CN1074136C - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

聚合物分散的液晶显示装置，包括彼此相对的第一和第二基板、设于该二基板间的聚合物分散的液晶层、设于第一基板内表面上的第一电极、设在第二基板上的反射件、用于着色透过液晶层的光以显示彩色图像的着色膜、以及设于第二基板内表面和液晶层之间的第二电极。第二电极的至少一部分对着相应的第一电极。设在光反射件上的着色膜包括一种荧光材料，将透过液晶层的光转变为具有与该荧光材料发射的光色彩相同的光。

Description

液晶显示装置
本发明涉及一种液晶显示装置，更具体地，涉及一种能够提供明亮的显示及获得清晰的图像的反射型液晶显示装置。
图1是显示一简单矩阵型聚合物分散的液晶显示装置的剖视图。如图1所示，该聚合物分散的液晶显示装置包括：在其上形成有信号电极13的透明基板11；在其上形成有扫描电极14的基板12；用于将基板11和12彼此连接的框形密封件15；以及由液晶和聚合物树脂组成的一聚合物分散的液晶层(将被称为复合膜)，该液晶层设置于由基板11和12及密封件15围成的空间内。
该复合膜16具有这样一种结构，在该结构中液晶的集团(液晶畴)被分散在聚合物树脂层中。注意，具有正的介电各向异性的向列液晶常被用作该液晶。
该聚合物分散的液晶显示装置通过在相对的信号和扫描电极13和14之间加上电压而被驱动。当未在该相对的信号和扫描电极13和14间加电压时，没有电场加在液晶上，且分散于该复合膜16中的液晶畴中的液晶分子指向各种方向。在此状态，穿过复合膜16的光被该复合膜16的光散射作用所散射。
当一个超过一预定阈值的电压被加在信号和扫描电极13和14之间时，一电场被施加在各液晶畴的液晶分子上。其结果，这些液晶分子被准直在一个基本垂直于基板11和12的主表面的方向上。在此状态，光几乎不受光散射作用地穿过该复合膜16。
如上所述，该聚合物分散的液晶显示装置是如此设计的，即通过控制光的散射和透射来显示一图像。由信号和扫描电极13和14间的交叉点构成的像素，当未加电场时，基于光的散射而以模糊的光被显示，而当加了电场时，以具有高亮度的透射光而被显示。为此原因，该聚合物分散的液晶显示装置不需要透射比较低的极化板且因此能提供比TN型液晶显示装置明亮的图像。
如图1所示，因为该优点，该聚合物分散的液晶显示装置一般被用作具有一反射板17的反射型装置。
然而，该传统的聚合物分散的液晶显示装置具有以下缺点。
(1)该传统的反射型聚合物分散的液晶显示装置设计为入射光在各两次通过基板11和12之后从基板11出射。由于此原因，因为基板11和12的光吸收而使得光的损失很大，使得显示相应变暗。
(2)当该传统的聚合物分散的液晶显示装置被用于彩色显示装置时，为各像素设置了一作为着色膜的滤色器，且通过对穿过各像素的光着色而显示一彩色图像。然而，由于各滤色器强烈地吸收光，显示相当严重地变暗，特别是在一反射型液晶显示装置中，因为光要两次穿过各滤色器。
(3)在该传统的聚合物分散的液晶显示装置中，当斜着观看时，显示的亮度变低，且一显示图像的周边部分变得不清晰。因此，不能得到高质量的图像。
这一缺点将参照图2详细地说明。当一个聚合物分散的液晶显示装置的显示被垂直观看时，被施加了电场而显示的各ON(明亮)像素被以全尺寸看到。然而，当该液晶显示装置被如图2中箭头所示地倾斜观看时，反射膜17中实际被看到的区域AB与一明亮区(一个透过复合膜16的光入射的区域)AA不一致。由于此原因，该明亮区域AA中，区域W1未被看到，而只有区域AC被看到。因此，各像素看起来好象它们的一部分被丢掉了，且显示图像变暗，使对比度降低。另外，观察者能看到非显示区域W2。由于从邻近的明亮区中进入的散射光，欲被置为黑区域的非显示区变得稍微亮了一些，上述散射光是缘于光在复合膜16的散射。其结果，邻近于一ON像素的模糊部分被看到，使得显示图像被弄模糊。
(4)如图3所示，一些传统的反射型聚合物分散的液晶显示装置具有一在各非显示区上的称为黑掩模的光遮蔽膜18形成在前侧基板11的外表面上。该光遮蔽膜18用于遮蔽透射过各非显示区的光以作为整体显示一清晰的图像。然而，该光遮蔽膜18使得显示更暗且使图像模糊。这一点将参照图3详细说明。当示于图3的该液晶显示装置被如箭头所示地倾斜地观看时，在反射膜17上一实际被看到的区域AB与一明亮区域AA偏离。其结果，该明亮区域AA的一部分被该光遮蔽膜18阻挡住，且仅区域AA中的区域AC被观察者看到。因为此原因，各像素的区域W1被丢掉，显示图像变暗，使对比度降低。另外，虽然只有非显示区域W2能被观察者看到，但因为从一邻近的显示区域进入的散射光，使该非显示区域W2稍稍亮一些。因此，靠近各ON像素的模糊部分被看到且显示图像变模糊。
本发明的首要目的即在于提供一种液晶显示装置，其能显示一明亮的图像。
本发明的第二个目的在于提供一种液晶显示装置，其能提供清晰的显示图像。
为了达到上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种液晶显示装置，包括：
具有相对的内表面且彼此以一预定距离设置的第一及第二基板；
一液晶层，设置于第一和第二基板之间，用于控制光的散射和透射；
第一电极，设置在第一基板内表面侧；
第二电极，设置在第二基板和该液晶层之间且至少具有对着第一电极的一部分；及
一反射件，设置在第二基板和液晶层之间，用于反射透过该液晶层的光。
按照上述设置，由于该反射件不是设置于第二基板的外表面侧而是其内表面侧，从第一基板侧入射的光不穿过第二基板。由于此原因，入射光不会受到由于穿过第二基板而引起的衰减，可以显示一明亮的图像。
另外，由于该反射件设置在该第二基板的内表面侧，从液晶层的表面(与第一基板接触)到该反射件的距离小于该反射件设置于第二基板外表侧的情况中的该距离。在倾斜地观看显示器时，如果从液晶层的该表面到反射件的距离较短，该反射件的一明亮区域(透射过液晶层的光入射的区域)与一实际被看到区域之间的偏离即较小。由于此原因，各显示像素的丢失减小。也就是说，当斜着观看屏幕时，也能够得到具有近似于垂直观看屏幕时得到的显示质量的显示。因此，当斜着观看时也能得到明亮的显示且各像素周边部分的模糊现象也可被避免。
根据本发明的第二个方面，提供了一种液晶显示装置，包括：
第一和第二基板，它们具有相对的内表面且彼此相距一预定距离设置；
一液晶层，设置在第一第二基板之间，用于控制光的散射和透射；
第一电极，设置在第一基板的内表面侧；
第二电极，设置在第二基板的内表面和该液晶层之间且至少具有对着该第一电极的一个部分；以及
一荧光膜，设置在第二基板和液晶层之间，由包含荧光材料的膜构成。
该荧光膜吸收具有一预定波长之外的波长的光且通过利用所吸收的光的能量发射具有一预定波长的荧光。由于此原因，由该液晶显示器得到的显示色彩是该荧光的色彩。该荧光膜不是通过透射具有预定波长的光并吸收其它波长的光来给光着色，而是利用所吸收光的能量发射荧光。由该荧光膜着色的光具有比由滤色器等着色的光高的强度。因此，能够显示明亮的彩色图像。
另外，通过使用一光反射板，该装置也可作一反射型彩色液晶显示装置。
如果该荧光膜含有一发磷光的材料，即使当没有光入射在该液晶层时也可以以该磷光材料发出的光显示一图像。
如果该荧光膜含有一透射具有一包括由该荧光膜发射的荧光波长的波带的光的材料(颜料等)并且吸收其它波带的光，被着色的光的色纯度将能改善。
类似地，如果该液晶含有一种材料(染料或类似物)，该材料透射具有包括由该荧光膜发射的荧光波长的波带的光且吸收其它波带的光，被着色的光的色纯度也可被改善。
根据本发明的第三方面，提供了一种液晶显示装置，其包括：
第一透明基板；
第二透明基板，其对着该第一透明基板设置且由一透明膜构成；
一液晶层，设置于该第一和第二透明基板之间，用于控制光的散射和反射；
第一电极，设置在该第一透明基板的内表面上；
第二电极，设置在该第二透明基板的内表面上；
一反射件，设置在该第二基板的外表面上。
按照上述设置，该透明膜与一玻璃基板等相比非常薄。因此，从该液晶层的表面(与第一基板接触)到该反射件的距离被缩短。当斜着观看一显示器时，如果从该液晶层的表面到该反射件的距离较短，该反射件上的一明亮区域(透射过该液晶层的光入射的区域)与一实际被看到的区域间的偏离也较小。其结果，各像素的丢失减小。也就是说，即使当斜着观看该屏幕时，也可得到具有与垂直观看屏幕时得到的显示质量相近的质量的显示。因此，当斜着观看时也可获得明亮的显示且各像素周边部分的模糊可避免。
另外，通过在该反射件的外表面上设置一硬的保护板，该装置的强度能被改善且不会降低显示的质量。
