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一种胆甾相液晶显示装置，包括：粘合到包括胆甾相液晶材料的多个单元的前面基板上的一个保护板或多个保护板的叠层。所述保护板通过粘合剂层进行粘合，该粘合剂或者为可热固化的粘合剂，或者为可光固化的粘合剂。所述粘合剂包括具有降低紫外光穿过所述粘合剂的性能的紫外线阻挡剂。所述保护板为所述显示装置提供保护，且可以为玻璃或塑料。用粘合剂粘合所述保护板提供以下优点：第一，实现的成本比层压玻璃低；第二，允许所述粘合剂包含用于胆甾相液晶材料的紫外线保护的紫外线阻挡剂。

1、  一种胆甾相液晶显示装置，包括：
至少一个单元，该单元包括两个基板，在该两个基板之间包含胆甾相液晶材料层；
一个保护板或多个保护板的叠层，该保护板或叠层通过一粘合剂层粘合到所述至少一个单元前面的所述基板上，并且在多个保护板的叠层的情形下，该多个保护板通过所述叠层中每对相邻保护板之间的粘合剂层互相粘合在一起；
其中，
所述粘合剂或者为可热固化的粘合剂，或者为可光固化的粘合剂；并且
所述粘合剂包括具有降低紫外光穿过所述粘合剂的性能的紫外线阻挡剂。

2、  如权利要求1所述的胆甾相液晶显示装置，其特征在于，除了紫外线阻挡剂之外，所述粘合剂包括另外的添加剂。

3、  如权利要求2所述的胆甾相液晶显示装置，其特征在于，所述另外的添加剂为染料。

4、  如前面任意一项权利要求所述的胆甾相液晶显示装置，其中，所述粘合剂可通过具有至少390nm波长的光固化。

5、  如前面任意一项权利要求所述的胆甾相液晶显示装置，其中，所述保护板或每个保护板由玻璃制成。

6、  如权利要求5所述的胆甾相液晶显示装置，其中，所述玻璃为苏打钙玻璃或硼硅酸盐玻璃中的一种。

7、  如权利要求5或6所述的胆甾相液晶显示装置，其中，所述玻璃为回火玻璃。

8、  如权利要求1-4任一项所述的胆甾相液晶显示装置，其中，所述保护板或每个保护板由塑料制成。

9、  如权利要求8所述的胆甾相液晶显示装置，其中，所述保护板或所述多个保护板的叠层具有比所述塑料更坚硬的外部涂层。

10、  如前面任意一项权利要求所述的胆甾相液晶显示装置，其中，在所述粘合剂层或每个粘合剂层中散布有隔离物。

11、  如前面任意一项权利要求所述的胆甾相液晶显示装置，其中，所述至少一个单元包括多个单元。

12、  如前面任意一项权利要求所述的胆甾相液晶显示装置，其中，所述基板由玻璃制成。

13、  如前面任意一项权利要求所述的胆甾相液晶显示装置，其中，所述保护板或每个保护板最多有2mm厚。

14、  如前面任意一项权利要求所述的胆甾相液晶显示装置，其中，所述保护板或每个保护板最多有1mm厚。

15、  如前面任意一项权利要求所述的胆甾相液晶显示装置，其中，所述粘合剂或每个粘合剂层最少有20μm厚。

16、  如前面任意一项权利要求所述的胆甾相液晶显示装置，其中，所述粘合剂或每个粘合剂层最多有80μm厚。

17、  如前面任意一项权利要求所述的胆甾相液晶显示装置，其中，所述保护板或所述多个保护板叠层的前表面上具有表面处理，该表面处理提供抗反射性能，抗眩光性能，紫外线阻挡性能或这些性能的任意组合。

