TWI375074B - Polymer dispersed liquid crystal display and method of fabricating the same - Google Patents

Polymer dispersed liquid crystal display and method of fabricating the same Download PDF

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Description

1375074 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種高分子分散型液晶顯示裝置及其掣造方 法0 【先前技術】 通常,液晶顯示裝置為利用液晶分子之光線各向異性以及雒 折射特性呈現影像之設備,並且通常採用利用薄膜電晶體作為門 ' 關元件之薄膜電晶體液晶顯示裝置。 _,在普通液晶顯示裝置中,必須使用極化面板,並且自 免光單元入射之光線總量之大約70%到80°/。基本上損被失掉,並 : 且然後顯示於外部。由此,這種液晶顯示裝置是有問題的,因為 .此顯稍置不健錄低光效率,並且由較向處理而導致存在 例如光線散射以及/或者相位失真之問題。 ^鱗決上述問題,目前已提出高分子分散驗關示裝置, 3 '咼分子分散液晶為液晶顯示裝置中所使用的一種液晶單元,並且 特徵在於其係根據散射密度控制光線透射,並且不需要極化面 板。現已提出了雜高分子分散魏晶顯示裝置結構*例如一種 結構為複數個大小為幾毫米的液晶分子顆粒分散於高分子材料 令,-種結構為液晶被包含於網狀高分子中。也就是說,高分子 分散型液晶顯雜置為其巾紅㈣和糾㈣不規則分散 的裝置,並且其係利用兩種材料之間的騎指數偏差來運作。’ .如果沒有麵提供至高分子分散舰_示裝置,則液晶分 1375074 子的方向變得不朗,並且麵晶分子之雙折職數不同於媒介 雙折射指數之分介面處產生散射L如果賴提供至高分子 分散型液晶顯示裝置,則液晶分子方向係有次序地排列,並且由 純晶分子之雙折射缝與媒介雙折射指數相同而產生透射狀 〜、k時,如果液晶單π厚度*足夠大,财能獲得充足的亮度, 進而導致高驅動電壓。 :门刀子刀型液晶顯示裝置不需要定向膜和極化面板, 〕並具有魏’因此可以容易製造。此外,由於具有極佳的亮度特 丨因此_子*散魏晶顯示裝置能細於大型顯示裳置以及 投射電視。 =第1圖」為普贴分子分㈣液晶顯示裝置之結構示意圖。 I考第1 ®」,普通高分子分散黯晶顯示裝置包含高分 子2液晶10、背光單元2〇以及反射板3〇。高分子分散液晶1〇 〇 3㈤子辦n及微液晶滴12。液晶分子顆粒13係設置於膠 J 囊狀的微液晶滴12中。 士在高分子分散液日日日10巾,在關閉狀態下(即當不提供電壓 时)微液a曰滴係隨機排列,並因而由於微液晶滴u與高分子矩 陣^之間之折射而散射光線,由此實現為暗狀態。但是,在打開 ^態下(即當提供糕時)’微液晶滴按行排列,並因而诚少微液 晶滴U與高分子矩陣u之間之折射指數偏差,進而液晶單元透 射光線,因此實現為白狀態。 1375074 將制高分子分散魏晶顯林錢行鱗狀㈣及白狀態 之詳細方法如下。 「第2a圖」及「第2b圖」為顯示「第j圖」之高分子分散 型液晶顯示裝置具體操作原理之示意圖。 晴參考「第2a圖」及「第2b圖」,高分子分散型液晶顯示裝 置包含-後基板Μ與-前基板,其中後基板Μ係配備有一第 驅動電極16 ’以及别基板15 g己備有—第二驅動電極17。後基 '>板14與前基板15以預定距離互相相對分隔開,高分子矩陣丨丨係 設置於後基板14與前基板15之間,其中在高分子矩陣11中,向 列液晶分子顆粒13係設置於各個微液晶滴12中。 在上文所述結構之習知高分子分散型液晶顯示裝置中,當第 一驅動電極16和第二驅動電極17之間沒有提供電壓時,由於微 液晶滴12與高分子矩陣11之間的折射指數偏差,如「第2a圖」 顯示,入射光線全部散射,進而執行為暗狀態。換言之,在第一 ) 驅動電極16與第二驅動電極17之間形成電場E之前,如「第% 圖」顯示,由於缺少定向膜,因此微液晶滴12内部之液晶分子顆 粒13係隨機排列。因此’入射光線在穿過高分子矩陣11的同時 被分散,進而執行為暗狀態。 另一方面,如果一電源單元.18提供電壓於第一驅動電極16 與第二驅動電極Π之間,則微液晶滴12中之液晶分子顆粒13使 得其長軸平行於電場E排列,如「第2b圖」顯示。因此,入射光 9 l375〇74 •在傳遞1Jrj刀子矩陣n,進而執行為白狀態。也就是說,當電場 E形成於第"'轉f極16與第二驅動電極Π,微液晶滴12甲的 液曰曰/刀子顆粒使得其長解行於電場£排列。由於液晶分子顆粒 13儀沿奸行於之方向排列,因此執行為白狀態。 $ ^刀子力㈣㈣顯示裝置具有高透射率以及理想的視 野特性,较局_,健透齡缺緣刊之賴方向排列 的微液晶滴隨機地散射光線’高分子分散型液晶顯示裳置才執行 為暗狀_。此外,習知南分子分散型液晶顯示裝置需要很小的高 驅動電>£’並SI而需要開發液晶材料及其製程來解決高驅動電屡 問題。 ,同時’習知液晶顯示裂置以及高分子分散型液晶顯示農置必 須使用背光單絲提供絲,並且還需要反射板及擴散板。因此, 導致出現齡裝置厚度加厚以及製造成本增加之問題。 【發明内容】 鑒於以上的問題,本發明的主要目的在於提供一種高分子分 政型液晶顯示裝置,係包含一後基板、一前基板、一高分子分散 液晶層、一光源以及一第一反射板;於此’此後基板上方係形成 有一薄膜電晶體(TFT)、一第一電極以及一第二電極;前基板係 與後基板分隔開,並且在前基板上對應薄膜電晶體形成區域内形 成有一第一黑色矩陣。高分子分散液晶層係設置於第一黑色矩陣 下方’並且形成於前基板與後基板之間。光源係形成於高分子分