根据本发明的第四方面，提供了一种液晶显示装置，包括：
彼此相对设置的第一和第二透明基板；
一液晶层，设置在该第一和第二透明基板之间，用于控制光的散射和透射；
第一电极，设置在第一透明基板的内表面上；
第二电极，设置在第二透明基板的内表面上；
一反射件，设置在该第二基板上；以及
一光遮蔽膜，设置在该第一基板内表面上的非显示区中，用于遮光，该非显示区包括该第一和第二电极彼此相对部分之外的部分；
按照上述设置，由于该光遮蔽膜设置在第一基板的内表面上，从该光遮蔽膜到该反射件的距离比传统液晶显示装置中的该距离短了第一基板的厚度。由于此原因，当斜着观看该显示器时该反射件的一明亮区域和实际被看到的区域的偏离较小。因此，即使斜着观看屏幕，也可得到与垂直观看屏幕时相近的显示质量。也就是说，当斜着观看时也可得一明亮的显示且各像素周边部分的模糊可被避免。
根据本发明的第五方面，提供了一种液晶显示装置包括：
第一基板，具有不超过0.7毫米的厚度；
第二基板，与该第一基板相对地设置；
一液晶显示层，设置在该第一和第二基板之间，用于控制光的散射和透射；
第一电极，设置在该第一基板的内表面上；
第二电极，设置在该第二基板的内表面上；
一反射件，设置该第二基板上；以及
一光遮蔽膜，设置在该第一基板的外表面上的非显示区中，用于遮光，该非显示区包括第一和第二电极彼此相对部分之外的部分。
按照以上设置，由于该第一基板很薄，从该光遮蔽膜到该反射件的距离比传统液晶显示装置的该距离要短。由于此原因，当斜着观看显示器时，在该反射件的一明。亮区域和一实际被看到的区域之间的偏离即较小。因此，即使斜着观看屏幕时，也可得到与垂直观看屏幕时相近的显示质量。也就是说，当斜着观看时也可得到一明亮的显示并且各像素周边部分的模糊可被避免。
本发明其它的目的和优点将在以下说明中给出并从那些说明中明了，或者通过实践本发明而了解。本发明的目的和优点可通过在权利要求书中特别指出的手段和其组合而实现和获得。
附图的简要说明：
作为本说明书一部分的附图显示了本发明目前的较佳实施例，它们和以上一般性说明和以下对较佳实施例的详细说明一起，用来说明本发明的原理。
图1是显示一种传统的聚合物分散的液晶显示装置的剖视图；
图2和3是说明该传统的聚合分散的液晶显示装置的缺点的剖视图；
图4是显示根据本发明第一实施例的一种聚合物分散的液晶显示装置的剖视图；
图5是图4中的由液晶和聚合物树脂构成的复合膜的放大剖视图；
图6是显示该根据第一实施例的聚合物分散的液晶显示装置的一种变形剖视图；
图7是用于说明根据本发明的第二实施例的一光着色膜的结构的剖视图；
图8是用于说明根据本发明的第二实施例的该光着色膜的一种变形的剖视图；
图9是显示由测量光束的强度分布得到的结果的曲线，这些光束是由该第二实施例的光着色膜和光滤色器着色的，该光着色膜和光滤色器分别具有设置在该光着色膜和光滤色器后表面侧上的反射膜；
图10是显示该第二实施例的光着色膜被用于一聚合物分散的液晶显示装置的情形的剖视图；
图11A和图11B是用于说明液晶分子和双调(two-tone)染料分子在没有及有电场时的准直状态的剖视图；
图12是显示图10中的该聚合物分散的液晶显示装置的一种变形的剖视图；
图13和14是用于说明本发明的第三实施例的一光着色膜的结构的剖视图；
图15是用于说明该第三实施例的光着色膜的一种变形的结构的剖视图；
图16是用于说明根据本发明的第四实施例的一种聚合物分散的液晶显示装置的设置的剖视图；
图17是用于说明在该第四实施例的聚合物分散的液晶显示装置中一显示被斜着观看时的剖视图；
图18是用于说明用于制造该第四实施例的聚合物分散的液晶显示装置的方法的剖视图；
图19是显示该第四实施例聚合物分散的液晶显示装置的一种变形的剖视图；
图20是显示根据本发明的第五实施例的一种聚合物分散的液晶显示装置的主要部分的剖视图；
图21是显示根据本发明的第六实施例的一种聚合物分散的液晶显示装置的主要部分的剖视图；
图22是显示根据本发明的第七实施例的一种聚合物分散的液晶显示装置的主要部分的剖视图；
图23显示于根据本发明的第八实施例的一种聚合物分散的液晶显示装置的主要部分的剖视图；
图24是显示根据本发明的第九实施例的一种聚合物分散的液晶显示装置的主要部分的剖视图；
图25是显示根据本发明的第十实施例的一种聚合物分散的液晶显示装置的主要部分的剖视图；
图26是显示根据本发明的第十实施例的该聚合物分散的液晶显示装置的液晶畴的排列的平面视图；
图27A和27B是用于说明制造示于图25的该聚合物分散的液晶显示装置的方法。
下面将结合附图说明根据本发明实施例的液晶显示装置。【第一实施例】
图4是根据本发明第一实施例的一聚合物分散的液晶显示装置的剖视图。图5是由液晶和一种聚合物树脂构成的一复合膜(聚合物分散的液晶层)的一部分的放大剖视图。
该聚合物分散的液晶显示装置包括：一对前、后侧基板111和112；一密封件115，用于将基板111和112彼此连接；以及一由一种液晶和一种聚合物树脂构成的复合膜116，其设置于由基板111、112和密封件115围成的空间内。用于向复合膜116施加电压的扫描电极116形成在该前侧基板(图4中的上方基板)111的内表面(对着该复合膜116)上。用于向复合膜116施加电压的信号电极114和一用于反射光的反射膜117形成在该后或背侧基板(图4中的下方基板)112的内表面上。
该前侧基板111是由玻璃等构成的透明基板。各扫描电极113是由诸如ITO(铟锡氧化物)膜等的透明导电膜构成的。
例如，该后侧基板112由玻璃或类似物构成。各信号电极114是由诸如铝膜等低电阻金属膜构成的。该反射膜117在几乎该后侧基板112的全部表面上形成在电极114上。该反射膜117是由绝缘膜制成的，例如由包含荧光颜料的树脂膜构成。
该复合膜116通过在聚合树脂中分散液晶畴形成。如图5所示，该复合膜111具有这样一种结构，其中，一种液晶116b被限制于具有海绵状剖面结构的一种聚合物树脂116a中的空隙中。
下面将描述具有示于图5的结构的聚合物分散的液晶显示装置的运作。
该聚合物分散的液晶显示装置通过在扫描电极和信号电极113和114之间施加电压而被驱动。当没有电压被加在电极113和114之间时，分散于聚合物树脂中的各液晶畴中的液晶116b的分子指向各种方向。在此状态，经过复合膜116的光被液晶和聚合物树脂间的界面及液晶分子散射。其结果，在未加电压部分的显示是模糊的。
当等于或高于一预定阈值的电压被加压电极113和114之间时，各液晶畴中的液晶分子被统一地准直在一个几乎垂直于基板111和112的表面的方向上。由于此原因，光几乎未受光散射效应影响地穿过复合膜116。其结果，在施加了电压的部分的显示具有与由光反射膜117反射的光的色彩一样的色彩。由于一包含荧光颜料的树脂膜被用作反射膜117，该施加了电压的部分的色彩即为从该荧光颜料发射出的荧光的色彩。
因此，根据该聚合物分散的液晶显示装置，入射光的散射和反射即可被控制以显示一任意的图像，这一控制是通过控制供给扫描和信号电极113和114的信号，也即控制施加给复合膜116的电场而实现的。
在该聚合物分散的液晶显示装置中，由于该反射膜117形成在后侧基板112的内表面上，穿过前侧基板111和复合膜116的光被反射膜117反射而未穿过后侧基板112。由于此原因，在本实施例的该聚合物分散的液晶显示装置中，仅在前侧基板111上发生由于光吸收的光量减少。因此，光量的减少是小的，且能获得明亮的显示。
另外，由于该反射膜117被设置在后侧基板112的内表面上，从复合膜116的表面(与前侧基板111相接触)到反射膜117的距离是短的。由于此原因，当该显示装置被斜着观看时，在反射膜117上的一实际被看到的区域和一明亮区域(透射过复合膜116的光入射在其上的区域)之间的偏离是小的。因此，当斜着观看时也能得到明亮的显示，且各像素周边部分的模糊可被避免。
在该聚合物分散的液晶显示装置中，由于入射光两次经过复合膜116，穿过未加电压部分的光被散射两次，使得该处模糊的程度增加。另外，由于荧光，在施加了电压的部分的显示是明亮的。因此，本实施例的装置能得到具有比传统反射型装置高的对比度的显示。
在该实施例中，由于反射膜117是由包含荧光颜料的树脂膜构成的，所以由反射膜117反射的光被着色，且能获得一明亮的彩色显示。例如，上述结构的聚合物分散的液晶装置如以下所述方法制造。首先，具有形成在其上的扫描电极113的前侧基板111被以密封件115与具有形成在其上的信号电极114和反射膜117的后侧基板连接起来。一种液晶和一种聚合材料的溶液混合物被以真空注入的方法封入由基板111和112以及密封件115围成的空间内，该聚合材料在被光照射时将发生一聚合反应。
