專利名稱：：一種雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，主要是通過(guò)兩種不同頻率組合的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，使液晶層內(nèi)的液晶分子呈現(xiàn)傾斜順向狀態(tài)及扭轉(zhuǎn)狀態(tài)兩種穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，用以顯示畫面的暗態(tài)及亮態(tài)。
背景技術(shù)：
：目前液晶顯示器(LiquidCrystalDisplay,LCD)，特別是薄膜晶體管(ThinFilmTransistor,TFT)顯示器(TFTLCD)，已廣泛運(yùn)用于個(gè)人計(jì)算才幾、筆記本型計(jì)算才幾等電子產(chǎn)品上。而TFT業(yè)者雖在大尺寸面板上較占優(yōu)勢(shì)，但在小尺寸的產(chǎn)品如PDA、電子書等產(chǎn)品上仍存在耗電量高、厚度大等許多無(wú)法克服的問(wèn)題。液晶顯示號(hào)稱是低壓驅(qū)動(dòng)，^f旦實(shí)際上也并不能一概而論，在多路驅(qū)動(dòng)條件下，由于每一像素所占空間的變小，其整體面板的實(shí)際驅(qū)動(dòng)電壓(即Vee)有時(shí)會(huì)高達(dá)十幾伏特至二十幾伏特。而4象PDLC，多穩(wěn)態(tài)(MLCD)液晶等的驅(qū)動(dòng)電壓可能因?yàn)橐壕У牧鲃?dòng)(flow)效應(yīng)而需高達(dá)幾十伏特至百伏特左右的電壓。又如s又穩(wěn)、態(tài)向列型液晶顯示器(BistableTwistNematicCrystalDisplay,BTNLCD)為一種可切換液晶分子在雙穩(wěn)態(tài)的液晶顯示器，古文其功率消誶4/f氐(lowpowerconsumption)。只又牙急態(tài)向列型液晶分子為保持該應(yīng)有的形態(tài)，在裝置上需在上下的配向膜上配置有一錨向力層(asymmetricanchoringenergysubstrates)。更有同時(shí)鄉(xiāng)頁(yè)j吏用二種電壓的ia合才羊態(tài)來(lái)產(chǎn)生7jc平(horizontal)與垂直(vertical)電場(chǎng)來(lái)使液晶分子的二扭轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換與一種電壓樣態(tài)來(lái)維持其穩(wěn)定態(tài)。^f旦該4苗向力層是一細(xì)月鼠的表面圖案4非歹'J(micro-patternedsurface),對(duì)于要求大量生產(chǎn)的顯示器工業(yè)來(lái)i兌，設(shè)置該錨向力層在設(shè)備與維持其合格率上將會(huì)花費(fèi)不少成本。并且因?yàn)橐壕Х肿拥亩まD(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換須破壞此錨向力層與液晶分子間的錨向力，因此需要一高電壓電場(chǎng)來(lái)^皮i不該4苗向力。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述缺陷，本發(fā)明的主要目的在于提供一種驅(qū)動(dòng)方式，其中可專爭(zhēng)4奐乂又步貞'液晶(dualfrequencyliquidcrystal)分子處于一種卡頁(yè)^H偵向一犬態(tài)(tilted-homeotropicstate,THstate)寺口一種4丑4爭(zhēng)^l大態(tài)(twistedstate,Tstate)。本發(fā)明的次要目的在于所4是供的驅(qū)動(dòng)方式可<吏該雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示裝置維持液晶分子于穩(wěn)定態(tài)時(shí)不需要再有一維持穩(wěn)定樣態(tài)的電壓，對(duì)顯示裝置而言將會(huì)更加省電。本發(fā)明的再一目的在于本發(fā)明只需一^L的磨擦技術(shù)(rubbingtechnique)來(lái)形成配向膜，而不需進(jìn)一步在配向膜上配置一錨向力層，所以本發(fā)明適合于大量生產(chǎn)，同時(shí)也不需一高電壓電場(chǎng)來(lái)破壞該錨向力層與液晶分子間的錨向力，對(duì)顯示裝置而言電能的利用將會(huì)更有效率。本發(fā)明的再一目的在于所才是供的驅(qū)動(dòng)方法為一種頻率組合轉(zhuǎn)換，也因?yàn)楸景l(fā)明裝置不需要錨向力層，所以只須要一小電壓(如電壓5V)就可達(dá)到液晶分子呈現(xiàn)兩種穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，藉此顯示出畫面的暗態(tài)以及亮態(tài)。