[其他]向列液晶偏振散射型顯示器

無效

• 申請號: 87217014
• 申請日: 1987-12-28
• 公開（公告）號: CN87217014U
• 公開（公告）日: 1988-11-16
• 發明（設計）人: 黃嘉華
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G02F1/13
• 分類號: G02F1/13
• 代理公司: 復旦大學專利事務所
• 代理人: 陸飛

本實用新型屬于液晶顯示器領域，是一種向列液晶偏振散射型顯示器。

液晶顯示器是六十年代后才發展起來的新穎顯示器件。通常的扭曲向列型液晶顯示器，其驅動電壓低、功耗小，可與CMOS集成電路的低功耗相匹配。可使各種儀器朝輕量化、袖珍化方向發展。但是這種顯示器要用兩枚偏振膜，光線衰減大，降低了圖象的亮度。若要保持亮度，需增加光源功耗。此外，該顯示器的響應速度慢，視角也受到限制。另一類動態散射型和膽甾相——向列相相轉變型的不用偏振膜的散射型液晶顯示器，因其驅動電壓高、功耗大，與CMOS集成電路匹配困難。應用受到限制。

為了克服上述液晶顯示器的缺點，本實用新型利用液晶散射型起偏器對偏振光進選擇散射的原理設計了一種新型的液晶顯示器。

本實用新型的基本結構如圖1、2所示。最外側為兩塊透明基板1、2。基板材料可以是玻璃、塑料、石英玻璃。其厚度與顯示器尺寸相適應，以滿足能夾持液晶，不產生形變為度。為了增加透射率，在基板的光線入射側表面增涂上一減反射層。在兩塊基板內側表面上用濺射法或熱蒸法、或化學反應法淀積一層透明導電薄膜3、4。該薄膜可以是氧化錫或氧化錮錫。導電薄膜兼作電極導電膜，內側沿一定方向涂覆有透明介質層5、6，其作用是使液晶分子定向排列，引起偏振選擇效應，且可覆蓋電極膜，防止電極污染液晶，隔絕直流分量，增加液晶壽命。要求該介質層具有如下性質：（1）不溶于液晶；（2）質地純凈，不滲出與液晶相作用或污染液晶的物質；（3）與基板附著牢固；（4）在可見光譜區間有很高的透過率；（5）折射率n等于或近似于液晶材料的垂直于棒狀的向列型液晶分子長軸方向的折射率n₁，這時平行于液晶分子長軸方向的折射率n₁₁大于n。該透明介質層可以用純凈的塑料或樹脂類物質，如聚乙烯醇。兩塊基板上的透明介質層5、6的表面至少有一個是糙面。兩塊基板帶有介質層的面相向，中間由墊圈7隔開，間隔（即墊圈厚度）小于20μ，墊圈7有一個缺口，形成一個具有小于20μ厚度的空夾層，且有一個進液孔8的盒子。盒子的四邊周緣除用于注入液晶所需的進液孔8以外，用密封膠9封固。密封膠可以用環氧樹脂、低熔點玻璃。用真空灌注法從進液孔8注入正性向列型液晶10。要求液晶具有寬相變溫度、大的電介各向異性、大的光學各向異性，擦去進液孔外面多余的液晶后，用密封膠密封進液孔。圖1為顯示器側視圖，圖2為正視圖。

由于沿一定方向涂覆透明介質層的緣故，液晶器件內部液晶分子受表面（界面）定向作用力的作用，棒狀液晶分子的長軸呈順透明介質的涂覆方向排列。本顯示器的兩塊基板上的介質層的涂覆方向互相平行，于是液晶器件內部的液晶分子的長軸均一地呈順介質層的涂覆方向排列——沿面定向排列。這樣分子均一的定向排列的液晶膜猶如一片厚度小于20μ的單軸晶體的單晶，由于n₁₁＞n，并且液晶與透明介質層之間的界面是糙面，因而該糙面是一個散射面。于是就引起相應方向偏振光的散射。又由于n₁等于或近似等于n，所以即使液晶與介質層之間的界面是糙面，該界面亦非散射面。結果使相應的偏振光能幾乎無畸變、無損耗地透過。自然光中二束電矢量振動方向互相垂直的偏振光；一束光透射，一束被散射，從而使顯示器具有起偏特性。為了使二束光都散射，可以用兩只相同的前述向列液晶顯示器A與B重迭起來，而且A、B的基板上的介質層的涂覆方向互相垂直，如圖3所示；也可以把兩只顯示器A與B重迭起來，但A、B的基板上的介質層的涂覆方向互相垂直，相鄰接的兩塊基板可以合并成一塊，即可省去一塊基板，如圖4所示；也可以在一個液晶顯示器件的任一側面（即一塊透明基板的外側面）加上一片偏振膜11，如圖5所示。這樣制成的顯示器可以將不散射的一束偏振光吸收掉。于是，在未加驅動電壓時，無論是圖3、或圖4，還是圖5所示的顯示器對光線均呈散射狀態。當通過透明導電薄膜對液晶層加上低頻交流驅動電壓后，由于電場對正性向列型液晶分子的取向作用，液晶分子軸轉動方向呈平行于電場方向排列，由于n₁等于或近似等于n，液晶器件呈非散射狀態。這樣通過加與不加驅動電壓來控制液晶器件對光線的呈散射與非散射狀態，從而實現顯示。