專利名稱：能夠低溫使用的液晶顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示設(shè)備，更具體地說，涉及適于在低溫下使用的 液晶顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
因?yàn)橐壕д扯茸兊酶撸訪CD的響應(yīng)時(shí)間在低溫下變得相當(dāng) 慢。如果響應(yīng)速度慢，運(yùn)動(dòng)圖片中可能出現(xiàn)模糊或者重像，使得顯示質(zhì) 量明顯降低。用于車載設(shè)備、戶外顯示板、移動(dòng)電話、移動(dòng)電視設(shè)備等 的液晶顯示需要提高低溫下的響應(yīng)速度。JPA2000-93841披露了一種液晶 顯示設(shè)備，其中在玻璃基板上配備平板加熱器，用平板加熱源加熱整個(gè) 液晶單元。因?yàn)橥ㄟ^玻璃基板和偏振濾波器加熱液晶層，熱效率被認(rèn)為
較低。因此，很難用于只有有限電源的移動(dòng)電話。
JPA2005-24866披露了液晶顯示設(shè)備，其中通過導(dǎo)光管用紅外線(IR) 發(fā)光二極管(LED)發(fā)出的光照射整個(gè)液晶單元，以加熱液晶層?？梢?認(rèn)為，照射的紅外線大部分被偏振濾波器吸收。液晶層對(duì)紅外線的吸收 取決于液晶材料的紅外線吸收特性。熱效率被認(rèn)為較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供具有提高了的低溫響應(yīng)速度的液晶顯示設(shè)備。 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種液晶顯示設(shè)備，該液晶顯示設(shè)備包括液晶 顯示元件和光源，該液晶顯示元件包括彼此相對(duì)的一對(duì)玻璃基板；透 明電極圖案，各透明電極圖案在所述的一對(duì)玻璃基板的每一個(gè)的相對(duì)的 表面上形成；膜結(jié)構(gòu)，各膜結(jié)構(gòu)包括配向膜，并形成在所述一對(duì)玻璃基 板的各玻璃基板上，且覆蓋所述透明電極；和在所述的一對(duì)玻璃基板之' 間保持的液晶層；所述光源可以向所述的液晶顯示元件照射近紅外線，
3并且其中所述液晶層和所述的膜結(jié)構(gòu)中的至少之一包括近紅外線吸收材 料。
根據(jù)本發(fā)明，可以提高低溫下的液晶顯示設(shè)備的響應(yīng)速度。


圖1是液晶顯示設(shè)備的截面示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的液晶顯示元件的截面圖。
圖3A和圖3B是測(cè)量系統(tǒng)的示意圖。
圖4是與比較例的樣品SC1的透射光譜相比較地示出根據(jù)第一實(shí)施
方式的液晶單元的樣品Sl的透射光譜的圖。
圖5A和圖5B是根據(jù)第一實(shí)施方式的液晶顯示元件的樣品Sl在-20
和-30攝氏度的響應(yīng)時(shí)間對(duì)應(yīng)作為參數(shù)的近紅外線的照射時(shí)間的表。 圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的液晶顯示元件的截面圖。 圖7是與比較例的樣品SC2的透射光譜相比較地示出根據(jù)第二實(shí)施
方式的液晶單元的樣品S2的透射光譜的圖。
圖8是根據(jù)第二實(shí)施方式的液晶顯示元件的樣品S2在-30攝氏度的
響應(yīng)時(shí)間對(duì)應(yīng)作為參數(shù)的近紅外線的照射時(shí)間的表。
圖9是根據(jù)第二實(shí)施方式的變型例的液晶顯示元件的樣品S2a在-30
攝氏度的響應(yīng)時(shí)間的表。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的液晶顯示元件的截面圖。
