專利名稱：液晶顯示器及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器和生產(chǎn)液晶顯示器的方法，尤其涉及包括多個(gè)液晶層的液晶顯示器以及生產(chǎn)該液晶顯示器的方法。
背景技術(shù)：
關(guān)于液晶顯示器，已經(jīng)提出過各種建議，它們被配置成通過將手性化合物添加到向列型液晶從而在室溫下呈現(xiàn)出膽甾相。已經(jīng)使用這種液晶顯示器作為具有低功耗的反射型液晶顯示器，因?yàn)樗軌蚶檬中韵蛄行鸵壕У倪x擇性反射特性以便在即使沒加電源的情況下也能維持某種顯示狀態(tài)。
JP-A-11-64895揭示了一種液晶顯示器，其中制造了具有R(紅色)、G(綠色)和B(藍(lán)色)三種不同選擇性反射波長(zhǎng)的手性向列型液晶顯示板，并且其中這三種液晶顯示板按照從觀察者側(cè)到非觀察者側(cè)依次是B(藍(lán)色)、G(綠色)和R(紅色)的順序接合在一起。
在上述現(xiàn)有技術(shù)參考文獻(xiàn)中所揭示的液晶顯示器中，總共使用6個(gè)基板來制造具有3層的液晶多層結(jié)構(gòu)，并且在相鄰的液晶層之間放置了兩個(gè)基板。這會(huì)產(chǎn)生像視差這樣的問題，因?yàn)橄噜徱壕又g的長(zhǎng)度太長(zhǎng)。視差的出現(xiàn)又引發(fā)了另一個(gè)問題，即被顯示的顏色的對(duì)比率和色度都顯著下降。另外，上述現(xiàn)有技術(shù)參考文獻(xiàn)中所揭示的液晶顯示器在紅色顯影方面表現(xiàn)較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是在考慮上述問題的過程中得以提出的。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種液晶顯示器，它能夠減少視差的發(fā)生并在紅色顯影方面表現(xiàn)很好。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種方法，它能夠在較短的時(shí)間周期內(nèi)生產(chǎn)如此的液晶顯示器。
本發(fā)明提供了一種液晶顯示器，它包括
三個(gè)或更多個(gè)基板；以及多個(gè)液晶層，每一個(gè)液晶層被夾在相鄰的基板之間；其中(a)各基板在其面對(duì)液晶層的側(cè)面上設(shè)置透明電極；以及(b)用于增大多個(gè)液晶層中某一液晶層的顏色純度的顏色層設(shè)置在比該某一液晶層更靠近觀察者一側(cè)的區(qū)域中。
較佳的是三個(gè)或更多個(gè)基板包括第一、第二、第三和第四基板；多個(gè)液晶層包括用于選擇性地反射藍(lán)光的第一液晶層、用于選擇性地反射綠光的第二液晶層以及用于選擇性地反射紅光的第三液晶層，第一液晶層夾在第一和第二基板之間，第二液晶層夾在第二和第三基板之間，而第三液晶層被夾在第三和第四基板之間；第一、第二、第三和第四基板分別在其面對(duì)著液晶層的側(cè)面上設(shè)置透明電極；以及在第二液晶層和第三液晶層之間設(shè)置顏色層，配置顏色層使之透射紅色波長(zhǎng)范圍中的光并吸收其波長(zhǎng)比紅光要短的光。
較佳的是三個(gè)或更多個(gè)基板包括第一、第二、第三、第四和第五基板；多個(gè)液晶層包括用于選擇性地反射藍(lán)光的第一液晶層、用于選擇性地反射綠光的第二液晶層以及用于選擇性地反射紅光的第三液晶層；第一面板包括第一、第二和第三基板，第一液晶層夾在第一和第二基板之間，第二液晶層夾在第二和第三基板之間，第一、第二和第三基板分別在其面對(duì)著液晶層的側(cè)面上設(shè)置透明電極；第二面板包括第四和第五基板，第三液晶層夾在第四和第五基板之間，第四和第五基板分別在其面對(duì)著液晶層的側(cè)面上設(shè)置透明電極；以及在第一面板和第二面板之間設(shè)置顏色層，并且配置顏色層使之透射紅色波長(zhǎng)范圍中的光并吸收其波長(zhǎng)比紅光要短的光。
較佳的是三個(gè)或更多個(gè)基板包括第一、第二和第三基板；多個(gè)液晶層包括用于選擇性地反射藍(lán)光或綠光的第一液晶層以及用于選擇性地反射紅光的第二液晶層，第一液晶層夾在第一和第二基板之間，第二液晶層夾在第二和第三基板之間；第一、第二和第三基板分別在其面對(duì)著液晶層的側(cè)面上設(shè)置透明電極；以及在第一液晶層和第二液晶層之間設(shè)置顏色層，并且配置顏色層使之透射紅色波長(zhǎng)范圍中的光并吸收其波長(zhǎng)比紅光要短的光。
較佳地，每一個(gè)液晶層都包括含手性向列型液晶的層。
較佳的是第一液晶層中所包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于460到500納米的范圍中；第二液晶層中所包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于520到560納米的范圍中；以及第三液晶層中所包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于590到650納米的范圍中。
較佳地，顏色層具有這樣的透射率特征，使得比第三液晶層中所包含的于性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)小70納米的波長(zhǎng)處的透射率是比該選擇性反射波長(zhǎng)小30納米的波長(zhǎng)處的透射率的85％或更低。
較佳的是第一液晶層中所包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于430到540納米的范圍中；以及第二液晶層中所包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于560到665納米的范圍中。
