TW201310141A - 液晶顯示裝置及製造其之方法 - Google Patents

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Yoshihisa Kurosaki
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Abstract

一液晶顯示裝置係包括一設置於一第一基材上之第一配向層、設置於第一配向層上之第一電極、第二電極、及一包括一膽固醇型液晶且配置於第一及第二電極之間之液晶層。一第二配向層係設置於第二電極上，且一第二基材設置於第二配向層上。第一配向層係接觸第一電極之間的膽固醇型液晶，且第二配向層接觸第二電極之間的膽固醇型液晶。

Description

液晶顯示裝置及製造其之方法 參考相關申請案
本申請案係以2011年8月31日提申的先前日本專利申請案No.2011-190117為基礎且對其主張優先權，該案的整體內容合併於本文中以供參考。
發明領域
本發明係有關一液晶顯示裝置及該液晶顯示裝置之一製造方法。
發明背景
近來，公司、大學及類似單位正積極發展諸如電子紙等液晶顯示裝置。電子紙預期被應用在電子書、行動終端設備的次或輔助顯示器、IC(積體電路)卡的顯示器部份、及各種不同的特殊應用可攜式設備。電子紙之一種有前景的顯示系統係包括一使用一液晶組成物之顯示元件，在該液晶組成物中形成一膽固醇型相態。其中形成膽固醇型相態的液晶組成物係可稱為膽固醇型液晶或旋光向列型液晶，但在下文描述中將稱為膽固醇型液晶。膽固醇型液晶具有有利的特徵構造，包括半永久性顯示留置特徵(或記憶特徵)、生動色彩顯示特徵、高對比特徵、高解析度特徵、及類似特徵。
第1圖是示意性顯示一使用膽固醇型液晶且能夠產生一全色彩顯示的液晶顯示元件之一概括橫剖結構的圖式。 第1圖所示的一液晶顯示元件1具有一結構，其中一藍(B)顯示(B-顯示)部份2B、一綠(G)顯示(G-顯示)部份2G、及一紅(R)顯示(R-顯示)部份2R從一顯示表面依此次序堆積。在第1圖中，一上基材係形成顯示表面，且一實線箭頭所顯示的外部光從上基材上方入射至顯示表面。第1圖亦顯示一觀察者的一眼睛，並藉由一虛線箭頭顯示來自觀察者眼睛的一觀察(或監測)方向。
B-顯示部份2B係包括一充填於一對上及下基材21Ba及21Bb之間的藍(B)液晶層22B，及一將一預定脈衝電壓施加至B液晶層22B之脈衝電壓源23B。G-顯示部份2G係包括一充填於一對上及下基材21Ga及21Gb之間的綠(G)液晶層22G，及一將一預定脈衝電壓施加至G液晶層22G之脈衝電壓源23G。R-顯示部份2R係包括一充填於一對上及下基材21Ra及21Rb之間的紅(R)液晶層22R，及一將一預定脈衝電壓施加至R液晶層22R之脈衝電壓源23R。
使用於B、R、及R液晶層22B、22G及22R各者之膽固醇型液晶係可為一液晶混合物，其中一旋光添加物(或旋光材料)譬如以數十重量%級數的含量被添加至向列液晶。當數十重量%的旋光材料被添加至向列液晶時，可形成一膽固醇型相態，其中向列液晶分子以螺旋形狀被強烈扭曲。基於此理由，膽固醇型液晶有時亦稱為旋光向列液晶。
膽固醇型液晶具有一雙穩態性特徵(或記憶特徵)，並可藉由控制施加在液晶上的電場強烈度採行一平面性狀態、一焦點圓錐狀態、或一身為平面性與焦點圓錐狀態的混合 物之中間狀態。此外，當膽固醇型液晶採行平面性狀態、焦點圓錐狀態及中間狀態中的一者時，其後則穩定保持該狀態，即使不施加電場時亦然。
可譬如藉由施加一預定高電壓橫越上及下基材以將一強烈電場施加在液晶層上並將液晶置於一垂直狀態且其後快速使電場為零，而藉以獲得平面性狀態。可譬如藉由施加一低於預定高電壓之預定電壓橫越上與下基材以將一電場施加在液晶層上且其後快速使電場為零，而藉以獲得焦點圓錐狀態。亦可藉由從平面性狀態逐漸施加一電壓橫越上與下基材，而藉以獲得焦點圓錐狀態。可譬如藉由施加比獲得焦點圓錐狀態的電壓更低之電壓橫越上與下基材以將一電場施加在液晶層上且其後快速使電場為零，而藉以獲得平面性狀態與焦點圓錐狀態之間的中間狀態。
將參照第2A及2B圖以B-顯示部份2B為例來描述使用膽固醇型液晶的液晶顯示元件之一顯示方法。第2A及2B圖是說明使用膽固醇型液晶的液晶顯示元件之一顯示方法的圖式。第2A圖顯示當B-顯示部份2B的B液晶層22B處於平面性狀態時，膽固醇型液晶的液晶分子25B之一配向狀態。如圖2A所示，平面性狀態中的液晶分子25B藉由在與基材21Ba(或21Bb)的一平面內方向呈正交的方向接續地旋轉而形成一螺旋結構，且螺旋結構的一螺旋軸線近似正交於基材表面。
在平面性狀態中，根據液晶分子的一螺旋間距而具有一預定波長之光係被液晶層選擇性反射。當液晶層的一平 均折射率標示為n且螺旋間距標示為p時，使反射變成最大值之波長λ可標示成λ=n．p。依此，為了選擇性反射B-顯示部份2B的B液晶層22B之平面性狀態中的藍光，決定螺旋間距p及平均折射率n譬如使得波長λ變成λ=480nm。可藉由選擇液晶材料及旋光材料來調整平均折射率n，且可藉由調整旋光材料含量來調整螺旋間距p。