圖11是與比較例的樣品SC3的透射光譜相比較地示出根據(jù)第三實(shí)施
方式的液晶單元的樣品S3A和S3B的透射光譜的圖。
圖12是示出了樣品S3A、 S3B和SC3的電壓-透射光譜的圖。 圖13是示出了樣品S3A、 S3B和SC3的響應(yīng)特性的圖。 圖14是裝有液晶顯示設(shè)備的戶外顯示板的正視圖。 圖15A和圖15B是示出光單元示例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是液晶顯示設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)的截面示意圖。液晶顯示設(shè)備主要包括液晶顯示元件101和光單元102。圖中示出的是光單元為背光的情況。
例如，光單元102的光源由可見光LED和紅外(IR) LED組成，可見光 LED用于背光照明，紅外(IR) LED照射近紅外線用于加熱。在液晶顯 示元件101和光單元102之間配置散射板103。
通常，在LCD中，在玻璃基板之間放置液晶。波長大約3pm或以 上的紅外線的透射率低。在用紅外線加熱液晶層時(shí)，優(yōu)選的是紅外線不 被玻璃基板吸收，而是被液晶層或靠近液晶層的膜(即，配向膜或絕緣 膜)吸收。
本發(fā)明的發(fā)明人考慮使用波長3pm或短于3pm的紅外線以減少玻璃 基板的吸收，并且向液晶層或向靠近液晶層的膜添加吸收照射的紅外線 的材料。例如，在液晶中添加金屬顆粒，用于使液晶層吸收波長3pm或 更短的紅外線，從而提高液晶顯示設(shè)備的響應(yīng)速度。又例如，在配向膜 (靠近液晶層的那層膜)或配向膜的基膜中添加吸收紅外線的材料，用 于使靠近液晶層的膜吸收波長3pm或更短的紅外線，從而提高液晶顯示 設(shè)備的響應(yīng)速度。
光單元102至少包括一種紅外線發(fā)射設(shè)備。例如，可以使用GaAs 類化合物半導(dǎo)體等的光發(fā)射層的LED作為近紅外線發(fā)射設(shè)備，用于發(fā)射 輸出功率50mW、波長為780nm至960nm的近紅外線。通過照射近紅外 線，透射通過玻璃基板的近紅外線可以被液晶層或靠近液晶層的膜吸收， 從而液晶層被吸收的光能加熱。 (第一實(shí)施方式)
圖2是根據(jù)第一實(shí)施方式的液晶顯示元件101的截面圖。將描述正 性黃模式的情況，其中液晶單元是超扭曲向列型(STN)液晶單元。
通過CVD、氣相沉積或?yàn)R射工藝在兩個(gè)玻璃基板1A和1B的每一 個(gè)上形成作為透明膜的銦錫氧化(ITO)膜，通過光刻工藝使形成的膜被 構(gòu)圖形成所需的ITO電極圖案2和輸出線路2t。通過柔版印刷(flexo printing)在玻璃基板上形成覆蓋ITO電極圖案2的絕緣膜4。絕緣膜4 并非必不可少，但優(yōu)選形成，以防止上下基板之間的短路?？梢酝ㄟ^用 非柔版印刷之外的利用金屬掩模的氣相沉積、濺射等形成絕緣膜。通過柔版印刷在絕緣膜4上形成具有與絕緣膜圖案幾乎相同圖案的
水平配向膜5h (horizontally-oriented film 5h)。在STN-LCD的情況中， 預(yù)傾角(液晶分子相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)面傾斜的角度)優(yōu)選為2至8度。例如，水 平配向膜5h可從Nissan Chemical Industries, Ltd.公司獲得，并且X寸之實(shí) 施摩擦工藝。摩擦工藝是快速滾動(dòng)用布巻起的圓筒來摩擦水平膜5h的工 藝。實(shí)施該工藝，以將液晶3x的扭轉(zhuǎn)角度設(shè)置為240度(左旋)。
通過用預(yù)定圖案的絲網(wǎng)印刷形成密封材料6。還可以通過配送器而 非絲網(wǎng)印刷來形成密封材料6。例如，從Mitsui chemicallnc公司獲取的 熱固性ES-7500可以用作密封材料。也可以使用光固化或光熱固化型密 封材料。在密封材料6中包括幾個(gè)百分比的直徑6(im的玻璃纖維。
