專利名稱：液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息顯示裝置，更準確的說涉及液晶顯示器，可以利用在各種用途的指示技術(shù)裝置中，同時也可在光學調(diào)制器，光調(diào)制的矩陣系統(tǒng)等中被利用。
與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)已知的液晶顯示器是以兩個平行玻璃極板形成的平面小池方式制成的，極板內(nèi)表面分布著透光電導材料(例如二氧化錫)制成的電極。帶電極的極板表面經(jīng)過專門加工，保證了極板表面和液晶薄膜體積內(nèi)的液晶分子方向與指定方向相同。在均勻定向的情況下，極板表面的液晶分子主軸與定向器方向平行，組裝小池后注滿液晶，液晶形成了1-20微米厚度的液晶層，液晶層是活性的媒介并在電場作用下能改變自己的光學性質(zhì)(極化面的轉(zhuǎn)角)。光學性質(zhì)的改變被交叉的極化器記錄下來，極化器通常被貼到小池外表面。這樣被利用的極化器，機械強度低，要求專門的方法防止機械破環(huán)，這使液晶顯示裝置變得復(fù)雜并使價格提升。(1).防止極化器機械破環(huán)的方法之一是在液晶顯示器內(nèi)放置極化器。
(2).已知裝置的缺點與顯示器較低的耐溫度和耐光度有關(guān)，與顯示器較低的對比度和較低的其它技術(shù)特征有關(guān)，所述缺點是由極化器材料決定的，通過選擇專門材料能消除這些缺點。但是，無論使用何種材料和工藝，所有液晶顯示器在集成和極板粘結(jié)過程中，會產(chǎn)生比例很大的廢品。無論極板用玻璃、塑料還是用其它合適的材料制成，都會在液晶顯示器極板的外邊緣形成粘結(jié)縫，粘結(jié)材料可能分配不均勻。多余的粘結(jié)材料可能導致液晶顯示器的工作區(qū)域形成黑影，還造成結(jié)合縫不密封和液晶流失的缺點。此外，粘結(jié)材料厚度不同，如果極板間沒有使用間距控制器，有可能破壞極板的平行性，極板不平行是不能容許的，將導致出廠合格率的降低。使用不同的粘結(jié)材料和不同的粘結(jié)工藝粘結(jié)接縫都不能根本解決這些問題。
已知的解決這些問題的途徑是使用專門的熱塑性粘結(jié)材料粘結(jié)極板，包括帶有限制性插入物的極板。(3).但是這些粘結(jié)手段不能克服所指出的不足。因為極板的粘結(jié)操作是在液晶顯示器的所有內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成之后，而只有在液晶注入顯示器后，已經(jīng)完成制作顯示器的所有工序后，才可以評價粘結(jié)接縫質(zhì)量。在液晶顯示器的生產(chǎn)過程中，質(zhì)量的完善，也就是粘結(jié)接縫工序本身的完善，是至關(guān)重要的。
本發(fā)明的主要技術(shù)成果是由準備好的固定元件實現(xiàn)極板的連接，這些固定元件預(yù)先在極板上制成因此在集成過程中不會變形，因此，不會改變其在極板上的位置，不會移動也不會斷裂，在粘結(jié)過程中也不會破環(huán)顯示器的元件。除此之外，發(fā)明的技術(shù)成果是固定元件同時作為液晶層指定厚度的控制器，這個厚度在顯示器組裝前就已確定。這與其它類似的液晶顯示器不同。在利用帶有限制性插入物的熱塑性材料制成的連接元件時，不能準確確定在限制器下面或上面的熱塑性材料層的厚度。這個發(fā)明保證了實現(xiàn)流水作業(yè)集成顯示器的可能性，例如，利用帶有交叉?zhèn)魉退芰蠋У牧魉€。特別的意義在于，對于固定元件來說可以使用不同的材料，與許多粘結(jié)材料和熱塑性材料不同，這些材料對顯示器的功能元件不是破環(huán)性的，甚至在溫度大大提高時也不會改變自己的性質(zhì)。
所述的發(fā)明的技術(shù)成果實現(xiàn)了，在帶有兩個有電極和極化器的平行極板的液晶顯示器中極板的連接是可拆卸的，極板在外邊緣進行連接形成一個可裝滿液晶的空腔。
