[发明专利]液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种液晶显示装置，且特别是有关于一种具有蓝相液晶的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置由于具有低电压操作、无辐射线散射、重量轻以及体积小等优点，近年来被视为显示装置发展的主流。已知液晶显示装置一般使用向列(nematic)液晶变化穿透光的偏光方向或偏光状态，并利用偏光板等将此变化转换成明暗对比以进行显示，因此所需的应答时间较长。

另一方面，蓝相(blue phase)液晶材料的应答时间短，其存在开始受到重视。蓝相是一种介于等向状态(isotropic)以及胆固醇(cholesteric)相之间的液晶相。蓝相本身又可分为三种不同相，分别为第一蓝相(BPI)、第二蓝相(BPII)与第三蓝相(BPIII)，其中存在的温度最高的第三蓝相是无定型(amorphous)结构，而第一蓝相液晶与第二蓝相液晶为立方体(cubic)结构。请参考图1a至图1d，图1a与图1b分别为第一蓝相液晶的晶格结构示意图与向错线(disclination line)示意图，而图1c与图1d分别为第二蓝相液晶的晶格结构示意图与向错线示意图。

如图1a与图1b所示，第一蓝相液晶与第二蓝相液晶所构成结构的基本单元为双扭转圆柱状结构(double twist cylinder，DTC)10，即双扭转圆柱管在空间中会互相垂直排列。相较之下，第一蓝相液晶是体心立方结构(body-centered cubic，BCC)，而第二蓝相液晶则是简单立方结构(simplecubic，SC)。第一蓝相液晶与第二蓝相液晶的向错线12如图1c与图1d所示。不同于向列型液晶、层列型(smectic)液晶与等向型液晶等其它液晶相，第一蓝相液晶与第二蓝相液晶通常在偏光显微镜下会显示许多小板状(platelettexture)的彩色图形。

但是，蓝相液晶的结构相当不稳定，导致其存在的温度范围非常狭窄，大约只有1℃左右的温度区间，因此蓝相液晶不易应用于一般装置之中。为了使蓝相液晶的操作温度范围扩大，已知方法会添加反应型单体(reactivemonomer)或利用配方的改变而形成光硬化的高分子稳定化蓝相液晶(polymerstabilized blue phase liquid crystal)，使蓝相状态趋于稳定。

请参考图2，图2为已知形成高分子稳定化蓝相液晶的方法示意图。如图2所示，首先将蓝相液晶30设置在薄膜晶体管阵列基板22与彩色滤光片基板24之间。相对于一般的向列型液晶与层列型具有光学异向(optically anisotropic)的特性，在形成高分子稳定化蓝相液晶之前，蓝相液晶30可具有光学等向(optically isotropic)的性质，也就是说蓝相液晶30几乎不具有双折射(birefringence)特性。但此时，蓝相液晶30仅能存在于很窄小的温度范围内，不利于实际的产品应用。为了扩大蓝相液晶的温度范围，已知方法在蓝相液晶30中加入少量的反应型单体28与光起始剂26，并在蓝相液晶30的温度范围内照射紫外光进行聚合反应，使高分子32聚合在向错在线，产生如凝胶结构的高分子稳定化正型蓝相液晶34。高分子稳定化正型蓝相液晶34的蓝相状态可以存在于60℃的温度范围中。

理想情况下，高分子稳定化正型蓝相液晶34在未施加电场时，应该要呈现出光学等向性。然而实际上，已知高分子稳定化正型蓝相液晶34在未加电压时无法呈现完美的光学等向性，即双折射率大于零(Δn＝n_//-n_⊥＞0)，所以往往造成暗态漏光(dark state light leakage)的问题，导致显示装置的对比度(contrast ratio)下降。请参考图3，图3为已知高分子稳定化正型蓝相液晶的操作电压与穿透率的关系示意图。如图3所示，已知蓝相液晶显示器均利用横向电场方式驱动高分子稳定化正型蓝相液晶，当施加的操作电压为零时，即并未在液晶上施加任何电压差时，高分子稳定化正型蓝相液晶仍具有约0.6％的穿透率，导致暗态漏光的问题，并且使得对比度仅能达到23。

发明内容

本发明的目的就是在提供一种液晶显示装置，可以有效改善高分子稳定化正型蓝相液晶的暗态漏光问题。