光(紫外射线)从前侧基板111的外表面侧均匀地照在该被密封的空间中溶液混合物。由于该光的辐射，发生了一游离基聚合反应，其中，该聚合材料的双键以单基聚物或低聚物的形式分解为游离基，且相邻近分子的游离基组合以形成一聚合物。该聚合材料的聚合使得液晶从该聚合物树脂中的相分离。其结果，如图5所示，该复合膜116被形成，该复合膜具有这样的结构，其中，液晶116b被限制在具有海绵状剖面结构的聚合物树脂116a的空隙中。这种形成复合膜的方法称为光聚合相分离方法。最后，形成在密封件115上的溶液混合物注入开口被用密封材料密封住，由此完成一聚合物分散的液晶显示装置。
参看图4，该反射膜117被形成在电极114上。然而，例如图6所示，该反射膜117也可形成在后侧基板112的内表面上，且由诸如ITO膜等透明导电膜构成的电极114可形成在该反射膜117上。
在上述实施例中，一玻璃基板被用作该后侧基板112。然而，该后侧基板112也可由任意透明或不透明的材料制成。如在第四实施例将详细描述的，一挠性膜基板等也可用作该后侧基板112。另外，该反射膜不限于由包含荧光颜料的材料构成的彩色反射膜，还可具有任意结构，只要它具有高反射率。例如，一诸如铝膜的金属反射膜可被经一绝缘膜设置在电极114上或下面。
如上所述，在该第一实施例的聚合物分散的液晶显示装置中，由于该反射膜形成在后侧基板的内表面上，没有光的衰减发生在该后侧基板。因此，能显示一明亮的图像。
本发明不限于一聚合物分散的液晶显示装置，还可应用于其它光散射液晶显示装置，例如，一相改变(PC)效应液晶装置。
在相改变(PC)效应液晶装置中，受到相改变的一液晶层设置于一对基板之间，各基板具有形成在其上的电极，且各电极被一绝缘膜覆盖。通过施加电场，该液晶层在“具有同归线(homeotropic)排列的向列相”和“具有螺旋结构(其中螺旋轴线指向各种方向)的分子排列的胆甾相”之间改变其相。一般地，使用由向一向列型液晶中加入一胆甾型液晶或手性(chiral)向列液晶而得到的液晶。
在该相改变效应液晶装置中，在未加电场时液晶分子随机地扭转/准直在各方向上。在此状态，经过液晶层的光被散射。通过施加一预定的电场，液晶分子以一同归线排列的形式被准直。在此状态，光几乎不受光散射效应影响地透射过液晶层。
该液晶显示装置不限于简单矩阵型的，也可是有源矩阵型或段显示型的，在段显示型中，对应于显示图形的段电极形成在一基板上，而公共电极则形成在另一基板上。【第二实施例】
下面将结合附图更详细地描述本发明的第二实施例，该实施例涉及反射膜的更详细的结构。
首先将参照图7描述用于根据本实施例的液晶显示装置的一光着色膜(反射件)的结构。
本实施例的光着色膜是由通过向一透明基质材料202中加入荧光材料203而形成的荧光膜201构成的。用作该透明基质材料202的材料，例如可以是诸如丙烯酸类树脂、氯乙烯树脂、醇酸树脂、芳基磺胺树脂、尿素树脂、密胺树脂、苯基胍胺树脂或它们的共缩聚合物等透明树脂。
该荧光膜201如下形成。首先，通过按一预定比例混合一用作基质材料202的树脂材料和该荧光材料203得到的膜被涂覆在彩色液晶显示装置的一基板(未示)上，该涂覆是以印刷或旋转(spin)涂覆方法进行的，以得到一预定的膜厚度。该树脂材料然后被凝固以形成该荧光膜201。
该荧光材料203是通过将一荧光件研碎为微细颗粒得到的。该荧光件是通过染色与用作透明基质材料202相同的树脂或另一种透明树脂得到的。该荧光材料203具有吸收具有一特定波带(从该荧光材料203发射的荧光的波带)之外的波长的光而利用所吸收的能量发射具有该特定波带的光的波长转换功能。
因此，从该荧光膜201出射的光具有与荧光材料203发射的光的颜色相同的颜色。
下面将更详细说明由荧光膜201进行的光的着色。假设一反射膜MA设置在荧光膜201的后表面，如图7中一长两短交替的虚线所示的。在此例中，从荧光膜201的前表面侧入射的光被透射并被反射膜MA反射，如图7中的实箭头所示。此被反射的光接着又穿过荧光膜201以从那里出射。在穿过该荧光膜201的光中，有些光即入射在该荧光材料203上。
在入射在荧光材料203上的光中，有些具有一特定波带的光成份，即那些具有与荧光材料203发射的光相同波带的光被该荧光材料203透射或反射。而其它波长的光成份则被荧光材料203吸收而荧光材料203则利用所吸收的光的能量发射具有该特定波带的光(荧光)。
该从荧光材料203发射的荧光向该荧光材料203的周围发射，如图7中的间断箭头所示。向该荧光膜201的前表面传播的荧光成份即成为从该荧光膜201的反射光，而向反射膜MA传播的荧光成份则被反射膜MA反射并从荧光膜201的前表面出射。也就是说，所有透射过和由荧光材料203反射的光成份最终都从荧光膜201的前表面射出。
因此，从荧光膜201出射的光是由未碰到荧光材料203而透射过荧光膜201的光、从荧光材料203发射的荧光以及透射过/由荧光材料203反射的光成份(具有与荧光材料203发射的荧光相同的波长范围的光成份)构成。透射过荧光膜201而未与荧光材料203相撞的光是白光。因此，从荧光膜201出射的光具有与荧光材料203发射的光相同的色彩。请注意，出射光的色强度是由荧光材料203在荧光膜201中的比例决定的。
在一传统的装置，用作一光着色膜的滤色器只透射可见光中的具有特定波带的光，并吸收其它波长的光，由此来着色出射光。与此相反，荧光膜201吸收波长为特定波带之外的可见光和紫外红并利用所吸收光的能量发射该特定波带的光。因此，由荧光膜201着色的光的强度高于由滤色器着色的光的强度。
图9显示了由测量被在后表面上分别具有反射膜的该第二实施例的光着色膜和该滤色器着色的光束的强度分布而得到结果。更具体地，图9显示了当使用3种反射膜得到的测量结果：具有经粗糙处理的表面的铝反射膜(之后将被称为铝粗糙表面反射膜)，由BaSO4(硫酸钡)构成且具有光散射表面的反射膜(之后将被称为BaSO4反射膜)。以及由Ag(银)构成的镜表面反射(之后将被称为镜表面反射膜)。
注意，在此对着色光束的强度分布的测量中使用的荧光膜是一种利用荧光材料FA-22的绿荧光膜，该材料FA-22可由Shinroihi  K.K．得到。该荧光材料以重量比例60/160与基质材料混合。所使用滤色器是通过将一种材料涂覆在一反射膜上及随后将该材料中的透明树脂材料凝固而形成的，该种材料是混合一种透明树脂材料和一种绿色颜料而得到的。该滤色器和荧光膜都具有7.5微米的厚度。
如图9所示，从荧光膜201出射的光的强度比从滤色器出射的光的强度高许多。另外，出射光相对于频率的分布在使用以下反射膜时几乎没有变化：铝粗糙表面反射膜，BaSO4反射膜，及银镜表面反射膜。
如上所述，从荧光膜201出射的光是由从荧光材料203发射的荧光着色的光。该由荧光膜201着色的光的强度比由滤色器着色的光的强度高许多。
因此，如果由荧光膜201构成的光着色膜被用于一液晶显示装置，则可利用被该光着色膜着色的光实现具有高亮度的彩色显示。
如图8所示，一种着色颜料(用于滤色器等的颜料)204可被加入该荧光膜201，该颜料用于使对应于从荧光材料203中出射的荧光的波带的光透射而吸收其它波长的光。以此处理，从荧光膜201发射的光的色纯度可被改善。
在此例中，经过荧光膜201的光被吸收到某一程度，出射光的强度也降低至同样的程度。但是，通过调整欲添加的颜料的量，可以获得具有高的色纯度和足够高的强度的着色光。
图10是显示一示例性的采用上述光着色膜的聚合物分散的液晶显示装置的一部分的剖视图。注意，该液晶显示装置是一反射型有源矩阵液晶显示装置，具有在后侧基板的内表面上的反射膜。
参看图10，下方基板211即为该液晶显示装置的后侧基板，而上方基板212即为前侧基板。
该后侧基板211是一个绝缘基板(不需要透明)，由玻璃、树脂膜等构成。多个的透明像素电极213在行和列的方向设置在该后侧基板211上。另外，多个分别对应于像素电极213的有源元件214设置在该后侧基板211上。
例如，各有源元件214由一个TFT(薄膜晶体管)构成。各TFT214由一形成在后侧基板211上的门电极215、一覆盖该门电极215的门绝缘膜216、一由a-Si(非对称硅)构成且形成在该门绝缘膜216上以对着门电极215的半导体膜217、以及形成在该半导体膜217两侧的源和漏极218和219构成。
虽然未示，一用于向TFT214提供门信号的门线(地址线)和一用于向TFT214提供对应于图像数据的数据信号的数据线被设置在该后侧基板211上。TFT214的门电极215是和门线整体形成的，漏极219与数据线相连。