第2B圖顯示當B-顯示部份2B的B液晶層22B處於焦點圓錐狀態時，膽固醇型液晶的液晶分子25B之一配向狀態。如第2B圖所示，焦點圓錐狀態的液晶分子25B藉由在基材21Ba(或21Bb)的平面內方向接續地旋轉而形成一螺旋結構，且螺旋結構的螺旋軸線近似平行於基材表面。在焦點圓錐狀態中，B液晶層22B的反射波長選擇性係喪失，且入射光幾乎全部被透射。透射光係被一配置於R-顯示部份2R的下基材21Rb的背表面上之光吸收層24所吸收，並形成一暗(或黑)顯示。
在平面性狀態與焦點圓錐狀態之間的中間狀態，反射光及透射光之比值可依據中間狀態被調整，且因此反射光的強烈度可變動。
因此，在膽固醇型液晶中，可依據以螺旋方式被扭曲之液晶分子的配向狀態來控制所反射的光量。
可藉由以類似於上述B液晶層22B的方式分別將選擇性反射綠光及紅光的膽固醇型液晶充填至平面性狀態的G液晶層22G及R液晶層22R中，來製造能夠產生全色彩顯示之液晶顯示元件。利用膽固醇型液晶以選擇性反射紅光、 綠光及藍光之液晶顯示部份係可作堆積，以製造用於全色彩顯示且具有記憶特徵的液晶顯示元件。可以一其中在螢幕被重新寫入或切換時以外的時間使功率消耗為零之狀態來產生全色彩顯示。
利用膽固醇型液晶的選擇性反射之液晶顯示裝置係可以其中功率消耗為零的狀態產生色彩顯示。可藉由控制一電壓施加波形來選擇此一液晶顯示裝置的平面性(亮)狀態及焦點圓錐(暗)狀態，且可以電壓施加波形為基礎選擇一像素部份以採行平面性狀態或焦點圓錐狀態。然而，因為電壓可能未在電極之間的一非像素部份中被施加至液晶，非像素部份可能未被控制至平面性狀態或焦點圓錐狀態。顯示特徵、特別是對比比值係大幅受到非像素部份是處於平面性狀態還是焦點圓錐狀態所影響。一般而言，當使用一膜基材或一玻璃基材時，非像素部份採行平面性狀態，且對比比值因此劣化。
具有一種使非像素區採行暗狀態之已知技術。此技術提供非像素部份上之一稱為黑矩陣(BM)的黑格柵(或罩幕)。然而，當使用一具有一相對低熱承受溫度的基材時，可使用一熱製程來製造及/或結合黑矩陣(BM)。譬如，當使用膜基材時，譬如，熱承受溫度是150℃，然而，可能難以在比此熱承受溫度更低的溫度製造及/或結合黑矩陣(BM)。尚且，當使用膜基材或撓性基材時，基材的撓性可能易產生黑矩陣(BM)相對於基材的一配向誤差，且黑矩陣(BM)的配向或定位精確度隨著非像素區變窄而劣化。
日本先行公開專利公告No.2004-212418提出一液晶顯示裝置及其製造方法。
發明概要
為此，在實施例的一型態中，一目的係在於提供一液晶顯示裝置及該液晶顯示裝置的一製造方法，其可改良對比比值。
根據本發明的一型態，一液晶顯示裝置可包括一第一基材；一設置於第一基材上之第一配向層；以一條紋狀形狀配置且設置於第一配向層上之複數個第一電極；以一條紋狀形狀配置之複數個第二電極；一包括一膽固醇型液晶且配置於複數個第一電極與複數個第二電極之間之液晶層；一設置於複數個第二電極上之第二配向層；及一設置於第二配向層上之第二基材，其中第一配向層係與複數個第一電極之間的液晶層的膽固醇型液晶產生接觸，且其中第二配向層係與複數個第二電極之間的液晶層的膽固醇型液晶產生接觸。
根據本發明的另一型態，一用於製造一液晶顯示裝置之方法係可包括：形成一第一透明電極層於一第一基材上所形成的一第一配向層上；將第一透明電極層圖案化以形成複數個第一電極，及曝露複數個第一電極之間的第一配向層；形成一第二透明電極層於一第二基材上所形成的一第二配向層上；將第二透明電極層圖案化以形成複數個第二電極，及曝露複數個第二電極之間的第二配向層；經由 一密封構件結合第一基材及第二基材；及注射一膽固醇型液晶於第一及第二基材之間且充填膽固醇型液晶藉以形成一液晶層。
將藉由申請專利範圍中特別指出的元件及組合來實現及達成本發明的目的及優點。
請瞭解：上文一般描述及下文詳細描述係為例示及說明性而並未限制由申請專利範圍所界定的本發明。
圖式簡單說明
第1圖是示意性顯示使用膽固醇型液晶且能夠產生一全色彩顯示之一液晶顯示元件的一概括橫剖結構之圖式；第2A及2B圖是說明使用膽固醇型液晶的液晶顯示元件之一顯示方法的圖式；第3圖是顯示一液晶顯示裝置的一結構之一範例的圖式；第4圖是顯示本發明第一實施例中之一液晶顯示元件的一結構之一範例的橫剖視圖；第5圖是說明一非像素區之平面圖；第6圖是說明一預傾角(pretilt angle)與一反射係數之間的一關係之圖式；及第7圖是說明本發明第二實施例中之液晶顯示元件的結構之一範例的橫剖視圖。
實施例描述
根據所揭露的液晶顯示裝置及所揭露的製造(或生產) 該液晶顯示裝置之方法，形成一第一配向層及一第二配向層，藉以使一非像素區中的一膽固醇型液晶穩定化處於一焦點圓錐(暗)狀態。膽固醇型液晶所形成的一液晶層係被嵌夾於一第一電極與一第二電極之間。第一配向層及第二配向層形成於第一電極及第二電極的外側上，亦即液晶層的相對側上，並與非像素區中的膽固醇型液晶產生接觸。
譬如，非像素區中的第一配向層及第二配向層相對於膽固醇型液晶之一預傾角係可大於相對於一像素區中的膽固醇型液晶之一預傾角。
