專利名稱：電場減少的顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及顯示設(shè)備，并且更具體地涉及液晶顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
塑料基板的不穩(wěn)定性使得在連續(xù)巻軸式(rolltoroll)工序中配準(zhǔn)前 部電極和后部電極成為難題。然而，連續(xù)巻軸式工序被看作比批處理 工序更有效率。因此，制造商開發(fā)了第一電極為非圖案化和第二電極 為圖案化的工序。然而，這樣的結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致在圖案化電極和非圖案 化電極上的痕量(traces)之間出現(xiàn)不必要的電場，該電場造成意外關(guān)閉。 因此，現(xiàn)在需要的是能夠靜確地配準(zhǔn)前基板和后基板的連續(xù)巻軸式工 序，或一種消除或充分減少在圖案化電極和非圖案化電極的痕量之間 的電場的顯示結(jié)構(gòu)。


為了方便理解尋求保護(hù)的主題的目的，附圖中存在說明性實施例， 當(dāng)結(jié)合下述說明和權(quán)利要求考慮這些實施例時，通過對這些實施例的 檢查，尋求保護(hù)的主題、它的結(jié)構(gòu)和操作以及和它的許多優(yōu)點應(yīng)該容 易地被理解和體會。
圖1A圖示了配準(zhǔn)的兩個圖案化電極。
圖1B圖示了圖案化電極和非圖案化電極。
圖2圖示了由此電介質(zhì)材料層被增加和設(shè)置在第一電極和第二電 極之間以阻止不必要的電場的工序的 一 個示例。
圖3圖示了根據(jù)圖2所示的工序形成的液晶顯示器的分解橫截面 視圖的一個示例。
圖4圖示了根據(jù)圖2的工序形成的液晶顯示器的一個示例的電壓對透射率的曲線。
具體實施例方式
在一個示例中，提供了一種方法。第一電極形成在第一基板上。 第二電極形成在第二基板上。光學(xué)活性材料層位于第一電極和第二電 極之間。電壓V(e)被施加在第一電極和第二電極之間以產(chǎn)生電場。提 供了具有由空隙(void)限定的至少一個區(qū)域的電介質(zhì)材料層。該電介 質(zhì)材料層被用來減少除了由空隙限定區(qū)域之外的跨過光學(xué)活性材料的 電場。
在另一個示例中，提供了一種操作顯示器的方法。該顯示器包括 在第一基板上的第一電極，在第二基板上的第二電極，在第一基板和
第二基板之間的液晶乳化材料層。電壓V(e)施加在第一電極和第二電
極之間，以創(chuàng)建穿過液晶乳化材料層的電場。通過利用位于第一電極 上的電介質(zhì)材料，至少一部分電場被阻止，以在顯示器中創(chuàng)建至少一 個非可視區(qū)域。
參考圖1A，在一個示例中，示出了顯示結(jié)構(gòu)100，其中第一圖案 化電極101與第二圖案化電極103配準(zhǔn)。第一圖案化電極101和第二 圖案化電極103在重疊區(qū)105中相交。諸如液晶材料(未顯示)的光 學(xué)活性材料層位于第一電極和第二電極之間。當(dāng)信號施加到每個電極 時，在由兩個電極的交集所限定的區(qū)域中建立了跨過光學(xué)活性材料的 電場。暴露于該電場中光學(xué)活性材料以增加所發(fā)射光這樣的方式來反 應(yīng)。
配準(zhǔn)第一電極101和第二電極103在連續(xù)巻軸式工序中是困難的。 因此，制造商開發(fā)了如圖1B所示的另一結(jié)構(gòu)150。第一電極151和第 二電極153交叉在重疊區(qū)域155中。第一電極151是圖案化的，第二 電極153是非圖案化的。通過"圖案化"，這意味著該電極本身具有幾何形狀。在一個示例 中，圖案化的電極通過在由諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯的第一材料制 成的基板上涂布諸如銦錫氧化物(ITO)薄膜的材料層(例如通過濺射 涂布)并對涂層施用光阻而制成。然后，該層的一部分被蝕刻除去， 從而創(chuàng)建了特定的幾何形狀。非圖案化電極覆蓋它己經(jīng)在上面涂布或 者濺射的整個基板。
通過保持第二電極153非圖案化，使得不再需要配準(zhǔn)電極，因為 在第二電極153上沒有圖案(即，不存在需要配準(zhǔn)的兩種圖案)。然 而，這種方法的不必要的副產(chǎn)品是圖案化電極的痕量157將總是與第 二非圖案化電極重疊，從而在它不期望有電場的區(qū)域中創(chuàng)建了電場。
如圖2所示的結(jié)構(gòu)減少了在痕量和非圖案化電極之間的不必要的 電場的水平。第一電極201和第二電極203將再次重疊以創(chuàng)建照明區(qū) 域205。電介質(zhì)材料207的掩膜被添加在第一電極201和第二電極203 之間。在電介質(zhì)材料中創(chuàng)建空隙209。電介質(zhì)材料減少了施加到在第一 電極201和203之間的液晶的電場。因此，只有由空隙209限定的區(qū) 域才允許將在兩個電極之間的全電場施加到液晶上。結(jié)果，當(dāng)電場施 加在第一電極201和第二電極203之間時，只有由該空隙限定的區(qū)域 被照明。因此，在痕量211和非圖案化電極203之間沒有產(chǎn)生不必要 的電場。
參考圖3，為了說明的目的，示出了顯示設(shè)備300的分解橫斷面視圖。