在預(yù)定位置上印刷導(dǎo)電材料。例如，將由含幾個(gè)百分比的6.5Mm鍍 金苯乙烯球的密封材料ES-7500制成的材料印刷在預(yù)定位置上，作為導(dǎo) 電材料7。
僅在上層基板1B上形成密封材料圖案7和導(dǎo)電材料圖案7，并且通 過干式分散(dry dispersion)工藝分散縫隙控制材料。縫隙控制材料可由 6jim塑料球制成。也可使用石英型微細(xì)珍珠(silica type micro-pearl)。
在基板IA和IB的預(yù)定位置上彼此放置水平配向膜5h以形成單元， 并且在加壓的狀態(tài)下進(jìn)行熱處理以固化密封材料6。
通過劃線器劃線玻璃基板，并且通過斷開將其分成預(yù)定尺寸和形狀 的空單元。
通過使用毛細(xì)管的填充工藝將含有納米級(jí)金屬顆粒的液晶3x填充 到空單元中，然后用末端密封材料密封填充點(diǎn)。此后，切割(chamfer) 和清洗玻璃基板，以形成液晶單元101c。在本說明書中，不帶偏振濾波 器的結(jié)構(gòu)被稱作液晶單元。
以下說明被填充的含納米級(jí)金屬顆粒的液晶。例如，可以使用LC4 (雙折射An: 0.118，各向異性介電常數(shù)As: 9.2)， LC4通常是用于STN 的液晶，并且可以從Dai Nippon Printing Co,Ltd.公司獲取?？蓮腗itsubishi Materials Coperation公司獲取短軸10至20nm、長軸50至100固的桿狀 納米級(jí)金(Au)顆粒。可通過在液晶LC4中添加0.5重量％的納米級(jí)金顆粒制成含納米級(jí)金顆粒的液晶LC4+Au (下文稱為含納米金的液晶)。
制造使用含納米金的液晶制成液晶單元101c (下文稱為含納米金的 液晶單元101c)的樣品S1。用于對(duì)比，還制造了填充有液晶LC4而不使 用納米級(jí)金顆粒的液晶單元101c的樣品SC1。測(cè)量樣品Sl和SC1的透 射率。
圖3A示出了測(cè)量系統(tǒng)。通過檢測(cè)器10檢測(cè)從帶單色光鏡的光源9 發(fā)出的照射光。光源9和檢測(cè)器IO之間沒有物體時(shí)，光強(qiáng)度設(shè)為100%。 當(dāng)將液晶單元101c置于光源9和檢測(cè)器10之間不加電壓時(shí)，用檢測(cè)器 IO測(cè)量透射光，所得的相對(duì)光強(qiáng)度即為透射率(％)。
圖4示出了樣品Sl和SC1從可視光范圍到近紅外線范圍的透射光 譜。添加納米級(jí)金顆粒的樣品Sl的近紅外線透射率低于比較樣品SC1 的透射率。由此，應(yīng)理解含納米金的液晶吸收近紅外線。因?yàn)榈谝粚?shí)施 方式是黃色模式，所以關(guān)注黃色范圍，在780nm或更低的可見光范圍， 樣品Sl和比較樣品SC1的透射率沒有實(shí)質(zhì)差異。由此可以認(rèn)為，添加納 米級(jí)金顆粒對(duì)液晶在黃色范圍的透射率沒有影響。
以正交尼科耳(crossed Nicol)的方式將偏振濾波器8與每個(gè)液晶單 元101c連接，以制成STN型液晶顯示元件101。
在優(yōu)化的電壓、1/64占空比驅(qū)動(dòng)的條件下，測(cè)量制成的液晶顯示元 件101的低溫(-20和-30攝氏度)響應(yīng)特性。
圖3B示出了測(cè)量系統(tǒng)。LCD-5000 (Ohtsuka Electronics Co., Ltd.公 司)被用于測(cè)量。首先，隨著施加電壓，通過檢測(cè)器10檢測(cè)光源9發(fā)射 的并且穿過液晶顯示元件101的光，以測(cè)量電壓對(duì)比性。根據(jù)測(cè)量出的 特性獲得可以得到最大對(duì)比度的優(yōu)化電壓。從背側(cè)向液晶顯示元件101 照射近紅外線，測(cè)量其在低溫下的優(yōu)化電壓的響應(yīng)特性。發(fā)射波長 940nm、輸出功率50mW的LED用于發(fā)出近紅外線。液晶單元和LED 之間的距離為約50mm。分別測(cè)量近紅外線照射開始前(照射時(shí)間記為 "0")、照射1分鐘、3分鐘、5分鐘之后發(fā)生的的響應(yīng)，并隨后對(duì)各響 應(yīng)進(jìn)行比較。
