CN1324454A - 液晶显示器发光体布置 - Google Patents

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Abstract

荧光液晶显示器,由一液晶31夹设于供调变输入光的两个透明基片1、21,供控制该液晶的控制电极13、23以及合并一如荧光物质之荧光材料可从经液晶调变的输入光产生可见成象发光材料3的输出装置所组成。其中该荧光物质系设在前基层的内面,但经一厚度低于300μm的透明辅助落基板与液晶隔离。以此方式可使该等荧光物质紧邻该液晶层,将交扰极小化而不会干扰与本器件的电子光学属性者。

Description

液晶显示器发光体布置
发明领域
本发明涉及液晶显示器(LCD)，特别涉及称为PPLCL的荧光液晶显示器。
背景技术
PLLCD器件使用一液晶(LC)调变一般为紫外线(UV)光的激光。该通过LC的紫外光系投射到设于本器件正面该发光体的荧光物质上。在该器件最简单的构造当中，该等荧光物质系使用一，即依WO95/27920(Cross land与他人)案中所说明之一设于本器件后面，实质上照准近紫外线的背光定位在一LCD组装板上的正面上。唯，利用该一简单布置时，经过LC层的紫外线在撞击荧光物质的像素之前必须先通过晶格的前玻璃板。该一玻璃的厚度最厚可达LCD标准生产常用玻璃厚度的1.1mm。为获得一高解析度的PLLCD，该等荧光物质的像素必须非常的小并且密集封装。在该种布置常中，紫外光(若未经完美照准时)有可能不仅会投射到在所的荧光物质像素上，亦有可能投射到毗连的荧光物质像素上。这种效应即为一般所称的交扰，并可导致显示成象模糊。尤有甚者，设若不同颜色的荧光物质像素之间发生交扰时，该种模糊的情形亦会使观察到的颜色失去饱和。
有数种方式可以避免或至少降低PLLCD器件中交扰位准的可行途径。
第一种方法是改进紫外光激光的照准，或消除激光以高角度朝着屏幕行进。由于激活光将被限制到一可提供高对比LC晶格的方向范围之内，如此亦可改进本器件的整体对比比率。然而，达成高位准的照准一般都要浪费光源大量的可用光。
另一方法是缩小一般由氧化锢锡(ITO)制成的液晶电极相对于荧光物质像素的大小。请参见第WO97/25650号案例。激活光的发射以及电极与荧光物质之间的距离将为决定为了完全消除交扰所需的ITO电极尺寸对荧光物质像素尺寸之比。如此可减少容许紫外线通过的孔径因而降低了器件的效率。
第三种方法是可增加毗连荧光物质像素之问的距离并在荧光物质四周提供大面积黑色矩阵。则该等并不撞击荧光物质的激活光为入射到黑色吸光材而不激活毗连的荧光物质像素。如此将可缩小荧光物质像素本身的尺寸而使入射黑色光罩的紫外线形同浪费，因此同样的会降低器件的效率。
因此，这些降低交扰的方法，通常在效率上都有缺陷。
发明内容
根据本发明的第一个层面，其中设有一荧光液晶显示器，包括一供调变输入光的液晶显示体，夹设于两个透明基板之间，供控制液晶显示用的控制电极，以及并入一发光体材或类似才可从经液晶调变的输入产生一可见成象的显示输出装置。
其中该发光体材系设在前基片的内表面但使用一厚度低于300pmm的透明辅助基片隔离者。
根据本发明的置具有使发光体像素与液晶显示层之间距离缩小的优点，如此可显著减少毗连像素之间的交扰，而不会引起先有技术各种安排当中将荧光物质像素实际设在液晶晶格内部的缺点。譬如，在先有专利申请案(WO97/40416)当中说明了将荧光物质合并到LC内部的方式，包括了将结果荧光物质层的平面化。然而，甚至各种有机发光体材料或键合在有机材料中的荧光物质粒子都很难弄平，另熔敷作用会干扰电极以及同时也需要熔敷在前玻璃内侧校准层。
