CN1040871A - 多色液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种液晶光学器件，包括一液晶层和一对衬底，该对衬底用以夹持液晶层以便对液晶层的分子进行定向。其中一个衬底的内表面上设置有多个基极电极。相应的基极电极上电解沉淀有多个色调不同的滤色薄膜。各滤色薄膜上设置有多个驱动电极，以向往液晶层上加驱动电压。滤色薄膜与驱动电极之间设置有有一保护层，供缓冲其之间所产生的热应力之用。

Description

本发明涉及一种采用借助电解沉淀形成的滤色片的多色液晶显示器件，并涉及制造这种在由降低了的驱动电压驱动时具有高耐久性的多色液晶显示器件的方法。
图2显示一般的采用电解沉淀滤色片的多色液晶显示器件的一个实例。图2中，该器件包括一透明的玻璃衬底、一些由透明的导电薄膜制成的形成所要求的图形的电极12，和一些通过电解沉淀包含可电解沉淀的聚合物和彩色材料的混合物制成的滤色片13。滤色片13的各部分与电极12的相应部分的图形重叠对准并着以不同色调的颜色。日本专利申请NO.233933/1982公开了制造滤色片的方法，该方法提供了方便地制造高分辨能力滤色片的有效工艺。
在滤色片上形成有用铟-锡氧化物（ITO）制成的透明电极薄膜14，该透明电极薄膜形成的图形与电极12的各部分对齐。电极薄膜14上叠放有聚酰亚胺构成的定向层15。第二个透明衬底16与第二个透明电极17及另一个定向层18一起形成。夹在一对衬底11和16的之间空间充有液晶10，构成一个液晶片。
往液晶片上加驱动电压。在通过夹在液晶片之间的偏振器和分析器观察液晶片时，处于透明状态的一部分液晶片显示出滤色片的色调，另一部分液晶片不让入射光通过，因而显示出黑色色调。就是说，在采用液晶片作为光闸的情况下，多色液晶显示器件显示出滤色片的不同色调。
在这类多色液晶显示器件中，透明导电薄膜14系用作驱动电极，电极薄膜14上不覆盖有象滤色片之类的绝缘薄膜，因而不存在这类滤色片所引起的电压降，所以可以降低驱动电压。
但图2所示的彩色液晶显示器件，从可靠性和寿命来看，在滤色片与透明驱动导电层之间的界面强度方面有问题。当例如由于热等原因外部应力集中在该界面上时，则会引起透明驱动导电薄膜剥落和产生裂纹等问题。举例说，由电解沉淀聚脂-蜜胺树脂形成的滤色片的热膨胀系数约为10-4的数量级，而在其上形成的ITO透明驱动导电薄膜的热膨胀系数约为10-7的数量级。这种热变形程度上的不同可能会因象温度变化之类的外界因素而在滤色片与ITO薄膜之间的界面上产生相当大的应力，从而降低器件的可靠性。
除上面所说的以外，有人提出另一种传统的多色液晶显示器件，例如美国专利4，779，957中所公开的就是一种，其中滤色片是形成在设在衬底上的基极电极上，且覆盖有保护层。保护层上配置有一定向层，以便借助于介在之间设置的保护层吸收滤色片与定向层之间的应力。
因此本发明的目的是提高在电解沉淀的滤色片上的透明驱动导电薄膜的可靠性。在本发明中，在滤色片与透明驱动导电薄膜之间形成有具有缓冲效应且对滤色片和薄膜都有粘性的保护层，从而吸收可能加到在所述两者之间的界面部分的应力，由此提供多色液晶显示器件。
根据本发明，由热等所引起的应力系分布到滤色片与保护薄膜之间的界面，也分布到保护薄膜与透明驱动导电薄膜之间的另一界面，且分布入保护薄膜中，从而避免应力集中到个别区域上。就是说，滤色片中所产生的变形被传递到透明驱动导电薄膜的边界处，同时在保护薄膜中被缓冲。因此应力基本上被阻挡住不致影响最脆弱的透明驱动导电薄膜，从而使含有保护层或缓冲层的多层结构有效地实现高度的可靠性。
图1是根据本发明的多色液晶显示器件的剖视图。
图2是采用电解沉淀滤色片的一般多色显示器件的剖视图。
下面结合附图说明本发明的内容。
实施例1
图1是根据本发明的多色液晶显示器件的一个实施例的剖视图。该器件包括一玻璃衬底1、形成在衬底1内表面上的多个ITO基极电极2和多个滤色薄膜3，各滤色薄膜3由聚脂-蜜胺树脂和诸如绿、蓝或红之类的不同色调的彩色材料组成，且个个都电解沉淀在相应的ITO基极电极2上。在多个滤色薄膜或部分3的上方设置有多个保护薄膜层4。在滤色薄膜上涂上含丙烯酰基树脂JSS-16（日本合成橡胶公司出品）的经环氧树脂改性或环氧基的溶液，然后在200℃下固化以形成保护层4。在保护层4上形成多个透明的驱动电极5，具体作法是溅射ITO材料，此时使衬底保持200℃的温度，然后局部有选择地进行蚀刻，使各驱动电极5对准相应的滤色片部分。在此阶段，没有观察到ITO驱动电极5的剥落和产生裂纹的现象。驱动电极5上方敷有一层聚酰亚胺树脂的定向薄膜6，这种薄膜对液晶分子具有有效的定向或取向作用。
位于对面的副衬底7是这样制备的，即在其上依次形成透明的副驱动电极8和另一定向薄膜9。位于对面的副衬底7与衬底1间隔开配置，以便在其与衬底1之间夹持一液晶层10，从而构成多色液晶显示器件。这种多色液晶显示器件在80℃下运行1000小时之后仍然保持良好的显示质量和高度的可靠性。
透明驱动电极5可以配置得个个与滤色薄膜3成直角。在这种情况下，多个透明的在对面的副驱动电极8系在副衬底上设置得使各副驱动电极与相应的滤色片部分对准。
实施例2
在本实施例中，保护薄膜4是通过涂敷含硅树脂化合物的涂料液JHR-3034（日本合成橡胶公司出品）然后在200℃下加以固化形成的。结果获得与实施例1同样的缓冲效应。
对比实例
为了与图1的多色液晶显示器件的多层结构比较，将保护层除去以构成对比实例。在此情况下，尽管直接在滤色薄膜上形成ITO驱动电极，但由于可能存在的热应力，ITO电极还是产生剥落和裂纹情况。得出的显示器件一开始就没有显示出良好的质量。
如上面所详细谈到的那样，根据本发明，多色显示器件设有在滤色片上形成的保护层，且在保护层上叠放着透明的导电薄膜，这样有效地缓冲了滤色片的热变形，从而减少了因采用滤色片而引起的热应力集中现象，进而大大提高了滤色片上定向层和各驱动电极的可靠性或耐久性。此外在采用电解沉淀的滤色片和降低加到多色显示器件的驱动电压的情况下，可提高显示器件的总的可靠性。