一反射膜220形成在该后侧基板211上，与所有设置在后侧基板211上的像素电极213对应，对着各像素电极213的几乎整个表面。上述任意一种反射膜，即铝粗糙表面反射膜、BaSO4反射膜及银镜面反射膜中的一种，都可被用作反射膜220。如果该反射膜220、TFT214、门电极215以及门线都由相同的金属膜(如铝膜)制成，则这些元件可一次形成。
由上述荧光膜201构成的光着色膜形成在反射膜220上。在此实施例中，作为光着色膜，用于发射不同颜料荧光的多种着色膜被使用，例如，黄色荧光膜201a、红色荧光膜201b、及绿色荧光膜201c。这些荧光膜201a、201b及201c依次设置在反射膜220上。
用作黄色荧光膜201a的荧光材料可通过采用色检索号为“C.I.56205”或“C.I.46040”的荧光染料而获得。仅由紫外线的照射，该染料“C.I.56205”即发射色彩范围为从绿到黄绿的荧光，而染料“C.I.46040”则发射色彩范围为从黄绿到黄的荧光。在日光下，两种染料发射的荧光的色彩都为黄。
用作红色荧光膜201b的荧光材料可通过采用色检索号为“C.I.45380”或“C.I.45160”的荧光染料而获得。仅由紫外线的照射，从两种染料发射的荧光的色彩为从黄到桔黄。在日光下，两种材料发射的荧光的色彩都为红色。
注意，可用一粉色荧光膜代替该红色荧光膜201b。用于该粉色荧光膜的荧光材料可通过采用色检索号为“C.I.45170”的荧光染料而获得。仅由紫外线的照射，该染料发射的荧光的色彩范围是从桔黄到红。在日光下，从该染料发射的荧光的颜色为粉色。
该形成在反射膜220上的荧光膜201a、201b及201c都被以TFT214的门绝缘膜216覆盖。该绝缘膜216是一由SiN(氮化硅)或类似物构成的透明膜。像素电极213形成在门绝缘膜216上。像素电极213的一端部连接在TFT214的源电极218上。
该前侧基板212是由玻璃板或透明树脂构成的一透明基板。透明反电极221形成在该前侧基板的几乎整个表面上，以对着在后侧基板211上的所有像素电极213。
该后侧基板211和前侧基板212被由一框形的密封件(未示)在它们的周边部彼此连在一起。一复合膜222形成在由该后侧基板211、前侧基板212及该密封件围成的一区域内。
与第一实例类似，复合膜222具有这样的结构，其中，液晶畴被分散在一聚合物树脂层中。使用于本例中的液晶通过混合一黑的二向色的染料于一具有正介电各向异性的向列型液晶中而获得的。
图11A和11B是放大的剖视图，各显示在没有和有电场时复合膜222的一液晶畴224中的液晶分子的排列。参看图11A及11B，标号AM指示液晶分子，而BM则指示二向色的染料分子。
该液晶显示装置也是通过控制光的散射和透射来显示一图像的。当未施加电场时，分散于复合膜222的聚合物树脂223中的各液晶畴224中的液晶分子指向各个方向，如图11A所示。由于此原因，在没有电场时，当从该液晶显示装置的前表面侧入射的光穿过复合膜222时，该光被液晶畴224和聚合物树脂223之间的界面和液晶分子AM散射。被散射的光的大部分被该二向色的染料分子BM吸收。
由于此原因，在没有电场时，只有少量的光穿过复合膜222到达荧光膜201a、201b和201c及反射膜220。因此，从荧光膜201a、201b和201c发射的荧光量及从反射膜220出射的光量很少。另外，这些光成份当穿过复合膜222时被散射和吸收以至于几乎没有光从前表面出射。结果，在黑状态的显示几乎为黑色。
当在像素电极213和反电极221之间施加一电场时，液晶分子AM被一致地准直在一个几乎垂直于基板211和212的主表面的方向上，如图11B所示。由于液晶分子AM的准直，二向色分子BM也一致地准直在该几乎垂直于基板211和212的方向上。由于此原因，在有电场时，从该液晶装置的前表面侧入射的光在几乎未受复合膜222的光散射作用和该二向色染料的吸收的情况下透射过复合膜222。
因此，在有电场时，入射光可经过复合膜222到达荧光膜201a、201b和201c及反射膜220。这些光使得荧光膜201a、201b及201c发射荧光。另外，这些发射的光被反射膜220反射以再次穿过复合膜222从该液晶显示装置的前表面射出。
在此例中，显示的色彩对应于从荧光膜201a、201b及201c发射的荧光的色彩。在此液晶显示装置中，由于黄、红、绿荧光膜201a、201b、201c对应于各像素顺次设备，由这三种色彩黄、红、绿的组合得到的彩色图像即被显示。
如上所述，被荧光膜201a、201b和201c着色的光的强度大大高于被滤色器着色的光的强度。因此，本实施例的液晶显示装置能显示具有高亮度的彩色图像。
另外，由于反射膜220被设置在后侧基板211的内表面上，从复合膜222的前表面(与前侧基板212接触)到反射膜220的距离是短的。由于此原因，当斜着观看该液晶显示装置时，在反射膜220上的一个实际被看到的区域和一明亮区域间的偏离是小的。因此，当斜着观看时也可得到明亮的显示且各像素周边部分的模糊可被避免。
在图10的设置中，该光着色膜(荧光膜201a、201b及201c)是形成在其上形成有像素电极213及TFT214的基板211上的，然而，如图12所示，该光着色膜也可形成在其上具有反电极221的基板212上。
在示于图12的结构中，基板211用作前侧基板以形成一透明基板。
该后侧基板212不需要是透明的。反电极221形成在后侧基板212上。该反电极同时用作一反射膜。更具体地，该膜是一个由上述的铝粗糙表面反射膜或银镜面反射膜构成的导电反射膜。
该黄、红、绿荧光膜201a、201b及201c顺次形成在反电极221上以对着像素电极213。
在此结构中，通过反射和着色入射光同样可得到一具有高亮度的彩色图像。由于该反电极221被用作一反射膜，该显示装置的结构被简化且制造成本降低。
与第一实施例类似，具有图10和12所示结构的装置是由以下方式形成的，即，以一密封件将基板221和212彼此连接起来，向基板211、212之间注入/填入一聚合材料(该材料当被光照射时引起聚合反应)和一其中加有二向色染料的液晶的溶液混合物及通过从透明的前侧基板的前表面侧照射紫外线光聚合该聚合材料。【第三实施例】
在第二实施例中，该荧光膜是通过向一透明基质材料中加入一荧光材料形成的。然而，如图13所示，荧光膜301可以通过向透明基质材料302中加入荧光材料303和磷光材料304而形成。
例如，示于图13的荧光膜301如下构成。首先，由以所需比例混合一作为透明基质材料302的树脂材料、荧光材料303、磷光材料304而得到的膜通过印刷方式、旋转涂覆的方式等形成在一基板上(未示)以具有预定的厚度。该树脂材料接着被凝固以形成该荧光膜301。
该透明基质材料302、荧光材料303等与使用于第二实施例中的相同。
该磷光材料304是硫酸锌粉、硫酸钙等，用作发光颜料。该磷光材料304从外部吸收辐射的光，积累激发的能量，并逐渐将积累的能量转换为光，由此发射该光。
如图13所示，入射在荧光膜301上的入射光的某些成份照射在荧光材料303上。在这些照射的光成份中，具有与荧光材料303发射的荧光相同波带的光成份透射过或由荧光材料303反射，而具有其它波长的光成份被荧光材料303吸收。该荧光材料303利用所吸收的光成份的能量发射具有该特定波长范围的光(荧光)。由于此原因，从荧光膜301出射的光具有与荧光材料303发射的光相同的色彩。该出射光的色强度决定于荧光膜301中荧光材料303的比例。另外，由于该光着色膜是通过向荧光膜301加入磷光材料304形成的，即使当光停止入射在液晶显示装置上之后，光仍从磷光材料304射向荧光膜301，从而使液晶显示装置能利用荧光膜301发射的荧光进行一彩色显示。
更具体地，如图13所示，从荧光膜301的前表面入射的光和从反射膜MA反射的光中的有些光成份在它们经过荧光膜301时被磷光材料304吸收，且这些光成份的光被积累在磷光材料304中。该磷光材料304将积累的能量转变为光并发射之。然而，当有足够的外来光入射在荧光膜301上时，由于被磷光材料304吸收的光量大于其发射的光，磷光材料304积累光能直到其达到一饱合状态。在情况，从磷光材料304发出的光很难被看到，因为荧光膜301接收足够量的外来光且发射具有高强度的着色光。
当显示装置周围变暗且几乎没有光入射在荧光膜301时，该磷光材料304继续发射光直到没有积累的能量剩下，如图14所示。全部或部分从磷光材料304发射的光入射在荧光膜301中的荧光材料303上。该荧光材料303透射或反射照射的光中的具有特定波带的光成份并吸收其它波长的光，由此利用所吸收的光成份的能量发射具有该特定波带的光(荧光)。由于此原因，从荧光膜301出射的光具有由混合从荧光材料303发射的荧光的色彩和从磷光材料304发射的光的色彩而得到的色彩。
