CN100368871C - 软性半反射半穿透液晶显示器的装置及制程方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一涂布式偏光板技术完成双偏光板架构的软性半反射半穿透液晶显示器(TFT-LCD)的装置及制程方法，其解决了公知技术中显示器无法使用于挠曲弯曲的缺点，本发明提出一种基于软性基板的架构下形成多个微型结构支撑墙，配合外加软性结构光源，结合软性元件技术和涂布式偏光板技术的方法，完成双偏光板软性半反射半穿透液晶显示器的装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种软性半反射半穿透液晶显示器的制程方法及装置，特别是于一种具有单晶胞间隙(single cell gap)设计的软性半反射半穿透液晶显示器中，结合软性元件技术和涂布式偏光板技术的方法，搭配复数个微型结构支撑墙，完成双偏光板软性半反射半穿透液晶显示器的装置。
背景技术
一般的穿透式(transmissive)显示器在室外及强光下，影像会被环境光影响而导致对比降低，相较之下，反射式(reflective)显示器是依赖外来光源来达到显示效果，因此在户外及强光下反而会呈现出更佳的效果及对比，且可减少消耗大量功率于背光使用时机，所以非常适合用在可携式产品上。然而当环境光源不足时，反射式显示器的对比与亮度大受折扣，因此若能配合辅助背光源的穿透式技术来制作半反射半穿透(transflective)显示器，其可同时具有穿透式与反射式的优点，不但适用于被动式驱动，也适用于非晶硅的薄膜晶体管(a-Si TFT)或低温多晶硅的薄膜晶体管(low temperature polysilicon TFT)等主动驱动技术。
公知技术如Sony、Optiva、Nakan等公司在2004年于资讯显示器协会(Socity For Information Display 2004)中共同发表的具偏振液晶的TN模式TFT液晶显示装置(A TN-Mode TFT-LCD with In-Cell Polarizer)，如图1A及图1B所示，分别为涂布具有偏光片效果的薄晶膜(thin crystal film，TCF)第一实施例结构及第二实施例结构示意图。其中于内建反射板上再涂布一薄层的偏光层，改善因使用传统厚偏光片所产生像差(parallax)的问题，于光学影像上亦无影像反转的情形，即可在单晶胞间隙(cell gap)的结构下完成双偏光板的半反射半穿透液晶显示技术需求。在图1A所示的结构中，薄晶膜10直接涂布在一导电层12上面，而该导电层12涂布于一彩色滤光片14及一有机层16上。图1B与图1A的不同之的处在于，该薄晶膜10形成在该彩色滤光层14下，及该薄晶膜10形成在一信号线层18和该有机层16之间。然而此公知技术是建构在玻璃基板上并且其结构设计无法适用于下一世代的软性显示器挠曲使用的要求。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种软性半反射半穿透液晶显示器，在具有单晶胞间隙(single cell gap)的设计下，结合软性元件技术和涂布式偏光板技术，完成双偏光板软性半反射半穿透液晶显示器的装置，其简化制程步骤及可挠曲(flexible)特性将可扩展液晶显示器应用范围。
根据上述目的，本发明提供一种软性半反射半穿透液晶显示器的装置及制程方法，包括提供一第一软性基板与一第二软性基板，且第一软性基板与第二软性基板之间形成一空间，一彩色滤光层制作于第一软性基板上，一反射板形成于第二软性基板内表面上以形成一反射区域，一穿透区域形成于第二软性基板内无反射板的区域，一偏光层涂布于第一软性基板之上及第二软性基板的反射区域和穿透区域上的内表面上，导电层分别制作于第一软性基板内侧及第二软性基板反射区域和穿透区域上，复数个微型结构支撑墙形成于第一软性基板及第二软性基板之间，一液晶层形成于第一软性基板及第二软性基板之间，一软性结构光源设置于第二软性基板的外侧。
该第一偏光层可置于该第一软性基板的一侧中，而该第二偏光层置于该反射板的上方。
该软性透明基板的材料可为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚堸(PES)或环烯烃共聚物(MCOC)。
该反射板于该第二软性基板上形成一反射区域，而非反射区域则形成一穿透区域。
