液晶顯示元件的製作方法
2023-09-11 04:35:05
專利名稱：液晶顯示元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種不用偏光片就可以獲得清晰顯示的液晶顯示元件。具體來說，是涉及這樣一種液晶顯示元件，根據在基板塗抹的顏色濾光膜與添加了雙色性染料的液晶材料之間的反差進行所要求的顯示。
液晶顯示元件比如穿透型的液晶顯示板一般具有如圖6所示的結構。具體來說，在圖6中，除了在絕緣基板1、2的表面上形成電極模片3、4之外，還設有可以使液晶分子朝一定方向排列的取向膜5、6。通過未圖示的隔離物使2片絕緣基板1、2保持一定的間隙，同時在其周圍封上密封材7，通過把液晶材料注入該間隙內形成液晶層8。而且，在絕緣基板1、2的外側各自設有偏光板9、10。這樣就形成了液晶顯示板11。
然後，在與觀察者相反的一側即後側設有燈泡、螢光燈等後燈13，中間隔著光擴散板12。藉助於後側的偏光板9，從後燈13發出的光只有自然光中某一振動方向的的線偏振光透過，根據對液晶層是否施加電壓決定該振動方向是被扭向還是不被扭向地直接通過，由此，再根據觀察者一側的前側的偏光板10的吸收軸控制該振動方向的透過和不透過，形成可以依照要求進行顯示的構造。
如上所述，以往的液晶顯示元件使用偏光板，只使用自然光中以一定方向振動的光。因此，光的大部分被偏光板所截斷，如果不用很亮的後燈就無法進行清晰地顯示。特別是當用可攜式機器等的電池驅動液晶顯示元件時電池的消耗非常厲害，因此，如果把亮的光源用作後燈不理想。這對於由觀察者一側入射光並使用其反射光的反射型液晶顯示元件來說也有不在明亮的地方就得不到清晰的圖象這樣的問題。
而且，偏光板特別高價，這使液晶顯示元件的成本增加，導致在可攜式機器等的便宜電器中使用的液晶顯示元件的成本降低有限。
本發明的目的就是為了解決這樣的問題，提供不用偏光板就可以獲得清晰顯示而且可以降低成本的液晶顯示元件。
根據本發明的液晶顯示元件，在各自形成有電極模片的2個基板具有一定的間隙部，其周圍被封上，在該一定的間隙部中注入添加了雙色性染料的液晶材料，在上述2個基板中放在前側的第1基板上沒設有電極模片的部分設置一定顏色的顏色濾光膜，在後側的第2基板上至少要在設有電極模片的部分設置與上述一定顏色相同顏色的顏色濾光膜。
這裡，所謂前側的基板是指觀察者在看液晶顯示元件時觀察者這一側的基板，所謂後側的基板是指從觀察者這一側遠離的(後面)那一側的基板。還有，所謂一定顏色的顏色濾光膜是指作為液晶顯示元件的背景色的東西，比如，通過塗刷白色顏料、黃色顏料等得到以白色等的淺色係為背景的透射光。還有，設有顏色濾光膜的面並不限於在基板的液晶層那一側，也包括與液晶層相反的那一側。
通過做成這種結構，前側基板上沒有電極的部分顯示為前側的基板的顏色濾光膜的顏色如白色，設有電極片的部分中相對電極之間加了電壓的部分因液晶分子縱排顯示為後側的基板上塗抹的顏色濾光膜的顏色、未加電壓的部分顯示為液晶材料裡添加的雙色性染料的比如黑色，通過控制加電壓可以在比如白色的背景下用黑色進行所要求的顯示。
下面對附圖進行簡單的說明。
圖1為本發明的液晶顯示元件的一個實施例的剖面說明圖。
圖2為圖1的液晶顯示元件的工作原理說明圖。
圖3為表示圖1的液晶顯示元件的變換例的剖面說明圖。
圖4為表示圖1的液晶顯示元件的其它變換例的剖面說明圖。
圖5為表示圖1的液晶顯示元件的還有的其它變換例的剖面說明圖。
圖6為以往的液晶顯示元件的剖面說明圖。
其中，1後側絕緣基板，2前側絕緣基板，3電極模片，4電極模片，8液晶層，11液晶表示板，15顏色濾光膜，16顏色濾光膜。
