專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置。
背景技術：
在已知液晶顯示裝置中，液晶(LC)快門被放置在背光源(例如電致發(fā)光背光源) 前面，該液晶快門包括夾置在一對透明電極之間的液晶層，使得背光源在LC快門的后電極 的后方并照射LC快門。將電壓施加到電極引起液晶層在透射狀態(tài)與吸收或散射狀態(tài)之間 的轉換，在透射狀態(tài)中來自背光源的光可以穿過LC層而到達觀看者，在吸收或散射狀態(tài)中 LC層阻擋由背光源發(fā)射的光到達觀看者。眾所周知，LC層處于物理穩(wěn)定液晶層形式，例如其中液晶液滴(性質上通常是向 列型或膽留型)分散在聚合物基質(粘合劑)中的聚合物分散液晶(PDLC)。通過在襯底上形成透明導電層(通常是ITO材料層)以形成用于PDLC快門的前 電極、將PDLC層涂覆在透明電極上并且之后將同樣具有導電層(通常是ITO材料)的另一 襯底層疊到PDLC層上以形成后電極，來制造PDLC快門?？梢岳斫猓诖耸褂玫摹扒啊北硎撅@示裝置的、從這一側觀看該顯示裝置的顯示側。期望以更低的成本生產比由上述方法制造的快門更薄的LC快門。在國際專利申請No. W02005/0121878、國際專利申請No. W02008/075001和英國專 利申請No. 0865751. 5中描述了可選的LC快門。上述這些專利申請描述了電致發(fā)光顯示裝 置(混合顯示裝置)，其具有在可單獨的區(qū)域中進行切換以限定所顯示的信息的EL層和液 晶(LC)遮光體(mask)?；旌巷@示裝置與通常的LC快門的不同之處在于LC遮光體和EL層 形成為單個整體單元，其中使用公共電極來操作兩個組件(LC遮光體和EL層)，EL層設置 在液晶材料層與后電極之間。前電極通常是ITO材料層，后電極是通常由不透明的碳填充 墨水形成的印刷的電極。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種制造顯示裝置的方法，其包括提供襯底，所 述襯底具有形成于其上并涂覆有物理穩(wěn)定的液晶層的第一電極；以及在物理的穩(wěn)定層上印 刷透明第二電極。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種顯示裝置，其包括在第一電極和印刷的透明 的第二電極之間的物理穩(wěn)定的液晶層。第二電極可以由磺化聚苯乙烯和聚噻吩基聚合物的聚合物混合物所形成。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，磺化聚苯乙烯和聚噻吩基聚合物的聚合物混合物制造透明的和可印刷 的并且可以與非印刷的電極(例如ΙΤ0)的性能相當?shù)牡诙姌O。優(yōu)選的，磺化聚苯乙烯攜帶負電荷，通常通過使一部分磺?；鶊F去質子化來得到 負電荷，并且在一個實施例中，磺化聚苯乙烯是聚苯乙烯磺酸鈉。優(yōu)選的，聚噻吩基聚合物是共軛聚合物，并且更優(yōu)選的，聚噻吩基聚合物攜帶正電
6荷。聚噻吩基聚合物可以是聚乙撐二氧噻吩，并且更優(yōu)選的可以是3，4_乙撐二氧噻吩。聚合物混合物可以是高分子鹽，其中兩個組分都是帶電的。第二電極的材料可以具有高于70%的透明度和低于20%的渾濁度，渾濁度優(yōu)選 低于11%。例如，聚合物混合物可以是PED0T:PSS。所述方法可以包括在物理穩(wěn)定的層與第二電極之間形成阻擋層，阻擋層被布置為 限制液晶從物理穩(wěn)定液晶層向阻擋層后面的多個層移動。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，將第二電極印刷在物理穩(wěn)定的層上而不是將第二電極層疊在物理穩(wěn)定 的層上產生更薄的構造，并且因為在物理穩(wěn)定的層上形成第二電極可以作為單階段處理 (印刷)而非多階段處理(在襯底上形成第二電極，然后將具有第二電極的襯底層疊到具有 第一電極和物理穩(wěn)定的層的襯底上)來執(zhí)行，所以有可能減小成本?？梢杂糜谛纬傻诙?極的可印刷的透明材料往往對于LC層的液晶移動不是有效的阻擋體。因此，為了通過印刷 第二電極來形成LC顯示裝置，需要提供阻擋層以限制液晶從液晶層移動，以延長顯示裝置 的壽命。沒有阻擋層，液晶可能會移動到第二電極的表面并且從這里蒸發(fā)。所述顯示裝置可以包括LC快門，LC快門包括物理穩(wěn)定的液晶層、第一電極、第二 電極和阻擋層。所述顯示裝置可以包括在第二電極的后面的背光源，用于照射LC快門。LC 快門不包括由用于切換LC層的第一和第二電極(共用電極)驅動的EL層。可選的，所述顯示裝置可以包括混合顯示裝置結構，其包括在LC層后面的EL層， 所述EL層連同LC層一同由第一和第二電極所驅動。物理穩(wěn)定的層的液晶泡可以包括染料，并且阻擋層可以被布置為限制液晶連同染 料從LC層向LC層后面的多個層移動，從而由于液晶連同染料的移動低于預定標準，所以沒 有產生顯示裝置的顯著衰減。