專利名稱：光調(diào)制元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用呈層列A相的液晶的光調(diào)制元件，更具體地說(shuō)，涉及一種通過(guò)將電場(chǎng)或磁場(chǎng)施加于含有呈層列A相的液晶材料來(lái)調(diào)節(jié)透射光量的元件。
以往，人們業(yè)已提出了各種類型的使用鐵電液晶的光調(diào)制元件。
有一種方法被認(rèn)為是這類光調(diào)制元件的操縱方法，其中鐵電液晶的薄膜被置于兩片起偏振光片之間，兩片起偏振光片的偏振方向互成直角并且應(yīng)用鐵電液晶的雙折射性質(zhì)進(jìn)行光的調(diào)制[參見(jiàn)，Appl，phys.Lett.，vol.36，page899(1980)]。鐵電液晶具有一在其手性層列C相中的層結(jié)構(gòu)且以分子的長(zhǎng)軸在所說(shuō)的層中近似地形成一給定角度θ(稱之傾斜角)來(lái)取向。而且，鐵電液晶形成一螺旋結(jié)構(gòu)，液晶物質(zhì)的長(zhǎng)軸方向隨通過(guò)液晶層傳播透射光而逐漸變化(

圖1)。
當(dāng)把鐵電液晶物質(zhì)裝入到間隙大約為2μm的液晶小室(cell)中時(shí)，所說(shuō)的鐵電液晶物質(zhì)受其基片影響且以使與基片平行來(lái)取向。因此，兩種取向方向是可能的(圖2)。
當(dāng)把電場(chǎng)施加于初始定向的液晶物質(zhì)時(shí)，分子的長(zhǎng)軸以一個(gè)方向由液晶物質(zhì)的自發(fā)偏振和電場(chǎng)之間的相互作用來(lái)取向(圖3a)。而且，當(dāng)把反向電場(chǎng)施加于業(yè)已以一個(gè)方向取向的液晶物質(zhì)時(shí)，所說(shuō)的液晶物質(zhì)則以與上述方向不同的合適方向來(lái)取向(圖3b)。
一種光調(diào)制元件可以由使象這樣取向的液晶材料與起偏振光片結(jié)合來(lái)形成。即，當(dāng)由液晶物質(zhì)的定向分子的方向和起偏振光片的偏振軸向的方向所形成的角度為零時(shí)，則通過(guò)元件的透射光量為最小，而當(dāng)角度θ為45°時(shí)，則透射光量為最大。因此，通過(guò)把起偏振光片設(shè)置到可以形成一個(gè)合適的角度θ，有可能進(jìn)行光的調(diào)制。
利用鐵電液晶的雙折射性質(zhì)的光調(diào)制元件與一般的液晶元件相比具有這樣一些優(yōu)點(diǎn)(1)功率消耗量低;(2)響應(yīng)快速;(3)可以保持記憶狀態(tài);以及閾電壓陡而低。故而，在光調(diào)制元件的領(lǐng)域中，特別是顯示器件，鐵電液晶是有前途的。
然而，目前這種光調(diào)制元件尚未投入實(shí)際使用。這是因?yàn)?1)難以制備具有均勻厚度的薄膜元件;(2)難以以良好的重現(xiàn)性來(lái)控制均一而等同的取向狀態(tài);(3)液晶物質(zhì)的取向狀態(tài)對(duì)抗機(jī)械沖擊是差的;(4)在顯示刻度方面有困難等等。而且，在作為該元件的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)的記憶狀態(tài)方面，僅僅通過(guò)液晶物質(zhì)的分子和基片表面的界面之間的相互作用來(lái)識(shí)別兩種一致的記憶狀態(tài)存在著相當(dāng)大的困難性。
有人業(yè)已提出了一種客體-主體型(guest-hosttype)光調(diào)制元件。作為一種光調(diào)制元件的類型，其中光調(diào)制是通過(guò)使鐵電液晶與二色性染料混合且利用染料的光吸收作用進(jìn)行的[參見(jiàn)“High-SpeedLiquidCrystalTechnique”，KatsumiYOSHINO著，CMC出版(1986)]。
對(duì)這種元件來(lái)說(shuō)，通過(guò)利用當(dāng)液晶物質(zhì)的取向方向隨電場(chǎng)變化時(shí)，染料的方向也隨其變化而變化的這一效應(yīng)進(jìn)行光調(diào)制(圖4)。透射光量可以由一起偏振光片用染料的二色性來(lái)控制。
然而，在利用雙折射的方法時(shí)，液晶物質(zhì)的初始取向必須是有利的。故而，對(duì)于這種用雙折射的方法來(lái)說(shuō)，就難以控制取向。而且，由于用了染料，所以為了獲得足夠的對(duì)比度，必需使該元件具有一定的厚度(n個(gè)μm)。這樣，要通過(guò)利用基片表面上的取向力來(lái)控制取向就顯得越來(lái)越困難了。此外，其中應(yīng)用手性層列C相的顯示方法具有這樣一些問(wèn)題(1)難以均一且具有良好的重現(xiàn)性地使液晶物質(zhì)定向;(2)取向狀態(tài)易于被機(jī)械沖擊破壞;以及(3)對(duì)于利用雙折射的方法來(lái)說(shuō)，顯示刻度存在著困難性。
液晶會(huì)引起相變，隨著溫度變化，從固態(tài)通過(guò)液晶態(tài)到液態(tài)。眾所周知，許多相狀態(tài)存在于液晶相中(參見(jiàn)“NewestTechniqueofLiquidCrystal”，ShoichiMATSUMOTO和IchiyoshiTSUNODA著，KogyoChosakai出版有限公司出版，1983)。
例如，當(dāng)在光調(diào)制元件中使用鐵電液晶時(shí)，則鐵電液晶介于相互相反的兩片透明的基片之間，每片基片設(shè)有一電極，在透明基片之外設(shè)有偏振方向相互成直角的兩片起偏振光片。改變溫度，以此使鐵電液晶保持在手性層列C相的狀態(tài)。當(dāng)把電場(chǎng)施加于它時(shí)，則改變了定向分子的長(zhǎng)軸的方向，從而可以進(jìn)行光的調(diào)制。
當(dāng)鐵電液晶用于如上所述的光調(diào)制元件時(shí)，則必需使鐵電液晶在初始階段就達(dá)到良好的取向狀態(tài)。即，使液晶物質(zhì)達(dá)到良好的初始取向狀態(tài)對(duì)獲得具有優(yōu)良特性的光調(diào)制元件來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的因素。溫度梯度法和表面處理法被認(rèn)為是鐵電液晶的初始定向的一些方法(參見(jiàn)“High-SpeedLiquidCrystalTechnique”，KatsumiYOSHINO著，CMC出版有限公司出版，1986)。
溫度梯度法包括逐漸地使液晶物質(zhì)的溫度降低，以使液晶物質(zhì)從片邊緣作外延生長(zhǎng)。
表面定向法包括利用沉積在基片表面上的定向控制膜，例如通過(guò)涂敷或者沉積，使液晶分子定向。
在許多情況下，為了使液晶物質(zhì)定向，則把液晶物質(zhì)在高溫下加熱到液態(tài)，然后降低溫度。
如上所述，當(dāng)通過(guò)從液態(tài)降溫使液晶物質(zhì)定向時(shí)，則各種液晶相中的手性層列C相立即從液態(tài)中出現(xiàn)，但是通常，手性層列C相經(jīng)其他液相出現(xiàn)。
