半透半反式液晶显示设备制造技术

半透半反式液晶显示设备具有液晶（ＬＣ）单元，其具有反射部分（１０１Ｒ）和透射部分（１０１Ｔ）。ＬＣＤ设备具有双单元隙设计，对于透射部分的单元隙（ｄＴ）不同于对于反射部分的单元隙（ｄＲ）。根据本发明专利技术，借助于ＬＣ单元内部的光学延迟层（１２０），影响该单元隙差值。上述光学延迟层（１２０）的厚度为使其补偿单元隙的差值。优选为，光学延迟层为基本上只在单元的反射部分（１０１Ｒ）上延伸的图样延迟层，并具有四分之一波长的延迟。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半透半反式液晶显示设备。液晶显示器(LCDs)越来越多地应用于例如PDA、移动电话等手持式设备中。对于此类移动应用，由于低功耗、可靠性和低价格，LCD实际上已经变成标准显示设备。LCD的工作基于液晶(LC)单元中的光调制，其中液晶单元包括液晶材料的活性层。通过应用电场，改变液晶层的光调制，并更改通过活性层的光的特性。液晶显示器通常包括以行和列排列的多个图像元素(像素)。可以独立寻址显示器的每个像素，出于这个目的，驱动LC单元的驱动装置通常包括用于显示器的每个图像元素的单独的像素驱动器。半透半反式型的液晶显示器是工作在透射模式和反射模式中的显示器，其中在透射模式中更改安排在显示器后面的背向光源发出的光，在反射模式中更改入射到显示器的环境光。此类半透半反式LCD在明亮和黑暗条件下均具有极好的可读性，并因此特别适用于手持式设备。此类LCD的液晶单元包括透射部分和反射部分。通常，这样安排这些部分，使得单元的图像元素包括工作在反射模式中的反射子像素，和工作在透射模式中的透射子像素。在LCD中希望最优化诸如亮度、对比度、视角依赖性和灰度转换的光学特性。另外，为了在所有光照条件下确保显示图像的均匀性，这些光学参数应该尽可能与单元的透射和反射部分匹配。出于这个目的，申请人的国际专利申请WO 03/019276提出具有所谓的双单元隙设计的半透半反式LCD，由此，该单元隙，也就是活性液晶层的厚度，对于反射部分与透射部分是不同的。通常为了最优化光学参数，现有技术的半透半反式LCD包括图样延迟层(patterned retarder)，对于反射部分具有四分之一波长的延迟，对于透射部分具有零延迟。然而，在已知设计中，必须包括附加的平坦化层以获得双单元隙结构。此类平坦化层增加了设备复杂性和制造成本。专利技术的一个目标是使得具有如上述类型的半透半反式LCD设备，可以更容易地制造并相对廉价。借助于本专利技术实现的目标，在独立权利要求1已经说明。在从属权利要求2-7中给出进一步的优选实施例。因此，根据本专利技术的LCD设备在观察者一侧包括延迟层，这样选择延迟层的厚度，使得其补偿第一单元隙和第二单元隙之间的差值。半透半反式LCD应用双单元隙设计，由此借助于图样延迟层，在结构上影响反射和透射部分之间的不同单元隙。因此，反射和透射部分之间的单元隙的差值基本上由延迟层补偿，而根据专利技术，不再需要进一步的平坦化层。可以相对廉价地制造根据本专利技术的半透半反式LCD，且其具有较简单的结构。本专利技术总体涉及相对较厚的单元内(in-cell)延迟层的使用，同时单元隙的差值总计为几个微米，例如3μm。延迟R定义为光学双折射An和延迟层厚度d的乘积。延迟值应该近似地保持与常规设计中相同。因此，由于单元内延迟层具有相对较大的厚度以补偿单元隙差值，通常应该使用具有相对较低的光学双折射的材料。为了获得预定的延迟值，延迟材料的光学双折射适合延迟层的厚度。例如，如果延迟值为150nm，如果希望得到的延迟层厚度为3μm，延迟材料的光学双折射应该约为0.05。在优选实施例中，光学延迟层为图样延迟层，基本上只在液晶单元的反射部分上延伸。在此情况下，透射部分上不存在延迟层(因此对于透射部分，厚度和延迟为零)。在另一个优选实施例中，对于反射部分，光学延迟层本质上为四分之一波长(λ/4)延迟层。对于液晶单元的反射部分，这种延迟层使得具有相对较高的亮度和对比度。有利地，使用以上优选实施例的组合，也就是，光学延迟层为基本上只在LC单元的反射部分延伸的图样延迟层，并作用为对于上述反射部分的四分之一波长(λ/4)延迟层。于是对于整个LC单元，亮度和对比度相当高，而且显示图像在单元的反射和透射部分之间是均匀的。在彩色LCD中，为了在LC单元的透射和反射部分之间获得特别均匀的亮度，对于透射和反射部分，滤色片厚度可以不同。