專利名稱：液晶顯示器發(fā)光體布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器(LCD)，特別涉及稱為PPLCL的熒光液晶顯示器。
背景技術(shù)：
PLLCD器件使用一液晶(LC)調(diào)變一般為紫外線(UV)光的激光。該通過(guò)LC的紫外光系投射到設(shè)于本器件正面該發(fā)光體的熒光物質(zhì)上。在該器件最簡(jiǎn)單的構(gòu)造當(dāng)中，該等熒光物質(zhì)系使用一，即依WO95/27920(Cross land與他人)案中所說(shuō)明之一設(shè)于本器件后面，實(shí)質(zhì)上照準(zhǔn)近紫外線的背光定位在一LCD組裝板上的正面上。唯，利用該一簡(jiǎn)單布置時(shí)，經(jīng)過(guò)LC層的紫外線在撞擊熒光物質(zhì)的像素之前必須先通過(guò)晶格的前玻璃板。該一玻璃的厚度最厚可達(dá)LCD標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)常用玻璃厚度的1.1mm。為獲得一高解析度的PLLCD，該等熒光物質(zhì)的像素必須非常的小并且密集封裝。在該種布置常中，紫外光(若未經(jīng)完美照準(zhǔn)時(shí))有可能不僅會(huì)投射到在所的熒光物質(zhì)像素上，亦有可能投射到毗連的熒光物質(zhì)像素上。這種效應(yīng)即為一般所稱的交擾，并可導(dǎo)致顯示成象模糊。尤有甚者，設(shè)若不同顏色的熒光物質(zhì)像素之間發(fā)生交擾時(shí)，該種模糊的情形亦會(huì)使觀察到的顏色失去飽和。
有數(shù)種方式可以避免或至少降低PLLCD器件中交擾位準(zhǔn)的可行途徑。
第一種方法是改進(jìn)紫外光激光的照準(zhǔn)，或消除激光以高角度朝著屏幕行進(jìn)。由于激活光將被限制到一可提供高對(duì)比LC晶格的方向范圍之內(nèi)，如此亦可改進(jìn)本器件的整體對(duì)比比率。然而，達(dá)成高位準(zhǔn)的照準(zhǔn)一般都要浪費(fèi)光源大量的可用光。
另一方法是縮小一般由氧化錮錫(ITO)制成的液晶電極相對(duì)于熒光物質(zhì)像素的大小。請(qǐng)參見(jiàn)第WO97/25650號(hào)案例。激活光的發(fā)射以及電極與熒光物質(zhì)之間的距離將為決定為了完全消除交擾所需的ITO電極尺寸對(duì)熒光物質(zhì)像素尺寸之比。如此可減少容許紫外線通過(guò)的孔徑因而降低了器件的效率。
第三種方法是可增加毗連熒光物質(zhì)像素之問(wèn)的距離并在熒光物質(zhì)四周提供大面積黑色矩陣。則該等并不撞擊熒光物質(zhì)的激活光為入射到黑色吸光材而不激活毗連的熒光物質(zhì)像素。如此將可縮小熒光物質(zhì)像素本身的尺寸而使入射黑色光罩的紫外線形同浪費(fèi)，因此同樣的會(huì)降低器件的效率。
因此，這些降低交擾的方法，通常在效率上都有缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)層面，其中設(shè)有一熒光液晶顯示器，包括一供調(diào)變輸入光的液晶顯示體，夾設(shè)于兩個(gè)透明基板之間，供控制液晶顯示用的控制電極，以及并入一發(fā)光體材或類似才可從經(jīng)液晶調(diào)變的輸入產(chǎn)生一可見(jiàn)成象的顯示輸出裝置。
其中該發(fā)光體材系設(shè)在前基片的內(nèi)表面但使用一厚度低于300pmm的透明輔助基片隔離者。