18、  如前面任意一项权利要求所述的胆甾相液晶显示装置，包括单个粘合板。

19、  如权利要求1-17任一项所述的胆甾相液晶显示装置，包括多个保护板的叠层。

胆甾相液晶显示装置的保护
技术领域
本发明涉及一种胆甾相液晶显示装置，特别地涉及提供对胆甾相液晶显示装置的保护。
背景技术
胆甾相液晶显示装置是一种具有低功率消耗和高亮度的反射型显示装置。这使得在周围明亮的光线环境例如户外使用时，所述装置特别地有用。
胆甾相液晶显示装置典型地采用一个或多个单元，每个单元具有一个包含在两个基板(substrate)之间的胆甾相液晶材料层。所述胆甾相液晶材料能够在多个状态之间切换，在该多个状态中，胆甾相液晶材料或者反射具有相应预定颜色的波段内的波长的光，或者透过光。通过叠置能够反射不同颜色光的胆甾相液晶材料层可以获得全色显示。
所述单元中基板的厚度受限于该单元的制造工艺，这使得所述装置是易碎的，因此需要提供保护，以降低在正常使用中，例如在所述显示装置的操作过程中或者在发生碰撞的情况下，可能发生的损坏所述基板的几率。本发明旨在提供这样的物理保护。
采用其它种类液晶例如扭曲向列相(TN，Twisted Nematic)液晶，并意图用在户外或公众场合的现有液晶显示装置通常具有安装在所述装置前面的保护板(protective sheet)。其目的是保护所述显示装置不受机械冲击，所述机械冲击潜在地可能损坏组成所述显示装置结构一部分的基板，所述基板因为薄，所以是易碎的。所述保护板通常为层压的玻璃板，包含采用加热时融化的热塑树脂例如聚乙烯醇缩丁醛(PVB，Polyvinyl Butyral)粘合在一起的两个或多个玻璃板。然后，将该层压板安装在所述装置的前面，例如夹在所述装置的壳内。本发明人考虑过将这种措施应用在胆甾相液晶装置中，但是这种应用带来的问题是要求薄(比方说，厚度小于1mm)的层压玻璃的高成本。因为所述生产工艺的复杂使得产生所述高成本。
附加的问题是暴露在紫外(UV，Ultra-violet)光下可能损坏所述液晶材料，并最终阻止显示图像的正确操作。因此期望减少所述紫外光传输到所述液晶材料上。本发明一个优选的特征旨在提供这样的紫外线保护。
许多现有的采用其它种类液晶例如扭曲向列相(TN)液晶的液晶显示装置具有薄膜起偏器，设置在所述液晶前面，作为其光学系统一部分，以便能显示图像。这种薄膜起偏器可以由包含紫外线阻挡剂的材料组成，或含有包含紫外线阻挡剂的材料，所述紫外线阻挡剂提供保护所述液晶不受紫外光照射。在胆甾相液晶装置中，没有采用这种薄膜起偏器，因此这种紫外线保护的方案是不可用的。
本发明人考虑过运用一种抗反射或抗眩光薄膜，该薄膜由包含紫外线阻挡剂的材料组成。然而，层压到显示装置上的这种薄膜在它们被剥落或被物理损坏之前具有有限的寿命，特别是当所述显示装置用在户外，并因而受天气影响时。
发明内容
依据本发明，提供一种胆甾相液晶显示装置，包括：
至少一个单元，该单元包括两个基板，在该两个基板之间包含胆甾相液晶材料层；
一个保护板或多个保护板的叠层，该保护板或叠层通过一粘合剂层粘合到所述至少一个单元前面的所述基板上，并且在多个保护板的叠层的情形下，该多个保护板通过所述叠层中每对相邻保护板之间的粘合剂层互相粘合在一起；
其中，
所述粘合剂或者为可热固化的粘合剂，或者为可光固化的粘合剂；并且
所述粘合剂包括具有降低紫外光穿过所述粘合剂的性能的紫外线阻挡剂。
所述保护板提供物理保护，以避免在正常使用时，例如当所述显示装置被搬运时或在原位置受到碰撞时可能发生的对所述胆甾相液晶显示装置的单元的所述基板的损坏。通过将所述保护板粘合到所述显示装置，以及在保护板叠层的情形下，通过或者为可热固化的粘合剂或者为可光固化的粘合剂将保护板两两粘合，所述工艺流程简单明了。这是因为可热固化或可光固化的粘合剂是相对容易使用的。从而与采用层压玻璃相比，实现保护的成本低。所述层压玻璃中各玻璃板采用加热时融化的热塑树脂例如PVB粘合在一起。另外，所述紫外线阻挡剂提供对胆甾相液晶材料的紫外线保护，因此延长了所述液晶材料的寿命。将紫外线阻挡剂结合到所述粘合剂中是简单的，因为这基本上只涉及在使用之前将紫外线阻挡剂溶解。因此，通过粘合剂将所述保护板粘合到所述显示装置上不仅提供了物理保护，而且以非常通用且划算的方式提供了紫外线保护。
所述保护板可以便利地由特别坚硬和耐用的玻璃制成，但同样可以由其它的材料例如塑料制成。
附图说明
为了更好地理解，下面将参照附图，通过非限制性的实例来描述本发明的实施例，其中：
图1是一种胆甾相液晶显示装置的透视图；
图2是所述胆甾相液晶显示装置的横截面图；
图3是一种胆甾相液晶显示装置中单元的横截面图；
图4是图3所示单元的导电层中电极排列的平面图；
图5是所述显示装置中控制电路的框图；
图6是依据静态驱动方案的驱动信号图；