圖5A和圖5B是示出了填充了 LC4+Au的液晶顯示元件的樣品Sl在-20和-30攝氏度的響應(yīng)時(shí)間的表。在每一表中，照射時(shí)間表示照射近
紅外線的時(shí)間。比較取決于近紅外線照射時(shí)間的響應(yīng)時(shí)間(延長和縮短)。
如圖5A和圖5B所示，與未經(jīng)近紅外線照射相比，經(jīng)近紅外線照射時(shí)使 用液晶LC4+Au的液晶顯示元件具有更快的響應(yīng)速度。與照射1分鐘的 情況相比，經(jīng)近紅外線照射3分鐘和5分鐘時(shí)的響應(yīng)時(shí)間沒有實(shí)質(zhì)差異， 而響應(yīng)時(shí)間則變?yōu)楸任唇?jīng)近紅外線照射的情況要快至少8%。因此，可以
說一分鐘的照射足以獲得加快響應(yīng)速度的效果。彼此獨(dú)立地制成分別對(duì) 應(yīng)圖5A和圖5B的液晶單元，并且不經(jīng)優(yōu)化；因此兩表中的響應(yīng)時(shí)間不 能相互比較。根據(jù)上述結(jié)果，可以認(rèn)為通過向液晶添加納米金顆?？梢?縮短液晶的響應(yīng)時(shí)間，這是因?yàn)榧{米級(jí)金顆粒吸收近紅外線，并且吸收 的近紅外線的能量變成加熱液晶層的熱能。 (第二實(shí)施方式)
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的垂直配向型液晶顯示元 件。以下主要解釋第一實(shí)施方式與第二實(shí)施方式的差異。在絕緣膜4上 形成垂直配向膜5v。例如，使用可以從Nissan Chemical Industries Ltd.公 司獲取的SE-1211作為垂直配向膜5v。進(jìn)行垂直配向膜5v的摩擦，以使 上基板和下基板不平行。JPA2005-234254中披露的方法可以用于獲得均 勻的單域配向。并且，配向膜的配向工藝方法不限于摩擦工藝。而且， 光配向法、離子束配向法、等離子束配向法、傾斜蒸鍍法等都可以用于 配向膜的配向工藝。
例如，含有幾個(gè)百分比的直徑為3.9pm的玻璃纖維的ES-7500可以 用于密封材料6，可以從Mitsui chemical Inc公司獲取該ES-7500。含有 幾個(gè)百分比的直徑為4.4pm的金球的ES-7500可以用作導(dǎo)電材料。直徑 為3.75Mm的塑料球可以用作縫隙控制材料。
將垂直配向型液晶3z填充進(jìn)液晶單元。例如，使用可以從Merck Ltd. 公司獲取的用于垂直配向LCD的常用液晶M4 (雙折射An: 0.094，各項(xiàng) 異性介電常數(shù)As: -3.3)。可以從Ube Industries, Ltd.公司獲取尺寸為2nm 至10nm的Ag和Pb的合金顆粒的納米級(jí)Ag/Pd合金顆粒(下文稱為納 米Ag/Pb合金顆粒)。在液晶M4中添加0.1重量％的上述納米Ag/Pb合金顆粒，以制造含有納米Ag/Pb合金顆粒的液晶M4+Ag/Pd，從而形成垂 直配向型液晶3z。垂直配向液晶單元的樣品S2通過使用含有納米Ag/Pb合金顆粒的液 晶M4+Ag/Pb制成。通過填充未添加納米Ag/Pb合金顆粒的液晶M4，制 成比較樣品SC2，用于比較。圖7示出了液晶單元的樣品S2和SC2從可見光范圍到近紅外線范 圍的透射光譜。通過如圖3A所示的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量透射光譜。如圖所示， 與比較樣品SC2相比，添加了含有納米Ag/Pb合金顆粒的液晶M4+Ag/Pb 的液晶單元的樣品S2在近紅外線范圍透射率較低。樣品S2和比較樣品 SC2的唯一差異就是是否添加納米Ag/Pb合金顆粒?？梢哉J(rèn)為，納米Ag/Pb 合金顆粒吸收近紅外線范圍內(nèi)的光。