具體地說(shuō)，按照熱力學(xué)的穩(wěn)定性，每種相從高溫到低溫一一出現(xiàn)。
液態(tài)→手性向列相→層列A相→手性層列C相。
液態(tài)→手性向列相→手性層列C相。
液態(tài)→手性層列C相。
一般來(lái)說(shuō)，利用一種現(xiàn)象可以把鐵電液晶物質(zhì)用于光調(diào)制元件，其中借助于電場(chǎng)等，在鐵電液晶呈現(xiàn)為手性層列C相的溫度范圍內(nèi)，改變鐵電液晶物質(zhì)的定向分子長(zhǎng)軸的方向。
例如，據(jù)報(bào)道，由以下一般式表示的化合物DOBAMBC
在63-92℃溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)為手性層列C相，借助于電場(chǎng)等，在所說(shuō)的溫度范圍內(nèi)可以改變定向分子長(zhǎng)軸的方向[參見(jiàn)R.B.Meyeretal.，J.de.Phys.，vol.36，pageL-69(1975)]。
然而，很難控制手性層列C相中的初始取向和保持如上所述的取向狀態(tài)。這一事實(shí)已成為實(shí)際使用中的最嚴(yán)重的問(wèn)題。
本發(fā)明試圖解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所出現(xiàn)的這些問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種光調(diào)制元件，它具有以下一些優(yōu)良的特性(1)可以容易地達(dá)到液晶的初始定向;(2)不要求極薄的液晶膜;(3)液晶物質(zhì)的取向狀態(tài)不易受機(jī)械沖擊;以及(4)可以提供層次性質(zhì)(gradationproperty)。
本發(fā)明的第一種基本光調(diào)制元件包括一個(gè)液晶元件，它包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室(cell)，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填。圖7所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第二種基本光調(diào)制元件，它包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填。圖7所示為這一種光調(diào)制元件和在至少一片所說(shuō)的基片的外側(cè)配置的一片起偏振光片Ｕ庖恢衷居諭 。
本發(fā)明的第三種光調(diào)制元件(129)包括兩個(gè)液晶元件(128)和兩片起偏振光片(121)，兩片要設(shè)置得使它們的偏振方向相互垂直或者平行，所說(shuō)的兩個(gè)液晶元件并排地設(shè)置在所說(shuō)的起偏振光片(121)之間，每個(gè)所說(shuō)的液晶元件包括一個(gè)由兩片透明基片(122)組成的小室，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極(125)，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)(123)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙(124)，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)(123)充填，用密封材料密封，其中通過(guò)所說(shuō)的兩個(gè)液晶元件透射的光的延遲值在0.13-0.26μm范圍內(nèi)。圖12所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第四種光調(diào)制元件包括一片起偏振光片(131)和一層至少反射可見(jiàn)光的反射層(137)與一液晶元件，液晶元件包含一由兩片透明基片(132)組成的液晶小室，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極(135)，以及一種呈層列A相的液晶物質(zhì)(133)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙(134)，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，所說(shuō)的液晶元件介于所說(shuō)的起偏振光片(131)和所說(shuō)的反射層(137)之間。這一種元件示于圖13。
本發(fā)明第五種光調(diào)制光件包括一含有兩片透明基片(142)的液晶小室，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極(145)，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)(143)，所物的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物充填，其中把由所說(shuō)的透明基片形成的間隙的寬度調(diào)整到由所說(shuō)的透明基片的壁面效應(yīng)可以使所說(shuō)的液晶物質(zhì)定向以及其中把具有以下長(zhǎng)寬比(l/d)的纖維(147)配置在所說(shuō)的液晶物質(zhì)中3≤l/d≤100式中d為纖維的直徑，l為纖維的平均長(zhǎng)度。圖14所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第六種光調(diào)制元件包括一個(gè)含有一由兩片透明基片(152)組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極(155)和一按這種排列的取向控制層，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)(153)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極(155)相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙(154)，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)(153)充填和用密封材料(157)密封，其中所說(shuō)的取向控制層包括一種有機(jī)高聚合物膜，它具有不低于所說(shuō)的密封材料的固化溫度的β-色散溫度。圖15所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第七種光調(diào)制元件包括一個(gè)含有一由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，借助于至少一片墊片在其間形成一間隙和使透明電極相互相對(duì)排列，所說(shuō)的間隙用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的墊片由以仿造光敏聚酰亞胺前體所得到的聚酰亞胺物質(zhì)形成和其中單疇由所說(shuō)的墊片和所說(shuō)的液晶物質(zhì)之間的界面效應(yīng)形成。