图7是典型液晶材料的电光曲线图；
图8是图6所示驱动信号的选择脉冲振幅与像素反射的关系图；
图9是一种改变形式的胆甾相液晶显示装置的横截面图；
图10是另一种改变形式的胆甾相液晶显示装置的横截面图；
图11是在Epotek 310粘合剂中不同紫外线阻挡剂的吸收光谱图；
图12是在Slink 833粘合剂中紫外线阻挡剂在两种不同浓度下的吸收光谱图。
具体实施方式
如图1所示，显示设备1包括安装在框架2内的胆甾相液晶显示装置24。一对灯3通过相应的臂4支撑在所述框架2上。当所述灯3打开时，所述灯3的指向为照亮所述显示装置24。当光敏传感器检测到周围光线降低到预定阈值以下和/或当计时器指示为夜间时，可以提供电源以使所述灯3工作。
下面首先详细描述所述胆甾相液晶显示装置24。
如图2所示，所述胆甾相液晶显示装置24包括三个单元10R，10G，10B，每一单元具有相同的构造。在图3中详细示出单个单元10，而在图2中，为了清晰起见，所述单元10R，10G，10B的一些层被省略。
所述单元10具有分层的结构，为了清晰起见，各个层11-19的厚度在图3中被放大。
所述单元10包括两个刚性的基板11和12，所述基板可以由玻璃或塑料制成。所述基板11和12在它们的内部相对的表面上各自具有透明导电层13和14，所述导电层13和14形成为透明的导电材料层，通常为氧化铟锡。所述导电层13和14被图案化，以提供矩形的可寻址像素阵列，如下面更详细阐述的一样。
可选地，导电层13和14各自覆盖有绝缘层15和16，例如二氧化硅，也可以覆盖有多个绝缘层。
所述基板11和12在它们之间限定腔体20，所述腔体20的厚度典型地为3μm至10μm。所述腔体20包含液晶层19，且所述腔体20被设置在所述腔体20周边的胶封21所密封。这样，所述液晶层19就被布置在所述导电层13和14之间。
每个基板11和12各自进一步设置有邻近液晶层19形成的对准层(alignment layer)17和18，覆盖相应的导电层13和14，或者如果设有绝缘层15和16时，覆盖所述绝缘层15和16。所述对准层17和18使所述液晶层19对准和稳定，且所述对准层17和18典型地由可选地被单向摩擦的聚酰亚胺制成。这样，所述液晶层19是表面稳定的，当然其也可以为容积稳定的(bulk-stablilised)，例如采用聚合体或硅粒矩阵。
所述液晶层19包括胆甾相液晶材料。这种材料具有反射率和透射率不同的几种状态。这些状态为平面状态、焦点圆锥状态和垂直排列状态(伪向列状态)，正如I.Sage，Liquid Crystals Applications and Uses，Editor B Bahadur，Vol.3，1992，World Scientific，pp 301-343中所描述的一样，该文在此引入作为参考，且该文所教导的内容适用于本发明。
在所述平面状态中，所述液晶层19选择性地反射入射到其上的一带宽的光。在所述平面状态中，所述液晶层19的反射谱典型地具有中心波长带，在该中心波长带中，所述光的反射比大体为常量。
所述反射光的波长λ通过布拉格定律确定，即λ＝nP，其中n为被光照射的液晶材料的折射率，P为液晶材料的节距。因此，原则上通过选择节距P，任何颜色均可作为一种设计的选择被反射。那就是说，正如技术人员所知，还有许多因素决定准确颜色。所述平面状态被用作所述液晶层19的明亮状态。
在所述平面状态下并不是所有的入射光都被反射。正如在下面进一步描述的一样，在采用三个单元10的典型全色显示装置24中，反射率峰值典型地在40％-45％量级。没被所述液晶层19反射的光透过液晶层19。该透射光随后被下面更详细描述的黑色层27吸收。
在所述焦点圆锥状态下，相对于所述平面状态，所述液晶层19是透射性的，且透射入射光。严格来说，所述液晶层19是具有小反射比的柔和光散射的，该小反射比典型地在3-4％量级。由于透射穿过所述液晶层的光被下面更详细描述的黑色层27所吸收，这种状态较平面状态觉得比较黑。因此所述焦点圆锥状态可被用作暗状态。
在所述垂直排列状态下，所述液晶层19比在所述焦点圆锥状态下透射性更好，典型地具有0.5-0.75％量级的反射比。与焦点圆锥状态用作暗状态相比，垂直排列状态用作暗状态的优点是对比度增加。
所述显示设备1具有安装在所述框架2内的驱动电路22。所述驱动电路22给所述导电层13和14施加驱动信号，所述导电层13和14于是将该驱动信号施加在所述液晶层19上，以使液晶层19在它的不同状态之间切换。所述驱动电路22在下面被更加详细地描述，但应注意两个普通点：