為了實現(xiàn)可拆卸連接在極板內(nèi)表面沿外邊緣面對面的制成固定元件，保證極板相互固定和液晶的密封性。固定元件可以制成至少有一個連接縫，為形成連接縫在一個極板上形成一個槽，在另一個極板形成帶有形狀和尺寸的突出部，保證嵌入指定的槽并在槽中固定。突出部的橫截面可以是“大魚叉”形狀或“燕尾”形狀。固定元件可以制成至少有一個連接縫，為形成連接縫在兩個極板上形成帶有形狀和尺寸的突出部，保證相互固定的可能。另一個實施例中，固定材料以“維可牢尼龍搭扣(Velcro)”形式相結(jié)合，甚至，固定材料能夠以離散固定裝置形式制成，離散固定裝置以至少兩排的形式在極板的內(nèi)表面沿外邊緣放置，這時在固定裝置的排與排之間必須放置緊固襯墊。
在另一個實施例中，固定材料可以制成在對面的極板內(nèi)表面形成的共軸槽的形式，并且，槽的形狀和尺寸根據(jù)結(jié)合極板的可能性，由放入指定槽里的帶有相應(yīng)的形狀和尺寸的彈性繩和/或帶子完成。
顯示器的極板可以用玻璃或塑料制成，例如，前蘇聯(lián)產(chǎn)滌綸或其它預(yù)先指定用來制作的材料，并且兩個極板可以用同種材料制成，也可以用不同材料制成。至少在一個極板的內(nèi)表面形成定向結(jié)構(gòu)。兩個極板的結(jié)構(gòu)可以定向為相互平行也可以成一定角度。這時考慮到保證無論定向?qū)哟嬖谂c否極化器分子的方向性，和/或保證空腔內(nèi)液晶層的均勻分布，為了保證液晶層必要的厚度，定向結(jié)構(gòu)的振幅、周期和多孔性的選擇要與顯示器的尺寸相適應(yīng)?？梢栽谥辽僖粋€極板的內(nèi)表面制成沿外邊緣分布的厚度限制器—取間隔的裝置，這時固定材料能夠完成取間隔的裝置功能。甚至，至少在一個極板的內(nèi)表面制成沿極板面積分布的厚度限制器—取間隔的裝置，這時厚度限制器具有單獨的纖細元件的形狀，同時是輔助的固定元件，如圖釘或網(wǎng)格的形狀，或一段尺的形狀，或沿空腔體積放置的結(jié)構(gòu)。為了起補充固定作用并防止固定元件“松動”，極板要由內(nèi)部連接元件補充加固，如螺釘或卡釘。為了向顯示器中注入液晶，要使用一個可拆卸接縫上和/或在顯示器的一個極板里的窗口，在注滿液晶后窗口被密封。
液晶顯示器可以是反射型的。這時電極和一個極板可以用透光材料制成，并在另一塊極板上分布漫反射層，漫反射層可以形成該極板的電極系統(tǒng)。并且，在漫反射層和液晶之間或在液晶和極化層之間可以設(shè)置雙折射層。在至少一個極板上放置絕緣亞層。
帶有極板和用透光材料制成的功能元件的液晶顯示器也可以是透過型的。
為了集成帶塑料極板的液晶顯示器可以使用帶電極塑料帶，塑料帶具有事先制好的和/或在移動時制好的電極，顯示器層和固定元件。塑料帶在相互垂直的方向移動并在使固定元件結(jié)合起來的壓力作用下被固定，然后分成單獨的液晶顯示器。
圖2所示為兩條連接縫形式的固定元件的一個實施例；圖3所示為液晶顯示器的液晶，在液晶顯示器中，連接縫通過兩排相互之間帶有襯墊的離散的連接裝置制成；圖4所示為帶有輔助外部連接裝置的液晶顯示器；圖5a-圖5d所示為根據(jù)本發(fā)明的連接縫沿A-A的各個橫截面；圖6a和圖6b所示為制作塑料顯示器的傳送方法的一種可能的變化。
如

圖1所示，液晶顯示器由兩個極板1和2組成，可用玻璃，塑料，例如，前蘇聯(lián)產(chǎn)的滌綸或其它可以利用制作的材料，而且極板可以用同種材料，也可以用不同材料制成。為了將液晶3注入極板和形成連接縫4的固定元件之間的空腔，使用了專門制成的窗口，這個窗口可以在連接縫上制成，也可以在極板工作范圍的邊緣部分制成。