在一個示例中，顯示設(shè)備包括第一基板301和形成在第一基板上 的第一電極303、第二基板305和形成在第二基板上的第二電極307。 光學(xué)活性材料層309位于第一基板301和第二基板303之間。在一個 示例中，光學(xué)活性材料是液晶材料。然而，應(yīng)當(dāng)注意，光學(xué)活性材料 可以包括基于施加的電壓而傳送、發(fā)射或反射光的任何材料。電介質(zhì)材料層311形成在第一電極303上。電介質(zhì)材料層包括空隙313。
進(jìn)一步參考圖3，第一基板301和第二基板305都由諸如聚對苯二 甲酸乙二醇酯的塑料制成。在另一示例中，基板301， 305由諸如玻璃、 聚萘二甲酸乙二醇酯纖維(PEN)膜、聚碳酸酯薄膜等的另一材料制成。 在一個示例中，電極303、 307由銦錫氧化物制成。在另一示例中，電 極303、 307由諸如Orgacon、 PEDOT、絲網(wǎng)印刷導(dǎo)體、銀或鋁的另一 材料制成。在一個示例中，液晶材料層309是液晶乳劑，諸如向列曲 線排列相(NCAP)乳劑。替代地，液晶層309可以包括另一材料，諸 如高分子分散液晶、扭曲向列相液晶(TN)、超扭曲向列相液晶(STN)、 電控雙折射液晶、平面開關(guān)液晶、電致變色材料、電泳材料、有機發(fā) 光二極管、膽甾相液晶(ChLC)、電潤濕顯示器或通過作為對施加電 場的反應(yīng)而改變的材料的光學(xué)性質(zhì)來操作的任何顯示器技術(shù)。
在一個示例中，電介質(zhì)材料層311是透明的電介質(zhì)材料，諸如形 成在第一電極303上的鈦氧化物。在一個示例中，電介質(zhì)層311通過 利用它是電介質(zhì)墨和利用諸如絲網(wǎng)印刷、移印、氣相沉積或利用噴墨 打印機將墨印刷在第一電極303上而形成在第一電極303上。在一個 示例中，電介質(zhì)層311的厚度小于或等于液晶層309的厚度。例如， 電介質(zhì)材料的厚度可能是幾微米。當(dāng)將電場施加到第一電極303和第 二電極307并且光入射在光學(xué)活性材料層309上時，電介質(zhì)材料311 中的空隙313限定了照明區(qū)域315。
最后，應(yīng)當(dāng)注意，在兩個顯示器基板之間的電介質(zhì)層可以被建模 為與表示光學(xué)活性材料的電容器串聯(lián)的電容器。為了減少跨過光學(xué)活 性材料的電場(或電壓)，該電介質(zhì)層的電容需要遠(yuǎn)小于光學(xué)活性材 料的電容。與電容器(C2)串聯(lián)的電容器(Cl)上的電壓降(VI)可 以通過等式V2=C1/ (Cl+C2)來給出。較小的電容器將得到更大的電 壓降。為了使電介質(zhì)層的電容小于光學(xué)活性材料的電容，設(shè)計者將需 要考慮兩種材料介電常數(shù)的比率以及兩種材料的厚度的比例。介電常數(shù)越低并且電介質(zhì)層越厚，則電容將越低。然而，電介質(zhì)層越厚將可 能潛在地引入光學(xué)問題。因此，材料的厚度必須與期望的光學(xué)特性平 衡。
參考圖4，示出了用于顯示設(shè)備403的透射率對電壓的曲線401。 顯示設(shè)備403包括其上形成有第一電極407的第一基板405;其上形成 有第二電極411的第二基板409。電介質(zhì)材料層413形成在第一電極 407上。并且光學(xué)活性材料層415形成在第一基板405上。在一個示例 中，光學(xué)活性材料層是扭曲向列(TN)、超扭曲向列(STN)或鐵電 向列液晶顯示器(FNLCD)。這些液晶層中的每一個都具有閾值電壓 V(t)。當(dāng)將電壓施加到液晶層415時，如果所施加的電壓超過V(t)，則 液晶層將傳送光417。如果所施加的龜壓低于V(t)，則液晶層415將不 能傳送光。
進(jìn)一步參考圖4，當(dāng)將電壓V(e)施加載到電極407、 411時，除了 存在電介質(zhì)層413的區(qū)域之外，液晶材料415將接收到該電壓。在這 個區(qū)域中，存在跨過該電介質(zhì)層的電壓降V(d)。因此，在這些區(qū)域中， 液晶材料層415接收到的電壓V(l)等于V(e)減去V(d)。只要V(l)保持 小于V(t)，并且V(e)保持大于V(t)，則電介質(zhì)將分流電壓V(e)，使得 具有電介質(zhì)涂層的區(qū)域看起來與沒有電壓存在的區(qū)域418完全相同。 因此，在具有電介質(zhì)材料413的區(qū)域和由空隙419限定的區(qū)域之間， 將有輪廓分明的邊界。
