专利名称：电场减少的显示设备的制作方法
技术领域：
本申请涉及显示设备，并且更具体地涉及液晶显示设备。
背景技术：
塑料基板的不稳定性使得在连续巻轴式(rolltoroll)工序中配准前 部电极和后部电极成为难题。然而，连续巻轴式工序被看作比批处理 工序更有效率。因此，制造商开发了第一电极为非图案化和第二电极 为图案化的工序。然而，这样的结构可能导致在图案化电极和非图案 化电极上的痕量(traces)之间出现不必要的电场，该电场造成意外关闭。 因此，现在需要的是能够静确地配准前基板和后基板的连续巻轴式工 序，或一种消除或充分减少在图案化电极和非图案化电极的痕量之间 的电场的显示结构。
为了方便理解寻求保护的主题的目的，附图中存在说明性实施例， 当结合下述说明和权利要求考虑这些实施例时，通过对这些实施例的 检查，寻求保护的主题、它的结构和操作以及和它的许多优点应该容 易地被理解和体会。
图1A图示了配准的两个图案化电极。
图1B图示了图案化电极和非图案化电极。
图2图示了由此电介质材料层被增加和设置在第一电极和第二电 极之间以阻止不必要的电场的工序的 一 个示例。
图3图示了根据图2所示的工序形成的液晶显示器的分解横截面 视图的一个示例。
图4图示了根据图2的工序形成的液晶显示器的一个示例的电压对透射率的曲线。
具体实施例方式
在一个示例中，提供了一种方法。第一电极形成在第一基板上。 第二电极形成在第二基板上。光学活性材料层位于第一电极和第二电 极之间。电压V(e)被施加在第一电极和第二电极之间以产生电场。提 供了具有由空隙(void)限定的至少一个区域的电介质材料层。该电介 质材料层被用来减少除了由空隙限定区域之外的跨过光学活性材料的 电场。
在另一个示例中，提供了一种操作显示器的方法。该显示器包括 在第一基板上的第一电极，在第二基板上的第二电极，在第一基板和
第二基板之间的液晶乳化材料层。电压V(e)施加在第一电极和第二电
极之间，以创建穿过液晶乳化材料层的电场。通过利用位于第一电极 上的电介质材料，至少一部分电场被阻止，以在显示器中创建至少一 个非可视区域。
参考图1A，在一个示例中，示出了显示结构100，其中第一图案 化电极101与第二图案化电极103配准。第一图案化电极101和第二 图案化电极103在重叠区105中相交。诸如液晶材料(未显示)的光 学活性材料层位于第一电极和第二电极之间。当信号施加到每个电极 时，在由两个电极的交集所限定的区域中建立了跨过光学活性材料的 电场。暴露于该电场中光学活性材料以增加所发射光这样的方式来反 应。
配准第一电极101和第二电极103在连续巻轴式工序中是困难的。 因此，制造商开发了如图1B所示的另一结构150。第一电极151和第 二电极153交叉在重叠区域155中。第一电极151是图案化的，第二 电极153是非图案化的。通过"图案化"，这意味着该电极本身具有几何形状。在一个示例 中，图案化的电极通过在由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯的第一材料制 成的基板上涂布诸如铟锡氧化物(ITO)薄膜的材料层(例如通过溅射 涂布)并对涂层施用光阻而制成。然后，该层的一部分被蚀刻除去， 从而创建了特定的几何形状。非图案化电极覆盖它己经在上面涂布或 者溅射的整个基板。
通过保持第二电极153非图案化，使得不再需要配准电极，因为 在第二电极153上没有图案(即，不存在需要配准的两种图案)。然 而，这种方法的不必要的副产品是图案化电极的痕量157将总是与第 二非图案化电极重叠，从而在它不期望有电场的区域中创建了电场。
如图2所示的结构减少了在痕量和非图案化电极之间的不必要的 电场的水平。第一电极201和第二电极203将再次重叠以创建照明区 域205。电介质材料207的掩膜被添加在第一电极201和第二电极203 之间。在电介质材料中创建空隙209。电介质材料减少了施加到在第一 电极201和203之间的液晶的电场。因此，只有由空隙209限定的区 域才允许将在两个电极之间的全电场施加到液晶上。结果，当电场施 加在第一电极201和第二电极203之间时，只有由该空隙限定的区域 被照明。因此，在痕量211和非图案化电极203之间没有产生不必要 的电场。
参考图3，为了说明的目的，示出了显示设备300的分解横断面视图。