將參照附圖描述本發明的較佳實施例。
現在將描述根據本發明的各實施例中之液晶顯示裝置及製造該液晶顯示裝置之方法。
[第一實施例]
第3圖是顯示液晶顯示裝置的一結構之一範例的圖式。第3圖所示之液晶顯示裝置的結構可使用在本發明的各實施例中。在第3至5圖及第7圖中，與第1圖對應部份相同的部份係標示相同的編號，且將省略其描述。
一使用膽固醇型液晶且能夠產生一全色彩顯示之液晶顯示裝置300係包括如第3圖所示被連接之一液晶顯示元件31、一資料電極驅動電路311、一掃描電極驅動電路312、及一控制電路313。液晶顯示元件31包括一藍(B)顯示(B-顯示)部份(或B-顯示面板)32B、一綠(G)顯示(G-顯示)部份(或G-顯示面板)32G、及一紅(R)顯示(R-顯示)部份(或R-顯示面板)32R。如稍後連同第4圖描述，B-顯示部份32B包括一藍 (B)液晶層22B以一平面性狀態反射藍光，G-顯示部份32G包括一綠(G)液晶層22G以一平面性狀態反射綠光，且R-顯示部份32R包括一紅(R)液晶層22R以一平面性狀態反射紅光。
控制電路313可由一處理器諸如CPU(中央處理單元)等形成，並以擬顯示的影像資料(後文簡稱為“影像資料”)為基礎來控制資料電極驅動電路311及掃描電極驅動電路312。在控制電路313的控制下，資料電極驅動電路311依據影像資料將一電壓施加至B、G及R顯示部份32B、32G及32R各者之下電極(或資料電極)42Bb、42Gb及42Rb，藉以驅動下電極42Bb、42Gb及42Rb。在控制電路313的控制下，掃描電極驅動電路312依據一掃描頻率將一脈衝電壓施加至B、G及R顯示部份32B、32G及32R各者之上電極(或掃描電極)42Ba、42Ga及42Ra，藉以驅動上電極42Ba、42Ga及42Ra。藉由資料電極驅動電路311及掃描電極驅動電路312來驅動B、G及R顯示部份32B、32G及32R各者的方法本身係為已知，且因此將省略其詳細描述。
在此範例中，藉由資料電極驅動電路311及掃描電極驅動電路312形成的一驅動系統係相對於B、G及R顯示部份32B、32G及32R各者共同地提供。然而，一驅動系統當然可相對於B、G及R顯示部份32B、32G及32R各者分開地提供。
第4圖是顯示本發明第一實施例中之液晶顯示元件的一結構之一範例的橫剖視圖。因為顯示部份32B、32G及32R 各者的結構為相同，下文將就B-顯示部份32B的結構提供描述。在第4圖中，為求方便假設光從B-顯示部份32B的一上基材21Ba上方入射至一顯示表面。因此，一(可見)光吸收層24設置於R-顯示部份32R之一下基材21Rb的一背表面上。當B、G及R液晶層22B、22G及22R全部採行焦點圓錐狀態時，黑(或黑色)係顯示於液晶顯示裝置300的顯示表面上。可依需要提供光吸收層24。
在第4圖中，一間隙形成於顯示部份32B及32G之間，及顯示部份32G及32R之間。然而，顯示部份32B及32G較佳彼此接觸，且顯示部份32G及32R較佳彼此接觸。
第4圖所示的B-顯示部份32B係包括一下基材21Bb、一設置於下基材21Bb上之第一配向層41Bb、以一條紋狀形狀設置於第一配向層41Bb上之下電極42Bb、以一條紋狀形狀正交於下電極42Bb延伸之上電極42Ba、一包括一膽固醇型液晶且配置於上與下電極42Ba及42Bb之間的B液晶層22B、一設置於上電極42Ba上之第二配向層、一設置於第二配向層41Ba上之上基材21Ba。一密封構件(或密封材料)43B設置於上及下電極42Ba及42Bb各者(及第一及第二配向層41Bb及41Ba各者)之一周邊邊緣部份上。被調整以選擇性反射藍光之B膽固醇型液晶係充填至由上及下電極42Ba及42Bb(及第一及第二配向層41Bb及41Ba)及密封構件43B所密封(或包封)的一空間內，藉以形成B液晶層22B。第一配向層41Bb係與下電極42Bb之間的B液晶層22B的B膽固醇型液晶產生接觸。此外，第二配向層41Ba係與上電極42Ba之 間的B液晶層22B的B膽固醇型液晶產生接觸。
在此範例中，分別設置於較靠近B液晶層22B的上及下基材21Ba及21Bb側上之上及下電極42Ba及42Bb係以0.24mm間距形成，故可產生320點x240點的一QVGA(四分之一視訊圖形陣列)顯示。譬如，上及下電極42Ba及42Bb可由一膜或透明導體諸如ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)、銀奈米線及類似物形成。
為了使B液晶層22B的厚度(或胞元間隙(cell gap))維持均勻，複數個球形、柱形或其他形狀的間隔件(未圖示)可設置於B液晶層22B內。空間可由一樹脂、無機氧化物、及類似物形成。在此範例中，為求方便假設複數個間隔件設置於B液晶層22內藉以維持均勻的胞元間隙。譬如，B液晶層22B的一胞元間隙d可位於3μm<=d<=6μm的範圍。符號“<=”代表“小於或等於”。