圖7所示為一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第八種光調(diào)制元件包括一液晶元件和兩片其偏振方向相互垂直的起偏振光片(161)，所說(shuō)的液晶元件含有一由兩片透明基片(162)組成的小室，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極(165)，和一層按這種排列的鐵電層(166)，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)(163)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙(164)，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填和用密封材料密封。圖16所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第九種光調(diào)制元件包括一包含一個(gè)由兩片透明基片(172)組成的小室的液晶元件，每片基片的表面上設(shè)有一透明電極(175)，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)(173)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的基片借助于至少二片或二片以上的同心O型還用作取向控制膜的墊片(176)以有間距相隔地保持。圖17所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第十種光調(diào)制元件包括一包含一個(gè)由兩片透明基片(182)組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極(185)，以及一呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)(183)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物充填，其中所說(shuō)的基片借助于至少一個(gè)還用作取向控制膜的梳狀墊片(186)以有間距相隔地保持。圖18所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第十一種光調(diào)制元件包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物充填，其中至少一片基片是柔韌性的。圖7所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第十二種光調(diào)制元件包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中至少一片基片是滿足以下關(guān)系式的柔韌性基片a4/Et3＜0.32式中t為撓性基片的厚度(mm);
E為其模量(kgf/m2);
a為間隙寬度(mm)。
圖7所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第十三種光調(diào)制元件包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的液晶物質(zhì)業(yè)已通過(guò)把所說(shuō)的小室中所包含的所說(shuō)的物質(zhì)加熱到接近所說(shuō)的物質(zhì)呈現(xiàn)層列A相的上限溫度和把直流偏壓施加于經(jīng)加熱的物質(zhì)得以初始定向。圖7所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第十四種光調(diào)制元件包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一寬度在1-3μm范圍內(nèi)的間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的基片以有間距相隔地保持，其中所說(shuō)的寬度借助于一片設(shè)有許多用于把所說(shuō)的液晶物質(zhì)裝入到所說(shuō)的間隙中的切口的墊片保持。圖10所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第十五種光調(diào)制元件包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中在所說(shuō)的透明基片之一上設(shè)有一非線性元件。圖11所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第十六種光調(diào)制元件包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的透明基片之一上設(shè)有一有源元件(activeelement)。圖11所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第十七種光調(diào)制元件包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的透明電極之一上設(shè)有一能夠給以所說(shuō)的液晶物質(zhì)定向的有機(jī)薄膜。圖7所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的第十八種光調(diào)制元件包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的透明電極之一上設(shè)有一能夠給以所說(shuō)的液晶物質(zhì)定向的無(wú)機(jī)薄膜。圖7所示為這一種光調(diào)制元件。
本發(fā)明的光調(diào)制元件具有以下一些優(yōu)良的特性(1)可以容易地達(dá)到液晶的初始定向;(2)不要求極薄的液晶膜;(3)取向狀態(tài)具有高的抗機(jī)械沖擊性能;以及(4)可以提供層次性質(zhì)。
圖1所示為以與層列相垂直方向Z成傾斜角使鐵電液晶的每個(gè)分子長(zhǎng)軸傾斜并且以一給定角度使傾斜方向變換，每相由此形成螺旋結(jié)構(gòu)。
圖2所疚恢衷諞話惚∧ぴ鋅贍艽嬖詰牧街秩∠虻淖刺 圖3(a)和3(b)所示為一般薄膜元件中的光開(kāi)關(guān)。
圖4所示為一般主體一客體型光開(kāi)關(guān)元件。
圖5和6所示為說(shuō)明本發(fā)明調(diào)制方法的示意圖。
圖7所示為說(shuō)明本發(fā)明的元件的一個(gè)實(shí)例的剖面圖。
圖8所示為表明透射光量隨施加電壓變化而變化的一例子的示圖。
圖9所示為表明溫度與MHPOBC的所引起的傾斜角的關(guān)系的一例子的示圖。
圖10所示為一片具有一個(gè)適用附著的元件的基片以及一片在實(shí)施例5中應(yīng)用具有8個(gè)切口的墊片。
圖11(a)所示為一液晶顯示器和一薄膜晶體管的剖面圖;圖11(b)所示為含有薄膜晶體管的象素電極的平面圖。
