CN102183855A

CN102183855A - 彩色胆甾型液晶显示器装置以及其制造方法

Info

Publication number: CN102183855A
Application number: CN2011101458297A
Authority: CN
Inventors: 廖元正; 杨仁杰; 罗国隆
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2027-05-18
Also published as: CN102183855B; CN101308273A

Abstract

本发明提供一种具有多种颜色胆甾型液晶通道的图案化围篱结构，包括：多条墙状结构，各墙状结构的一端直交一平直的封止端，且该图案化围篱结构包括一整块区域，使图案化围篱结构隔离成具有一第一液晶注入口的一第一液晶通道、封闭的一第二液晶通道及封闭的一第三液晶通道，其中该第一液晶通道的长度大于该第二液晶通道的长度，且该第二液晶通道的长度大于该第三液晶通道的长度，其中该图案化围篱结构的材质包括光阻材料。

Description

彩色胆甾型液晶显示器装置以及其制造方法

本申请文件是2007年5月18日提交的第200710103465.X号发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器装置及其制造方法，特别涉及一种单层彩色胆甾型液晶显示器装置及其制造方法。

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电脑、行动电话等电子产品。亦即，液晶显示器技术正持续朝向轻、薄且易于携带的领域发展。传统反射式具记忆效应的彩色化液晶显示器已广泛应用在电子书、电子纸或其他显示领域。传统彩色胆甾型液晶显示器的结构与制作方法，使用红(R)、绿(G)、蓝(B)三层液晶堆迭结构，搭配多种不同的驱动方式。然而，采用红、绿、蓝液晶堆迭结构造成视差现象，于制造时易造成面板结构对位不易，增加电极设计难度及无法弯曲不便于携带，致使工艺复杂及制造成本过高。

因此，采用单层彩色化胆甾型液晶显示器的结构及工艺设计可有效避免视差、减少工艺及降低成本，尤其是用于彩色的软性显示器等应用领域。美国专利第US 5,825,451号揭露一种单层的彩色胆甾型液晶显示器，利用光可分解/聚合的旋光剂与单层胆甾型结构结合，可藉由UV的照射，破坏或减少单一区域旋光剂的含量，进而达到单层彩色化的效果。然而，此种显示器易受到外界环境光的影响，而降低其稳定性。

美国专利第US 6,741,321号揭露一种液晶显示器装置，利用已知单层双基板组立结构方法，进行分道液晶注入，易造成不同颜色液晶溢流，进而形成液晶混色，造成色差现象。

图1A显示传统单层彩色胆甾型液晶显示器装置的剖面示意图。于图1A中，传统单层彩色胆甾型液晶显示面板2包括下基板6与上基板12对向设置之间具有一间隙。一围篱结构8设置于下基板6与上基板12之间，分隔成多个长条形彩色次像素液晶通道。下基板6上设置有第一电极4与配向层14，上基板12上设置有第二电极10与配向层14，其中第一电极4与第二电极10的设置方向彼此相互垂直。

图1B是显示图1A所示单层胆甾型液晶显示器装置的下基板的示意图。于图1B中，围篱结构8分隔出多个(R、G、B)长条形彩色次像素液晶通道C_R、C_G与C_B。直交段16与18设置于液晶通道C_G与C_B使其一端封闭。于上下基板组装后，以封止材将围篱结构8的第二端L₂封住使液晶通道C_G与C_B成完全封闭结构，且使液晶通道C_R露出第一端L₁作为液晶注入口。接着依序灌注各彩色液晶于液晶通道C_R、C_G、C_B并封止住。然而，传统的单层彩色胆甾型液晶填充前，必需先行封止围篱结构的第二端，且于分道液晶注入时，易造成不同颜色液晶溢流，进而形成液晶混色，造成色差现象。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种彩色胆甾型液晶显示器装置及制造方法，于基板上设计围篱结构形成不同长度的液晶注入道，再涂布一层黏着材料于对向基板上，进行组立。藉由切割、灌注红、绿、蓝的液晶及封止工序，避免不同颜色液晶溢流及色差现象。

本发明亦提供一种彩色胆甾型液晶显示器装置，包括第一基板，与第二基板对向设置，之间具有间隙；图案化围篱结构，设置于该第一基板与该第二基板之间，分隔成多个长条形彩色次像素液晶通道：以及多种颜色的彩色胆甾型液晶，填充于对应该长条形彩色次像素液晶通道；其中该图案化围篱结构与该第二基板之间具有黏结层，防止邻近的次像素液晶通道溢流。