根據(jù)本發(fā)明裝置包括一上基板及一下基板，該上基板與該下基板相互對(duì)應(yīng)設(shè)置；一上偏光片及一下偏光片，該上偏光片及該下偏光片分別設(shè)于該上基板及下基板相對(duì)應(yīng)面的另一面；兩透明的電極層，兩電極層分別設(shè)于該上基4反與該下基^^的相對(duì)應(yīng)面；兩配向?qū)?，兩配向?qū)臃謩e"i殳于兩電纟及層的相對(duì)應(yīng)面；一液晶層，該液晶層i殳于兩配向?qū)又g，且該液晶層布i殳有多個(gè)雙頻液晶分子(dualfrequencyliquidcrystal)。其中，兩配向?qū)拥念A(yù)傾角介于4589度，并且該液晶層的厚度與一液晶分子的扭曲間距的比是0.8至1.05?；蛘?，該上、下基才反之間的液晶層布i殳有多個(gè)乂又頻液晶分子及二色性染料(dichromaticdye),這樣才艮據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置將不需i殳有前述的偏光片。再配合本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法，由一信號(hào)源發(fā)出一第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，且該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率是一第一頻率，而該第一頻率驅(qū)動(dòng)該液晶層內(nèi)的液晶分子；當(dāng)該信號(hào)源停止發(fā)出該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，使該液晶層內(nèi)的液晶分子形成一穩(wěn)定的傾斜順向狀態(tài)，及，該信號(hào)源發(fā)出一第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，且該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)是該第一頻率結(jié)合其后緊接的一第二頻率，該第一頻率與該第二頻率為不同的頻率，以4吏該液晶層的液晶分子受該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)；當(dāng)該信號(hào)源停止發(fā)出該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，使該液晶層內(nèi)的液晶分子形成一穩(wěn)定的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。這樣通過(guò)兩種不同頻率組合的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，使液晶層內(nèi)的液晶分子呈現(xiàn)傾斜順向狀態(tài)及扭轉(zhuǎn)狀態(tài)兩種穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，藉此顯示出4象素的暗態(tài)以及亮態(tài)。圖1是才艮據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的示意圖。圖2是^f艮據(jù)本發(fā)明的另一液晶顯示裝置的示意圖。圖3是兩種驅(qū)動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致液晶分子呈現(xiàn)傾斜順向狀態(tài)與扭轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的示意圖。圖4是本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)到傾斜順向狀態(tài)的透射比與電壓的坐標(biāo)示意圖。圖5是本發(fā)明的傾斜順向狀態(tài)轉(zhuǎn)到扭轉(zhuǎn)狀態(tài)的透射比與電壓的坐才示示意圖。圖6是本發(fā)明以He-Ne激光為光源時(shí)各轉(zhuǎn)換態(tài)的^象素示意圖。具體實(shí)施例方式有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及才支術(shù)i兌明，現(xiàn)結(jié)合附圖i兌明如下請(qǐng)參閱圖l所示，是本發(fā)明的液晶顯示裝置的示意圖。本發(fā)明是一種雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示裝置，是通過(guò)不同頻率組合的驅(qū)動(dòng)信號(hào)加以驅(qū)動(dòng)的液晶顯示裝置，該裝置包括一上基才反11及一下基才反12，該上基板11與該下基板12相互對(duì)應(yīng)設(shè)置；且該上基板11與下基4反12的相對(duì)應(yīng)表面各分別"i殳有一透明樣態(tài)的氧4匕銦錫(indiumtinoxide,ITO)形成的電極層21、22;及涂布(Coated)二分別i殳置于該電才及層21、22才目只寸表面的酉己向?qū)?1、32才才泮牛(^口NissanChemicalsCo.生產(chǎn)的RN-1338)，該配向?qū)?1、32材津?？蔀槟?