液晶显示器及其制造方法

文档序号:6850703阅读:93来源:国知局
专利名称:液晶显示器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器及其制造方法,特别是涉及一种具有聚合物散布液晶(PDLC)层的广视角液晶显示器及其制造方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)具有许多的优点,例如体积小、重量轻、低电力消耗等等。因此,LCD已经广泛地被应用于手提式计算机、移动电话等等电子产品。也就是说,LCD已经渐渐取代传统的阴极射线管(CRT)而成为显示器的主流。然而,传统TN型LCD最大的缺点在于其视角窄,于现有技术的研发中已有许多方法被提出,例如横向电场型液晶显示器(in-plane-switchingmode LCD,简称IPS-LCD)或多区域垂直配向型液晶显示器(multi-domainvertical alignment LCD,简称MVA-LCD),以改进LCD的视角特性。
然而,MVA-LCD面板的穿透度却较TN型LCD差,并且于长时间显示同一影像时会有影像定着(image sticking)效应发生。美国专利第US 6,781,665号Nakanishi等人揭示一种高分子分散型液晶显示器,利用液晶与单体分子混合后,施予紫外(UV)光辐照同时加偏压,使其聚合成为高分子分散型液晶(PDLC)。利用此高分子聚合物帮助液晶回复,以减少影像定着(image sticking)效应。
图1为显示现有技术形成高分子分散型液晶显示器(PD-LCD)的方法示意图。一LCD面板置于紫外光(UV)辐照装置的腔体32中。一电源供应器30施予偏压于LCD面板的上、下电极34、36。上、下电极34、36之间的液晶层38包括液晶分子及单体分子,当液晶层受紫外(UV)光辐照时,单体分子会聚合成连续性网络,并于聚合化过程中,使液晶分子的排列方向(orientation)更趋向一致。
图2为显示现有技术的高分子分散型液晶显示器器(PD-LCD)的剖面示意图。在LCD面板经过紫外光(UV)辐照工艺或热工艺之后,上、下基板10、20之间的液晶层38的单体分子聚合化形成聚合物结构13。聚合物结构13形成于靠近配向膜46a、46b处,可帮助液晶回复,以减少影像定着(imagesticking)效应。
美国专利第US 6,014,194号Kuo等人揭示一种高分子分散型液晶显示器,利用在液晶中添加单体,并用UV灯分别在不同的电压下,分别聚合红(R)、绿(G)、蓝(B)色次像素中的单体分子,使不同颜色中的聚合物结构不同。

发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种广视角液晶显示器。将每个像素进一步细分成高分子分散液晶(PDLC)区域及无高分子分散液晶区域,针对不同区域的光学特性不同,因而能达到广视角显示的目的。
根据上述目的,本发明提供一种液晶显示器,包括一第一基板,包括一含有多个像素的有源矩阵;一第二基板,与该第一基板对向而立;以及一液晶层密封于该第一基板与该第二基板之间;其中,每一该些像素上包括有一聚合物散布液晶(PDLC)对应的第一液晶区域及一无聚合物散布液晶对应的第二液晶区域。
根据上述目的,本发明还提供一种液晶显示器的制造方法,其步骤包括提供一第一基板,包括一含有多个像素的有源矩阵;提供一第二基板,与该第一基板对向而立;以及形成一液晶层,密封于该第一基板与该第二基板之间,其中,每一该些像素上包括有一聚合物散布液晶(PDLC)对应的第一液晶区域及一无聚合物散布液晶对应的第二液晶区域。
根据上述目的,本发明又提供一种液晶显示器的制造方法,其步骤包括提供一第一基板,包括一含有多个像素的有源矩阵;提供一第二基板,与该第一基板对向而立;形成一含有聚合单体的液晶层于该第一、第二基板之间;选择性地聚合该液晶层内的该聚合单体,使每一该些像素上包括有一聚合物散布液晶(PDLC)对应的第一液晶区域及一无聚合物散布液晶对应的第二液晶区域。
