TWI471648B - 透明液晶顯示裝置及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種透明顯示裝置，尤其涉及一種透明液晶顯示裝置及其製造方法。
近年來，發展出一種透明顯示裝置(Transparent display device)，其中，該透明顯示裝置的液晶層依電場方向的正負可產生光散射(Light-scattering)及非光散射(Non-scattering)兩種狀態。如在光散射狀態下，訊息可以被顯示於螢幕上；在非光散射的狀態下，螢幕則可以讓視線穿透並看到螢幕後面之背景。
於各類型的透明顯示裝置中，聚合性網路液晶(Polymer Network Liquid Crystal,PNLC)的應用正被持續研究中，且幾乎已經達到實際應用的水平。其在無施加電壓的狀態下，液晶材料中的液晶分子之軸向為任意方向的散亂狀，入射光於進入聚合性網路液晶層後便會產生不同方向的折射光因而出現光散射現象，並使螢幕呈現不透明狀態；而當施加電壓時，該液晶分子的軸向便會順著電場的方向進行規則性的排列，入射光於進入聚合性網路液晶層後便可順著已規則性排列的液晶分子前進，並穿透該聚合性網路液晶層，故使螢幕呈現透明狀態。
上述聚合性網路液晶中的液晶材料對於入射光具有光散射的能力，反觀可得知其光吸收能力不佳，故存在有暗態(Dark state)不夠暗的問題，從而導致透明顯示裝置的對比度不佳。
因此，有必要提供一種透明顯示裝置，來解決習知技術所存在的問題。
有鑑於此，本發明提供一種透明液晶顯示裝置及其製造方法，以改進習知技術中暗態不夠暗之問題。
本發明的主要目的在於提供一種透明液晶顯示裝置及其製造方法，係藉由添加二色性染料及其可隨液晶材料轉動之特點，用以增加聚合性網路液晶的光吸收特性。本發明可以改善暗態不夠暗的問題，從而增進透明顯示裝置的對比效能。
為達成上述目的，本發明提供一種透明液晶顯示裝置之製造方法，其包含下列步驟：提供一對基板；將二色性染料加入液晶材料中，形成二色性染料液晶混合物；將該二色性染料液晶混合物加入高分子單體中，形成二色性染料液晶高分子混合物；將該二色性染料液晶高分子混合物填充於該對基板之間；以及以紫外光照射該二色性染料液晶高分子混合物，形成含有二色性染料之聚合性網路液晶層。
在本發明的一實施例中，其中在該二色性染料液晶高分子混合物的總重量中，該二色性染料所佔的重量比例係介於0.1%~6%之間。
在本發明的一實施例中，其中在該二色性染料液晶高分子混合物的總重量中，該高分子單體所佔的重量比例係介於1%~40%之間。
在本發明的一實施例中，該紫外光的波長範圍係介於250奈米(nm)至400 nm之間。
在本發明的一實施例中，該對基板分別為彩色濾光片基板及薄膜電晶體陣列基板。
再者，本發明提供一種透明液晶顯示裝置，其包含：一第一基板，具有一第一透明電極；一第二基板，具有一第二透明電極；以及一聚合性網路液晶層，夾設於該第一及第二基板之間，且該聚合性網路液晶層接觸該第一及第二透明電極，該聚合性網路液晶層係由二色性染料、液晶材料及高分子所構成。
在本發明的一實施例中，該二色性染料分子排列平行於液晶材料之軸向。
在本發明的一實施例中，該二色性染料分子排列垂直於液晶材料之軸向。
在本發明的一實施例中，其中在該聚合性網路液晶層的總重量中，該二色性染料所佔的重量比例係介於0.1%~6%之間。
在本發明的一實施例中，其中在該聚合性網路液晶層的總重量中，該高分子所佔的重量比例係介於1%~40%之間。
在本發明的一實施例中，該第一透明電極與該聚合性網路液晶層之間，以及該第二透明電極與該聚合性網路液晶層之間更包含一配向膜。
在本發明的一實施例中，該第一及第二基板的其中一表面更包含一偏光板。
