一种高对比度的液晶电子纸显示器及其制造方法技术

一种高对比度的液晶电子纸显示器及其制造方法，所述液晶电子纸显示器的胆甾液晶层包含粘性间隔材料及非粘性间隔材料，粘性间隔材料的主要成分是由环氧树脂胶或紫外线固化的ＵＶ胶与间隔材料组成的混合物。在液晶电子纸显示器的制造方法中，通过高于液晶清亮点十度左右的高温处理，使液晶盒内的液晶分子排列处于焦锥态。在非显示部分，此焦锥态结构构成了显示背景，这样实现显示部分良好的对比度。此种结构的液晶盒，无论采用硬质的玻璃基板还是柔性塑料基板都可以实现抗机械冲击的液晶电子纸显示器。本发明专利技术通过添加粘性间隔材料和高温处理获得了良好对比度的液晶电子纸显示器，对同种液晶材料来说对比度提高到原来的１．２－１．３倍。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶盒结构的胆留型液晶电子纸及其制造方法。
技术介绍
随着信息技术的飞速发展，显示技术和市场的重要地位越来越突出。随着传统的 电视、电脑、便携式终端的显示领域日臻成熟。科学家对代替传统纸张的电子纸的关注度越 来越高。作为电子书的黑白终端已经实用化，但是整个市场没有像人们的想象迅速扩大。究 其原因，是电子纸的性能的局限性和高昂的成本限制其更广泛的应用。但是因为电子纸和 其它类型的显示器相比具有不可替代的优点，科学家们一直在孜孜以求地解决这些问题。同时液晶电子纸和其它类型电子纸相比，具有相同的优点1、重量轻、厚度薄，玻璃基板可以做到0. 5mm，塑料基板可以做到更薄。2、具有资料存储性，只有画面刷新时(例如由黑转到白)才耗电，电源关闭后显示 内容仍然留存电子纸上，因此比TFT-IXD、STN-IXD等显示器更为省电。3、在液晶电子纸的结构中，由于不使用偏光片，其反射率远远高于带有偏光片的 反射式IXD，更接近报纸等印刷品的水平，有些厂商生产的产品甚至可达到影印水平，因此 肉眼对所显示的文字内容更易辨识。4、由于对基板和材料的特殊处理，和普通印刷的质量的报纸相比，对比度要略好。液晶电子纸的建立可以追溯到上个世纪90年达，近二十年没有获得广泛的应用。 其主要原因用于液晶电子纸的液晶材料非常匮乏，造成液晶电子纸显示对比度不高。除点 阵显示外，应用于段码显示对比度极低。其节电的优点从根本上来说，无法弥补其缺点。伴 随着液晶显示技术的进步，液晶电子纸的显示性能在不断提高。Fujitsu、ZBD Display等 公司均积极进行液晶电子纸的技术研发，并将其导入实际应用的层面。在超市、百货公司等 都以纸张作为价格标签，当价格更换时必须重新印制，不仅仅成本高而且费时，利用电子纸 即可以无线传输的方式，将最新的价格信息传送到显示器上。另外，在公共场所的广告看 板，以及车站内经常需要更新的信息等，也可以利用电子纸，除省却传统纸张重新制作的浪 费外，并可免除耗时的人力拆卸与更换，且电子纸比LCD与LED省电，在阳光下也不会反光、 刺眼。从成本来看，液晶电子纸和粒子型电子纸相比，具有成本的优势。而且制造工艺和 现有的液晶生产线的兼容度高。无论是显示及驱动电极的制造蚀刻加工，还是IC的装配， 系统的集成等工艺都与现有的液晶显示器工艺高度一致。几乎不需要大规模的投资，对原 有的生产线进行极少量的变更就可以实现大规模的生产。相比之下，电泳式粒子型的电子 纸，尽管工艺过程液晶型比液晶电子纸的简单，但需要对许多工艺进行设备、材料、工艺条 件等方面进行最优化，制造成本很难在短期内降低。由于这些电子纸，制造的电泳薄膜都贴 附在电极基板上，或制造薄膜的过程中已经粘结了透明导电电极，复杂的薄膜加工工艺造 成这种电泳薄膜价格昂贵。其用于显示的粒子，也是由特殊工艺处理，材料成本很难大幅度 降低。相比之下，液晶电子纸的关键材料取向材料、液晶材料，随着市场的展开，成本会有非3常大的下降空间。许多材料和现有的液晶显示器兼容，适合大规模生产。由于液晶型电子 纸不需要使用偏光片，可以抵消取向材料和液晶材料的差异，而且容易实现多路驱动。因 此，液晶电子纸模组的成本，从理论上来讲是可以降低到和TN、STN型液晶显示器件类似的 水平。胆留型电子纸和电泳等粒子型显示器相比，其彩色的亮度和色纯度都要好。在响应 速度改善和工作温度范围方面也比电泳型电子纸具有优势。在液晶电子纸中，达到实用化水平的双稳型液晶电子纸显示器主要分为两大类 胆甾型液晶型电子纸和双稳向列相型电子纸，前者不需要偏光片，后者需要偏光片。对类纸 型显示器来讲，胆留型电子纸反射亮度高，是更接近于纸张的液晶电子纸显示器。