圖12所示為本發(fā)明具有兩個(gè)液晶元件的光調(diào)制元件的剖面圖。
圖13所示為本發(fā)明具有一層反射層的光調(diào)制元件的剖面圖。
圖14所示為本發(fā)明具有由纖維形成的墊片的光調(diào)制元件的剖面圖。
圖15(a)所示為本發(fā)明具有一片帶一個(gè)用密封材料密封的液晶物質(zhì)的入口的矩形墊片的光調(diào)制元件的平面圖;和圖15(b)所示為沿圖15(a)中A-A線切取的元件剖面圖。
圖16所示為本發(fā)明一透明電極上具有一層鐵電層的光調(diào)制元件的剖面圖。
圖17(a)所示為本發(fā)明具有同心O形墊片的光調(diào)制元件的平面圖;和圖17(b)所示為沿圖17(a)中A-A線切取的元件剖面圖。
圖18(a)所示為本發(fā)明具有一些梳狀墊片的光調(diào)制元件的平面圖;和圖18()所示為沿圖18(a)中A-A線切取的元件剖面圖。
以下，將比較詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的光調(diào)制元件。
本發(fā)明的光調(diào)制元件基本上包括一包含一小室的液晶元件和一呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的小室由兩片平行排列的透明基片組成，它們之間有一個(gè)一定寬度的間隙，每片所說(shuō)的基片的相對(duì)側(cè)面上均設(shè)有一透明電極，所說(shuō)的液晶物質(zhì)被裝入到所說(shuō)的間隙中。所說(shuō)的基片的表面上設(shè)有的透明電極這樣設(shè)置，使它們相互相對(duì)排列，它們之間形成一充填液晶物質(zhì)的間隙。
可以用玻璃和聚合物材料的透明片作為本發(fā)明的透明基片。
當(dāng)使用玻璃基片時(shí)，可以在玻璃基片的表面上涂一層主要由諸如二氧化硅組成的底涂層，以防液晶物質(zhì)被分出的堿組分破壞。
一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)使用玻璃基片時(shí)，透明基片的厚度范圍為0.01-1.0mm。
本發(fā)明可以用柔韌性透明基片作為透明基片。當(dāng)用柔韌性透明基片時(shí)，基片中的一片或者兩片可以是柔韌性的。
優(yōu)選采用滿足由以下公式表示的關(guān)系式的柔韌性透明基片(a4)/(Et3) <0.32式中t為柔韌性基片的厚度(mm);
E為柔韌性基片的模量(kgf/m2);
a為由該基片形成的間隙的寬度(mm)。
可以用聚合物材料的薄膜作為柔韌性透明基片。每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極?？梢灾T如通過(guò)用氧化銦錫(ITO)等等涂敷透明基片的表面形成透明電極。透明電極也可用常規(guī)方法形成。透明電極的厚度范圍一般為100-2000
。
可以在透明基片上設(shè)有的透明電極上再設(shè)一定蠆慊蛘咭惶縹鎦什?。例燃偓定舷娿可以是能够蕭旌晶定向祿现x蛘呶藁ぁ 有機(jī)薄膜的實(shí)例包括聚合物材料的薄膜，如聚乙烯、聚丙烯、聚酯類、尼龍、聚乙烯醇以及聚酰亞胺類。薄膜可以通過(guò)在基片上聚合(等離子聚合)、涂敷或者附著形成。而且，有機(jī)薄膜可以通過(guò)化學(xué)吸收有機(jī)硅烷偶合劑或者羧酸多核配位化合物形成。
無(wú)機(jī)薄膜的實(shí)例包括氧化物如二氧化硅、二氧化鍺和三氧化二鋁，氮化物如氮化硅以及其他半導(dǎo)體的薄膜。無(wú)機(jī)膜可以由沉積或者濺射形成。
把使液晶定向的能力給與薄膜的方法的實(shí)例包括在薄膜成形過(guò)程中，把各向異性或者形狀特性給與薄膜本身的方法和在其制作之后把來(lái)自外部來(lái)源的特性給與薄膜的方法。方法的具體實(shí)例包括制備聚合物材料定向膜，斜向沉積二氧化硅以及摩擦聚酰亞胺膜表面。
可以在透明基片上設(shè)有的透明電極上形成一層定向控制層或者一層鐵電層。例如，定向控制層可以通過(guò)化學(xué)吸收有機(jī)硅烷偶合劑或者羧酸多核配位化合物或通過(guò)使氧化硅斜向金屬化形成。另外，定向控制層還可以通過(guò)用聚酰亞胺樹(shù)脂涂敷透明電極的表面，然后以一定方向摩擦它?？梢赃@樣形成定向控制層，以便把它用作下文所述的墊片。
兩片上述的透明基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，在所說(shuō)的基片之間形成一裝液晶物質(zhì)的間隙。
該間隙寬度一般為1-10μm，最好為1-5μm。該間隙可以諸如通過(guò)在兩片基片之間放置一墊片形成。
可以用由仿造光敏聚酰亞胺前體所得的聚酰亞胺類型聚合物材料作為墊片。當(dāng)作這樣的墊片時(shí)，單疇可以通過(guò)墊片和液晶物質(zhì)之間的界面效應(yīng)形成。使用一種還作為定向控制層的墊片往往是適當(dāng)?shù)?，從而省去使用任何特殊的定向控制層。墊片可以呈同心O形或者作為定向控制膜的梳狀。而且，還可用一種具有許多用來(lái)把液晶物質(zhì)裝入到小室中的切口的墊片。
除了墊片之外，可以使用具有液晶物質(zhì)的纖維，此時(shí)可以通過(guò)纖維的存在在基片之間形成一間隙。
最好纖維要滿足由以下公式表示的平均直徑和平均長(zhǎng)度之間的關(guān)系式3≤l/d≤100式中d為纖維的直徑;l為纖維的平均長(zhǎng)度。
纖維的實(shí)例包括由堿玻璃紡絲所得的纖維。
由基片形成的間隙的寬度可以用纖維保持均一?？梢院屠w維一起使用細(xì)粒物質(zhì)。細(xì)粒物質(zhì)的實(shí)例包括粒徑為1-10μm的密胺樹(shù)脂、尿素樹(shù)脂或者苯胍胺樹(shù)脂的顆粒。
小室用密封材料密封。
密封材料的實(shí)例包括環(huán)氧樹(shù)脂類、硅樹(shù)脂類、丙烯酸改性環(huán)氧樹(shù)脂以及硅橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂。
最好通過(guò)應(yīng)用能夠在用作定向控制層的聚合物材料膜的β-色散溫度或者低于此溫度下固化的樹(shù)脂進(jìn)行密封。
把液晶物質(zhì)裝入具有上述結(jié)構(gòu)的液晶小室的間隙中。本發(fā)明可以應(yīng)用的液晶物質(zhì)應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)層列A相。即，液晶物質(zhì)形成一層結(jié)構(gòu)，其中分子長(zhǎng)軸平行于所說(shuō)的層的法線方向。
當(dāng)用偏光顯微鏡檢驗(yàn)呈現(xiàn)層列A相的定向液晶物質(zhì)時(shí)，并不能觀察到在手性層列C相中可以被觀察到的線性扇形、湍流性扇形、云紋狀以及條紋狀微觀結(jié)構(gòu)，但是可以觀察到為層列A相所特有的短棒形、簡(jiǎn)單扇形以及簡(jiǎn)單多邊形微觀結(jié)構(gòu)。
