[發(fā)明專(zhuān)利]液晶裝置和在其盒壁上提供表面排列及分子預(yù)傾角的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 95192465.6
• 申請(qǐng)日: 1995-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1041242C
• 公開(kāi)（公告）日: 1998-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·P·布賴(lài)恩－布朗;D·G·麥唐奈爾;M·J·陶勒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 英國(guó)國(guó)防部
• 主分類(lèi)號(hào): G02F1/1337
• 分類(lèi)號(hào): G02F1/1337
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王勇,張志醒

本發(fā)明涉及液晶裝置排列。這種液晶裝置通常由封閉在盒壁之間的一薄層液晶材料構(gòu)成。形成在盒壁上的光學(xué)透明電極結(jié)構(gòu)使得作用在這一層液晶上的電場(chǎng)將液晶分子重新取向在一種通導(dǎo)(ON)狀態(tài)。一旦撤掉電場(chǎng)這些液晶分子就恢復(fù)到它們的關(guān)閉(OFF)狀態(tài)。

有三種已知類(lèi)型的液晶材料，即向列相、膽甾相和近晶相液晶，它們分別具有不同的分子取向。

本發(fā)明具體涉及采用向列相或長(zhǎng)螺距膽甾相液晶材料的液晶裝置和對(duì)盒壁的表面排列處理。這種表面排列處理使與盒壁接觸的液晶分子沿著一定的排列方向進(jìn)行排列。通過(guò)將這些排列方向設(shè)置為正交方向，可以迫使液晶在其電壓關(guān)斷狀態(tài)下具有扭曲結(jié)構(gòu)。這種液晶盒被稱(chēng)為扭曲向列相液晶盒。在向列相液晶材料中加入少量膽甾相液晶材料使之具有選定的扭曲方向以確保液晶盒中的液晶分子具有一致的扭曲。此外還可以制成具有大于90°的扭曲角的液晶盒；例如在US-4,596,446中描述的超扭曲向列相液晶盒，或270°扭曲向列相液晶盒。排列處理的另一個(gè)要求是使在液晶盒壁處的液晶分子還具有一定的表面傾角。這種表面傾角對(duì)于確保某些液晶盒，例如在GB-1,472,247和1,478,592中所描述的液晶盒的均勻顯示是必要的。

有一種導(dǎo)致排列的方法稱(chēng)為摩擦方法，這種方法使用一塊軟布單向摩擦具有或不具有聚合物層的液晶盒壁。液晶分子沿摩擦方向排列，根據(jù)聚合物層的情況通常具有大約2°或者更大的表面傾角。

另一種已知的排列技術(shù)為斜蒸技術(shù)，如斜蒸SiO技術(shù)，根據(jù)蒸發(fā)方向的角度不同，這種方法可以產(chǎn)生零表面傾角，或較大的傾角如30°。這種技術(shù)在大量制造時(shí)是很麻煩的，但是更重要的問(wèn)題是它在液晶盒壁的整個(gè)大面積上難于形成均勻的排列方向和表面傾角。

構(gòu)成熱色顯示的短螺距膽甾相液晶材料是借助于在塑料液晶盒壁上形成壓紋的光柵結(jié)構(gòu)排列的，這在GB-2,143,323中給予了介紹(McDonnell，1983年)。過(guò)去利用光柵來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)傾排列是采用一個(gè)炫耀光柵與一個(gè)正弦光柵交叉(E.S.Lee等，SID?93文摘，957頁(yè))。液晶定向分子沿著正弦光柵的溝槽排列，然后沿著炫耀光柵的溝槽排列，以形成傾角。在JP-A-60060624中介紹了一種利用兩束干涉條紋對(duì)一層光敏層曝光來(lái)制造炫耀光柵的方法。

其它排列技術(shù)包括采用Langmuir?Bloggett技術(shù)(H.Ikeno等人，日本應(yīng)用物理雜志第27卷，第495頁(yè)，1988年)；在基板上施加磁場(chǎng)(N.Koshida和S.Kikui，應(yīng)用物理通信雜志，第40卷，第541頁(yè)，1982年)；或者采用通過(guò)機(jī)械拉伸形成的具有光學(xué)各向異性的聚合物膜(H.Aoyama等，分子晶體與液晶，第72卷，127頁(yè)，1981年)。并且已經(jīng)制成了只有一個(gè)表面經(jīng)過(guò)摩擦的扭曲向列相結(jié)構(gòu)(Y.Toko等，日本顯示雜志92期491頁(yè))。

M.Schadt，K.Schmitt，V.Kozinkov和V.Chigrinov在日本應(yīng)用物理雜志31卷，2155頁(yè)(1992)中介紹了一種改進(jìn)的摩擦聚合物排列方法。當(dāng)用偏振光照射時(shí)這種聚乙烯肉桂酸酯材料形成具有各向異性分布的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種各向異性使得表面上的液晶排列處于選定的方位角方向。向列相偶極子的方向垂直于用于使表面發(fā)生交聯(lián)的光的偏振方向，并且具有零表面傾角(預(yù)傾角)。

對(duì)于大多數(shù)液晶盒來(lái)說(shuō)，分子表面傾角對(duì)顯示器的正確工作是十分必要的。

本發(fā)明的目的在于在液晶顯示裝置中提供適宜的液晶分子排列和表面傾角。

根據(jù)本發(fā)明在有序聚合物排列層中零表面傾角的問(wèn)題是通過(guò)采用炫耀(不對(duì)稱(chēng))光柵結(jié)構(gòu)對(duì)交聯(lián)層的表面輪廓整形來(lái)解決的。

根據(jù)本發(fā)明提供表面排列和表面分子傾角的方法包括以下步驟：

形成一層能夠在液晶盒壁表面上發(fā)生交聯(lián)的材料，

用偏振光照射這層材料，使之發(fā)生各向異性交聯(lián)反應(yīng)，

在該交聯(lián)層上形成一個(gè)不對(duì)稱(chēng)光柵，從而使與這一層材料接觸的液晶分子在液晶盒壁的平面上發(fā)生排列和產(chǎn)生傾角。

這種材料可以是當(dāng)用紫外光照射時(shí)其分子量增加的一種聚合物、低聚物、或單聚物，并且這種材料最好是與塑料或者玻璃盒壁兼容的。

構(gòu)成光柵的溝槽可以沿著偏振光的偏振方向排列，或者沿著與偏振光方向成非零角度的方向排列。

偏振光的偏振特性可以從線(xiàn)性變化到含有一定量的橢圓偏振光。橢圓度改變了方向角錨定能量，即排列方向的強(qiáng)度。

根據(jù)本發(fā)明一種液晶盒包括：

兩個(gè)分隔開(kāi)的液晶盒壁，在其上相對(duì)的表面上具有電極結(jié)構(gòu)以在電極交叉處形成象素，在其中至少一個(gè)相對(duì)表面上具有排列層，