有关“晶格内置荧光物质”的另一个问题是为了达成具有高亮度与对比，又能避免“卤素”效应的显示，则发光层必须以一种使刚在器件内部的总内部反射度极小化的方式熔敷在前玻璃基片的内侧。则譬如将一发光体材料使用一具有折射指数类似该玻璃的接合剂接合到一玻璃基板时，将会发生高位准的总内部反射。若遇到这种情况，会有来自荧光物质抵达前玻璃/空气介面物的光量显着以各种高于该介面临界角度的角度入射。
此光线会朝着发光体层经反射回到玻璃基板上，并且可能在经过分散事件后从其它地方的基片出现。这往往是一种绕着发射像素的一种光的“卤素”效应。
为了克服此一难题，最好将发光体材料，宜由一荧光物质组成者置在一层中或与主要前基片隔开一具有低于该等透明基片折射指数的层次。最方便与最容易取得的该种物就是空气。这点在现有类型的各种器件当中都可达成，因为辅助基片的存在容许装设一气隙。
一气隙可显著降低卤素效应，一如以下说明者。有些光是由垂直于基片的发光体材料所发射。此一光能经过基片到观景器而不会引起困难。然而，一般的发光体材料皆是漫射发射器，且一些光会以显着的垂直角度的前与向后发射。大多数的这种漫射光在抵达前基片或辅助基片之前都会先经过空气，而且以这种方式(来自空气)在抵达玻璃表面的时候会经有效的折射进入到玻璃基片内。就在玻璃之内，折射光将会在一角度范围内，以充份避免前(观景器侧)玻璃/空气介面出现的内部折射作用(因为否则将不可能已经进入玻璃)，因此可降低卤素效应。大多数的光都会经折射离开玻璃，提供该漫射发射器完整的观景角度特性。准此，使用其它具有低折射指数的材料并利用空气的方式可获得同样的效果。
使用薄基片的另一个效益是在保存一种供液晶晶格使用的光滑内部表面的同时，该基板尚可减少不良照准光引起像素之间的交扰。
荧光物质经常使用一种应烧熔以将荧光物质留置在一具有较低折射指数并可减少前述卤素效应的接合剂熔敷烧熔一结合剂是阴极射线管制造业熟知的工艺。然而，目前为止尚无可能烧熔先有技术内部荧光物质显示器的接合剂(一如在WO97/40416申请案中说明者)，这是因为一直需要该结合剂将荧光物质适当结合到一基片上，这与阴极射线管中高真空环境中只需要较弱的结合力不一样，而且该结合剂还有可能会提供一荧光物质的覆盖层。只要在使用本发明置结果的液晶器件中才有可能进行各种荧光质按合剂的烧熔，这是因为本发明的布置中的荧光物质系夹设于两个基片之间，这表示不需要直接在荧光物质上面熔敷电极，校准层、或平面化层。用来将荧光物质埋置于部分先有器件中的树脂具有一与玻璃折射指数相容折射指数，该一树脂因此不足以显著降低卤素效应。
另，该薄基片的作用是当作一优异的平面化层，并能支持新增的光学组件，如偏振板层、夹设在偏振板与前基片之间的荧光物质。
另，使用的厚度是在适当强度以及减低液晶与荧光物质间距离两者之间的一种交换。为了就强度，典型各种基片的厚度至少应为μm，最好是70μm厚。然而，本发明所达成的各种改良为稍微比300μm多一些；最好该厚度应低于250μm或甚至低于150μm。
利用些一辅助基片缩短该等荧光物质与液晶之间的距离可导致一定大小图像交扰的减量。然而，辅助基片一定的厚度(加上偏振板与可见光折射滤波器的厚度，未使用者则免)表示交扰未经完全消除的可能性。这点在像素簋小同时封装又和很密集之时尤然。基于这个原因，就算使用了辅助基片的布置，可以能还是有必要将激活光照准到所说明者，如此方能达成所需要最低位准的交扰。可能还需要用到某种位准的照准作用来达成来自LCD所需的对比位准。
在此，与在有关为各项解析度目的之照准作用需求的范例。设若有一厚0.2mm具有0.3mm2像素与50μm像素间隙的辅助基片。在未进行照准作用下，由一LC像素调变的光会展延到覆盖大约半径约是像素宽度五倍的圆形面积。一个位准大约是±21°的照准作用将可消除所有的交扰，将经由各LC像素调变光限制在一单一对应荧光物质像素的范围内。
该辅助基板可以很方便使用玻璃或塑胶材料制成，该尊玻璃薄基板已知为微薄层。
