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TW201525568A - 透明顯示器及其製造方法 - Google Patents

透明顯示器及其製造方法 Download PDF

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TW201525568A
TW201525568A TW102149000A TW102149000A TW201525568A TW 201525568 A TW201525568 A TW 201525568A TW 102149000 A TW102149000 A TW 102149000A TW 102149000 A TW102149000 A TW 102149000A TW 201525568 A TW201525568 A TW 201525568A
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Chun-Wei Su
Jian-Hua Chen
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Chunghwa Picture Tubes Ltd
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Abstract

一種透明顯示器,包括:一第一基板;一第二基板,相對於該第一基板;一液晶分子層,具有複數個液晶分子,設置於該第一基板及該第二基板之間;一第一液晶胞層,具有複數個第一液晶胞,並設置於該第一基板與該液晶分子層之間;一第二液晶胞層,具有複數個第二液晶胞,並設置於該液晶分子層與該第二基板之間;以及一熱反應型高分子膜,設置於該第二液晶胞層與該第二基板之間。

Description

透明顯示器及其製造方法
本發明係有關於一種透明顯示器及其製造方法,特別是有關於一種具有兩層液晶胞層的透明顯示器及其製造方法。
圖1a及圖1b為習知的透明顯示器剖面示意圖。該透明顯示器900包括一上基板910、一下基板920、一液晶層930及一液晶胞層940。該下基板920為薄膜電晶體基板。該下基板920包括一畫素電極921,該畫素電極921為透明導電材料。該上基板910相對該下基板920而設置。該上基板910包括一彩色濾光層911以及一共同電極912。該液晶層930設置於該下基板920及該上基板910之間。該液晶胞層940形成於該下基板920及該液晶層930之間。
如圖1a所示,該液晶胞層940是藉由一紫外光光束(即為UV光束950)由下基板920的方向,照射該液晶層930,使部份的UV反應型液晶分子及聚合單體發生聚合反應而只在下基板920的一側形成液晶胞層940。當液晶胞層940形成後,液晶胞層940會阻隔UV光束950繼續照射該液晶層930,因此無法使其他部份的UV反應型液晶分子及聚合單體繼續發生聚合反應。另外,UV光束950無法由上基板910的 方向對液晶層930進行照射,其主要原因是彩色濾光層911會阻擋光束之照光波長及能量,使液晶層930無法有效的在上基板910的一側形成液晶胞層。
如圖1b所示,當習知的透明顯示器未施加一電壓,且液晶胞層940的光軸方向與入射環境光960方向互相交錯時,液晶胞層940具有較佳的散射態顯示特性。然而,由於習知的透明顯示器只能在下基板920的一側形成液晶胞層940,因此只有部份的入射環境光960會被液晶胞層940所散射而成為反射光961,而另一部份的入射環境光960則會穿透下基板920而成為穿透光962,使透明顯示器900的部份區域之顯示畫面呈現乳白色,即表示習知的透明顯示的對比不佳。由此可知,習知的透明顯示器還無法達到高對比的顯示畫面。
因此,便有需要提供一種具有高對比的透明顯示器及透明顯示器的製造方法,以解決前述的問題。
本發明的目的在於提供一種具有液晶胞層的結構的透明顯示器及其製造方法。
為達成上述目的,本發明提供一種透明顯示器,包括:一第一基板;一第二基板,相對於該第一基板;一液晶分子層,具有複數個液晶分子,設置於該第一基板及該第二基板之間;一第一液晶胞層,具有複數個第一液晶胞,並設置於該第一基板與該液晶分子層之間,其中該第一液晶胞包括一液晶分子及一高分子聚合單體;一第二液晶胞層,具 有複數個第二液晶胞,並設置於該液晶分子層與該第二基板之間,其中該第二液晶胞包括一液晶分子及一高分子聚合單體;以及一熱反應型高分子膜,設置於該第二液晶胞層與該第二基板之間。