較佳地，顏色層具有這樣的透射率特征，使得比第二液晶層中所包含的于性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)小70納米的波長(zhǎng)處的透射率是比該選擇性反射波長(zhǎng)小30納米的波長(zhǎng)處的透射率的85％或更低。
本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)液晶顯示器的方法，該方法包括將密封材料涂在其上設(shè)置了透明電極的多個(gè)基板上；在上述多個(gè)基板之一上滴手性向列型液晶；在減壓的情況下堆疊這些基板以制備層疊結(jié)構(gòu)，其中這些基板和手性向列型液晶是交替堆疊的；將層疊結(jié)構(gòu)暴露于大氣壓下，以使基板、手性向列層和密封材料成一體；以及使密封材料固化。
較佳的是這些基板包括第一、第二、第三和第四基板；以及液晶層包括用于選擇性地反射藍(lán)光的第一液晶層、用于選擇性地反射綠光的第二液晶層以及用于選擇性地反射紅光的第三液晶層，第一液晶層夾在第一和第二基板之間，第二液晶層夾在第二和第三基板之間，而第三液晶層夾在第三和第四基板之間。
較仕的是第一液晶層中所包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于460到500納米的范圍中；第二液晶層中所包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于520到560納米的范圍中；以及第三液晶層中所包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于590到650納米的范圍中。
較佳地，該方法還包括在第二液晶層和第三液晶層之間設(shè)置顏色層，配置該顏色層使之透射紅色波長(zhǎng)范圍中的光并吸收其波長(zhǎng)比紅光要短的光。
較佳地，顏色層具有這樣的透射率特征，使得比第三液晶層中所包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)小70納米的波長(zhǎng)處的透射率是比該選擇性反射波長(zhǎng)小30納米的波長(zhǎng)處的透射率的85％或更低。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器通過只使用第一到第四總共4個(gè)基板或第一到第五總共5個(gè)基板，就實(shí)現(xiàn)了B、G和R的三層結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵谙噜彽囊壕又g只插入了單個(gè)基板，所以相鄰液晶層之間的長(zhǎng)度可以比現(xiàn)有技術(shù)要短，并且可以減少視差的發(fā)生。此外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器實(shí)現(xiàn)了紅光顯影很出色的彩色顯示，因?yàn)樗祟伾珜樱擃伾珜油干浼t色波長(zhǎng)范圍中的光并吸收其波長(zhǎng)比紅光要短的光。
根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)液晶顯示器的方法可以在較短的時(shí)間周期內(nèi)生產(chǎn)一種基板和液晶層交替堆疊的多層結(jié)構(gòu)，并且對(duì)液晶顯示器的高效生產(chǎn)過程頗有貢獻(xiàn)，所生產(chǎn)的液晶顯示器能夠使視差發(fā)生的可能性最小化并且在紅光顯影方面表現(xiàn)極佳。例如，根據(jù)本發(fā)明的方法尤其適合于每一個(gè)液晶層都包括手性向列型液晶的情況或基板很大的情況。


在附圖中圖1(a)和1(b)分別是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)的示意性橫截面圖以及示出了根據(jù)第一實(shí)施例修改之后的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)的示意性橫截面圖；圖2是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶顯示器的生產(chǎn)過程的流程圖；圖3(a)到3(d)是曲線圖，示出了用作顏色層的濾色片的示例；圖4(a)和4(b)分別是示出了生產(chǎn)設(shè)備的示意圖以及示出了堆疊的透明基板的透視圖；圖5(a)到5(d)是示出了透明基板的引出電極的平面圖；圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)的示意性橫截面圖；以及圖7是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的液晶顯示器的生產(chǎn)過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。應(yīng)該注意到，本發(fā)明并不限于下面描述的各個(gè)實(shí)施例。
第一實(shí)施例圖1(a)是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)的示意性橫截面圖。液晶顯示器1包括第一到第四透明基板11、12、13和14，將它們放置成彼此面對(duì)著。從液晶顯示器1的觀察者一側(cè)(視點(diǎn)100的一側(cè))到相反一側(cè)(即下文中的非觀察者一側(cè))依次設(shè)置透明電極11到14。在下文中，定義靠近觀察者一側(cè)的基板表面為前側(cè)，而定義相反一側(cè)的基板表面為后側(cè)?？梢酝ㄟ^對(duì)透光性很好的材料(比如玻璃、聚碳酸酯或丙烯酸樹脂)所構(gòu)成板加工成矩形而形成這些透明基板11到14中的每一個(gè)。
