具有非镜面反光片的液晶显示器制造技术

本发明专利技术涉及液晶显示器，其中穿过显示器的入射光和反射光不是镜面反射关系。入射光可在一定的角度范围到达显示器，而反射光即观察方向垂直或接近垂直于显示器。还公开了新的图象方式和阴影方式的非镜面反射液晶显示器。其具有极亮的背景，消除了在大多数液晶显示器中普遍存在的观察炫光。用到所有扭转角，如９０度ＴＮ、１２０度和１５０度ＨＴＮ、１８０度、２４０度、和２７０度的ＳＴＮ显示器。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

Liquid crystal display with non specular reflective sheet

The invention relates to a liquid crystal display, in which the incident light and reflected light through the display are not mirror reflection. The incident light can reach the display at a certain angle, and the reflected light is perpendicular to or near the viewing direction. Non specular reflection liquid crystal display with new image and shadow mode. It has very bright background, eliminating the common in most LCD viewing glare. Use all twist angles, such as 90 degrees TN, 120 degrees and 150 degrees HTN, 180 degrees, 240 degrees, and 270 degrees STN display.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型的液晶显示器，其中的输入和输出光束不遵守通常的镜面反射关系。通常，按照附图说明图1所示的结构制造液晶显示器。液晶显示器包括输入偏振片1、液晶单元2、输出偏振片3、和反射漫化体4。液晶单元一般由两片玻璃5、6、取向层7、8、导电电极膜9、10、和液晶材料11构成，具有符合取向层7和8的扭转取向。在这种普通的反射式(有时或者称之为穿透反射式(transflective))的液晶显示器中，光12从相对于显示器的表面法线13成某个方位角θ的一个方向进入显示器。入射光相对于显示器表面上的某个x轴的相应极化角是φ。于是，规定光的传播方向的角度由(θ，φ)给出。这个光被漫化散射体反射，并且再次穿过液晶单元，并且由观察人员14看到。这个光的强度在反射角(θ，φ+π)是最强的。这就是所谓的镜面反射或炫光反射。如图所示，由于散射，除了(θ，φ+π)以外的角度也可以观察到光，但它的强度随着偏离θ的角度的增加而迅速减小。在图2中描述了这种情况。由于存在相同的散射机制，在(θ，φ+π)的任何观察方向，都有从角度(θ，φ)入射的光的贡献，和从角度(θ，φ)的附近入射的光的贡献。然而，大多数光还是来自于角度(θ，φ)方向。在设计和优化这样的普通的液晶显示器过程中，上、下玻璃板的取向方向、以及输入偏振片和输出偏振片的设置位置都是至关重要的。以90度扭转的向列型液晶显示器为例，大多数普通的液晶显示器的配置如图3所示。输入偏振片Pin和输入导向器nin排成直角。输出偏振片Pout也垂直于液晶输出导向器nout，如图所示。这就是TN显示器的所谓的0方式操作。光从表的12点钟的方向15进入液晶显示器，观察人员从表的6点钟的方向16观看这个显示。0方式操作是和e方式对比而言的，在e方式，Pin和nin是平行的，Pout和nout也是平行的。在图4和5中表示出0方式TN显示器的观察角极坐标曲线。图4是对于V=0的极坐标曲线，图5是对于2.5伏的透射率的极坐标曲线。它们清晰地表现出最佳的观察方向，即在表的6点钟的位置。