[发明专利]具有改进的等反差性能的液晶显示器及其制造方法

说明书

本发明一般地涉及液晶显示器，更具体地说，涉及具有改进的等反差性能的液晶显示器及其制造方法。

液晶显示器(LCD)可用于显示信息，已经使用了相当长时间。虽然液晶显示器对于用在功率消耗很重要的便携式装置中具有吸引力，但它通常也用于其它的显示用途，例如试验和监测设备。有利的是，液晶显示器一般消耗相对较小的功率。

LCD可以制成为反射式显示器，其中光透过显示器并反射穿过显示器以便观看；或者制成为透射式显示器，其中光源位于显示器背后，观看者直接观看显示器。

图1A是说明常规的反射式LDC 10的一个实例的横截面图。简言之，通过将液晶(LC)材料11置于玻璃基底元件16和17之间，并向其施加透明的氧化锡铟(ITO)电极线12和14，制成LCD。ITO线12和14是以形成交叉电极线阵列的形式施加到玻璃基底元件16和17上。ITO线12和14通常彼此正交取向，从而在各ITO线12和14的交会点处的液晶材料中形成图象元素(象素)。

在玻璃基底元件16的与施加ITO线12的表面相对的表面上，施加一个偏振层18。类似地，在玻璃基底元件17的与施加ITO线14的表面相对的另一表面上，施加一个检偏层19。在检偏层上加上一个漫射层21，在漫射器上施加反射层22。在透射式显示器的情形，光源位于反射层22处。偏振层18是施加在玻璃上的薄膜，起着将入射光偏振的滤光器作用，从而使入射光束沿一个方向偏振。检偏层是在偏振过程中起辅助作用的薄膜。漫射层21也是薄膜，它将光束漫射或弄模糊，以便在观看显示器时不发生讨厌的双折射现象。双折射可通过了解光的平面波在各向同性的介质(如空气)和各向异性介质(如晶体)之间的边界处的折射来解释。入射波与折射波的波前应当在该边界处匹配。因为各向异性介质保持两种明显不同的相速模式，对于各入射光波都有两个具有不同方向和不同偏振度的折射光波。此效应称作双折射。

在ITO线12和ITO线14之间施加电势时，在ITO线12和14之间形成了穿过液晶材料的电场。按照已知的原理，作为对电场的响应，液晶内的分子开始运动，并将根据LC材料的类型旋转、扭曲或者改变状态，从而通过行进光波的正交偏振阻止光透过显示器，视窗出现黑暗。显示器通常可以是白色或黑色。根据施加的电场，液晶材料会改变状态。换言之，如果该材料是“黑的”，它将变“白”，而如果该材料是“白的”，它将变“黑”。重要的是，液晶材料是响应由ITO线12和14施加的电场而改变状态。

图1B是示意说明在图1A的LCD 10的ITO线12与14的交会点23(称作“象素结点”)形成的常规象素15的平面图。为清楚起见，略去了一些元件。象素15包括位于ITO线12和14的交会点并处于二者之间的LC材料11。

图1C是常规的图1B象素15的横截面图。作为对于在ITO线12和ITO线14之间的象素接点23的区域内产生的电场25的响应，构成LC材料11的分子将改变状态或者旋转，从而对观察者变成可见(图1A的24)。

图1D是图1A的常规反射式LCD 10的横截面图，它说明了“被寻址”象素和“未被寻址”象素之间的差别。在图1D中，LC材料11被画成由各个分子组成，它的一个实例用标号13表示。与象素33相应的电压源“Vs”27表示象素33内的液晶材料11被选择或者被寻址。当被寻址时，夹在准直层28和准直层29之间的LC材料11内的各个分子13的取向改变状态，或者扭曲，象是“被拉直”。准直层28和29都是薄膜，它们已沿特定方向被物理磨擦，从而有助于和这些层相邻的LC分子13沿有利的方向预转动。例如，如果希望LCD具有优选的视角，则这些受磨层提高了角度视野。排列好的分子13(与象素33相关)使来自光源24的光能以特定的偏振度穿过LC材料11。光源24的光可以穿过玻璃基底16和偏振层18反射回到观察者26处。

与电压源“Vna”26连接的象素35内的分子13未被寻址。这些分子13的无规的分子取向抑制了来自光源24的光，并阻止光穿过与象素35相关的LC材料11。因此，象素35是未被寻址的，对于观察者26象是黑的。