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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