根據(jù)本發(fā)明的置具有使發(fā)光體像素與液晶顯示層之間距離縮小的優(yōu)點(diǎn)，如此可顯著減少毗連像素之間的交擾，而不會(huì)引起先有技術(shù)各種安排當(dāng)中將熒光物質(zhì)像素實(shí)際設(shè)在液晶晶格內(nèi)部的缺點(diǎn)。譬如，在先有專利申請(qǐng)案(WO97/40416)當(dāng)中說(shuō)明了將熒光物質(zhì)合并到LC內(nèi)部的方式，包括了將結(jié)果熒光物質(zhì)層的平面化。然而，甚至各種有機(jī)發(fā)光體材料或鍵合在有機(jī)材料中的熒光物質(zhì)粒子都很難弄平，另熔敷作用會(huì)干擾電極以及同時(shí)也需要熔敷在前玻璃內(nèi)側(cè)校準(zhǔn)層。
有關(guān)“晶格內(nèi)置熒光物質(zhì)”的另一個(gè)問(wèn)題是為了達(dá)成具有高亮度與對(duì)比，又能避免“鹵素”效應(yīng)的顯示，則發(fā)光層必須以一種使剛在器件內(nèi)部的總內(nèi)部反射度極小化的方式熔敷在前玻璃基片的內(nèi)側(cè)。則譬如將一發(fā)光體材料使用一具有折射指數(shù)類似該玻璃的接合劑接合到一玻璃基板時(shí)，將會(huì)發(fā)生高位準(zhǔn)的總內(nèi)部反射。若遇到這種情況，會(huì)有來(lái)自熒光物質(zhì)抵達(dá)前玻璃/空氣介面物的光量顯著以各種高于該介面臨界角度的角度入射。
此光線會(huì)朝著發(fā)光體層經(jīng)反射回到玻璃基板上，并且可能在經(jīng)過(guò)分散事件后從其它地方的基片出現(xiàn)。這往往是一種繞著發(fā)射像素的一種光的“鹵素”效應(yīng)。
為了克服此一難題，最好將發(fā)光體材料，宜由一熒光物質(zhì)組成者置在一層中或與主要前基片隔開(kāi)一具有低于該等透明基片折射指數(shù)的層次。最方便與最容易取得的該種物就是空氣。這點(diǎn)在現(xiàn)有類型的各種器件當(dāng)中都可達(dá)成，因?yàn)檩o助基片的存在容許裝設(shè)一氣隙。
一氣隙可顯著降低鹵素效應(yīng)，一如以下說(shuō)明者。有些光是由垂直于基片的發(fā)光體材料所發(fā)射。此一光能經(jīng)過(guò)基片到觀景器而不會(huì)引起困難。然而，一般的發(fā)光體材料皆是漫射發(fā)射器，且一些光會(huì)以顯著的垂直角度的前與向后發(fā)射。大多數(shù)的這種漫射光在抵達(dá)前基片或輔助基片之前都會(huì)先經(jīng)過(guò)空氣，而且以這種方式(來(lái)自空氣)在抵達(dá)玻璃表面的時(shí)候會(huì)經(jīng)有效的折射進(jìn)入到玻璃基片內(nèi)。就在玻璃之內(nèi)，折射光將會(huì)在一角度范圍內(nèi)，以充份避免前(觀景器側(cè))玻璃/空氣介面出現(xiàn)的內(nèi)部折射作用(因?yàn)榉駝t將不可能已經(jīng)進(jìn)入玻璃)，因此可降低鹵素效應(yīng)。大多數(shù)的光都會(huì)經(jīng)折射離開(kāi)玻璃，提供該漫射發(fā)射器完整的觀景角度特性。準(zhǔn)此，使用其它具有低折射指數(shù)的材料并利用空氣的方式可獲得同樣的效果。
使用薄基片的另一個(gè)效益是在保存一種供液晶晶格使用的光滑內(nèi)部表面的同時(shí)，該基板尚可減少不良照準(zhǔn)光引起像素之間的交擾。