雖然已經(jīng)圖示和描述了特定實施例，但是對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯 而易見的是，在不背離在此闡述的原理的情況下，可以進(jìn)行改變和修 改。僅通過說明的方式而不是作為限制提供了在前述描述和附圖中闡 述的主題。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括在第一基板上形成第一電極；在第二基板上形成第二電極；在第一電極和第二電極之間放置光學(xué)活性材料晶體材料層；在第一電極和第二電極之間施加電壓V(e)以產(chǎn)生電場；提供具有由空隙限定的至少一個區(qū)域的電介質(zhì)材料層；以及利用所述電介質(zhì)材料層來減少除了由所述空隙限定的區(qū)域中以外的電場。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成第一電極的步驟 包括在第一基板上形成圖案化的電極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述形成第二電極的步驟 包括在第二基板上形成非圖案化的電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括-在圖案化的電極上印刷電介質(zhì)材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述印刷步驟包括在圖案化的電極上印刷氧化鈦層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述施加電壓的步驟包括產(chǎn)生電場，以創(chuàng)建由所述空隙限定的照明區(qū)域。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括 選擇光學(xué)活性材料，使得當(dāng)施加的電壓V(a)低于閾值電壓V(t)時，該光學(xué)活性材料以第一模式操作，當(dāng)V(a)高于閾值電壓V(t)時，該光學(xué)活性材料以第二模式操作。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述提供電介質(zhì)材料的步 驟使得當(dāng)施加了 V(e)時，在所述電介質(zhì)材料上發(fā)生壓降V(d)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述提供電介質(zhì)材料的步 驟包括選擇電介質(zhì)材料，使得V(t)大于V(e)減去V(d)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述提供電介質(zhì)材料層 的步驟包括提供電介質(zhì)材料層，使得該電介質(zhì)材料層的厚度小于或等于液晶 材料層的厚度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括選擇所述光學(xué)活性材料為液晶材料。
12. —種操作顯示器的方法，所述顯示器包括在第一基板上的第一電極、在第二基板上的第二電極以及位于第一基板與第二基板之間的光學(xué)活性材料層，所述方法包括在第一電極和第二電極之間施加電壓V(e)以創(chuàng)建電場，所述電場 穿過所述光學(xué)活性材料層；以及通過利用位于第一電極上的電介質(zhì)材料，減少至少部分所述電場， 以在顯示器中創(chuàng)建至少一個非可視區(qū)域。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述阻止步驟包括將具有至少一個空隙的電介質(zhì)材料層放置在第一電極上，其中， 所述至少一個空隙在顯示器中限定了至少一個可視區(qū)域。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述放置步驟包括.-在施加電壓之前將電介質(zhì)材料層印刷在第一電極上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括選擇電介質(zhì)材料，使得當(dāng)將V(e)施加到第一電極和第二電極時， 在電介質(zhì)材料上發(fā)生壓降V(d)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述選擇電介質(zhì)材料的步驟包括選擇電介質(zhì)材料，使得V(e)-V(d)小于所述光學(xué)活性材料的閾值電壓。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述選擇電介質(zhì)材料的 步驟包括選擇氧化鈦作為電介質(zhì)材料。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述選擇電介質(zhì)材料的 步驟包括選擇電介質(zhì)材料以便該電介質(zhì)材料的厚度小于或等于所述光學(xué)活 性材料的厚度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述光學(xué)活性材料是液 晶乳化材料。
全文摘要
一種方法，包括在第一基板(301；405)上形成第一電極(201；303；407)以及在第二基板(305；409)上形成第二電極(203；307；411)。液晶材料層(309；415)位于第一電極和第二電極之間。將電壓V(e)施加在第一電極和第二電極之間以產(chǎn)生一電場。提供了電介質(zhì)材料層(207；311；413)，該電介質(zhì)材料層具有由空隙(209；313；419)限定的至少一個區(qū)域。該電介質(zhì)材料層用來阻止除了空隙限定區(qū)域中的電場。
文檔編號G02F1/1333GK101595423SQ200780048246
公開日2009年12月2日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者克里斯托弗·J·斯皮克, 羅伯特·D·波拉克, 道奇·D·達(dá)斡爾曼 申請人:摩托羅拉公司