層層A相具有一層結(jié)構(gòu)且分子的長(zhǎng)軸平行于該層的法線。當(dāng)對(duì)它施加外場(chǎng)如電場(chǎng)時(shí)，分子的二極因沒(méi)有圍繞分子長(zhǎng)軸旋轉(zhuǎn)而變得一致了。當(dāng)分子長(zhǎng)軸的方向和二極的方向一致(圖5)時(shí)，則整個(gè)系統(tǒng)的墊能增大，系統(tǒng)趨于不穩(wěn)定。故而，會(huì)引起勢(shì)能變化，使勢(shì)能降低，系統(tǒng)以某一傾斜角在分子長(zhǎng)軸傾斜到該層的法線位置時(shí)達(dá)到穩(wěn)定(圖6)。即，由外場(chǎng)如電場(chǎng)形成的傾斜度θ′不為零(θ′≠0)。這在S.Garoff等人著的PhysicalReviewLetters.Vol.38，page848(1977)中已有報(bào)道。
把呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)裝入到液晶小室，它由兩片相互相對(duì)排列且設(shè)有電極的透明基片形成。液晶小室被置于兩片偏振方向相互成直角的起偏振光片之間。
改變溫度使呈現(xiàn)層列A相的液晶保持在層列A相狀態(tài)。當(dāng)把電場(chǎng)施加于它時(shí)，使液晶物質(zhì)的分子長(zhǎng)軸的取向變化且引起光透射變化，這樣就可進(jìn)行光調(diào)制。
呈現(xiàn)層列A相且可用于本發(fā)明的光調(diào)制元件的液晶物質(zhì)包括具有以下一般式(Ⅰ)的基本骨架的化合物。
一般式(Ⅰ)中，R為一選自由烷基、烷氧基以及鹵代烷基組成的組的基團(tuán)，l為1或2，m為1或2，n為1或2，A＊為一具有一個(gè)旋光不對(duì)稱碳原子且由以下一般式(Ⅱ)表示的基團(tuán)。
式中X、Y和Z各自為一選自由鹵素原子、氫原子以及烷基組成的組的一員，w為亞烷基，p為0或1。
用一般式(Ⅰ)表示的呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)中，最好為一般式Ⅰ的化合物，式中R為具有不大于20個(gè)碳原子的烷基，m為1，n為1，p為0，x、y和z為不同的原子或基團(tuán)。
用一般式(Ⅱ)表示的具有旋光活性中心的基團(tuán)的最佳實(shí)例包括以下一些基團(tuán)。
PhPh-COO-Ph-COO-它們中間，特別優(yōu)先采用的是在近phph-coo-ph-coo-的位置上具有旋光活性中心的基團(tuán)。
可以在本發(fā)明中得以應(yīng)用的液晶物質(zhì)的最佳實(shí)例包括以下一些化合物
在本發(fā)明中，這些呈現(xiàn)層列A相的液晶化合物既可單獨(dú)應(yīng)用，也可同它們中的兩種或兩種以上一起應(yīng)用。
可以諸如通過(guò)單軸向定向控制法如利用定向控制膜的表面處理法或者應(yīng)用間隔邊界的溫度梯度法使裝入到液晶小室的間隙中的呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)定向。最好通過(guò)使液晶小室保持在接近液晶物質(zhì)的層列A相的上限的溫度下，再用直流偏置電壓把電場(chǎng)加于其上，進(jìn)行液晶物質(zhì)的初始定向。
通常，把業(yè)已裝入液晶且經(jīng)初始定向的液晶小室置于兩片起偏振光片之間。所說(shuō)的兩片起偏振光片這樣設(shè)置，以便偏振方向相互成直角或者相互平行。
可以應(yīng)用具有由定向樹(shù)脂膜如聚乙烯醇樹(shù)脂膜、聚乙烯醇縮丁醛樹(shù)脂膜等等，在能使碘由膜吸附的碘的存在下，給其偏振性能的偏振膜作為起偏振光片。偏振膜的表面可以涂敷其他樹(shù)脂，以形成一種多層結(jié)構(gòu)。
圖7所示為光調(diào)制元件的一個(gè)實(shí)施例，其中兩片起偏振光片如上所述設(shè)置。圖7中，1代表偏振方向相互成直角的起偏振光片，2代表透明基片，3代表透明電極，4代表控制元件厚度的墊片，5代表呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)。
起偏振光片中的一片可以是一層至少反射可見(jiàn)光范圍的光的反射層。
可以并排地把液晶元件置于兩片起偏振光片之間，以便透射光的延遲值范圍為0.13～0.26μm。在這種情況下，可以把一個(gè)元件的基片和兩者相鄰的另一個(gè)元件的基片結(jié)合成整體。
一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)均勻地使鐵電液晶定向時(shí)，甚至當(dāng)在層列A相的溫度范圍內(nèi)把電場(chǎng)施加于它時(shí)，形成的傾斜角θ近似地為零。歡?，用笡](méi)銜鍶鏜HPOBC(4′-(1-甲基庚氧基羰基)苯基-4-辛氧基聯(lián)苯基-4-羧酸酯)，所說(shuō)的θ是十多度。θ值是在可以用于光調(diào)制元件的液晶物質(zhì)的數(shù)值范圍內(nèi)。
因此，當(dāng)均勻地使一些化合物如上述的化合物定向且在層列A相的溫度范圍內(nèi)把電場(chǎng)施加于在起偏振光片之間置于的小室時(shí)，可以進(jìn)行光的調(diào)制。
當(dāng)把電壓加到這種光調(diào)制元件時(shí)改變透射光量。圖8所示為用MHPOBC的光調(diào)制元件中透射光量變化的一實(shí)例。在該實(shí)例中，檢偏振器這樣設(shè)置，以便當(dāng)電場(chǎng)變負(fù)和改變分子長(zhǎng)軸的方向時(shí)，使檢偏振器的方向與取向方向一致。因此，透射光的強(qiáng)度在電場(chǎng)強(qiáng)度變成負(fù)值時(shí)達(dá)最小值。圖8還顯示該元件中的分子的定向方向。由圖8可以認(rèn)為，人們可有效地進(jìn)行光的調(diào)制。還可以認(rèn)為，由電場(chǎng)強(qiáng)度與透射光量之間的關(guān)系可以容易地得到層次性能。
在用電場(chǎng)啟動(dòng)光調(diào)制元件時(shí)，以前業(yè)已在其中采用向列液晶物質(zhì)的顯示裝置中被實(shí)用的陣列啟動(dòng)(matrixdriving)提出各種問(wèn)題。在其他的一些問(wèn)題，最嚴(yán)重的是稱之串?dāng)_“crosstalk”的一種現(xiàn)象，即，當(dāng)把電場(chǎng)施加于待顯示的象素或象點(diǎn)時(shí)，則電場(chǎng)在不同的程度上被加在處于想要顯示的元件的附近的象素或象點(diǎn)上。為了消除這一不希望的現(xiàn)象，對(duì)于用電場(chǎng)獨(dú)立地啟動(dòng)單個(gè)象素或象點(diǎn)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的光調(diào)制元件中可有利地使用非線性元件或者有源元件。更準(zhǔn)確地說(shuō)，例如，可以用電阻的非線性特性如變阻器、MIM(金屬-絕緣體-金屬)以及二極管作為具有二終端元件的非線性元件。
具有三終端元件的有源元件的實(shí)例包括TFT(薄膜晶體管)、si-MOS(硅-金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)以及SOS[Spphier上的硅(SilicononSpphier)]。