熒光物質(zhì)經(jīng)常使用一種應(yīng)燒熔以將熒光物質(zhì)留置在一具有較低折射指數(shù)并可減少前述鹵素效應(yīng)的接合劑熔敷燒熔一結(jié)合劑是陰極射線管制造業(yè)熟知的工藝。然而，目前為止尚無(wú)可能燒熔先有技術(shù)內(nèi)部熒光物質(zhì)顯示器的接合劑(一如在WO97/40416申請(qǐng)案中說(shuō)明者)，這是因?yàn)橐恢毙枰摻Y(jié)合劑將熒光物質(zhì)適當(dāng)結(jié)合到一基片上，這與陰極射線管中高真空環(huán)境中只需要較弱的結(jié)合力不一樣，而且該結(jié)合劑還有可能會(huì)提供一熒光物質(zhì)的覆蓋層。只要在使用本發(fā)明置結(jié)果的液晶器件中才有可能進(jìn)行各種熒光質(zhì)按合劑的燒熔，這是因?yàn)楸景l(fā)明的布置中的熒光物質(zhì)系夾設(shè)于兩個(gè)基片之間，這表示不需要直接在熒光物質(zhì)上面熔敷電極，校準(zhǔn)層、或平面化層。用來(lái)將熒光物質(zhì)埋置于部分先有器件中的樹(shù)脂具有一與玻璃折射指數(shù)相容折射指數(shù)，該一樹(shù)脂因此不足以顯著降低鹵素效應(yīng)。
另，該薄基片的作用是當(dāng)作一優(yōu)異的平面化層，并能支持新增的光學(xué)組件，如偏振板層、夾設(shè)在偏振板與前基片之間的熒光物質(zhì)。
另，使用的厚度是在適當(dāng)強(qiáng)度以及減低液晶與熒光物質(zhì)間距離兩者之間的一種交換。為了就強(qiáng)度，典型各種基片的厚度至少應(yīng)為μm，最好是70μm厚。然而，本發(fā)明所達(dá)成的各種改良為稍微比300μm多一些；最好該厚度應(yīng)低于250μm或甚至低于150μm。
利用些一輔助基片縮短該等熒光物質(zhì)與液晶之間的距離可導(dǎo)致一定大小圖像交擾的減量。然而，輔助基片一定的厚度(加上偏振板與可見(jiàn)光折射濾波器的厚度，未使用者則免)表示交擾未經(jīng)完全消除的可能性。這點(diǎn)在像素簋小同時(shí)封裝又和很密集之時(shí)尤然?；谶@個(gè)原因，就算使用了輔助基片的布置，可以能還是有必要將激活光照準(zhǔn)到所說(shuō)明者，如此方能達(dá)成所需要最低位準(zhǔn)的交擾?？赡苓€需要用到某種位準(zhǔn)的照準(zhǔn)作用來(lái)達(dá)成來(lái)自LCD所需的對(duì)比位準(zhǔn)。
在此，與在有關(guān)為各項(xiàng)解析度目的之照準(zhǔn)作用需求的范例。設(shè)若有一厚0.2mm具有0.3mm2像素與50μm像素間隙的輔助基片。在未進(jìn)行照準(zhǔn)作用下，由一LC像素調(diào)變的光會(huì)展延到覆蓋大約半徑約是像素寬度五倍的圓形面積。一個(gè)位準(zhǔn)大約是±21°的照準(zhǔn)作用將可消除所有的交擾，將經(jīng)由各LC像素調(diào)變光限制在一單一對(duì)應(yīng)熒光物質(zhì)像素的范圍內(nèi)。
該輔助基板可以很方便使用玻璃或塑膠材料制成，該尊玻璃薄基板已知為微薄層。
可使用肋材將該透明清基片與前透明基片隔開(kāi)；該等肋材最好能界定個(gè)別與該等液晶調(diào)變器因素對(duì)應(yīng)的像素可在助材之間該等熒光物質(zhì)此等熒光物質(zhì)顏色應(yīng)為紅綠藍(lán)三色以供一彩色顯示器用。該等肋材系當(dāng)作結(jié)構(gòu)支撐用。同時(shí)亦可將來(lái)自一熒光物質(zhì)點(diǎn)發(fā)射正在傳輸?shù)揭幌噜徬袼氐墓馔Ｖ苟档蛯?duì)比及解析度。該答肋材可為可吸附紫外光或可見(jiàn)光的材料(黑色)以消除亂射光；或可選擇使用反射光的肋(如鉻)。若要將該薄基板固定到前基片宜用黏劑涂在肋材上面或該黨基片的邊緣。