该反射板的材料可为铝、硫酸钡或二氧化钛。
该偏光层的材料可为圆盘状溶致型二向色染料或杆状溶致型二向色染料。
该导电层为一透明电极，而该透明电极的材料可为ITO、亚乙基二氧硫代酚(PEDOT)或纳米碳管。
该多个微型结构支撑墙可为非封闭型或封闭型，其结构可为任何几何形状，如一字形、十字形、三叉形、矩形、圆形或蜂窝形等。
该软性结构光源可为配置一软性直下型背光模组或一侧光源加一软性导光板于第二软性基板外侧。
该软性直下型背光模组可为有机发光二极管、高分子有机发光二极管、电激发光或微放电。
该显示器的驱动方式可为主动模式或被动模式，其中该主动阵列元件或该被动电极层可制作在该第二软性基板。
上述的显示器装置的制程包括有提供一第一软性基板及一第二软性基板，于第一软性基板上制作一彩色滤光层，并接着涂布一第一偏光层于第一软性基板上，并制作一导电层于第一软性基板上，与制作一反射板于第二软性基板的反射区域上，再制作一导电层于第二软性基板上、涂布一第二偏光层于第二软性基板上，以及制作复数个微型结构支撑墙于第一软性基板及第二软性基板之间，注入复数个液晶于第一软性基板及第二软性基板之间以形成一液晶层，最后设置一软性结构光源于该第二软性基板的外侧。
该彩色滤光层可以黄光制程或喷墨(inkjet)方式制作。
该偏光层可以涂布方式形成。
该透明电极可以溅镀、印刷或喷墨方式形成。
该微型结构支撑墙的制程可为黄光制程、压印或光聚合相分离方式形成。
当操作于主动模式下，其TFT可制作在该反射板下，以提高开口率。
本发明提出的一种在涂布式偏光板技术的双偏光板半反射半穿透软性液晶显示器架构下，于软性透明基板上制作复数个微型结构支撑墙，以使显示器在挠曲使用下可维持固定的间隙，确保影像品质不变，并搭配软性背光源，即可在单晶胞间隙的结构下完成双偏光板的半反射半穿透液晶显示技术需求，可适用于下一世代的软性显示器挠曲使用的要求。
附图说明
图1A为公知技术涂布具有偏光片效果的薄晶膜第一实施例结构示意图；
图1B为公知技术涂布具有液晶偏光结构的薄晶膜第二实施例结构示意图；
图2为本发明的软性半反射半穿透液晶显示器装置的结构示意图；
图3为本发明的软性半反射半穿透液晶显示器装置制程步骤示意图；
图4为本发明的软性半反射半穿透液晶显示器装置的亮状态示意图；及
图5为本发明的软性半反射半穿透液晶显示器装置的暗状态示意图。
附图标号说明：
薄晶膜10 导电层12 彩色滤光层14、32
有机层16 信号线层18 第一软性基板30
第一偏光层34 第二偏光层46 第二软性基板40
反射板42 导电层44，44’ 反射区域48
穿透区域50 微型结构支撑墙52 软性结构光源54
具体实施方式
为了使本发明为达到既定目的所采取的技术、方法及功效能更进一步地被了解，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
本发明结合现有的软性元件技术和偏光层涂布技术，并搭配微型结构支撑墙于基板内侧，不但使半反射半穿液晶显示器具有可挠曲特性，拓展了产品应用范围，并且简化了制程步骤而达到降低生产成本的目标。
本发明搭配软性元件技术和偏光层涂布技术，完成软性半反射半穿透液晶显示器。如图2所示较佳实施例的结构，其包括为第一软性基板30、第二软性基板40与复数个微型结构支撑墙52及一液晶层为主体所形成的软性半反射半穿透液晶显示器装置。如图所示，该第一软性基板30与第二软性基板40之间形成一空间，其间形成反射区域48与穿透区域50，其中第一软性基板30及第二软性基板40为软性透明基板，该软性透明塑胶基板的材料可为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyesterurethane；PET)、聚醚堸(Polyethersulfone；PES)或环烯烃共聚物(MetallocenebasedCyclicOlefinCopolymer；MCOC)。其结构更包括形成彩色滤光层32在该第一软性基板30的内表面上，于第二软性基板40内表面上有一反射板42，以形成第二软性基板40上的第一区域，而第二软性基板40上无反射板42的区域则为光源穿透的第二区域，而于第一区域与第二区域上形成一导电层44。涂布偏光层34于彩色滤光层32上及第二软性基板的导电层44上。