在图5中极坐标曲线中的最黑的部分表示这个光应该在方位角θ为30度、并且极坐标角度φ为270度时离开显示器。液晶显示器的观察角的这种最优化是众所周知的，并且在文献中已经作过讨论。例如，在Blinov等人的著作(“液晶显示材料中的电光效应”，Springer-Verlag，1994)和Bahadur的著作(“液晶的应用和使用”，“世界科学”，新加坡，1990)都已经讨论了液晶显示器的观察角。在这些讨论中，假定光以一个倾斜的角度横穿过液晶单元一次。在工作电压下对于以角度(θ，φ)穿过液晶单元的光绘出观察角相对于显示的对比度的曲线，其中θ是光束和液晶单元的表面法线之间的角度(方位角)，φ是光束在液晶单元表面上的投影和基准x轴之间的角度(极坐标角)。液晶的入射导向器也是参照这个x轴度量的。对于90度扭转的TN显示器的情况，通常将x轴取为和入射导向器成45度。在传统的液晶显示器的最优化过程中，通常假定光以某个角度入射。在文献中已经表示出光的观察角(通过θ，φ表征其特征)的各种组合的许多透射率-电压曲线。在只有一个规定的θ值的这些曲线中，假定光以相同的方位角进入和离开液晶单元。在数值的和实验的最优化过程中，从不考虑光以不同的方位角进入和离开液晶单元的几率。本专利技术表明，对于非镜面反光的情形，重要的是通过考虑以不同角度进入和离开LCD的光实现所有重要的LCD参数的同时最优化。图6表示按照所谓第二最小值操作的液晶显示器的透射率一电压曲线。这个第二最小值对应于一个1.075微米的阻滞值(即，液晶的液晶单元厚度和双折射率的乘积(dΔn))和90度的液晶扭转角。曲线17是在观察角和光的入射角都是0度时(垂直于液晶单元)的曲线。曲线18对应于在θ=30度，φ=90度入射的光，并且在θ=30度，φ=270度观察显示器。这就是所谓6点钟位置观察条件。曲线19对应的条件刚好和曲线18相反，即光在θ=30度，φ=270度入射，并且在θ=30度，φ=90度观察显示器。在表的6点钟位置，液晶单元在较低电压的作用下截止，透光性随电压的变化而发生的变化是陡峭的(透射率-电压或T-V曲线18)。对于这个显示器，这将导致好得多的多路转换功能。图7和8对于120度和180度扭转角的情况的类似曲线。在本专利技术中，我们认识到以下的事实；有可能制造出入射光的角度和出射光的角度相差很大(即，非镜面反射)的LCD。在M.Wenyon的美国专利5659408号中曾指出过这种具有非镜面光反射的可能性。获得这种情况的一个途径是使用所谓的全息摄影反射器膜(例如参见M.Wenyon等人的“用于LCD的白色全息摄影反射器”，SIDSymp.Dig,1997)。此外还有许多类型的能够实现这种非镜面反射的已经构成的散射表面。然而，这些现有技术的LCD没有将这种反射最优化。因此，本专利技术的一个目的是试图克服这个缺点。按照本专利技术，提供一种液晶显示器，其特征在于；入射光的方向和反射后光离开显示器的方向是不同的方向，二者是非镜面反射的。利用本专利技术有可能实现入射和反射光束在不同的角度。利用输入和输出角度的不同数值可以计算出透射率-电压曲线。因此，可以同时最优化实现本专利技术的液晶显示器的所有关键参数，使入射角和观察角彼此不同，于是产生明显不同于常规液晶显示器的本专利技术的显示器阻滞值。因而，对于非镜面反射操作，可以最优化偏振片角度、输入/输出方向、和/或液晶单元阻滞值。本专利技术的另一个重要方面是要认识到如下的事实大多数非镜面反光片都是单色的。这就是说，即使用白光输入，反射光也只是一种颜色，如绿色。因此，非镜面反射LCD的最优化不必考虑到彩色色散效应。因此，可以采取单色光作为输入。当然，本专利技术不排除非镜面反光片可以是宽带反光片、或者非镜面反光片还可以反射白光的情况。因此，有可能利用本专利技术为用非镜面散射反光片制作的LCD提供一组或多组操作条件。可以将这样的非镜面反光片LCD分为两大类图象方式(i方式)和阴影方式(s方式)。在图象方式和阴影方式这两种方式中，光都是从表的12点钟的方向进入LCD，φ=90度，θ一般约为30-45度。反射光在接近垂直入射方向的方向离开LCD,这是观察LCD的常规方向。在图象方式，以和在表的6点钟方向观察普通的液晶显示器的相同的方式，放置偏振片的导向器以及液晶单元的输入导向器。