单稳铁电体有源点阵显示器制造技术

一种单稳铁电体有源点阵显示器，其中含有一种单畴形式的液晶层，所述单畴具有单值定义的方向，该方向为ｓｍＣ↑［＊］相层的法向ｚ，其特征在于，该方向与所述向列相或者胆甾醇相（Ｎ↑［＊］相）的优势方向ｎ形成大于５°的角。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用平面屏幕取代阴极射线管(显像管)所需的显示技术需要同时达到高图像分辨率即高于1000线的分辨率，高的图像亮度(＞200Cd/m2)，高的对比度(＞100∶1)，高的帧频(＞60Hz)，充分的色彩显示(＞16000000色)，大的图像格式(屏幕对角线＞40cm)，低耗电量和宽广的视角，并且要能够经济地生产。迄今，还没有任何技术能够同时满足这些要求。许多制造商已经开发出了基于向列液晶的屏幕，并在近年来用于笔记本电脑、个人数字辅助设备和桌面监视器。他们利用了STN(超级绞合向列)技术、AM-TN(绞合向列有源点阵)技术、AM-IPS(平面开关有源点阵)技术以及AM-MVA(多畴垂直排列有源点阵)技术，这些技术在文献中有大量的描述，例如可见T.Tsukuda,TFT/LCD:Liquid Crystal Displays Addressed by Thin-Film Transistors(薄膜晶体管寻址液晶显示器)，Gordon and Breach 1996,ISBN 2-919875-01-9以及其中所引的文献；SID Symposium(信息显示学会论文集)1997,ISSN-0097-966X，页7到10,15到18,47到51,213到216,383到386,397到404，以及其中所引的文献。另外，他们还利用了PDP(等离子体显示板)技术、PALC(液晶寻址等离子体)技术、ELD(场致发光显示器)技术和FED(场致发射显示器)技术，这些技术在上面所引的SID报告中也有说明。Clark和Lagerwall(US 4 367 924)已能证明，在非常薄的象元(cell)中使用铁电液晶(FLC)而形成的光电开关或显示元件的开关时间与传统的TN(绞合向列)象元相比，可快到1000倍，又见EP-A 0 032 362。基于此以及其他的有用特征，例如能够实现双稳开关，并且对比度实际上与视角无关，FLC从根本上适合比如计算机显示器和电视机应用领域，佳能公司自1995年5月以来在日本销售的一种显示器表明了这一点。FLC在光电元件或者纯光学元件中的使用或者需要形成层列相并且本身旋光的化合物，或者需要向形成所述层列相但本身并不旋光的化合物中搀入旋光的化合物而引入铁电层列相。在这种情况下，所需的相应当在尽可能宽的温度范围稳定。LC(液晶)显示器的各个像素通常布置为x-y点阵，该点阵由沿着显示器下侧面或者上侧面的行和列布置的各电极(导体线路)序列形成。水平的(行)和垂直的(列)电极的交点即构成可寻址的像素。像素的这种布置通常称为无源点阵。为了寻址的目的，已经开发出了各种复合机制，例如Displays(显示器)1993,vol.14,No.2,pp 86-93以及Kontakte 1993(2),pp.3-14所描述的。无源点阵寻址的好处是显示器的生产更简单，因而生产成本低。但其缺点是，无源寻址只能一线一线地进行，这就导致具有N线的整个屏幕的寻址时间是每线寻址时间的N倍。例如在HDTV标准(高清晰度电视，1152线)中，对于约为50微秒的一般线寻址时间来说，就意味着屏幕寻址时间约为60毫秒，也就是说，最大帧频约为16Hz。这个频率对于运动图像的显示来说太低了。另外，灰色调的显示比较困难。在于法国布雷斯特召开的FLC大会(1997年7月20-24日，见Abstract Book 6thInternational Conference on Ferroelectric Liquid Crystals(第六届铁电液晶国际大会文摘)，Brest/France)上，Mizutani et al.提出了一种具有数字化灰色调的无源FLC显示器，其中，每一个RGB像素(RGB=红，绿，蓝)被分为子像素，从而能够通过部分开关数字式显示灰色调。