提高了对比度的透反射式显示器制造技术

本发明专利技术能够提高透反射式液晶显示器在透射模式下的对比度，这种透反射式液晶显示器具有后叠层偏振模块（３０２），该后叠层偏振模块（３０２）能够透射具有所需偏振方向的光，并且反射具有相反偏振方向，不需要的光。由于包括了反射阻止模块（３０６），强化了黑色状态，因而提高了对比度。反射阻止模块安排在透反射器（３０１）和后叠层偏振器（３０２）之间，用来阻止透过后叠层偏振器（３０２）到达透反射器（３０１）的光被透反射器（３０１）反射回后偏振器（３０２）。因此，阻止具有错误偏振方向的不需要的反射从透反射器（３０１）透过，从而阻止它影响显示器的透射模式黑色状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种液晶显示器装置，具体而言，涉及一种提高了对比度的透反射式液晶显示器装置。
技术介绍
透反射式液晶显示器，如超扭转向列液晶显示器(STN-LCD)、有源阵列液晶显示器(AM-LCD)和彩色超扭转向列液晶显示器(CSTN-LCD)，通常用于移动手持应用中。这种显示器装置由于其相对较低的能耗和良好的幕前性能而受到人们喜爱。透反射式液晶显示器的特征在于它能够在反射模式下反射外界光，也能够在透射模式下透射来自辅助光源(例如背光)的光。因此装有这种透反射式显示器的装置在明亮和黑暗的条件下都具有令人满意的可读性。透反射式显示器的基本原理是众所周知的，例如从英国专利申请2 101 347可获知该原理。这种透反射式液晶显示器包括具有前基板和后基板的显示器单元，在前基板和后基板之间夹有一层液晶材料。在显示器单元的前面，前偏振器或检偏器以及补偿膜被夹入中间。此外，包括透反射器、四分之一波长延迟器元件、线偏振元件和光源(例如背光)的光学后叠层(optical rear stack)按所述顺序夹在后基板后面。工作在反射模式下并且这一单元未激活(inactivated)时，也就是前、后电极之间的电路开路时，入射到前基板的外界光将被排列好的液晶层吸收。于是观看者看到的显示器单元为黑暗。另一方面，当这个单元被激活时(activated)(也就是当液晶层暴露于电场时)，液晶中的指向矢(directors)基本上垂直于前、后基板，允许大部分外界光进入前基板，穿过这一单元，在透反射器处被反射并返回到观看者。观看者于是看到显示器为明亮。然而，当外界光不足以使显示器显示可读图像时，将光源打开，激活透射模式。当透射模式被激活时，光源发出的随机偏振光在光学后叠层中变成圆偏振并且透过透反射器。倘若液晶单元为未激活，从光源发出的投射在其上的圆偏振光则会在排列好的液晶中被吸收。液晶因此起到关闭的光阀的作用，并且未激活的单元呈现黑暗。为了获得这种效果，也就是为了使光阀关闭，光线被精确起偏是很重要的，否则，光线会穿过这一单元并破坏这一黑暗状态。另一方面，当这一单元被激活并且液晶分子垂直于基板时，透过透反射器的大部分光将从这个单元出来朝向观看者，使显示器明亮。因此，透反射式液晶显示器中光学后叠层的作用就是将从背光入射的随机偏振的光转化为完全的圆偏振光。所述光可以是左旋圆偏振的或右旋圆偏振的，具体取决于液晶单元中的排列状况(alignment)。这种转化通常是通过采用线偏振器和上述四分之一波长延迟器来实现的。然而，由于线偏振器吸收从背光发出的偏振方向错误的所有光，因此采用线偏振器和延迟器将非偏振光转化为圆偏振光会导致透射率较低。为此，已经提出解决方案来充分提高上述透射率。根据这一解决方案，圆偏振是利用小间距(short pitch)平面扭转向列聚合物层(TN层)替换后偏振器和四分之一波长延迟器来获得的。由于间距足够小，TN层将背光发出的一半光反射掉，并将背光发出的另一半光透射过去。透射光和反射光都是圆偏振的。具体地说，如果扭转层的旋转方向为右旋(左旋)，则反射光为右旋(左旋)圆偏振的，透射光为左旋(右旋)圆偏振的。结果，随机偏振光的左旋圆偏振部分和右旋圆偏振部分被TN聚合物层分开，一部分透射，另一部分反射。因此，用TN聚合物层替换线偏振器/延迟器结构的优点在于，背光发出入射到偏振器的光，或者被透射(碰巧具有正确偏振方向的那部分光)并且在显示器中被利用，或者被反射回背光，在那里被循环利用。这与非透射光被线偏振器吸收并因此被浪费掉的线偏振器/延迟器结构相反。因此，在光学后叠层中用扭转向列聚合物层替换四分之一波长延迟器和线偏振器能够显著地提高透射率。然而，尽管采用TN聚合物层的设计确实能够改善光学特性，但是采用扭转向列聚合物层替换后偏振器和四分之一波长延迟器还是伴随着一些缺点。