在一个示例中，显示设备包括第一基板301和形成在第一基板上 的第一电极303、第二基板305和形成在第二基板上的第二电极307。 光学活性材料层309位于第一基板301和第二基板303之间。在一个 示例中，光学活性材料是液晶材料。然而，应当注意，光学活性材料 可以包括基于施加的电压而传送、发射或反射光的任何材料。电介质材料层311形成在第一电极303上。电介质材料层包括空隙313。
进一步参考图3，第一基板301和第二基板305都由诸如聚对苯二 甲酸乙二醇酯的塑料制成。在另一示例中，基板301， 305由诸如玻璃、 聚萘二甲酸乙二醇酯纤维(PEN)膜、聚碳酸酯薄膜等的另一材料制成。 在一个示例中，电极303、 307由铟锡氧化物制成。在另一示例中，电 极303、 307由诸如Orgacon、 PEDOT、丝网印刷导体、银或铝的另一 材料制成。在一个示例中，液晶材料层309是液晶乳剂，诸如向列曲 线排列相(NCAP)乳剂。替代地，液晶层309可以包括另一材料，诸 如高分子分散液晶、扭曲向列相液晶(TN)、超扭曲向列相液晶(STN)、 电控双折射液晶、平面开关液晶、电致变色材料、电泳材料、有机发 光二极管、胆甾相液晶(ChLC)、电润湿显示器或通过作为对施加电 场的反应而改变的材料的光学性质来操作的任何显示器技术。
在一个示例中，电介质材料层311是透明的电介质材料，诸如形 成在第一电极303上的钛氧化物。在一个示例中，电介质层311通过 利用它是电介质墨和利用诸如丝网印刷、移印、气相沉积或利用喷墨 打印机将墨印刷在第一电极303上而形成在第一电极303上。在一个 示例中，电介质层311的厚度小于或等于液晶层309的厚度。例如， 电介质材料的厚度可能是几微米。当将电场施加到第一电极303和第 二电极307并且光入射在光学活性材料层309上时，电介质材料311 中的空隙313限定了照明区域315。
最后，应当注意，在两个显示器基板之间的电介质层可以被建模 为与表示光学活性材料的电容器串联的电容器。为了减少跨过光学活 性材料的电场(或电压)，该电介质层的电容需要远小于光学活性材 料的电容。与电容器(C2)串联的电容器(Cl)上的电压降(VI)可 以通过等式V2=C1/ (Cl+C2)来给出。较小的电容器将得到更大的电 压降。为了使电介质层的电容小于光学活性材料的电容，设计者将需 要考虑两种材料介电常数的比率以及两种材料的厚度的比例。介电常数越低并且电介质层越厚，则电容将越低。然而，电介质层越厚将可 能潜在地引入光学问题。因此，材料的厚度必须与期望的光学特性平 衡。
参考图4，示出了用于显示设备403的透射率对电压的曲线401。 显示设备403包括其上形成有第一电极407的第一基板405;其上形成 有第二电极411的第二基板409。电介质材料层413形成在第一电极 407上。并且光学活性材料层415形成在第一基板405上。在一个示例 中，光学活性材料层是扭曲向列(TN)、超扭曲向列(STN)或铁电 向列液晶显示器(FNLCD)。这些液晶层中的每一个都具有阈值电压 V(t)。当将电压施加到液晶层415时，如果所施加的电压超过V(t)，则 液晶层将传送光417。如果所施加的龟压低于V(t)，则液晶层415将不 能传送光。
进一步参考图4，当将电压V(e)施加载到电极407、 411时，除了 存在电介质层413的区域之外，液晶材料415将接收到该电压。在这 个区域中，存在跨过该电介质层的电压降V(d)。因此，在这些区域中， 液晶材料层415接收到的电压V(l)等于V(e)减去V(d)。只要V(l)保持 小于V(t)，并且V(e)保持大于V(t)，则电介质将分流电压V(e)，使得 具有电介质涂层的区域看起来与没有电压存在的区域418完全相同。 因此，在具有电介质材料413的区域和由空隙419限定的区域之间， 将有轮廓分明的边界。
虽然已经图示和描述了特定实施例，但是对本领域的技术人员显 而易见的是，在不背离在此阐述的原理的情况下，可以进行改变和修 改。仅通过说明的方式而不是作为限制提供了在前述描述和附图中阐 述的主题。
权利要求
1.一种方法，包括在第一基板上形成第一电极；在第二基板上形成第二电极；在第一电极和第二电极之间放置光学活性材料晶体材料层；在第一电极和第二电极之间施加电压V(e)以产生电场；提供具有由空隙限定的至少一个区域的电介质材料层；以及利用所述电介质材料层来减少除了由所述空隙限定的区域中以外的电场。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成第一电极的步骤 包括在第一基板上形成图案化的电极。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述形成第二电极的步骤 包括在第二基板上形成非图案化的电极。