察配向材料及光配向材料的其中之一，其中該配向?qū)?1、32的預(yù)傾角介于4589度。一上偏光片41及一下偏光片42,該上偏光片41及該下偏光片42分別設(shè)于該上基板11及下基板12相對(duì)應(yīng)面的另一面。其中該上、下偏光片41、42的吸收軸夾角介于80100度之間。而該上偏光片41的吸收軸與上基寺反ll的配向?qū)?1的配向方向夾角介于0180度之間。一液晶層50,該液晶層5(H殳于兩配向?qū)?1、32之間，且該液晶層50布i殳有多個(gè)雙頻液晶分子51。該液晶層50可為如MerckCo.所生產(chǎn)的MLC-2048,其中該MLC-2048是一種具有當(dāng)頻率為低頻率(lKHz)時(shí)，-秀電率異方向性(dielectricanisotropy)As=3.22，及當(dāng)頻率為高頻率(100KHz)時(shí)，誘電率異方向性A^-3.4特性的材料。又根據(jù)本發(fā)明的該液晶層50的厚度(d)與液晶層50內(nèi)的一液晶分子51的4丑曲間3巨(pitch,p)的比(d/p)可為0.8至1.05之間(0.8^d/p^l.05)。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2所示，是本發(fā)明的另一液晶顯示裝置的示意圖。該裝置包4舌一上基一反11及一下基4反12,該上基才反11與該下基才反12相互對(duì)應(yīng)設(shè)置；且該上基4反11與下基才反12的相對(duì)應(yīng)表面各分別設(shè)有一透明樣態(tài)的氧化銦錫形成的電極層21、22;及涂布二分別設(shè)置于該電才及層21、22相對(duì)表面的配向?qū)?1、32材泮牛(如NissanChemicalsCo.生產(chǎn)的RN-1338),該配向?qū)?1、32材料可為摩4察配向材料及光配向材料的其中之一，其中該配向?qū)?1、32的預(yù)傾角介于4589度。與圖1不同之處在于該裝置不需i殳置偏光i殳備，而是將如MerckCo.所生產(chǎn)的MLC-2048的液晶層50材料加入二色性染料后成為另一種液晶層50，，即該液晶層50，布i殳有多個(gè)乂又頻液晶分子51及二色性染^K當(dāng)然，如前述該液晶層50"呆有一種具有當(dāng)頻率為l氐頻率(1KHz)時(shí)，i秀電率異方向性As=3.22,及當(dāng)頻率為高頻率(100KHz)時(shí)，誘電率異方向性厶^-3.4特性的材料。也;f尤是利用光電歲丈應(yīng)中的guest_host-丈應(yīng)，通過(guò)該二色'f生染剩-性，以約1/10比例溶解于一定排列的液晶(為host)時(shí)，因一4殳具有長(zhǎng)棒形狀的二色性染料會(huì)與液晶分子51平行排列，若改變?yōu)閔ost的液晶分子51排列時(shí)，也會(huì)〗吏作為guest的二色性染料分子排列作相關(guān)的變化，而可控制及調(diào)節(jié)染料的可見(jiàn)光吸收量，所以此顯示裝置將可不需要設(shè)置偏光設(shè)備。接下來(lái)請(qǐng)參閱圖3所示，是兩種驅(qū)動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致液晶分子呈現(xiàn)傾斜順向狀態(tài)與扭轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的示意圖。該液晶顯示裝置設(shè)有一信號(hào)源，一開(kāi)始液晶層50、50，內(nèi)的液晶分子51排列混亂，因?yàn)橐壕Х肿?1將會(huì)呈一傾斜順向狀態(tài)與扭轉(zhuǎn)狀態(tài)共存的樣態(tài)。但是，如果以該信號(hào)源發(fā)出一第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，且該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率是一第一頻率&，而該第一頻率fi驅(qū)動(dòng)該開(kāi)始液晶層50、50，內(nèi)的液晶分子51;當(dāng)該信號(hào)源停止發(fā)出該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，使該液晶層50、50，內(nèi)的液晶分子51形成一穩(wěn)定的傾斜順向狀態(tài)。而如果該信號(hào)源發(fā)出一第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，且該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)是該第一頻率&結(jié)合其后緊接的一第二頻率f2(&與f2),該第一頻率&與該第二頻率f2為不同的頻率，以4吏該液晶層50、50，的液晶分子51受該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)；當(dāng)該信號(hào)源停止發(fā)出該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，〗吏該液晶層50、50，內(nèi)的液晶分子51形成一穩(wěn)定的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)(扭轉(zhuǎn)狀態(tài))。