本发明另提供一种彩色胆甾型液晶显示器装置的制造方法，包括：提供第一基板；形成图案化围篱结构于该第一基板上，其中该图案化围篱结构包括多条墙状结构，各墙状结构的一端直交一平直的封止端，以隔离成具有第一开口的第一液晶通道、封闭的第二液晶通道及封闭的第三液晶通道，其中该第一液晶通道的长度大于该第二液晶通道的长度，且该第二液晶通道的长度大于该第三液晶通道的长度；提供第二基板并形成黏结层于其上；对组合该第一基板与该第二基板，使该黏结层与该图案化围篱结构紧密结合；自该第一开口灌注第一色液晶于该第一液晶通道并以第一封装胶材封止该第一液晶通道；施以第一切割步骤使该第二液晶通道露出第二开口；自该第二开口灌注第二色液晶于该第二液晶通道并以第二封装胶材封止该第二液晶通道；施以第二切割步骤使该第三液晶通道露出第三开口；以及自该第三开口灌注第三色液晶于该第三液晶通道并以第三封装胶材封止该第三液晶通道。

本发明又提供一种彩色胆甾型液晶显示器装置的制造方法，包括：提供第一基板；形成图案化围篱结构于该第一基板上，其中该图案化围篱结构包括多条墙状结构，各墙状结构的一端直交一平直的封止端，以隔离成具有第一开口的第一液晶通道、封闭的第二液晶通道及封闭的第三液晶通道，其中该第一液晶通道的长度大于该第二液晶通道的长度，且该第二液晶通道的长度大于该第三液晶通道的长度；提供第二基板并形成黏结层于其上；对组合该第一基板与该第二基板，使该黏结层与该图案化围篱结构紧密结合；自该第一液晶注入口灌注第一色高分子分散型液晶于该第一液晶通道；聚合化该第一色高分子分散型液晶；施以第一切割步骤使该第二液晶通道露出第二开口；自该第二液晶注入口灌注第二色高分子分散型液晶于该第二液晶通道；聚合化该第二色高分子分散型液晶；施以第二切割步骤使该第三液晶通道露出第三开口；自该第三开口灌注第三色高分子分散型液晶于该第三液晶通道；以及聚合化该第三色高分子分散型液晶。

为使本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A是显示传统单层彩色胆甾型液晶显示器装置的剖面示意图；

图1B是显示图1A所示单层胆甾型液晶显示器装置的下基板示意图；

图2是显示根据本发明实施例的单层彩色胆甾型液晶显示器装置的制造流程图；

图3A至3D是显示本发明实施例于组合基板步骤前的各步骤的示意图；

图4是显示根据本发明实施例的围篱结构的示意图；

图5是显示根据本发明实施例的基板结合后沿切割线A-A的剖面示意图；以及

图6A至6C是显示根据本发明实施例的各彩色液晶灌注步骤的示意图。

主要元件符号说明

习知部分(图1A～1B)

2～传统单层彩色胆甾型液晶显示面板；

4～第一电极；

6～下基板；

8～围篱结构；

10～第二电极；

12～上基板；

14～配向层；

16、18～直交段；

C_R、C_G与C_B～长条形彩色次像素液晶通道；

L₁～第一端；

L₂～第二端。

本案部分(图2～6C)

S210-S290～单层彩色胆甾型液晶显示器的工艺步骤；

310～第一基板；

320～图案化围篱结构；

322～平直的封止端；

324～墙状结构；

C₁～第一液晶通道；

C₂～第二液晶通道；

C₃～第三液晶通道；

350～第二基板；

36～黏结层；

420～围篱结构；

410～墙状结构；

422～平直的封止端；

440～围篱结构的整块区域；

510～第一基板；

520～第一电极；

530～图案化围篱结构；

540～液晶流道；

550～第二基板；

560～第二电极；

570～黏结层；

490R～第一色胆甾型液晶；

490G～第二色胆甾型液晶；

490B～第三色胆甾型液晶；

480a～第一封止材料；

480b～第二封止材料；

480c～第三封止材料。

具体实施方式

图2是显示根据本发明实施例的单层彩色胆甾型液晶显示器装置的制造流程图。请参阅图2，首先进行第一基板(例如上基板)的制作步骤，包括提供第一基板(S210)，沿第一方向形成第一电极于第一基板上(S212)。接着，形成第一配向层于第一基板上(S214)，并覆盖该第一电极。接着，形成图案化围篱结构于第一基板上(S216)，该图案化围篱结构包括多条墙状结构，各墙状结构的一端直交一平直的封止端，以隔离成具有一第一液晶注入口的一第一液晶通道、封闭的一第二液晶通道及封闭的一第三液晶通道。

接着，进行第二基板(例如下基板)的制作步骤，包括提供第二基板(S220)，沿第二方向形成第二电极于第二基板上(S222)。接着，形成第二配向层于第二基板上(S224)，并覆盖该第二电极。接着形成黏结层于第二基板上(S226)。