為達成上述目的,本發明再提供一種透明顯示器的製造方法,包括下列步驟:提供一第一基板;提供一第二基板;形成一熱反應型高分子膜於該第二基板之表面;結合該第一基板及該第二基板,使該熱反應型高分子膜位在該第一基板及該第二基板之間;填入一高分子液晶於該第一基板及該熱反應型高分子膜之間;以及以一外部光束由朝向該第一基板之方向對該高分子液晶進行照射,以使部分之該高分子液晶產生聚合反應,而在第一基板之表面形成一第一液晶胞層,同時由朝向該第二基板之方向對該高分子液晶進行加熱,以使部分之該高分子液晶產生聚合反應,而在熱反應型高分子膜之表面形成一第二液晶胞層。
本發明的透明顯示器及透明顯示器的製造方法,因同時對該高分子液晶進行照光及加熱,可達到兩側都具有液晶胞層的結構,有別於傳統的液晶胞只能單側形成液晶胞層。相較之下,藉由本發明的透明顯示器的製造方法,所製造的透明顯示器,可強化液晶的散射狀態及提升透明顯示器的對比特性。另外,不需採用配向膜以及偏光板,因此本發明的透明顯示器具有製程簡單、良率高及製作成本低的優勢。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能 更明顯,下文將配合所附圖示,作詳細說明如下。
100‧‧‧透明顯示器
110‧‧‧第一基板
111‧‧‧透明基材
112‧‧‧畫素電極
120‧‧‧第二基板
121‧‧‧透明基材
122‧‧‧彩色濾光片層
123‧‧‧透光導電層
130‧‧‧熱反應型高分子膜
140‧‧‧高分子液晶
141‧‧‧液晶分子
142‧‧‧高分子聚合單體
143‧‧‧感光起始劑
150‧‧‧第一液晶胞層
151‧‧‧第一液晶胞
160‧‧‧第二液晶胞層
161‧‧‧第二液晶胞
170‧‧‧光束
180‧‧‧加熱平台
190‧‧‧液晶分子層
200‧‧‧環境光
201‧‧‧反射光
202‧‧‧穿透光
900‧‧‧透明顯示器
910‧‧‧上基板
911‧‧‧彩色濾光層
912‧‧‧共同電極
920‧‧‧下基板
921‧‧‧畫素電極
930‧‧‧液晶層
940‧‧‧液晶胞層
950‧‧‧UV光束
960‧‧‧環境光
961‧‧‧反射光
962‧‧‧穿透光
S100~S110‧‧‧步驟
圖1a及圖1b為習知的透明顯示器剖面示意圖。
圖2為本發明之一實施例之透明顯示器的製造方法流程圖。
圖3a到圖3c為本發明之一實施例之透明顯示器的製造方法流程剖面示意圖。
圖4為本發明之一實施例之透明顯示器。
圖2為本發明之一實施例之透明顯示器的製造方法流程圖。包括下列步驟:步驟S100:提供第一基板。如圖3a所示,該第一基板110可為薄膜電晶體基板。該第一基板110可具有一透明基材111、複數個薄膜電晶體(圖未示)以及與該些薄膜電晶體電性連接的複數個畫素電極112。畫素電極112的材料可為透明導電材料,例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層,但本發明不以此為限。
步驟S102:提供第二基板。在本步驟中,該第二基板120包括一透明基材121、一透光導電層123及一彩色濾光片層122。該彩色濾光片層122形成於該透明基材121與該透光導電層123之間。
步驟S104:形成熱反應型高分子膜於第二基板 之表面。在本步驟中,該熱反應型高分子膜130之材質為聚乙烯基咔唑、羥乙基甲基丙酸酯或聚二季戊四醇五丙烯酸酯。該聚乙烯基咔唑之結構式為。該羥乙基甲基丙酸酯之結構式為。該聚二季戊四醇五丙烯酸酯之結構式為
步驟S106:結合第一基板及第二基板,使熱反應型高分子膜位在第一基板及第二基板之間。在本步驟中,可先在第一基板110上塗佈框膠(圖未示)。然後,再將第二基板120與第一基板110對位。接著,再將第二基板120透過框膠與第一基板110連接。最後,硬化框膠,而完成第一基板110與第二基板120的結合。
步驟S108:填入高分子液晶於第一基板及熱反應型高分子膜之間。在本步驟中,該高分子液晶140包括複數個液晶分子141、高分子聚合單體142以及感光起始劑 143。該高分子聚合單體142包括聚醚多元醇壓克力基單體及丙烯酸樹脂單體。可利用真空注入法將高分子液晶140填入第一基板110與熱反應型高分子膜130之間。然而,本發明不限於此,在其他實施例中,亦可利用ODF(One Drip Fill)方法或其他適當之方法將高分子液晶140填入第一基板110與熱反應型高分子膜130之間。感光起始劑143可為紫外光感光起始劑。