在此情况下，优选为，使得光学延迟层的厚度可以补偿第一单元隙和第二单元隙之间的差值，还可以补偿上述滤色片的不同厚度。在一个优选实施例中，滤色片安排在光学延迟层和前衬底之间。在另一个优选实施例中，光学延迟层嵌入滤色片中，也就是光学延迟层安排在滤色片和前衬底之间。优选为，对于LC单元的透射部分的第一单元隙，是对于反射部分的第二单元隙的1.5至2.5倍之间。更加优选为，第一单元隙为第二单元隙的大约2倍。现在将参考附图阐明专利技术的这些和其他方面。这里附图说明图1示出根据本专利技术的半透半反式LCD设备的一个实施例。本专利技术的一个代表性的实施例为具有90TN90型的半透半反式LC单元的液晶显示设备。图1中示出该半透半反式单元的单个图像元素(像素)101。在90TN90 LC单元中，液晶材料为扭曲向列型，而且当没有电压施加到像素101时，具有90度的扭曲角。该单元位于交叉的偏振器112和114之间。前置偏振器112应用于前置衬底102上，而后置偏振器114应用于后置衬底104上。前置偏振器112和后置偏振器114的偏振轴彼此成90度角。衬底102和104之间的空间110充满光学活性液晶(LC)材料。衬底102和104为玻璃衬底，并包括用于寻址LCD设备的像素101的驱动装置。上述驱动装置通常包括行电极和列电极的矩阵结构(未示出)。像素101对应于一个行电极和一个列电极的交点。通过在像素101上施加电压差，由像素101中的活性LC材料执行的光调制改变。在扭曲向列LC单元中，电压差通常在像素上产生电场，垂直指向衬底。LC材料按照电场取向。结果，观察者将会观察不同的像素颜色。在主动矩阵型LCD设备中，驱动装置进一步包括对于每个像素101的薄膜晶体管(TFT)。邻近前置衬底102的LC材料的取向方向基本上与前置偏振器112的偏振轴平行，邻近后置衬底104的LC材料的取向方向基本上与后置偏振器114的偏振轴平行。因此，LC材料的扭曲角约为90度。半透半反式像素101包括反射部分(子像素)101R和透射部分(子像素)101T。透射部分具有第一单元隙dT，而反射部分具有第二单元隙dR。也就是，在透射部分，LC材料层具有厚度dT，而在反射部分，LC材料层具有厚度dR。对于反射部分，提供有内部漫反射器106，用于反射背向观察者的环境光。背向光源130安排在后置偏振器114之后。背向光源提供被透射子像素101T中的LC材料调制的光。反射器106防止由背向光源130生成的光进入LC单元的反射部分101R。结果，透射子像素101T中的LC材料实质上只调制背向光源130发出的光，而反射子像素101R中的LC材料实质上只调制入射到LCD设备上的环境光。更具体地，90TN90LC单元以下列方式工作像素101正常为白色，也就是，当没有电压差施加于行和列电极之间时，观察者观察到白色的像素颜色。对于像素101的反射部分101R，非偏振环境光在进入LC层110之前，通过前置线性偏振器112和λ/4延迟层120。在进入LC层110之前，入射环境光为圆偏振。液晶分子的初始扭曲角为90度。没有任何电压，对于反射部分101R的LC层的延迟使得在通过LC层110之后，圆偏振光变成线偏振。线偏振光接着被反射器106反射回，并且当到达λ/4延迟层120时，恢复其初始圆偏振。结果，将环境光调制为，使得它能够往回通过偏振器112并因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半透半反式液晶显示设备，包括：观察者一侧的前置衬底（１０２），以及后置衬底（１０４）；夹在该前置衬底和该后置衬底之间的液晶单元，所述液晶单元具有透射部分（１０１Ｔ），用于选择性地通过由背向光源（１３０）生成的光，以及反射 部分（１０１Ｒ），用于选择性地反射环境光，为上述透射部分（１０１Ｔ）提供第一单元隙（ｄＴ），并为上述反射部分（１０１Ｒ）提供第二单元隙（ｄＲ），以及光学延迟层（１２０）在上述液晶单元的观察者一侧，所述光学延迟层的厚度为使得其补偿该第 一单元隙和该第二单元隙之间的差值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅各布布卢宁克，桑德尔J罗森达尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]