如圖1(a)所示，第一透明基板11在其后側(cè)設(shè)置了多個(gè)條紋狀的第一透明電極21。每個(gè)透明電極21包括沿圖中從左到右的方向以拉長(zhǎng)的形狀設(shè)置的薄膜電極。各個(gè)透明電極21平行設(shè)置，同時(shí)彼此之間無短路。在圖1(a)中，只示出了圖中前側(cè)的一個(gè)透明電極21。
第二透明基板12在其前側(cè)設(shè)置了多個(gè)條紋狀的第二透明電極22，在圖中這些第二透明電極22位于第一透明電極21下面且彼此正交。以拉長(zhǎng)的形狀構(gòu)成的第二透明電極22沿正交于紙張的方向設(shè)置。在圖1(a)中，第二透明電極只示出了其截面。
同樣，第二透明基板12在其后側(cè)設(shè)置了多個(gè)條紋狀的第三透明電極23，并且第三透明基板13在其前側(cè)設(shè)置了多個(gè)條紋狀的第四透明電極24，在圖中這些透明電極24位于第三透明電極23下面且彼此正交。
第三透明基板13在其后側(cè)設(shè)置了顏色層61，且顏色層61在其上設(shè)置了平整化膜(未示出)。平整化膜在其上設(shè)置了多個(gè)條紋狀的第五透明電極25。第四透明基板14在其前側(cè)設(shè)置了多個(gè)條紋狀的第六透明電極26，在圖中這些第六透明電極26位于第五透明電極25下面目彼此正交。透明電極21-26包括，例如，通過蒸汽沉積和照相平版術(shù)沉積和形成圖案的ITO(氧化錫銦)膜。透明電極21-26分別在其上堆疊了由聚酰亞胺制成的取向?qū)?alignment layer)(未示出)。此外，第四透明基板14在其后側(cè)設(shè)置了黑色的吸光層31。
在相鄰?fù)该骰?11到14)之間所夾的空隙中，沿透明基板(11到14)的外周邊緣設(shè)置了環(huán)形的密封料。各個(gè)透明基板(11到14)通過密封料接合在一起。密封料41到43可以由紫外線固化環(huán)氧樹脂或環(huán)氧-丙烯酸樹脂(下文中被稱為UV樹脂)制成。密封料可以由紫外線固化樹脂、熱固性樹脂或能夠通過施加紫外光和熱能而固化的樹脂等制成。盡管紫外光固化樹脂因其固化周期很短而顯得有優(yōu)勢(shì)，但是考慮到紫外光可能損壞液晶，所以熱固性樹脂是較佳的。應(yīng)該注意到，從當(dāng)固化溫度太高時(shí)密封料的成分有可能混入與密封料41到43相接觸的液晶中的觀點(diǎn)看來，最好使用能夠在室溫下固化的樹脂。
在面對(duì)面的透明基板之間，均勻地散落著許多球形襯墊(未示出)，以便調(diào)節(jié)單元(cell)的間隙(即面對(duì)面的透明基板之間的距離)。在液晶顯示器的生產(chǎn)過程中，這些襯墊散落在每一對(duì)面對(duì)面的透明基板的內(nèi)表面上。這些襯墊最好由顆粒構(gòu)成，比如像玻璃或二氧化硅這樣的硬材料制成。這些襯墊可以由相似的材料制成，并且形成凸紋形狀。
第一到第三液晶層(51到53)中的每一層都包含手性向列型液晶。第一液晶層51包含選擇性反射波長(zhǎng)峰值為460-500納米的手性向列型液晶，以便選擇性地反射藍(lán)光。第二液晶層52包含選擇性反射波長(zhǎng)峰值為520-560納米的手性向列型液晶，以便選擇性地反射綠光。第三液晶層53包含選擇性反射波長(zhǎng)峰值為590-650納米的手性向列型液晶，以便選擇性地反射紅光。USP 6,551,670中所揭示的手性向列型液晶可應(yīng)用于本發(fā)明。
通過使用其選擇性反射與光的三原色相對(duì)應(yīng)的手性向列型液晶來形成包括液晶層51到53的多層結(jié)構(gòu)，便有可能實(shí)現(xiàn)RGB顯示和單色顯示。RGB顯示意味著通過改變紅、綠和藍(lán)三種顏色的大小等級(jí)從而表示顏色、色調(diào)和亮度的顯示。
可以配置液晶顯示器以致第一液晶層51可以包括其選擇性反射波長(zhǎng)峰值為520-560納米的手性向列型液晶，以便選擇性地反射綠光；第二液晶層52可以包括其選擇性反射波長(zhǎng)峰值為460-500納米的手性向列型液晶，以便選擇性地反射藍(lán)光；并且第三液晶層53可以包括其選擇性反射波長(zhǎng)峰值為590-650內(nèi)米的手性向列型液晶，以便選擇性地反射紅光。
從實(shí)現(xiàn)清晰的紅色顯示而不減小亮度的角度來看，顏色層61最好設(shè)置在液晶層52和53之間。具體來講，顏色層61設(shè)置在第三透明基板13的后側(cè)和第五透明電極25之間。因?yàn)轭伾珜釉O(shè)置在液晶層52和53之間就已足夠，所以顏色層61a(與顏色層61相似)可以像圖1(b)所示那樣設(shè)置在透明基板13的前側(cè)。
與選擇性地反射綠光或藍(lán)光的手性向列型液晶相比，包含在第三液晶層53中且用于選擇性地反射紅光的手性向列型液晶具有更長(zhǎng)的反射光波長(zhǎng)以及更大的反射寬度Δλ。出于這個(gè)原因，紅色顯示具有較差的顏色純度。
當(dāng)假設(shè)被反射的光具有中心波長(zhǎng)λ并且液晶具有螺旋節(jié)距p、與螺旋軸正交的平面上的平均折射率為n_av、反射半寬Δλ以及折射率各向異性Δn時(shí)，建立公式(1)和(2)。
λ＝p×n_av 公式(1)Δλ＝p×Δn 公式(2)當(dāng)用于選擇性地反射紅光的手性向列型液晶由與其它液晶層相同的向列型液晶構(gòu)成時(shí)，如公式(1)所示，該手性向列型液晶與用于選擇性地反射綠光或藍(lán)光的液晶相比需要具有更大的螺旋節(jié)距。在這種情況下，被反射的波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光具有較差的顏色純度，因?yàn)槿绻?2)所示，和反射光譜中被反射的藍(lán)光和被反射的綠光相比，被反射的紅光具有更大的反射半寬。