步驟S110:以一外部光束由朝向第一基板之方向對高分子液晶進行照射,同時由朝向第二基板之方向對高分子液晶進行加熱。如圖3b及3c所示,在本步驟中,以一光束170由第一基板110之方向對該高分子液晶140進行照射,使部分之該高分子液晶140產生聚合反應,以形成第一液晶胞層150(如圖3c)。詳言之,聚醚多元醇壓克力基單體可先使部分之液晶分子141在第一基板110的表面形成多個第一液晶胞151,然後丙烯酸樹脂單體可使這些液晶胞中的液晶分子141與聚醚多元醇壓克力更有效地聚合,以形成第一液晶胞層150。在本實施例中,該光束170可為紫外光光束(UV Light beam)。
該光束170對高分子液晶140進行照射的同時,由該第二基板120之方向對該高分子液晶140進行加熱,以使部分之該高分子液晶140產生聚合反應。在本步驟中,將透明顯示器100放置於一加熱平台180,並由該第二基板120抵接該加熱平台180。藉由加熱平台180的加熱,使熱能傳遞至高分子液晶140。該高分子液晶140受熱後,使部分之該高 分子液晶140產生聚合反應,而在熱反應型高分子膜130的表面產生多個第二液晶胞161,以形成第二液晶胞層160。該加熱的溫度為攝氏60度,並持續5分鐘。
此外,未產生聚合反應的高分子液晶140則形成一液晶分子層190,且位在該第一液晶胞層150及該第二液晶胞層160之間。
圖4為本發明之一實施例之透明顯示器。該透明顯示器100藉由圖2所示之步驟而製成。該透明顯示器100包括一第一基板110、一第二基板120、一液晶分子層190、一第一液晶胞層150、一第二液晶胞層160以及一熱反應型高分子膜130。該第二基板120相對於該第一基板110。該液晶分子層190具有複數個液晶分子141,設置於該第一基板110及該第二基板120之間。該第一液晶胞層150具有複數個第一液晶胞151,並設置於該第一基板110與該液晶分子層190之間,其中該第一液晶胞151包括液晶分子及高分子聚合單體。該第二液晶胞層160具有複數個第二液晶胞161,並設置於該液晶分子層190與該第二基板120之間,其中該第二液晶胞161包括液晶分子及高分子聚合單體。該熱反應型高分子膜130設置於該第二液晶胞層160與該第二基板120之間。
該第一基板110可為一薄膜電晶體基板,其包括複數個薄膜電晶體(圖未示)及複數個畫素電極112。該些薄膜電晶體電性連接該些畫素電極112。該第二基板120包括一透明基材121、一透光導電層123及一彩色濾光片層122。該彩色濾光片層122形成於該透明基材121與該透光導電層123 之間。該第一液晶胞層150及該第二液晶胞層160由部份的該些液晶分子141及一高分子聚合單體142(如圖3a)所形成,該高分子聚合單體142包括聚醚多元醇壓克力基單體及丙烯酸樹脂單體。該熱反應型高分子膜130之材質為聚乙烯基咔唑、羥乙基甲基丙酸酯或聚二季戊四醇五丙烯酸酯。
當透明顯示器100之第一及第二基板110、120間未施加一電壓,且該第一液晶胞層150及該第二液晶胞層160的光軸方向與環境光200的入射方向互相交錯時,該第一液晶胞層150及該第二液晶胞層160具有較佳的散射態顯示特性。當一環境光200照射該透明顯示器100時,大部份的環境光200分別被第一液晶胞層150及該第二液晶胞層160所散射而成為反射光201,只有微量的環境光200能穿透該透明顯示器100而成為穿透光202,使透明顯示器100的部份區域之顯示畫面呈現白色,即表示本發明的透明顯示100具有高對比的顯示畫面。
本發明的透明顯示器及透明顯示器的製造方法,因同時對該高分子液晶進行照光及加熱,可達到兩側都具有液晶胞層的結構,有別於傳統的液晶胞只能單側形成液晶胞層。相較之下,藉由本發明的透明顯示器的製造方法,所製造的透明顯示器,可強化液晶的散射狀態及提升透明顯示器的對比特性。另外,不需採用配向膜以及偏光板,因此本發明的透明顯示器具有製程簡單、良率高及製作成本低的優勢。
綜上所述,乃僅記載本發明為呈現解決問題所採 用的技術手段之實施方式或實施例而已,並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符,或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾,皆為本發明專利範圍所涵蓋。
100‧‧‧透明顯示器
110‧‧‧第一基板
111‧‧‧透明基材
112‧‧‧畫素電極
120‧‧‧第二基板
121‧‧‧透明基材
122‧‧‧彩色濾光片層
123‧‧‧透光導電層
130‧‧‧熱反應型高分子膜
141‧‧‧液晶分子
150‧‧‧第一液晶胞層
151‧‧‧第一液晶胞
160‧‧‧第二液晶胞層
161‧‧‧第二液晶胞
190‧‧‧液晶分子層
200‧‧‧環境光
201‧‧‧反射光
202‧‧‧穿透光

