制造聚合物分散型液晶显示器的设备和方法技术

一种用于制造聚合物分散液晶层的设备，包括中空的球状光反射部件，在反射部件上的液晶池的支架，和照射到反射部件上的光源。反射部件的内表面组成球状反射表面。反射部件上装有光源。液晶池充满液晶和聚合物原料的混合溶液，由支架支撑。然后，打开光源。通过球状反射表面，从不同的方向反射发自光源的光，使液晶池上各个方向入射光均匀，基本上光强度恒定。因此，照射到液晶池中的混合溶液各个部分的光强度基本相等，进行光聚合的速度是恒定的。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制造聚合物分散型液晶显示(LCD)器的设备和方法，更具体的说，涉及一种用于制造具有均匀内部结构的聚合物分散液晶(LC)层(液晶和高聚物树脂复合层)的聚合物分散型液晶显示器(LCD)的设备和方法。此外，本专利技术还涉及到一种用于制造具有均匀性能的聚合物分散型液晶显示器的设备和方法。聚合物分散型液晶显示器通常包括液晶(LC)池，它由一对有透明电极的透明基片，插入透明基片之间的框形密封件连接形成;和处于液晶池内部的聚合物分散液晶层。聚合物分散液晶层包括树脂和液晶的复合层。一般来说，正介电各向异性向列液晶用来作为液晶物质。在相对的电极之间没施加电压(电场)时，聚合物分散液晶层中的液晶分子指向各个方向。在这种状态下，入射到聚合物分散液晶层的光通过聚合物分散液晶层的散射功能被散射，在透射型液晶元件的情况下，显示器处于暗(黑)的模式。当在相对的电极之间施加一预定的阈值电压或一较高的电压时，液晶分子一致指向垂直于基片表面的方向。在这种状态下，入射到聚合物分散液晶层的光，通过聚合物分散液晶层，几乎不受光散射功能的影响。在透射型液晶显示器的情况下，显示器处于亮(白)的模式。如上所述，聚合物分散液晶显示通过光的透射和散射可以显示所需要的图形，例如字符或数字。一般来说，聚合物分散型液晶显示器是通过下列步骤得到的。液晶池是通过两个透明基片中插入框形密封条连接而成。通过真空注入的方法，向液晶池注入可以进行光聚合反应的聚合物原料(单体，低聚物等)和液晶的混合溶液。装好了混合溶液的液晶池放在液晶池的支架上，从液晶池的上面用光照射，这样处在单体或低聚物状态下的聚合物原料的双键被打开，聚合物原料被分离成自由基。聚合物原料通过自由基聚合反应聚合，在聚合反应中相邻的高分子自由基彼此相互键合。这样，聚合物分散液晶层就形成了。在聚合物分散液晶层中液晶被分散在高聚物树脂层中。在上面的制造方法中，光线是在液晶池的上表面照射，使混合溶液中的聚合物原料进行光聚合。因此，不能得到具有良好性能的聚合物分散型液晶显示器。更具体的说，如果只照射液晶池的一个表面，那么用于聚合物原料光聚合的光强度在光照射面(上面)和相对的面之间是不同的，光聚合速度也是不同的，结果形成的高聚物分散液晶层的内部结构，即液晶分散状态在液晶池的一面和另一面之间是不同的，并且液晶显示器的电光性能下降。此外，如果聚合物物质在储存时被光照过，则部分地进行了聚合。为了避免这种现象，聚合物原料需要在完全遮光状态下保存。可是，在完全遮光状态下保存聚合物原料是很困难的。另外，当聚合物原料与液晶(LC)混合时，或在混合溶液被装填到液晶池时，由于光泄漏，聚合物原料可部分地进行聚合。既然这样，当聚合物分散液晶层形成时，由于时间基准的差异(由于聚合作用的进行造成的分子量的差异)等，常常出现聚合物原料性能的差异。在这种状态下，即使用预定的紫外光照射混合溶液形成聚合物分散液晶层，所形成的聚合物分散液晶层的性能也会在各器件之间或各批器件之间都不相同，在光散射的程度上出现差异，丧失液晶显示器显示性能的均匀性。本专利技术的一个目的就是提供一种用于制备具有均匀结构的聚合物分散液晶层(液晶和高聚物树脂复合层)的聚合物分散型液晶显示器的设备和方法。本专利技术的另一个目的是提供一种用于制备聚合物分散型液晶显示器的设备和方法，即使由于时间基准的差异等造成聚合物原料性能上有差异，用该设备和方法仍能制成具有均匀性能的聚合物分散液晶层。为了达到上述目的，根据本专利技术的第一方面，一种用于制造聚合物分散型液晶显示器的设备包括支撑装置，该装置用来支撑装填了液晶和聚合物原料(该原料可进行光聚合反应)混合溶液的液晶池;和光照装置，该装置用来将一定波长范围的光(该光使聚合物原料发生聚合反应)，从至少两个面，优选是所有方向上照射到由上述支撑装置支撑的液晶池，从而在上述的液晶池内形成聚合物分散液晶层(16)。