第一，所述焦点圆锥状态和所述平面状态是稳定状态，当没有驱动信号施加到所述液晶层19上时，二者可以共存。而且所述液晶层19可以存在于这样的稳定状态，即液晶材料的不同域分别处于所述焦点圆锥状态和所述平面状态之一，这些有时被称为混合状态。在这些混合状态，所述液晶材料的反射比介于所述焦点圆锥状态的反射比和所述平面状态的反射比之间。通过分别处于焦点圆锥状态和平面状态中液晶数量的不同混合，可以获得一系列这样的稳定状态，使得液晶材料的总反射比变化，从而确定出一系列灰度级。
第二，所述垂直排列状态是不稳定的，因此保持所述垂直状态需要持续施加驱动信号。
如图2所示，所述显示装置24包括叠置的单元10R，10G和10B。所述单元10R，10G和10B各自具有被设计成分别反射红色光、绿色光和蓝色光的液晶层19。于是所述单元10R，10G和10B将被称为红色单元10R，绿色单元10G和蓝色单元10B。选择性地采用所述红色单元10R，绿色单元10G和蓝色单元10B使得可以显示全色图像，但是通常显示装置可以由任何数量的单元10制成，包括一个。
在图2中，从观察者所在的一侧看，显示装置24的前面在最上，而显示装置24的背面在最下。因此，从前面到背面，所述单元10的顺序依次为蓝色单元10B，绿色单元10G和红色单元10R。这种顺序是优选的，其原因披露在West and Bodnar，“Optimization of Stacks of Reflective Cholesteric Films for FullColor Displays”，Asia Display 1999 pp 20-32一文中，但原则上可以采用任何其它的顺序。
单元10R和10G的相邻对与单元10G和10B的相邻对通过对应的粘合层25和26分别保持在一起。
所述显示装置24具有设置在所述背部的黑色层27，具体地，该黑色层27通过形成在最后面的红色单元10R的背部表面上而设置在所述背部。所述黑色层27可以形成为黑色涂料层。在使用中，所述黑色层27吸收任何没被单元10R，10G或10B反射的入射光。因此当所有单元10R，10G或10B被切换为透射状态时，所述显示装置呈现为黑色。
所述显示装置24与文献WO-01/88688中公开的装置的类型相似，该文献在此引入作为参考，且该文所教导的内容适用于本发明。
在每个单元10中，所述导电层13和14被图案化以提供电极排列，该电极排列能够通过不同的对应驱动信号，提供对所述液晶层19上的矩形像素阵列的独立驱动。具体地，如下提供所述电极排列：
导电层13或14中的第一个(可以是导电层13或导电层14)按照图4所示被图案化，使得包括独立驱动电极31的矩形阵列。另一个，导电层13或14中的第二个在驱动电极31的整个阵列对面的区域上延伸，因此作为公共电极。
所述导电层13或14中的第一个进一步包括独立的迹线32，分别连接到一个驱动电极31。每一迹线32从它相应的驱动电极31延伸到驱动电极31的阵列之外的一个位置，在该位置，该迹线形成端子33。所述驱动电路22与每一端子33电连接，并与导电层13或14中的第二个公共连接。通过该连接，在使用中所述驱动电路22向每一端子33施加相应的驱动信号，从而所述相应的驱动信号经由所述迹线32被施加到相应的驱动电极31上。这样，每个驱动电极31独立地接收它自己的驱动信号，并驱动与该驱动电极31相邻的液晶层19的区域，液晶层19的该区域作为像素。这样，在液晶层19中，邻近驱动电极31的阵列就形成像素阵列。由于每个驱动电极31独立地接收驱动信号，所述每个像素可直接寻址。
由于多种原因，这种对每个像素直接寻址是有利的。因为每个像素可被独立寻址，而不影响或牵涉相邻像素，因此相对于被动多元寻址，所述液晶的电光性能得以改善。并且，直接寻址允许补偿在所述显示装置区域之上的单元参数的非均匀性，例如由于制造工艺造成的液晶层厚度的不同，或在整个显示装置上温度的变化。每个像素可被例如通过改变如电压或脉冲时间的参数而调整的驱动信号驱动以补偿那些变化。
然而，提供其它寻址种类的其它电极排列也可使用。例如，如果采用稳定平面状态和焦点圆锥状态，那么所述电极排列可提供被动矩阵寻址。
为了在所述导电层13或14的第一个中容纳所述迹线32，所述驱动电极31被布置成队列(在图4中垂直延伸)，在每个相邻的驱动电极31的队列之间有间隙34。连接到单个驱动电极31队列上的迹线32都沿着其中一个间隙34延伸。来自于该驱动电极31队列中每个驱动电极31的所有迹线32在驱动电极31阵列的同一侧离开该阵列，在图4中的最下端。结果，所有的端子33形成在所述显示装置24的同一侧。当多个同样的显示装置24平铺以提供较大的图像面积时，这样做的优点特别突出，因为它减小了在单个显示装置24间所需要的间隙。
为了清晰起见，图4示意了仅仅两列五个像素的驱动电极31和迹线32。实际的显示装置24可以在每一方向上包括任意个数的像素，典型地为36列18像素或者更大。
下面参照图5描述所述驱动电路22。
所述驱动电路22从交流(AC)电源28接收能量。该电源28在所述显示设备1之外，且典型地为市电电源或有线电源。