應當理解，術語“顯著衰減”在此用于表示顯示裝置的對比度 的改變對于裸眼是明顯的。阻擋層可以被布置為限制液晶從LC層向LC層后面的多個層移動，從而當顯示裝 置被加熱到85度超過18小時時，顯示裝置的被照射的區(qū)域和未被照射的區(qū)域之間的對比 度，幾乎不存在改變，并且優(yōu)選完全沒有改變。阻擋層可以包括液晶在其中具有低溶解度的材料。因為LC層中的液晶不能溶解 在阻擋層中，所以減少、甚至消除了液晶穿過阻擋層向LC層后面的多個層移動。阻擋層可以包括液晶在其中的溶解度低于液晶在阻擋層后面的多個層(例如熒 光體、電介質、絕緣體和/或第二電極)中所使用的聚合物樹脂中的溶解度的材料。具體來 說，阻擋層可以包括液晶在其中具有足夠低的溶解度的材料，從而由于液晶的移動低于預 定標準，所以沒有發(fā)生LC層后面的多個層的顯著衰減，例如，當顯示裝置被加熱到設定溫 度持續(xù)設定時間(例如85°C持續(xù)約18小時)時，沒有發(fā)生由于液晶的移動而導致的LC層 后面的多個層的顯著衰減。溶解度可以被測量為在規(guī)定條件下可以溶解于一定量溶劑中的溶質的最大量。阻 擋層可以包括在常溫常壓下液晶在其中具有基本為零并且優(yōu)選地為零的溶解度的材料。阻擋層可以包括親水層，特別是親水聚合物。聚合物可以是水溶性聚合物，例如聚 乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇、聚丙二醇、明膠及其衍生物、纖維素衍生物、聚丙烯酸 化物及其衍生聚合物、以及聚丙烯酸及其衍生聚合物?？蛇x的，聚合物可以是可以容納于乳 濁液和/或分散體中的非水溶性聚合物，例如聚氨酯、聚乙烯-丙烯酸共聚物及其衍生共聚物、聚甲基丙烯酸酯及其衍生共聚物、以及聚甲基丙烯酸及其衍生共聚物。優(yōu)選的，聚合物 是聚乙烯醇(PVA)。此外，阻擋層可以包括粘結促進劑，以提高阻擋層與LC層的粘合力。阻擋層還可 以包括表面活性劑。當親水阻擋層吸收水時，其自身的電導率增加(減小其自身的電阻率)，因此顯示 裝置的電特性可以與沒有阻擋層的顯示裝置相近。例如，完全干燥的親水聚合物層可以具 有約IOuiQcm的電阻率，但是在從環(huán)境吸收水之后，其電阻率可以減小到IO6甚至105Qcm。 這樣，采用親水阻擋層對顯示裝置的電特性幾乎沒有、甚至完全沒有影響，但是卻有助于防 止液晶的移動。很難生產沒有直徑通常為100 μ m以下的小孔(稱作針孔)的物理穩(wěn)定的LC層。 在現(xiàn)有技術的層疊構造中，因為ITO材料不能形成穿過孔的連接而引起短路，所以這些孔 不存在問題。但是，對于印刷的第二電極，在使用中，形成第二電極的墨水能流入這些針孔 中并引起短路。因此，所述方法可以包括在物理穩(wěn)定的LC層上形成電介質層，以及在物理穩(wěn)定 的液晶層和電介質層上印刷第二電極。這將制造出包括位于物理穩(wěn)定的液晶層與第二電極 之間的電介質層的顯示裝置。所述顯示裝置可以是LC快門，并且所述方法可以包括在物理穩(wěn)定的LC層上形成 電介質層以及在物理穩(wěn)定的液晶層和電介質層上印刷第二電極。電介質層可以具有大于2V/ym(優(yōu)選地20V/ym)的介電強度。電介質層用作阻擋體，以在制造過程中防止第二電極的墨水進入物理穩(wěn)定的層中 的小孔中，并因此減少了制造出有缺陷的顯示裝置的可能性。電介質層可以是透明的，從而LC快門可以與背光源一起使用。因此，在一個實施 例中，顯示裝置包括在第二電極后面的背光源。在可選的結構中，電介質層是反射性的。這樣的LC快門通過將環(huán)境光反射進入LC 層的已經(jīng)被切換到透明狀態(tài)的區(qū)域中來進行工作。在電介質層是反射性的結構中，后電極不一定是透明的。因此，在本發(fā)明的第三方面中，一種制造顯示裝置的方法包括提供襯底，所述襯底 具有形成于其上并涂覆有物理穩(wěn)定的液晶層的第一電極，，形成電介質層，以及印刷第二電 極，從而電介質層在物理穩(wěn)定的液晶層與第二電極之間，電介質層具有至少2V/μ m的介電強度。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種顯示裝置，其包括在第一電極和印刷的第二 電極之間的物理穩(wěn)定的液晶層，，以及在物理穩(wěn)定的液晶層與第二電極之間的電介質層，電 介質層具有至少2V/μ m的介電強度。電介質層可以直接印刷在物理穩(wěn)定的液晶層上。優(yōu)選的，電介質層相對薄，具有小于25 μ m(優(yōu)選地約5 μ m)的厚度。在使用中，薄 電介質層確保電介質層不顯著的減小穿過LC層所施加的電場。此外，電介質層理想地具有 大于2V/ μ m(優(yōu)選地20V/ μ m)的高介電強度，以能夠耐受在針孔的區(qū)域中沿著5 μ m超過 100V的電壓。此外，為了減小在遠離孔的區(qū)域中穿過該層出現(xiàn)的電場，電介質層的材料應當 具有高介電常數(shù)，例如大于3，優(yōu)選高于5。通常的值應當是8到15。