以下配合图式以及优选实施例,以更详细地说明本发明。


图1为显示现有技术形成高分子分散型液晶显示器(PD-LCD)的方法示意图;
图2为显示现有技术的高分子分散型液晶显示器(PD-LCD)的剖面示意图;图3A~3D为显示根据本发明实施例的液晶显示器的制造方法的剖面示意图;图4A~4D为显示根据本发明实施例的聚合物散布液晶(PDLC)对应的第一液晶区域的各种方式;以及图5A~5D为显示对应聚合物散布液晶(PDLC)区域的各种光掩模图纹实施例方式。
简单符号说明现有部分(图1~2)10、20~上、下基板;13~聚合物结构;30~电源供应器;32~腔体;34、36~上、下电极;38~液晶层;46a、46b~配向膜。
本发明部分(图3A~5D)110~第一基板;112~第一电极;120~第二基板;130~液晶层;132、132’~液晶分子;134~单体分子;114、124、136、136’~聚合物结构;150、150a、150b、150c、150d~图案化光掩模;152~聚合物散布液晶区域;154~无聚合物散布液晶区域;160~入射光源;160”~显示聚合物散布液晶区域;160’~显示无聚合物散布液晶区域;230~电源供应器。
具体实施例方式
图3A~3D为显示根据本发明实施例的液晶显示器的制造方法的剖面示意图。请参阅图3A,一液晶显示器面板包括一第一基板110,其由一含有多个像素的有源矩阵构成(未图示)。一第二基板120,与该第一基板110对向而立。以及一液晶层130密封于第一基板110与第二基板120之间。第一基板110、第二基板120与液晶层之间分别具有第一电极112及第二电极122。液晶层130包括液晶分子132与单体分子134,以及聚合诱发剂以帮助单体分子聚合。单体材料种类包括双丙烯酸酯(diacrylate)与单丙烯酸酯(monoacrylate),或其它具有双键的单体材料,在经过光激发后,解离成自由基形式且与其它自由基结合而成聚合物。另外,视单体材料不同可选择添加起始剂与否以帮助单体聚合。
请参阅图3B,将具有单体分子散布液晶显示器面板置于设有紫外光(UV)辐照装置的环境中。一电源供应器230提供一偏压施于具有单体分子散布液晶显示器面板的第一与第二电极112、122。根据本发明的实施例,将多个像素分为至少一个次区域,例如液晶区域152。选择性地于预定的次区域施予紫外(UV)光辐照,同时可选择施加偏压,使其聚合成为高分子分散型液晶(PDLC)。利用此高分子聚合物帮助液晶回复,以减少影像定着(image sticking)效应。
选择性地施予紫外(UV)光辐照是利用光刻工艺完成图案化光掩模150。光刻工艺的步骤包括形成一光掩模150于第一基板110或第二基板120上。在预定形成第一液晶区域152的第二基板120表面形成有一开口。照射特定波长的光线,例如紫外(UV)光,使UV光线通过该开口进入液晶层130内并使该单体分子134产生聚合化反应。
请参阅图3C,当液晶层受UV辐照时,单体分子130会聚合成连续性网络136。并且于聚合化过程中,使液晶分子132的排列方向(orientation)更趋向一致。
本发明实施例亦可选用聚焦后的图案化光束,直接辐照预定的次区域152,同时可选择施加偏压,使其单体分子132聚合,如此可省却形成光掩模的步骤。例如,可用激光束直接照在需要有聚合物之处,若不需聚合物之处或密度较小处则以不照光或以较弱的激光照射处理。或者,利用两束激光干涉产生干涉条纹亦可造成空间上光能量的强弱分布。达到在各个像素中,空间分布光能量不一致会造成该像素各个次区域聚合物的密度不同。单体分子134亦可选用热聚合型材料,利用局部加热使预定的次区域的液晶层中形成热聚合物。