所述驱动电路22还接收表示图像的图像信号29。通常所述图像信号29可表示静态图像或视频图像。典型地所述图像信号29为运行在LVDS总线上的数字LCD格式。依据所述图像信号29，所述驱动电路22得出用于每个单元10R，10G，和10B的每个像素的驱动信号，以使所述显示装置24通过将每个像素的液晶材料切换为具有合适反射比的状态来显示图像。
所述驱动电路可以采用多种驱动方案来驱动像素的液晶材料到不同的状态，各驱动方案采用不同格式的驱动信号。实际采用的驱动方案与本发明无直接关系。
一种可能的驱动方案为静态驱动方案，其中，像素被驱动到稳定状态，也即平面状态、焦点圆锥状态、或具有处于平面状态的反射比和焦点圆锥状态的反射比之间的反射比的混合状态。在所述静态驱动方案中，所述驱动信号可以为用于驱动胆甾相液晶到具有可变灰度级的稳定状态的已知格式。这是首次在W.Gruebel，U.Wolff and H.Kreuger，Molecular Crystals Liquid Crystals，24,103，1973中描述，后来在其它文献中描述过的传统驱动方案的一种变换方案。
所述驱动信号采用图6中所示的格式，图6为电压-时间的图线。针对连续出现的每个图像(也就是，在图像信号29为视频信号的情况下，在视频信号的每个连续帧周期中)，依据各像素的值，提供具有图6所示波形的驱动信号。
所述驱动信号包括复位脉冲波形50，随后为弛豫周期51，随后为选择脉冲波形52。
所述复位脉冲波形50成形为驱动像素到垂直排列状态。在这个例子中，所述复位脉冲波形50由单个平衡直流(DC)脉冲组成，该平衡直流脉冲50可等同地被视为是相反极性的两个直流脉冲53。
所述弛豫周期51使得像素松弛为平面状态。所述复位脉冲波形快速释放，因此所述弛豫也就是切换为平面状态，而不是焦点圆锥状态。平面状态在短时间周期内形成，根据所采用的液晶材料和对准层，该周期典型地为3ms至100ms。因此弛豫周期要比这个时间长。
所述选择脉冲波形52驱动像素到具有期望反射比的稳定状态。为了达到最大的反射比，所述选择脉冲波形52被完全省略，从而该驱动信号仅由跟随有弛豫周期51的复位脉冲波形50组成，以保留像素在平面状态。为了达到较低的反射比，所述选择脉冲波形52包括可选地跟随有调节脉冲55的初始脉冲54。在这个例子中，所述初始脉冲54和所述调节脉冲55分别由单个平衡直流脉冲组成。因此所述初始脉冲54可等同地被视为是相反极性的两个直流脉冲56，所述调节脉冲55可等同地被视为是相反极性的两个直流脉冲57。
初始脉冲54和调节脉冲55的振幅是可变的，以驱动像素到具有相应可变反射比的稳定状态。通过参照图7可以理解这点，图7示出了典型液晶材料的电光曲线。具体地，图7是在施加可变振幅的脉冲(也即初始脉冲54)后，初始为平面状态(也即在弛豫周期52结束时)的液晶的反射比(以任意单位)曲线，所述反射比针对于该脉冲的振幅绘制。因此所述初始脉冲54的振幅被选择在图7曲线上V1和V2或V3和V4之间的点上，以提供所需的反射比。
V1和V2或V3和V4之间的曲线斜率允许获得多个灰度级状态。例如，图8为对于具有图7所示电光曲线的液晶材料，可以根据选择脉冲波形的初始脉冲54的电压获得的反射比(任意单位)曲线。
所述调节脉冲55可被省略，从而所述选择脉冲波形52包含单个脉冲，即初始脉冲54。如果包含所述调节脉冲55，所述初始脉冲54驱动像素到初始稳定状态，而所述调节脉冲55驱动像素到最终稳定状态。所述调节脉冲55的振幅优选地比所述初始脉冲54的振幅低。采用所述调节脉冲55的优点是它能够通过允许像素达到所述初始稳定状态之间的多个不同最终稳定状态来提高分辨率。这提高了静态图像的质量。
在一些实现方式中，总是有调节脉冲55而不管期望的反射比。在其它实现方式中，所述调节脉冲55或者是(1)不存在，如果期望的反射比等于其中一个初始稳定状态的反射比，或者是(2)存在的，如果期望的反射比等于其中一个最终稳定状态的反射比。
为了实现可变的反射比，作为选择脉冲52的振幅可变的一种替换方式，如图6中的虚线所示，可以使初始脉冲54和/或调节脉冲55的持续时间是可变的。与振幅变化的方式类似，这样做也是可行的。
复位脉冲波形50和选择脉冲波形52的实际振幅和持续时间根据许多参数而变化，例如实际采用的液晶材料、单元10的构造(例如液晶层的厚度)，以及其它参数例如温度。正如在胆甾相液晶显示装置中常规的一样，对于任何特定的显示装置24，这些振幅和持续时间可以通过试验来优化。典型地，所述复位脉冲波形50可能具有50V到60V的振幅，以及0.6ms到100ms的持续时间，更通常地为50ms到100ms。典型的初始脉冲54和/或调节脉冲55可能具有10V到20V的振幅，以及0.6ms到100ms的持续时间。