从荧光膜301出射的光的强度与有足够的外来光入射在荧光膜301上时相比有很大的降低。但是，通过选择适量的磷光材料304混合在荧光膜30.1中，可以获得亮到足以分辨液晶显示装置上的显示的着色光。
也就是说，由于有荧光膜301形成的液晶显示装置的后侧基板上，即使当光停止入射到该液晶显示装置上之后，该装置利用从荧光膜301发射的着色荧光仍能进行一彩色显示。
如图15所示，除了该磷光材料304之外，一种用于透射具有与从荧光材料303发射的荧光相同的波带的光而吸收其它波长的光的着色颜料305也可被加入荧光膜301。在此例中，由于穿过荧光膜301的光被该着色颜料305吸收到一定程度，出射光强也降低到相应的程度。然而，通过调整加入的着色颜料305的量，能获得具有高的色纯度和足够高的强度的着色光。
本实施例中的光着色膜可被用作示于图10和12的液晶显示装置中的各着色膜201a、201b及201c而无需任何变动。
在第二和第三实施例中，本发明的光着色膜被用于反射型聚合物分散的液晶显示装置中。然而，它们也可被用于一透射型液晶显示装置中。
另外，本发明的光着色膜并不限于聚合物分散的液晶显示装置，还可广泛地用于各种类型的液晶显示装置中，例如TN和STN型液晶显示装置及使用铁电和反铁电液晶的液晶显示装置。另外，这些液晶显示装置可以是有源矩阵型、简单矩阵型、段显示型的等。【第四实施例】
下面将参照图16至19描述本发明的第四实施例，在该实施例中，一光散射液晶显示装置的亮度和显示图像的清晰度得以改善。
如图16所示，在该聚合物分散的液晶显示装置中，一对前侧和后侧基板411和412由一框形密封件415彼此连接起来，该密封件设置于基板的周边部分，一种由聚合物树脂和液晶构成的复合膜设置于基板411和412之间由密封件围起的空间内。透明电极413和414分别形成在基板411和412的内表面(对着该复合膜)上。
例如，该聚合物分散的液晶装置是简单矩阵型的。在一个基板上的电极，例如在后侧基板412上的电极414是彼此平行形成的扫描电极，而另一基板上的电极，即在前侧基板411上的电极413是多个垂直于该扫描电极414形成的信号电极。
该复合膜416的结构基本上与示于图5的相同。即，该复合膜416由一聚合物树脂层和分散于其间的液晶畴构成。与第二实施例相似，该液晶可以包含一种双向色染料。
该前侧基板411是一由玻璃等构成的硬基板。该后侧基板412是由诸如PET(聚乙烯对苯二甲酸酯)的透明树脂膜构成的一挠性基板。
注意，该前侧基板(硬基板)411具有一个能确保抵抗施于该液晶显示装置的弯折力、扭曲力等的厚度(在小屏幕的液晶显示装置中约0.3毫米，而在大屏幕的液晶显示装置中约2毫米)。该后侧基板(挠性基板)412具有约0.1毫米的厚度。
另外，该聚合物分散的液晶显示装置是反射型的，在后侧基板(挠性基板)412的外表面上具有一反射件417。该反射件417是由反射膜417a和荧光膜417b构成的。该反射膜417a是由一金属膜制成的，该金属膜例如是铝膜或由BaSO4(硫酸钡)构成的白反射膜。该荧光膜417b形成在反射膜417a的上表面上。该反射膜417a是通过蒸汽镀或溅射的方式镀在一由树脂膜构成的基层419上的。
该荧光膜417b是通过将一种精细的颜料粉分散在一透明的树脂中形成的。该荧光膜417b用于将反射膜417a反射的光转变为具有高亮度的着色光。该荧光膜417b可包含一种磷光材料。
在此实施例中，为了显示一彩色图像，该荧光膜417b设计为一用于发射红色荧光的区域(混有用于发射红色荧光的荧光颜料的区域)、一用于发射绿色荧光的区域(混有用于发射绿色荧光的荧光颜料的区域)、一用于发射兰色荧光的区域(混有用于发射兰色荧光的荧光颜料的区域)对应于该液晶显示装置的各像素交替相间地形成。
在此实施例中，该后侧基板412是由一树脂膜构成的且非常薄(大约0.1毫米)。由于此原因，从该复合膜416的表面(与前侧基板411接触)到该反射件417的表面的距离是短的。因此，当斜着观看显示器时一显示的仅仅一小部分被丢掉。
也就是说，如图17所示，在该液晶显示装置中，当斜着观看一显示时，在反射件417上的一个被看到的区域AB从一个明亮区域AA偏离。由于此原因，仅仅区域AC能被看到而区域W1被丢失。虽然区域W2能被看到，但因为在复合膜416光的散射这一部分是黑的。因此，在明亮区域AA中，只有区域AC被作为ON(明亮)像素被看到。也就是说，这些像素看上去减小了。
在本实施例的该聚合物分散的液晶显示装置中，因为从复合膜416的表面到反射件417的表面的距离是短的，当斜着观看时，在反射件417上该明亮区域AA和区域AB间的偏离是小的。也就是说，显示的被丢失部分的宽度是小的。
由于此原因，根据本实施例的该聚合物分散的液晶显示装置，即使斜着观看屏幕时，也可得到与垂直观看屏幕时近似的显示质量。即，与传统的液晶显示装置相比，本实施例的显示装置能确保一更亮、更清晰的显示图像。
另外，在该聚合物分散的液晶显示装置中，由于反射件417由该反射膜417a和形成在其上的荧光膜417b构成，如在第二和第三实施例中所述，可显示一明亮的彩色图像。特别是，在本实施例中，由于用于发射红色荧光的区域、用于发射绿色荧光的区域及用于发射兰色荧光的区域是对应于该液晶显示装置的各像素部交替相间地形成的，可以通过将各像素着色为红、绿或兰而完成一多色彩显示。
下面将参照图18描述一种制造具有示于图16的结构的聚合物分散的液晶显示装置的方法。
开始时，一液晶和一聚合材料的溶液混合物416’通过网板印刷或照相凹版印刷被涂覆在该前侧基板411上以具有预定的厚度，该聚合材料当被光照射时引起一聚合反应，该基板411是一硬基板。该密封件415通过网板印刷等被以一框的形式沿该后侧基板412的周边部分被涂覆，该后侧基板412是一挠性基板。作为该密封件415的材料，例如可以是一聚合材料，其在光照时引起一聚合反应。
接着，如图18所示，该后侧基板412被弯成一拱形，且该后侧基板412的一端侧经由密封件415被叠放在该前侧基板411的一端上。该后侧基板412被由一压力滚420以一恒定的压力压抵在该前侧基板411上。在此状态，该压力滚420从该前侧基板411的一端侧滚到另一端侧，由此从一端侧将该后侧基板412叠置于该前侧基板411上。
当基板411和412彼此叠置时，该密封件415和溶液混合物416’被从各基板411和412的一端侧压紧以具有一预定厚度。此时，基板411和412之间的空气特别是在溶液混合物416’的不规则表面中的空气被从一端侧向一端侧相继压出。因此，没有空气被限制在基板411和412之间。
接着，光(紫外光)从基板411和412之一或其两者的外表面照射以固化该密封件415以使溶液混合物416’的聚合材料聚合，由此形成该由液晶和聚合物树脂构成的复合膜416。之后，该反射件被粘结到该后侧基板412的外表面上以完成该液晶显示装置。
如上所述，按照上述实施例的液晶显示装置，即使当该液晶显示装置是以当聚合材料和液晶已置于一基板上后再连接该基板411和412的方式制造的时，也不会有空气被限制于基板411和412之间，上述方法能够以低成本制造一液晶显示装置。由于没有空气泡形成于复合膜416中及复合膜与基板411和412之间，因此可避免由于液晶显示装置的不均匀光学特性造成的显示不规则。
在上述说明中，该溶液混合物416’被涂覆在前侧基板411(硬基板)上，且密封件415被涂覆在后侧基板412(挠性基板)上。然而，该溶液混合物416’和密封件415可涂覆在与上述相反的基板上。在上述制造方法中，在基板411和412彼此叠置之后，该溶液混合物的聚合材料被光聚合以形成该复合膜416。然而，该复合膜416可在基板411和412被彼此叠置之前通过光聚合而被形成。
在本实施例的液晶显示装置中，该后侧基板412是由一树脂膜制成的挠性基板。然而，该液晶显示装置的强度可以被确保，因为该前侧基板411是形成为一具有足够强度的硬基板。
在上述实施例中，该后侧基板412具有大约0.1毫米的厚度。然而，该后侧基板的厚度可以是0.05至0.25毫米，最好为0.07至0.13毫米。如果该后侧基板412的厚度落入此范围，一显示的丢失部分的宽度W可被充分减小。另外，该后侧基板412的抗拉强度可被确保。
在上述实施例中，该液晶显示器的强度是由前侧基板411保证的。然而，例如图19所示的，一由玻璃、硬树脂、金属板等构成的硬保护板421可被形成在该反射件417的基层419的后表面上，从而由该保护板421加强该液晶显示装置的后表面侧。