请参阅图3D,根据本发明实施例,当施以驱动电压V于液晶层时,液晶分子随着电场而转向,具有聚合物散布液晶(PDLC)区域的液晶分子因受到聚合物136影响而与无聚合物散布液晶(PDLC)区域的光学特性不同。因此,当光源160,例如背光源,穿透液晶面板后,于高分子分散液晶(PDLC)区域152及无高分子分散液晶区域154的光学特性不同,而有不同的穿透度,因而于区域152及154相对地产生不同的光学效果160’及160”,进而达到广视角显示的效果。
图4A~4D为显示根据本发明实施例的聚合物散布液晶(PDLC)对应的高分子分散液晶(PDLC)区域的各种方式。高分子分散液晶区域包括有一聚合物结构以及液晶分子。请参阅图4A,聚合物结构136’是散布第一基板110与第二基板120之间,并且第一液晶区域152的液晶分子132’包覆于其中。请参阅图4B,聚合物结构124、136是形成于该第一液晶区域152对应的第二基板120上,其中聚合物124形成于液晶层130与第二基板120之间的界面,聚合物136一端固定于聚合物124上,另一端向液晶层130延伸。请参阅图4C,该聚合物结构114、136是形成于第一液晶区域152对应的该第一基板110上,其中聚合物114形成于液晶层130与第一基板110之间的界面,聚合物136一端固定于聚合物114上,另一端向液晶层130延伸。请参阅图4D,聚合物114、124、及136亦可是同时形成于该第一液晶区域152对应的第一基板110和第二基板120上,其中聚合物124形成于液晶层130与第二基板120之间的界面,聚合物136一端固定于聚合物124上,另一端向液晶层130延伸,而聚合物114形成于液晶层130与第一基板110之间的界面,聚合物136一端固定于聚合物114上,另一端向液晶层130延伸。
图5A~5D为显示对应聚合物散布液晶(PDLC)区域的各种光刻光掩模图纹(pattern)的实施例方式。相对应图3B所示的光刻步骤,于液晶显示器的扫描线与数据线之间所划分的像素区域中,可将光掩模150上对应各个像素区域均分为透光区域152及不透光区域154。
请参阅图5A,光掩模150a的不透光区域154为一三角形区域,形成于各个像素区域中间区域。该三角形区域具有一长边与像素的长边平行。请参阅图5B,光掩模150b的不透光区域154为两对向的直角三角形区域,形成于各个像素区域角落区域。该直角三角形区域的直交边线与像素的边线平行。请参阅图5C,光掩模150c的不透光区域154为两对向的梯形区域,形成于各个像素区域角落区域。该梯形区域的直交边线与像素的边线平行。请参阅图5D,光掩模150d的不透光区域154为两背向的直角三角形区域,形成于各个像素区域中间区域。该直角三角形区域154的直交边线与像素的边线平行。
在经过紫外光(UV)辐照过程后,上、下电极之间的液晶层包括液晶分子及单体分子,当液晶层受UV辐照时,单体分子会聚合成连续性网络,并于聚合化过程中,使液晶分子的排列方向(orientation)更趋向一致,而形成聚合物散布液晶(PDLC)区域。而不透光区域未经UV辐照,仍保持液晶型态。因而形成两不同光学特性区域,达到广视角的效果。
本发明的优点在于提供一液晶显示器,其液晶层含有聚合单体于两相对基板之间。在选择性地聚合液晶层内的聚合单体,使每一该些像素上包括有一聚合物散布液晶(PDLC)对应的第一液晶区域及一无聚合物散布液晶对应的第二液晶区域。由于上述两液晶区域的光学特性不同,可达到广视角的目的。
虽然本发明以优选实施例揭露如上,然而其并非用以限定本发明,本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,可作些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种液晶显示器,包括一第一基板,包括一含有多个像素的有源矩阵;一第二基板,与该第一基板对向而立;以及一液晶层密封于该第一基板与该第二基板之间;其中,每一该些像素上包括有一聚合物散布液晶(PDLC)对应的第一液晶区域及一无聚合物散布液晶对应的第二液晶区域。