在上述的例子中，脉冲52、54和55都是平衡直流脉冲。一般来说，这些脉冲52、54和55中的任一个也可以为直流脉冲或交流脉冲。一般来说，这些脉冲优选为直流平衡的，以限制液晶层19的电解。随着时间的过去，液晶层19的电解可能降低它的性能。这种直流平衡可以通过采用平衡的直流脉冲、交流脉冲或者在连续显示的图像中具有交替极性的直流脉冲来达到。
其它用于驱动像素到具有可变反射比的稳定状态的驱动方案也可采用，且可被替换作为静态驱动方案应用。
因为静态驱动方案驱动有关像素到稳定状态，因此静态驱动方案的运用仅消耗改变显示的图像所需的功率。在施加驱动信号后，所述稳定状态被维持，因此像素继续显示图像而不消耗功率。因此功率消耗低。
另一可能的驱动方案为在国际申请号为PCT/GB05/004278和英国申请号为0610433.5的共同未决的专利申请中所公开的混合静态和动态驱动方案。在这种混合静态和动态驱动方案中，驱动电路22依据两种不同方案产生驱动信号。在不同反射比范围中具有较高反射比的第一部分中，驱动电路22依据静态驱动方案产生驱动信号。在所述范围中具有比所述第一部分低的反射比的第二部分中，驱动电路22依据动态驱动方案产生驱动信号，该动态驱动方案的操作原理与在文献WO-2004/030335中公开的驱动方案的操作原理相同，且该动态驱动方案利用不稳定的垂直排列状态以驱动像素到具有比焦点圆锥状态低的反射比的状态。
在所述显示装置24的前面之上提供有保护结构，下面描述该结构。
在图2的例子中，所述保护结构包括单个保护板40，该保护板40由玻璃制成，该保护板40通过一层粘合剂41粘合到显示装置24的前表面上，也就是粘合到蓝色单元10B的前基板11上，蓝色单元10B在单元10R，10G，10B组成的叠层的前面。
所述保护板40保护显示装置24不受物理损坏，例如被石头或任何其它物体碰撞。所述保护板40的厚度足以提供所需程度的保护，该所需程度的保护可能依赖于显示装置24的单元10的精确结构。通常，通过增加所述保护板40的厚度、增加粘合剂层41的厚度或通过改变单元10的结构，显示装置24的坚固性能可以提高。所有这些特征很容易改变。与此相对，尽可能地减小保护板40的厚度以最小化重量。典型地所述保护板40的厚度为2mm或小于2mm，更加优选地为1mm或小于1mm。
可以对所述保护板40的前表面进行表面处理42，例如蚀刻或涂敷，选择该表面处理以提供任何所需的光学性能，例如抗反射性、抗眩光性、紫外线阻挡性或这些性能的任意组合。提供抗反射性或抗眩光性的适合的表面处理42可以从许多制造商处获得，例如Zytronics(Zytronic Displays Ltd，Patterson Street，Blaydon，Tyne and Wear，NE21 5SG)，和Europtec(Europtec，Glass & PolymerTechnologies，EuropTec GmbH，Alte Heerstraβe 14，D-38644，Goslar，Germany)。提供紫外线阻挡性能的适合的涂层可以从Tegla Berliner Glas Group(TEGLATechnische Glas Transformations GmbH & Co.KG Giengener Strasse 16，D-89428Syrgenstein-Landshausen，Germany and Berliner Glas KGaA Herbert KubatzGmbH & Co.，Waldkraiburger Str.5，D-12347Berlin，Germany)处获得。其它种类的处理42同样可行。所述处理42可以设置在所述保护板40的内表面或外表面上。所述表面处理42是可选的，但当其存在时，的确提供有用的性能。
在这个例子中，所述保护板40由玻璃制成，该玻璃可以为任何种类透明的且具有光学性能的玻璃。例如，所述保护板40可以由苏打钙玻璃(soda limeglass)或硼硅酸盐玻璃(borosilicate glass)制成，可从许多玻璃制造商处(例如Corning公司或Schott公司)获得。另一种选择是所述保护板40可以由回火玻璃(heat-tempered glass)制成，该回火玻璃改进了所述给定的保护。对于保护板40而言，玻璃是好材料，因为玻璃坚硬且耐用。
可选地，所述保护板40可以由其它非玻璃的材料制成。一种选择是塑料。可以采用任何具有适合的光学质量的透明的塑料。作为该方案的例子，图9示出了显示装置24的改进形式，除了保护结构包括单个由塑料制成的保护板40之外，该显示装置24与图2的显示装置24相同。在这种情况下，所述保护板40可以具有外部涂层43，该外部涂层43为比所述保护板的塑料更坚硬的材料。因为塑料材料通常比玻璃柔软，且更容易产生划痕，因此所述外部涂层43保护所述保护板40免受刮擦。在这个例子中，所述保护板40的前表面事实上为所述外部涂层43的前表面，因此所述表面处理42设置在该前面表面上。