在此情况下，该基层419可被省略且该反射膜417a可直接形成或设置在保护板421的表面上。如果该硬保护板421是以此方式设置在该液晶显示器的后表面侧的，前侧基板411也可是由树脂膜等构成的挠性膜，因为液晶显示装置的强度可由保护板421保证。
在上述说明中，该反射件是由反射膜417a和荧光膜417b构成的。然而，如果能仅由417a就保证高反射性，该荧光膜417b则不需要。
一般地，一液晶显示装置由以下两种方法制造：(1)以一密封件连接一对基板，接着以真空注入的方法向两基板之间注入液晶，及(2)将适量的液晶涂覆于基板之一上，然后连接两基板。在制造方法(1)中，因为需要大型的真空注入设备，制造设备的成本很高。另外，注入液晶需要很多时间。
在制造方法(2)中，一液晶显示装置可通过印刷或滴置适量的液晶于基板之一上而容易地制造。也就是说，一液晶显示装置可以低成本容易地制造。
然而，以制造方法(2)中，当一具有液晶涂覆于其上的基板被与一具有密封件印刷于其上的另一基板相连接时，空气被限制于二基板之间，且这些空气作为空气泡留在液晶层中或在液晶层和基板之间。其结果，使该液晶显示装置的电光特性不均匀，且出现不规则的显示。
根据该实施例，由于后侧基板412是由树脂膜等构成的挠性基板，当该两基板411和412被连接在一起时，该后侧基板412可被弯曲成曲面并从一端侧逐渐叠置在前侧基板上。由于基板411和41.2被以此方式相叠置，基板411和412之间的空气被从一端侧至另一端侧逐渐压出。以此处理，没有空气被限制于基板411和412之间。因此，可以容易的方法得到有空气泡等及显示不规则问题的高质量液晶显示装置。【第五实施例】
下面将参照附图描述本发明的第五实施例，该实施例的装置具有一光遮蔽膜(黑掩膜)，其显示图像的亮度和清晰度被改善。
图20是显示根据本实施例的一聚合物分散的液晶显示装置的一部分的剖视图。
本实施例的该聚合物分散的液晶显示装置是简单矩阵型的，其中，一对由玻璃等构成的前侧和后侧基板511和512被一框形密封件在各基板的周边部分连接起来，且一由一种液晶和一种聚合物树脂构成的复合膜515设置于该基板511和512之间由该密封件围成的空间内。透明电极513和514分别形成在基板511和512的内表面(对着复合膜515)上。
例如，该透明电极513是多个彼此平行形成的信号电极，而该透明电极514是与信号电极513相垂直地形成的多个扫描电极。另外，该由液晶和聚合物树脂构成的复合膜515具有与示于图5的复合膜116相同的结构。
在该液晶显示装置中，一由树脂膜或类似物构成的一基层518及形成在其上表面的反射件516设置在该后侧基板512的下表面上。该反射件516由一通过蒸汽镀方式或溅射方式镀在该基层518上表面上的铝膜构成的金属膜516a和一形成在该金属膜516a的上表面上的荧光膜516b构成。
与第二和第三实施例类似，该荧光膜516b是通过将荧光颜料(和一种磷光材料--视需要)分散在一种透明树脂中构成。该荧光膜516b用于将被反射件516反射的光转变成有一定亮度的彩色光。由荧光膜516b给光着色的原理与第二和第三实施例中所述相同。
为了显示一彩色图像，该荧光膜516b设计为用于发射红色荧光的区域(混有用于发射红色荧光的荧光颜料的区域)、用于发射绿色荧光的区域(混有用于发射绿色荧光的荧光颜料的区域)及用于发射兰色荧光的区域(混有用于发射兰色荧光的荧光颜料的区域)对应于该液晶显示装置的各像素部顺序地形成。
一光遮蔽膜517对应于非显示区形成在前侧基板511的内表面上，所谓非显示区即扫描和信号电极514和513交叉和彼此相对的像素部之外的区域。
该光遮蔽膜517是由一黑色半透明绝缘膜(例如一包含黑色颜料的树脂膜)构成的并例如形成为一网络状图形，在对应于各像素处具有开口。该光遮蔽膜517中，对应于信号电极513之间的空白处的部分形成在该前侧基板511的内表面上以相对于信号电极513不再留有空白，而对应于扫描电极514之间的空白处的部分则叠设在信号电极513的上或下表面上。
在本实施例的聚合物分散的液晶显示装置中，由于对应于非显示区域的光遮蔽膜517形成在前侧基板511的内表面上，从光遮蔽膜517到反射件516的距离比传统装置中的短了前侧基板511的厚度。因此，可获得一明亮清晰的显示图像。
下面将参照图20详细描述本实施例的液晶显示装置。在该液晶显示装置中，当在由箭头所示的方向(相对于液晶显示器的垂线倾斜的方向)观看一显示时，在反射件516上一视野区域AB从一明亮区域(透射的光被反射的区域)偏离。由于此原因，该明亮区域AA的一边缘部分被该光遮蔽膜517挡住且因此宽为W1的区域不能被看到。其结果，该明亮区域中仅仅区域AC被看到，而一ON(明亮)像素的边缘部分被丢失。
该各ON像素被丢失的宽度W1随着视角的增加(相对于该液晶显示装置的垂线的角度)的增大和从该光遮蔽膜517到反射件516的距离的增大而增大。
在本实施例的液晶显示装置中，由于该光遮蔽膜517形成在该前侧基板511的内表面上，从光遮蔽膜517到形成在后侧基板512的外表面上的反射件516的距离比传统液晶显示装置中的该距离短一个等于前侧基板511厚度的距离。
由于此原因，在该液晶显示装置中，当一显示被斜着观看时，在反射件516上明亮区域AA和视野区域AB之间的偏离与传统装置相比是小的，因此丢失部分的宽度W1比传统装置要小。因此，当斜着观看屏幕时，通过一个光遮蔽膜517的一个相应开口看到的各ON像素的宽度比传统装置中的大。
表1显示了在本实施例的液晶显示装置中和示于图3的传统装置中当斜着观看时可视觉分辨的有效宽度与垂直观看屏幕时的该宽度的比值。请注意，表1中的本实施例的装置和传统装置两者的前后侧基板都具有1。1毫米的厚度，且由液晶和聚合物树脂构成的该复合膜具有20微米的厚度。另外，斜着观看时各像素的宽度是在偏离液晶显示装置的垂直线10度的方向上观看时的像索宽度。
如表1所示，在本实施例装置中斜着观看时可视觉分辨的像素的有效宽度与垂直观看时像素的宽度的比值高于传统装置的该值。此现象当正着观看像素减小时更显著。
因此，根据上述液晶显装置，当斜着观看时可以得到与垂直观看时相近的显示质量。也就是说，该液晶显示装置可获得比传统装置更明亮和清晰的显示图像。
在本实施例的液晶显示装置中，当斜着观看一显示时，反射件516上的一个邻近明亮区域AA的区域(即在该视野区域偏移方向上的一个区域)的一部分可与一ON像素一起被看到，即对应于该光遮蔽膜5.17的一相应开口的宽度为W2的区域。
该邻近区域是一总没有电场的非显示区，虽然入射在一非显示区域上的光被光遮蔽膜膜517所挡住，但由于从邻近的显示区进入的散射光，其仍具有一定程度的亮度。相应地，能在该邻近ON像素的宽为W2的区域上可看到一模糊的阴影。
然而，由于在本实施例的液晶显示装置中，由于明亮区域AA和视野区域AB的偏离是小的，该模糊阴影的宽度W2是小的。因此，由于该阴影的显示模糊可被降低。
另外，在该液晶显示装置中，由于反射件516具有荧光膜516b，如第二和第三实施例所述，可显示一明亮的彩色图像。【第六实施例】
在示于图20的结构中，反射件516设置在该后侧基板512的外表面上。然而，如图21所示，一反射件516可设置在后侧基板512的内表面，而透明电极514可形成在反射件516上。
该反射件516是如此设计的，即，一荧光膜516b形成在一反射膜516a上。由于该荧光膜516b具有绝缘特性，即使该电极514直接形成在反射件516上时，电极514间也不会彼此短路。
本实施例的液晶显示器的其它结构与第五实施例相同。但是，在本实施例中，该后侧基板512可以不是一透明基板。
在本实施例的液晶显示装置中，由于该反射件516形成在该后侧基板512的内表面上，同时一光遮蔽膜517也形成在该前侧基板511的内表面上，从光遮蔽膜517到反射件516的距离比第五实施例中的该距离还要小后侧基板512的宽度。因此，根据该液晶显示装置，斜着观看时一显示的丢失部分比第五实施例中的还要小，且垂直与斜着看屏幕时得到的像素宽度之间的差异也进步减小。
表2显示了本实施例的液晶显示装置中的当斜着观看时的可视觉分辨的像素有效宽度与垂直观看时的像素宽度的比值。与表1中的第五实施例的装置类似，在此液晶显示装置中，该前侧基板具有1.1毫米的厚度，而复合膜具有20微米的厚度。另外，各像素的斜着观看的宽度是在与液晶显示装置的垂线倾斜10度角的方向上观看的像素宽度。
