专利名称：彩色胆固醇型液晶显示器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色胆固醇型液晶显示器及其制造方法，尤指一种以喷墨法结合紫外线曝光与胆固醇液晶互相搭配及相分离方式制作具有双稳态的单层(或堆叠)结构的彩色胆固醇型液晶显示器，所制作的堆叠结构彩色胆固醇型液晶显示器可增强反射亮度，且可作为软性的彩色胆固醇型液晶显示器。
背景技术：
近年来，软性显示器以及电子纸与电子书正蓬勃发展，所使用的显示介质包括液晶显示器、电泳显示器、电致变色显色器与电解析出显示器。在电子纸的应用上，将胆固醇液晶与其它显示介质加以比较，在亮度与对比度上均有较佳的评比，同时胆固醇液晶具有可被动驱动与容易生产的优点。
过去要达到全彩的胆固醇液晶显示器，有两种常用的手段第一种是利用三层胆固醇结构，通过堆叠三层不同颜色反射的胆固醇液晶，并搭配多种不同驱动方式，使此显示器能产生不同颜色的反射，其缺点在于三层堆叠结构造成面板对位不易/电极设计不易与难以弯曲的情形。第二种为单层胆固醇结构，利用光可分解的旋光剂与胆固醇液晶混合，通过调整外界紫外光的照射条件，破坏与/或减少单一区域旋光剂的含量，而达到单层且多彩的效果，但此组件可靠度不佳，易受外界环境的影响，而需外加一抗紫外线层来加以保护。
公知技术方面，如美国专利US6,356,323号胆固醇型液晶的彩色显示器(Color Display Using Cholesteric Liquid Crystals)，其揭示一种使用胆固醇型液晶的彩色显示器，请参考图1，为公知胆固醇型液晶的彩色显示器结构图，包括一光源吸收层10，一透明软性基板层12，一第一电极层14，一第二电极层16，一第三电极层18，一第四电极层20，一第五电极层22，一第一光调整层24，一第二光调整层26及一第三光调整层28。
另，如美国专利US6,331,884号制作液晶装置的方法(Method of Making aLiquid Crystal Device)，揭示一种使用液晶材料制作一液晶装置的方法。如图2所示，为公知技术的制作液晶装置的方法制程图，包括多个液晶材料30，多个树脂隔墙32，一第一基板34，一第二基板36，多个传导薄膜38，多个绝缘薄膜40，多个间隙柱42及一背光吸收层44。
然而，上述美国专利US6,331,884号的制作液晶装置的方法，其缺点在制程上为预先涂布树脂单体于多个绝缘薄膜40上，再喷印多个液晶材料30，盖上第二基板36后再进行曝光制程，形成多个树脂隔墙32，如此厚度、制程上皆不好控制，而需要的驱动电压较高及影像效果较差。
发明内容
本发明主要目的是提出一种以喷墨法结合紫外线曝光与胆固醇液晶互相搭配制作显示组件，利用简易的喷墨制程及相分离方式制作出具有双稳态的单层及堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，所制作出的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器可增强反射亮度，且可作为可软性的彩色胆固醇型液晶显示器。
为了达到上述的目的，本发明提出一种彩色胆固醇型液晶显示器的制造方法，包括制作多个挡墙结构于一下基板的一第一电极层上；喷涂多个第一胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层于所述挡墙结构间；形成多个阻隔层于所述第一胆固醇型液晶层上；喷涂多个第二胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层于所述阻隔层上；形成多个上盖于该第二胆固醇型液晶层上；及涂布多个导电材料于所述上盖上。
根据本发明的构思，该下基板使用玻璃基板或塑料基板。
根据本发明的构思，该第一电极层包含主动式或被动式驱动电路，该第一电极层使用无机导电材料或有机导电材料。
根据本发明的构思，所述挡墙结构使用微影、压铸、网印与/或喷墨制程形成，所述挡墙结构是更为含有一色素的高分子材料。
根据本发明的构思，该喷涂的步骤由一喷墨法而实现。
根据本发明的构思，所述第一胆固醇液晶及所述第二胆固醇液晶采用向列型液晶与旋光剂的混合材料，所述第一胆固醇液晶及所述第二胆固醇液晶为多个反射不同颜色的液晶且更内含有一色素，而反射波长介于400至800nm，其中所述第一胆固醇液晶及所述第二胆固醇液晶内的胆固醇型液晶之间的组合为多种型式。
根据本发明的构思，所述第一胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层及所述第二胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层为不同旋性的胆固醇液晶。
根据本发明的构思，所述上盖通过一紫外线曝光方式，形成一高分子保护层。
根据本发明的构思，该涂布的步骤为网印法、喷墨法、旋转涂布法、浸入法、刮刀法与/或印刷法。
根据本发明的构思，所述导电材料为黑色吸收材料。
根据本发明的构思，当喷涂多个第一胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层于所述挡墙结构间的步骤完成时，即成为一单层结构的彩色胆固醇型液晶显示器。
根据本发明的构思，还包含于一下基板的一第一电极层上涂布一配相层，该配相层采用聚乙烯醇、聚亚酰胺、聚酰胺、尼龙、二氧化硅、微沟槽或卵磷酯。