在極板上顯示器工作范圍里放置著功能元件，這個功能元件可以完成按照已知推薦的結(jié)構(gòu)和工藝方法制成。在極板上，通常由透光元件形成電極，定向?qū)樱^緣層，極化層，在必要時形成雙折射層。在制成反射型顯示器時形成漫反射層?；蛟陲@示器功能元件制成之前，或制作過程中，或制成后在顯示器極板上制成確定構(gòu)造的功能元件。通常固定元件可以用顯示器極板本身的材料制成。這樣，在一個極板上制成槽。為了制成槽可以利用已知的工藝方法，從機械方法，到利用液體或等離子體腐蝕的照相石版術(shù)方法，或者激光制作方法，采用的工藝方法取決于尺寸和材料。類似的，在極板表面連續(xù)的或不連續(xù)的突出部不僅可以用已制好元件的固定裝置制成，如氣焊，而且還可以直接在極板上塑造制成。在固定元件必須是小尺寸時也可以利用珂羅版石印術(shù)，噴涂，等離子工藝或激光工藝。對固定元件的根本要求是——它們應(yīng)保證極板和制好的功能元件耐久的密封結(jié)合，限制液晶。這通過選擇制成固定元件的材料和合適的形狀能夠達到。
圖2表示的是兩個連接縫4形式的固定元件的一種變化。這個方案可以使極板可靠固定。在這種方案下當一個接縫的接點被破環(huán)時，第二個接縫可重復(fù)密封固定的工作。
液晶顯示器的一種有意義的變化如圖3所示，該圖表示了離散元件6形式制成的固定元件，例如“按鈕”的形式，離散元件至少有兩列。在離散固定元件排與排之間緊挨著密封帶。在這種情況下，用于將液晶注入顯示器的窗口5可適當?shù)刂苯又谱髟跇O板上。
在制作加大尺寸的顯示器時，可適當利用以表面定位器形式制成的補充固定元件。圖4表示的是補充固定元件的可能變化。這可以由顯示器外邊緣的卡釘7和螺釘8來完成。
圖5a-圖5d表示的是形狀不同的固定元件。圖5a表示的是橫截面為“大魚叉”形狀的固定元件。為制成該元件，在一個極板上制成了突出部9，另一個極板上，與突出部相對應(yīng)，制成了槽10。根據(jù)相互固定的條件選擇固定元件的形狀和尺寸。圖5b表示的是這種連接的一種變化。圖5c表示的是橫截面為“燕尾”形狀的固定元件。圖5d表示的是固定元件，為形成這種固定元件在極板兩個相對表面上制成了槽10。槽的大小和形狀的選擇要考慮保證極板的相互固定由有間隔的彈力繩11實現(xiàn)，該彈力繩在極板相互擠壓過程中放入槽中。這種變化通常在有去間隔的裝置時被采用。
圖6a和圖6b簡略表示的是根據(jù)本發(fā)明制造塑料液晶顯示器時的傳送方法。帶有制成的結(jié)構(gòu)元件13和形成連接縫4的固定元件的塑料帶12，相互平行的落入工作重壓臺14上。塑料帶可由一卷預(yù)先處理的半成品15直接供給或在傳送過程中加工成。無論顯示器的功能元件，還是固定元件可以在塑料帶傳送過程中在塑料帶上制成。在工作臺上放置一段塑料帶和上面電路板16上另一段相對應(yīng)的塑料帶時將它們相互擠壓，保證固定元件的結(jié)合。在工作臺和上面電路板結(jié)合的同時極板也連接起來，可以剪斷相應(yīng)的一段塑料帶分開已制好的顯示器半成品17，該半成品放入在一條塑料帶移動過程中形成的一小堆半成品中。
組裝液晶顯示器的最后工序之一是將液晶注入空腔中。正如所說的，為了將液晶倒入顯示器使用了連接縫里和/或顯示器極板里的窗口，通常是在工作區(qū)域的外邊緣。在液晶注入空腔后用專門的密封材料通過已知工藝密封窗口。
所介紹的這種結(jié)構(gòu)的液晶顯示器的組裝可以用下列示例演示。
將帶有電極，定向?qū)踊驑O化器，液晶層和其它功能元件和沿周長制成的固定元件的塑料極板洗凈，烘干，如果需要，為確定液晶的分子定位方向在確定角度下打光，為確定在極板的間隔所必需的厚度就裝上取間隔的裝置。然后為了在各個極板上的連接裝置部分能互相結(jié)合起來，極板相互疊放。例如，如果連接裝置有“燕尾”形狀，那么一個極板上幾何形狀的槽要能和另一個極板上的幾何形狀的突出部結(jié)合。從一個小池邊緣產(chǎn)生足夠突出部嵌入槽內(nèi)的壓力并轉(zhuǎn)移到另一個小池邊緣，使極板緊貼另一個極板實現(xiàn)極板的連接。這個力可以通過兩個具有一定硬度的彈力面的滾輪之間的極板的連接產(chǎn)生。連接顯示器極板時，極板不會對溫度作用敏感，可實現(xiàn)對一個極板上的固定元件的加熱。在閉鎖時溫度梯度的產(chǎn)生，提高了依靠冷卻后緊密固定元件的相互固定方法的效率。為了保證預(yù)先連接較可靠的密封性，在極板嵌入槽前進行液體密封，然后用化學方法，熱力學方法或在多用途定影劑光的作用下，電感線圈的作用下或可見振動的作用下硬化，而且，硬化可以在測試元件缺陷后進行。通過小池壁上或連接縫里澆注成的窗口將液晶注滿，然后將窗口密封。然后，如果小池沒有內(nèi)部極化器，那么它們就會被粘上或在小池的外部方向加上必需的定向器。