為了解決該問題，顏色層61最好具有這樣的透射率特征，即比第三液晶層53的選擇性反射波長(zhǎng)(主波長(zhǎng))小70納米的波長(zhǎng)處的透射率是比該選擇性反射波長(zhǎng)(主波長(zhǎng))小30內(nèi)米的波長(zhǎng)處的透射率的85％或更低。原因如下對(duì)于增大所顯示的紅色的純度同時(shí)在某種程度上確保單色顯示質(zhì)量，重要的是要抑制使某一種顏色顯影時(shí)并非必需的那些波長(zhǎng)成分，同時(shí)要盡可能地確保整個(gè)波長(zhǎng)范圍中的反射率。盡管通過除去其波長(zhǎng)小于某一波長(zhǎng)的所有波長(zhǎng)成分便可以使紅色顯影，但是在這種情況下?lián)p失了明亮的白色顯示所必需的那些反射成分。
換句話說，為了實(shí)現(xiàn)明亮的單色顯示，最好在盡可能寬的范圍中確保具有較長(zhǎng)波長(zhǎng)的第三液晶層53的反射率。為了同時(shí)使具有高顏色純度的紅色顯影，很重要的是，在波長(zhǎng)較長(zhǎng)的那些反射成分中只抑制對(duì)紅色顯影給予致命破壞的特定波長(zhǎng)范圍中的那些成分。關(guān)于該特定波長(zhǎng)范圍中的那些成分的抑制程度，沒有必要完全除去該特定波長(zhǎng)范圍中的那些成分，并且和其它波長(zhǎng)范圍中的反射率相比，將該特定波長(zhǎng)范圍中的那些成分的反射率減小到某一水平或更低就足夠了。
當(dāng)在液晶層52和液晶層53之間設(shè)置顏色層61時(shí)(該顏色層61是基于本發(fā)明而制備，所以在從比第三液晶層53的選擇性反射波長(zhǎng)(主波長(zhǎng))大約小30納米的那個(gè)波長(zhǎng)到比該選擇性反射波長(zhǎng)大約小70納米的那個(gè)波長(zhǎng)之間的范圍中，即上述特定波長(zhǎng)范圍中，光的透射率急劇下降，并且在其它波長(zhǎng)范圍中光的透射率較高)，能夠在白色的亮度沒有顯著下降的情況下實(shí)現(xiàn)紅色的清晰顯影。根據(jù)JP-2003-177431的揭示內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)顏色層61。
當(dāng)把電壓加在第一和第二透明電極21和22之間、第三和第四透明電極23和24之間以及第五和第六透明電極25和26之間時(shí)，設(shè)置在成對(duì)的透明電極組之間的各個(gè)液晶層51到53中的手性向列型液晶分子排列方式發(fā)生變化，從而控制各個(gè)成對(duì)的透明基板11到14(第一到第四透明基板)之間的透光率。應(yīng)該注意到，即使在已向成對(duì)的透明電極組施加電壓之后不再施加電壓，也可以維持液晶顯示器1上的顯示而不關(guān)閉顯示，因?yàn)樵谝壕?1到53的每一層中的手性向列型液晶由具有存儲(chǔ)效應(yīng)的液晶構(gòu)成。
透明基板12和13插放在作為最前面的基板的透明基板11和作為尾部基板的透明基板14之間，并且在其各自的兩個(gè)表面上設(shè)置了透明電極22到25。因此，在相鄰的液晶層之間只設(shè)置了單個(gè)透明基板，這可以減小相鄰液晶層之間的距離并且減小視差發(fā)生的可能性。很明顯，與現(xiàn)有技術(shù)相比，液晶顯示器1的整體厚度也減小了。現(xiàn)在，將描述圖1(a)所示的液晶顯示器的生產(chǎn)方法。
圖2是示出了液晶顯示器的生產(chǎn)過程的一個(gè)例子的流程圖。
首先，通過將玻璃板機(jī)械加工成矩形片，制造出第一到第四透明基板11到14(步驟ST201)。
接下來，通過蒸汽沉積和光刻在第一到第四透明基板(11到14)上設(shè)置由ITO膜構(gòu)成的第一到第六透明電極21到26(步驟ST202)。
應(yīng)該注意到，在設(shè)置第五透明電極25之前，在第三透明基板13的后側(cè)堆疊了顏色層61和平整化膜(未示出)。第四透明基板14在其后側(cè)印刷了黑色的吸光層31。為了防止短路，最好在第五透明電極25和取向?qū)?未示出)之間設(shè)置像金屬-氧化物膜這樣的絕緣層。
圖3(a)到3(d)示出了被用作顏色層的各種濾色片示例的曲線圖。在每一幅圖中，橫軸表示光的波長(zhǎng)，縱軸表示光的透射率。從這些曲線圖中可以看到，顏色層最好由濾色片構(gòu)成，濾色片透射紅色波長(zhǎng)范圍中的光并吸收其波長(zhǎng)比紅光要短的光。例如，這些曲線圖中所示的所有濾色片在660納米波長(zhǎng)處具有80％或更高的透射率，在420-580納米波長(zhǎng)處透射率達(dá)到最小值(小于50％)。這些濾色片是Rosco Laboratories公司制造的濾光片，它們分別是#343(濾光片透射率為33％，濾光片透射率減小31％)、#304(濾光片透射率為79％，濾光片透射率減小75％)、#04(濾光片透射率為66％，濾光片透射率減小82％)以及#336(濾光片透射率為48％，濾光片透射率減小63％)。
接下來，在帶有透明電極21到26的各個(gè)表面上設(shè)置取向?qū)?未示出，例如由聚酰亞胺制成)(步驟ST203)。JP-A-2003-233077中揭示了取向?qū)拥妮^佳示例。
接下來，在透明基板11到14中面對(duì)面的透明基板之一上，均勻地散布球形襯墊(未示出)(步驟ST204)。作為散布球形襯墊的替代方案，在第二到第四透明基板12到14的各個(gè)前側(cè)上，可以設(shè)置凸紋形狀的襯墊，這些襯墊與相關(guān)的單元空間的間隙等高。
