CN103454795A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种显示装置及其制造方法。显示装置包括一第一基板、一规则微结构层(ordered micro-structure layer)、一第二基板、以及一蓝相液晶混合物。规则微结构层设置于第一基板上，第二基板与第一基板对组。规则微结构层包括多个规则微结构，规则微结构的尺寸为等于或小于500纳米(nm)。蓝相液晶混合物设置于规则微结构层和第二基板之间。
Description
技术领域
本发明是有关于一种显示装置及其制造方法，且特别是有关于一种具有规则微结构层设置于基板上的显示装置及其制造方法。
背景技术
蓝相液晶(blue phase liquid crystal)是一种不需配向膜的液晶材料、且其反应时间为次毫秒等级。蓝相液晶在未施加电压时具有光学等向性，然而，蓝相液晶的操作温度范围较小仍是待解决的问题。因此，如何提供一种维持良好操作温度范围并具有良好显示品质的蓝相液晶显示器，乃为相关业者努力的课题之一。
发明内容
本发明是有关于一种显示装置及其制造方法。显示装置中的蓝相液晶混合物根据规则微结构层的型态而整齐地排列，而能够使得蓝相液晶混合物于未施加电压时具有良好的光学等向性，提高显示装置的显示品质。
根据本发明的一方面，提出一种显示装置。显示装置包括一第一基板、一规则微结构层、一第二基板、以及一蓝相液晶混合物。规则微结构层设置于第一基板上，第二基板与第一基板对组。规则微结构层包括多个规则微结构，规则微结构的尺寸为等于或小于500纳米(nm)。蓝相液晶混合物设置于规则微结构层和第二基板之间。
根据本发明的另一方面，提出一种显示装置的制造方法。显示装置的制造方法包括：提供一第一基板；形成一规则微结构层于第一基板上；提供一第二基板；滴下一蓝相液晶混合物于第一基板或第二基板上；对组第一基板和第二基板；以及以一紫外光照射蓝相液晶混合物。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1A绘示依照本发明的一实施例的显示装置的俯视示意图。
图1B绘示沿图1A的剖面线1B-1B’的剖面示意图。
图2A绘示依照本发明的另一实施例的显示装置的俯视示意图。
图2B绘示沿图2A的剖面线2B-2B’的剖面示意图。
图3A绘示依照本发明的再一实施例的显示装置的俯视示意图。
图3B绘示沿图3A的剖面线3B-3B’的剖面示意图。
图4绘示依照本发明的更一实施例的显示装置的剖面示意图。
图5A至图5C绘示依照本发明的一实施例的一种显示装置的制造方法示意图。
图6A至图6D绘示依照本发明的另一实施例的一种显示装置的制造方法示意图。
主要元件符号说明：
100、200、300、400：显示装置
110：第一基板
120、220、320、420：规则微结构层
120a：微粒子
130：第二基板
140：蓝相液晶混合物
220a：突起物
320a：孔洞
620：材料层
D1：粒径
D2：距离
D3：宽度
具体实施方式
在此披露内容的实施例中，提出一种显示装置及其制造方法。显示装置中的蓝相液晶混合物根据规则微结构层的型态而整齐地排列，而能够使得蓝相液晶混合物于未施加电压时具有良好的光学等向性，提高显示装置的显示品质。然而，实施例所提出的细部结构和制程步骤仅为举例说明之用，幷非对本发明欲保护的范围做限缩。所述结构和步骤仅为举例说明的用，并非用以限缩本发明。本领域技术人员当可依据实际实施态样的需要对这些结构和步骤加以修饰或变化。
请参照图1A~1B。图1A绘示依照本发明的一实施例的显示装置的俯视示意图，图1B绘示沿图1A的剖面线1B-1B’的剖面示意图。显示装置100包括第一基板110、规则微结构层120(ordered micro-structure layer)、第二基板130、以及蓝相液晶混合物140。规则微结构层120设置于第一基板110上，第二基板130与第一基板110对组。蓝相液晶混合物140设置于规则微结构层120和第二基板130之间。
实施例中，第一基板110和第二基板130的材质例如是玻璃、可挠式塑胶、或金属，然第一基板110和第二基板130的材质亦视应用状况作适当选择，并不以前述材质为限。
实施例中，规则微结构层120包括多个规则微结构，规则微结构层120的规则微结构规则地且周期性地排列在第一基板110上。规则微结构的尺寸为等于或小于500纳米(nm)。蓝相液晶混合物140设置于规则微结构层120和第二基板130之间，使得液晶分子根据规则微结构层120的型态而整齐地排列。换句话说，液晶分子是以物理性的方式依据规则微结构层120的规则微结构而整齐排列，因此液晶分子排列的方式受到规则微结构层120的型态的影响，并不受到规则微结构层120的材质的影响。也就是说，液晶分子排列的方式与液晶分子和规则微结构层120之间的化学作用无关。