胆留型(Cholesteric)液晶有两个稳定状态分别为平面态(Planar Texture)和 焦锥态(FocalConic Texture)，其特点为不需使用偏光片，具有较高的反射率与不错的对 比度。在没有外加电压场时，由于具有双稳态，因此在驱动之后不需要继续施加电压即可维 持稳定影像的显示，只有在两种稳定状态的转换需要时，才需要施加驱动电压。因为不需要 实时扫描驱动，加电的时间在整个显示期间所占比例极小，因此整体上耗电量非常低。其原 理为平面态时，当入射光满足Bragg反射条件，光波长会形成干涉，而将该波长的入射光反 射回来称为亮态。通过改变平面态液晶分子排列的螺距来控制反射光的波长，就可以显示 不同的颜色。当施加不同的电压，可以使液晶分子杂乱无章的排列，液晶分子会散射入射 光，并且通过吸光层吸收入射光线，此时显示状态为暗态。在应用过程中，随着材料的改进和工艺水平的提高，ChLCD的亮度和反射率逐年改 进，显示品质已经达到人们可以接受的水平。由于ChLCD反射环境光是依靠液晶分子的几 何排列的布拉格反射，其反射模式直接依赖于分子排列的有序度和方向。其排列是由弱锚 定实现的，当外力(如机械力、高温作用)作用于电子纸表面，如果液晶层的受到影响，分子 将不能恢复。当受到机械力作用时，分子排列倾向于平面态；当受到高温作用时，分子排列 倾向于焦锥态。高温作用在通常的使用环境中可以避免，但是意外压力等机械力的冲击很 难避免。尽管冲击后，可以通过刷新手段来解决，使液晶电子纸的功能大打折扣。特别是非 显示部分，没有办法通过刷新来解决；显示部分的刷新，也是被动刷新，既通过给予指令才 能实现。对于胆留型液晶电子纸来说，非显示区域仍然在在平面态，无法处于焦锥态。通常 焦锥态作为背景，显示部分在平面态，依靠其布拉格反射的高反射率获得高对比度。如果能 实现非显示区域全部为焦锥态，就可以获得高对度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何制造高对比度、抗机械力冲击的液晶电子纸。 使液晶电子纸可以实现高对比度，在各种环境下，具有优良的存储性能。为解决上述问题， 提出，其技术解决方案是一种高对比度的液晶电子纸显示器，其主要包括如下组成和结构，按照从前表面 到后表面的顺序第一层为基板A，第二层为附着于基板A上的ITO透明电极层A，第三层 为垂直取向膜A，第四层为胆留型液晶层，第五层为分布于胆留型液晶层中的非粘性间隔材 料，第六层为垂直取向膜B，第七层为ITO透明电极层B，第八层基板B，第九层为吸光层，还 包括封口和密封圈边框部分；在胆留型液晶层中还添加有粘性间隔材料，基板A和基板B平 面根据ITO透明电极层的图案以一定间隔贴合，与封口和四周密封圈组成密闭盒体。在胆留型液晶层中添加的粘性间隔材料是本专利技术的一大特点，在目前商用的一般 间隔材料中，也有粘性类型的，但是其粘性只能达到使微小的间隔材料在震动时不滑动，不 能应用于于本专利技术的目的。为了改善本专利技术液晶电子纸的抗机械冲击性能，要求上下基板 在外力的作用下，不会发生机械形变，设计的粘性间隔材料，其主要成分是热固化的环氧 树脂胶和间隔材料的混合物，其类型和主要性能和密封圈边框材料具有相同的或相似的性 能，形成一个个微小的粘性连接和支撑。另外，加工时在胆留型液晶层中还喷洒非粘性间隔 材料，确保液晶电子纸具有足够的反方向支撑力。一般说来，粘性间隔材料的分布越稀疏越 好，粘性间隔材料所占的体积越小越好，其体积是指其所占的底面积和盒厚的积，底面积是 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高对比度的液晶电子纸显示器，其主要包括如下组成和结构，按照从前表面到后表面的顺序：第一层为基板Ａ（１），第二层为附着于基板Ａ（１）上的ＩＴＯ透明电极层Ａ（２），第三层为垂直取向膜Ａ（３），第四层为胆甾型液晶层（４），第五层为分布于胆甾型液晶层中的非粘性间隔材料（５），第六层为垂直取向膜Ｂ（７），第七层为ＩＴＯ透明电极层Ｂ（８），第八层基板Ｂ（９），第九层为吸光层（１０），还包括封口（１２）和密封圈（１１）边框部分；其特征在于：在胆甾型液晶层中还添加有粘性间隔材料（６），基板Ａ（１）和基板Ｂ（９）平面根据ＩＴＯ透明电极层的图案以一定间隔贴合，与封口（１２）和四周密封圈（１１）组成密闭盒体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵景罡，
申请(专利权)人：大连东方科脉电子有限公司，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]