Claims (10)

  1. 一種透明顯示器,包括:一第一基板;一第二基板,相對於該第一基板;一液晶分子層,具有複數個液晶分子,設置於該第一基板及該第二基板之間;一第一液晶胞層,具有複數個第一液晶胞,並設置於該第一基板與該液晶分子層之間,其中該第一液晶胞包括一液晶分子及一高分子聚合單體;一第二液晶胞層,具有複數個第二液晶胞,並設置於該液晶分子層與該第二基板之間,其中該第二液晶胞包括一液晶分子及一高分子聚合單體;以及一熱反應型高分子膜,設置於該第二液晶胞層與該第二基板之間。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之透明顯示器,其中該熱反應型高分子膜之材質為聚乙烯基咔唑、羥乙基甲基丙酸酯或聚二季戊四醇五丙烯酸酯。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述之透明顯示器,其中該第一及第二液晶胞層之該高分子聚合單體包括聚醚多元醇壓克力基單體及丙烯酸樹脂單體。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之透明顯示器,其中當該透明顯示器之該第一及該第二基板間未施加一電壓,且一環 境光照射該透明顯示器時,該環境光被該第一液晶胞層及該第二液晶胞層所散射。
  5. 一種透明顯示器的製造方法,包括下列步驟:提供一第一基板;提供一第二基板;形成一熱反應型高分子膜於該第二基板之表面;結合該第一基板及該第二基板,使該熱反應型高分子膜位在該第一基板及該第二基板之間;填入一高分子液晶於該第一基板及該熱反應型高分子膜之間;以及以一外部光束由朝向該第一基板之方向對該高分子液晶進行照射,以使部分之該高分子液晶產生聚合反應,而在該第一基板之表面形成一第一液晶胞層,同時由朝向該第二基板之方向對該高分子液晶進行加熱,以使部分之該高分子液晶產生聚合反應,而在熱反應型高分子膜之表面形成一第二液晶胞層。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述之透明顯示器的製造方法,其中該熱反應型高分子膜之材質為聚乙烯基咔唑、羥乙基甲基丙酸酯或聚二季戊四醇五丙烯酸酯。
  7. 根據申請專利範圍第5項所述之透明顯示器的製造方法,其中該高分子液晶包括複數個液晶分子、高分子聚合單體以及感光起始劑。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述之透明顯示器的製造方法,其中該感光起始劑為紫外光感光起始劑,該光束為一紫外光光束。
  9. 根據申請專利範圍第5項所述之透明顯示器的製造方法,其中該第一基板為一薄膜電晶體基板,該第二基板包括一彩色濾光片層。
  10. 根據申請專利範圍第5項所述之透明顯示器的製造方法,其中該高分子聚合單體包括聚醚多元醇壓克力基單體及丙烯酸樹脂單體。
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