而且，與手性層列C相比較，可以極其簡(jiǎn)單地控制定向，因?yàn)閷恿蠥相中的分子長(zhǎng)軸的方向僅僅在一個(gè)方向上調(diào)節(jié)。
可以在短時(shí)間內(nèi)作層列A相的定向。因此，可以以與用一般向列相液晶物質(zhì)制作液晶顯示器元件的相似的方法制作應(yīng)用呈現(xiàn)層列A相的液晶的光調(diào)制元件。
當(dāng)把呈現(xiàn)手性層列C相的液晶物質(zhì)裝入到大約2μm的間隙中形成手性層列C相時(shí)，則穩(wěn)定地存在著兩種分子長(zhǎng)軸的方向。因此，穩(wěn)定態(tài)的平衡會(huì)在進(jìn)行單軸向定向調(diào)節(jié)時(shí)失去。有一個(gè)問(wèn)題在于，當(dāng)為保持兩種方向的穩(wěn)定態(tài)的平衡而進(jìn)行雙軸向定向調(diào)節(jié)時(shí)，則不可能獲得良好的初始定向。另一方面，當(dāng)用層列A相的良好初始定向進(jìn)行光的調(diào)制時(shí)，則可以通過(guò)單軸向定向進(jìn)行調(diào)節(jié)。而且，可以通過(guò)應(yīng)用正負(fù)電場(chǎng)進(jìn)行相等的轉(zhuǎn)換。
通常，在層列A相的溫度范圍內(nèi)的光轉(zhuǎn)換速率大約為1微秒，可以極其快的速度作出響應(yīng)。
除了呈現(xiàn)層列A相的舉例的液晶化合物之外，本發(fā)明可以共同地使用不呈現(xiàn)鐵電性能的液晶化合物。而且，可以使染料與呈現(xiàn)層列A相的液晶組合物混合。在這種情況下，利用染料的光吸收的方法被認(rèn)為是顯示方法。即，假定有利用一片起偏振光片的主體一客體系統(tǒng)中的顯示方法。
本發(fā)明的光調(diào)制元件具有這樣一些優(yōu)良的性質(zhì)(1)可以容易地進(jìn)行初始定向;(2)不要求極薄的膜;(3)取向狀態(tài)具有大的抗機(jī)械沖擊性;以及(4)具有良好的層次性質(zhì)。
以下，將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅限于此。
實(shí)施例1將具有以下一般式的液晶化合物裝入到有一厚度為3.6μm的液晶小室的間隙中。該小室介于這樣設(shè)置的兩片起偏振光片之間，即它們的偏振方向相互成直角。
液晶化合物在不大于60℃的溫度下呈現(xiàn)層列A相。
在把液晶物質(zhì)裝入到液晶小室之后，把小室加熱到60℃，使液晶化合物呈液狀。以大約5℃/小時(shí)(溫度梯度法)的冷卻速度逐漸使小室冷卻。獲得良好的初始定頡Ｔ侔訓(xùn)緋∈┘佑謁?，观矎T緯傻那閾保ǚ腫映ぶ岬畝ㄏ蚍較蛑械謀浠?。?所示為溫度與形成的傾斜角θ的關(guān)系。在45℃下，在+3V獲得亮態(tài)(開(kāi))而在-30V獲得暗態(tài)(關(guān))。亮態(tài)和暗態(tài)的亮度對(duì)比度為22倍或22倍以上。45℃下光響應(yīng)速度為20微秒。
當(dāng)使用這種元件時(shí)，可以提供一種具有良好初始定向和高的響應(yīng)速度的光調(diào)制元件。
實(shí)施例2使聚酰亞胺(PIQ-5400，一種HitachiKaseiKogyo公司的產(chǎn)品)溶解于N-甲基-吡咯烷酮中，制備一種聚酰亞胺含量為1.2%的涂料溶液。
采用旋轉(zhuǎn)涂料法以2000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速把涂料液涂敷在玻璃基片的一表面上設(shè)有的ITO透明電極的表面上。
在325℃下使經(jīng)涂敷的玻璃基片加熱30分鐘，使聚酰亞胺固化，由此形成一種厚度為150～200
的聚酰亞胺薄膜。
用尼龍布以一個(gè)方向摩擦聚酰亞胺薄膜的表面，使聚酰亞胺薄膜具有可使液晶物質(zhì)定向的性能。
以這種方法，制備兩片基片。
分別地以138∶30的比率(重量)使環(huán)氧樹(shù)脂(LCB-304B，由EHC公司制造)與固化劑(LCB-310B，由EHC公司制造)混合，制備一種環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑。
采用絲網(wǎng)印制法把環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑施加到基片之一的周圍部分，它具有在其上形成的ITO和聚酰亞胺薄膜(施加到聚酰亞胺的表面上)。
以1%(重量)的纖維量單獨(dú)地把細(xì)粒狀纖維(GP-20，由EHC公司制造)分散到氟里昂中。得到一種墊片懸浮液。纖維的l/d值大約為10，其中d為直徑，l為長(zhǎng)度。
把墊片懸浮液噴涂在基片的表面上，其上有粘合劑部分。兩片基片這樣設(shè)置，使聚酰亞胺薄膜相互相對(duì)排列。在50℃下使其加熱15分鐘，在60℃下加熱15分鐘，在70℃下加熱15分鐘，在80℃下加熱15分鐘，在125℃下加熱30分鐘，在170℃下加熱60分鐘，完成結(jié)合，由此制備液晶小室。所得液晶小室具有大約2μm的間隙。
液晶小室介于兩片這樣排列的起偏振光片之間，即偏振方向相互成直角。
將具有以下一般式的液晶物質(zhì)裝入到小室的間隙中。該化合物在60℃或低于60℃的溫度下呈現(xiàn)層列A相。
裝入液晶物質(zhì)之后，在60℃下加熱小室，使液晶化合物呈液狀。用溫度梯度法，以大約1℃/分的冷卻速度使化合物逐漸冷卻，從而達(dá)到液晶物質(zhì)的良好初始定向。
當(dāng)把電場(chǎng)施加于由此而得到的液晶化合物呈現(xiàn)層列A相的狀態(tài)的光調(diào)制元件時(shí)，觀察到了引起的傾斜(分子長(zhǎng)軸的定向方向上的變化)。
在45℃下，當(dāng)施加+30V電壓時(shí)，獲得亮態(tài)(開(kāi))，而當(dāng)施加-30V電壓時(shí)，獲得暗態(tài)(關(guān))。
光調(diào)制元件的亮態(tài)和暗態(tài)的亮度對(duì)比度為24。45℃下光響應(yīng)速度為25微秒。含有特性為3≤l/d≤100的纖維的光調(diào)制元件具有良好的液晶物質(zhì)的初始定向以及高的響應(yīng)速度。
實(shí)施例3
除了用一片由鋁制成的反射片代替一片起偏振光片之外，重復(fù)實(shí)施例2的步驟，制備一種光調(diào)元件(該反射片放置在小室的一外側(cè)上，起偏振光片放置在它的另一外側(cè)上)。
即，裝入到小室中的液晶化合物為實(shí)施例2中所用的化合物。
裝入液晶化合物之后，把小室加熱到60℃，以與實(shí)施例2中相同的方式使化合物呈液狀。用溫度梯度法，以大約1℃/分的冷此俾適剮∈抑鸞ダ淙?，蛹喫达禂嚰好的液晶捂y實(shí)某跏級(jí)ㄏ頡 當(dāng)把電場(chǎng)施加到由此得到的液晶化合物呈現(xiàn)層列A相的狀態(tài)的光調(diào)制元件時(shí)，觀察到了引起的傾斜(分子長(zhǎng)軸的定向方向上的變化)。
在45℃下，當(dāng)施加+30V電壓時(shí)，光調(diào)制元件出現(xiàn)亮態(tài)(開(kāi))，而當(dāng)施加-30V電壓時(shí)，則出現(xiàn)暗態(tài)(關(guān))。