组合第一基板及第二基板(S230)，于组合时第一基板及第二基板对向设置，且之间夹置一间隙。图案化围篱结构与黏结层紧密结合，以防止后续液晶灌注时，邻近的次像素液晶通道溢流。接着，灌注第一色胆甾型液晶并封止(S240)。施以第一切割以露出第二长条状液晶穴(S250)，并灌注第二色胆甾型液晶并封止(S260)。接着，施以第二切割以露出第三长条状液晶穴(S270)，并灌注第三色胆甾型液晶并封止(S280)。于完成各色液晶流道填充步骤后，进行后续显示器面板工艺(S290)。

图3A至3D是显示本发明实施例于组合基板步骤前的各步骤的示意图。请参阅图3A，一图案化围篱结构320形成于第一基板上。图案化围篱结构320包括多条墙状结构324，各墙状结构324的一端直交一平直的封止端322，隔离成具有一第一液晶注入口的一第一液晶通道C₁、封闭的一第二液晶通道C₂及封闭的一第三液晶通道C₃。第一液晶通道C₁的长度大于第二液晶通道C₂的长度，且该第二液晶通道C₂的长度大于第三液晶通道C₃的长度。第一基板的材质包括一硬质基板或一具挠曲性的软质基板。例如，具挠曲性的软质基板包括一聚碳酸酯(PC)基板、一聚醚砜树脂(PES)基板、一聚对苯二甲酸乙二酯(PET)基板或一聚酰亚胺(PI)基板。

第一基板上包括控制像素电极的电路元件，例如薄膜晶体管(TFT)及电容器。或者，第一基板上还包括像素电极，例如沿第一方向的第一电极，以及第一配向层。图案化围篱结构可由任何图案化工艺形成，例如光刻工艺或网版印刷，其材质包括一光阻材料。

请参阅图3B，接着提供一第二基板350，其材质包括一硬质基板或一具挠曲性的软质基板。于第二基板350上可包括共同电极，例如沿第二方向的第二电极，以及第二配向层。第一电极与第二电极彼此实质上相互垂直。接着，形成一黏结层360于第二基板350上，如图3C所示。黏结层360的材质包括一胶状材料或一固状材料。例如，固状材料包括一光固化材料或一热固化材料。黏结层350的厚度小于图案化围篱结构320的高度。

请参阅图3D，对向组合第一基板310与第二基板350，使黏结层360与图案化围篱结构320紧密结合，以防止后续液晶灌注时，邻近的次像素液晶通道溢流。

图4是显示根据本发明实施例的围离结构的示意图。于图4中，图案化围篱结构420包括多条墙状结构410，各墙状结构410的一端直交一平直的封止端422。且该图案化围篱结构420包括一整块区域440，使图案化围篱结构隔离成具有一第一液晶注入口的一第一液晶通道C₁、封闭的一第二液晶通道C₂及封闭的一第三液晶通道C₃。第一液晶通道C₁的长度大于第二液晶通道C₂的长度，且该第二液晶通道C₂的长度大于第三液晶通道C₃的长度。整块区域440可使黏结层与图案化围篱结构之间的结合更紧密，防止后续液晶灌注时，邻近的次像素液晶通道溢流。

图5是显示根据本发明实施例的基板结合后沿切割线A-A的剖面示意图。请参阅图5，基板结合后的结构包括第一基板510与一第二基板550对向设置，其间夹置多条平行的液晶流道540，以容纳各颜色的胆甾型液晶。第一基板510上具有沿第一方向的第一电极520，例如像素电极。第二基板550上具有沿第二方向的第二电极560，例如共同电极，且第一方向与第二方向是相互垂直。于第一基板510与第二基板550之间设置黏结层570与图案化围篱结构530，彼此间紧密结合，防止后续液晶灌注时，邻近的次像素液晶通道溢流。

图6A至6C是显示根据本发明实施例的各彩色液晶灌注步骤的示意图。请参阅图6A，灌注第一色(例如红色)胆甾型液晶490R于第一液晶通道中，并以第一封止材料480a封止。红色胆甾型液晶层包括一红色染料及一含旋光剂的扭转向列液晶。第一封止材料480a包括一光固化材料或一热固化材料。接着，施以第一切割步骤(例如沿切割线B-B)，露出第二长条状液晶通道C₂。第一切割步骤包括一轮刀切割步骤或一激光切割步骤。

请参阅图6B，灌注第二色(例如绿色)胆甾型液晶490G于第二液晶通道中，并以第二封止材料480b封止。绿色胆甾型液晶层包括一绿色染料及一含旋光剂的扭转向列液晶。第二封止材料480b包括一光固化材料或一热固化材料。接着，施以第二切割步骤(例如沿切割线C-C)，露出第三长条状液晶通道C₃。第二切割步骤包括一轮刀切割步骤或一激光切割步骤。