接下來，在透明基板11到14中的每一對(duì)面對(duì)面的透明基板之一上，沿每一透明基板外周邊緣涂敷作為密封料41到43的每一個(gè)的材料(步驟ST205)。例如，沿第二到四透明基板(12到14)各個(gè)前側(cè)的外周邊緣，涂敷尚處于未固化的狀態(tài)中的密封材料。
接下來，通過ODF方法(一滴填充法)在各個(gè)透明基板(11到14)之間形成各個(gè)液晶層51-53。具體來講，使用圖4(a)所示的真空堆積機(jī)來形成各液晶層。真空堆積機(jī)70包括真空腔71和真空單元75(比如真空泵)。通過使用真空單元75抽空真空腔71內(nèi)的空氣從而產(chǎn)生所期望的真空度，真空堆積機(jī)在這樣一種狀態(tài)中填充液晶。
首先，在透明基板11到14中的每一對(duì)面對(duì)面的透明基板之一上，滴注手性向列型液晶(步驟ST206)。例如，在第二透明基板12的前側(cè)上滴注其選擇性反射波長(zhǎng)峰值為460-500納米以便選擇性地反射藍(lán)光的一種手性向列型液晶，在第三透明基板13的前側(cè)上滴注其選擇性反射波長(zhǎng)峰值為520-560納米以便選擇性地反射綠光的一種手性向列型液晶，以及在第四透明基板14的前側(cè)上滴注其選擇性反射波長(zhǎng)峰值為590-650納米以便選擇性地反射紅光的一種手性向列型液晶。
接下來，將如此配置的透明基板11到14放入圖4(a)所示的真空堆積機(jī)70中，并且在減壓的情況下用密封料41到42將透明基板11到14中面對(duì)面的那些基板接合起來(步驟ST207)。
圖4(a)是示出了真空堆積機(jī)的一實(shí)施例的示意圖。真空堆積機(jī)70包括靜電卡盤72和73以及用于在真空腔71中固定透明基板的總共8個(gè)樹脂插針76和77。靜電卡盤72與第一透明基板11的前側(cè)緊密接觸，以固定第一透明基板。靜電卡盤73與第四透明基板14的后側(cè)緊密接觸，以固定第四透明基板。
真空腔71中，總共四個(gè)插針76垂直地向上立著，以便使它們的前緣處于同一水平面中。插針76的前緣在第二透明基板12的后側(cè)靠近四個(gè)角的地方支撐著第二透明基板12。同樣，真空腔71中，總共四個(gè)插針77垂直地向上立著，以便使它們的前緣處于同一水平面中，該水平面比插針76的前緣所處的位置要低。插針77的前緣在第三透明基板13的后側(cè)靠近四個(gè)角的地方支撐著第三透明基板13。
盡管靜電卡盤72被固定在真空腔71中，但是靜電卡盤73卻可以垂直移動(dòng)，例如，由伺服馬達(dá)或氣缸所構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)單元74使靜電卡盤73垂直移動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元74使靜電卡盤73上升時(shí)，該靜電卡盤在很短的時(shí)間內(nèi)提起透明基板14并且使透明基板14的前側(cè)靠近透明基板13的后側(cè)。因?yàn)橥该骰?4的前側(cè)上預(yù)先涂敷了密封料并滴注了液晶，所以透明基板14和13、液晶以及密封料全部結(jié)合成一種分層結(jié)構(gòu)。當(dāng)使靜電卡盤進(jìn)一步上升時(shí)，進(jìn)一步提起由透明基板13和14構(gòu)成的分層結(jié)構(gòu)使其靠近透明基板12。同樣，在靜電卡盤72和73之間，透明基板13提起透明基板12，和透明基板11-14、夾在面對(duì)面的基板之間的液晶等最終被制造成圖4(b)所示的分層結(jié)構(gòu)。
透明基板11到14的每一個(gè)在尺寸和形狀方面都經(jīng)過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)，以便將透明電極引出到其外周邊緣部分。
圖5(a)到5(d)是示出了透明基板11-14的示例的平面圖。如圖5(a)所示，透明基板14在其前側(cè)右端設(shè)置了引出電極26a，以便從透明電極26中被引出。
如圖5(b)所示，透明電極13在其前側(cè)的右端設(shè)置了引出電極24a以便從透明電極24中被引出，并且在其后側(cè)的上端設(shè)置了引出電極25a以便從透明電極25中被引出。透明基板13的尺寸比透明基板14要大，所以插針76支撐著透明基板13的四個(gè)角，并且引出電極25a不與透明基板14重疊。
如圖5(c)所示，透明基板12在其前側(cè)下端處設(shè)置了引出電極22a，以便從透明電極22中被引出，并且在其后側(cè)上端處設(shè)置了引出電極23a，以便從透明電極23中被引出。透明基板12的尺寸比透明基板13要大，所以插針77支撐著透明基板12的四個(gè)角，并且引出電極23a不與透明基板13重疊。
如圖5(d)所示，透明基板11在其后側(cè)的左端處設(shè)置了引出電極21a，以便從透明電極21中被引出。透明基板11在尺寸和形狀方面經(jīng)過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，所以引出電極21a不與其它透明基板重疊。
在真空腔71中已經(jīng)堆疊好透明基板11-14之后，通過讓空氣進(jìn)入真空腔71內(nèi)，從而使透明基板暴露于大氣壓環(huán)境中。結(jié)果，在面對(duì)面的透明基板之間填充滿液晶而不留空隙，并且透明基板和液晶層交替堆疊成一種整體結(jié)構(gòu)。之后，通過用紫外光照射真空腔71內(nèi)部或外部的密封料41-43或?qū)@些密封料加熱而使它們固化，便完成了液晶顯示器1(步驟ST208)。
在步驟ST207中，盡管最好同時(shí)將各個(gè)透明基板11-14接合到一起，但是各個(gè)透明基板也可以按順序地接合起來。