偏光层的材料可为圆盘状溶致型二向色染料(disk-like Lyotropic Dichroic dyes)或杆状溶致型二向色染料(rod-like Lyotropic Dichroic dyes)形成复数个微型结构支撑墙52，该些复数个微型结构支撑墙可为非封闭型或封闭型，其结构可为任何几何形状，如一字形、十字形、三叉形、矩形、圆形或蜂窝形等。形成一液晶层于第一软性基板30及第二软性基板40之间，最后有一软性结构光源54于第二软性基板40的外侧，此软性结构光源可为配置一软性直下型背光模组或一侧光源加一软性导光板于下基板外侧。其软性直下型背光模组可为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode；OLED)、高分子有机发光二极管(PloymerLight Emitting Diode；PLED)、电激发光(Electroluminescent；EL)或微放电(microdischarge)等。
而图3所示则为上述结构的制程步骤。
步骤一开始，即提供一第一软性基板30及第二软性基板40的制程(步骤S301)；
于第一软性基板30上(内表面)制作一彩色滤光层32(步骤S303)；之后，在该彩色滤光层32上涂布第一偏光层34，再制作一导电层44′，此第一偏光层34处于第一软性基板30上的位置并不受限(步骤S305)，此第一偏光层亦可设置于第一软性基板30上(外表面)；
在第二软性基板内表面上设置一反射板42(步骤S307)，该反射板于该第二软性基板40上形成此结构的第一区域，而第二软性基板40上无反射板的区域则形成穿透区域，而为此第二软性基板的第二区域；
之后，制作一导电层44在反射板42上及第二区域上(步骤S309)；接着在该导电层44上涂布第二偏光层46(步骤S311)；之后，制作复数个微型结构支撑墙52，设置于该第一软性基板30及该第二软性基板40之间(步骤S313)。微型结构墙52的制作可为黄光制程、压印(molding，embossing，casting，printing orcoating)或光聚合相分离(photo-induced phase separation)制程；接着，注入复数个液晶形成一液晶层(S314)；最后，于此液晶显示结构的一侧设置一软性结构光源54于第二软性基板40的外侧(步骤S315)。
上述于第二软性基板40上反射板42形成的第一区域作为此结构的反射区域48，而导电层44于非反射板42上的第二区域则作为一穿透区域50。该导电层44为一透明电极。该透明电极的材料可为ITO(indium tin oxide)、亚乙基二氧硫代酚(Poly-3，4-Ethylenedioxythiophene；PEDOT)或纳米碳管(CarbonNanotube)。该反射板可以溅镀、涂布或压印方式形成。该反射板的材料可为铝、硫酸钡或二氧化钛。
值得一提的是，本发明的软性半反射半穿透液晶显示器装置可操作于主动和被动模式，若应用在主动模式下，其TFT可设计在反射板下以提高开口率。
图4所示为本发明的软性半反射半穿透液晶显示器装置的亮状态示意图，此图示是当未施加电压(voltage off)时，反射区48中外界光源经由第一偏光层34后(假设第一偏光层34吸收S偏振)只剩P偏振进入液晶层，经液晶层将偏振旋为S偏振后通过第二偏光层46(假设第二偏光层46吸收P偏振)及反射板42反射后再回到液晶层，经液晶层再次将S偏振旋回P偏振后，偏振光将通过第一偏光层34，此为亮状态，在穿透区域50，软性结构光源经第二偏光层46以S偏振入射液晶层，经液晶层将偏振旋为P偏振后通过第一偏光层34，因此与反射区同为亮状态。若如图4所述的结构，当施加电压(voltage on)时，此时液晶层对光偏振并不作用，是故反射与穿透区同为图5所示的暗状态。基于此元件的工作原理，第一偏光层34并不需要局限置于彩色滤光层32及导电层44′间，其可置于第一软性基板30的任一侧及任一层，而第二偏光层46必须置于反射板42的上方但不需要局限置于导电层44的上方或下方。
如上所述，本发明搭配软性元件技术和偏光层涂布技术，即可在单一晶胞间隙下完成半反射半穿透显示技术的需求，搭配复数个微型结构支撑墙，以使显示器在挠曲使用下可维持固定的间隙，确保了影像品质在挠曲使用下不变，其制程并具有连续性制程的兼容性(roll-to-roll compatible)，因此可以达成大量生产和降低成本，而其可挠曲特性将可拓展产品应用范围。