下面，參照附圖對本發明的液晶顯示元件進行說明。
如在其實施例之一的剖面說明1所示，根據本發明的液晶顯示元件，其構成的特徵在於在各自形成有電極模片3、4的後側及前側的絕緣基板1、2具有一定的間隙部，在其周圍用密封材7封上，在該一定的間隙部中注入添加了雙色性染料的液晶材料設置液晶層8。然後，在作為前側基板2的第1基板上沒設有電極模片4的部分設置比如白色的顏色濾光膜16，作為後側基板1的第2基板上至少在設有電極模片3的部分設置比如白色的顏色濾光膜15。
液晶顯示板11在由玻璃、塑料等組成的絕緣基板1、2上用由ITO等組成的透明的導電膜分別形成電極模片3、4，在其上面還設著由聚醯亞胺等組成的取向膜5、6，藉助於未圖示的隔離物使2片絕緣基板1、2具有一定的間隙部，同時在其周圍用密封材7封上，通過把液晶材料注入該間隙部內形成液晶層8，這些構成與與以往的液晶顯示元件的構成相同。
本發明中，在前側基板2上沒形成有電極模片4的部分的內側(液晶層一側)上藉助於膠版印刷或絲網印刷等技術設置比如白色顏料而形成白色的顏色濾光膜16。而且，在後側基板1的電極模片3上同樣藉助於膠版印刷或絲網印刷等技術設置白色顏料而形成白色的顏色濾光膜15。白色的顏色濾光膜15、16如果不用白色顏料而用黃色顏料等淺色系的塗料也是可以的。還有，在比如負型顯示的情況下，不用淺色系的而用深色系的顏色濾光膜並在液晶材料中添加明亮顏色的雙色性染料也是可以的。還有，也可以使用其它顏色的背景色。
在本發明，作為液晶材料，還可以使用把比如因分子的長軸方向和短軸方向對可見光吸收具有各向異性的雙色性染料(客體)溶解到一定排列的液晶(主體)中的添加了雙色性染料的液晶材料。具體來說，比如，在液晶層上未加電壓的狀態下液晶分子處於橫向的狀態，光入射時，雙色性染料也和液晶分子一樣上橫排的，因其吸收軸和自然光的電場方向一致以吸收後著色的光前進，在施加電壓的狀態下液晶分子和雙色性染料都變為縱排，入射的情況下以原來的白色的的光前進。把具有這種性質的雙色性染料比如入射白光的情況下呈黑色的雙色性染料溶解到液晶材料後的含雙色性染料的液晶材料注入到2片絕緣基板1、2之間。而且，染料的顏色並不只限於黑色，如上所述，根據作為背景的顏色濾光膜的顏色使用與喜歡的顯示色相配的其它顏色的染料也是可以的。
還有，在本發明中，在絕緣基板1、2的外面都沒設有偏光板。具體來說，為了顯示彩色使用用了通常的雙色性染料的主客單元，為了得到鮮明的顏色對比，藉助於應使雙色性染料的光吸收軸的方向與白光的振動方向一致的偏光板構成只有一定方向的線偏振光入射的情況。可是，在本發明中，比如，目的是為了把顯示部做成黑色並在比如白色的背景下進行黑色的顯示，並不要完全的黑色，顯示成灰色的也可以，沒有必要把沒施加電壓時和施加電壓時的吸光度之差做得最大。因此，做成的構造是不使用偏光板而把所有的光取入達到清晰的顯示畫面。
根據本發明的液晶顯示元件，前側基板上沒形成有電極模片的部分儘管處於液晶分子的狀態，因為從在前側基板上所設的顏色濾光膜穿出，入射光變成該顏色濾光膜顏色的光，液晶表示板的背景變成比如白色。還有，如圖2(a)所示，前側基板上形成有電極模片的部分在該電極模片與後側基板上所設的電極模片之間沒有施加電壓時雙色性染料和液晶分子的取向都與光的振動方向一致而吸收入射光，並使其以著色成雙色性染料中的比如黑色的光射出。還有，如圖2(b)所示，當兩電極模片之間沒有施加電壓時，雙色性染料和液晶分子都變為縱排，因沒有光吸收，穿過後側基板的電極模片上所設的比如白色的顏色濾光膜後變成白光。