最好用遭受拉伸載荷的四個(gè)端中的兩個(gè)面對(duì)面的端來固定插放在第一透明基板11和第四透明基板14之間的第二和第三透明基板12和13的每一個(gè)。這樣，各個(gè)透明基板11-14就可以同時(shí)接合在一起了，從而抑制第二和第三透明基板12和13發(fā)生彎曲。由此，也可能減少接合位置處未對(duì)準(zhǔn)的現(xiàn)象。
當(dāng)各個(gè)透明基板11-14按順序接合到一起時(shí)，可以采用下面的方法。在真空中用密封料43將第三和第四透明基板13和14接合起來之后，在大氣壓下取出由密封料43接合的第三和第四透明基板13和14。接下來，在由第三和第四透明基板13和14構(gòu)成的接合組件的第三透明基板13的前側(cè)上滴注手性向列型液晶。然后，用密封料42將該接合組件再接合到第二透明基板12，并且大氣壓下取出用密封料42和43接合的第二到第四透明基板12-14。在由第二到第四透明基板12-14構(gòu)成的接合組件的第二透明基板12的前側(cè)上滴注某種手性向列型液晶。然后，用密封料41將第一透明基板11接合到該接合組件，并且在大氣壓下取出用密封料41-43接合的第一到第四透明基板12-14。
通過采用上述結(jié)構(gòu)和上述方法之一，也可能簡(jiǎn)單地生產(chǎn)出液晶顯示器1，以便減小相鄰液晶層51-53之間的距離并減小視差發(fā)生的可能性。
與上述日本公報(bào)中所揭示的技術(shù)相比，所需透明基板的數(shù)目可以減少到四個(gè)，而現(xiàn)有技術(shù)中所需透明基板的數(shù)目是六個(gè)。因此，很容易使各個(gè)透明基板11-14定位，并且有可能以更高的精確度將各個(gè)透明基板11-14簡(jiǎn)單地接合起來。
在常規(guī)的方法中，將空單元浸入含液晶的容器中，并且通過抽真空而使空單元填滿液晶，對(duì)于20英寸的液晶顯示板來說，要花20個(gè)小時(shí)或更久來完成液晶的填充。因?yàn)槭中韵蛄行鸵壕У恼承蕴?，所以常?guī)方法的問題在于，填充手性向列型液晶要花太多的時(shí)間。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明，有可能通過一種簡(jiǎn)單的工藝在很短的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出一種透明基板和液晶層交替堆疊的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在，將描述本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶顯示器。
圖6是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)的示意性橫截面圖。
配置根據(jù)第二實(shí)施例的液晶顯示器1A，使第一液晶顯示板1a和第二液晶顯示板1b通過密封料44和顏色層61接合在一起，其中第一液晶顯示板1a包括第一到第三透明基板11-13以及液晶層51利52，每一層液晶層插放在面對(duì)面的透明基板11-13之間，而第二液晶顯示板1b包括第五和第六透明基板14和15并且液晶層53插放于這兩塊基板之間。這種結(jié)構(gòu)可以減小相鄰液晶層之間的距離，并且尤其可以減小第一液晶顯示板1a中發(fā)生視差的可能性。
接下來，將描述液晶顯示器1A的生產(chǎn)方法。
圖7是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的液晶顯示器的生產(chǎn)過程的示意性流程圖。
首先，分別制備第一液晶顯示板1a和第二液晶顯示板1b(步驟ST401)?？梢园凑张c結(jié)合第一實(shí)施例描述過的生產(chǎn)方法相似的方法，來分別制造第一和第二液晶顯示板1a和1b。
接下米，沿第一液晶顯示板1a的與觀察者相反一側(cè)或第二液晶顯示板1b的觀察者一側(cè)的外周邊緣，按環(huán)形方式涂敷接合樹脂44(步驟ST402)。接合樹脂44最好可以由UV樹脂構(gòu)成。除了UV樹脂以外，接合樹脂還可以由熱固性樹脂、能夠通過紫外光和熱能的組合而固化的樹脂、或能夠在室溫下固化的樹脂等構(gòu)成。
接下來，在透明基板14的前側(cè)設(shè)置顏色層61之后(步驟ST403)，在真空中通過接合樹脂44將第一和第二液晶顯示板1a和1b接合到一起。之后，在大氣壓下從真空中取出由接合樹脂44接合的第一和第二液晶顯示板1a和1b，并且通過施加紫外光使接合樹脂44固化(步驟ST405)。因此，完成了液晶顯示器1A。
盡管已經(jīng)結(jié)合無源型液晶顯示器進(jìn)行了解釋說明，但是本發(fā)明并不限于這種類型。本發(fā)明也可應(yīng)用于有源液晶顯示器和其它類型的液晶顯示器。透明基板的數(shù)目和液晶層的數(shù)目也并不限于結(jié)合上述實(shí)施例而提及的透明基板的數(shù)目和液晶層的數(shù)目。
例如，可以堆疊第一到第三透明基板11-13，并且從觀察者一側(cè)按這種順序在相鄰的透明基板11-13之間形成兩個(gè)液晶層51和52，以此作為第一實(shí)施例的修改。在本修改中，第一液晶層中的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值最好介于430-540納米范圍中，而第二液晶層中的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值最好介于560-665納米范圍中。通過這樣的排列，即使液晶顯示器被配置成具有兩層液晶層，也可以在不損失亮度的情況下獲得像R/G顯示或R/B顯示這樣的彩色顯示以及單色顯示。JP-A-2003-177431揭示了第一和第二液晶層51和52中的各手性向列型液晶所必需的技術(shù)。