在可見光范圍，樣品S2和比較樣品SC2的透射率幾乎相同；因此， 可以認(rèn)為添加有含有納米Ag/Pb合金顆粒的液晶M4+Ag/Pb的液晶單元 與液晶單元M4透射幾乎相同量的光。而且，圖7中透射光譜波動(dòng)的原 因是存在取決于液晶單元厚度的干涉。通過在液晶單元的上下兩側(cè)以正交尼科耳的方式連接偏振濾波器， 并且將該濾波器朝摩擦方向旋轉(zhuǎn)45度，制成常黑型垂直配向液晶顯示元 件?？梢詫?duì)偏振濾波器附加視角補(bǔ)償板。在優(yōu)化電壓、1/4占空比驅(qū)動(dòng)條件下，通過如圖3B所示的測(cè)量系統(tǒng) 測(cè)量液晶顯示元件的樣品S2在低溫(-30攝氏度)下的響應(yīng)特性。圖8是示出了樣品S2取決于作為參數(shù)的照射時(shí)間的響應(yīng)時(shí)間的表。 用于照射近紅外線的LED與第一實(shí)施方式中的相同。從該表可以理解， 通過照射近紅外線可以縮短響應(yīng)時(shí)間至少大約14°/。。照射1分鐘后和照 射3分鐘后的響應(yīng)時(shí)間大致相同。照射5分鐘后的響應(yīng)時(shí)間比照射1分 鐘后的響應(yīng)時(shí)間短。還可以通過在垂直配向LCD中添加金屬顆粒得到縮 短響應(yīng)時(shí)間的效果。(要添加的納米級(jí)金屬顆粒的另一示例)盡管在本發(fā)明的實(shí)施方式中可以使用所有類型的納米金屬顆粒，但 是可以使用鉈作為另一納米級(jí)金屬顆粒，以利用其獲得縮短響應(yīng)時(shí)間的效果。通過向垂直配向型液晶M4添加0.1重量％的納米鉈顆粒，制成垂直配向型液晶顯示元件的樣品S2a。垂直配向型液晶顯示元件的制作方法 和測(cè)量方法與第二實(shí)施方式中的一樣。圖9示出了樣品S2a在-30攝氏度的響應(yīng)時(shí)間。通過照射近紅外線， 響應(yīng)時(shí)間至少縮短大約10°/。。經(jīng)近紅外線照射超過1分鐘后的響應(yīng)時(shí)間 與近紅外線照射1分鐘時(shí)幾乎相同，因此，足夠的照射時(shí)間是1分鐘左 右。能夠縮短響應(yīng)時(shí)間的納米金屬顆粒的又一示例可以提及使用稀土元 素(鈧和釔)和過渡金屬(鎳等)。這些納米級(jí)金屬顆粒在液晶中有很好 的溶解性。在上述實(shí)施方式中，納米級(jí)金屬顆粒的劑量為0.1重量％至0.5重量％ 。 因?yàn)橛脛┝考s0.1重量％可以充分獲得縮短響應(yīng)時(shí)間的效果，可以認(rèn)為最 低劑量為約0.02重量％。而且，如果劑量太大，液晶性質(zhì)可能發(fā)生變化， 因此可以認(rèn)為最高劑量為1.0重量％。優(yōu)選從lnm至1 OOnm的范圍內(nèi)選擇納米級(jí)金屬顆粒的尺寸。據(jù)認(rèn)為， 如果尺寸為lnm或更小，吸收近紅外線的效果不充分。而如果尺寸為 1 OOnm或更大，則認(rèn)為很難在液晶中長期穩(wěn)定分散。如實(shí)施方式中所述，通過用波長3Mm或更短的近紅外線照射添加了 納米級(jí)金屬顆粒的液晶的液晶層，可以縮短液晶顯示元件的響應(yīng)時(shí)間至 少8%。已經(jīng)解釋了向液晶層中添加納米級(jí)金屬顆粒的實(shí)施方式。也可以在 諸如配向膜的靠近液晶層的膜中添加具有吸收近紅外線范圍的波段的材 料。(第三實(shí)施方式)圖10示出了本發(fā)明第三實(shí)施方式的扭曲向列型(TN)液晶顯示元 件IOI。將主要解釋與第一實(shí)施方式的STN液晶單元的差異。玻璃基板1A和1B、 ITO電極圖案2、輸出線2t和絕緣膜4與圖2 所示的液晶單元中的相似。在TN-LCD中，預(yù)傾角優(yōu)選地較低(與基板面成2度或更低)。使用可以從Nissan Chemical Industries，Ltd.公司獲取的SE-410作為水平配向膜 的材料。通過混合，在液態(tài)水平配向膜形成材料中添加5重量％的近紅 外線吸收材料。下面將描述近紅外線吸收材料的細(xì)節(jié)。