另一种保护结构在图10中示出，其示出了显示装置24的一种不同形式，除了保护结构包括保护板44的叠层之外，该显示装置24与图2的显示装置24相同。在这个例子中有三个保护板44，但是一般而言可以有任意多个保护板44。在该叠层中每对相邻保护板44通过相应的粘合剂层45粘合在一起。所述保护板45与图2所示的保护板40有相同的目的，对保护板40的说明同样适用于保护板45。
如上所述，在显示装置的保护结构和单元10之间的层41中有粘合剂，以及在图10的情形下，在保护板44之间的层45中有粘合剂。在两种情形下，所采用的粘合剂或者均为可热固化的粘合剂，或者为可光固化的粘合剂。因为这样的粘合剂相对容易使用，因此所述保护结构的实现简单，导致生产成本低，特别是相比于层压玻璃的生产成本，在层压玻璃中，利用热塑树脂例如加热时融化的聚乙烯醇缩丁醛(PVB，Polyvinyl Butyral)将薄的玻璃板粘合在一起，这是困难且高成本的工艺。
多种材料可被用作层41和45的粘合剂。所述粘合剂是透明的，但市场上可以获得许多适合的光学粘合剂。一些非限制性的例子如下。
当层41和45的粘合剂是可热固化的时，它可以是单一部分或两部分粘合剂，适合的两部分粘合剂例如为由Epotek公司(例如Epotek310)、Ptomatech有限责任公司(of 2 Wilkinson Road，Cirencester，Gloucestershire，GL71YT)或Loctite公司生产的那些。这些两部分粘合剂有低的玻璃转化温度(Tg)。它们还给层41和45提供一些弹性，以通过帮助吸收碰撞改善保护性能、通过容纳热膨胀差异允许层41和45以及蓝色单元10B的基板11的尺寸变化。通常进行一定的加热以实现完全固化。
当层41和45的粘合剂是可光固化的时，它可以是可通过紫外光或通过可见光固化的。
许多光固化粘合剂通过紫外光固化，紫外光典型地具有大约为354nm的波长。这种粘合剂通常是可用的，但是需要注意控制用于固化的紫外光的量，免得损害单元10R，10G，10B的液晶层19的胆甾相液晶材料。
为了降低损坏液晶层19的胆甾相液晶材料的几率，可以选择可由较长波长的光进行固化的粘合剂，可以是可见光谱中的波长。例如该粘合剂可由具有至少390nm波长的光进行固化。当该粘合剂包括紫外线阻挡剂(如下论述)时，用于固化该粘合剂的光优选具有一波长，所述紫外线阻挡剂对于该波长的光至少是部分能透射的。这依赖于所选择的紫外线阻挡剂，但是典型地所述粘合剂应该能由具有最大430nm波长的光进行固化。
市场上有许多可通过光固化的适合的粘合剂，例如来自：美国的Loctite公司(例如可见光固化粘合剂Loctite3552)；台湾的Shanguan技术粘合剂有限责任公司(例如紫外线/可见光固化粘合剂Slink2395和Slink833)；或以色列雷霍沃特市My Adhesives公司(例如MY-133)。这些粘合剂或者可以采用汞灯进行固化，理想地用滤波器以降低紫外线能量，从而它不会损坏液晶层19的胆甾相液晶材料，或者可以采用荧光管例如黑光灯进行固化。
层41和45的粘合剂包含具有降低紫外光穿透该粘合剂的性能的紫外线阻挡剂。这样，保护结构还提供有紫外线保护，因为其降低了入射到液晶层19的胆甾相液晶材料上的紫外光的量。这降低了液晶层19的胆甾相液晶材料的退化，且因此延长了显示装置24的寿命。通过将所述紫外线阻挡剂溶解入所述粘合剂这样简单且便宜的生产工艺，可以简单地结合该紫外线阻挡剂。这意味着作为由粘合剂层41粘合的保护板40，或者由粘合剂层41和45粘合的保护板40叠层的保护结构的形式提供了额外的且重要的优点，即：通过结合紫外线阻挡剂，可以提供便宜且有效的紫外线保护。
所述紫外线阻挡剂可以为市场上可购买到的多种材料中的任意一种。一些合适的紫外线阻挡剂的非限定性例子为：紫外线吸收体325(UV Absorber 325)(来自LANXESS有限责任公司(LANXESS Ltd，Functional Chemicals，WestPoint，46-48 West Street，Newbury，RG14 1BD))；benzophenone-2或者benzophenone-6(来自A & E Connock(Perfumery & Cosmetics)Ltd，AlderholtMill House，Fordingbridge，Hampshire，SP61PU)；Ciba Geigy Tinosorb(来自CibaSpeciality Chemicals plc，Coating Effects Division，Ciba Speciality Chemicals plc，CharterWay，Macclesfield，Cheshire，SK10 2NX)，Optisol(来自Oxonica plc，7Begbroke，Science Park，Sandy Lane，Yarnton，Kidlington，Oxfordshire)；或者benzophenone-3(来自Univar Ltd，Lakeside，Cheadle Royal Business Park，Cheadle，Cheshire，SK8 3GR)。