在本修改中，最好在第一和第二液晶層51和52之間設(shè)置顏色層，且這種顏色層具有這樣的透射率特征，即比第二液晶層52的選擇性反射波長(zhǎng)(上波長(zhǎng))小70納米的波長(zhǎng)處的透射率是比該選擇性反射波長(zhǎng)小30納米的波長(zhǎng)處的透射率的85％或更低。通過這種安排，有可能實(shí)現(xiàn)清晰的紅色顯示。
關(guān)于這種多層結(jié)構(gòu)，通過堆疊多層液晶層，有可能提高反射率，其中在選擇性反射的情況下，就手性向列型液晶的液晶分子排列方式的螺旋方向而言，上述多層液晶層是彼此不同的。例如，當(dāng)有BGR三層時(shí)，B層被劃分成構(gòu)成一對(duì)的兩個(gè)層，并且在觀察者的方向上堆疊具有右手螺旋方向(-R)的手性向列型液晶以及具有左手螺旋方向(-L)的于性向列型液晶。同樣，G層也被劃分成構(gòu)成一對(duì)的(-R)/(-L)兩層，R層也被劃分成構(gòu)成一對(duì)的(-R)/(-L)兩層。這樣，有可能形成具有高反射率和存儲(chǔ)效應(yīng)的明亮的顯示器，它總體上由7塊基板和6層手性向列型液晶層構(gòu)成。
同樣，即使顯示器由藍(lán)色和琥珀色的兩種液晶層構(gòu)成以產(chǎn)生單色顯示，也可以配置該顯示器使每一層液晶層都被劃分為構(gòu)成一對(duì)的兩層，并且這兩對(duì)中的每一對(duì)都由(-R)/(-L)兩層構(gòu)成，由此顯示器構(gòu)成具有存儲(chǔ)效應(yīng)的單色顯示器，它總體上包括5塊基板和4層液晶層。從調(diào)整各被反射的顏色之間平衡以擴(kuò)展堆疊結(jié)構(gòu)中的顏色再現(xiàn)范圍的觀點(diǎn)看來，只有作為底層的R層可以包括(-R)/(-L)兩層以增加反射率而與BGR結(jié)構(gòu)中作為上層的B和G層的反射強(qiáng)度平衡。
從增大被反射的顏色的純度這一觀點(diǎn)看，不僅可以在作為底層的R層上設(shè)置濾色片，還可以設(shè)置在G層和B層之間，從而增大G層中的顏色純度。同樣，可以在B層的上部設(shè)置像濾光片這樣的顏色層，從而增大B層中的顏色純度，同時(shí)不限制來自下面的層的反射光。如此設(shè)置的顏色層可以具有能抑制對(duì)比度減小的優(yōu)點(diǎn)，這種對(duì)比度減小是當(dāng)手性向列型液晶處于不具有任何選擇性反射的焦點(diǎn)圓錐曲線排列中時(shí)所引起的后向散射而導(dǎo)致的。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示可以應(yīng)用于給樓宇中的房客用的引導(dǎo)板；用于示出上廠或展品的名稱及其解釋的屏；像框；白板；用于顯示飯店的菜單的屏；給孩子用來涂寫的帶觸摸屏的顯示器；用于顯示作為道路指南的地圖信息的板；用于顯示何時(shí)收集垃圾的板；用于顯示設(shè)計(jì)圖或工藝圖的板；以及電子醫(yī)療記錄，用于顯示病人的醫(yī)療檢查和醫(yī)療診治的歷史或信息。
在此引用2005年12月22日提交的日本專利申請(qǐng)2005-370676的說明書、權(quán)利要求書、附圖和摘要等全部?jī)?nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包括三塊或更多塊基板；以及多層液晶層，每一層液晶層都被夾在相鄰的基板之間；其中，(a)各個(gè)基板都在其面對(duì)所述液晶層的面上設(shè)置透明電極；以及(b)用于增大所述多層液晶層中的某一層液晶層的色彩純度的顏色層被設(shè)置在比所述某一層液晶層更靠近觀察者一側(cè)的區(qū)域中。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，所述三塊或更多塊基板包括第一、第二、第三和第四基板；并且所述多層液晶層包括用于選擇性地反射藍(lán)光的第一液晶層、用于選擇性地反射綠光的第二液晶層、以及用于選擇性地反射紅光的第三液晶層，所述第一液晶層被夾在所述第一和第二基板之間，所述第二液晶層被夾在所述第二和第三基板之間，并且所述第三液晶層被夾在所述第三和第四基板之間；其中，所述第一、第二、第三和第四基板在其面對(duì)所述液晶層的面上都設(shè)置透明電極；所述顏色層被設(shè)置在所述第二液晶層和第三液晶層之間，并且所述顏色層設(shè)置為使之透射紅色波長(zhǎng)范圍中的光并吸收其波長(zhǎng)比紅光的短的光。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，所述三塊或更多塊基板包括第一、第二、第三、第四和第五基板；并且所述多層液晶層包括用于選擇性地反射藍(lán)光的第一液晶層、用于選擇性地反射綠光的第二液晶層、以及用于選擇性地反射紅光的第三液晶層；其中，第一面板包括所述第一、第二和第三基板，所述第一液晶層被夾在所述第一和第二基板之間，并且所述第二液晶層被夾在所述第二和第三基板之間，所述第一、第二和第三基板在其面對(duì)所述液晶層的面上都設(shè)置透明電極；第二面板包括所述第四和第五基板，并且所述第三液晶層被夾在所述第四和第五基板之間，所述第四和第五基板在其面對(duì)所述液晶層的面上都設(shè)置透明電極；所述顏色層被設(shè)置在所述第一面板和所述第二面板之間，并且所述顏色層設(shè)置為使之透射紅色波長(zhǎng)范圍中的光并吸收其波長(zhǎng)比紅光的短的光。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，所述三塊或更多塊基板包括第一、第二和第三基板；并且所述多層液晶層包括用于選擇性地反射藍(lán)光或綠光的第一液晶層、以及用于選擇性地反射紅光的第二液晶層，所述第一液晶層被夾在所述第一和第二基板之間，并且所述第二液晶層被夾在所述第二和第三基板之間；其中，所述第一、第二和第三基板在其面對(duì)所述液晶層的面上都設(shè)置透明電極；所述顏色層被設(shè)置在所述第一液晶層和所述第二液晶層之間，并且所述顏色層設(shè)置為使之透射紅色波長(zhǎng)范圍中的光并吸收其波長(zhǎng)比紅光的短的光。