实施例中，在操作显示装置100的过程中，电压施加于蓝相液晶混合物140会使得蓝相液晶混合物140具有光学非等向性(optical anisotropy)。一实施例中，蓝相液晶混合物140具有多个螺距(pitch)，每个螺距由多个蓝相液晶分子组成。蓝相液晶混合物140的螺距的尺寸大约界在200~400纳米之间。蓝相液晶混合物140的多个螺距邻近于规则微结构层120的部分根据规则微结构层120的型态而整齐地排列，接着其余螺距再依据邻近于规则微结构层120整齐排列的部分螺距而整齐排列，使得蓝相液晶混合物140的多个螺距整体而能够整齐地排列。如此一来，可以提高蓝相液晶混合物140中的多个螺距于未施加电压时排列的周期性与规则性，使得蓝相液晶混合物140于未施加电压时具有良好的光学等向性。并且，规则微结构层120包括多个规则微结构，规则微结构规则且周期性地排列，有助于使蓝相液晶的管芯成长时能够有稳定的结构，进而使得蓝相液晶的操作温度范围得以扩大，同时仍具有良好的光学特性与稳定性。
实施例中，如图1A~1B所示，规则微结构层120的规则微结构包括多个微粒子120a，微粒子120a规则地排列于第一基板上110。实施例中，微粒子120a的粒径D1例如是等于或小于500纳米(nm)。实施例中，微粒子120a的材质例如是聚苯乙烯(polystyrene)或二氧化硅(SiO2)，微粒子120a的形状例如是球体，微粒子120a例如以单层或多层的方式规则排列于第一基板上110上。然微粒子120a的材质及形状亦视应用状况作适当选择，并不以前述的类型为限。
一实施例中，蓝相液晶混合物140的多个螺距根据微粒子120a的型态而整齐地排列。举例来说，规则排列的微粒子120a间具有规则排列的间隙，各个螺距依靠微粒子120a间的间隙而规则排列，使得蓝相液晶混合物140于未施加电压时具有良好的光学等向性。并且，规则排列的微粒子120a有助于使蓝相液晶的管芯成长时能够有稳定的结构，进而使得蓝相液晶的操作温度范围得以扩大，同时仍具有良好的光学特性与稳定性。
请参照图2A~2B。图2A绘示依照本发明的另一实施例的显示装置的俯视示意图，图2B绘示沿图2A的剖面线2B-2B’的剖面示意图。本实施例中与前述实施例相同的元件系沿用同样的元件标号，且相同元件的相关说明请参考前述，在此不再赘述。
实施例中，如图2A~2B所示，规则微结构层220的规则微结构包括多个突起物220a，突起物220a规则地排列于第一基板上110。实施例中，多个突起物220a可以具备不同的尺寸与形状，突起物220a间的距离D2例如是等于或小于500纳米。实施例中，突起物220a的材质例如是铟锡氧化物(ITO)或介电材料。然微粒子120a的材质及之间的距离亦视应用状况作适当选择，并不以前述的条件为限。
一实施例中，蓝相液晶混合物140的多个螺距根据突起物220a的型态而整齐地排列。举例来说，规则排列的突起物220a间具有规则排列的空间，当突起物220a间的空间的容积大于一个螺距的体积时，各个螺距可以容置于突起物220a间的空间而规则排列，使得蓝相液晶混合物140于未施加电压时具有良好的光学等向性。然突起物220a间的空间的容积亦视应用状况作适当选择，可以大于、等于、或者是小于一个螺距的体积，并不以前述的条件为限。此外，规则排列的突起物220a有助于使蓝相液晶的管芯成长时能够有稳定的结构，进而使得蓝相液晶的操作温度范围得以扩大，同时仍具有良好的光学特性与稳定性。
请参照图3A~3B。图3A绘示依照本发明的再一实施例的显示装置的俯视示意图，图3B绘示沿图3A的剖面线3B-3B’的剖面示意图。本实施例中与前述实施例相同的元件系沿用同样的元件标号，且相同元件的相关说明请参考前述，在此不再赘述。
实施例中，如图3A~3B所示，规则微结构层320的规则微结构包括多个孔洞320a，孔洞320a规则地排列于第一基板上110。实施例中，多个孔洞320a的宽度D3例如是等于或小于500纳米，孔洞320a例如是柱状孔洞。实施例中，规则微结构层320的材质例如是氧化铝。然规则微结构层320的材质及孔洞320a的宽度亦视应用状况作适当选择，并不以前述的条件为限。
一实施例中，蓝相液晶混合物140的多个螺距根据孔洞320a的排列型态而整齐地排列。举例来说，当孔洞320a的空间的容积大于一个螺距的体积时，各个螺距可以容置于孔洞320a间的空间而规则排列，使得蓝相液晶混合物140于未施加电压时具有良好的光学等向性。然孔洞320a的空间的容积亦视应用状况作适当选择，可以大于、等于、或者是小于一个螺距的体积，并不以前述的条件为限。此外，规则排列的孔洞320a有助于使蓝相液晶的管芯成长时能够有稳定的结构，进而使得蓝相液晶的操作温度范围得以扩大，同时仍具有良好的光学特性与稳定性。
请参照图4。图4绘示依照本发明的更一实施例的显示装置的剖面示意图。本实施例中与前述实施例相同的元件系沿用同样的元件标号，且相同元件的相关说明请参考前述，在此不再赘述。