4. 根据权利要求2所述的方法，进一步包括-在图案化的电极上印刷电介质材料。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述印刷步骤包括在图案化的电极上印刷氧化钛层。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述施加电压的步骤包括产生电场，以创建由所述空隙限定的照明区域。
7. 根据权利要求l所述的方法，进一步包括 选择光学活性材料，使得当施加的电压V(a)低于阈值电压V(t)时，该光学活性材料以第一模式操作，当V(a)高于阈值电压V(t)时，该光学活性材料以第二模式操作。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述提供电介质材料的步 骤使得当施加了 V(e)时，在所述电介质材料上发生压降V(d)。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述提供电介质材料的步 骤包括选择电介质材料，使得V(t)大于V(e)减去V(d)。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述提供电介质材料层 的步骤包括提供电介质材料层，使得该电介质材料层的厚度小于或等于液晶 材料层的厚度。
11. 根据权利要求l所述的方法，进一步包括选择所述光学活性材料为液晶材料。
12. —种操作显示器的方法，所述显示器包括在第一基板上的第一电极、在第二基板上的第二电极以及位于第一基板与第二基板之间的光学活性材料层，所述方法包括在第一电极和第二电极之间施加电压V(e)以创建电场，所述电场 穿过所述光学活性材料层；以及通过利用位于第一电极上的电介质材料，减少至少部分所述电场， 以在显示器中创建至少一个非可视区域。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述阻止步骤包括将具有至少一个空隙的电介质材料层放置在第一电极上，其中， 所述至少一个空隙在显示器中限定了至少一个可视区域。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述放置步骤包括.-在施加电压之前将电介质材料层印刷在第一电极上。
15. 根据权利要求12所述的方法，进一步包括选择电介质材料，使得当将V(e)施加到第一电极和第二电极时， 在电介质材料上发生压降V(d)。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中，所述选择电介质材料的步骤包括选择电介质材料，使得V(e)-V(d)小于所述光学活性材料的阈值电压。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中，所述选择电介质材料的 步骤包括选择氧化钛作为电介质材料。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中，所述选择电介质材料的 步骤包括选择电介质材料以便该电介质材料的厚度小于或等于所述光学活 性材料的厚度。
19. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述光学活性材料是液 晶乳化材料。
全文摘要
一种方法，包括在第一基板(301；405)上形成第一电极(201；303；407)以及在第二基板(305；409)上形成第二电极(203；307；411)。液晶材料层(309；415)位于第一电极和第二电极之间。将电压V(e)施加在第一电极和第二电极之间以产生一电场。提供了电介质材料层(207；311；413)，该电介质材料层具有由空隙(209；313；419)限定的至少一个区域。该电介质材料层用来阻止除了空隙限定区域中的电场。
文档编号G02F1/1333GK101595423SQ200780048246
公开日2009年12月2日 申请日期2007年12月21日 优先权日2006年12月28日
发明者克里斯托弗·J·斯皮克, 罗伯特·D·波拉克, 道奇·D·达斡尔曼 申请人:摩托罗拉公司