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適合于電介質層的材料包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯/六氟丙烯 (PVDF/HFP)、聚酯、乙烯基材料、環(huán)氧樹脂或聚偏二氟乙烯共聚物(例如Kynar 9301，一種 由Atofina出售的專有的三元共聚物)，以及氰基樹脂(由Shin-Etsu Chemical Company 所出售的一系列專有的聚合物)。通過丙烯腈與具有羥基官能團的聚合物發(fā)生反應來制造
氰基樹脂。第一襯底可以是透明襯底，第一電極包括透明導電層，例如氧化銦錫層(ITO)。雖然通過選擇適合于第二電極的材料可以減小短路的可能性，仍然會由于用 于形成第二電極的墨水的組分與第一電極通過針孔來相互作用而產生問題。例如， PEDOT PSS (例如，由BAYER所生產的BAYTR0N或由AGFA GEVAERT作為墨水所出售的 0RGAC0N)是適合于第二電極的材料。這些材料中的PEDOT導電聚合物在使用PSS(聚苯乙 烯磺酸)的固體分散體中保持穩(wěn)定。PSS組分是酸性的，并且在使用中，第二電極可以穿過 針孔并腐蝕第一電極的材料，例如ΙΤ0。這種對ITO層的腐蝕可能導致大范圍區(qū)域不能工 作。應當理解，BAYTR0N和0RGAC0N的配方包括過量的PSS以提高分散穩(wěn)定性，因此這個問 題對于這些材料特別顯著。因此，所述方法包括執(zhí)行第二電極的清洗，優(yōu)選水洗。優(yōu)選的，清洗液是水，雖然 清洗液可以包括少量添加劑(例如表面活性劑和清潔劑)以提高清洗處理的效率。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，清洗去除通過印刷第二電極而殘留的腐蝕性材料(例如過量的PSS)， 減少、甚至防止了穿過PDLC層中的針孔對第一電極的酸性腐蝕?？梢酝ㄟ^在靜態(tài)水槽中清洗第二電極兩次或多次、或者通過使水連續(xù)流過第二電 極持續(xù)預定時間長度來執(zhí)行水洗。清洗的重要特征在于去除足夠量的通過印刷第二電極而 殘留的腐蝕材料，以實現(xiàn)制造過程中的可靠性水平。因此，用于水洗的方法將取決于認為要 去除多少腐蝕材料是合適的，這本身將取決于要生產的顯示裝置的質量和制造過程中所需 的可靠性水平。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當印刷由PED0T:PSS制成的電極時，將膜浸泡在水中持續(xù)一小時 將基本去除所有的過量PSS。液晶層處于物理穩(wěn)定的形式而非其通常的液體流動形式，例如液晶可以是封裝于 聚合物基質中的液晶泡，例如聚合物分散液晶(PDLC)或聚合物穩(wěn)定液晶(PSLC)。所述方法可以包括形成電致發(fā)光(EL)層，以使得液晶層放置在EL層前面，以及在 EL層上印刷第二電極，以使得第一和第二電極被布置為在使用中產生穿過EL層和LC層的 電場。因此，所述方法可以用于形成其中LC層和EL層由一組共用的電極驅動的混合顯示裝置。阻擋層可以形成于LC層和EL層之間，以限制液晶從液晶層向EL層移動。因此，所述顯示裝置可以包括電致發(fā)光(EL)層；可進行切換以限定所顯示的信息 的物理穩(wěn)定的液晶層，其安裝在EL層前面；以及至少一對電極，其被布置為在使用中產生 穿過EL層和LC層的電場。液晶層的聚合物基質可以是水基、無單體的可輻射硬化的聚氨酯低聚物分散體， 羥基官能聚氨酯分散體，以及丙烯酸聚氨酯乳化劑中的任意一種。在最優(yōu)選的實施例中， 聚合物基質是可UV硬化的聚合物基質，例如可UV硬化的脂族聚氨酯樹脂，例如由DSM Neoresin所提供的商標為NeoRez 的那些。但是，相信基質可以包括其他形成可UV硬化 的聚合物的膜，例如可UV硬化的聚氨酯分散體(在本領域中稱作UV-PUD)、丙烯酸分散體、硅酮和其混合物?；|樹脂可以由包含非常低水平的(優(yōu)選地不含)共溶劑的水溶液或水 乳液制成。優(yōu)選的，聚合物基質基本不包括PVA。術語“基本不包括PVA”表示聚合物基質包 括少于5%的PVA，優(yōu)選小于1 %，最優(yōu)選的不包括PVA。多種不同組成材料可以用于形成液晶泡的外殼?？梢杂糜谕鈿さ囊粚M成材料的 一個示例是多官能異氰酸酯(iscocyanate，例如，由Bayer所出售的Desmodur系列)和二 胺(例如乙二胺)。該反應可以由叔胺(例如DABC0)來催化。理論上，液晶可以是主要類型(諸如是向列型和膽留型或者手性向列型的)的這 種材料中的任何一種，但是要求通常是基于液晶的材料允許在場“開”狀態(tài)與基本場“關”狀 態(tài)之間進行無起偏的高對比度電光快門操作，其中“開”狀態(tài)是光學透過性的，而“關”狀態(tài) 比“開”狀態(tài)更不具有透過性。