其中該第一頻率f\的頻率較該第二頻率f2低(如f尸lKHz,f2=100KHz)，且該第一頻率f^可致^f吏該液晶層50、50，內(nèi)的液晶分子51的豫電率異方向性(As)為正值。而該第二頻率f2的頻率較該第一頻率&高，且該第二頻率&可致<吏該'液晶層50、50，內(nèi)的'液晶分子51的誘電率異方向性(As)為負(fù)值。通過(guò)前述的裝置配合兩種不同頻率(&、f2)組合成(fj、(f!與&)的二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，將使液晶層50、50，內(nèi)的液晶分子51呈現(xiàn)傾斜順向狀態(tài)以及扭轉(zhuǎn)狀態(tài)兩種穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，以顯示出畫面的暗態(tài)以及亮態(tài)。i青參閱圖4，現(xiàn)以一He-Ne激光為光源(波長(zhǎng)632.8nm),當(dāng)4吏用本發(fā)明的方法與裝置來(lái)測(cè)量顯示面4反的<象素，當(dāng)以一第一頻率&(如1KHz)的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)(5V)施加于液晶顯示裝置上，在此第一頻率f,階^殳液晶層50、50，內(nèi)的液晶分子51將會(huì)經(jīng)歷一小^殳時(shí)間的轉(zhuǎn)換過(guò)程形成光學(xué)相位差值的變化，導(dǎo)致透射比(transmittance)上的變4匕(長(zhǎng)口圖4中的i"扁》l頁(yè)向習(xí)犬態(tài)(biashomeotropicstate,BHstate)),而當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)信號(hào)停止施加后，液晶層50、50，內(nèi)的液晶分子51將形成一穩(wěn)定的傾殺+順向狀態(tài)。如圖4所示，可發(fā)現(xiàn)偏順向狀態(tài)與傾斜順向狀態(tài)各自的透射比非常低，且都趨近于0，也就是像素呈現(xiàn)黑色樣態(tài)(暗態(tài))。在顯獨(dú)W竟下當(dāng)白光穿透一^f象素處的液晶分子51為偏順向狀態(tài)與傾在+順向狀態(tài)的圖^象呈現(xiàn)如圖6(a)、(b)所示，畫面為暗態(tài)。至于為何傾斜順向狀態(tài)不如偏順向狀態(tài)黑，是因?yàn)閮A斜順向狀態(tài)為一種近似螺旋傾斜的形態(tài)，而偏順向狀態(tài)為一種垂直排列，所以該短暫時(shí)間的偏順向狀態(tài)所呈現(xiàn)的畫面4交穩(wěn)、態(tài)的傾4牛順向狀態(tài)暗。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D5,同樣的以一He-Ne激光為光源(波長(zhǎng)632.8nm),當(dāng)使用本發(fā)明的方法與裝置來(lái)測(cè)量顯示面板的像素時(shí)，當(dāng)以一先具有第一頻率f,再結(jié)合其后緊接的一第二頻率f2(f,與f2)的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)(5V)施加于液晶顯示裝置上，在此第一頻率fj如lKHz)階l史液晶層50、50，內(nèi)的液晶分子51一尋會(huì)由傾i纖順向^l犬態(tài)專爭(zhēng)為偏順向狀態(tài)，此時(shí)透射比幾乎不變；緊4妄的第二驅(qū)動(dòng)4言號(hào)進(jìn)入第二頻率f2(如lOOKHz)階,殳，該頻率變動(dòng)初始將會(huì)造成液晶層50、50，內(nèi)有回流(backflow)的現(xiàn)象，此回流將導(dǎo)致該液晶層50、50，中間層液晶分子51的旋轉(zhuǎn)，形成光學(xué)相位差值的變化，導(dǎo)致透射比上的突起現(xiàn)象(opticalbounce)。如圖5所示，透射比經(jīng)過(guò)一極短時(shí)間的變動(dòng)后該液晶層50、50'內(nèi)的液晶分子514奪會(huì)形成偏^L專爭(zhēng)才羊態(tài)(biastwistedstate,BT一犬態(tài))，而當(dāng)?shù)诙R區(qū)動(dòng)1言號(hào)4f止施力口后，該液晶層50、50，內(nèi)的液晶分子51將形成一穩(wěn)定的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)，如圖5所示，可發(fā)現(xiàn)偏扭轉(zhuǎn)樣態(tài)與扭轉(zhuǎn)狀態(tài)各自透射比均大于0,也就是像素呈光亮狀態(tài)(亮態(tài))。在顯樣t鏡下當(dāng)白光穿透一^象素處的液晶分子51為偏扭轉(zhuǎn)樣態(tài)與扭轉(zhuǎn)狀態(tài)的圖像呈現(xiàn)如圖6(c)、(d)所示，畫面為亮態(tài)。