第5圖是說明B-顯示部份32B的一非像素區之平面圖。液晶層22B係包括像素區221B，其中上及下電極21Ba及21Bb在平面圖中相交，以及設置於相鄰像素區221B之間的非像素區222B，其中B膽固醇型液晶與第一及第二配向層41Bb及41Ba產生接觸。非像素區222B中的第一及第二配向層41Bb及41Ba相對於B膽固醇型液晶之預傾角係大於像素區221B中的第一及第二配向層41Bb及41Ba相對於B膽固醇型液晶之預傾角。藉由一結晶旋轉方法所測量之第一及第二配向層41Bb及41Ba相對於B膽固醇型液晶之預傾角係可譬如具有6°至89°範圍之數值。在其中像素區221B各側譬如 為150μm之一實例中，非像素區222B的寬度可譬如為10μm。可供第一及第二配向層41Bb及41Ba使用且相對於B膽固醇型液晶具有6°至89°預傾角的材料係可包括聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚乙烯丁縮醛樹脂、丙烯酸樹脂、二氧化矽(SiO2)、及類似物。
類似地，在G-顯示部份32G中，一非像素區中的第一及第二配向層41Gb及41Ga相對於G膽固醇型液晶之預傾角係大於一像素區中的第一及第二配向層41Gb及41Ga相對於G膽固醇型液晶之預傾角。藉由結晶旋轉方法所測量之第一及第二配向層41Gb及41Ga相對於G膽固醇型液晶之預傾角係可譬如具有6°至89°範圍之數值。
並且，在R-顯示部份32R中，一非像素區中的第一及第二配向層41Rb及41Ra相對於R膽固醇型液晶之預傾角係大於一像素區中的第一及第二配向層41Rb及41Ra相對於R膽固醇型液晶之預傾角。藉由結晶旋轉方法所測量之第一及第二配向層41Rb及41Ra相對於R膽固醇型液晶之預傾角係可譬如具有6°至89°範圍之數值。
接著將描述一液晶組成物。形成液晶層22B、22G及22R各者之液晶組成物係可為藉由將10重量%至40%的一旋光材料混合至一扭向液晶混合物所獲得之一膽固醇型液晶。添加至扭向液晶混合物之旋光材料量(重量%)係為其中將扭向液晶組份及旋光材料的總量視為100重量%的一實例之數值。可對於扭向液晶使用各種不同已知的扭向液晶材料。液晶組成物的折射率異向性(△n)較佳譬如位於0.18至 0.24的範圍。當液晶組成物的折射率異向性低於上述範圍時，平面性狀態的反射係數將劣化。另一方面，當折射率異向性高於上述範圍時，焦點圓錐狀態中的散射性反射將變大，且黏度變高以使響應速度劣化。液晶層22B、22G及22R各者的厚度較佳位於3μm至6μm的範圍中。當液晶層22B、22G及22R各者的厚度比上述厚度範圍更薄時，平面性狀態中的反射係數將劣化。另一方面，當液晶層22B、22G及22R各者的厚度比上述厚度範圍更厚時，驅動電壓變得過高。
接著將描述顯示部份32B、32G及32R各者的光學旋轉(或旋轉偏振)。在包括B、G及R顯示部份32B、32G及32R之堆積結構中，平面性狀態中的G液晶層22G之光學旋轉係不同於B及R液晶層22B及22R的光學旋轉。
上基材21Ba、21Ga及21Ra以及下基材21Bb、21Gb及21Rb具有半透明性或透明性。在此範例中，對於上基材21Ba、21Ga及21Ra以及下基材21Bb、21Gb及21Rb使用垂直及水平長度切成12(cm)x12(cm)尺寸的一PEN(聚對萘二甲酸乙二酯)膜基材。然而，可使用一玻璃基材、及PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PC(聚碳酸酯)及類似物製成的膜基材(或撓性基材)來取代PEN膜基材。在其中上基材21Ba、21Ga及21Ra或下基材21Bb、21Gb及21Rb、或是上基材21Ba、21Ga及21Ra以及下基材21Bb、21Gb及21Rb兩者由膜基材製成之一實例中，可能將顯示部份32B、32G及32R以及液晶顯示裝置300製成薄且輕。位居堆積結構的最下層中之R- 顯示部份32R的下基材21Rb可為不透明。
接著將描述當未施加電壓至液晶(或其記憶狀態)時相對於液晶的預傾角及反射係數(或明度(brightness))。
不同的聚醯亞胺樹脂係形成於上及下基材的表面上，位於一其中預傾角相對於膽固醇型液晶為0°至89°之範圍中，藉以形成第二及第一配向層。藉由結合第一及第二配向層使得胞元間隙為4μm，來製造一空(或缺空)的胞元。然後，膽固醇型液晶充填至第一及第二配向層之間的空胞元內。在充填膽固醇型液晶之後，所製作的胞元被加熱以將膽固醇型液晶置於一等向性狀態。其後，胞元被逐漸冷卻至室溫，藉以移除在膽固醇型液晶充填至胞元內時由應力所造成之液晶配向。接著，光係以相對於表面呈30°的入射角輻照在所製作胞元的表面上，且測量一0°方向的反射係數。預傾角係為相對於基底液晶(膽固醇型液晶的扭向液晶之數值，並藉由結晶旋轉方法所測量。
第6圖是說明預傾角與反射係數之間的關係之圖式。如第6圖可看出，當相對於膽固醇型液晶的預傾角是2°或更小時，反射係數是38%或更高，亦即相對地高。當利用一顯微鏡觀察此第一實例之膽固醇型液晶的配向狀態時，將確認平面性狀態。另一方面，當相對於膽固醇型液晶的預傾角是4°時，反射係數為近似20%，亦即相對地低。當觀察此第二實例之膽固醇型液晶的配向狀態時，將確認平面性狀態及焦點圓錐狀態共同存在。在其中相對於膽固醇型液晶的預傾角位於6°至89°的範圍之實例中，反射係數為2% 或更小且相對地低，並確認一令人滿意的暗狀態。對於此第三實例之液晶的配向狀態是焦點圓錐狀態。