光調(diào)制元件的亮態(tài)和暗的亮度對(duì)比度為24。45℃下光響應(yīng)速度為41微秒。
具有一片起偏振光片和一片至少反射可見(jiàn)光的反射片的光調(diào)制元件具有良好的開(kāi)關(guān)對(duì)比度和高的響應(yīng)速度。
實(shí)施例4除了以大約1℃/分的冷卻速率使液晶小室逐漸冷卻而把直流30V施加于小室之外，重復(fù)實(shí)施例2的步驟。
即，裝入到小室中的液晶化合物為實(shí)施例2中所用的化合物
裝入化合物之后，把小室加熱到60℃，以與實(shí)施例2相同的方式使化合物呈液狀。
在直流電壓下，用溫度梯度法使化合物達(dá)到良好的初始定向。初始定向比率為63。初始定向比率為液晶元件在顯微鏡的轉(zhuǎn)盤(pán)上旋轉(zhuǎn)時(shí)，最亮?xí)r透射光的強(qiáng)度(L最大)與最暗時(shí)透射光的強(qiáng)度之比。
當(dāng)把電場(chǎng)施加到由此得到的液晶化合物呈現(xiàn)層列A相的狀態(tài)的光調(diào)制元件時(shí)，觀察到了引起的傾斜(分子長(zhǎng)軸的定向方向上的變化)在45℃下，當(dāng)施加+30V電壓時(shí)，觀察到了亮態(tài)(開(kāi))，而當(dāng)施加-30V電壓時(shí)，則觀察到了暗態(tài)(關(guān))。
實(shí)施例5除了環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑以及控制間隙(小室的間隙)用小珠(GP-20，由EHC公司制造)以138∶30∶3(重量)的比率混合，制備一種環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑，以及用絲網(wǎng)板印制，以粘合部分具有8個(gè)如圖10中所示a1～a8切口的方式，把粘合劑施加到一片基片的周圍部分(在聚酰亞胺薄膜的表面上)之外，重復(fù)實(shí)施例2的步驟。由此制備的液晶元件具有2μm間隙。除了同時(shí)通過(guò)切口把液晶化合物裝入到小室之外，以與實(shí)施例2中相同的方法制備光調(diào)制元件。
裝入到液晶小室中的液晶化合物為實(shí)施例2中所用的化合物
同時(shí)通過(guò)切口把化合物裝入到小室之后，把小室加熱到60℃，使化合物呈液狀。以大約1℃/分的冷卻速率使小室逐漸冷卻，從而獲得良好的液晶物質(zhì)的初始定向(初始定向比∶16)。
當(dāng)把電場(chǎng)施加到由此得到的液晶化合物呈現(xiàn)層列A相的狀態(tài)的光調(diào)制元件時(shí)，觀察到了引起的傾斜(分子長(zhǎng)軸的定向方向上的變化)。
在45℃下，當(dāng)施加+30V電壓時(shí)，觀察到了亮態(tài)(開(kāi))，而當(dāng)施加-30V電壓時(shí)，觀察到了暗態(tài)(關(guān))。
光調(diào)制元件的亮態(tài)和暗態(tài)的亮度對(duì)比度為18。45℃下光的響應(yīng)速度為33微秒。
應(yīng)用具有設(shè)有許多切口的墊片的液晶小室可以獲得具有良好初始定向比和高的響應(yīng)速度的光調(diào)制元件。
實(shí)施例6把以下液晶化合物
裝入到液晶小室中，其中玻璃基片上設(shè)有一有源元件，它按圖11所示制備。
裝入化合物之后，把液晶小室加熱到60℃，使液晶化合物呈液狀。以大約1℃/分的冷卻速率使小室逐漸冷卻，從而獲得良好的初始定向(對(duì)比度8)當(dāng)把電場(chǎng)施加到處于層列A相狀態(tài)的小室上，觀察到了引起的傾斜(分子長(zhǎng)軸的定向方向的變化)。在45℃，+30V下，獲得亮態(tài)(開(kāi))，而在-30V下，獲得暗態(tài)(關(guān))。當(dāng)兩種連接的象素分別稱之一種選擇性象素和一種非選擇性象素時(shí)，對(duì)比度為7。
實(shí)施例7以以下方法制備液晶小室。在一片用與實(shí)施例2中的相同方法設(shè)置了ITO透明電報(bào)薄膜的玻璃基片上進(jìn)行聚酰亞胺涂敷和定向處理。在另一片設(shè)有ITO透明電極薄膜的玻璃基片上進(jìn)行氧化硅的斜向涂敷金屬。
彼此裝上兩片這樣得到的具有能使液晶定向的玻璃基片，制備計(jì)值小室。通過(guò)絲網(wǎng)板印制用環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑涂敷涂有聚酰亞胺膜的玻璃基片的表面，使兩片基片相互結(jié)合且控制小室的間隙。所用的環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑是通過(guò)以138∶30∶3的比使粘合劑的基本組分(LCB-304B，一種EHC公司的產(chǎn)品)與固化劑(LCB-310B，一種EHC公司的產(chǎn)品)和小珠(GP-20，一種EHC公司的產(chǎn)品)混合而成。小珠用于控制小室的間隙。兩片玻璃基片中的一片用環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑涂敷且以使透明電極相互相對(duì)的方式保持在另一基片上。粘合劑在這樣的條件下固化，即在50℃下加熱15分鐘，在60℃下加熱15分鐘，在70℃下加熱15分鐘，在80℃下加熱15分鐘，在125℃下加熱30分鐘以及的170℃下加熱60分鐘。
把由此制備的間隙大約為2μm的小室介于這樣排列的兩片起偏振光片之間，即偏振方向相互成直角。
把以下液晶
裝入到液晶小室中?；衔镅b好之后，把小室加熱到60℃，使化合物成液狀。以大約1℃/分的冷卻速率使小室逐漸冷卻，從而獲得良好的初始定向(對(duì)比度7)。
當(dāng)把電場(chǎng)施加到處于層列A相的小室上時(shí)，觀察到了引起的傾斜(分子長(zhǎng)軸的定向方向上的變化)。在45℃下，以+30V，獲得亮態(tài)(開(kāi))，以-30V，獲得暗態(tài)(關(guān))。亮態(tài)和暗態(tài)的亮度的對(duì)比度為8。45℃下光的響應(yīng)時(shí)間為63微秒。
因此，具有設(shè)有能使液晶定向的無(wú)機(jī)薄膜的透明基片的光調(diào)制元件呈現(xiàn)良好的初始定向且具有高的響應(yīng)速度。
權(quán)利要求
1.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填。
2.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填和在至少一片所說(shuō)的基片的外側(cè)配置的一片起偏振光片。
3.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括兩個(gè)液晶元件和兩片起偏振光片，兩片要設(shè)置得它們的偏振方向相互垂直直或者平行，所說(shuō)的兩個(gè)液晶元件并排地設(shè)置在所說(shuō)的起偏振光片之間，每個(gè)所說(shuō)的液晶元件包括一個(gè)由兩片透明基片組成的小室，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填且用密封材料密封，其中通過(guò)所說(shuō)的兩個(gè)液晶元件的透射光的延遲值在0.13～0.26μm范圍內(nèi)。
