[其他]向列液晶偏振散射型显示器

说明书

本实用新型属于液晶显示器领域，是一种向列液晶偏振散射型显示器。

液晶显示器是六十年代后才发展起来的新颖显示器件。通常的扭曲向列型液晶显示器，其驱动电压低、功耗小，可与CMOS集成电路的低功耗相匹配。可使各种仪器朝轻量化、袖珍化方向发展。但是这种显示器要用两枚偏振膜，光线衰减大，降低了图象的亮度。若要保持亮度，需增加光源功耗。此外，该显示器的响应速度慢，视角也受到限制。另一类动态散射型和胆甾相——向列相相转变型的不用偏振膜的散射型液晶显示器，因其驱动电压高、功耗大，与CMOS集成电路匹配困难。应用受到限制。

为了克服上述液晶显示器的缺点，本实用新型利用液晶散射型起偏器对偏振光进选择散射的原理设计了一种新型的液晶显示器。

本实用新型的基本结构如图1、2所示。最外侧为两块透明基板1、2。基板材料可以是玻璃、塑料、石英玻璃。其厚度与显示器尺寸相适应，以满足能夹持液晶，不产生形变为度。为了增加透射率，在基板的光线入射侧表面增涂上一减反射层。在两块基板内侧表面上用溅射法或热蒸法、或化学反应法淀积一层透明导电薄膜3、4。该薄膜可以是氧化锡或氧化锢锡。导电薄膜兼作电极导电膜，内侧沿一定方向涂覆有透明介质层5、6，其作用是使液晶分子定向排列，引起偏振选择效应，且可覆盖电极膜，防止电极污染液晶，隔绝直流分量，增加液晶寿命。要求该介质层具有如下性质：（1）不溶于液晶；（2）质地纯净，不渗出与液晶相作用或污染液晶的物质；（3）与基板附着牢固；（4）在可见光谱区间有很高的透过率；（5）折射率n等于或近似于液晶材料的垂直于棒状的向列型液晶分子长轴方向的折射率n₁，这时平行于液晶分子长轴方向的折射率n₁₁大于n。该透明介质层可以用纯净的塑料或树脂类物质，如聚乙烯醇。两块基板上的透明介质层5、6的表面至少有一个是糙面。两块基板带有介质层的面相向，中间由垫圈7隔开，间隔（即垫圈厚度）小于20μ，垫圈7有一个缺口，形成一个具有小于20μ厚度的空夹层，且有一个进液孔8的盒子。盒子的四边周缘除用于注入液晶所需的进液孔8以外，用密封胶9封固。密封胶可以用环氧树脂、低熔点玻璃。用真空灌注法从进液孔8注入正性向列型液晶10。要求液晶具有宽相变温度、大的电介各向异性、大的光学各向异性，擦去进液孔外面多余的液晶后，用密封胶密封进液孔。图1为显示器侧视图，图2为正视图。

由于沿一定方向涂覆透明介质层的缘故，液晶器件内部液晶分子受表面（界面）定向作用力的作用，棒状液晶分子的长轴呈顺透明介质的涂覆方向排列。本显示器的两块基板上的介质层的涂覆方向互相平行，于是液晶器件内部的液晶分子的长轴均一地呈顺介质层的涂覆方向排列——沿面定向排列。这样分子均一的定向排列的液晶膜犹如一片厚度小于20μ的单轴晶体的单晶，由于n₁₁＞n，并且液晶与透明介质层之间的界面是糙面，因而该糙面是一个散射面。于是就引起相应方向偏振光的散射。又由于n₁等于或近似等于n，所以即使液晶与介质层之间的界面是糙面，该界面亦非散射面。结果使相应的偏振光能几乎无畸变、无损耗地透过。自然光中二束电矢量振动方向互相垂直的偏振光；一束光透射，一束被散射，从而使显示器具有起偏特性。为了使二束光都散射，可以用两只相同的前述向列液晶显示器A与B重迭起来，而且A、B的基板上的介质层的涂覆方向互相垂直，如图3所示；也可以把两只显示器A与B重迭起来，但A、B的基板上的介质层的涂覆方向互相垂直，相邻接的两块基板可以合并成一块，即可省去一块基板，如图4所示；也可以在一个液晶显示器件的任一侧面（即一块透明基板的外侧面）加上一片偏振膜11，如图5所示。这样制成的显示器可以将不散射的一束偏振光吸收掉。于是，在未加驱动电压时，无论是图3、或图4，还是图5所示的显示器对光线均呈散射状态。当通过透明导电薄膜对液晶层加上低频交流驱动电压后，由于电场对正性向列型液晶分子的取向作用，液晶分子轴转动方向呈平行于电场方向排列，由于n₁等于或近似等于n，液晶器件呈非散射状态。这样通过加与不加驱动电压来控制液晶器件对光线的呈散射与非散射状态，从而实现显示。