实施例中，如图4所示，规则微结构层420例如是具有晶格单元的金属层或金属氧化物层。规则微结构层420的规则微结构包括晶格单元中的多个原子，原子是以具有方向性的方式规则地排列，因此，规则微结构层420的表面具有原子等级的周期性规则微结构。实施例中，规则微结构层420的材质例如是氧化镁，规则微结构层420的米勒指数(miller index)例如为110，规则微结构层420的厚度例如是1毫米(mm)。然规则微结构层420的材质和厚度及其米勒指数亦视应用状况作适当选择，并不以前述的条件为限。
一实施例中，蓝相液晶混合物140的多个螺距根据规则微结构层420表面的型态而整齐地排列，使得蓝相液晶混合物140于未施加电压时具有良好的光学等向性。并且，规则微结构层420表面整齐排列的型态有助于使蓝相液晶的管芯成长时能够有稳定的结构，进而使得蓝相液晶的操作温度范围得以扩大，同时仍具有良好的光学特性与稳定性。
以下系提出实施例的一种显示装置的制造方法，然所述步骤仅为举例说明的用，幷非用以限缩本发明。具有通常知识者当可依据实际实施态样的需要对所述步骤加以修饰或变化。请参照图3A至3B、图4、图5A至图5C、及图6A至图6D。
图5A至图5C绘示依照本发明的一实施例的一种显示装置的制造方法示意图。
请参照图5A，提供第一基板110。
请参照图5B，形成规则微结构层120于第一基板110上。实施例中，形成规则微结构层120于第一基板110上的步骤包括提供多个微粒子120a规则地排列于第一基板110上。实施例中，例如是以旋转涂布(spin coating)方式提供微粒子120a于第一基板110上。多个微粒子120a例如是以自组装(self-assembly)的方式而规则地排列于第一基板110上。
请参照图5C，提供第二基板130，滴下蓝相液晶混合物140于第一基板110或第二基板130上，对组第一基板110和第二基板130，以及以紫外光照射蓝相液晶混合物140使蓝相液晶混合物140中的聚合物硬化(curing)。至此，形成如图1B所示的显示装置100。
实施例中，蓝相液晶混合物140位于规则微结构层120和第二基板130之间后，蓝相液晶混合物140中的多个螺距根据微粒子120a的型态而整齐地排列。接着，再以紫外光照射蓝相液晶混合物140使蓝相液晶混合物140中的聚合物硬化，而固定住多个螺距根据微粒子120a而整齐地排列的型态。如此一来，蓝相液晶混合物140于未施加电压时可具有良好的光学等向性。
图6A至图6D绘示依照本发明的另一实施例的一种显示装置的制造方法示意图。
请参照图6A，提供第一基板110，以及提供多个微粒子120a规则地排列于第一基板上110。
请参照图6B，沉积材料层620于微粒子120a及第一基板110上。实施例中，例如是以溅镀沉积(sputtering)方式沉积材料层620于微粒子120a及第一基板110上。实施例中，材料层620的材质与微粒子120a的材质为不同。微粒子120a的材质例如是聚苯乙烯或二氧化硅，材料层620的材质例如是铟锡氧化物或介电材料。然微粒子120a的材质和材料层620的材质亦视应用状况作适当选择，并不以前述的条件为限。
请参照图6C，以掀离(lift-off)制程去除微粒子120a及沉积于微粒子120a上的部分材料层620。去除沉积于微粒子120a上的部分材料层620后，仍沉积于第一基板110表面的部分材料层620便形成多个突起物220a规则地排列于第一基板110上。实施例中，掀离制程采用的溶剂可以溶解并掀离微粒子120a，且掀离制程采用的溶剂实质上无法溶解并掀离材料层620。
请参照图6D，提供第二基板130，滴下蓝相液晶混合物140于第一基板110或第二基板130上，对组第一基板110和第二基板130，以及以紫外光照射蓝相液晶混合物140使蓝相液晶混合物140中的聚合物硬化(curing)。至此，形成如图2B所示的显示装置200。
实施例中，蓝相液晶混合物140位于规则微结构层220和第二基板130之间后，蓝相液晶混合物140中的多个螺距根据突起物220a的型态而整齐地排列。接着，再以紫外光照射蓝相液晶混合物140使蓝相液晶混合物140中的聚合物硬化，而固定住多个螺距根据突起物220a间的空间而整齐地排列的型态。如此一来，蓝相液晶混合物140于未施加电压时可具有良好的光学等向性。
以下系说明依照本发明的再一实施例的一种显示装置的制造方法。
请参照图3A~3B，提供第一基板110，形成基底膜(未绘示)于第一基板110上，以及于基底膜形成多个规则排列的孔洞320a，以形成规则微结构层320。实施例中，基底膜的材质例如是氧化铝。实施例中，例如是以阳极氧化铝(anodicaluminum oxide)制程形成多个规则排列的孔洞320a，孔洞320a例如是柱状孔洞。
接着提供第二基板130，滴下蓝相液晶混合物140于第一基板110或第二基板130上，对组第一基板110和第二基板130，以及以紫外光照射蓝相液晶混合物140使蓝相液晶混合物140中的聚合物硬化(curing)。至此，形成如图3B所示的显示装置300。