優(yōu)選地，液晶包含染料。在一種結構中，液晶包括高達按重量計6%的染料(優(yōu)選 地二色性染料)。在優(yōu)選結構中，液晶中染料的含量是按重量計3-5%。染料附著于液晶分 子上，并且當沒有施加穿過液晶的電場時，染料發(fā)揮作用來使光線變暗，但是當施加了電場 時，染料分子排列整齊以使光線透過。因為染料附著于液晶，所以阻擋層限制液晶和染料向 液晶層后面的多個層移動。從前向后，顯示裝置可以包括被稱作襯底的電絕緣透明前層，其通常由玻璃或塑料(例如聚對苯二甲酸乙二酯 (PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))制成；第一導電膜，其例如由諸如氧化銦錫(ITO)之類的材料制成，其形成背光源的一 個電極(前電極)；聚合物分散液晶(LC)層，液晶泡包括染料；聚乙烯醇阻擋層；具有大于2V/y m的介電強度的電介質層；和設置在電絕緣層或EL層的后表面上的導電透明膜，其形成第二電極-導電膜，該 第二電極-導電膜形成背光源的第二電極(后電極)，第二電極由磺化聚苯乙烯和聚噻吩基 聚合物的聚合物混合物所形成。本發(fā)明的顯示裝置可以包含設置在襯底的整個后表面上的單個(前)電極；和設 置在反射性電絕緣層的后表面上的圖案化(后)電極，其限定液晶層的可以被選擇來切換 成“開”或“關”的區(qū)域。但是，作為可選的，能夠使得前電極圖案化并且具有單個“整個表 面”的后電極。此外，兩個電極都能夠被圖案化，這是顯示裝置將要成為矩陣裝置的情況所 需要的，其中眾多的非常小的區(qū)域將被按照需要照射，從而能夠通過簡單的選擇哪些區(qū)域 是照亮的和哪些區(qū)域是暗的，實現(xiàn)幾乎任何形狀和大小的顯示圖像，顯示裝置還可以包括在阻擋層與電介質層之間的電致發(fā)光(EL)層(通常是在粘 結劑基質中內的熒光體顆粒)。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了在顯示裝置中使用電介質層的方法，所述顯示裝 置包括在第一電極和印刷的第二電極之間的物理穩(wěn)定的液晶層，電介質層在物理穩(wěn)定液晶 層與第二電極之間，以防止在制造顯示裝置的過程中用于形成第二電極的墨水在制造所述 顯示裝置的過程中進入物理穩(wěn)定液晶層中的針孔中。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種減少顯示裝置衰減的方法，所述顯示裝置包 括限定所顯示的信息的遮光體以及第一電極和印刷的透明的第二電極，所述遮光體包括物 理穩(wěn)定的液晶層，所述物理穩(wěn)定的液晶層包括含有染料的液晶泡，所述第一電極和所述印 刷的圖名第二電極被布置為在使用中產生穿過LC層的電場，所述方法包括在LC層與第二 電極之間提供阻擋層，所述阻擋層限制液晶連同染料從LC層向LC層后面的多個層移動。所述方法可以包括鑒別在被用作阻擋層時，限制液晶從LC層向LC層后面的多個 層移動，從而沒有產生由于液晶移動而導致的顯示裝置的顯著衰減的染料，以及使用所識 別的材料用于阻擋層。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了一種確定適合于用作顯示裝置中的阻擋層的材料 的方法，其包括形成顯示裝置，所述顯示裝置包括限定所顯示的信息的遮光體、第一電極和印刷 的透明第二電極、以及有可能作為阻擋層的材料的層，所述遮光體包括物理穩(wěn)定的液晶層， 所述第一電極和所述第二電極被布置為在使用中產生穿過LC層的電場，所述材料的層在 LC層與第二電極之間；將顯示裝置加熱到預定溫度持續(xù)預定時間長度；和檢查顯示裝置以查找液晶移動到LC層后面的多個層的可見標記。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供了一種制造顯示裝置的方法，其包括在襯底上形成 第一電極，形成限定所顯示的信息的遮光體，形成阻擋層，形成透明第二電極，所述遮光體 包括物理穩(wěn)定的液晶層，從而可以將電壓施加到第一和第二電極以產生穿過LC層的電場， 其中阻擋層由按照本發(fā)明的第七方面所識別為適合用作阻擋層的材料制成。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供了一種顯示裝置，其包括限定待顯示的信息的遮光 體，所述遮光體包括物理穩(wěn)定的液晶層，所述物理穩(wěn)定的液晶層可進行切換來限定所顯示 的信息；第一電極和印刷的透明第二電極，所述第一電極和所述第二電極被布置為在使用 中產生穿過LC層的電場；以及在遮光體與第二電極之間的阻擋層，其中阻擋層由按照本發(fā) 明的第七方面所確定的適合用作阻擋層的材料制成。