通過旋壓覆蓋法 在絕緣膜4上形成水平配向膜5x，并與絕緣膜4的圖案幾乎相同。例如， 以2000rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30秒的旋轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)數(shù)實(shí)施旋壓覆蓋法，以生成厚度 約為700A的水平配向膜5x。此外，可以通過柔版印刷、噴墨打印等形 成水平配向膜5x。對(duì)水平配向膜5x實(shí)施摩擦工藝。摩擦工藝是快速滾動(dòng)用布包裹的筒 來摩擦水平配向膜5x的工藝。實(shí)施該工藝，以將上下兩層基板中的液晶 3設(shè)置到90度(左旋)。密封材料6的形成、導(dǎo)電材料7的形成、縫隙控制材料的分散、空 單元的形成、液晶的填充和密封工藝與第一實(shí)施方式中的相同。通過在 上下玻璃基板的外側(cè)表面上布置以平行或正交尼科耳的方式排列好的偏 振濾波器8形成液晶顯示元件101。制造液晶單元的樣品S3A和液晶單元的樣品S3B;液晶單元的樣品 S3A的配向膜添加有苯并二呋喃酮化合物(下文稱為材料A)作為近紅 外線吸收材料；液晶單元的樣品S3B的配向膜添加聚苯胺(下文稱為材 料B)作為近紅外線吸收材料。而且，還制造了未向配向膜添加近紅外 線吸收材料的液晶單元的樣品SC3，作為比較樣品。在該液晶單元的狀 態(tài)下沒有偏振膜。通過如圖3A所示的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量液晶單元101c的樣品S3A、 S3B 和SC3的透射光譜。圖11示出了各樣品從可見光范圍到近紅外線范圍的透射光譜。液晶 單元的樣品S3A和S3B的透射率在近紅外線范圍比比較樣品SC3在近紅 外線范圍低?？梢哉J(rèn)為材料A和材料B吸收了近紅外范圍的光。偏振濾波器8在以平行尼科耳的方式與各液晶單元的樣品相連，以 制成TN型液晶顯示元件101的各樣品S3A、 S3B和SC3。使用如圖3B 所示的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量制成的樣品S3A、 S3B和SC3在低溫(-30攝氏度) 下的電壓-透射特性。圖12示出了電壓-透射特性。液晶顯示元件的比較樣品SC3的電壓-透射特性和液晶顯示元件的樣品S3A和S3B的電壓-透射特性沒有顯著差 異，其中液晶顯示元件的樣品S3A和S3B的配向膜添加有近紅外線吸收 材料。根據(jù)測(cè)量出的電壓-透射特性可以獲得具有最大對(duì)比度的優(yōu)化電壓。 近紅外線從背面照射液晶顯示元件101的液晶層，在低溫(-30攝氏度)、 優(yōu)化電壓、1/4占空比驅(qū)動(dòng)條件下，測(cè)量響應(yīng)特性。分別測(cè)量近紅外線照 射開始前(照射時(shí)間記為"0")、照射1分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘和 IO分鐘之后時(shí)的響應(yīng)特性。圖13示出了各樣品的響應(yīng)特性?？v軸表示上升時(shí)間(毫秒)，橫軸 表示近紅外線LED的照射時(shí)間(分鐘)。樣品S3A和S3B的響應(yīng)速度比 比較樣品SC3的快，艮卩，樣品S3A和S3B的上升時(shí)間比比較樣品SC3 的短。樣品S3A和S3B的響應(yīng)時(shí)間在近紅外線照射開始起1分鐘內(nèi)迅速 變短并趨于穩(wěn)定，因此，可以說在啟動(dòng)液晶顯示元件后響應(yīng)時(shí)間迅速縮 短?？梢岳斫猓ㄟ^向配向膜添加近紅外線吸收材料縮短了液晶的響應(yīng) 時(shí)間，這是因?yàn)榕湎蚰ぶ械慕t外線吸收材料吸收了近紅外線，吸收的 近紅外線的能量轉(zhuǎn)化成了加熱與配向膜相鄰的液晶層的熱能。 (近紅外線吸收材料的其他實(shí)施例)此外，材料A在有機(jī)溶劑中溶解度高，材料B耐熱性好(約300攝 氏度)?？