凡針對(duì)所選定液晶類型而定，必要時(shí)尚可進(jìn)一步在透明薄基片以及熒光物質(zhì)之間裝設(shè)一可見(jiàn)光反射層疊以及/或一偏光器等組件。
針對(duì)該等如TN，TSN類型的液晶，必要時(shí)宜在后透明基片的后側(cè)裝設(shè)一偏振板。亦可在毗連液晶的后透明薄基板以及透明薄基片內(nèi)表面上裝設(shè)該答如透明ITO電極的電極體以及校準(zhǔn)層。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)層面，提供一液晶器件的制造方法，其系由將發(fā)光體材料安裝在一前透明基板、將前電極體熔敷在一厚度于30pm與250pm之間透明薄基片上、將該透明薄基片固定到前透明基片使發(fā)光體材料系經(jīng)夾設(shè)在該等基片之間，而該等電極體系設(shè)在外表面上、裝設(shè)一具有后電極體的后透明基片、將與后基片間隔開(kāi)的前基片定位使該前后電極體朝內(nèi)、以及使用液晶填注于該專電極體之問(wèn)答步驟所組成者。
實(shí)施發(fā)明的較佳方案接著本發(fā)明以一純?nèi)患e一指定實(shí)施例，配合一附帶顯示根據(jù)本發(fā)明繪制的PPLCD結(jié)構(gòu)意想圖說(shuō)明。
本發(fā)明之主要目標(biāo)是要縮小熒光像素與液晶切換層之間的距離。為此使用一“微片”玻璃層將熒光物質(zhì)像素與晶格中的該答ITO電極體隔開(kāi)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)系分成兩個(gè)基片。為準(zhǔn)備第一基板，特使用一標(biāo)準(zhǔn)厚度(如1.1mm)的玻璃片1來(lái)支撐該尊熒光物質(zhì)3。較厚的前玻璃板1系利用凡屬適當(dāng)技術(shù)根據(jù)所需解析度而定涂上紅緣藍(lán)熒光點(diǎn)3。譬如可使用PVA漿涂布；如此可使涂布材料為光敏，因此可利用光印板術(shù)加以制作線圖案。
該等熒光點(diǎn)系經(jīng)座落在突出于該等熒光物質(zhì)3上方，并且可將微片玻璃7支撐在該等熒光物質(zhì)上方的黑色肋材5矩陣所環(huán)繞。亦可使用如鉻等反光材料。該等肋材料系熔敷于熔數(shù)熒光物質(zhì)3之前或之后實(shí)施。該等肋材系熔敷于熔數(shù)熒光物質(zhì)3之前或之后實(shí)施。該等肋材5形成將熒光幕組裝體附著到該薄玻璃7的結(jié)構(gòu)支持(請(qǐng)見(jiàn)以下說(shuō)明)。同時(shí)，該等肋材可停止發(fā)射自該等熒光點(diǎn)3的光，散射后經(jīng)過(guò)該等會(huì)顯著阻礙可達(dá)成屏幕對(duì)比的毗連像素若該答肋材5系屬可吸收紫外光者，將可消除紫外線的亂射現(xiàn)象。類似的肋結(jié)構(gòu)物系配合各種電漿顯示板或電漿定址的液晶顯示器而使用的。
必須將該尊與熒光物質(zhì)一起熔敷的熒光接合劑移除譬如。將之燒毀，以避免在基片內(nèi)出現(xiàn)內(nèi)部反射；一如前述燒毀可在熒光物質(zhì)與玻璃之間提供一“氣隙”。此一程序宜在形成該矩陣5后實(shí)施為備制微片玻璃組裝體，首先將一介電層疊11涂布到微片玻璃7以傳輸經(jīng)照準(zhǔn)的紫外線、并反射可見(jiàn)光，一如在USA-4822144號(hào)美國(guó)專利案中(美國(guó)飛利浦)說(shuō)明者，接著將一偏振板9(譬如二向色或聽(tīng)留酸酪類)涂布到該介電層疊的上面或下面或是如果所使用的電光效果要求用到一分析器以及/或偏光劑時(shí)則涂到該微月玻璃7的另一側(cè)。