本发明确能通过上述所揭露的技术，提供一种迥然不同于公知者的设计，堪能提高整体的使用价值。
但是，上述所揭露的图式、说明，仅为本发明的实施例而已，凡精于此项技艺者当可依据上述的说明作其它种种的改良，而这些改变仍属于本发明的发明精神及所界定的专利范围中。
Claims (19)
1.一种软性半反射半穿透液晶显示器的装置，包括：
一第一软性基板与一第二软性基板，且该第一软性基板与该第二软性基板之间形成一空间；
一反射板，形成于该第二软性基板内表面上；
一第一偏光层，涂布于该第一软性基板上；
一第二偏光层，涂布于该第二软性基板的反射板上侧；
导电层，分别涂布于该第一及第二软性基板上；
多个微型结构支撑墙，形成于该第一软性基板及该第二软性基板之间；
多个液晶以形成一液晶层，其形成于该第一软性基板及该第二软性基板之间；及
一软性结构光源，设置于该第二软性基板的外侧。
2.如权利要求1所述的软性半反射半穿透液晶显示器的装置，其特征是，所述显示器装置更包含一彩色滤光层，其置于该软性基板的内侧，构成一彩色半反射半穿透软性液晶显示器。
3.如权利要求1所述的软性半反射半穿透液晶显示器的装置，其特征是，该第一偏光层置于该第一软性基板的一侧中，而该第二偏光层置于该反射板的上方。
4.如权利要求1所述的软性半反射半穿透液晶显示器的装置，其特征是，该软性透明基板的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚堸或环烯烃共聚物。
5.如权利要求1所述的软性半反射半穿透液晶显示器的装置，其特征是，该反射板于该第二软性基板上形成一反射区域，而非反射区域则形成一穿透区域。
6.如权利要求1所述的软性半反射半穿透液晶显示器的装置，其特征是，该反射板的材料为铝、硫酸钡或二氧化钛。
7.如权利要求1所述的软性半反射半穿透液晶显示器的装置，其特征是，该偏光层的材料为圆盘状溶致型二向色染料或杆状溶致型二向色染料。
8.如权利要求1所述的软性半反射半穿透液晶显示器的装置，其特征是，该导电层为一透明电极，而该透明电极的材料为ITO、亚乙基二氧硫代酚或纳米碳管。
9.如权利要求1所述的软性半反射半穿透液晶显示器的装置，其特征是，该多个微型结构支撑墙为非封闭型或封闭型，其结构为任何几何形状。
10.如权利要求9所述的软性半反射半穿透液晶显示器的装置，其特征是，所述微型结构支撑墙的形状为一字形、十字形、三叉形、矩形、圆形或蜂窝形。
11.如权利要求1所述的软性半反射半穿透液晶显示器的装置，其特征是，该软性结构光源为配置一软性直下型背光模组或一侧光源加一软性导光板于第二软性基板外侧。
12.如权利要求11所述的软性半反射半穿透液晶显示器的装置，其特征是，该软性直下型背光模组为有机发光二极管、高分子有机发光二极管、电激发光或微放电。
13.如权利要求1所述的软性半反射半穿透液晶显示器的装置，其特征是，该显示器的驱动方式为主动模式或被动模式，其中该主动阵列元件或该被动电极层制作在该第二软性基板。
14.一种软性半反射半穿透液晶显示器的制程方法，其步骤包括：
提供一第一软性基板及一第二软性基板；
涂布一第一偏光层于该第一软性基板上；
制作一导电层于该第一软性基板上；
制作一反射板于该第二软性基板的反射区域上；
制作一导电层于该第二软性基板上；
涂布一第二偏光层于该第二软性基板上；
制作多个微型结构支撑墙于该第一软性基板及该第二软性基板之间；
注入多个液晶形成一液晶层于该第一软性基板及该第二软性基板之间；及
设置一软性结构光源于第二软性基板的外侧。
15.如权利要求14所述的软性半反射半穿透液晶显示器的制程方法，其特征是，更制作一彩色滤光层，置于该软性基板的内侧，构成彩色半反射半穿透软性液晶显示器。
16.如权利要求15所述的软性半反射半穿透液晶显示器的制程方法，其特征是，该彩色滤光层以黄光制程或喷墨方式制作。
17.如权利要求14所述的软性半反射半穿透液晶显示器的制程方法，其特征是，该透明电极以溅镀、印刷或喷墨方式形成。
18.如权利要求14所述的软性半反射半穿透液晶显示器的制程方法，其特征是，该微型结构支撑墙的制程为黄光制程、压印或光聚合相分离方式形成。
19.如权利要求14所述的软性半反射半穿透液晶显示器的制程方法，其特征是，当操作于主动模式下，其TFT制作在该反射板下，以提高开口率。
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