刷和分配所述基底间隙控制材料的方法的情况下，所述基底间隙控制材料可以被分配在适宜的位置上，结果大多数基底间隙控制材料可能更容易存在于所述聚合物壁内部。此外，和所述弥散法相比，可以更为有效地利用所述基底间隙控制材料。
此外，当用紫外线照射包括所述液晶和所述可光聚合的树脂的混合物时，如果通过用一个光掩膜覆盖对应于象素部分的那些部分的方式使所述照射强度在所述象素部分和所述象素以外的部分之间有选择地加以区别，那么就可以很容易地按照简单的结构在所述象素部分内部形成液晶区，并且很容易地在所述象素部分以外的部分形成所述聚合物壁。结果，可以从象素中除去全部或绝大部分基底间隙控制材料。另一方面，如果在至少一个面对所述显示介质的基底的表面上形成由有机物膜、无机物膜或金属膜构成的透明电极或类似物来代替所述光掩膜，那么可以更为容易地选择性分配被照射的光。
此外，根据本发明，在相对的基底之间的间隙中的适宜的位置上形成的聚合物壁的抗压值为10g/mm 或更大，结果，这种LCD抗外加冲击的强度可以提高，并且这种LCD可以令人满意地耐受在使用笔进行通常的输入操作过程中所施加的压力。另一方面，由于不必要为改善所述基底的强度而为这种LCD提供保护基体或类似物，所以不会在所述显示位置和所述笔的顶端之间出现视差，并且这种装置也不会变得太重或太大。
更进一步，根据本发明，大量基底间隙控制材料(例如隔离物)在所述液晶和所述聚合物的相分离过程中可以引入所述聚合物壁中，借此，更进一步提高了所述LCD的强度。这种把大量的基底间隙控制材料引入所述聚合物壁中的方式使得有可能从所述象素中除去全部或者至少是绝大多数隔离物，借此，进一步改善了所示显示象素的显示质量和对比度。
然而，根据本发明，所述聚合物壁可以同时固定在所述基底的两片之上，所以所述LCD的强度可以进一步增加。
通过对一种聚合物弥散型LCD的生产工艺稍加改进，可以很容易地形成根据本发明的LCD。因此，本发明的方法不会使所述生产工艺复杂化并且不需要更高的成本。
例如，本发明可以应用于一种平板式显示装置，例如个人计算机、液晶电视以及便携式显示装置(包括薄膜基底)。本发明还可以应用于以下几种类型的LCD，这些类型包括扭曲向列(TN)型、超扭曲向列(STN)型、电控制双折射(ECB)型、铁电液晶(FLC)显示型以及光散射型，其中，通过在相对的基底之间的间隙中的相分离，在适宜的位置上有选择地形成所述液晶区和所述聚合物壁；本发明还可以应用于制造这些类型的LCD的方法。具体讲，本发明可以有效地应用于那种用作便携式信息处理装置的终端(这种终端是用于用笔输入数据，并且其中的显示部分和输入部分是以整体方式形成的)的LCD、需要广视角的电视、以及办公自动化装置(例如显示器)；并且本发明还可以应用于制造这些装置的方法。
在不脱离本发明的范围和构思的条件下，各种其他的改进对于本技术领域的普通技术人员来说是显而易见的，并且可以很容易地进行这些改进。因此，本申请的权利要求的范围不限于以上所作的说明，而是要使本申请的权利要求书所要求保护的范围更宽。
权利要求
1.一种液晶显示装置，包括一对彼此相对设置的基底和夹在这对基底之间的显示介质，所述显示介质具有若干包括一个或一系列象素的液晶区，所述液晶区被聚合物壁包围，其中设置在这对基底之间的间隙中的基底间隙控制材料的数量在所述聚合物壁中大于在所述液晶区中。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于所述基底间隙控制材料是由一种趋向存在于所述聚合物壁中而不是存在于所述液晶区的材料构成的。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于在所述那对基底的至少一片之上包括一个定向膜，该定向膜是由一种趋向于使所述基底间隙控制材料存在于所述聚合物壁中的材料构成的。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于所述的基底间隙控制材料是球形隔离物。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于所述的基底间隙控制材料是聚合物树脂。
6.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于所述聚合物壁包括至少一种具有不同于所述聚合物壁的折射率的折射率的细微颗粒的混合物。
7.一种用于制造液晶显示装置的方法，所述的液晶显示装置包括一对彼此相对设置的基底和夹在这对在底之间的一种显示介质，所述显示介质具有若干包括一个或一系列象素的液晶区，所述液晶区被聚合物壁包围，所述方法包括以下步骤设置所述那对基底，使其彼此相对并在它们之间夹置由一种趋向存在于所述聚合物壁中而不是存在于所述液晶区的材料构成的基底间隙控制材料；将一种包括至少一种液晶材料和一种可光聚合的化合物的混合物注入所述这对基底之间的间隙中；以及用紫外线对所述混合物进行有选择的照射，借此形成由被所述聚合物壁包围的液晶区构成的显示介质，并使大部分所述基底间隙控制材料存在于所述聚合物壁中而不是存在于所述液晶区。
