反铁电液晶显示器制造技术

一种液晶显示器，有一对透明电极、一位于两电极间的反铁电液晶及贴附于两电极上的偏振器和分析器。层列液晶层垂直于电极，液晶具有扭曲的结构。两电极表面上的指向相对于偏振器的偏振轴对称地排列，使液晶的平均光轴与偏振器的偏振轴相一致，在没有外加电场时，通过偏振器的入射光通过液晶厚层并保持其偏振。然而在外加电场时，液晶分子受到某种种度的变形，使平均光轴转动。所以通过液晶厚层的入射光具有旋转的偏转。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Antiferroelectric liquid crystal display

The utility model relates to a liquid crystal display, which comprises a pair of transparent electrodes, an antiferroelectric liquid crystal between two electrodes and a polarizer and an analyzer attached to the two electrode. The liquid crystal layer is perpendicular to the electrode. The two electrodes on the surface of the point relative to the polarization axis of symmetry polarizer arranged, the polarization axis of the polarizer and the liquid crystal optical axis average consistent, in the absence of electric field, the incident light through the polarizer by liquid crystal thick layer and maintain its polarization. However, when the electric field is applied, the liquid crystal molecules are deformed by some kind of degree, which makes the average optical axis rotate. Therefore, the incident light with a thick layer of the liquid crystal has a rotating deflection.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶显示器(以下称为LCD)，尤其是一种利用具有扭曲结构的反铁电液晶的液晶显示器。液晶是一种既不同于晶体又不同于液体的相或状态，其中只具有方向序或者具有方向序和部分位置序。由于处于液晶相的材料具有方向序，而且它的分子有不对称的形状，所以把这样一种材料称为各向异性材料，它因取向不同而具有不同的物理性质。典型的液晶分子呈细长棒状。分子的长轴称为分子轴，分子自身趋于排列成使分子轴从平均的角度看是平行的。沿着平均分子轴的方向称为“指向”(director)。液晶按其序的类型可分成三类，即，向列型(nematic)，胆甾型(cholesteric)或手征向列型(chiral nematic)，以及层列型(smectic)液晶。向列型液晶具有方向序，但没有位置序。手征向列型液晶具有分子间作用力，这种力使平均分子轴在空间沿着垂直于指向的方向转动。这种存在于手征向列型液晶中的特性称为“手征性(chirality)”。层列型液晶具有一种比上述两种液晶更多序的结构，形成层列层。层列层液晶不仅具有方向序，而且还部分地具有位置序。在层列型液晶当中，斜向的手征层列型液晶，例如层列C*液晶显现出铁电性。层列C液晶是那些相对于层的法线成具有倾斜分子轴的液晶。层列C*液晶的分子具有旋光性，因此他们沿着层的法线形成一种螺旋结构。层列C*液晶在垂直于指向和层的法线方向呈现一种自发极化。层列C液晶相对于垂直于指向的轴具有旋转对称性，相对于层列层的表面具有反演对称性。然而，如果分子具有手征部分，则反向对称性受到破坏，横向偶极矩在层列C*晶相内产生自发极化。平均超过一个周期或一个螺矩的宏观自发极化为0，因为处于层列C*晶相的分子在层的法线方向是呈螺旋排列的。因此，这种铁电液晶称为非正常铁电材料。这种螺旋结构可在外电场作用下受到畸变，在临界场强以上完全绕开，从而感生一种宏观自发极化。另外，有多种不同的层列C液晶表现出反铁电性。反铁电液晶的特性将参见附图说明图1描述。反铁电液晶的分子在垂直于指向的层的法线方向上具有一个偶极子部，在两个相邻层列层内的反铁电液晶分子沿相对于层法线的反方向是倾斜的。由于在两个连续的层列层内偶极子部是反平行的，如图1所示，所以宏观自发极化是零。与铁电液晶不同，反铁电液晶其相邻层列层之间具有电偶极子耦合力，这种耦合力比由于液晶的各向异性所引起的力大许多。由此，在外加电场所致的力小于耦合力时，分子对电场不响应。然而，分子趋向于沿一个方向排列，这使得偶极子沿电场方向排列，电场强度超过临界值。在这种情形下，液晶呈现铁电性，这种铁电性基本上是由于电场而出现。下面将参见图2A-2C予以说明采用反铁电液晶的普通LCD。将一种反铁电液晶放置在两个透明电极11和12之间。层列液晶层(未图示)垂直于电极11和12排列。