可使用肋材将该透明清基片与前透明基片隔开；该等肋材最好能界定个别与该等液晶调变器因素对应的像素可在助材之间该等荧光物质：此等荧光物质颜色应为红绿蓝三色以供一彩色显示器用。该等肋材系当作结构支撑用。同时亦可将来自一荧光物质点发射正在传输到一相邻像素的光停止而降低对比及解析度。该答肋材可为可吸附紫外光或可见光的材料(黑色)以消除乱射光；或可选择使用反射光的肋(如铬)。若要将该薄基板固定到前基片宜用黏剂涂在肋材上面或该党基片的边缘。
凡针对所选定液晶类型而定，必要时尚可进一步在透明薄基片以及荧光物质之间装设一可见光反射层叠以及/或一偏光器等组件。
针对该等如TN，TSN类型的液晶，必要时宜在后透明基片的后侧装设一偏振板。亦可在毗连液晶的后透明薄基板以及透明薄基片内表面上装设该答如透明ITO电极的电极体以及校准层。
根据本发明的第二个层面，提供一液晶器件的制造方法，其系由将发光体材料安装在一前透明基板、将前电极体熔敷在一厚度于30pm与250pm之间透明薄基片上、将该透明薄基片固定到前透明基片使发光体材料系经夹设在该等基片之间，而该等电极体系设在外表面上、装设一具有后电极体的后透明基片、将与后基片间隔开的前基片定位使该前后电极体朝内、以及使用液晶填注于该专电极体之问答步骤所组成者。
实施发明的较佳方案
接着本发明以一纯然籍着举一指定实施例，配合一附带显示根据本发明绘制的PPLCD结构意想图说明。
本发明之主要目标是要缩小荧光像素与液晶切换层之间的距离。为此使用一“微片”玻璃层将荧光物质像素与晶格中的该答ITO电极体隔开
本发明的结构系分成两个基片。为准备第一基板，特使用一标准厚度(如1.1mm)的玻璃片1来支撑该尊荧光物质3。较厚的前玻璃板1系利用凡属适当技术根据所需解析度而定涂上红缘蓝荧光点3。譬如可使用PVA浆涂布；如此可使涂布材料为光敏，因此可利用光印板术加以制作线图案。
该等荧光点系经座落在突出于该等荧光物质3上方，并且可将微片玻璃7支撑在该等荧光物质上方的黑色肋材5矩阵所环绕。亦可使用如铬等反光材料。该等肋材料系熔敷于熔数荧光物质3之前或之后实施。该等肋材系熔敷于熔数荧光物质3之前或之后实施。该等肋材5形成将荧光幕组装体附着到该薄玻璃7的结构支持(请见以下说明)。同时，该等肋材可停止发射自该等荧光点3的光，散射后经过该等会显着阻碍可达成屏幕对比的毗连像素若该答肋材5系属可吸收紫外光者，将可消除紫外线的乱射现象。类似的肋结构物系配合各种电浆显示板或电浆定址的液晶显示器而使用的。
必须将该尊与荧光物质一起熔敷的荧光接合剂移除譬如。将之烧毁，以避免在基片内出现内部反射；一如前述烧毁可在荧光物质与玻璃之间提供一“气隙”。此一程序宜在形成该矩阵5后实施
为备制微片玻璃组装体，首先将一介电层叠11涂布到微片玻璃7以传输经照准的紫外线、并反射可见光，一如在USA-4822144号美国专利案中(美国飞利浦)说明者，接着将一偏振板9(譬如二向色或听留酸酪类)涂布到该介电层叠的上面或下面或是如果所使用的电光效果要求用到一分析器以及/或偏光剂时则涂到该微月玻璃7的另一侧。
接着将ITO涂布到该微片玻璃7在将会毗连到液晶31该侧的上面(或涂凡是先前已经涂布到该微片玻璃7上方的该层)。将该ITO依规定线图案以形成电极体13。可在该ITO层上熔敷一校准层15并连同ITO一起完成布线图案。
虽说微片玻璃本身应该算是优异的平面化层，但必要时可使用平面化或抛光步骤以确保表面的一致性。
接着使用粘剂以类似供电浆定址液晶显示器所使用的方法，涂在黑色肋材的表面，或是涂在玻璃片等的边缘将微月玻璃7结合到前玻璃板1。至此完成第一前基片分组装体33。
第二基片也就是后基片的备制系使用已知方式籍着年一玻璃基片21(譬如厚度为1.1mm者)并将ITO电极体23与一校准层25熔敷到该玻璃基片21的内面。并将一偏振板21附着到后基片的外表面。
