專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及顯示裝置，尤其涉及產生不同色彩的液晶顯示裝置。
這些通?？啥嗦窂陀玫难b置的缺點在于它們在環(huán)境光或人造光特別是氖光中是最暗的，這些裝置運用可多路復用的驅動器，該驅動器能產生用于選擇性地同時產生多個色彩的各種電壓。
本發(fā)明的一個目的是尋找一種減輕此缺點的方法。
依據(jù)本發(fā)明提供了一種產生不同色彩的液晶顯示裝置，該裝置包括具有前偏光片和后偏光片的液晶元件，其中后偏光片是光透射、反射和/或透反射的。
偏光片可以是可互換的。這保證了后偏光片的轉換，以提供一種可靈活操作的適宜的或可調節(jié)的顯示裝置。
后偏光片可以是透反射的。這保證了在大部分背景點亮情況下有效而明亮的顯示。
可以有一適用于向前偏光片的方向在后偏光片上提供入射光的光源。
這再一次保證了增強的彩色成像。
液晶元件可以包括一對襯底，每個襯底都支撐著電極且用提供元件厚度‘d’的襯墊隔開，此液晶元件還加上了覆蓋每個電極的取向層，以使裝入元件的液晶對準，如此構成液晶元件，從而液晶的光各向異性Δn和元件厚度‘d’的乘積在1.4到1.6μm范圍內。這保證了最佳的亮度。
該裝置中液晶的扭轉角在230°到250°之間，最好是240°。
靠近取向層的液晶層可具有1°到10°范圍內的傾角。
元件厚度d與間距p的比值(d/p的比值)可以在0.5到1.0的范圍內。
偏光片吸收軸與靠近襯底(它靠近偏光片)的液晶層取向方向之間的角度在30°到60°范圍內。
此裝置包括靜電/可多路復用的驅動器，此驅動器能產生各種電壓，但它具有一公共的基準電壓，從而可同時顯示多個色彩。
參考附圖，通過舉例在以下描述用于產生不同色彩的液晶顯示裝置的兩個實施例。


圖1示出依據(jù)本發(fā)明第一實施例的彩色編碼超扭轉向列型顯示器(CCSTN)的剖面圖；圖2簡略地示出圖1所示裝置的各種軸和摩擦方向；圖3示出計算得到的歸一化照度與元件延遲的關系曲線；圖4a示出計算得到的歸一化照度與液晶預傾角的關系曲線；
圖4b示出計算得到的歸一化照度與扭轉角的關系曲線；圖4c示出在不同扭轉角下的背景色彩坐標；圖5示出以所加電壓的函數(shù)計算得到的用于典型反射型CCSTN的色彩坐標；圖6示出以靜電驅動方案下所加電壓(0-3伏)的函數(shù)測得的用于典型反射型CCSTN的色彩坐標；圖7a示出以1/64占空比和1/9偏壓的多路復用方案下所加電壓的函數(shù)測得的用于圖6元件的色彩坐標；圖7b示出以1/128占空比和1/12偏壓的多路復用方案下所加電壓的函數(shù)從典型透反射型CCSTN測得的色彩坐標；圖8示出依據(jù)本發(fā)明第二實施例的彩色編碼超扭轉向列型顯示器(FCCSTN)的剖面圖；圖9簡略地示出圖8中所示裝置的各種軸和摩擦方向；以及圖10示出以1/64占空比和1/9偏壓的多路復用方案下所加電壓的函數(shù)測得的用于圖8元件的的色彩坐標。
參考這些附圖，示出同時產生不同色彩的液晶顯示裝置100的第一實施例，該裝置由一可多路復用的驅動器(未示出)來驅動，該驅動器能產生各種電壓，在本實施例中可產生至少四個電壓，以同時選擇性地產生多個色彩。
裝置100(圖1)包括支撐襯底、層或板2的前(在使用)線偏光片1、各個前后電極層3a、3b(例如形成一個點陣)、取向層4、圓形密封5、向列型液晶6、玻璃纖維和/或聚合物球等隔開的襯墊7，以及后(在使用)線偏光片8。還有一適用于在后偏光片上提供入射光的光源9。
參考圖2，該圖示出用于裝置100的各種軸和摩擦方向，箭頭1指前線偏光片1的吸收軸，箭頭2指后線偏光片2的吸收軸，箭頭3指后襯底2的摩擦方向，箭頭4指前襯底2的摩擦方向，角α指前線偏光角，角β指后線偏光角，以及角φ指液晶6的總扭轉角。在圖5中，示出計算得到的坐標(C.I.E.1931)。經模擬的彩色編碼超扭轉向列型顯示器(CCSTN)的延遲值是1.5μm，扭轉角是240°，元件距離或厚度與間距(d/p)的比值是0.55μm，傾角是5°，前后偏光角分別是10°和80°。這相對于顯示器的一個特殊實施例，在圖6中示出該實施例的其它參數(shù)，顯示器的延遲值還可以是1.40-1.60μm，更好是1.45-1.50μm，最好是1.5μm，扭轉角是240°，d/p的比值是0.55μm，然而傾角是4°。液晶1333(BDH/Merck)或等價的，前后偏光角分別是15°和80°。