4.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一片起偏振光片和一層至少反射可見(jiàn)光的反射層與一液晶元件，液晶元件包含一由兩片透明基片組成的液晶小室，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相耘帕?，它们之间有一间隙，其间用所藱n囊壕鎦食涮?，所藱n囊壕г橛謁檔鈉鵪窆餛退檔姆瓷洳闃洹
5.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一含有兩片透明基片的液晶小室，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中把由所說(shuō)的透明基片形成的間隙的寬度調(diào)整到由所說(shuō)的透明基片的壁面效應(yīng)可以使所說(shuō)的液晶物質(zhì)定向以及其中把具有以下長(zhǎng)寬比(l/d)的纖維淀積在所說(shuō)的液晶物質(zhì)中3≤l/d≤100式中d為纖維的直徑，l為纖維的平均長(zhǎng)度。
6.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一個(gè)含有由兩片透明基片組成的一小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極和一層按這種排列的取向控制層，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填且用密封材料密封，其中所說(shuō)的取向控制層包括一種有機(jī)高聚合物膜，它具有不低于所說(shuō)的密封材料的固化溫度的β-色散溫度。
7.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一含有一由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，借助于至少一片墊片在其間形成一間隙且使透明電極相互相對(duì)排列，所說(shuō)的間隙用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)墊片由通過(guò)仿造光敏聚酰亞胺前體得到的聚酰亞胺材料構(gòu)成和其中單疇由所說(shuō)的墊片和所說(shuō)的液晶物質(zhì)之間的界面效應(yīng)構(gòu)成。
8.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一液晶元件和兩片起偏振光片，兩片要設(shè)置得使它們的偏振方向相互垂直，所說(shuō)的液晶元件包含一由兩片透明基片組成的小室，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極和一層按這種排列的鐵電層，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填和用密封材料密封。
9.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的基片借助于二片或二片以上還用作取向控制膜的同心O形墊片以有間距相隔地保持。
10.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的基片借助于至少一個(gè)還用作取向控制膜的梳狀墊片以有間距間隔地保持。
11.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中至少一片基片是柔韌性的。
12.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排烈，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中至少一片基片是滿足以下關(guān)系式的柔韌性基片a4/Et3＜0.32式中t為柔韌性基片的厚度(mm);E為其模量(Kgf/m2);a為間隙的寬度(mm)。
13.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的液晶物質(zhì)業(yè)已通過(guò)把所說(shuō)的小室中所包含的所說(shuō)的物質(zhì)加熱到接近所說(shuō)的呈現(xiàn)層列A相的物質(zhì)的上限溫度和把直流偏壓施加于經(jīng)加熱的物質(zhì)得以初始定向。
14.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一寬度在1～3μm范圍內(nèi)的間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的基片借助于二片或二片以上還用作取向控制膜的同心O形墊片以有間距相隔地保持，其中所說(shuō)的寬度借助于一片設(shè)有許多用于把所說(shuō)的液晶物裝入到所說(shuō)的間隙中的切口的墊片保持。
15.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的透明基片之一上設(shè)有一非線性元件。
16.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列。它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的透明基片之一上設(shè)有一有源元件。
17.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的透明電極之一上設(shè)有一能夠給以所說(shuō)的液晶物質(zhì)定向的有機(jī)薄膜。
18.一種光調(diào)制元件，其特征在于它包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填，其中所說(shuō)的透明電極之一上設(shè)有一能夠給以所說(shuō)的液晶物質(zhì)定向的無(wú)機(jī)薄膜。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種光調(diào)制元件，它包括一包含一個(gè)由兩片透明基片組成的小室的液晶元件，每片基片的一表面上設(shè)有一透明電極，以及一種呈現(xiàn)層列A相的液晶物質(zhì)，所說(shuō)的基片這樣設(shè)置，使透明電極相互相對(duì)排列，它們之間有一間隙，其間用所說(shuō)的液晶物質(zhì)充填。
文檔編號(hào)C09K19/32GK1036843SQ89101339
公開(kāi)日1989年11月1日 申請(qǐng)日期1989年3月10日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月10日
發(fā)明者西山仲一, 山岡英雄, 山中徹 申請(qǐng)人:三井石油化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社