具有形式双折射补偿器的液晶显示器件制造技术

一种液晶显示器件（５００），包括第一和第二基板（５１０，５３０）；设置在第一和第二基板（５１０，５３０）之间的液晶层（５２２）；用于选择性地改变液晶层（５２２）的液晶分子的取向，从而选择性地控制穿过液晶层（５２２）的光的偏振的一对电极（５２０，５２６）；和在光穿过的两个基板（５１０，５３０）之一的表面上的形式双折射补偿器（５５０）。形式双折射补偿器（５５０）包括具有矩形或三角形横截面的一系列光栅。形式双折射补偿器（５５０）用于补偿当在暗状态中操作器件（５００）时由液晶层（５２２）产生的残余延迟。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及液晶显示器件的领域，更尤其涉及具有双折射补偿器的液晶显示器件。液晶显示(LCD)器件在普及和销售上持续增长。LCD不仅越来越多地用作计算机的显示装置，而且还用在电视和视频监视器中。硅上液晶(LCOS)器件是越来越多地用在投影显示系统，如投影电视和投影视频监视器中的一种液晶器件。更具体地说，Janssen等人的U.S.专利No.5,532,763中描述了利用反射型LCOS面板的投影显示系统，其全部公开在这里结合作为参考。在Melnik等人的U.S.专利No.6,545,731中描述了用在这种投影显示系统中的典型的LCOS器件，其全部公开也在这里结合作为参考。附图说明图1示出了反射型LCOS器件100。器件100的相关部分包括其上设置有绝缘层115的硅基板110、多个反射像素电极120、液晶层122、透明电极126(如氧化铟锡(ITO))、透明覆盖玻璃层130、和一个或多个分离的补偿器薄片150。反射型LCOS器件100一般如下操作。将高强度偏振光束导向LCOS器件100的至少一部分上。偏振光束穿过透明覆盖玻璃层130、透明电极126和液晶层122。偏振光束被反射像素电极120反射，返回穿过液晶层122并穿出透明覆盖玻璃层130。在跨过液晶材料施加电压的地方，光束的偏振态被改变，例如从一个线性偏振变为正交的线性偏振。就是说，液晶层122根据施加在像素电极120和透明电极126之间的电压而用作偏振调制器。被偏振调制的光束从反射型LCOS器件100出来并穿过过滤特定偏振的检偏器或偏振分束器。然后被偏振调制的光束穿过成像透镜射到屏幕上，从而显示图像。同时，图像对比度对于任何显示器件，包括LCD器件，特别是用在投影显示系统中的反射型LCOS器件来说都是关键参数。不幸地是，当反射型LCOS器件100被驱动到暗状态时，其仍旧对射到其上的光引入残余的延迟，由此限制了显示图像的对比度。为了补偿残余的延迟并因而获得期望的对比度，如图1中所示，LCOS器件100可配置设置在覆盖玻璃层130上的一个或多个分离的补偿器薄片150。补偿器薄片150通常是这样的一种塑料型薄片，即其在预定方向上变形(例如拉伸)预定量，从而在其中引入双折射，使得穿过其的光经历与由反射型LCOS引起的残余延迟相反的延迟。因此，改善了显示图像的对比度。补偿器薄片150添加在反射型LCOS顶部，并取向成适当补偿暗状态残余延迟。实际上，尽管本专利技术集中在反射型LCOS的具体内容上，但应当理解，残余延迟的问题和其对比度限制效果对于LCD器件是普遍适用的，补偿器薄片通常也用于直视型LCD器件。在直视型LCD器件的情形中，补偿器薄片还改善了显示的视角特性。实际上，补偿器薄片150层压在两片高质量玻璃152和154之间，从而保持补偿器薄片的形状并提供结构支持。此外，每片玻璃152和154必须设置抗反射(AR)涂层，以使能进一步减小显示对比度的反射最小化。而且，这也要求透明覆盖玻璃层130设置AR涂层，从而使透明覆盖玻璃层130和空气之间界面处的反射最小化。在Jepsen的U.S.专利6,307,607中可以找到LCD中残余延迟和斜角补偿问题和补偿薄片的使用的进一步讨论，为了所有的目的在这里全部引用作为参考，就像在这里全部列出一样。不幸地是，存在与上述补偿器薄片相关的问题和缺点。如上所述，通过在预定方向上将补偿器薄片150变形(例如拉伸)预定的量而给补偿器薄片150引入期望的延迟。然而，要求的延迟相对较低(例如20-30nm)，因而要求大的精度。因此，很难一致地和重复地产生具有所要求量延迟的补偿器薄片，因此生产率通常较低。