梢允褂镁哂信c材料A和材料B相似性質(zhì)的材料作為近紅外線 吸收材料。可以使用下述材料作為近紅外線吸收材料苯并二呋喃酮 (benzodiflimnone)化合物、聚苯胺、花青類顏料、聚甲炔類顏料 (polymethin group pigment)、酞菁顏料、銨顏料、二亞銨顏料、連二硫酸 鎳化合物、疊氮化合物、亞銨類顏料、二亞銨類顏料、三烯丙基甲烷類 顏料、萘醌類顏料、蒽醌類顏料、方酸鎗類顏料、酞菁類顏料、萘酞菁 類顏料、以及連二硫酸鎳配合物(nickel dithiolene complex)。圖14示出了裝有液晶顯示設(shè)備的戶外顯示板，它可以被看作是應(yīng)用12實(shí)例。戶外顯示板需要在低溫下快速顯示。例如，對(duì)于檢測(cè)器檢測(cè)發(fā)現(xiàn) 駕駛員超過了速度限制，用于警告該駕駛員而需顯示出諸如"減速"的 警告時(shí)，如果液晶響應(yīng)時(shí)間慢，可能在警告顯示出來前汽車已經(jīng)開過。 在寒冷地區(qū)，如果縮短液晶的響應(yīng)時(shí)間(提高液晶顯示設(shè)備的運(yùn)行速度) 則可能使顯示功能保持在良好的狀況下。在低溫下斷掉加在液晶顯示元件101上的電壓時(shí)，如果打開紅外LED，則液晶層不會(huì)冷卻，使得液晶顯示元件101能夠快速對(duì)輸入的顯示信號(hào)作出響應(yīng)。雖然可以給配向膜添加近紅外線吸收材料，但是要添加近紅外線吸收材料的膜不限于配向膜。也可以給絕緣膜4添加近紅外線吸收材料， 該膜是配向膜5的基膜?？梢孕纬商砑恿私t外線吸收材料的基膜，作 為非所述配向膜和絕緣膜的配向膜的基膜。在第三實(shí)施方式中已經(jīng)解釋過TN型液晶顯示元件。該實(shí)施方式可 以應(yīng)用于其他類型的液晶顯示元件，如超級(jí)(S) TN型、垂直配向型、 板內(nèi)切換(IPS)型、光學(xué)補(bǔ)償彎曲(OCB)型、聚合物網(wǎng)絡(luò)(PN)型、 賓主(GH)型等。而且，除了如第三實(shí)施方式一樣向液晶層附近的膜添加近紅外線吸 收材料之外，也可以如第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式那樣向液晶層添加 近紅外線吸收材料。已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明。本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施 方式。圖15A和圖15B示出了光單元102的其他實(shí)施例。在圖15A所示的 實(shí)施例中，具有冷陰極熒光燈和紅外光源二者的側(cè)光單元發(fā)出的光經(jīng)光 導(dǎo)板103b的一側(cè)被液晶顯示元件101吸收。在圖15B所示的示例中，光單元102被置于液晶顯示元件101之前， 具有冷陰極熒光燈和紅外光源二者的側(cè)光單元發(fā)出的光經(jīng)光導(dǎo)板103b被 液晶顯示元件101吸收，經(jīng)置于液晶顯示元件101背面的反射面104反 射的光再次射入液晶顯示元件101 (即前光單元)。通常，反射型液晶顯 示設(shè)備沒有諸如白熾燈的背光源，因此液晶層不會(huì)被加熱。然而，通過裝備如這些實(shí)施例所述的紅外光源，可以通過紅外線加熱液晶層。其加 熱能耗低，并且可以保持響應(yīng)特性?？梢杂谜婵仗畛浞ɑ虻巫⒎?ODF)填充液晶。使用真空填充法時(shí)，只需一個(gè)填充點(diǎn)。使用滴注法時(shí)，不需要填充點(diǎn)，且填充必須在上下基 板連接前完成。為了降低因偏振濾波器吸收而引起的熱效率損失，可以使用偏振分 束器，使照射光源發(fā)出的偏振光與偏振濾波器的透射軸平行。而且，顯 然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行各種更改、改進(jìn)、組合等。