Claims (1)

1375074 101年4月6曰替換頁 十、申請專利範圍: L~~- L 一種高分子分散型液晶顯示裝置,包含有: . 一後基板,該後基板上方係形成有一薄膜電晶體(TFT)、 一第一電極以及一第二電極; 月1J基板’係與該後基板分隔開’並且在該前基板上對應 * 5玄薄膜電晶體形成區域内形成有一第一黑色矩陣; 一高分子分散液晶層,係設置於該第一黑色矩陣下方,並 Φ 且形成於該前基板與該後基板之間; 一光源,係形成於該高分子分散液晶層一側,並且配置用 於提供光線至該高分子分散液晶層一侧;以及 一第一反射板,係形成於該高分子分散液晶層之另一側, 並配置用於反射經由該高分子分散液晶層入射之光線。 2.如申請專利範圍第1項所述之高分子分散型液晶顯示裝置,其 中该光源係包含一自發光體。 .鲁3.如申請專利範圍第2項所述之高分子分散型液晶顯示褒置,其 中該自發光體包含一有機電致發光二極體(〇LED)。 • 4.如申請專利範圍第1項所述之高分子分散型液晶顯示裝置,其 中該光源包含: 一第二黑色矩陣,係形成於該前基板上;以及 一發光材料,係形成於該第二黑色矩陣上。 5.如申請專利範圍第4項所述之高分子分散型液晶顯示裝置,其 中該發光材料係關於該前基板傾斜地形成於該第二黑色矩陣 31 1375074 年4月6曰替換頁 - 上 ° ----- 6.如申請專利範圍第4項所述之高分子分散型液晶顯示裝置,其. 中該發光材料係垂直該前基板形成於該第二黑色矩陣上。 7·如申請專概圍第4撕述之高分子分散型液·示裝置,更 第一反射板,該第二反射板係形成於該第二黑色矩陣與 該發光材料之間’並設置驗反射自該發光獅發射之光線。 8·如申請專概圍第4項所述之高分子分散魏晶顯*裝置,更 包含-氧化銦錫(ITO)層’該氧化銦錫層係形成於該發紐· 料之前表面,並設置用於保護該發光材料。 9. 如申π專利範圍第8項所述之高分子分散型液晶顯示裝置,其 中遠氧化銦錫層係用作一電極,以提供電源至該發光材料。 · 10. 如申請專利範圍第1項所述之高分子分散型液晶顯示裝置其 中該後基板之該第一電極以及該第二電極係產生一水平電場 於該高分子分散液晶層中。 11·如申請專概圍第1G項所述之高分子分散型液晶顯示裝置,籲 其中當該第一電極與該第二電極之間提供有電壓時,該高分子 分散液晶層發散由該光源提供之橫向光線,並且提供該發散光 線至該第一反射板。 12.如申睛專利範圍第1〇項所述之高分子分散型液晶顯示裝置, 其中當該第一電極與該第二電極之間沒有提供電壓時,該高分 子分散液晶層阻擋該光源之橫向光線。 3 32 101年4月6日替換頁 13. 如申請專利範圍第1項所述之高分子分散型液晶顯示裝置,其 中該高分子分散液晶層包含: 一南分子矩陣; 微液晶滴,係分散於該高分子矩陣;以及 液晶分子顆粒’係設置於具有膠囊狀之該微液晶滴中。 14. 如申請專利範圍第13項所述之高分子分散型液晶顯示裝置, 其中該高分子分散液晶層更包含顏料顆粒,係增加至該高分子 矩陣中,並用於表現色彩。 如申請專利範圍第13項所述之高分子分散型液晶顯示裝置, 更包含形成於該高分子分散液晶層兩側之壁,並且該壁係配置 用於接收南分子分散液晶。 16·如申請專利範圍第15項所述之高分子分散型液晶顯示裝置, 其中該壁包含光阻(PR)。 