利用三原色(红绿蓝)的N个灰色调，能够产生3N种颜色。这种方法的缺点是所需的屏幕驱动线路大量增加，从而加大了成本。在布雷斯特所展示的屏幕中，所需的驱动线路三倍于无数字灰色调的普通FLC显示器的驱动线路。在所谓的有源点阵技术(AMLCD)中，通常在非结构化基底上结合一个有源点阵基底。在该有源点阵基底的每一个像素中，集成一个电学非线性元件，例如一个薄膜晶体管。该非线性元件也可以是二极管、金属-绝缘体-金属或者类似元件，这些元件最好用薄膜工艺生产，在有关的文献中有描述，例如见T.Tsukuda,TFT/LCD:LiquidCrystal Displays Addressed by Thin-Film Transistors(薄膜晶体管寻址液晶显示器)，Gordon and Breach 1996,ISBN 2-919875-01-9，以及其中所引的文献。有源点阵LCD通常由向列液晶在TN(绞合向列)、ECB(电控双折射)、VA(垂直排列)或者IPS(平面开关)模式下操作。在每一种情况下，所述有源点阵在每一个像素处产生独特的电场强度，导致取向的改变，进而改变双折射性，这种改变在偏振光下可以看见。这些方法的一个严重的缺陷是由于向列液晶过长的开关时间，导致显像能力差。因为这些以及其他一些原因，提出了基于铁电液晶材料和有源点阵元件的结合的液晶显示器，例如见WO 97/12355或者Ferroelectrics(铁电体学)1996,179,141-152,W.J.A.M.Hartmann,IEEE Trans.Electron.Devices 1989,36,(9；Pt.1),1895-9，以及Dissertation Eindhoven,the Netherlands(荷兰)1990。Hartmann利用FLC的所谓“准书架结构”(QBG)和一种TFT(薄膜晶体管)有源点阵的一种组合，同时实现了高的开关速度、灰色调和高透明度。但是，所述QBG在宽的温度范围上不稳定，因为向列层厚对温度的依赖性会破坏或者旋转所述场致层结构。另外，Hartmann利用了一种具有超过20nC/cm2的自发极化的FLC材料，这种材料在像素的实际尺寸例如为0.01mm2的情况下，能导致巨大的电荷(饱和时Q=2AP，其中A=像素面积，P=自发极化)，使用生产起来比较经济的无定形硅TFT时，所述电荷在TFT的动作时间(opening time)之内不能到达像素。因为这些原因，这里不继续讨论这种技术。在Hartmann利用电荷控制双稳性来显示实际连续的灰度级时，Nito et al.提出了一种单稳FLC结构,见Journal of the SID,1/2,1993，页163-169，其中，FLC材料借助于相对较高的电压进行定向，使得只形成一种稳定状态，从该稳定状态，通过薄膜晶体管施加电场，即产生许多中间状态。当象元结构配合在相交的偏振器之间时，这些中间状态就对应于许多不同的亮度级(灰色调)。但是，这种方法的一个缺点是显示器会产生条纹状纹理，限制了象元的对比度和亮度(见上文所引文献的图8)。尽管这种条纹状纹理的缺陷能够通过向列相或者胆甾醇相中的高电压(20-50V)处理而得以修正，但是，这种场处理不适合屏幕的大规模生产，并且通常不能形成对温度稳定的结构。另外，这种方法的开关角范围最多为倾斜角(tilt angle)的一倍，在Nito本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单稳铁电体有源点阵显示器，其中含有一种单畴形式的液晶层，所述单畴具有单值定义的方向，该方向为ｓｍＣ↑［＊］相层的法向ｚ，其中，该方向与所述向列相或者胆甾醇相（Ｎ↑［＊］相）的优势方向ｎ形成大于５°的角。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯罗尔夫杜巴尔，莱恩文恩，野中敏章，
申请(专利权)人：阿温提斯研究技术两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]