接著將ITO涂布到該微片玻璃7在將會(huì)毗連到液晶31該側(cè)的上面(或涂凡是先前已經(jīng)涂布到該微片玻璃7上方的該層)。將該ITO依規(guī)定線圖案以形成電極體13?？稍谠揑TO層上熔敷一校準(zhǔn)層15并連同ITO一起完成布線圖案。
雖說(shuō)微片玻璃本身應(yīng)該算是優(yōu)異的平面化層，但必要時(shí)可使用平面化或拋光步驟以確保表面的一致性。
接著使用粘劑以類似供電漿定址液晶顯示器所使用的方法，涂在黑色肋材的表面，或是涂在玻璃片等的邊緣將微月玻璃7結(jié)合到前玻璃板1。至此完成第一前基片分組裝體33。
第二基片也就是后基片的備制系使用已知方式籍著年一玻璃基片21(譬如厚度為1.1mm者)并將ITO電極體23與一校準(zhǔn)層25熔敷到該玻璃基片21的內(nèi)面。并將一偏振板21附著到后基片的外表面。
接著校準(zhǔn)前基片組裝體33(使用微片11)與后基片21并在前基片組裝體33與該后基片之問(wèn)裝一向列液晶后即告完成本顯示器。
實(shí)際使用當(dāng)中，紫外光系經(jīng)由設(shè)在該器件后方偏振相27施加，經(jīng)過(guò)液晶31調(diào)變并由前偏振板9解析。該等熒光物質(zhì)3接著吸收籍由液晶光屏蔽閘所通過(guò)的紫外光并籍著發(fā)射可見(jiàn)光成象的方式回應(yīng)。由于熒光物質(zhì)相對(duì)于像素間距(如250μ)而言甚為接近液晶(如100μ)，因此針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)以外的入射激活光方面，出現(xiàn)的問(wèn)題很少。由于在熒光物質(zhì)微粒3以及前基板1的較低表面1b之間存在氣隙來(lái)自熒光物質(zhì)的少數(shù)光完全在前主基片1的觀景器側(cè)表面1a的內(nèi)部反射。
該介電層疊11的作用是當(dāng)作與該尊熒光物質(zhì)附近密接的可見(jiàn)光反射濾波器使用。其可將發(fā)射自熒光物質(zhì)的光反射回去使該等光朝前射進(jìn)觀景器以增加亮度。用以激活熒光物質(zhì)的光其波長(zhǎng)不同并可通過(guò)該層疊。
JP7-043528號(hào)專利中可找到有關(guān)界電層，疊與其等之制造相關(guān)的說(shuō)明。例如采用Ta2O5SiO2MgF2交替的方式可制作該等層疊。目前確實(shí)有市售的層疊，系由OCLI提供作為紫外光傳輸(與可見(jiàn)光遮阻絕用)的濾波器。紫外光在垂直的入射角通過(guò)可達(dá)至截止(50％)，超過(guò)此一波長(zhǎng)的可見(jiàn)光很少會(huì)通過(guò)濾波器。當(dāng)入射角加大，則截止波長(zhǎng)漸近縮短。可稍微修正設(shè)計(jì)，使得在保留寬頻可見(jiàn)光反射之際，還可使針對(duì)；紫外線熒光物質(zhì)發(fā)射特性的傳輸邊緣位置最適化。
譬如，使用到385nm±10nm的激活光時(shí)，若將直角入射的左邊截止(50％)設(shè)定為395nm左右，而非405nm，則會(huì)比較實(shí)用。
權(quán)利要求
1．一種發(fā)光體液晶顯示器，其特征在于包括一供調(diào)變輸入光，經(jīng)夾設(shè)于兩個(gè)透明基片(1,21)之間的液晶、供控制該液晶的電極、以及合并一發(fā)光體材料(3)或類似的材料以從來(lái)自由該液晶調(diào)變的輸入光上產(chǎn)生可見(jiàn)光成象的顯示輸出裝置，其中，前(即觀景器側(cè))基片系由一主基片(1)與一輔助薄基片(7)組成，發(fā)光體材料系設(shè)在前主基片的內(nèi)面并由該輔助基片與液晶隔離者。
