宽视角的大型的坚固的单片和单片状的AMLCD显示器的结构制造技术

本发明专利技术的特征在于用来设计在大范围的视角上具有好的亮度和对比度的大型的、坚固的单片和单片状显示器。这些技术包括为了使不受欢迎的造成视觉上可察觉的不连续或边界的光学的、电光学的、和环境照明的像差和任何电子异常减少到最低限度，控制象素阵列的布局及其改进电特性的访问电路。这些人为现象被减少到产生比较好的色彩校正的水平。除此之外，还描述了诸如准直器、光线增强膜、漫射器、屏幕、偏光器和掩模之类的光学元件的使用。由此产生的显示器呈现出在人类视觉系统容许的范围内变得均匀一致的来自本来改变光学响应的区域的亮度和色度输出。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大型平板电子显示器的设计和制造，更具体地说涉及被装配在单一的单片或单片状组件中、结构的完整性得到增强、由于光学的或电光学的像差和结构的不一致造成的亮度和色调的变化得到校正、备有在改善敏锐度和对比度的同时提供大视角的照明装置和光学装置以及为避免或补偿在象素响应、亮度和色度方面的不一致性而设计的在所述的显示器中的薄膜配线的AMLCD型平板显示器的制造。
技术介绍
大型显示器可以采用一些包括阴极射线管(CRT)和后视型的投影仪在内的已确立的显示器技术构成。然而，随着这些显示器的对角线尺寸的增加，它们的体积和重量显著增加。进而，制造变得更困难，同时制造成本也大幅度增加。实现大型显示器的替代途径是用厚度和重量都被大幅度减少的平板显示器提供的。有源矩阵液晶显示器(AMLCD)是这些技术中最成熟的。AMLCD的结构由夹在两块厚度通常为0.5毫米、0.7毫米或1.1毫米的薄玻璃板之间的液晶(LC)层所组成。当AMLCD的对角线尺寸增加到大约20英寸以上时，夹心结构的完整性变成不充分的，因此该机械的组件对于更大的尺寸应该得到加强。同时，由于制造和操作造成的不一致性显著增加，而制造合格率降低。今天的AMLCD显示器在消费品应用中有一些附加的不足。具体地说，视角被限制在比CRT小得多的数值。除此之外，亮度-能源效率被偏光器、光线准直器装置、和任何用来提高视角的屏幕降低。如果这样的直视AMLCD打算在消费品应用中与CRT竞争，这些缺点必须被克服。如同在前面的相关专利申请中揭示的那样，为了在由一些单独制造的比较小的块或平板装配成显示器的大型平铺的AMLCD中克服这些缺点或对它们进行补偿，在显示器技术方面最新的改进业已完成。这些改进中的许多改进也能够被应用于大型单片显示器。这些改进能够帮助改善单片或单片类显示器的特性，或补偿起源于元器件或它们的组件的有缺点的制造过程的人为因素。然而，单片的和平铺的显示器之间本质上的结构差异在把新技术应用于单片显示器的时候必须予以考虑。单片的显示器在相邻的平板之间的接缝中没有机械的不连续点，一种显著上放松光线准直要求的事实，这是在平铺显示器中用于隐藏接缝的关键技术之一。作为结果，可使用的孔径比增加，屏幕规格被改变，和对掩模的需求减少。所以，在大型单片或单片类显示器中光学叠片和照明的设计与大型的平铺AMLCD显示器相比有本质上的变化。本专利技术描述用使用许多为大型平铺平板显示器(FPD)研制的技术制造或操作彩色和灰度型两种类型的大型单片或单片类的AMLCD的独特的设计和方法。虽然本专利技术描述在AMLCD情况下的大部份技术和方法，但是它们之中有许多可以应用于其它透明的光阀型平板显示器(FPD)。这种显示器的特征是，来自均匀的背光光源的光线通过显示器组件朝位于显示器前面的观测器传输。光阀控制通过子象素的孔径传输的原色光线的数量。从子象素传送出来的光在它达到位于离开显示器预先确定的观看距离的观测器之前通过混合形成全部符合要求的亮度和色调的组合(色空间)。从平铺的转移到用在本文中描述的其它方法增大的大规模的单片平板显示器的技术和方法允许大大地改善后者的性能，包括视角、图像敏锐度、对比度和彩色均匀性。同时，这些独特的设计改进可以被用来增加制造的合格率，补偿由于显示器的制造和组装造成的缺陷和把易碎的大型单片显示器转变成在玻璃盖板和后夹板之间的坚固的叠层板。坚固的显示器玻璃叠层板可以使用厚度优选在25到250微米范围内的粘合膜来制作并且在柔顺性方面被优化。例如，单片显示板能够在不使双折射的AMLCD玻璃产生应力和不使LC单元间隙产生变形的情况下被层压在玻璃盖板和后夹板之间。