圖1示出的實施例相應于一彩色電-光裝置，該裝置由夾在兩個偏光片之間的超扭轉向列型液晶元件構成。把正介質各向異性的液晶裝入元件中，該元件由兩個支撐襯底2制成，這兩個襯底2可以是用粘合劑層壓的玻璃并用玻璃纖維和聚合物球等襯墊7隔開。面對元件100內部的玻璃襯底2的表面上涂有一層透明電極，諸如銦錫氧化物等，使用常規(guī)的光刻蝕工藝把電極層3a、3b構圖層點陣的形式。應用手性摻雜并在電極的兩面涂上各向異性對準層，把液晶的扭轉角設定為240°±10°。通過元件延遲變化所加的電場可產生各種色彩。可根據(jù)偏光片的類型由透射、透反射和/或反射方式操作此裝置。每種方式提供了不同的優(yōu)點，并依據(jù)顯示裝置所需的特性來選擇。
在透射操作方式的情況下，前后偏光片1、8必須分別是透射型的，且都使用背光，諸如冷陰極熒光燈、鎢燈絲的燈或白色場致發(fā)光(寬頻帶)燈9等。
使用位于元件100后側的透反射偏光片8以及白色(寬頻帶)背光9，諸如彩色陰極熒光燈、場致發(fā)光燈或鎢燈絲的燈，來實現(xiàn)透反射顯示。
在透射和透反射方式中，背光的發(fā)射范圍最好是350-750nm 。
當把反射偏光片加到元件的后側，反射顯示導致根據(jù)周圍點亮情況產生鮮艷的多個色彩。驅動方案包括從靜電到高電平多路復用(甚至超出1/240的占空比)，可應用該驅動方案而不使色彩和亮度發(fā)生明顯的變化。最好使用能產生各種灰度級的微型控制器，以驅動在多路復用方案下同時產生不同色彩的裝置。
在較佳實施例中，傾角從1°到10°不等，d/p的比值可以在0.5到1.0的范圍內，液晶材料的光各向異性(Δn)與元件厚度‘d’的乘積在1.4到1.6μm范圍內?？梢岳斫鈱嵤┍景l(fā)明的裝置可同時選擇性地產生多個色彩，而不使用彩色濾光器或濾光器。此外，用透反射后偏光片和背光光源9，可在所有周圍情況(都具有周圍背景光和人造光)下獲得明亮的圖像，此外可在黑暗中操作此裝置，所有情況下多色彩圖像也是明亮且鮮艷的。加上合適的電壓，該圖像可以是移動或靜態(tài)的。從最少四個色彩可選擇性地產生多色彩圖像。通過選擇的驅動電壓或驅動方案，可有效地把顯示器的每個像素轉換成不同的色彩。顧名思義，透反射偏光片既可反射光也可透射光。例如在一暗室中，在透射方式中將激勵背光9，在反射方式中環(huán)境光將占優(yōu)勢，在透反射方式中人造光將占優(yōu)勢，但在后兩種情況下都將激勵光9，以提供明亮和鮮艷的圖像。后偏光片可以電子方式轉換到透射、反射、透反射方式三種方式中的一種。改變偏光角和延遲角可實現(xiàn)多色彩圖像的最佳亮度。
通過選擇所述元件延遲、傾角和扭轉角的范圍，可獲得如圖3、4a和4b所示的最大照度(即最大亮度)。此外，如圖4c所示，240°的扭轉角最接近于高能點(x，y＝0.33，0.33)，這是選擇扭轉角在240°±10°的原因。元件參數(shù)也被優(yōu)化，以在電壓變化時產生色彩的最大變化。
圖7b涉及的裝置具有6.2μm的元件距離，該裝置被充入光各向異性為0.24的Rodic液晶RDP41117E087。扭轉角被設定為240°，前后偏光角分別是15°和80°。應用冷陰極熒光燈來照亮裝置的前和后側，以提供如圖7b所示的色彩坐標大小。該裝置的元件延遲是1.49μm。也可使用具有6.4μm元件距離的Merck1333液晶，以產生1.47μm的元件延遲。元件延遲是一個重要的參數(shù)。
圖8、9和10涉及本發(fā)明的第二實施例。相同的標號指與上述第一實施例共有的元件。
圖8示出液晶顯示裝置200的第二實施例。在此實施例中，在前偏光片1和前玻璃襯底2之間插入一個或多個單軸和/或雙軸延遲薄膜1′。(各)延遲薄膜1′給出1640±20的合成延遲值。液晶顯示裝置200產生的色彩不同于第一實施例的裝置100產生的色彩。延遲薄膜1′光軸的角度λ(如圖9的箭頭5所示)可被設定為35°±10°。此外，可使用透射、反射和、或透反射型后偏光片8，以控制產生的色彩。