通过表1与表2的比较可以看出，在该第六实施例的液晶显示装置中，该斜着观看时像素的有效宽度与垂直观看时的像素宽度的比值高于第五实施例。因此，当斜着观看一显示时可得到与垂直观看时非常接近的显示质量，并可得到明亮、清晰的显示图像。
根据本实施例的液晶显示装置，邻近一ON像素的模糊阴影的宽度W2被减小。因此，由于此阴影的显示模糊可被降低。【第七实施例】
在该图21所示的结构中，反射件516设置在后侧基板512的内表面上，而透明电极514形成在反射件516上。然而，如图22所示，电极514可形成在后侧基板512的内表面上，而反射件516则设置在电极514之上。
在此实施例中，该反射件516可仅由一反射膜516a(铝膜)构成，或者是一仅由一绝缘膜(如由BaSO4构成的白反射膜)构成的散射/反射板。如果该反射件516仅由一金属膜构成，该反射件516可对应于后侧基板512的各电极514形成(即，可制成为与各电极514相同形状的图形)。
在此实施例中，由于反射件516形成在电极514上，该后侧基板512和电极514不需要是透明的。
在此实施例中，由于一光遮蔽膜517形成在该前侧基板511的内表面上，且该反射件516是形成于后侧基板512上的电极514上的，从光遮蔽膜517到反射件516的距离比第六实施例中的该距离又小了电极514的厚度。因此，根据此实施例，可以得到等于或好于第六实施例效果。【第八实施例】
在第五至第七实施例中，该透明电极514和反射件516是分别形成的。然而，例如图23所示的，反射件516的金属膜516a可以由如一铝膜的反光导电膜构成，且该反射件516可制成与形成于后侧基板512上的各电极514形状相同的图形，因此，使得该反射件516还可用作电极514。
在第八实施例的液晶显示装置的其它结构与第五至第七实施例相同。在本实施例中，可得到与第七实施例相同的效果，另外，形成电极514的步骤可以被省略。因此可以以较低的成本制造一液晶显示装置。
如果反射件516能确保要求的反射率，则不需要荧光膜。【第九实施例】
在上述实施例中，为了缩短光遮蔽膜和反射膜之间的距离，该光遮蔽膜设置在前侧基板的内表面上。然而，如图24所示，该光遮蔽膜可类似于传统装置地设置在前侧基板511的外表面上。在此情况，该前侧基板511和后侧基板512的厚度被设定为0.7毫米或更小，较好是0.55毫米，且从强度方面考虑，最好是0.3毫米或多一点。
在该利用薄的透明基板511和512的聚合物分散的液晶显示装置中，由于光遮蔽膜518和反射板6516之间的距离是短的，与第五至第八实施例类似，可以获得明亮、清晰的显示图像。
虽然透明基板511和512都被制成薄的，但也可仅将前侧基板511制成薄的，而将反射件516形成在后侧基板512的内表面上。
上述的各实施例的液晶显示装置都是具有在基板511和512之间的作为液晶层的复合膜的聚合物分散型的装置。然而，本发明也可应用于一相改变(PC)效应液晶显示装置中，在这种装置中，可以相改变的液晶层设在一对基板之间。在此装置中，通过施加一电场，该液晶层在具有分子随机扭转在许多方向的分子排列的胆甾相和有同归线排列的向列相之间改变其相。
各实施例的液晶显示装置都是简单矩阵型的。然而，本发明也可应用于有源矩陈型的液晶显示装置上，在该装置中，像素电极、它们的有源电极及地址和数据供给线形成在一基板上，而对着像素电极的反电极则形成在另一基板上。本发明还可应用于段显示型的液晶显示装置上，在该装置中，对应于显示图形的段形成在一基板上。【第十第实施例】
在第一至第九实施例中，本发明应用于具有其剖面结构如图5所示的复合膜的聚合物分散的液晶显示装置中。一般地，如果该聚合物分散的液晶显示装置的复合膜中的各液晶畴是例如圆的，在液晶和聚合物间界面上的相互作用是弱的。如果该作用是弱的，在电场的OFF(无)状态中恢复原始自由排列的效应也是弱的。其结果是，当停止施加电场时，液晶分子并不按照与施加电场时排列的反过程运动。虽然液晶分子是自由排列的，但它们却与到达自由排列的过程中表现得不同。由于此原因，透射率(电光特性)的变化相对于加于液晶显示装置的电压有一个滞后，且特征曲线的陡峭性变弱。如果该电光特性的滞后是大的，相对于施加的电压透射率不能唯一地确定，使得层次显示有困难。另外，如果该电光特征曲线的陡峭性差，则对比度被降低。
在此背景下，在该第十实施例中，提供了一种减小一聚合物分散的液晶显示装置的电光特性曲线的滞后的方法。
图25是显示根据该第十实施例的一聚合物分散的液晶显示装置的主要部分的示意性剖视图。如图25所示，本实施例的聚合物分散的液晶显示装置具有一复合膜616，由一液晶和一聚合物树脂构成，在一个由一框形密封件(未示)连接一对透明基板(例如玻璃基板)611和612形成的单元中，该基板611、612分别具有透明电极613和614。
该复合膜616具有这一个结构，其中，各具有扁的或椭圆的截面的液晶囊(液晶畴)分散在一聚合物树脂617中。如图26所示，当从基板611前表面看时，各液晶囊618具有一圆的形状。
该各液晶囊618的截面具有一0.3微米至3微米的厚度(短轴)和一2微米至8微米的长度(主轴)。该厚度最好是长度的1/2或更小。该各液晶囊618的上、下表面具有相对于基板611和612几乎平行或逐渐弯曲的形状。
在具有上述结构的聚合物分散的液晶显示装置中，该液晶囊的上和下表面形成为相对于基板611和612几乎平行或逐渐弯曲的形状。由于此原因，在没有电场加于透明电极613和614之间时，液晶分子619沿聚合物树脂和液晶间的界面准直。也就是说，液晶分子的平均准直方向几乎是与基板611和612平行的。
在此状态，由于相对于光的传播方向的液晶的折射率和聚合物树脂617的折射率之间的差，入射光子被液晶和聚合物树脂617间的界面反射。另外，该入射光还被液晶分子619本身散射。因此，显示是模糊的(暗的)。
当等于或高于一阈值电压的电压被加于透明电极613和614之间时，液晶分子619被统一地准直在一个几乎平行于电场的方向，即几乎垂直于基板611和612的方向。其结果，相对于光的传播方向，液晶的折射率变为几乎等于聚合物树脂617的折射率，且因此入射光几乎未受光散射作用地透射过复合膜616。该屏幕变为透明的(亮的)。
如上所述，当未施加电场时，液晶分子619统一地准直在一几乎平行于基板611和612的方向上。在此状态，各分子的倾角几乎相同。另外，液晶囊618的厚度几乎相同，且不管电场加在那里，所加电场的强度几乎是均匀的。因此，当在此状态施加一电场时，液晶分子619按照所加的电场统一地运动以同时变为在一个垂直于基板611和612的方向上准直的状态。
当施加一电场时，液晶分子619准直在一几乎垂直于基板611和612的方向上，且它们的倾角几乎相同。因此，如果电场在此状态变为零，液晶分子619几乎一致地表现为同时改变到在一几乎平行于基板611和612的方向的准直状态。
因此，在该聚合物分散的液晶显示装置的透射率T(最大透射率=100％)和施加于透明电极613和614间的电压之间的滞后是小的，且可保证高的陡峭性。
下面参照图27A和27B描述具有示于图25的扁的液晶囊618的聚合物分散的液晶显示装置的一种制造方法。
首先，一向列型液晶和一聚合物树料(单基聚物，齐聚物等)被一起充分混合以形成一溶液混合物621。如果液晶的比例太低，则散射光将出现困难。如果液晶的比例太高，则复合膜616具有这样的结构，即液晶以一网的形式填入聚合物树脂617中。因此，该复合膜中向列型液晶的重量比最好是40％至60％。
如图27A所示，该溶液混合物621被以印刷等方法涂覆在基板612上，该基板612上形成有透明电极614和密封件615。该溶液混合物621具有为制成的复合膜616的厚度(密封件615的高度)的两倍到四倍的厚度和比制成的复合膜616稍大的体积。请注意，一隔离物可以按需要分布在基板612上。另外，一开口形成在密封件615上以使得溶液混合物621可以外溢。
接着，具有透明电极613形成在其上的基板611由一夹持件623置于溶液混合物层621上。
相对较弱的紫外线照射在溶液混合物621上以聚合该聚合材料使得其转变为一聚合物树脂。
在聚合的过程中，液晶分子619从聚合物树脂617中分离出来且各具有大约2至4微米直径的圆形液晶囊(液晶集团)618被分散且形成在溶液混合物621的层中(形成过程中的复合膜616)。
当紫外线照射一预定时间以形成圆形液晶囊618时，利用夹持件623压迫基板611以在基板611和612之间施加一压力，由此逐渐地压迫该溶液混合物层621，如图17B所示。当压迫该层时仍保持照射紫外线。以此过程，圆形液晶囊也逐渐被压成扁的。
如果在此压迫复合膜的过程中溶液混合物621流出，在移走该流出部分的同时，压迫和紫外线照射继续进行。