如果小池里發(fā)現(xiàn)可排除的缺陷，小池的極板被拆開，洗凈液晶。然后恢復(fù)有缺陷的一段，小池被重新組裝。
小池的集成方法在其它固定構(gòu)造方面沒有原則上的區(qū)別。它同時被應(yīng)用于液晶顯示器的連續(xù)制作方法中，顯示器的前側(cè)壁和后側(cè)壁是在連續(xù)的聚合物帶上被制成的。在組裝時兩條帶子用兩個滾輪滾過來，使一個帶子的幾何突出部嵌入另一個帶子相應(yīng)的幾何槽內(nèi)。
本發(fā)明描述的液晶顯示器所有設(shè)計，沒有窮舉由所披露的發(fā)明的權(quán)利要求所決定的所有可能安排。而且，顯示器的工作原理沒有改變。附圖中和文字描述中直觀的說明了液晶顯示器的極板的可拆卸組裝的應(yīng)用。從上述的可以得出，所披露的發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)已聲明的目的并能提供上述的技術(shù)成果。
參考文獻1.Л.К.Bистинъ.ЖB X O，1983，томXXV11，вып.2，с.141-1482.US 3941901，19763.EP 0503834，199權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包括兩個帶有電極和極化器的平行極板，板的外邊緣進行連接形成一個空腔，其內(nèi)裝滿液晶，其中，兩個極板的連接被制成可拆卸的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，為形成可拆卸連接，在極板內(nèi)表面沿外邊緣相對地形成固定元件，保證極板之間的固定和液晶的密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任何一項所述的液晶顯示器，其中，固定元件以至少一個連續(xù)的連接縫的形式完成，為形成連接縫一個極板上具有槽，而另一個極板上具有一定形狀和尺寸的突出部，保證嵌入指定的槽中并可能在里面固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項所述的液晶顯示器，其中，突出部的橫截面的形狀是“大魚叉”形狀或“燕尾”形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任何一項所述的液晶顯示器，其中，固定方法至少有一個連接縫，為形成連接縫在兩個極板上制成的帶有一定形狀和尺寸的突出部，保證可以相互固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任何一項所述的液晶顯示器，其中，固定元件以“維可牢尼龍搭扣(Velcro)”的形式連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任何一項所述的液晶顯示器，其中，固定元件是以在極板內(nèi)表面沿外邊緣放置的離散的固定裝置的形式被制成，這些離散裝置至少有兩排，在排之間放置壓緊襯墊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任何一項所述的液晶顯示器，其中，固定元件是以在極板相對的內(nèi)表面上形成的共軸槽的形式制成，而且槽的尺寸和形狀根據(jù)極板連接的可能性由嵌入指定槽內(nèi)的彈性襯繩和/或帶有相應(yīng)形狀和尺寸的帶子完成。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的液晶顯示器，其中，極板可用玻璃，或者塑料，例如，前蘇聯(lián)產(chǎn)滌綸或其它事先指定的用來制作的材料，而且兩個極板可以用同種材料，也可以用不同材料制成。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的液晶顯示器，其中，至少在一個極板的內(nèi)表面形成定向結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示器，其中，兩個極板的結(jié)構(gòu)或者定向為互相成角度，或者互相平行。