現(xiàn)在將參考附圖僅通過示例來描述本發(fā)明的實施例，在附圖中圖1示出了穿過根據(jù)本發(fā)明的實施例的顯示裝置的截面；圖2以俯視圖示出了圖1的顯示裝置；圖3是示出了不同的材料作為阻擋層的適宜性的表；和圖4示出了穿過包括LC快門和分離的背光源的顯示裝置的截面。
具體實施例方式從前往后，附圖的圖1中所示的本發(fā)明的顯示裝置的實施例的結構可以看到相對厚的保護性電絕緣透明前層(11 ；襯底)；在襯底11的后表面上的非常薄的透明導電膜(12)，其形成顯示裝置的前(第一) 電極；覆蓋前電極12的后表面的LC材料14的相對薄層13，其中LC材料14通過散布在
11支撐聚合物基質15 (PDLC層)中而得到物理穩(wěn)定；直接形成在液晶層13的后表面上并對其進行覆蓋的相對薄的PVA阻擋層10，其限 制液晶從PDLC層13向層16、19、20移動到LC層的后面；散布在支撐基質18中的電致發(fā)光/熒光材料17的相對薄的層；在熒光層16的后表面上的5 μ m厚的可選的透明電絕緣電介質層19 (在圖中，該 層被示出為與熒光層16無縫延伸)；以及設置在電絕緣層19的后表面上的PEDOT PSS透明導電膜20，其形成顯示裝置的后 (第二)電極。前電極和后電極一同限定液晶層和電致發(fā)光層的離散區(qū)域，這些離散區(qū)域可以被 選擇切換為“開”或“關”。這樣，LC層限定了遮光體和EL層，所述遮光體限定要顯示的信 息，該EL層提供光源以照明由遮光體所限定的區(qū)域。此外，后電極層可以由保護膜(在這里未示出)覆蓋。電絕緣層的介電常數(shù)是約 8到15，并且介電強度是約20V/ym。以GB 0625114. 4中所描述的方式，利用封裝在UV硬化聚氨酯基質中的液晶泡形 成顯示裝置的PDLC層13。液晶泡包括高達按重量計6%的染料(優(yōu)選二色性染料)，使得 PDLC層13可以在透射狀態(tài)和吸收狀態(tài)(在吸收狀態(tài)中PDLC層13主要進行吸收)之間轉換。將會理解術語“相對厚”表示厚度在30到300微米的范圍內。此外，將會理解術 語“相對薄”表示50微米以下的厚度。在優(yōu)選實施例中，相對厚的層是約100微米，相對薄 層是25微米以下。圖2是可以顯示在顯示裝置上的信息的類型的示例?？梢曰救鏦O 2005/0121878、國際專利申請W02008075001和英國專利申請 No. 0865751. 5中所述的來制造顯示裝置。但是，可以通過將PED0T:PSS材料絲網(wǎng)印刷在熒 光層19上來形成第二電極16。在印刷第二電極之后，可以對所得到的膜進行水洗，以從該 膜上去除任何過量的PSS。在該實施例中，水洗包括將膜浸泡在水中一個小時。通過將稀釋的聚合物溶液的層涂覆在按GB 0625114. 4中所述制備的PDLC試樣 上，來評估作為阻擋層的多種材料。在使層干燥之后，將EL燈構造印刷在稀釋的聚合物溶 液的層的后側上。然后，通過將顯示裝置放置于保持在85°C的爐中約18到M小時，使每個 顯示裝置老化(aged)，屆時查找液晶/染料移動的可見標記。在類似的老化處理前后，具有 每種材料的阻擋層的第二顯示裝置具有電光特性。圖3示出了上述這些測試的結果。從圖3可以看出，在所測試的材料當中，根據(jù)顯 示裝置的所需要的電光性能，PVA被認為特別適合用作阻擋層，并且該聚合物和粘結促進聚 合物的混合物也被認為是適合的。此外，制備使用可選的PVA作為阻擋層而制備的測試顯示裝置的試樣，并使其當 被驅動時在65°C /90% RH下經(jīng)受熱濕老化測試。可以發(fā)現(xiàn)，在該測試之后運行的顯示裝置 在性能上有少量降低。這是出乎意料的，因為之前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用親水聚合物(例如PVA)作 為PDLC層的聚合物基質可以導致差的環(huán)境穩(wěn)定性?？梢栽O想，其他材料(特別是其他親水聚合物)可以適合用作阻擋層。應當相信， 可以通過以上述方式測試材料來確定上述這些適合的材料。材料用于阻擋層的適宜性將取決于顯示裝置的所需性能。因此，顯示裝置被加熱到的溫度和在測試過程中顯示裝置被加 熱的時間將根據(jù)所需要的性能而改變。然后，被認為適合于阻擋層的材料可以用于制造根 據(jù)本發(fā)明的顯示裝置。期望適合的材料將是液晶在其中具有低溶解度的那些材料。在某些阻擋層中，包含聚合物以提高阻擋層與LC層和/或EL層的附著力也會是 有利的?，F(xiàn)在參考圖4，示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括LC快門101的顯示裝置。