為此，可確認：當非像素區中相對於膽固醇型液晶之預傾角設定在6°至89°的範圍時，非像素區可被置於焦點圓錐(暗)狀態，且可改良對比比值。易言之，當非像素區中相對於膽固醇型液晶之預傾角位於6°至89°的範圍時，非像素區中的膽固醇型液晶可穩定化處於焦點圓錐(暗)狀態。
[第二實施例]
第7圖是顯示本發明第二實施例中之液晶顯示元件的結構之一範例的橫剖視圖。在第7圖中，與第4圖中對應部份相同之部份係標示相同的編號，且將省略其描述。
第7圖所示的液晶顯示元件31的B-顯示部份32B係進一步包括一第三配向層46Bb及一第四配向層46Ba。第三配向層46Bb設置於下電極42Bb上且與B液晶層22B產生接觸。第四配向層46Ba設置於上電極42Ba底下且與B液晶層22B產生接觸。第三及第四配向層46Bb及46Ba可由與形成第一及第二配向層41Bb及41Ba的材料類似之一材料製成。此外，第四及第三配向層46Ba及46Bb可由與用來形成上及下電極42Ba及42Bb者類似之一圖案化或一列印所形成。進一步藉由提供第三及第四配向層46Bb及46Ba以便利於特別是像素區221B中之B液晶層22B的膽固醇型液晶之配向控制。
類似地，G-顯示部份32G進一步包括一設置於下電極42Gb上且接觸於G液晶層22G之第三配向層46Gb，及一設置於上電極42Ga底下且接觸於G液晶層22G之第四配向層 46Ga。此外，R-顯示部份32R進一步包括一設置於下電極42Rb上且接觸於R液晶層22R之第三配向層46Rb，及一設置於上電極42Ra底下且接觸於R液晶層22R之第四配向層46Ra。
接著將描述一製造該液晶顯示裝置之方法及一比較性範例。
[製造方法M1]
由聚醯亞胺製造且相對於膽固醇型液晶譬如具有6°預傾角之第一及第二配向層41Gb及41Ga係形成於譬如在垂直及水平方向切成12(cm)x12(cm)尺寸的兩個PC(聚碳酸酯)膜基材21Gb及21Ga上，且然後譬如在150℃烘烤。銀奈米線製成的透明電極係塗覆在第一及第二配向層41Gb及41Ga上，且銀奈米線電極21Gb及21Ga藉由一光微影術製程被圖案化。電極21Gb及21Ga的圖案化以0.24mm的間距進行，故可產生320點x240點的一QVGA顯示。藉由將電極21Gb及21Ga圖案化，第一配向層41Gb(或第二配向層41Ga)變成被曝露於電極21Gb(或21Ga)及電極21Gb(或21Ga)之間。
接著，一光阻係塗覆在PC膜基材21Gb及21Ga的一者上，亦即此範例中的PC膜基材21Ga。光阻藉由一光微影術製程被圖案化，然後譬如在150℃烘烤120分鐘，藉以製造譬如具有4μm高度之間隔件(或結構)。當兩PC膜基材21Gb及21Ga重疊時，間隔件維持胞元間隙。
接著，譬如由一環氧樹脂製造的一密封構件43G係利用 一配送器被塗覆在另一PC膜基材21Gb的一周邊邊緣部份上。兩PC膜基材21Gb及21Ga經由間隔件及密封構件43G被結合，並譬如在160℃被加熱一小時，同時以1kg/cm2的力壓抵。結果，密封構件43G係固化或硬化，並將兩PC膜基材21Gb及21Ga結合在一起。在此同時，間隔件亦將兩PC膜基材21Gb及21Ga結合在一起。最後，G膽固醇型液晶藉由一真空注射(或真空壓力浸泡)從一注射孔被充填至兩PC膜基材21Gb及21Ga之間的空間中，且隨後注射孔譬如被一環氧樹脂密封構件所密封，藉以完成G-顯示部份22G。
B-顯示部份22B及R-顯示部份22R可與G-顯示部份22G類似地被製造。然而，當製造G-顯示部份22G及R-顯示部份22R時，B-膽固醇型液晶及R-膽固醇型液晶的螺旋方向係設定在與G膽固醇型液晶的螺旋方向相反之一方向中。
利用上述方式所製造的B-顯示部份22B、G-顯示部份22G及R-顯示部份22R譬如被加熱至110℃，藉以將液晶置於等向性狀態。B-顯示部份22B、G-顯示部份22G及R-顯示部份22R隨後以-1℃/min的速率逐漸被冷卻至室溫，藉以將顯示部份22B、22G及22R各者的非像素區中之液晶配向狀態置於焦點圓錐狀態。結果，顯示部份22B、22G及22R各者的非像素區係採行光學暗狀態。
然後，利用上述方式所製造的B-顯示部份22B、G-顯示部份22G及R-顯示部份22R被堆積藉以製造液晶顯示元件31。一驅動電路(譬如一驅動IC)可連接至液晶顯示元件31，藉以譬如製造彩色電子紙。在此實例中，彩色電子紙可藉 由施加一預定波形至驅動IC而產生明亮且高對比比值的一顯示。
[製造方法M2]