另，本发明提出一种堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，包括具有一第一电极层的一下基板；多个挡墙结构，分布于该下基板上；多个第一胆固醇液晶，分布于所述挡墙结构间；多个阻隔壁，涂布于所述第一胆固醇液晶上；多个第二胆固醇液晶，涂布于所述阻隔壁上；及多个上电极，分布于所述阻隔壁上。
根据本发明的构思，还包含一配相层，涂布于该下基板的该第一电极层上。
根据本发明的构思，该第一电极层使用无机导电材料或有机导电材料。
根据本发明的构思，所述挡墙结构更为高分子材料，所述高分子材料内还含有一色素。
根据本发明的构思，所述第一胆固醇液晶胆固醇型液晶内及所述第二胆固醇液晶内还含有一色素。
此外，本发明提供了一种双基板堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，其中包括具有一第一电极层的一下基板；多个挡墙结构，形成于该下基板上；多个第一胆固醇液晶，分布于所述挡墙结构间；多个阻隔壁，涂布于所述第一胆固醇液晶上；多个第二胆固醇液晶，涂布于所述阻隔壁上；及一第二电极层，形成于所述阻隔壁上。
根据本发明的构思，还包含一配相层，涂布于该下基板的该第一电极层上。
根据本发明的构思，还包含一上基板，形成于该第二电极层上。
根据本发明的构思，该第一电极层及该第二电极层使用无机导电材料或有机导电材料。
根据本发明的构思，所述挡墙结构更为高分子材料，所述高分子材料内还含有一色素。
根据本发明的构思，所述第一胆固醇液晶胆固醇型液晶内及所述第二胆固醇液晶内还含有一色素。
根据本发明的构思，该第二电极层为导电材料，所述导电材料为黑色吸收材料。
本发明的方法能够克服公知彩色胆固醇型液晶显示器的制程较为繁杂，易有面板对位不易、电极设计不易、驱动方式较为复杂等困难。通过以喷墨法结合紫外线曝光与胆固醇液晶互相搭配及相分离方式，制作具有双稳态的单层及堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，所制作出的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器可增强反射亮度，除此之外，并可将此技术应用于软性(flexible)的彩色胆固醇型液晶显示器的制造上。
图1为公知三层胆固醇型液晶的彩色显示器结构图；图2为公知技术的制作液晶装置的方法制程图；图3A至图3E为本发明第一实施例的堆叠结构彩色胆固醇型液晶显示器示意图；及图4A至图4E为本发明以喷墨法制作双基板堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器示意图。
其中，附图标记说明如下10-背光源吸收层；12-透明软性基板层；14-第一电极层；
16-第二电极层；18-第三电极层；20-第四电极层；22-第五电极层；24-第一光调整层；26-第二光调整层；28-第三光调整层；30-液晶材料；32-树脂隔墙；34-第一基板；36-第二基板；38-传导薄膜；40-绝缘薄膜；42-间隙柱；44-背光吸收层；50-喷墨头；52-下基板；54-第一电极层；56-第一胆固醇液晶；58-第二胆固醇液晶；60-挡墙结构；62-上盖；64-紫外光；66-导电材料；68-阻隔壁；70-第二电极层；72-上基板。
具体实施例方式
为了能更进一步了解本发明为实现既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
公知技术中如美国专利US6,356,323号，其中使用传统液晶灌注的方式，本发明是用喷墨法将三种颜色的胆固醇液晶喷涂于定义区域中，并且使用相分离方式以实现单层及堆叠结构的彩色胆固醇液晶显示器。
请参考图3A至图3E，为本发明第一实施例以喷墨法制程的堆叠结构彩色胆固醇型液晶显示器示意图，图3A，于一下基板52的一第一电极层54上制作多个挡墙结构60，其中该下基板使用玻璃基板或塑料基板，该第一电极层使用无机导电材料或有机导电材料，且包含主动式或被动式驱动电路，所述挡墙结构使用微影、压铸、网印与/或喷墨制程形成，所述挡墙结构更为含有黑色素的高分子材料。
图3B，喷涂多个第一胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层56于所述挡墙结构60间，该喷涂方式通过一喷墨头50以喷墨法而实现，所述第一胆固醇型液晶为胆固醇液晶材料及/或采用向列型液晶与旋光剂的混合材料，所述第一胆固醇型液晶为多个反射不同颜色的液晶且可为RGB三种颜色反射，所述第一胆固醇液晶内还含有一色素其反射波长包含介于400至800nm的可见光区，而所述第一胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层为不同旋性的胆固醇液晶，另在制程过程中更包含于一下基板的一第一电极层上涂布一配相层，其中该配相层采用聚乙烯醇、聚亚酰胺、聚酰胺、尼龙、二氧化硅、微沟槽或卵磷酯，当喷涂多个第一胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层于所述挡墙结构间的步骤完成时，即成为一单层结构的彩色胆固醇型液晶显示器且整体变薄及制程变为简单，又，以单层胆固醇液晶显示器的像素安排其左右旋性的组合方式可为多种型式，其结果可增加反射率。
图3C，形成多个阻隔层68于所述第一胆固醇型液晶层上，该形成步骤以紫外光曝光方式引发相分离形成，该紫外光曝光方式为直接照射紫外线光64。