专利第5,867,236号“CONSTRUCTION AND SEALING OF TILTED FLAT-PANELDISPLAYS(平铺的平板显示器的构造和密封)”、共同待审查的美国专利申请第09/490,776号，美国专利申请第09/368,921号和第09/369,465号展示完成所需结果的层压结构。用于设计样机800×600SVGA 38.6英寸对角线的平铺显示器的层压结构在共同待审查的美国专利申请第09/368,921号中也被展示了。用来处理大型显示器叠层板的方法是在共同待审查的美国专利申请第09/322,047号和美国专利第6,097,455号中讨论过。叠层板被设计成相对于在包含对剪切或弯曲最弱的连接的AMLCD玻璃夹层中的成像平面(LC层)是对称的。这种连接是通过把薄膜晶体管(TFT)基片与滤色片(CF)基片围绕着周边结合起来的通常大约5微米厚的狭窄的粘合密封形成的。这个密封的宽度可以狭窄到1毫米以下，而且它可能是在诱发应力的搬运、组装和现场使用期间将基片保持在一起的除了LC液体层的表面张力之外唯一的机械连接。厚度在优选范围内呈干薄膜状的外部的全工作面密封材料被用来把坚固的玻璃盖板和后夹板粘合到AMLCD夹心结构的两侧以便增大弯曲强度。这个优选的设计提供本质上得到提高的抗弯曲能力，并借此减少任何无意识的应力对狭窄密封的影响。在盖板和后夹板与AMLCD夹心结构之间的粘合膜的优选厚度取决于是否为了设定光线准直角把掩模用在后夹板上。这些角度的关系在1999年9月15日申请的美国专利申请第09/396,142号和第60/153,962号以及1999年5月28日申请的美国专利申请第09/322,047号中予以详细描述过。由于在单片显示器中不需要这样的孔径掩模来保持光线远离接缝，所以对粘合剂的厚度要求对于单片的显示器叠层板可以放松。为了优化显示图像的敏锐度和对比度，孔径掩模在单片显示器中可能仍然是需要的。作为替代，如果其它的光线准直装置是优选的，那么它们可能被从显示器叠片上除去。空气在盖板和后夹板与AMLCD夹心结构之间的全面粘合界面的新月形物体处被可控制地清除，以致在组装期间没有气泡型的缺陷被引入这些叠层板结构。用来实现无泡叠层板的组装使柔顺的粘合膜附着到单片显示器上的技术在专利申请第60/153,962号中描述过。后夹板或盖板可以用诸如Corning 1737之类在AMLCD工业中普遍使用的标准玻璃来制造。今天的玻璃片材厚度已被标准化到0.5、0.7和1.1毫米。这些玻璃厚度中任何一种都可以被用在显示器组件叠层板中。小的玻璃厚度允许在粘合剂挤出过程中使用比较小的半径。这转化成气泡缺陷出现的可能性比较小。叠层板与传统的显示玻璃基片生产相比具有连续的折射率而且热膨胀匹配好的坚固的组件。虽然坚固是通过增加对弯曲应力的截面惯性得到改善的，但是它对于维持环氧密封胶把TFT基片和CF基片结合在一起的LC图像平面的中性轴也是重要的。这可以通过使盖板和后夹板与AMLCD夹心结构之间的粘合膜厚度相等来完成。由于这个理由，叠层板被设计成相对于LC平面是大致对称的。因此，玻璃盖板和后夹板两者的厚度都被选定落在1.1毫米(或更大)的范围内。子象素中与总面积相比较的透明区域(孔径比)在单片AMLCD(60-80％)中与平铺的FPD(30-50％)相比较由于接缝所需要的空间明显较大。这在专利申请第60/153,072号中已被描述过。在单片显示器中视角通常没有想要的那样宽，而且图像敏锐度非常依赖正常漫射的背光照明。一种已发表的正在研制的用来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在宽视角范围具有可控的对比度、亮度和色度的作为坚固的叠层板的单片ＡＭＬＣＤ显示器，该显示器包括：ａ） 具有正面的观察面和背面的ＡＭＬＣＤ平板组件；ｂ） 靠近所述的ＡＭＬＣＤ平板组件的所述的背面用来为它提供照明的背光照明装置； ｃ） 靠近所述的背面和所述的背光照明装置的光线准直装置；以及ｄ） 靠近所述的ＡＭＬＣＤ平板的所述的正面的观察面用来消除进入的光线的准直性的消除准直装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷蒙德G格林，J彼得克鲁休斯，唐纳德P泽拉菲姆，迪安W斯金纳，鲍里斯约斯特，
申请(专利权)人：彩虹展示公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]