2．如權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于該輔助基片的厚度低于300微米。
3．如權(quán)利要求1或2所述之顯示器，其特征在于該主基板(1)與輔助基片(7)系由玻璃或塑膠制造者。
4．如權(quán)利要求1、2或3中任意一項(xiàng)所述的顯示器，其特征在于該發(fā)光體材料系經(jīng)分割成由一支撐該輔助基片(7)的矩陣(5)所隔離的多數(shù)區(qū)域或像素者。
5．如權(quán)利要求1、2、3或4中任意一項(xiàng)所述的顯示器，另包括一可見(jiàn)光反射、激活光傳輸濾波器(11)以及/或一偏振板(9)者，其中可使用任何次序在該輔助基板(7)的一面或兩面上定位該等組件者。
6．如權(quán)利要求5所述的顯示器，其中該可見(jiàn)光反射濾波器系由一薄膜介點(diǎn)層疊所組成者。
7．如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6中任意一項(xiàng)所述的顯示器，另包括一照準(zhǔn)該激活光使用的裝置者。
8．如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任意一項(xiàng)所述的顯示器，其中該發(fā)光體材料系由一具有反射指數(shù)低于該基片反射指數(shù)之一間隙或?qū)优c前主基片(1)隔離者。
9．如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8中任意一項(xiàng)所述的顯示器，其中該發(fā)光體材料系一熒光或熒光材料者。
10．一種制造液晶顯示器的方法，系由下列布置組成在一透明前主基板(1)上裝設(shè)發(fā)光材料(3)，將前電極等熔敷在一透明薄基片(7)上，將該薄基片固裝到主基板使得該發(fā)光材料(3)經(jīng)夾設(shè)在該等基片之間而使該等電極系位在外表面上，裝設(shè)一具有后電極(23)的透明后基片(21)，定位已完成組裝的前基片使其與后基片隔開(kāi)，前后電極朝內(nèi)，以及使用液晶充填在該等電極之間的空間。
11．如權(quán)利要求10所述的制造液晶顯示器的方法，其中該發(fā)光材料系熔敷在一隨后經(jīng)移除的接合劑內(nèi)者。
全文摘要
熒光液晶顯示器,由一液晶31夾設(shè)于供調(diào)變輸入光的兩個(gè)透明基片1、21,供控制該液晶的控制電極13、23以及合并一如熒光物質(zhì)之熒光材料可從經(jīng)液晶調(diào)變的輸入光產(chǎn)生可見(jiàn)成象發(fā)光材料3的輸出裝置所組成。其中該熒光物質(zhì)系設(shè)在前基層的內(nèi)面,但經(jīng)一厚度低于300μm的透明輔助落基板與液晶隔離。以此方式可使該等熒光物質(zhì)緊鄰該液晶層,將交擾極小化而不會(huì)干擾與本器件的電子光學(xué)屬性者。
文檔編號(hào)G09F9/35GK1324454SQ99812460
公開(kāi)日2001年11月28日 申請(qǐng)日期1999年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月4日
發(fā)明者P·A·貝雷, I·D·斯普林哥 申請(qǐng)人:螢?zāi)豢萍加邢薰?br>