这些缺点之一就是在透射模式的黑暗状态下对比度低。为此，本专利技术提供一种采用扭转向列聚合物层并且在黑暗状态下对比度有改善的透反射式液晶显示器。本专利技术正是基于认识到从背光发出、穿过TN聚合物层并被透反射器反射的大部分光，因为在透反射器上反射的时候发生偏振反转，而被扭转向列聚合物层再次反射。也就是说，在透反射器上被反射的光的偏振方向在反射的时候发生了反转。返回的光线因此以相反的偏振方向入射到扭转向列聚合物层上，因此被全反射到透反射器。结果是，具有反转的偏振方向的光透过透反射器，射向液晶单元，导致黑色状态变差和对比度下降。本专利技术人进一步意识到，通过在透反射器的后方有效地阻止光反射可以充分地消除这种黑色状态变差的效应，从而提高透射模式中黑暗状态下的对比度。因此，基于扭转向列聚合物层的偏振器的特征在于它们能够透射一特定偏振方向的光，反射具有相反偏振方向的光。为了本专利技术的目的，将具有这种性能的偏振器更一般地表示为反射式偏振器。同样将吸收具有错误偏振方向的光的线偏振器更一般地表示为吸收式偏振器。因此，根据本专利技术的一个方面，透反射式液晶显示器装置包括液晶层、透反射器、反射偏振器和背光，按所述顺序夹入中间。背光用来向所述透反射器发出光，透反射器能够透射所述光的第一部分，不能透射所述光的第二部分。这一显示器装置还包括安排在所述透反射器和所述扭转向列聚合物层之间的反射阻止模块，用来阻止所述第二部分光传播回到扭转向列聚合物层。这样包括反射阻止模块能够阻止具有反转的偏振方向的光透过透反射器射向液晶显示器单元。因此能够避免黑色状态变差，并提高透射模式下显示器的对比度。当然，由于反射阻止模块安排在透反射器的后方，因此显示器的反射模式性能没有受到影响。于是，将反射阻止模块用来阻止光线返回到TN聚合物层。反射阻止模块可以是黑色表面，它吸收反射光和/或阻止反射以任何形式发生。可以使用任何类型的透反射器，重要的特性是它能够反射外界光并且透射来自背光设置的光。此时，只要来自背光的部分光被以反转的偏振反射回到TN聚合物层，本专利技术就能够提供在显示器的透射模式下改善了的黑色状态。然而，实现正确功能的重点是能够将透过透反射器的光从其余光中分离出来，这是因为第一部分要不受影响，第二部分要被消除。因此，提出了孔镜型(hole-in-mirror type)透反射器，它能够提供良好的透射区和非透射区。因此，本专利技术特别适用于具有孔镜型透反射器的透反射式显示器。出于本专利技术的目的，孔镜型透反射器是具有透射部分和非透射部分的透反射器。入射到透反射器的一些光将因此透过透射部分，一些光将被非透射部分所阻挡。最基本的例子为有小孔安排在其中的反射镜。这些小孔可以由例如分布的穿孔或狭缝组成。例如，具有10/90的透射/反射比的孔镜型透反射器的区域典型地由10％的小孔和90％的非透射材料(通常为某些反射材料)组成。当然，孔镜型透反射器中的小孔不必为真实的小孔，透反射器可以换作包括彼此分离的透射区和非透射区。反射阻止模块可以有各种设计，只要它能够吸收非透射光，并且不阻挡要透过透反射器的光。因此，反射阻止模块实际上并不一定要如此阻止反射，而是可以换成吸收反射光。此外，反射阻止模块可以用各种不同的方式来设置。例如，反射阻止模块可以包括光吸收层(所谓的黑色掩模)和通常由几个薄层堆叠组成的抗反射涂层。在透反射器位于后基板前方的情况下，可以在后基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透反射式液晶显示器装置（４００），包括：液晶层（４１２）、透反射器（４１３）、后偏振模块（４０４）和背光（４０５），按所述顺序夹入中间；所述背光（４０５）用来向所述透反射器（４１３）发出光；所述透反射器（４１３）用于透射第一部分所述光，不透射第二部分所述光；并且所述后偏振模块（４０４）用来透射具有第一偏振方向的光并且反射具有与所述第一偏振方向相反的第二偏振方向的光；所述显示器装置还包括安排在所述透反射器（４１３）和所述反射阻止模块（４１４）之间的反射阻止模块（４１４）；所述反射阻止模块（４１４）用来阻止所述第二部分光传播回到所述后偏振模块（４０５）。

【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：妮科尔ACM戈廷克迈因德斯，鲁道夫JM贝伦，
申请(专利权)人：统宝香港控股有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]