在本發明的一實施例中，該第一基板係彩色濾光片基板；及該第二基板係薄膜電晶體陣列基板。
本發明透明液晶顯示裝置及其製造方法係藉由添加二色性染料及其可隨液晶材料轉動之特點，用以增加聚合性網路液晶的光吸收特性。相較於先前技術而言，本發明可以改善暗態不夠暗的問題，從而增進透明顯示裝置的對比效能。
為詳細說明本發明之技術內容、構造特徵、所達成目的及功效，以下茲舉例並配合圖式詳予說明。
請參閱第一圖，其係為本發明一實施例中透明液晶顯示裝置之製造方法的步驟流程圖，該製造方法包括下列步驟：
在步驟S11中，提供一對基板。在一實施例中，該對基板分別為彩色濾光片基板及薄膜電晶體陣列基板。
在步驟S12中，將二色性染料加入液晶材料中，形成二色性染料液晶混合物。於此，係將二色性染料摻雜並溶解於液晶
材料中，使得二色性染料分子排列隨液晶材料的軸向做排列。該液晶材料可以是默克(Merck)公司的E7液晶材料。
在步驟S13中，將該二色性染料液晶混合物加入高分子單體中，形成二色性染料液晶高分子混合物。該高分子單體可以是十二丙烯酸酯。其中在該二色性染料液晶高分子混合物的總重量中，該二色性染料所佔的重量比例係介於0.1%~6%之間；該高分子單體所佔的重量比例係介於1%~40%之間。
在步驟S14中，將該二色性染料液晶高分子混合物填充於該對基板之間。
在步驟S15中，以紫外光照射該二色性染料液晶高分子混合物，形成含有二色性染料之聚合性網路液晶層。該紫外光的波長範圍係介於250奈米(nm)至400nm之間。
請參閱第二圖，其係由本發明透明液晶顯示裝置的一種實施例，其中該透明液晶顯示裝置100包含一第一基板10、一第二基板20、一聚合性網路液晶層30、一第一透明電極40及一第二透明電極50，其中該第一基板10與該第二基板20相對設置，該第一基板10係一薄膜電晶體陣列(TFT array)基板；及該第二基板20係一彩色濾光片(CF)基板。該聚合性網路液晶層30夾設於該第一基板10與第二基板20之間，該聚合性網路液晶層30係由二色性染料31、液晶材料32及高分子33所構成，其中在該聚合性網路液晶層30的總重量中，該二色性染料31所佔的重量比例係介於0.1%~6%之間；該高分子33所佔的重量比例係介於1%~40%之間，該二色性染料31分子排列可以是平行或垂直於液晶材料32之軸向。該第一透明電極40形成於該第一基板10的內表面上，並覆蓋於該第一基板10內表面的薄膜電晶體陣列(圖中未標示)上；該第二透明電極50形成於該第二基板20的內表面上，並覆蓋於該第二基板20內表面的彩色濾光片陣列(圖中未標示)上。該聚合性網路液晶層30接觸該第一及第二透明電極40、50。
該透明液晶顯示裝置100於未施加電壓時，如第二圖所
示，該二色性染料31及該液晶材料32呈現散亂排列，於入射光源(圖中未標示)穿透該透明液晶顯示裝置100時，入射光源會被散亂的二色性染料31所吸收，因此在未施加電壓時，該透明液晶顯示裝置100呈現暗態。然而，該透明液晶顯示裝置100於施加電壓時，如第三圖所示，該液晶材料32帶動該二色性染料31隨著電壓的壓差沿電場方向做排列，此時入射光源可以穿透該透明液晶顯示裝置100，且不會被二色性染料31所吸收，因此在施加電壓時，該透明液晶顯示裝置100呈現亮態。故藉由未施加電壓對於該透明液晶顯示裝置100所造成的暗態，以及施加電壓對於該透明液晶顯示裝置100所造成的亮態可以控制該透明液晶顯示裝置100的灰階圖像。
另外，上述透明液晶顯示裝置100更可以在該第一透明電極40與該聚合性網路液晶層30之間，以及該第二透明電極50與該聚合性網路液晶層30之間設置一配向膜(圖中未標示)；且同時在該第一及第二基板10、20的其中一表面設置一偏光板(圖中未標示)，其可以讓本發明的透明液晶顯示裝置100呈現暗態更暗之表現，用以增加顯示畫面的對比度。