2.如权利要求1所述的液晶显示器,其中第一液晶区域包括有一聚合物以及液晶分子。
3.如权利要求2所述的液晶显示器,其中该聚合物是掺杂于液晶分子之间。
4.如权利要求2所述的液晶显示器,其中该聚合物粘接该第一、第二基板,并且将第一液晶区域的液晶分子包覆于其中。
5.如权利要求2所述的液晶显示器,其中该聚合物至少形成于该第一液晶区域对应的该第一基板上及该第二基板上其中之一。
6.如权利要求1至5中的任意一个所述的液晶显示器,其中该聚合物是光聚合物或热聚合物。
7.一种液晶显示器的制造方法,其步骤包括提供一第一基板,包括一含有多个像素的有源矩阵;提供一第二基板,与该第一基板对向而立;以及形成一液晶层,密封于该第一基板与该第二基板之间,其中,每一该些像素上包括有一聚合物散布液晶(PDLC)对应的第一液晶区域及一无聚合物散布液晶对应的第二液晶区域。
8.如权利要求7所述的液晶显示器的制造方法,其中第一液晶区域包括有一聚合物以及液晶分子。
9.如权利要求8所述的液晶显示器的制造方法,其中该聚合物是掺杂于液晶分子之间。
10.如权利要求8所述的液晶显示器的制造方法,其中该聚合物粘接该第一、第二基板,并且将第一液晶区域的液晶分子包覆于其中。
11.如权利要求8所述的液晶显示器的制造方法,其中该聚合物至少形成于该第一液晶区域对应的该第一基板上及该第二基板上其中之一。
12.如权利要求7至11中的任意一个所述的液晶显示器的制造方法,其中该聚合物是光聚合物或热聚合物。
13.一种液晶显示器的制造方法,其步骤包括提供一第一基板,包括一含有多个像素的有源矩阵;提供一第二基板,与该第一基板对向而立;形成一含有聚合单体的液晶层于该第一、第二基板之间;选择性地聚合该液晶层内的该聚合单体,使每一该些像素上包括有一聚合物散布液晶(PDLC)对应的第一液晶区域及一无聚合物散布液晶对应的第二液晶区域。
14.如权利要求13所述的液晶显示器的制造方法,其中第一液晶区域包括有一聚合物以及液晶分子。
15.如权利要求14所述的液晶显示器的制造方法,其中该聚合物是掺杂于液晶分子之间。
16.如权利要求14所述的液晶显示器的制造方法,其中该聚合物粘接该第一、第二基板,并且将第一液晶区域的液晶分子包覆于其中。
17.如权利要求14所述的液晶显示器的制造方法,其中该聚合物至少形成于该第一液晶区域对应的该第一基板上及该第二基板上其中之一。
18.如权利要求13至17中的任意一个所述的液晶显示器的制造方法,其中该聚合单体是热聚合物单体或光聚合物单体。
19.如权利要求18所述的液晶显示器的制造方法,其中该第一液晶区域内还包括一聚合诱发剂。
20.如权利要求13所述的液晶显示器的制造方法,其中该选择性聚合的步骤是利用光刻工艺完成。
21.如权利要求20所述的液晶显示器的制造方法,其中该光刻工艺的步骤包括形成一光掩模于该第一基板或该第二基板上,并且在预定形成该第一液晶区域的该第一基板或该第二基板表面形成有一开口;以及照射特定波长的光线,使该光线通过该开口进入该液晶层内并使该聚合物单体产生聚合反应。
22.如权利要求21所述的液晶显示器的制造方法,其中该特定波长的光线是紫外光。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示器,包括一第一基板,具有一含有多个像素的有源矩阵。一第二基板,与该第一基板对向而立。一液晶层密封于第一基板与第二基板之间。其中,每一该些像素上包括有一聚合物散布液晶(PDLC)对应的第一液晶区域及一无聚合物散布液晶对应的第二液晶区域。
文档编号H01L21/027GK1664676SQ20051006594
公开日2005年9月7日 申请日期2005年4月15日 优先权日2005年4月15日
发明者陈怡如, 李佳育, 陈玠廷, 陈伯纶 申请人:友达光电股份有限公司
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