[发明专利]液晶装置和显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及液晶装置以及包括该液晶装置的显示设备。

背景技术

电子显示装置，例如与计算机一同使用的监视器和安装在电话和便携式信息装置中的屏幕，通常设计成视角尽可能地宽，使得它们可以从任何观看位置读取。然而，存在一些情况，即仅仅从窄范围的角度可见的显示是可用的。例如，人们可能希望在拥挤的火车上使用便携式计算机读取私人文件。

存在有多篇公开了“混合取向向列型”(hybrid aligned nematic，HAN)和“手性混合取向向列型”(chiral hybrid aligned nematic，CHAN)液晶(LC)单元的文章。混合取向液晶单元在一个基板上具有垂直(垂直排列(homeotropic))取向(预倾角＝90°)，在其他基板上具有平面取向。

Mash等人在US4114990(1978)中描述了用作不具有移动部分的指针式刻度盘的CHAN LC单元。Lewis等人描述了极化光在CHAN液晶单元中的导向(Applied Physics Letters，Vol.51，pp.1197)。Jewell等人描述了填有双频LC材料的CHAN液晶单元中的指示轮廓结构(Phys Rev E，Vol.73，011706)。

存在有多篇公开了LC“pi-单元”或光学补偿双折射(OCB)模式工作的文章。Pi-单元由具有基本相同的预倾角取向的两个基板构建(两个基板通常诱导平面取向)。Pi-单元构建成摩擦方向平行。

Bos等人描述了pi-单元中的快速交换(Mol.Cryst.Liq.Cryst.，Vol.113，pp.329，专利US 4 635 051和GB 2 276 730。)

US6552850(E.Dudasik；Citicorp Inc.2003)描述了一种用于在现金分配机上显示私人信息的方法。该机器的显示器发出的光具有固定的偏振态，机器及其用户被吸收该偏振态的光、但发射正交状态的偏振层板的大屏幕围绕。路人可以看到用户和机器，但看不到屏幕上显示的信息。

用于控制光的方向的通用方法是‘百叶窗式(louvre)’薄膜。该薄膜由以类似于软百叶帘的取向交替的透明层和不透明层组成。与软百叶帘类似，当光沿着平行于或近乎平行于上述层的方向传播时，其允许光通过，但吸收与层的平面呈大角度传播的光。这些层可以与薄膜的表面垂直或者是呈其他角度。这种薄膜的制造方法描述于USRE27617(F.O.Olsen；3M 1973)、US4766023(S.-L.Lu，3M 1988)和US4764410(R.F.Grzywinski；3M 1988)。

存在有制造性质与百叶窗式薄膜类似的薄膜的其他方法。这些方法描述于，例如，US5147716(P.A.Bellus；3M 1992)和US5528319(R.R.Austin；Photran Corp.1996)。

百叶窗式薄膜可以置于显示面板前面，或置于透射型显示器与其背光源之间，以限制可以观看显示器的角度范围。换言之，它们可使显示器“保密”。

US 2002/0158967(J.M.Janick；IBM，2002年公开)显示了光控制薄膜如何装配在显示器上使得光控制薄膜可以移动到显示器的前面，以给出保密模式，或者机械地撤回到显示器后面或旁边的夹具中，以给出公开模式。该方法具有如下缺点，即其含有可能失效或损坏的移动部分，并且增加了显示器的体积。

用于不通过移动部分从公开模式切换到保密模式的方法是在显示面板后安装光控制薄膜，并在光控制薄膜和面板之间放置可以电开启和关闭的扩散板(diffuser)。当扩散板不活动时，光控制薄膜限制视角的范围，显示器处于保密模式。当扩散板被开启时，其使光以宽范围的角度传播以通过面板，显示器处于公开模式。也可以在面板前面安装光控制薄膜，并在光控制薄膜前面放置可切换扩散板，以实现相同效果。

这些类型的可切换保密装置描述于US5831698(S.W.Depp；IBM1998)、US6211930(W.Sautter；NCR Corp.2001)和US5877829(M.Okamoto；Sharp K.K.2001)。它们同样具有如下缺点，即无论显示器处于公开还是保密模式，光控制薄膜总会吸收大部分在其上入射的光。因此，显示器在其使用光方面效率低下。由于扩散板在宽范围角度上散布光线，这些显示器在公开模式下比在保密模式下更暗，除非使背光源更亮以进行补偿。