LC快 門101的實施例的結構從前往后包括相對厚的保護性電絕緣透明前層(111 ；襯底)；在襯底111的后表面上的例如ITO的非常薄的透明導電膜112，其形成顯示裝置的 前(第一)電極；覆蓋前電極112的后表面的LC材料114的相對薄層113，其中LC材料114通過分 散在支撐聚合物基質115(PDLC層)中而得到物理穩(wěn)定；直接形成在液晶層113的后表面上并對其進行覆蓋的相對薄的PVA阻擋層110，其 限制液晶從PDLC層113向層116、119、120移動到LC層的后面；在阻擋層110的后表面上的可選的透明電絕緣電介質層119，其具有約8到15的 介電常數(shù)和約20V/ μ m的介電強度(例如聚偏二氟乙烯(PVDF) ,PVDF共聚物或氰化樹脂) 以及5μπι以下的厚度；以及設置在反射性電絕緣電介質層119的后表面上的透明導電膜120，其形成顯示裝 置的后(第二)( 一個或多個)電極。顯示裝置的本實施例還包括在后電極120的后面的背光源121，其提供照射LC快 門101的手段。背光源121可以是電致發(fā)光的、LED的、白熾燈的或其他適合的背光源。背 光源121可以包括波導，以對來自光源的光進行引導以照射LC快門101。應當理解，在不同的實施例中，電介質層119可以是反射性電介質材料(例如鈦酸 鋇摻雜聚合物樹脂)，以形成反射性LC快門并且不需要背光源。與PDLC層13 —樣，以GB 0625114. 4中所描述的方式，利用封裝在UV硬化聚氨酯 基質中的液晶泡形成顯示裝置的PDLC層113。液晶泡包括高達按重量計6%的染料(優(yōu)選 二色性染料)，使得PDLC層113可以在透射狀態(tài)和吸收狀態(tài)(在吸收狀態(tài)中PDLC層113主 要進行吸收)之間轉換?？梢砸耘c參考圖1和圖2描述的混合顯示裝置相似的方式制造LC快門101。此 外，可以通過將PEDOT PSS材料絲網(wǎng)印刷在熒光層119上來形成第二后電極120。電介質層 119阻止用于形成第二電極120的墨水從第二后電極120進入LC層113中的針孔中。在本 實施例中，因為來自背光源121的光必須穿過LC快門101，所以電介質層119由透明材料制 成而非由反射性材料制成。在印刷第二電極之后，可以對所得到的膜進行水洗，以從該膜上 去除任何過量的PSS。
權利要求
1.一種制造顯示裝置的方法，其包括提供襯底，所述襯底具有形成于其上并涂覆有 物理穩(wěn)定的液晶層的第一電極；以及在所述物理穩(wěn)定的層上印刷第二透明電極。
2.—種顯示裝置，其包括在第一電極和印刷的透明的第二電極之間的物理穩(wěn)定的液晶層。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法或根據(jù)權利要求2所述的顯示裝置，其中，所述第二電極 由磺化聚苯乙烯和聚噻吩基聚合物的聚合物混合物所形成。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法或顯示裝置，其中所述磺化聚苯乙烯攜帶負電荷。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法或顯示裝置，其中通過使一部分磺?；鶊F去質子化而得 到負電荷。
6.根據(jù)權利要求3至5中任意一項所述的方法或顯示裝置，其中，所述磺化聚苯乙烯是 聚苯乙烯磺酸鈉。
7.根據(jù)權利要求3至6中任意一項所述的方法或顯示裝置，其中，所述聚噻吩基聚合物 是共軛聚合物。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法或顯示裝置，其中，所述聚噻吩基聚合物攜帶正電荷。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法或顯示裝置，其中，所述聚噻吩基聚合物是聚乙撐二氧 噻吩。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法或顯示裝置，其中，所述聚乙撐二氧噻吩聚合物是3，4-乙撐二氧噻吩。
11.根據(jù)權利要求3至10中任意一項所述的方法或顯示裝置，其中，所述聚合物混合物 是高分子鹽，其中兩個組分都是帶電的。
12.根據(jù)權利要求3至11中任意一項所述的方法或顯示裝置，其中，所述聚合物混合物 是PEDOTPSS。
13.根據(jù)權利要求1和3至12中任意一項所述的制造顯示裝置的方法，其中，所述顯示 裝置是LC快門，并且所述方法包括在所述物理穩(wěn)定的LC層上形成電介質層以及在所述物 理穩(wěn)定的液晶層和所述電介質層上印刷所述第二電極。
14.根據(jù)權利要求2至12中任意一項所述的顯示裝置，其中，所述顯示裝置包括LC快 門，所述LC快門包括在所述第一電極與所述第二電極之間的所述物理穩(wěn)定的液晶層以及 在所述物理穩(wěn)定的液晶層與所述第二電極之間的電介質層。
15.根據(jù)權利要求13所述的方法或根據(jù)權利要求14所述的顯示裝置，其中，所述電介 質層具有大于2V/y m的介電強度。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法或顯示裝置，其中，所述電介質層具有約20V/μ m的介 電強度。