该溶液混合物621的流出部分在基板611到达密封件615的上端之前就立即被擦除。之后，一粘合剂被涂覆在密封件615的上表面上，且该密封件615基板611连接在一起。在情况，基板611和612之间的距离被一隔离物保持在一要求的距离。
紫外线的照射一直持续以完全凝固聚合物树脂617。之后，利用一光凝结树脂等将密封件615的开口密封起来，由此完成一聚合物分散的液晶显示装置。
根据此制造方法，液晶囊618的厚度为常规制造的圆形液晶囊的1/2至1/4，且因此具有一扁的形状。因此，如上所述，各液晶囊的上和下表面变为几乎平行于基板611和612或逐渐弯曲的表面。由于此原因，由此制造方法制造的该聚合物分散的液晶显示装置的光特性具有小的滞后和优异的陡峭性。
在上述实施例中，溶液混合物621的体积被设定为稍大于复合膜616的体积以不浪费液晶和聚合物树脂，然而，溶液混合物621的体积也可任意设定。
在上述实施例中，具有光聚合性的聚合物被用作一聚合材料。然而，具有热聚合性的聚合物也可被采用。在该情况，在向其加热的同时压迫溶液混合物层621。
在上述实施例中，当液晶囊618形成后开始施加压力。然而，也可以在开始照射紫外线的同时开始施加压力。
在上述实施例中，扁的液晶囊618是通过压迫复合膜616形成的。然而，也可利用其它的制造方法。
例如，扁的液晶囊618被预先形成，且该囊和一聚合材料的溶液混合物被涂覆在一基板上。之后，该聚合材料被聚合，由此形成一包含扁的液晶囊的复合膜616。
扁的液晶囊618可如下形成。例如，在凝聚的最后步骤(密封)，在压迫液晶囊618的同时通过加入硬化剂(例如一种醛)硬化液晶囊618的壁膜。
上述描述是和利用液晶囊618的类型的聚合分散的液晶显示装置相关的。然而本发明不仅可应用于利用液晶囊618的类型，还可应用于液晶以一网的形式填入一聚合物树脂的类型的聚合物分散的液晶显示装置中。
在该情况，相对较扁的液晶集团(液晶畴)可被形成，且因此可以与上述相同的制造方法制造一具有优异电光特性的聚合物分散的液晶显示装置，只是溶液混合物621是由一液晶和聚合物材料构成的，其中液晶在复合膜中的重量比例为60％至80％。
本发明并不限于上述实施例而可有许多变形。例如，在上述实施例，使用的是一向列型液晶。然而，也可利用一胆甾型液晶、一碟状结构的液晶、一铁电液晶、一个包含一染料的客-主型液晶等。
另外，如在第一至第九实施例中详细描述的一反射膜(一反板或一反射件)也可被设置在该装置中以获得一反射型液晶显示装置。此外，如在第二和第三实施例中详细描述的包含荧光材料的一光着色膜也可设置在该装置中以获得一彩色液晶显示装置。还有，一光遮蔽膜可设置于该装置中。本发明还可应用于一有源矩阵型的聚合物分散的液晶显示装置。
在上述实施例中，液晶囊被压迫以具有一扁的形状。本发明并不限于这种方法，还可利用其它方法，只要能使液晶分子的倾角一致。例如，即使液晶囊被成形为具有准直在同一方向的一柱状的形状也可获得相同的效果。
本发明不限于第一至第十实施例，而可有许多变形和应用。
其它优点和变形对本领域的技术人员是显而易见的。因此，本发明在广义的方面不限于上述的和显示的特定细节和代表性装置。相应地，不脱离由所附权利要求和其等价物所限定的发明理念的精神或范围，可做出各种变形。
                                         表1
垂直观看的像素宽度(毫米) 斜着观看的像素宽度与垂直垂直观看的像素宽度的比值(％)
传统装置 本实施例的装置
 10510.5 96.192.260.921.7 98.096.180.360.5
                                  表2
垂直观看的像素宽度(毫米) 斜着观看的像素宽度与垂直观看的像素宽度的比值(％)
 10510.5 100.099.999.799.3

Claims (19)

1、一种液晶显示装置，包括：
第一和第二基板，它们具有相对的内表面且彼此相距一预定距离设置；
一液晶层，设置在所述第一和第二基板之间，用于控制光的散射和透射；
第一电极，设置在所述第一基板的内表面侧；
第二电极，设置在所述第二基板和所述液晶层之间且至少具有一部分对着所述第一电极；
一反射件，设置在所述第二基板和所述液晶层之间，用于反射透过所述液晶层的反射光，
其特征在于：
所述反射件包括下述膜至少之一：包含荧光材料的膜、包含荧光材料和磷光材料的膜、由包含荧光材料的膜和反射膜叠制成的膜以及由包含荧光材料和磷光材料的膜和反射膜叠制成的膜。
2、如权利要求1的装置，其特征在于，所述第二电极形成在所述第二基板上，及所述反射件形成在所述第二电极上。
3、如权利要求1的装置，其特征在于，所述反射件形成在所述第二基板上，而所述第二电极形成在所述反射件上：
4、如权利要求1的装置，其特征在于，所述第二电极构成所述反射件的至少一部分，及所述第二电极的表面反射透射过所述液晶层的光。
5、如权利要求1的装置，其特征在于，所述反射件包含一荧光材料，而所述荧光膜或液晶透射具有对应于从所述荧光材料发射的荧光的波长的波带的光。
6、一种液晶显示装置，包括：
第一和第二基板，它们具有相对的内表面且彼此以一预定的距离设置；
一液晶层，设置在所述第一和第二基板之间，用于控制光的散射和透射；
第一电极，设置在所述第一基板的内表面侧；
第二电极，设置在所述第二基板的内表面和所述液晶层之间且具有至少一部分对着所述第一电极；以及
一荧光膜，设置在所述第二基板和所述液晶层之间且由一包含一种荧光材料的膜构成。
7、如权利要求6的装置，其特征在于，还包括一在所述第二基板和所述荧光膜之间的反射件。
8、如权利要求6的装置，其特征在于，所述荧光膜包含一种磷光材料。
9、如权利要求6的装置，其特征在于，所述反射件包含至少一包含一种荧光材料的树脂膜、一包含一种荧光材料和一种磷光材料的膜、一由一包含一种荧光材料的树脂膜和一反射膜构成的分层的膜、以及一由一包含一种荧光材料和一种磷光材料的树脂膜和一反射膜构成的分层的膜之一。
10、如权利要求6的装置，其特征在于，所述荧光膜包含一种材料，其透射具有一对应于从所述荧光材料发射的荧光的波长的波带的光，并吸收其它波长的光。
11、如权利要求6的装置，其特征在于，所述液晶包含一种材料，其透射具有一对应于从所述荧光材料发射的荧光的波长的波带的光，并吸收具有其它波长的光。
12、如权利要求6的装置，其特征在于，所述第二基板包括一挠性膜。
13、如权利要求6的装置，其特征在于，所述液晶层包括一由一液晶和一聚合物树脂构成的复合膜。
14、如权利要求6的装置，其特征在于，所述液晶层包括一聚合物分散的液晶层，该液晶层是由在一聚合物树脂中分散一液晶的集团而形成的，并且所述聚合物树脂使得在没有施加电场时该液晶的分子基本一致地准直。
15、一种液晶显示装置，包括：
第一透明基板；
第二透明基板，与第一透明基板相对设置，且由一透明膜构成；
一液晶层，设置在所述第一和第二透明基板之间，用于控制光的散射和透射；
第一电极，设置在所述第一透明基板的内表面上；
第二电极，设置在所述第二透明基板的内表面上；
一反射件，设置在所述第二基板的外表面上，
其特征在于：
所述反射件包括下述膜至少之一：包含荧光材料的膜、包含荧光材料和磷光材料的膜、由包含荧光材料的膜和反射膜叠制成的膜以及由包含荧光材料和磷光材料的膜和反射膜叠制成的膜。
16、如权利要求15的装置，其特征在于，还包括一设置在所述反射膜外表面上的硬保护板。
17、一种液晶显示装置，包括：
第一和第二透明基板，彼此相对地设置；
一液晶层，设置在所述第一和第二透明基板之间，用于控制光的散射和透射；
第一电机，设置在所述第一透明基板的内表面上；
第二电极，设置在所述第二透明基板的内表面上；
一反射件，设置在所述第二基板上；以及
一光遮蔽膜，设置在所述第一基板的内表面上的非显示区中，用于遮光，该非显示区包括所述第一和第二电极彼此相对部之外的部分。
18、如权利要求17的装置，其特征在于，所述光遮蔽膜包括一光散射或光吸收膜。
19、一种液晶显示装置，包括：
第一基板，具有不大于0.7毫米的厚度；
第二基板，与第一基板相对地设置；
一液晶层，设置在所述第一和第二基板之间，用于控制光的散射和透射；
第一电极，设置在所述第一基板的内表面上；
第二电极，设置在所述第二基板的内表面上；
一反射件，设置在所述第二基板上；以及
一光遮蔽膜，设置在所述第一基板的外表面上的非显示区中，用于遮光，该非显示区包括所述第一和第二电机彼此相对的部分之外的部分。
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