接着校准前基片组装体33(使用微片11)与后基片21并在前基片组装体33与该后基片之问装一向列液晶后即告完成本显示器。
实际使用当中，紫外光系经由设在该器件后方偏振相27施加，经过液晶31调变并由前偏振板9解析。该等荧光物质3接着吸收籍由液晶光屏蔽闸所通过的紫外光并籍着发射可见光成象的方式回应。由于荧光物质相对于像素间距(如250μ)而言甚为接近液晶(如100μ)，因此针对标准以外的入射激活光方面，出现的问题很少。由于在荧光物质微粒3以及前基板1的较低表面1b之间存在气隙来自荧光物质的少数光完全在前主基片1的观景器侧表面1a的内部反射。
该介电层叠11的作用是当作与该尊荧光物质附近密接的可见光反射滤波器使用。其可将发射自荧光物质的光反射回去使该等光朝前射进观景器以增加亮度。用以激活荧光物质的光其波长不同并可通过该层叠。
JP7-043528号专利中可找到有关界电层，叠与其等之制造相关的说明。例如采用Ta2O5SiO2MgF2交替的方式可制作该等层叠。目前确实有市售的层叠，系由OCLI提供作为紫外光传输(与可见光遮阻绝用)的滤波器。紫外光在垂直的入射角通过可达至截止(50％)，超过此一波长的可见光很少会通过滤波器。当入射角加大，则截止波长渐近缩短。可稍微修正设计，使得在保留宽频可见光反射之际，还可使针对；紫外线荧光物质发射特性的传输边缘位置最适化。
譬如，使用到385nm±10nm的激活光时，若将直角入射的左边截止(50％)设定为395nm左右，而非405nm，则会比较实用。

Claims (11)

1．一种发光体液晶显示器，其特征在于包括一供调变输入光，经夹设于两个透明基片(1,21)之间的液晶、供控制该液晶的电极、以及合并一发光体材料(3)或类似的材料以从来自由该液晶调变的输入光上产生可见光成象的显示输出装置，其中，前(即观景器侧)基片系由一主基片(1)与一辅助薄基片(7)组成，发光体材料系设在前主基片的内面并由该辅助基片与液晶隔离者。
2．如权利要求1所述的显示器，其特征在于该辅助基片的厚度低于300微米。
3．如权利要求1或2所述之显示器，其特征在于该主基板(1)与辅助基片(7)系由玻璃或塑胶制造者。
4．如权利要求1、2或3中任意一项所述的显示器，其特征在于该发光体材料系经分割成由一支撑该辅助基片(7)的矩阵(5)所隔离的多数区域或像素者。
5．如权利要求1、2、3或4中任意一项所述的显示器，另包括一可见光反射、激活光传输滤波器(11)以及/或一偏振板(9)者，其中可使用任何次序在该辅助基板(7)的一面或两面上定位该等组件者。
6．如权利要求5所述的显示器，其中该可见光反射滤波器系由一薄膜介点层叠所组成者。
7．如权利要求1、2、3、4、5或6中任意一项所述的显示器，另包括一照准该激活光使用的装置者。
8．如权利要求1、2、3、4、5、6或7中任意一项所述的显示器，其中该发光体材料系由一具有反射指数低于该基片反射指数之一间隙或层与前主基片(1)隔离者。
9．如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8中任意一项所述的显示器，其中该发光体材料系一荧光或荧光材料者。
10．一种制造液晶显示器的方法，系由下列布置组成：在一透明前主基板(1)上装设发光材料(3)，将前电极等熔敷在一透明薄基片(7)上，将该薄基片固装到主基板使得该发光材料(3)经夹设在该等基片之间而使该等电极系位在外表面上，装设一具有后电极(23)的透明后基片(21)，定位已完成组装的前基片使其与后基片隔开，前后电极朝内，以及使用液晶充填在该等电极之间的空间。
11．如权利要求10所述的制造液晶显示器的方法，其中该发光材料系熔敷在一随后经移除的接合剂内者。
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