此外，因为补偿器薄片靠近器件的图像平面的附近放置，所以其表面(cosmetic)质量必须高。还有，当中夹持补偿器薄片的高质量AR玻璃片增加了器件的成本。最后，封装和补偿器薄片附件是后半导体制造，这将整个器件制造变得复杂。因此，希望提供一种用于补偿LCD器件中残余相移从而提高对比度的改进的方法和器件。还希望一种能以高生产率一致和重复制造的LCD的补偿器件。还希望提供一种用于补偿LCD器件中残余相移的方法和器件，所述LCD器件简化了整个的器件制造。本专利技术旨在解决一个或多个前述所关心的问题。在本专利技术的一个方面中，反射型液晶器件包括半导体基板；设置在半导体基板上的多个反射像素电极；设置在反射像素电极上的液晶层；设置在液晶层上的至少一个透明电极；和设置在透明电极上的透明盖，其中透明盖在其表面中形成多个具有间距的光栅，该间距小于可见光的最小波长。在本专利技术的另一个方面中，液晶显示器件包括第一和第二基板；设置在第一和第二基板之间的液晶层；用于选择性地改变液晶层液晶分子的取向，从而选择性地控制穿过液晶层的光的偏振的装置；和在两个基板之一的表面上并且光通过它射出器件的形式(form)双折射补偿器。在本专利技术的另一个方面中，液晶器件包括半导体基板；设置在半导体基板上的多个像素电极；设置在像素电极上的液晶层；设置在液晶层上的至少一个透明电极；设置在透明电极上的透明盖；和设置在透明盖表面上的透明片，所述透明片包括形式双折射补偿器结构。从下面的描述，进一步和其它的方面将变得明显。图1显示了硅上型液晶(LCOS)器件的横截面图；图2显示了具有形式双折射补偿器的反射型LCOS的横截面图；图3显示了用于LCD器件的形式双折射补偿器结构的第一个实施方案；图4显示了用于LCD器件的形式双折射补偿器结构的第一个实施方案；图5显示了具有形式双折射补偿器的直视液晶显示器件的横截面图。在下面的描述和权利要求中，当说第一器件或结构在第二器件或结构“上”时，应当理解为包括两种情形，即第一器件或结构直接在第二器件或结构上的情形，和在第一器件或结构与第二器件或结构之间具有插入器件或结构，或甚至是空气的情形。当打算说明第一器件或结构直接在第二器件或结构上而不具有任何层间器件或结构时，将会说第一器件或结构直接在第二器件或结构上。图2显示了具有形式双折射补偿器的反射型液晶器件200，如硅上液晶(LCOS)器件的横截面图。如图2中所示，器件200的相关部分包括其上设置有绝缘层215的半导体(例如硅)基板210、多个反射像素电极220、液晶层222、透明电极226(如氧化铟锡(ITO))、透明基板或盖230、和形式双折射补偿器250。半导体基板210、绝缘层215、反射像素电极220、液晶层222、和透明电极226与上面参照图1描述的对应元件相似。然而，与图1中所示的器件100相反，器件200不包括由通过变形(例如拉伸)工艺使其具有引入的双折射的材料制成的任何补偿器薄片150。而是，器件200包括在透明层的表面上图形化或形成的形式双折射补偿器250。形式双折射补偿器250在穿过其的光束中产生了补偿暗状态中液晶层222的残余延迟的延迟，这在下面更详细解释。图3显示了可用在器件200中的形式双折射补偿器结构300的第一个实施方案。形式双折射补偿器结构300包括直接形成在透明材料表面或图形化在透明材料表面中的一系列高频率相位光栅。光栅由介电材料，如玻璃制成。有利地，光栅的周期小于穿过其的可见光的波长。在该情形中，衍射级变为渐逝的，而零级看作是观察到与衍射结构相关的折射率分布。对于线性光栅结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射型硅上液晶（ＬＣＯＳ）器件（２００），包括：半导体基板（２１０）；设置在半导体基板上的多个反射像素电极（２２０）；设置在反射像素电极（２２０）上的液晶层（２２２）；设置在液晶层（２２２）上的至少一个透 明电极（２６０）；和设置在透明电极（２６０）上的透明盖（２３０），其中透明盖（２６０）在其表面中设有形式双折射补偿器结构（２５０），该形式双折射补偿器结构包括多个具有小于可见光的最小波长的间距的光栅。

【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：JA斯米朱，DJ安德森，
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]