17.根據(jù)權利要求13和14至16中任意一項所述的方法或根據(jù)權利要求14至16中任 意一項所述的顯示裝置，其中，所述電介質層是透明的。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其包括在所述第二電極后面提供背光源，或者，根據(jù) 權利要求17所述的顯示裝置，其包括在所述第二電極后面的背光源。
19.根據(jù)權利要求13和14至18中任意一項所述的方法或根據(jù)權利要求14至18中 任意一項所述的顯示裝置，其中，所述電介質層包括聚偏氟乙稀(PVDF)或聚偏氟乙烯共聚 物。
20.根據(jù)權利要求13和14至18中任意一項所述的方法或根據(jù)權利要求14至18中任 意一項所述的顯示裝置，其中，所述電介質層包括氰基樹脂。
21.根據(jù)權利要求13至16中任意一項所述的方法或根據(jù)權利要求14至16中任意一 項所述的顯示裝置，其中，所述電介質層是反射性的。
22.根據(jù)權利要求13和15至21中任意一項所述的方法或根據(jù)權利要求14至21中任 意一項所述的顯示裝置，其中，所述電介質層是直接印刷在所述物理穩(wěn)定的液晶層上的。
23.根據(jù)權利要求13和15至22中任意一項所述的方法或根據(jù)權利要求14至22中任 意一項所述的顯示裝置，其中，所述電介質層具有小于25 μ m的厚度。
24.根據(jù)權利要求23所述的顯示裝置，其中，所述電介質層具有小于5μ m的厚度。
25.根據(jù)權利要求13和15至M中任意一項所述的方法、或根據(jù)權利要求14至M中 任意一項所述的顯示裝置，其中，所述電介質層具有大于3的介電常數(shù)。
26.根據(jù)權利要求25所述的方法或顯示裝置，其中，所述電介質層具有大于5的介電常數(shù)。
27.根據(jù)權利要求沈所述的方法或顯示裝置，其中，所述電介質層具有8到15的介電常數(shù)。
28.根據(jù)權利要求1、3至13和15至27中任意一項所述的制造顯示裝置的方法，其包 括執(zhí)行所述第二電極的清洗，以去除通過所述第二電極的印刷而殘留的腐蝕性材料。
29.根據(jù)權利要求觀所述的方法，其中所述清洗基本上是水洗。
30.根據(jù)權利要求1、3至13和15至四中任意一項所述的制造顯示裝置的方法，其包 括在所述物理的穩(wěn)定層與所述第二電極之間形成阻擋層，所述阻擋層限制液晶從所述物理 穩(wěn)定的液晶層移動。
31.根據(jù)權利要求2至12和14至27中任意一項所述的顯示裝置，其包括阻擋層，所述 阻擋層在所述物理穩(wěn)定的液晶層與所述第二電極之間，所述阻擋層限制液晶從所述物理穩(wěn) 定的液晶層移動。
32.根據(jù)權利要求30所述的方法或根據(jù)權利要求31所述的顯示裝置，其包括LC快門， 所述LC快門包括所述物理穩(wěn)定的液晶層、所述第一電極、所述第二電極和所述阻擋層。
33.根據(jù)權利要求32所述的方法，其包括在所述第二電極后面提供背光源，用于照射 所述LC快門，或者，根據(jù)權利要求32所述的顯示裝置，其包括背光源，所述背光源在所述第 二電極后面，用于照射所述LC快門。
34.根據(jù)權利要求31或33所述的方法或根據(jù)權利要32或33所述的顯示裝置，其不包 括由所述第一和第二電極驅動的EL層。
35.根據(jù)權利要求31所述的方法，其包括在所述阻擋層與所述第二電極之間、在所述 LC層后面形成EL層，或者，根據(jù)權利要求32所述的顯示裝置，其包括EL層，所述EL層在所 述阻擋層與所述第二電極之間、在所述LC層后面。
36.根據(jù)權利要求31和33至35中任意一項所述的方法或根據(jù)權利要求32至35中任 意一項所述的顯示裝置，其中，所述阻擋層直接形成于所述物理穩(wěn)定的液晶層上。
37.根據(jù)權利要求30和32至36中任意一項所述的方法或根據(jù)權利要求31至36中任 意一項所述的顯示裝置，其中，所述物理穩(wěn)定的液晶層的液晶泡包括染料，所述阻擋層被布 置為限制液晶連同所述染料從所述LC層向所述LC層后面的多個層移動，從而由于所述液晶連同所述染料的移動低于預定標準，所以不會發(fā)生顯示裝置的顯著衰減。
38.根據(jù)權利要求30和32至37中任意一項所述的方法或權利要求31至37中任意一 項所述的顯示裝置，其中，所述阻擋層被布置為限制液晶從所述LC層向所述LC層后面的多 個層移動，從而當所述顯示裝置被加熱到85度超過18小時時，所述顯示裝置的被照射的區(qū) 域與未被照射的區(qū)域之間的對比度幾乎沒有變化。
39.根據(jù)權利要求30和32至38中任意一項所述的方法或根據(jù)權利要求31至38中任 意一項所述的顯示裝置，其中，所述阻擋層包括液晶在其中具有低溶解度的材料。
40.根據(jù)權利要求39所述的方法或顯示裝置，其中，所述阻擋層包括在常溫常壓下液 晶在其中具有大致為零的溶解度的材料。
41.根據(jù)權利要求30和32至40中任意一項所述的方法或根據(jù)權利要求31至40中任 意一項所述的顯示裝置，其中，所述阻擋層包括親水層。