请参阅图6C，灌注第三色(例如蓝色)胆甾型液晶490B于第三液晶通道中，并以第三封止材料480c封止。蓝色胆甾型液晶层包括一蓝色染料及一含旋光剂的扭转向列液晶。第三封止材料480c包括一光固化材料或一热固化材料。于完成各色液晶流道填充步骤后，进行后续显示器面板工艺。

应注意的是，本发明实施例所述的各彩色胆甾型液晶层以可包括一高分子分散型液晶材料。将含高分子单体的液晶灌注于液晶通道中，在经过紫外光照射光聚合化后，形成高分子分散型液晶(polymer dispersed liquid crystal，简称PDLC)。采用高分子分散型液晶可省略以封止材料封止液晶通道的步骤。例如，于基板对向组立步骤后，依序自第一液晶注入口灌注一第一色高分子分散型液晶于第一液晶通道。接着，施以一第一切割步骤使第一液晶通道露出第二液晶注入口。自第一液晶注入口灌注一第二色高分子分散型液晶于第二液晶通道，并施以一第二切割步骤使第三液晶通道露出一第三液晶注入口。接着，自第一液晶注入口灌注一第三色高分子分散型液晶于第三液晶通道。于完成各色液晶流道填充步骤后，进行后续显示器面板工艺。

本发明实施例提供一种彩色液晶显示器的结构与制作方法，其特征及优点在于设计不同长度的液晶注入道及电极，再涂布一层黏着材料于另一具有电极的基板上，并进行对位组立。黏结层与图案化围篱结构彼此间紧密结合，防止后续液晶灌注时，邻近的次像素液晶通道溢流。接着，经由切割工序，可分别注入红、绿、蓝三种颜色液晶，即可达成单层彩色化液晶显示器的制作，此方法可有效减少工艺，并可大幅降低成本。

本发明虽以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种具有多种颜色胆甾型液晶通道的图案化围篱结构，包括：

多条墙状结构，各墙状结构的一端直交一平直的封止端，且该图案化围篱结构包括一整块区域，使图案化围篱结构隔离成具有一第一液晶注入口的一第一液晶通道、封闭的一第二液晶通道及封闭的一第三液晶通道，其中该第一液晶通道的长度大于该第二液晶通道的长度，且该第二液晶通道的长度大于该第三液晶通道的长度，其中该图案化围篱结构的材质包括光阻材料。

2.如权利要求1所述的具有多种颜色胆甾型液晶通道的图案化围篱结构，还包括一第一基板，与一第二基板对向设置，之间具有间隙，其中该图案化围篱结构设置于该第一基板与该第二基板之间。

3.如权利要求2所述的具有多种颜色胆甾型液晶通道的图案化围篱结构，其中该第一基板上具有沿第一方向的第一电极，该第二基板上具有沿第二方向的第二电极，且第一方向与第二方向实质上相互垂直。

4.如权利要求2所述的具有多种颜色胆甾型液晶通道的图案化围篱结构，还包括设置于第一基板上的第一配向层，以及设置于第二基板上的第二配向层。

5.如权利要求1所述的具有多种颜色胆甾型液晶通道的图案化围篱结构，其中该第一液晶通道为红色次像素、该第二液晶通道为绿色次像素及该第三液晶通道为蓝色次像素。

6.如权利要求1所述的具有多种颜色胆甾型液晶通道的图案化围篱结构，其中该第一基板与第二基板的材质包括硬质基板或具挠曲性的软质基板。

7.如权利要求6所述的具有多种颜色胆甾型液晶通道的图案化围篱结构，其中该具挠曲性的软质基板包括聚碳酸酯基板、聚醚砜树脂基板、聚对苯二甲酸乙二酯基板或聚酰亚胺基板。

8.一种具有多种颜色胆甾型液晶通道的图案化围篱结构的制造方法，包括：

提供第一基板；

形成图案化围篱结构于该第一基板上，图案化围篱结构由图案化工艺形成，其材质包括一光阻材料；

其中该图案化围篱结构包括多条墙状结构，各墙状结构的一端直交一平直的封止端，另一端包含一整块区域，以隔离成具有第一开口的第一液晶通道、封闭的第二液晶通道及封闭的第三液晶通道，其中该第一液晶通道的长度大于该第二液晶通道的长度，且该第二液晶通道的长度大于该第三液晶通道的长度。

9.如权利要求8所述的具有多种颜色胆甾型液晶通道的图案化围篱结构的制造方法，其中该图案化围篱结构由光刻工艺或网版印刷形成。

10.如权利要求8所述的具有多种颜色胆甾型液晶通道的图案化围篱结构的制造方法，其中该第一液晶通道为红色次像素、该第二液晶通道为绿色次像素及该第三液晶通道为蓝色次像素。