根据本专利技术的第一方面，制造聚合物分散型液晶显示器的方法包括制备装填了液晶和聚合物原料(该原料可用光照射进行聚合反应)混合溶液的液晶池的步骤;和用光至少从液晶池的两面照射装填了混合溶液的液晶池，聚合物原料聚合，和在所述的液晶池中形成液晶和高聚物树脂复合层的聚合步骤。根据上面结构，相对均匀的光强度的光照射在混合溶液的各个部分，并且在混合溶液各个部分聚合物原料的聚合速度基本上是一恒定值。这样，所形成的聚合物分散液晶层的结构，即液晶在高聚物树脂中的分散状态基本上是均匀的，并且可以得到具有很好性能的聚合物分散型液晶显示器。为了上述目的，根据本专利技术的第二方面，用于制造聚合物分散型液晶显示器的设备包括温度调节装置，该装置用来降低液晶和聚合物原料(该原料用光照射可进行聚合反应)混合溶液的温度，所述的混合溶液被装填到液晶池中，该装置还用来相分离混合溶液中的液晶和聚合物原料;和光照射装置(104，106)，在上述温度调节装置降低混合溶液温度的状态下，该装置用来将光照射在液晶池上，并在所述的液晶池内形成聚合物分散型液晶层。根据本专利技术的第二个方面，用于制造聚合物分散型液晶显示器元件的方法包括将液晶和聚合物原料(该原料用光照可进行聚合反应)注入液晶池的步骤;降低液晶池中混合溶液的温度和混合溶液相分离的温度调节步骤;和在上述温度调节步骤降低混合溶液温度的状态下，用光照射液晶池的光照射步骤。根据上面的结构，混合溶液的温度得到控制，混合溶液被相分离，且形成液晶畴(liquidcrystaldomains)此外，相分离的程度和(液晶)畴的大小得到了控制，并且在最佳(液晶)畴的状态和时间下用光照射。这样，聚合物原料被聚合，(液晶)畴被固定。相应地，聚合物分散液晶层可以这样形成，例如，(液晶)畴的表面积，即液晶与高聚物树脂之间的界面面积是最大的。更具体的说，液晶在高聚物树脂中的分散状态基本上是均匀的，并可以得到具有很好性能的聚合物分散型液晶显示器。本专利技术的其它目的和优点，将在下面的描述中阐述，其中一部分在描述中已经很清楚了，或者通过实施本专利技术可以认识到。本专利技术的目的和优点，通过使用权利要求书中指出的设备及其组合是可以认识到和得到的。构成说明书一部分的附图，本专利技术优选的实施例，上面给出的一般描述和下面优选实施例的详细描述，一起用来解释本专利技术的原理。附图说明图1是根据本专利技术实施例1中用于制造聚合物分散型液晶显示器(LCD)的分散液晶层设备(聚合设备)的垂直剖面图。图2是图1所示的制造设备去掉上部反射部件状态下的平面图;图3是聚合物分散型液晶显示器的剖面图;图4是聚合物分散液晶层的部分放大图;图5是本专利技术实施例2中用于制造聚合物分散液晶显示器的聚合物分散液晶层的设备的垂直剖面图;图6是图5所示的制造设备去掉上部反射部件状态下的平面图;图7是说明实施例1中制造设备改进的剖面图;图8是说明实施例2中制造设备改进的剖面图;图9是说明本专利技术实施例3中用于制造聚合物分散型液晶显示器的聚合物分散液晶层的设备的结构图;图10表明了温度可调室中温度的变化和光接收装置接收到的光量变化对操作时间和聚合光源打开的时间的曲线图;和图11是说明图9所示用于制造聚合物分散型液晶显示元件的设备改进的剖面图。下面描述根据本专利技术实施例用于聚合物分散型液晶显示器的设备和方法。实施例1下面描述按照实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造聚合物分散型液晶显示器的设备，所述的设备包括：支架装置，该装置用于支撑装有液晶和聚合物原料的混合溶液的液晶池，所述的聚合物原料用光照射可进行光聚合反应；和光照射装置，该装置将可引起聚合物原料聚合的一定波长范围的光照射到所 述支撑装置支撑的液晶池上的至少两个侧面，以使在所述的液晶池中形成聚合物分散的液晶层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：武井寿郎，
申请(专利权)人：卡西欧计算机公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]