8.根据权利要求7所述的用于制造液晶显示装置的方法，其特征在于在所述的有选择地用紫外线照射所述的混合物的步骤中，所述混合物对应于象素部分的那些部分用一个光掩膜覆盖，借此，有选择地区分开所述象素部分和象素部分以外的部分之间的强度。
9.根据权利要求7所述的用于制造液晶显示装置的方法，其特征在于在所述的有选择地用紫外线照射所述的混合物的步骤中，通过在至少一个面对所说显示介质的基底上形成一种有机膜、一种无机膜或者一种金属膜对被照射的紫外线进行有选择的分配。
10.根据权利要求7所述的用于制造液晶显示装置的方法，其特征在于所述的照射步骤是在一个等于或大于所述液晶的向列相—各向同性相转化温度(TNI)下进行的。
11.一种用于制造液晶显示装置的方法，所述的液晶显示装置包括一对彼此相对设置的基底；以及夹在这对基底之间的一种显示介质，所说显示介质具有若干包括一个或一系列象素的液晶区，所述液晶区被聚合物包围，所述方法包括以下步骤通过在所述这对基底的至少一片上的适宜的位置设置基底间隙控制材料将这对基底设置得彼此相对；将一种包括至少一种液晶材料和一种可光聚合化合物的混合物注入所述这对基底之间的间隙中；以及用紫外线有选择地照射所述混合物，借此形成包括被所述聚合物壁包围的液晶区的显示介质并且使大部分基底间隙控制材料存在于所述聚合物壁中而不是存在于所述液晶区。
12.根据权利要求11所述的用于制造液晶显示装置的方法，其特征在于还包括一个用于在适宜的位置上设置所述基底间隙控制材料的印刷步骤。
13.根据权利要求11所述的用于制造液晶显示装置的方法，其特征在于在所述的用紫外线有选择地照射所述混合物的步骤中，用一个光掩膜覆盖所述混合物的对应于象素部分的那些部分，借此，有选择地区分开所述象素部分和所述象素部分以外的部分之间的光强度。
14.根据权利要求11所述的用于制造液晶显示装置的方法，其特征在于在所述的用紫外线有选择地照射所述混合物的步骤中，通过在至少一个面对所述显示介质的基底上形成一种有机膜、一种无机膜或一种金属膜的方式有选择地分配被照射的紫外线。
15.根据权利要求11所述的用于制造液晶显示装置的方法，其特征在于所述照射步骤是在一个等于或大于所述液晶的向列相—各向同性相转化温度(TNI)的温度下进行的。
16.一种液晶显示装置，包括一对彼此相对设置的基底和被夹在所述这对基底之间的显示介质，所述显示介质具有若干处于适宜位置的被所述聚合物壁包围的液晶区其中所述聚合物壁是由具有在固化态等于或大于10g/mm 的抗压值的聚合物材料构成的。
17.根据权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于所述聚合物壁包含有细微颗粒。
18.根据权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于所述聚合物壁包括至少一种热固树脂和一种可光固化树脂，并且所述聚合物壁被固定在所述这对基底的二片之上。
19.一种用于制造液晶显示装置的方法，所述液晶显示装置包括一对彼此相对设置的基底和被夹在这对基底之间的显示价质，所述显示介质具有若干处在适宜位置的被所述聚合物壁包围的液晶区，所述方法包括以下步骤注入一种包括至少一种液晶材料和一种在其固化态具有等于或大于10g/mm 的抗压值的可聚合化合物的混合物；以及将热能或光能加到所述的混合物上，以便使所述液晶材料和所述可聚合化合物发生相分离，借此，在适宜的位置上形成所述液晶区和所述聚合物壁。
20.根据权利要求19所述的用于制造液晶显示装置的方法，其特征在于在将热和光能加到所述混合物上以便使所述液晶材料和可聚合化合物发生相分离的过程中，至少要向所述的混合施加适宜的振动。
21.根据权利要求19所述的用于制造液晶显示装置的方法，其特征在于在将热和光能加到所述混合物上以便使所述液晶材料和可聚合化合物发生相分离的过程中，在被夹在所述这对基底之间的混合物的两端加上适宜的电压。
全文摘要
本发明的液晶显示装置包括一对彼此相对设置的基底和被夹在这对基底间的显示介质，所述显示介质具有包括一个或一系列像素的液晶区，所述液晶区被聚合物壁包围着，其中被设置在所述这对基底之间的间隙中的基底间隙控制材料在聚合物壁中的数量大于所述液晶区中的该控制材料数量。
文档编号G02F1/13GK1120177SQ9510452
公开日1996年4月10日 申请日期1995年3月17日 优先权日1994年3月18日
发明者山岸慎治, 四宫时彦, 藤森孝一, 西口宪治 申请人:夏普公司