插入一個或多個延遲薄膜使得背景的色彩更白(它削弱了背景呈現(xiàn)出淺綠色的趨勢)，提供了一種改變所顯示色彩，以及展寬視角的附加手段。該薄膜可有效地把線偏振光轉換成橢圓偏振光，從而引起色彩的變化。在此實施例中，此薄膜是由聚碳酸酯制成的，并可從Nitro Denko、Polatechno和Sumitomo等化學公司獲得。
權利要求
1.一種用于產生不同色彩的液晶顯示裝置，包括具有前偏光片和后偏光片的液晶元件，其特征在于后偏光片是光透射、反射和/或透反射的。
2.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于偏光片是可以互換的。
3.如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于后偏光片是透反射的。
4.如權利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于有一個適用于向前偏光片的方向對后偏光片提供入射光的光源。
5.如以上權利要求中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于液晶元件包括一對襯底，它們支撐電極并以提供元件厚度‘d’的襯墊隔開，覆蓋每個電極的取向層，以使裝入該元件的液晶對準，以及如此形成液晶元件，從而液晶的光各向異性Δn與元件厚度‘d’的乘積在1.4到1.6μm范圍內。
6.如權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于裝置中液晶的扭轉角在230°到250°范圍內。
7.如權利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于靠近取向層的液晶層的傾角在1°到10°范圍內。
8.如權利要求7所述的液晶顯示裝置，其特征在于元件厚度的與間距p的比值(d/p的比值)在0.5到1.0范圍內。
9.如權利要求5到8中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于偏光片吸收軸和液晶層取向方向之間的角度在30°到60°范圍內，所述液晶層與靠近偏光片的襯底靠近。
10.如權利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于包括能產生不同電壓但具有一公共基準電壓的靜電/可多路復用的驅動器，從而可同時顯示多個色彩。
11.如以上權利要求中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于該裝置是一種超扭轉向列型顯示器。
12.如以上權利要求中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于包括至少一個延遲薄膜。
13.如以上權利要求中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于后偏光片是光透射或透反射的，還提供了寬頻帶的背光。
14.如以上權利要求中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述裝置具有1.45-1.50μm的延遲值。
全文摘要
一種產生不同色彩的液晶顯示裝置(100)包括具有前后偏光片(1)和(8)的液晶元件，其中后偏光片是光透射、反射和/或透反射的。在后偏光片是透射或透反射的情況下，可提供一寬帶的背光(9)，以改善圖像質量。通過應用引起元件延遲變化的電場，可在液晶顯示裝置中產生各種色彩。在一個實施例中，在前偏光片(1)和產生不同色彩的液晶元件的其它元件之間設有延遲層。
文檔編號G02F1/13GK1159042SQ9611725
公開日1997年9月10日 申請日期1996年11月25日 優(yōu)先權日1995年11月24日
發(fā)明者李青山, 李兆基, 余偉良, 尹嘉雯 申請人:航向信標情報有限公司, T·L·約翰遜