5.如權(quán)利要求1到4中的任一項(xiàng)所述的液晶顯示器，其特征在于，每一層所述液晶層都包含含手性向列型液晶的層。
6.如權(quán)利要求2或3所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第一液晶層中包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于460-500納米的范圍中；其中，所述第二液晶層中包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于520-560納米的范圍中；所述第三液晶層中包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于590-650納米的范圍中。
7.如權(quán)利要求2或3所述的液晶顯示器，其特征在于，所述顏色層具有這樣的透射率特征比所述第三液晶層中包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)短70納米的波長(zhǎng)處的透射率是比該選擇性反射波長(zhǎng)短30納米的波長(zhǎng)處的透射率的85％或更低。
8.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第一液晶層中包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于430-540納米的范圍中；所述第二液晶層中包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于560-665納米的范圍中。
9.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其特征在于，所述顏色層具有這樣的透射率特征比所述第二液晶層中包含的于性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)短70納米的波長(zhǎng)處的透射率是比該選擇性反射波長(zhǎng)短30納米的波長(zhǎng)處的透射率的85％或更低。
10.一種生產(chǎn)液晶顯示器的方法，包括將密封材料施加到多個(gè)其上設(shè)置了透明電極的基板上；在所述基板中的一個(gè)上滴加手性向列型液晶；在減壓下堆疊所述基板以制備多層結(jié)構(gòu)，其中，所述基板和所述手性向列型液晶交替堆疊；將所述多層結(jié)構(gòu)暴露于大氣壓下，以使基板、手性向列層和密封材料合成一體；以及使所述密封材料固化。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述基板包括第一、第二、第三和第四基板；并且所述液晶層包括用于選擇性地反射藍(lán)光的第一液晶層、用于選擇性地反射綠光的第二液晶層、以及用于選擇性地反射紅光的第三液晶層，所述第一液晶層被夾在所述第一和第二基板之間，所述第二液晶層被夾在所述第二和第三基板之間，并且所述第三液晶層被夾在所述第三和第四基板之間。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一液晶層中包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于460-500納米的范圍中；所述第二液晶層中包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于520-560納米的范圍中；所述第三液晶層中所包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)峰值介于590-650納米的范圍中。
13.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，它還包括在所述第二液晶層和所述第三液晶層之間設(shè)置顏色層，所述顏色層設(shè)置為使之透射紅色波長(zhǎng)范圍中的光并吸收其波長(zhǎng)比紅光的短的光。
14.如權(quán)利要求11到13中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述顏色層具有這樣的透射率特征比所述第三液晶層中所包含的手性向列型液晶的選擇性反射波長(zhǎng)短70納米的波長(zhǎng)處的透射率是比該選擇性反射波長(zhǎng)短30納米的波長(zhǎng)處的透射率的85％或更低。
全文摘要
一種液晶顯示器包括第一、第二、第三和第四基板，第一液晶層被夾在第一和第二基板之間并用于選擇性地反射藍(lán)光，第二液晶層被夾在第二和第三基板之間并用于選擇性地反射綠光，而第三液晶層則被夾在第三和第四基板之間并用于選擇性地反射紅光。第一、第二、第三和第四基板在它們面對(duì)著液晶層的側(cè)面上都設(shè)置了透明電極。在第二液晶層和第三液晶層之間設(shè)置了顏色層，該顏色層透射紅色波長(zhǎng)范圍中的光并吸收其波長(zhǎng)比紅光要短的光。
文檔編號(hào)G02F1/1341GK1987577SQ20061017199
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者新山聰 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社