如同上述製造方法M1之實例，類似地，由聚醯亞胺製造且相對於膽固醇型液晶譬如具有88°預傾角之第一及第二配向層41Gb及41Ga係形成於譬如在垂直及水平方向切成12(cm)x12(cm)尺寸的兩個PC(聚碳酸酯)膜基材21Gb及21Ga上，且然後譬如在150℃烘烤。銀奈米線製成的透明電極係塗覆在第一及第二配向層41Gb及41Ga上，且銀奈米線電極21Gb及21Ga藉由一光微影術製程被圖案化。電極21Gb及21Ga的圖案化以0.24mm的間距進行，故可產生320點x240點的一QVGA顯示。藉由將電極21Gb及21Ga圖案化，第一配向層41Gb(或第二配向層41Ga)變成被曝露於電極21Gb(或21Ga)及電極21Gb(或21Ga)之間。
接著，一光阻係塗覆在PC膜基材21Gb及21Ga的一者上，亦即此範例中的PC膜基材21Ga。光阻藉由一光微影術製程被圖案化，然後譬如在150℃烘烤120分鐘，藉以製造譬如具有4μm高度之間隔件(或結構)。當兩PC膜基材21Gb及21Ga重疊時，間隔件維持胞元間隙。
接著，譬如由一環氧樹脂製造的一密封構件43G係利用一配送器被塗覆在另一PC膜基材21Gb的一周邊邊緣部份上。兩PC膜基材21Gb及21Ga經由間隔件及密封構件43G被結合，並譬如在160℃被加熱一小時，同時以1kg/cm2的力壓抵。結果，密封構件43G係固化或硬化，並將兩PC膜基 材21Gb及21Ga結合在一起。在此同時，間隔件亦將兩PC膜基材21Gb及21Ga結合在一起。最後，G膽固醇型液晶藉由一真空注射(或真空壓力浸泡)從一注射孔被充填至兩PC膜基材21Gb及21Ga之間的空間中，且隨後注射孔譬如被一環氧樹脂密封構件所密封，藉以完成G-顯示部份22G。
B-顯示部份22B及R-顯示部份22R可與G-顯示部份22G類似地被製造。然而，當製造G-顯示部份22B及R-顯示部份22R時，B-膽固醇型液晶及R-膽固醇型液晶的螺旋方向係設定在與G膽固醇型液晶的螺旋方向相反之一方向中。
利用上述方式所製造的B-顯示部份22B、G-顯示部份22G及R-顯示部份22R譬如被加熱至110℃，藉以將液晶置於等向性狀態。B-顯示部份22B、G-顯示部份22G及R-顯示部份22R隨後以-1℃/min的速率逐漸被冷卻至室溫，藉以將顯示部份22B、22G及22R各者的非像素區中之液晶配向狀態置於焦點圓錐狀態。結果，顯示部份22B、22G及22R各者的非像素區係採行光學暗狀態。
然後，利用上述方式所製造的B-顯示部份22B、G-顯示部份22G及R-顯示部份22R被堆積藉以製造液晶顯示元件31。一驅動電路(譬如一驅動IC)可連接至液晶顯示元件31，藉以譬如製造彩色電子紙。在此實例中，彩色電子紙可藉由施加一預定波形至驅動IC而產生明亮且高對比比值的一顯示。
[製造方法M3]
由SiO2製造且相對於膽固醇型液晶譬如具有40°預傾 角之第一及第二配向層41Gb及41Ga係藉由歪斜沉積被形成於譬如在垂直及水平方向切成12(cm)x12(cm)尺寸的兩個PC(聚碳酸酯)膜基材21Gb及21Ga上，且然後譬如在150℃烘烤。IZO製成的透明電極係濺鍍在第一及第二配向層41Gb及41Ga上，且IZO電極21Gb及21Ga藉由一光微影術製程被圖案化。電極21Gb及21Ga的圖案化以0.24mm的間距進行，故可產生320點x240點的一QVGA顯示。藉由將電極21Gb及21Ga圖案化，第一配向層41Gb(或第二配向層41Ga)變成被曝露於電極21Gb(或21Ga)及電極21Gb(或21Ga)之間。
接著，一光阻係塗覆在PC膜基材21Gb及21Ga的一者上，亦即此範例中的PC膜基材21Ga。光阻藉由一光微影術製程被圖案化，然後譬如在150℃烘烤120分鐘，藉以製造譬如具有4μm高度之間隔件(或結構)。當兩PC膜基材21Gb及21Ga重疊時，間隔件維持胞元間隙。
接著，譬如由一環氧樹脂製造的一密封構件43G係利用一配送器被塗覆在另一PC膜基材21Gb的一周邊邊緣部份上。兩PC膜基材21Gb及21Ga經由間隔件及密封構件43G被結合，並譬如在160℃被加熱一小時，同時以1kg/cm2的力壓抵。結果，密封構件43G係固化或硬化，並將兩PC膜基材21Gb及21Ga結合在一起。在此同時，間隔件亦將兩PC膜基材21Gb及21Ga結合在一起。最後，G膽固醇型液晶藉由一真空注射(或真空壓力浸泡)從一注射孔被充填至兩PC膜基材21Gb及21Ga之間的空間中，且隨後注射孔譬如被一環 氧樹脂密封構件所密封，藉以完成G-顯示部份22G。
B-顯示部份22B及R-顯示部份22R可與G-顯示部份22G類似地被製造。然而，當製造G-顯示部份22B及R-顯示部份22R時，B-膽固醇型液晶及R-膽固醇型液晶的螺旋方向係設定在與G膽固醇型液晶的螺旋方向相反之一方向中。
利用上述方式所製造的B-顯示部份22B、G-顯示部份22G及R-顯示部份22R譬如被加熱至110℃，藉以將液晶置於等向性狀態。B-顯示部份22B、G-顯示部份22G及R-顯示部份22R隨後譬如以-1℃/min的速率逐漸被冷卻至室溫，藉以將顯示部份22B、22G及22R各者的非像素區中之液晶配向狀態置於焦點圓錐狀態。結果，顯示部份22B、22G及22R各者的非像素區係採行光學暗狀態。