图3D，喷涂多个第二胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层于所述阻隔层上，该喷涂方式通过一喷墨头50以喷墨法而实现，所述第二胆固醇型液晶为胆固醇液晶材料及/或采用向列型液晶与旋光剂的混合材料，所述第二胆固醇型液晶为多个反射不同颜色的液晶且可为RGB三种颜色反射，所述第二胆固醇液晶内还含有一色素其反射波长包含介于400至800nm的可见光区，而所述第二胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层为不同旋性的胆固醇液晶，执行紫外光曝光引发相分离形成多个上盖62，该紫外光曝光方式为直接照紫外线光64，所述上盖为一高分子保护层。
图3E，涂布多个导电材料66于所述上盖62上，所述导电材料为黑色吸收材料，其中该涂布的步骤为网印法、喷墨法、旋转涂布法、浸入法、刮刀法与/或印刷法，当涂布的步骤完成时，即成为一堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器。
上述的第一实施例中，当外光进入时同旋性光会反射而反旋性光会穿透，所以最高的反射率只有50％，基于这个架构上，本发明先制作多个挡墙结构，再喷第一层右旋(左旋)胆固醇液晶后进行紫外线曝光形成一个阻隔层，该阻隔层用以避免上下胆固醇型液晶混合，之后再喷第二层右旋(左旋)胆固醇液晶，然后再进行第二次曝光以形成所述上盖保护层，上述两次紫外线曝光的波段可为不同，其左右旋胆固醇液晶的组合方式可为多种型式。另外，其组合方式可如先连续三次左旋后再连续三次右旋等等以此类推，其结果可增加反射率。
请参考图4A至图4E，为本发明以喷墨法制作双基板堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器示意图，其中该图4A至图4D的制程步骤相同于第一实施例所述的图3A至图3D，在图4E中，形成具有一第二电极层70的一上基板72于所述上盖上，此即成为一双基板堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器。
本发明采用喷墨法，因为喷墨法才可以定义所要显示的区域，利用喷墨法把所述液晶填充到显示区域它才能显示出全彩效果，其旋光剂可分为左旋和右旋，如加右旋的旋光剂时就会反射右旋的光波长，而加旋光剂的比例会反应出反射的波段，喷墨法的好处为能控制能够定位然后把所要注入的东西注入到显示区域，如要定义区域本发明会设计挡墙结构，紫外线曝光可简化制程及避免混色。
上述所揭示的附图、说明，仅为本发明的实施例而已，凡精于此项技术者当可依据上述的说明作其它种种的改进，而这些改变仍属于本发明的发明精神并在所附权利要求书的保护范围之中。
权利要求
1.一种堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器的制造方法，其中包括下列步骤制作多个挡墙结构于一下基板的一第一电极层上；喷涂多个第一胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层于所述挡墙结构间；形成多个阻隔层于所述第一胆固醇型液晶层上；喷涂多个第二胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层于所述阻隔层上；形成多个上盖于该第二胆固醇型液晶层上；及涂布多个导电材料于所述上盖上。
2.如权利要求1所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器的制造方法，其特征是该下基板使用玻璃基板或塑料基板。
3.如权利要求1所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器的制造方法，其特征是该第一电极层包含主动式或被动式驱动电路，该第一电极层使用无机导电材料或有机导电材料。
4.如权利要求1所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器的制造方法，其特征是所述挡墙结构使用微影、压铸、网印与/或喷墨制程形成，所述挡墙结构是更为含有一色素的高分子材料。
5.如权利要求1所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器的制造方法，其特征是该喷涂的步骤由一喷墨法而实现。
6.如权利要求1所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器的制造方法，其特征是所述第一胆固醇液晶及所述第二胆固醇液晶采用向列型液晶与旋光剂的混合材料，所述第一胆固醇液晶及所述第二胆固醇液晶为多个反射不同颜色的液晶且更内含有一色素，而反射波长介于400至800nm，其中所述第一胆固醇液晶及所述第二胆固醇液晶内的胆固醇型液晶之间的组合为多种型式。
7.如权利要求1所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器的制造方法，其特征是所述第一胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层及所述第二胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层为不同旋性的胆固醇液晶。
