[发明专利]液晶显示装置及其制造方法

说明书

本发明涉及一种液晶显示(LCD)装置及其制造方法。更具体地讲，本发明涉及这样一种LCD装置，其所包含的由聚合物隔层相互隔离的液晶微滴能用扭曲向列(TN)方式，超扭曲向列(STN)方式，电控双折射(ECB)方式，铁电液晶(FLC)方式，光散射方式，和相类似方式进行控制，以及这种LCD装置的制造方法。

对于LCD装置目前已经有许多种显示方式。对于应用光效应的LCD装置，已经实现例如使用向列液晶的TN方式和STN方式。近几年，使用FLC的LCD装置已经达到了实际应用的水平。

现在出现了一种新的LCD装置显示方式，其中采用液晶的双折射来对液晶的透明或白色不透明状态进行电控制。在这种方式中，液晶(LC)分子的正常折射率与作为显示介质的聚合物的折射率基本上是匹配的。当向液晶施加电压时，沿电场方向排齐的液晶呈透明状态。在没有向液晶施加电压的时候，致使液晶不规则取向而使其呈白色不透明状态，即光散射状态。制造这种显示方式的LCD装置的方法有以下五种：

(1)用聚合物壳把液晶封装起来以提供一个显示介质(公开号为58-501631的日本申请)的方法。

(2)一种方法，其中可光固化的或热固性树脂与液晶混合在一起。通过固化树脂使液晶与树脂分开以在树脂中形成一个液晶区(公开号为61-502128的日本专利申请)。

(3)一种控制液晶区域液滴直径的方法(公开号为3-72317的日本专利)。

(4)一种使液晶进入多孔聚合物膜的孔的方法(公开号为3-59515的日本专利)。

(5)一种方法，其中作为光散射源的聚合物小球浮在液晶中由相对的两个透明电极所限定的区域中(公开号为3-46621的日本专利)

但是，以上方法各自有以下的缺点。

在方法(1)中，封装的液晶构成了一个独立的液晶(LC)滴。这样，对每一个LC液滴需要施加一个驱动电压以改变液晶分子的取向因此，要把所有这样的LC液滴作为一个整体来同时驱动就需要增加驱动电压。这限制了所形成的LCD装置的应用。

方法(2)和(3)采用了相分离。这样，在方法(2)中很难使LC液滴定位于准确的两维位置上，在方法(3)中很难准确地控制LC液滴的直径。

由于方法(4)在LC液滴的形成中没有采用相分离，所以，其优点是树脂材料和液晶材料的使用范围可以相当大，而且多孔聚合物膜可以足够纯净。但是，现在这种方法有如下的缺点：不能按要求控制LC液滴的直径；不能准确地控制LC滴在基片表面的位置。

方法(5)能够提供很强的光散射能力。但是，这种方法有如下缺点：很难均匀分布小球，因此很难获得关于所有像素都相同的散射率，从而使显示不均匀。

如上所述，在采用其中散布液晶的聚合物的LCD装置中，其中LC液滴分散在聚合物母体上，LC液滴的形状是不一致的，而且由于制造方法的限制，很难使LC液滴沿基片表面精确排列。由于不能精确排列LC液滴，因此就需要向各LC液滴施加不同的驱动电压。这会在电光特性的临界值处失去清晰度并相对增加驱动电压。由于出现了大量的散射光较少的LC液滴，因此，使所形成的LCD装置的对比度较低。此外，如上所述，由于LC液滴的形状不一致以及LC液滴很难沿基片表面精确排列，因此不可能获得高清晰度的大屏幕。对于采用断续驱动(duty driving)方法进行驱动的LCD装置，其中驱动方法采用了一个通过通断一个信号而获得的平均值，在这种情况下不可能提高占空系数。

为了解决上述问题，转让给本申请的受让人的申请号为5-30996的日本专利申请记载了一种LCD装置400，如图12和13所示。参照图12，在彼此相对的一对基片101a和101b之间注入一种由液晶材料，可光固化树脂和光聚合引发剂形成的混合物113。把遮光模114放在基片101a上，遮光模114有遮光部分110和透光部分111，以便使遮光部分110盖在像素部分上。然后，从遮光模114一侧发射紫外(UV)光108照射在混合物113上。如图13所示，通过照射，LC分子聚集在与微弱的光照射区域相对应的像素部分上，以在显示介质层形成液晶(LC)区域106，同时聚合物聚集在与强光照射区域相对应的在像素部分以外的部分上，以在显示介质层中形成聚合物间隔壁107。在这种所记载的LCD装置400中，由于像素部分被遮光膜遮住光，所以，能够在像素部分形成LC区域106。