本申請(qǐng)基于2007年6月6日提交的日本專利申請(qǐng)2007-150124號(hào)和 2007年12月25日提交的日本專利申請(qǐng)2007-332293號(hào)，通過引用將它 們的全部內(nèi)容并入本文中。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示設(shè)備，該液晶顯示設(shè)備包括液晶顯示元件，其包括彼此相對(duì)的一對(duì)玻璃基板；透明電極圖案，各透明電極圖案在所述一對(duì)玻璃基板的各玻璃基板的相對(duì)的表面上形成；膜結(jié)構(gòu)，各膜結(jié)構(gòu)包括配向膜，并形成在所述一對(duì)玻璃基板的各玻璃基板上，且覆蓋所述透明電極；和在所述一對(duì)玻璃基板之間保持的液晶層；以及光源，其可以向所述液晶顯示元件照射近紅外線，并且其中所述液晶層和所述的膜結(jié)構(gòu)這兩者中至少之一包括近紅外線吸收材料。
2. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述液晶層包括納米級(jí) 金屬顆粒作為所述近紅外線吸收材料。
3. 如權(quán)利要求2所述的液晶顯示設(shè)備，其中向主要形成所述液晶層 的液晶添加0.02重量％至1.0重量％的所述納米級(jí)金屬顆粒。
4. 如權(quán)利要求2所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述納米級(jí)金屬顆粒為 金、銀/鉛合金、鉈中的一種。
5. 如權(quán)利要求4所述的液晶顯示設(shè)備，其中向主要形成所述液晶層 的液晶添加0.02重量％至1.0重量％的所述納米級(jí)金屬顆粒。
6. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述膜結(jié)構(gòu)包括所述的 近紅外線吸收材料。
7. 如權(quán)利要求6所述的液晶顯示設(shè)備，其中添加了所述近紅外線吸 收材料的所述膜結(jié)構(gòu)是形成在所述一對(duì)玻璃基板兩者上的配向膜。
8. 如權(quán)利要求6所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述近紅外線吸收材料 為苯并二呋喃酮化合物、聚苯胺、花青類顏料、聚甲炔類顏料、酞菁顏料、 銨顏料、二亞銨顏料、連二硫酸鎳化合物、疊氮化合物、亞銨類顏料、二 亞銨類顏料、三烯丙基甲烷類顏料、萘醌類顏料、蒽醌類顏料、方酸錄類 顏料、酞菁類顏料、萘酞菁類顏料、以及連二硫酸鎳配合物中的一種。
9. 如權(quán)利要求8所述的液晶顯示設(shè)備，其中添加了所述近紅外線吸 收材料的所述膜結(jié)構(gòu)是形成在所述一對(duì)玻璃基板兩者上的配向膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了能夠低溫使用的液晶顯示設(shè)備。所述液晶顯示設(shè)備包括液晶顯示元件，其包括彼此相對(duì)的一對(duì)玻璃基板；透明電極圖案，各透明電極圖案在所述一對(duì)玻璃基板的各玻璃基板的相對(duì)的表面上形成；膜結(jié)構(gòu)，各膜結(jié)構(gòu)包括配向膜，并形成在所述一對(duì)玻璃基板的各玻璃基板上，且覆蓋所述透明電極；和在所述一對(duì)玻璃基板之間保持的液晶層；以及光源，其可以向所述液晶顯示元件照射近紅外線，并且其中所述液晶層和所述的膜結(jié)構(gòu)這兩者中至少之一包括近紅外線吸收材料。該液晶顯示設(shè)備在低溫下的響應(yīng)時(shí)間能夠被改善。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101320162SQ20081010892
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月6日
發(fā)明者都甲康夫 申請(qǐng)人:斯坦雷電氣株式會(huì)社