然後，利用上述方式所製造的B-顯示部份22B、G-顯示部份22G及R-顯示部份22R被堆積藉以製造液晶顯示元件31。一驅動電路(譬如一驅動IC)可連接至液晶顯示元件31，藉以譬如製造彩色電子紙。在此實例中，彩色電子紙可藉由施加一預定波形至驅動IC而產生明亮且高對比比值的一顯示。
根據上述的製造方法M1、M2及M3，分別相對於膽固醇型液晶具有6°、88°及40°預傾角的配向層係在電極圖案化之後被曝露。因為分別相對於膽固醇型液晶具有6°、88°及40°預傾角的配向層藉由將電極圖案化而被曝露，非像素區及配向層的配向精確度(或定位精確度)係改良，且改良生產力。
[比較性範例]
由銀奈米線製造的透明電極係被形成於譬如在垂直及水平方向切成12(cm)x12(cm)尺寸的兩個PC(聚碳酸酯)膜基材上。透明電極藉由一光微影術製程被圖案化。電極的圖案化以0.24mm的間距進行，故可產生320點x240點的一QVGA顯示。藉由將電極圖案化，PC膜基材變成被曝露於電極與電極之間。
接著，一光阻係塗覆在PC膜基材的一者上，光阻藉由一光微影術製程被圖案化，然後譬如在150℃烘烤120分鐘，藉以製造譬如具有4μm高度之間隔件(或結構)。當兩PC膜基材重疊時，間隔件維持胞元間隙。
接著，譬如由一環氧樹脂製造的一密封構件係利用一配送器被塗覆在另一PC膜基材的一周邊邊緣部份上。兩PC膜基材經由間隔件及密封構件被結合，並譬如在160℃被加熱一小時，同時以1kg/cm2的力壓抵。結果，密封構件係固化或硬化，並將兩PC膜基材結合在一起。在此同時，間隔件亦將兩PC膜基材結合在一起。最後，G膽固醇型液晶藉由一真空注射(或真空壓力浸泡)從一注射孔被充填至兩PC膜基材之間的空間中，且隨後注射孔譬如被一環氧樹脂密封構件所密封，藉以完成G-顯示部份。
B-顯示部份及R-顯示部份可與G-顯示部份類似地被製造。然而，當製造G-顯示部份及R-顯示部份時，B-膽固醇型液晶及R-膽固醇型液晶的螺旋方向係設定在與G膽固醇型液晶的螺旋方向相反之一方向中。
利用上述方式所製造的B-顯示部份、G-顯示部份及R-顯示部份譬如被加熱至110℃，藉以將液晶置於等向性狀態。B-顯示部份、G-顯示部份及R-顯示部份隨後譬如以-1℃/min的速率逐漸被冷卻至室溫，B、G及R顯示部份各者的非像素區中之液晶配向狀態係變成平面性狀態。結果，顯示部份22B、22G及22R各者的非像素區係採行光學亮狀態。
然後，利用上述方式所製造的B、G及R-顯示部份被堆積藉以製造液晶顯示元件。一驅動電路(譬如一驅動IC)可連接至液晶顯示元件，藉以譬如製造彩色電子紙。在此實例中，彩色電子紙可在施加一預定波形至驅動IC時因為非像素區處於亮狀態而產生低對比比值的一顯示。
其後，可從根據製造方法M1、M2及M3製造的液晶顯示元件及比較性範例之比較來確認：可使非像素區中的膽固醇型液晶穩定化處於焦點圓錐狀態(或暗狀態)，且可藉由提供第一及第二配向層改良對比比值。
根據所揭露的液晶顯示裝置及所揭露的製造該液晶顯示裝置之方法，可改良對比比值。
雖然實施例譬如標示為“第一”或“第二”，這些序數不代表實施例的優先順序。熟習該技術者將得知許多其他變異及修改。
本文引用的所有範例及條件用語係意圖用來教示幫助讀者瞭解本發明以及發明人拓展該技藝的概念，並被詮釋成`不限制如是特定引用的範例及條件，如是範例的組織亦 無關乎顯示發明的優劣。雖然已詳細描述本發明的實施例，應瞭解可作出各種不同改變、替代及更改而不脫離本發明的精神與範圍。
1,31‧‧‧液晶顯示元件
2B,32B‧‧‧藍(B)顯示部份
2G,32G‧‧‧綠(G)顯示部份
2R,32R‧‧‧紅(R)顯示部份
21Ba,21Ga,21Ra‧‧‧上基材
21Bb,21Gb,21Rb‧‧‧下基材
22B‧‧‧藍(B)液晶層
22G‧‧‧綠(G)液晶層
22R‧‧‧紅(R)液晶層
23B,23G,23R‧‧‧脈衝電壓源
24‧‧‧(可見)光吸收層
25B‧‧‧膽固醇型液晶的液晶分子
41Ba,41Ga,41Ra‧‧‧第二配向層
41Bb,41Gb,41Rb‧‧‧第一配向層
42Ba,42Ga,42Ra‧‧‧上電極(或掃描電極)
42Bb,42Gb,42Rb‧‧‧下電極(或資料電極)
43B,43G‧‧‧密封構件
46Ba,46Ga,46Ra‧‧‧第四配向層
46Bb,46Gb,46Rb‧‧‧第三配向層
221B‧‧‧像素區
222B‧‧‧非像素區
300‧‧‧液晶顯示裝置
311‧‧‧資料電極驅動電路
312‧‧‧掃描電極驅動電路
313‧‧‧控制電路
第1圖是示意性顯示使用膽固醇型液晶且能夠產生一全色彩顯示之一液晶顯示元件的一概括橫剖結構之圖式；第2A及2B圖是說明使用膽固醇型液晶的液晶顯示元件之一顯示方法的圖式；第3圖是顯示一液晶顯示裝置的一結構之一範例的圖式；第4圖是顯示本發明第一實施例中之一液晶顯示元件的一結構之一範例的橫剖視圖；第5圖是說明一非像素區之平面圖；第6圖是說明一預傾角(pretilt angle)與一反射係數之間的一關係之圖式；及第7圖是說明本發明第二實施例中之液晶顯示元件的結構之一範例的橫剖視圖。
21Ba,21Ga,21Ra‧‧‧上基材