42.根據(jù)權利要求41所述的方法或顯示裝置，其中，所述阻擋層是親水聚合物。
43.根據(jù)權利要求42所述的方法或顯示裝置，其中，所述聚合物是水溶性聚合物。
44.根據(jù)權利要求43所述的方法或顯示裝置，其中，所述水溶性聚合物是聚乙烯醇、聚 乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇、聚丙二醇、明膠及其衍生物、纖維素衍生物、聚丙烯酸化物及其衍 生聚合物、以及聚丙烯酸及其衍生聚合物中的一種。
45.根據(jù)權利要求42所述的方法或顯示裝置，其中，所述聚合物是可以承載于乳濁液 和/或分散體中的非水溶性聚合物。
46.根據(jù)權利要求45所述的方法或顯示裝置，其中，所述非水溶性聚合物是聚氨酯、聚 乙烯-丙烯酸共聚物及其衍生共聚物、聚甲基丙烯酸酯及其衍生共聚物、以及聚甲基丙烯 酸及其衍生共聚物。
47.根據(jù)權利要求30和32至44中任意一項所述的方法或根據(jù)權利要求31至44中任 意一項所述的顯示裝置，其中，所述阻擋層包括聚乙烯醇(PVA)。
48.根據(jù)權利要求31和33至47中任意一項所述的方法或根據(jù)權利要求32至47中任 意一項所述的顯示裝置，其中，所述阻擋層包括聚合物和粘結促進劑，液晶在所述聚合物中 具有低溶解度，所述粘結促進劑提高所述阻擋層與所述LC層的粘合力。
49.一種在顯示裝置中使用電介質層的方法，所述顯示裝置包括物理穩(wěn)定的液晶層，所 述物理穩(wěn)定的液晶層在第一電極與印刷的透明第二電極之間，所述電介質層位于所述物理 穩(wěn)定的液晶層與所述第二電極之間，以防止用于形成所述第二電極的墨水在制造所述顯示 裝置的過程中進入所述物理穩(wěn)定的液晶層中的針孔中。
50.一種減少顯示裝置衰減的方法，所述顯示裝置包括限定所顯示的信息的遮光體以 及第一電極和印刷的透明第二電極，所述遮光體包括物理穩(wěn)定的液晶層，所述物理穩(wěn)定的 液晶層包括含有染料的液晶泡，所述第一電極和所述印刷的透明第二電極被布置為在使用 中產生穿過所述LC層的電場，所述方法包括在所述LC層與所述第二電極之間設置阻擋 層，所述阻擋層限制液晶連同所述染料從所述LC層向所述LC層后面的多個層移動。
51.一種確定適合用作顯示裝置中的阻擋層的材料的方法，所述方法包括形成顯示裝置，所述顯示裝置包括限定所顯示的信息的遮光體、第一電極和印刷的透 明第二電極、以及有可能作為所述阻擋層的材料的層，所述遮光體包括物理穩(wěn)定的液晶層， 所述第一電極和所述第二電極被布置為在使用中產生穿過所述LC層的電場，所述材料的層在所述LC層與所述第二電極之間；將所述顯示裝置加熱到預定溫度持續(xù)預定時間長度；和檢查所述顯示裝置以查找的液晶移動到所述LC層后面的多個層的可見標記。
52.一種制造顯示裝置的方法，其包括在襯底上形成第一電極，形成限定所顯示的信息 的遮光體，形成阻擋層，印刷透明的第二電極，所述遮光體包括物理穩(wěn)定的液晶層，從而可 以將電壓施加到所述第一和第二電極以產生穿過所述LC層的電場，其中所述阻擋層由按 照權利要求51識別為適合于用作阻擋層的材料制成。
53.一種顯示裝置，其包括限定所顯示的信息的遮光體，所述遮光體包括物理穩(wěn)定的液 晶層，所述物理穩(wěn)定的液晶層可進行切換以限定所顯示的信息；第一電極和印刷的透明第 二電極，所述第一電極和所述第二電極被布置為在使用中產生穿過所述LC層的電場；以及 阻擋層，所述阻擋層在所述遮光體與所述第二電極之間，其中所述阻擋層由按照權利要求 51識別為適合于用作阻擋層的材料制成。
54.一種大致如這里參考圖1和2所述的電致發(fā)光顯示裝置。
55.一種大致如這里參考圖4所述的LC快門。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造顯示裝置的方法和液晶顯示裝置。所述方法包括提供襯底(11，111)，所述襯底具有形成于其上并涂覆有物理穩(wěn)定的液晶層(13)的第一電極(12，112)；以及在物理穩(wěn)定的層(13)上印刷第二透明電極(20)。電介質層(119)可以形成于物理穩(wěn)定的液晶層(13)與第二電極(20)之間，所述電介質層優(yōu)選具有大于2V/μm的介電強度。可以提供阻擋層(110)，以限制液晶從液晶層移動。所述方法可以包括執(zhí)行第二電極的清洗，以去除通過印刷第二電極而殘留的腐蝕性材料。
文檔編號G02F1/1343GK102112908SQ200980130588
公開日2011年6月29日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權日2008年7月31日
發(fā)明者克里斯多佛·詹姆士·牛頓·弗爾, 克里斯多佛·邁爾斯·埃文斯, 威廉·弗蘭克·泰德斯勒, 趙勇 申請人:英國多層柔性電路板有限公司