实施例中，蓝相液晶混合物140位于规则微结构层320和第二基板130之间后，蓝相液晶混合物140中的多个螺距容置于孔洞320a间的空间而规则排列。接着，再以紫外光照射蓝相液晶混合物140使蓝相液晶混合物140中的聚合物硬化，而固定住多个螺距容置于孔洞320a间的空间而整齐地排列的型态。如此一来，蓝相液晶混合物140于未施加电压时可具有良好的光学等向性。
以下说明依照本发明的更一实施例的一种显示装置的制造方法。
请参照图4，提供第一基板110，接着形成规则微结构层420于第一基板110上。实施例中，规则微结构层420例如是具有晶格单元的金属层或金属氧化物层。实施例中，规则微结构层420的材质例如是氧化镁，规则微结构层420的米勒指数(miller index)例如为110，规则微结构层420的厚度例如是1毫米(mm)。
接着提供第二基板130，滴下蓝相液晶混合物140于第一基板110或第二基板130上，对组第一基板110和第二基板130，以及以紫外光照射蓝相液晶混合物140使蓝相液晶混合物140中的聚合物硬化(curing)。至此，形成如图4所示的显示装置400。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (15)
1.一种显示装置，包括：
一第一基板；
一规则微结构层设置于该第一基板上，该规则微结构层包括多个规则微结构，所述规则微结构的尺寸为等于或小于500纳米；
一第二基板，与该第一基板对组；以及
一蓝相液晶混合物，设置于该规则微结构层和该第二基板之间。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述规则微结构包括多个微粒子规则地排列于该第一基板上。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述微粒子的粒径为等于或小于500纳米。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述规则微结构包括多个突起物规则地排列于该第一基板上。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述突起物间的距离为等于或小于500纳米。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述规则微结构包括多个孔洞，所述孔洞是规则地排列。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述孔洞的宽度为等于或小于500纳米。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述规则微结构包括该规则微结构层的晶格单元中的多个原子，所述原子是以具有方向性的方式规则地排列。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，该规则微结构层的材质为氧化镁，且该规则微结构层的米勒指数为110。
10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在操作该显示装置的过程中，一电压施加于该蓝相液晶混合物使得该蓝相液晶混合物具有光学非等向性。
11.一种显示装置的制造方法，包括：
提供一第一基板；
形成一规则微结构层于该第一基板上；
提供一第二基板；
滴下一蓝相液晶混合物于该第一基板或该第二基板上；
对组该第一基板和该第二基板；以及
以一紫外光照射该蓝相液晶混合物。
12.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，形成该规则微结构层的步骤包括：
提供多个微粒子规则地排列于该第一基板上。
13.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，形成该规则微结构层的步骤包括：
提供多个微粒子规则地排列于该第一基板上；
沉积一材料层于所述微粒子及该第一基板上；以及
以一掀离制程去除所述微粒子及沉积于所述微粒子上的部分该材料层。
14.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，形成该规则微结构层的步骤包括：
形成一基底膜于该第一基板上；以及
于该基底膜形成多个孔洞，所述孔洞是规则地排列。
15.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，该规则微结构层的晶格单元中的多个原子是以具有方向性的方式规则地排列。
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