不同的紫外线阻挡剂具有不同的吸收光谱，并且在可用作层41和45的不同粘合剂中具有不同的溶解性。有许多种紫外线阻挡剂和粘合剂的可用结合。应当选择所述紫外线阻挡剂，使得在选取的粘合剂中有足够的溶解度，并且根据成本限制，提供尽可能大的吸收光谱，从而提供最大的紫外线保护。一般来说，紫外线阻挡剂应该在近紫外线(410-390nm范围)的波长中表现吸收，并在更短波长(例如370-340nm)中给予非常好的吸收。这可以通过紫外线寿命测试实验验证。如果吸收边缘离可见光谱部分太远，那么该材料阻挡蓝色光并显示黄色，由于它使显示装置24上显示的图像产生偏色，因此显然没有好处。这样的紫外线阻挡剂也会不利地影响粘合剂的紫外线固化。所述紫外线阻挡剂可以为混合物。
在层41和45中的所述紫外线阻挡剂可以为提供紫外线保护的单独措施，但这并不是必须的，也可以结合其它的紫外线保护措施。例如，如上所述，所述表面处理42可以具有紫外线保护性能。类似地，可在单元10的基板11或12的表面上(优选地在前面单元10B的前面基板11上)设置提供紫外线保护的涂层。以这种方式提供紫外线保护增强了但并未取代由层41和45中的紫外线阻挡剂所提供的紫外线保护。
图11示出了在粘合剂为Epotek310的情形下，一些可能的紫外线阻挡剂的吸收光谱。
所述紫外线阻挡剂能以粘合剂中的各种浓度溶解入层41和45的粘合剂中，以提供不同程度的紫外线保护。例如，图12示出了粘合剂为Slink833的情形下，紫外线阻挡剂benzophonone-2在1％和5％浓度下的吸收光谱。这表明了在较高的5％的浓度下，光谱长波长边缘移动到了更长的波长，从而给出更好的紫外线保护。
可选地，可以通过改变包含紫外线阻挡剂的层41和45的厚度来改变紫外线保护程度。粘合剂的层41和45的厚度依据Beer定律决定紫外光的吸收。对于给定的紫外线阻挡剂的浓度，紫外光的吸收量随着粘合剂层41和45的厚度的增加而增加。优选地，粘合剂层41和45的厚度范围为20μm至80μm，例如为50μm。
通过将隔离物散布在粘合剂内，使得该隔离物隔开保护板40与蓝色单元10B的基板11，从而可以控制粘合剂层41和45的厚度。已知有多种在显示装置中采用的隔离物，这些隔离物均可应用。例如隔离物可以为球形的(尽管这并非必要的)，并可以由聚合体制成。一种可用的隔离物为来自德国Sekisui公司(Sekisui Chemical GmbH，Cantadorstr.3，D-40211，Dusseldorf，Germany)，有50μm直径的球形隔离物，然而其它直径的隔离物也是可用的。隔离物可以在使用前散布到粘合剂中，这要求混合以防止该隔离物沉淀，并要求排气以防止气泡形成。
在图10的例子中，每一层41和45(其中一些层可包含不同数量的紫外线阻挡剂或根本不包含紫外线阻挡剂)中的紫外线阻挡剂都参与提供紫外线保护。这样在多层中设置紫外线阻挡剂的优点是提高总体可获得的紫外线保护。
当然，除了紫外线阻挡剂，层41和45的粘合剂也可以包括其它添加剂。一种可能的其它添加剂为染料(dye)，用以改变或提高胆甾相显示器的颜色。例如所述染料可以为红色染料以提高红色显示器的颜色，或者可以为黄色染料以降低在胆甾相显示器中典型的蓝色。
作为例子，如下制作了一种实际的显示装置24。
通过在由玻璃制成的基板11和12之间注入胆甾相液晶(BL118)的液晶层19，制作单元10。由厚度为0.7mm的玻璃制成，具有抗反射涂层42(从Zytronix公司得到)的保护板40通过Slink2395粘合剂的层41粘合到单元的基板11上。粘合剂包含5％的benzophenone-2作为紫外线阻挡剂。层41的粘合剂采用低功耗(UVA功耗20-40mW/cm²)的紫外线灯固化20分钟。
通过用Dr Honle Suntest灯照射200小时(该灯发射近似7倍的太阳光，520mW/cm²)，将这样准备好的显示装置24与比较例进行比较，该比较例除了没有粘合剂保护板40和层41之外，与该显示装置24等同。然后对两个显示装置的色彩变化进行测试，结果(以DE表示的颜色的变化)显示在表1中。
表1

最小的颜色变化是理想的。正如从表1中可以看出的，在粘合剂的层41中具有紫外线保护的显示装置24显示出小得多的颜色变化。