Claims (11)

1、一种液晶光学器件，其特征在于，该器件包括：
一液晶层；
用以夹持液晶层，以便对液晶层的分子进行定向的一对衬底；
设置在其中一个衬底的一个内表面上的多个基极电极，
电解沉淀在各相应的基极电极上且具有不同的色调的多个滤色薄膜；
用以向液晶层加驱动电压的多个驱动电极和；
介于滤色薄膜与各驱动电极之间，以便缓冲在其之间产生的热应力的保护层。
2、根据权利要求1所述的液晶光学器件，其特征在于所述保护层由含环氧基的聚合物材料构成。
3、根据权利要求1所述的液晶光学器件，其特征在于，所述保护层由含硅化合物的聚合物材料构成。
4、一种液晶光学器件，其特征在于，该器件包括：
一液晶层;
用以夹持液晶层以便对液晶层的分子进行定向的一对衬底;
设置在其中一个衬底的内表面上的多个第一导电层;
电解沉淀在相应的第一导电层上的多个滤色薄膜;和
通过一保护层设置在滤色薄膜上的多个第二导电层。
5、根据权利要求4所述的液晶光学器件，其特征在于，第二导电层形成得使各第二导电层与相应的滤色片部分对准。
6、根据权利要求4所述的液晶光学器件，其特征在于，第二导电层形成得使各第二导电层与滤色薄膜成直角。
7、根据权利要求4所述的液晶光学器件，其特征在于，所述保护层由含环氧基的聚合物材料构成。
8、根据权利要求4的液晶光学器件，其特征在于，所述保护层由含硅化合物的聚合物材料构成。
9、一种制造采用滤色片部分的多色液晶显示器件的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
在一衬底上形成多个彼此绝缘的导电薄膜;
顺次在含分散的可电解沉淀的聚合物和彩色材料的溶液中往导电薄膜上进行有选择的电解沉淀，以便在导电薄膜上形成滤色片部分;以及
在其上依次叠放一保护层和一透明的导电层。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的保护层是通过涂敷含环氧基的聚合物材料形成的。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的保护层是通过涂敷含硅化合物的聚合物材料形成的。
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