[发明专利]铁电液晶显示器

说明书

本发明涉及铁电液晶显示器，特别是一种提高了反差比率的显示器。

液晶显示器是人们所熟知的。它们一般包含一个由夹持在两块玻璃夹壁之间的液晶材料薄层而形成的液晶单元。这些夹壁装有透明电极，用来施加通过液晶层的电场以使得液晶材料的分子转动。在许多显示器中，液晶分子取两种排列状态之一，其中一种是开压状态而另一种是加压状态。通过处在一种状态的液晶材料的区域相对于另一状态区域的反差来显示出信息。人们熟知的显示就是一种产生在一夹壁上的列电极与另一夹壁上的行电极交点上的象素或显示单元的阵列。这种显示方式是通过对逐个的行和列电极施加电压以多路传输方式寻址的。另一种显示类型是一种以直接驱动方式寻址的光闸。

液晶材料有三种基本类型，即向列型的，胆甾型的，和层列型的，它们各有不同的分子排列。

本发明涉及铁电层列液晶材料。采用这种材料的器件形成了表面稳定的铁电液晶(FLC)装置。这种装置能呈现出双稳性，即是说，这种液晶分子，更准确地说是分子定向元，由正和负的电压脉冲而开关后取两种排列状态之一，而消除电压之后仍保持该开关状态的取向。这种特点与表面排列性能有关。某些形式的表面排列将形成一种装置，在这种装置中，电压消除之后仍保持该开关状态。而另一种表面排列状态将形成一种装置，其中，电压消除后其状态可能发生随机衰变。开关状态可以通过加ac偏压来稳定。所得到的实际状态可能随所呈现的ac偏压的幅度而变。ac偏压可以由一多路装置中的数据(列)电压提供。这种性能，与快速开关速度结合起来，使FLC装置适于作为有大量象素或显示基元的大型显示器。这样的铁电显示器被描述在，例如，NA Clark和ST Lagerwall的文章，(AppliedPhysics Letters V.36，No.11，pp889-961，6月，1980)；GB-2,166,256-A；US-4,367,924；US-4,563,059；GB-2,209,610[Bradshaw和Raynes]；R B Meyer等的文章，(J.Phys Lett36，L69，1975)。

通过将液晶管装在两块正交的偏振片之间而使两种开关状态成为可见的。偏振片之一与开关方向之一近似平行。这可从GB2,209,610中看到。

为了提高装置的可读性和装置的实用性，所有的装置设计师都力图使两种开关状态之间有最大的对比度。本发明改善了现有FLC装置的对比度。

按照本发明，铁电液晶装置的两种开关状态之间的对比度是通过将偏振片从正交状态转动以获得最高的对比而加以改善的。

按照本发明的铁电液晶显示器包含一个在两片管壁之间安装有铁电液晶材料层的液晶单元，管壁上带有电极结构而表面处理成使液晶材料定向排列，并包括两块装在管壁的两测面上的偏振片，其特征是两偏振片偏离正交(90°)安装，而液晶单元在两偏振片之间转动以获得最佳对比度，这样的安排使得显示器的两种开关状态之间的对比度比率达到最佳状态。

两片偏振片可以偏离正交状态达45°，最好达20°。偏振片可以是无色的，也可以是有色的。

可以转动液晶单元以便使其两种开关状态在偏振片光轴之间成对称。

可将一全反射或部分反射器安装在显示器后面以便可通过反射观察到显示内容。

该液晶材料可以是一种非手性或手性层列相的，例如S_C″或S_I″。材料的开关特性，即相对于电压曲线的脉冲宽度时间可为最小值，例如，像在WO-89/05025所指出的那样，或如传统材料那样，相对于电压曲线的脉冲宽度近似为线性。

电极结构最好排列成在一管壁上为X行，而在另一管壁上为Y列以形成一可寻址单元的X、Y矩阵。

该X、Y显示器由驱动电路所施加的电压波形定址。显示器工作期间，可对电极旋加一定量的ac偏压以进一步提高对比度比率。另外，还可以改变ac偏压的频率来提高对比度(CR)。

现在参照附图，仅以实施例方式，对本发明的一种形式进行说明。其中：

图1，2是液晶显示器的平面和断面图；

图3是表示微层排列的山形形式的液晶材料的透视示意图；

图4是图3放大的部分断面示意图，表示具有山形结构的数种可能的定向分布之一；

图5说明在已有技术的装置中在两种开关状态中液晶定向元的排列和偏振片排列之间的关系；

图6是相对于图5的偏振器的排列及定向元的排列的透过曲线；