如图2B所示，在电极11和12上没加电场时，指向和垂直于层列液晶层的轴之间的夹角在一定的温度下是常数，在两个相邻层列液晶层内的分子相对于层的法线反向倾斜。如图2A和2C所示，当把场强超过临界值的电场加到所述电极上时，分子根据电场的极性沿两个方向之一排列。在两种情况下的分子方向互相相对于层的法线是对称的。结果，反铁电液晶是以三种状态响应于所加电场的，即，开(ON)状态，反铁电性状态和断(OFF)状态，而铁电液晶是以两种状态，即开(ON)态和断(OFF)状态响应于所加电场的。这种常规的反铁电液晶显示器(下称AFLCD)有多个优点，如低闪烁和低交扰，并且相比于铁电LCD改善观视特性。然而，由于所加电场强度应该足够大，以克服偶极子的耦合力，所以驱动电压高。此外，常用的AFLCD还有灰度低和调整性差的问题。本专利技术的目的在于提供一种采用具有模拟灰度和均匀取向结构的反铁电液晶的液晶显示器。为了达到上述目的，本专利技术在两个透明电极之间使用一种反铁电液晶材料。该液晶具有层列层，这些层垂直于电极的表面排列，分子指向从一个电极至另一电极逐渐扭曲。由两个电极的表面所限定的指向之间的扭曲角在0度和180度之间。对于固定的温度，分子相对于层的法线具有恒定的分子倾斜角。扭曲角可以等于或小于两倍分子倾斜角，最好是等于两倍分子倾斜角。在这种情况下，所希望的材料是一种具有分子倾斜角为15°-60°，尤其是从40°-50°的反铁电液晶。然而，通常从一个电极到另一个电极可能的扭曲角是从0°-180°。可以通过适当的表面调整来调节两个电极上的予倾角。本液晶显示器还包括分别贴在电极上的偏振器。使电极表面上的指向相对于偏振器之一的偏振轴对称调准。两个偏振器的偏振轴互相之间或者平行，或者垂直。代替使用一对偏振器，可以采用贴到一个电极上的一个偏振器，而将另一电极上贴一个反射器。可以将一个补偿膜片贴到一个电极上。液晶显示器使用背光或自然光作为光源。使用自然光时，将反射器贴至一个电极上。在不存在外加电场情况下，由于保持分子倾角的力和在给定温度下一定的调整力之间相互作用，分子的指向续地在一个锥形表面上运动。在存在外加电场情况下，分子指向的取向随着电场以下述方式变化，即分子的偶极子平行于电场，从而能表示灰度。以下将参照附图详细地说明本专利技术的优选实施例。附图中图1表示反铁电液晶显示器的分子；图2A-2C表示在普通反铁电LCD的相继层列液晶层中分子的排列；图3表示本专利技术实施例的反铁电LCD；图4表示本专利技术实施例反铁电LCD的层列液晶层中的分子排列；图5表示本专利技术实施例反铁电LCD的多个层列液晶层中的分子排列；图6表示在本专利技术的反铁电LCD中LCD随外加电压不同情况下的光调制图。从下面对详细说明的研究，同时参见附图的说明将使本专利技术的优选实施例更为清楚。图3表示本专利技术实施例的一种反铁电LCD。从图3所示，反铁电液晶10在两个透明电极11和12之间，它或者具有正的介电各向异性，或者具有负的介电各向异性。在电极11和12的外表面上，分别贴有偏振器13和分析器(analyzer)14。液晶10的层列层20垂直于电极11和12的表面，液晶10的分子指向相对于层的法线形成一个称作“分子倾角”的固定角。每个电极11或12的内表面用调整层(未图示)涂层，使液晶10的分子指向均匀排列。调整层可以由例如，表面活性剂如烷基酚(alkylphenol)和溴化十六碳烷基三甲胺(hexadecyltrimethylammonium bromide)，聚酰亚胺(polyimides)，或者调整吸收剂形成，表面活性剂采用Langmuir-Blodgett膜沉淀方法进行涂层。将调整层抛磨处置，使液晶10的分子指向沿着一定方向排列。在两电极上的抛磨方向之间的角度是两倍的分子倾角。于是，使分子指向安排成，利用取向力来平衡保持分子倾角和偶极子的耦合力的力。图4和5表示位于两电极11和12之间的反铁电液晶的层列层中分子的排列。令x轴垂直于层列层，y轴平行于电极11和12，y轴与正的x轴逆时针成90°，z轴垂直于x-y面，它与y轴逆时针成90°。“分子倾角”θ0定义为正x轴与分子导向n之间的角度，“水平角”θ为x轴与分子指向在x-y平面上投影之间的夹角，“转动角”φ为x轴与指向在y-z平面上投影之间的夹角。于是，指向n可表示为n＝(cosθ，sinθcosφ，sinθsinφ)。此外，假定在指向在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示器，它包括：第一和第二透明电极；位于第一和第二电极之间的反铁电液晶，其中，层列液晶层垂直于第一和第二电极，液晶的分子指向从第一电极向着第二电极扭曲。

【技术特征摘要】
KR 1995-12-26 55949/951.一种液晶显示器，它包括第一和第二透明电极；位于第一和第二电极之间的反铁电液晶，其中，层列液晶层垂直于第一和第二电极，液晶的分子指向从第一电极向着第二电极扭曲。2.根据权利要求1的液晶显示器，其中，第一和第二电极表面上的分子指向是均匀排列的。3.根据权利要求2的液晶显示器，其中，第一电极表面上的分子指向相对于第二电极表面上的分子指向形成0°-180°的扭曲角度。4.根据权利要求3的液晶显示器，其中，所述分子指向相对于层列层的层法线形成一个分子倾角。5.根据权利要求4的液晶显示器，其中，所述扭曲角等于或小于两倍的分子倾角。6.根据权利要求5的液晶显示器，其中，所述扭曲角是两倍的分子倾角。7.根据权利要求6的液晶显示器，其中，所述分子倾...

【专利技术属性】
技术研发人员：李信斗，
申请(专利权)人：三星电管株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]