又因?yàn)镠e-Ne激光為一種紅、黃、綠三種顏色的激光，其中紅光最多，且偏扭轉(zhuǎn)樣態(tài)帶桃紅色，而扭轉(zhuǎn)狀態(tài)帶綠色，所以該偏扭轉(zhuǎn)樣態(tài)有較高的透射比，而該短暫時(shí)間的偏扭轉(zhuǎn)樣態(tài)所呈現(xiàn)的畫面較穩(wěn)態(tài)的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)為亮。以上所述〗義為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本發(fā)明的權(quán)利要求范閨之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示裝置，其特征在于所述裝置包括一上基板(11)及一下基板(12)，所述上基板(11)與所述下基板(12)相互對(duì)應(yīng)設(shè)置；一上偏光片(41)及一下偏光片(42)，所述上偏光片(41)及所述下偏光片(42)分別設(shè)于所述上基板(11)及下基板(12)相對(duì)應(yīng)面的另一面；兩透明的電極層(21，22)，所述兩電極層(21，22)分別設(shè)于所述上基板(11)與所述下基板(12)的相對(duì)應(yīng)面；兩配向?qū)?31，32)，所述兩配向?qū)?31，32)分別設(shè)于兩電極層(21，22)的相對(duì)應(yīng)面；一液晶層(50)，所述液晶層(50)設(shè)于所述兩配向?qū)?31，32)之間，且所述液晶層(50)布設(shè)有多個(gè)雙頻液晶分子(51)，其中所述配向?qū)?31，32)的預(yù)傾角介于45～89度，并且，所述液晶層(50)的厚度與一液晶分子(51)的扭曲間距的比是0.8至1.05。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示裝置，其特征在于所述上偏光片(41)與下偏光片(42)的吸收軸夾角介于80-100度之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示裝置，其特征在于所述上偏光片(41)的吸收軸與配置于所述上基4反(11)的配向?qū)?31)的配向方向夾角介于0180度之間。4.一種雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示裝置，其特征在于所述裝置包括一上基板(11)及一下基板(12)，所述上基板(11)與所述下基纟反(12)相互對(duì)應(yīng)i殳置；兩透明的電極層(21,22)，所述兩電才及層(21,22)分別設(shè)于所述上基板(11)與所述下基4反(12)的相對(duì)應(yīng)面；兩配向?qū)?31,32)，所述兩配向?qū)?31,32)分別i殳于兩電極層(21,22)的相7t應(yīng)面；一液晶層(50，)，所述液晶層(50，)i殳于所述兩配向?qū)?31,32)之間，且所述液晶層(50，)布設(shè)有多個(gè)雙頻液晶分子(51)及二色性染料，其中，所述配向?qū)?31,32)的預(yù)傾角介于4589度，并且，所述液晶層(50，)的厚度與一液晶分子(51)的扭曲間距的比是0.8至1.05。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，是一種具有雙頻液晶分子的液晶顯示裝置，其驅(qū)動(dòng)方法為液晶顯示裝置的信號(hào)源發(fā)出一具有第一頻率的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)停止該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)后使液晶分子形成一穩(wěn)定的傾斜順向狀態(tài)；及一具有該第一頻率結(jié)合其后緊接的一第二頻率的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)停止該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，使該液晶分子形成一穩(wěn)定的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。通過(guò)該兩種不同頻率組合的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，使液晶分子呈現(xiàn)傾斜順向狀態(tài)及扭轉(zhuǎn)狀態(tài)兩種穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，使顯示裝置的畫面呈現(xiàn)暗態(tài)或亮態(tài)的表現(xiàn)。文檔編號(hào)G02F1/1337GK101441365SQ20081018025公開(kāi)日2009年5月27日申請(qǐng)日期2005年4月18日優(yōu)先權(quán)日2005年4月18日發(fā)明者劉錦璋,徐芝珊,梁寶芝,王淑霞申請(qǐng)人:勝華科技股份有限公司