如上所述，本發明透明液晶顯示裝置及其製造方法係藉由添加二色性染料及其可隨液晶材料轉動之特點，去增加聚合性網路液晶的光吸收特性，用以改善暗態不夠暗的問題，從而增進透明顯示裝置的對比效能。
雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧第一基板
20‧‧‧第二基板
30‧‧‧聚合性網路液晶層
31‧‧‧二色性染料
32‧‧‧液晶材料
33‧‧‧高分子
40‧‧‧第一透明電極
50‧‧‧第二透明電極
100‧‧‧透明液晶顯示裝置
S11~S15‧‧‧步驟
第一圖為本發明實施例中透明液晶顯示裝置之製造方法的步驟流程圖。
第二圖為本發明實施例中透明液晶顯示裝置的剖視圖。
第三圖為本發明實施例中透明液晶顯示裝置於施加電壓時的剖視圖。
S11~S15．．．步驟
Claims (13)
- 一種透明液晶顯示裝置之製造方法，包含：提供一對基板；將二色性染料加入液晶材料中，形成二色性染料液晶混合物；將該二色性染料液晶混合物加入高分子單體中，形成二色性染料液晶高分子混合物；將該二色性染料液晶高分子混合物填充於該對基板之間；以及以紫外光照射該二色性染料液晶高分子混合物，形成含有二色性染料之聚合性網路液晶層。
- 如申請專利範圍第1項所述之透明液晶顯示裝置之製造方法，其中在該二色性染料液晶高分子混合物的總重量中，該二色性染料所佔的重量比例係介於0.1%~6%之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之透明液晶顯示裝置之製造方法，其中在該二色性染料液晶高分子混合物的總重量中，該高分子單體所佔的重量比例係介於1%~40%之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之透明液晶顯示裝置之製造方法，其中該紫外光的波長範圍係介於250奈米(nm)至400 nm之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之透明液晶顯示裝置之製造方法，其中該對基板分別為彩色濾光片基板及薄膜電晶體陣列基板。
- 一種透明液晶顯示裝置，包含：一第一基板，具有一第一透明電極；一第二基板，具有一第二透明電極；以及一聚合性網路液晶層，夾設於該第一及第二基板之間，且該聚合性網路液晶層接觸該第一及第二透明電極，該聚合性網路液晶層係由二色性染料、液晶材料及高分子所構成。
- 如申請專利範圍第6項所述之透明液晶顯示裝置，其中該二色性染料分子排列平行於液晶材料之軸向。
- 如申請專利範圍第6項所述之透明液晶顯示裝置，其中該二色性染料分子排列垂直於液晶材料之軸向。
- 如申請專利範圍第6項所述之透明液晶顯示裝置，其中在該聚合性網路液晶層的總重量中，該二色性染料所佔的重量比例係介於0.1%~6%之間。
- 如申請專利範圍第6項所述之透明液晶顯示裝置，其中在該聚合性網路液晶層的總重量中，該高分子所佔的重量比例係介於1%~40%之間。
- 如申請專利範圍第6項所述之透明液晶顯示裝置，其中該第一透明電極與該聚合性網路液晶層之間，以及該第二透明電極與該聚合性網路液晶層之間更包含一配向膜。
- 如申請專利範圍第6項所述之透明液晶顯示裝置，其中該第一及第二基板的其中一表面更包含一偏光板。
- 如申請專利範圍第6項所述之透明液晶顯示裝置，其中該第一基板係彩色濾光片基板；及該第二基板係薄膜電晶體陣列基板。
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