以此方式，光从表的12点钟的方向进入LCD，并且在接近垂直方向进行观察。使用90度TNLCD作为一个例子，最终的T-V曲线对应于图6中的T-V曲线17和19的乘积。作为比较，在常规的镜面反射式LCD中，光从12点钟方向入射并在6点钟方向观察，总的T-V曲线对应于曲线18和19的乘积。在阴影方式，整个偏振片-液晶单元-分析器装置转动180度，但非镜面反光片不变。以此方式，光还是从(30-45度，90度)进入，并在(0度，0度)观察。但整个T-V曲线应该由图6中曲线17和18的乘积表示。最重要的观察结果是和图象方式相比，阴影方式在低得多的电压下并且在早得多的时间导通。然而，和图象方式相比，在阴影方式的情况下，总的透射率-电压曲线陡峭得多。陡峭的T-V曲线意味着在显示器上能够以较小的串扰显示更多的数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示器，其特征在于：入射光的方向和反射后光离开显示器的方向是不同的方向，二者是非镜面反射的。

【技术特征摘要】
GB 1999-8-12 9919094.41.一种液晶显示器，其特征在于入射光的方向和反射后光离开显示器的方向是不同的方向，二者是非镜面反射的。2.权利要求1的液晶显示器，其特征在于光束的入射角和光束的反射角是彼此不同的。3.权利要求2的液晶显示器，其特征在于；利用输入和输出角度的不同数值计算出透射率-电压曲线。4.前述权利要求中任何一个所述的液晶显示器，其特征在于还有非镜面散射反光片。5.前述权利要求中任何一个所述的液晶显示器，其特征在于包括一个输入偏振片、一个液晶单元、和位于显示器后面的非镜面反光片。6.权利要求5的液晶显示器，其特征在于光以相对于显示器的表面法线的角度θ进入显示器，并且以相对于显示器的表面法线的角度θ′，被观察，这里θ′明显不同于θ。7.权利要求6的液晶显示器，其特征在于θ在30度-60度之间。8.权利要求7的液晶显示器，其特征在于θ在0度-10度之间。9.前述权利要求中任何一个所述的液晶显示器，其特征在于；非镜面反光片是全息摄影反射器。10.前述权利要求5-9中任何一个所述的液晶显示器，其特征在于有一个后偏振片。11.权利要求10的液晶显示器，其特征在于在液晶单元和后偏振片之间设置一个阻滞膜。12.前述权利要求中任何一个所述的液晶显示器，其特征在于；扭转角为90度±10度，厚度和双折射率的乘积为0.5±0.1微米，并且对于偏振片和液晶导向器进行安排以便可以提供一种图象方式(i方式)操作。13.前述权利要求1-11中任何一个所述的液晶显示器，其特征在于扭转角为90度±10度，厚度和双折射率的乘积为1.075±0.1微米，并且对于偏振片和液晶导向器进行安排以便可以提供一种图象方式(i方式)操作。14.前述权利要求1-11中任何一个所述的液晶显示器，其特征在于扭转角为120度±10度，厚度和双折射率的乘积为0.6±0.1微米，并且对于偏振片和液晶导向器进行安排以便可以提供一种图象方式(i方式)操作。15.前述权利要求1-11中任何一个所述的液晶显示器，其特征在于扭转角为120度±10度，厚度和双折射率的乘积为1.24±0.1微米，并且对于偏振片和液晶导向器进行安排以便可以提供一种图象方式(i方式)操作。16.前述权利要求1-11中任何一个所述的液晶显示器，其特征在于扭转角为180度±10度，厚度和双折射率的乘积为0.62±0.1微米，并且对于偏振片和液晶导向器进行安排以便可以提供一种图象方式(i方式)操作。17.前述权利要求1-11中任何一个所述的液晶显示器，其特征在于扭转角为180度±10度，厚度和双折射率的乘积为1.25±0.1微米，并且对于偏振片和液晶导向器进行安排以便可以提供一种图象方式(i方式)操作。18.前述权利要求1-11中任何一个所述的液晶显示器...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯林T姚，郭海星，廖约克，
申请(专利权)人：瓦智能BVI有限公司，特伦斯莱斯莉约翰逊，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]