8.如权利要求1所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器的制造方法，其特征是所述上盖通过一紫外线曝光方式，形成一高分子保护层。
9.如权利要求1所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器的制造方法，其特征是该涂布的步骤为网印法、喷墨法、旋转涂布法、浸入法、刮刀法与/或印刷法。
10.如权利要求1所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器的制造方法，其特征是所述导电材料为黑色吸收材料。
11.如权利要求1所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器的制造方法，其特征是当喷涂多个第一胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层于所述挡墙结构间的步骤完成时，即成为一单层结构的彩色胆固醇型液晶显示器。
12.如权利要求1所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器的制造方法，其特征是还包含于一下基板的一第一电极层上涂布一配相层，该配相层采用聚乙烯醇、聚亚酰胺、聚酰胺、尼龙、二氧化硅、微沟槽或卵磷酯。
13.一种堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，其中包括具有一第一电极层的一下基板；多个挡墙结构，分布于该下基板上；多个第一胆固醇液晶，分布于所述挡墙结构间；多个阻隔壁，涂布于所述第一胆固醇液晶上；多个第二胆固醇液晶，涂布于所述阻隔壁上；及多个上电极，分布于所述阻隔壁上。
14.如权利要求13所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，其特征是还包含一配相层，涂布于该下基板的该第一电极层上。
15.如权利要求13所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，其特征是该第一电极层使用无机导电材料或有机导电材料。
16.如权利要求13所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，其特征是所述挡墙结构更为高分子材料，所述高分子材料内还含有一色素。
17.如权利要求13所述的堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，其特征是所述第一胆固醇液晶胆固醇型液晶内及所述第二胆固醇液晶内还含有一色素。
18.一种双基板堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，其中包括具有一第一电极层的一下基板；多个挡墙结构，形成于该下基板上；多个第一胆固醇液晶，分布于所述挡墙结构间；多个阻隔壁，涂布于所述第一胆固醇液晶上；多个第二胆固醇液晶，涂布于所述阻隔壁上；及一第二电极层，形成于所述阻隔壁上。
19.如权利要求18所述的双基板堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，其特征是还包含一配相层，涂布于该下基板的该第一电极层上。
20.如权利要求18所述的双基板堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，其特征是还包含一上基板，形成于该第二电极层上。
21.如权利要求18所述的双基板堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，其特征是该第一电极层及该第二电极层使用无机导电材料或有机导电材料。
22.如权利要求18所述的双基板堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，其特征是所述挡墙结构更为高分子材料，所述高分子材料内还含有一色素。
23.如权利要求18所述的双基板堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，其特征是所述第一胆固醇液晶胆固醇型液晶内及所述第二胆固醇液晶内还含有一色素。
24.如权利要求18所述的双基板堆叠结构的彩色胆固醇型液晶显示器，其特征是该第二电极层为导电材料，所述导电材料为黑色吸收材料。
全文摘要
本发明为一种彩色胆固醇型液晶显示器及其制造方法，该方法包括制作多个挡墙结构于一下基板的一第一电极层上；喷涂多个第一胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层于所述挡墙结构间；形成多个阻隔层于所述第一胆固醇型液晶层上；喷涂多个第二胆固醇液晶与高分子单体混合的溶液层于所述阻隔层上；形成多个上盖于该第二胆固醇型液晶层上；及涂布多个导电材料于所述上盖上。该液晶显示器包括一下基板、多个挡墙结构、多个第一胆固醇液晶、多个阻隔壁、多个第二胆固醇液晶、及一第二电极层。本发明能克服公知彩色胆固醇型液晶显示器的制程繁杂、面板对位不易、电极设计不易、驱动方式复杂等困难。所制作出液晶显示器可增强反射亮度。
文档编号B41J2/01GK1834737SQ20051005458
公开日2006年9月20日 申请日期2005年3月14日 优先权日2005年3月14日
发明者沙益安, 王兴龙, 廖奇璋, 路智强, 丁兆民 申请人:财团法人工业技术研究院