17. 如申請專利範圍第1項所述之高分子分散型液晶顯示裝置,其 中該高分子分散液晶層具有一突出狀,係用以形成一晶胞間 隙。 18. 如申睛專利範圍第1項所述之高分子分散型液晶顯示裝置,其 中該第一反射板包含: 具有非電極特性之反射器之漂浮金屬,係用於反射從該高 分子分散液晶層入射之光線;以及 一支撐層,係支撐該漂浮金屬。 1375074 101年4月6日替換頁 19. 如凊專利範圍第18項所述之高分子分散 其中該_金屬係’該前基板關定傾斜㈣成於該支撐 層上。 . 20. 如申請專纖_ 18項所述之高分子分散魏晶顯示裝置,. 其中該支撐層包含一透明樹脂。 21. 如申請專利範圍第18項所述之高分子分散型液晶顯示裝置, 其中該漂浮金屬魅j;該前基板形成於該讀層上。 22. —種高分子分散型液晶顯示裝置之製造方法,係包含以下步摩 驟: 形成一黑色矩陣於一前基板上; 形成一光源,該光源係形成於該黑色矩陣之一側,並設置 用於提供橫向光線至該黑色矩陣之該侧; 對應5玄黑色矩陣形成一高分子分散液晶層於該前基板上; 形成一薄膜電晶體、一晝素電極以及一共用電極於一後基 板上方; 0 形成一反射板於該後基板上方;以及 結合形成有該光源及該高分子分散液晶層之該前基板與 形成有該反射板之該後基板, 其中該反射板及該黑色矩陣係分別形成於該高分子分散 液晶層之兩側,以及該反射板係配置用於反射經由該高分子分 散液晶層入射之光線。 S 34 1375074 101年4月6曰替換頁 23. —種高分子分散型液晶顯示裝置之製造方法,係包含以下步 . 驟: . 形成一黑色矩陣於一前基板上; . 形成一光源,該光源係形成於該黑色矩陣之—側,並設置 用於提供橫向光線至該黑色矩陣之該侧; • 形成一薄膜電晶體、一畫素電極以及-共用電極於一後基 板上; 鲁 形成一反射板於該後基板上方; 對應该黑色矩陣开>成一高分子分散液晶層,並配置於該後 基板上;以及 結合形成有該光源之該前基板與形成有該反射板及該高 分子分散液晶層之該後基板, 其中該反射板及該黑色矩陣係分別形成於該高分子分散 液晶層之兩側,以及該反射板係配置用於反射經由該高分子分 散液晶層人射之光線。 ·- 24.—種高分子分散型液晶顯示裝置之製造方法,係包含以下步 - 驟: 形成一黑色矩陣於一前基板上; 形成一光源於該黑色矩陣之一側,並設置該光源用於提供 橫向光線至該黑色矩陣之該側; 形成一反射板於該黑色矩陣之另一側; 35 101年4月6日替換頁 對應該黑色矩陣形成一高分子分散液晶層於該前基板上; 形成一薄膜電晶體、一晝素電極以及一共用電極於一後基 板上;以及 結合形成有該光源、該反射板及該高分子分散液晶層之該 前基板與該後基板。 一種高分子分散型液晶顯示裝置之製造方法,係包含以下步 驟: 形成一黑色矩陣於一前基板上; 形成一光源於該黑色矩陣之一側,並設置該光源用於提供 橫向光線至該黑色矩陣之該側; 形成一反射板於該黑色矩陣之另一侧; 形成一薄膜電晶體、一晝素電極以及一共用電極於一後基 板上; 對應遠黑色矩陣形成一高分子分散液晶層,並提供於該後 基板上方;以及 結合形成有該光源及該反射板之該前基板與形成有該高 分子分散液晶層之該後基板。
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