12.根據(jù)權(quán)利要求10-11中任何一項所述的液晶顯示器，其中，考慮到無論有沒有定向?qū)佣寄鼙ＷC極化器分子的定向，和/或保證空腔體積里的液晶層的均勻分布，為保證液晶層的必須的厚度，結(jié)構(gòu)元件的振幅，周期和多孔性的選擇要與顯示器的大小相適應(yīng)。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的液晶顯示器，其中，至少在一個極板的內(nèi)表面裝備厚度限制器—取間隔的裝置，分布在極板的外邊緣，這時固定元件能完成取間隔的裝置的功能。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的液晶顯示器，其中，至少在一個極板的內(nèi)表面制成厚度限制器—取間隔的裝置，它們沿極板面積分布，這時它們可以是單個纖細元件的形狀，同時也是輔助固定元件，也可以是網(wǎng)格狀，或者一段直尺大小，或沿體積分布的幾何結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的液晶顯示器，其中，極板被外部連接元件輔助固定，例如螺釘或者卡釘。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的液晶顯示器，其中，為注入液晶利用了可拆卸連接層的窗口和/或顯示器的一個極板里的窗口，液晶注入顯示器后窗口被密封。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的液晶顯示器，其中，顯示器是反射型的，電極和顯示器的一個極板是用透光性材料制成，而第二個極板分布著漫反射層，漫反射層可形成這個極板的電極系統(tǒng)，而且在漫反射層和液晶之間或液晶和極化層之間可以分布雙折射層，而至少在一個極板上可以分布絕緣襯墊。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的液晶顯示器，其中，帶有極板和用透光性材料制成的功能元件的透過型顯示器。
19.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項所述的液晶顯示器，其中，為組裝帶有塑料極板的顯示器使用了塑料帶，塑料帶具有預(yù)先制好的和/或在被塑料帶傳送中制好的電極和顯示器層及固定元件，塑料帶互相平行或互相垂直的被傳送，相應(yīng)固定元件在壓力作用下相連接來固定塑料帶，然后被分成單獨的顯示器。
全文摘要
本發(fā)明涉及信息顯示裝置,更準確的說涉及液晶顯示器,可以利用在各種用途的指示顯示系統(tǒng)中,同時也可用于光學調(diào)制器、光調(diào)制矩陣系統(tǒng)中等被利用。本發(fā)明的液晶顯示器包括兩個帶有電極和偏振器的平行極板,其中,所述極板的外邊緣進行連接形成一個空腔,其內(nèi)裝滿液晶,并且兩個極板的連接是可拆卸的。本發(fā)明的主要技術(shù)成果是極板的連接是用準備好的固定元件實現(xiàn)的,這些固定元件在極板上預(yù)先制成,因此所述元件在集成的過程中不會變形,因而不會改變其在極板上的位置,不會移動也不會斷裂,在粘結(jié)過程中也不會破環(huán)顯示器的元件。除此之外,本發(fā)明的技術(shù)成果還在于固定元件還作為給定液晶層厚度的限制器,厚度在顯示器組裝前就已指定。這使該液晶顯示器不同于已知的類似產(chǎn)品。
文檔編號G02F1/1339GK1347517SQ00806365
公開日2002年5月1日 申請日期2000年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月20日
發(fā)明者帕維爾·伊萬諾維奇·拉扎列夫 申請人:奧普逖娃公司