21Bb,21Gb,21Rb‧‧‧下基材
22B‧‧‧藍(B)液晶層
22G‧‧‧綠(G)液晶層
22R‧‧‧紅(R)液晶層
24‧‧‧(可見)光吸收層
31‧‧‧液晶顯示元件
32B‧‧‧藍(B)顯示部份
32G‧‧‧綠(G)顯示部份
32R‧‧‧紅(R)顯示部份
41Ba,41Ga,41Ra‧‧‧第二配向層
41Bb,41Gb,41Rb‧‧‧第一配向層
42Ba,42Ga,42Ra‧‧‧上電極(或掃描電極)
42Bb,42Gb,42Rb‧‧‧下電極(或資料電極)
43B,43G‧‧‧密封構件

Claims (13)

  1. 一種液晶顯示裝置，包含：一第一基材；一第一配向層，其設置於該第一基材上；複數個第一電極，其以一條紋狀形狀配置且設置於該第一配向層上；複數個第二電極，其以一條紋狀形狀配置；一液晶層，其包括一膽固醇型液晶且配置於該等複數個第一電極與該等複數個第二電極之間；一第二配向層，其設置於該等複數個第二電極上；及一第二基材，其設置於該第二配向層上，其中該第一配向層係與該等複數個第一電極之間的該液晶層的該膽固醇型液晶產生接觸，及其中該第二配向層係與該等複數個第二電極之間的該液晶層的該膽固醇型液晶產生接觸。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該液晶層包括複數個像素區，其中該等第一及第二電極在一平面圖中相交，及一非像素區，其中該膽固醇型液晶與該等第一及第二配向層產生接觸，該非像素區設置於相鄰的像素區之間，及該等第一及第二配向層相對於該非像素區中的該膽固醇型液晶之預傾角係大於該等第一及第二配向層相對於該像素區中的膽固醇型液晶之預傾角。
  3. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中藉由一結 晶旋轉方法所測量之該等第一及第二配向層相對於該膽固醇型液晶的預傾角係具有位於6°至89°的範圍中之數值。
  4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該第一基材及該第二基材的至少一者係由一撓性基材形成。
  5. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，進一步包含：一第三配向層，其設置於該等複數個第一電極上方且接觸於該液晶層；及一第四配向層，其設置於該等複數個第二電極底下且接觸於該液晶層。
  6. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中：該第一基材、該第一配向層、該等複數個第一電極、該液晶層、該等複數個第二電極、該第二配向層、及該第二基材係形成一液晶顯示元件，及包含不同色的液晶層之複數個液晶顯示元件係被堆積。
  7. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該等第一及第二配向層係由選自下列各物組成的群組之一材料製造：聚醯亞胺樹脂，聚醯胺醯亞胺樹脂，聚醚醯亞胺樹脂，聚乙烯丁縮醛樹脂，丙烯酸樹脂，及二氧化矽(SiO2)。
  8. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中該非像素區中的液晶係穩定化處於一焦點圓錐狀態。
  9. 一種用於製造一液晶顯示裝置之方法，包含： 形成一第一透明電極層於一第一基材上所形成的一第一配向層上；將該第一透明電極層圖案化以形成複數個第一電極，及曝露該等複數個第一電極之間的該第一配向層；形成一第二透明電極層於一第二基材上所形成的一第二配向層上；將該第二透明電極層圖案化以形成複數個第二電極，及曝露該等複數個第二電極之間的該第二配向層；經由一密封構件結合該第一基材及該第二基材；及注射一膽固醇型液晶於該等第一及第二基材之間及充填該膽固醇型液晶藉以形成一液晶層。
  10. 如申請專利範圍第9項之用於製造液晶顯示裝置之方法，其中：該液晶層包括複數個像素區，其中該等第一及第二電極在一平面圖中相交，及一非像素區，其中該膽固醇型液晶與該等第一及第二配向層產生接觸，該非像素區設置於相鄰的像素區之間，及該等第一及第二配向層相對於該非像素區中的該膽固醇型液晶之預傾角係大於該等第一及第二配向層相對於該像素區中的該膽固醇型液晶之預傾角。
  11. 如申請專利範圍第10項之用於製造液晶顯示裝置之方法，其中藉由一結晶旋轉方法所測量之該等第一及第二配向層相對於該膽固醇型液晶的預傾角係具有位於6°至89°的範圍中之數值。
  12. 如申請專利範圍第9項之用於製造液晶顯示裝置之方法，其中該第一基材及該第二基材的至少一者係由一撓性基材形成。
  13. 如申請專利範圍第9項之用於製造液晶顯示裝置之方法，其中該等第一及第二配向層係由選自下列各物組成的群組之一材料製造：聚醯亞胺樹脂，聚醯胺醯亞胺樹脂，聚醚醯亞胺樹脂，聚乙烯丁縮醛樹脂，丙烯酸樹脂，及二氧化矽(SiO2)。
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