其結果是只要各對象素的進行電壓控制使得在想要顯示的象素上不施加電壓就可以按要求進行顯示。此時，因入射到液晶層上的光沒經過偏光板入射，使得入射光沒有變成振動方向一定的線偏振光，即便在沒有施加電壓的狀態下也還存在沒有完全被雙色性染料吸收的光，該部分的光使黑色減弱而顯示出灰色，即便如此，顯示本身並沒有發生什麼問題。其結果是全部入射光而不只是由偏光板決定的在一定的方向上振動的光從前側出射，能夠以非常鮮明的畫面進行顯示，可以用相對來說亮度較弱的後燈構成，即便在做成反射型的液晶顯示元件的情況下也可以在有些暗的地方按要求進行顯示。
圖3是表示圖1的液晶顯示元件的變換例的與圖1相同的剖面說明圖。在該例中，設在後側絕緣基板1上的白色的顏色濾光膜15並不只設在電極模片3上、還設在沒有電極模片的部分，在整個面上都設置了顏色濾光膜15。因被設在前側的的顏色濾光膜16所著色，沒有電極模片的部分所具有的優點是透過後側絕緣基板1的光是什麼顏色都沒有關係，未必要藉助於形成了一定模樣的掩膜進行顏料的塗抹。還有，與圖1相同的部分用相同的符號，略去對其進行說明。
圖4-5是表示圖1的液晶顯示元件的其它變換例的圖。具體來說，在上述各例中，顏色濾光膜15、16是設在絕緣基板1、2的液晶層一側，但在圖4-5所示的例中，顏色濾光膜15、16是設在絕緣基板1、2的外側面。如上述例那樣，因把顏色濾光膜15、16是設在內側面，所以，與顯示象素之間沒有視差，這樣，雖然象素沒有彌散比較理想，但電極模片3、4的厚度為0.1μm左右，與此相對應，顏色濾光膜15、16的厚度為1μm左右，因此，在內側面會有較大程度的凹凸不平，嚴重影響到顯示特性。可是，通過把顏色濾光膜設在外側面使內側面的凹凸不平基本消失，顯示特性變好。而且，在外側面沒有設偏光板，因此，沒有任何障礙。還有，圖4與圖1相對應，只在後側基板1的電極模片3的部分上設有顏色濾光膜15，圖5與圖3相對應，在後側基板1的整個面上都設置了顏色濾光膜15。在這些圖中，與圖1相同的部分用相同的符號，略去對其進行說明。
上述各例是作為透射型的液晶顯示元件的例子，但通過在後側基板的外側面設置反射板就可以得到相同構成的反射型的液晶顯示元件。
根據如上所述的本發明，通過控制電壓不用偏光板就可以按要求進行顯示，因此，可以得到非常明亮的顯示畫面，特別適用於用可攜式機器等的電池驅動的透射型的液晶顯示元件和即便在有些暗的地方也可以使用的反射型的液晶顯示元件。而且，可以不用偏光板，因此，可以降低造價，非常有助於降低使用液晶顯示元件的電器的成本。
權利要求
1.一種液晶顯示元件，其特徵在於在各自形成有電極模片的2個基板具有一定的間隙部，其周圍被封上，在該一定的間隙部中注入添加了雙色性染料的液晶材料，在上述2個基板中放在前側的第1基板上沒設有電極模片的部分設置一定顏色的顏色濾光膜，在後側的第2基板上至少要在設有電極模片的部分設置與上述一定顏色相同顏色的顏色濾光膜。
全文摘要
一種液晶顯示元件是在各自形成有電極模片3、4的後側及前側的絕緣基板1、2具有一定的間隙部,在其周圍用密封材7封上,在該一定的間隙部中注入添加了雙色性染料的液晶材料設置液晶層8。然後,在前側基板2上沒設有電極模片4的部分設置顏色濾光膜16,後側基板1上至少在設有電極模片3的部分設置比如白色的顏色濾光膜15。該液晶顯示元件不用偏光片就可以獲得清晰顯示而且可以降低成本。
文檔編號G02F1/1335GK1241766SQ99105849
公開日2000年1月19日 申請日期1999年4月21日 優先權日1998年7月10日
發明者小野耕一 申請人:羅姆股份有限公司