專利名稱：液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種設置了液晶單元的液晶顯示器，更具體地說，本發(fā)明涉及一種在兩個在其表面上具有矩陣式電極的基底之間設置膽甾醇型液晶情況下，利用輸入到電極的脈沖電壓改變液晶狀態(tài)并進行顯示的驅動方法以及一種適于這種驅動方法的液晶顯示單元的構造。
背景技術：
已知一種設置了液晶單元的液晶顯示器，在膽甾醇型液晶或手性向列型(chiral nematic)液晶設置在分別固定在兩個基底上的公用電極與分段電極之間情況下，它通過利用輸入到電極上的脈沖電壓改變液晶的狀態(tài)進行顯示，而且在沒有施加電壓情況下，可以保持顯示。通過將液晶的狀態(tài)改變?yōu)槠矫鏍顟B(tài)或焦點二次曲線(focal conic)狀態(tài)，液晶顯示單元進行顯示。
第Hei-11-326871號日本未決專利公開文獻公開了一種可以在短時間內重寫顯示膽甾相的液晶顯示單元的顯示的驅動方法。為了通過在分別設置在兩個基底上的電極之間施加脈沖電壓，使位于兩個基底之間的各液晶轉變?yōu)槠矫鏍顟B(tài)或焦點二次曲線狀態(tài)，該方法將構成所有像素的各液晶同時復位為進行選擇需要更長時間周期的焦點二次曲線狀態(tài)，然后通過對構成各像素的各液晶逐個施加選擇信號選擇構成所有液晶的各液晶的顯示狀態(tài)，然后通過使對構成所有像素的各液晶施加的電壓變成0而保持顯示狀態(tài)。
此外，在本說明書中，液晶顯示器(或者液晶模塊)代表液晶顯示單元和驅動IC電路元件的組合，而且進一步包括柔性基底，在柔性基底上印刷用于將上述液晶顯示單元與驅動IC電路元件互相電連接在一起的電極連接。
由于在上述第Hei-11-326871號日本未決專利公開文獻公開的液晶顯示器中使用的采用膽甾醇型液晶的液晶顯示單元中未使用極化平板，所以其光利用率高，而且可以實現亮度顯示。然而，沒有什么物質可以阻擋紫外線，紫外線可能使液晶老化(deteriorate)。如果密封在液晶顯示器內的液晶接收紫外線輻照，則其一部分被分解，其中產生包括理化物質的分解產物。由于分解產物被電極利用低頻脈沖電壓移近和移動，其中認為妨礙了因為施加電場所引起的未被分解的正常液晶的工作。
在反射型液晶顯示單元中，為了獲得反射率高、在低驅動電壓下具有快速響應的顯示單元，需要選擇雙折射(birefringence)Δn大、介電常數ε大而粘度低的液晶材料。據說這種具有高雙折射Δn、高介電常數ε以及低粘度的液晶通?？赡苡捎谡丈涔舛匣?，因為光吸收端的波長長。如果液晶發(fā)生光學老化，則產生的嚴重問題是，光電特性隨反射型液晶顯示單元發(fā)生變化，其對比度降低，而且顯示變得不清楚。
此外，在將液晶注入液晶室內后，利用紫外線固化樹脂等密封入口時，位于入口附近的液晶會因為照射諸如紫外線的光而老化，這樣產生的另一個問題是，入口附近部分的外表不同于其它部分的外表。
另一方面，正如第Sho-59-229547號、第Sho-60-54434號日本未決專利公開文獻所公開的那樣，已經嘗試將光透射型液晶單元用作曝光掩膜。因為由于如上所述未使用極化板，所以采用膽甾醇型液晶的液晶顯示單元的光利用率高，因此可以認為該液晶顯示單元適于這種應用。然而，在這種應用中，要求即使液晶顯示單元暴露于紫外線，其光電特性幾乎不發(fā)生變化。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種采用膽甾醇型液晶、即使液晶因為照射紫外線而發(fā)生老化，其光電特性的變化仍小的液晶顯示單元以及一種用于驅動該液晶顯示單元的方法。

發(fā)明內容
利用如下發(fā)明(1)和(2)可以實現上述目的。
(1)權利要求1所述的本發(fā)明是一種用于顯示圖像的液晶顯示器，該液晶顯示器包括像素空間，由互相正交的多個公用電極和多個分段(segment)電極以矩陣形式構成；膽甾醇型液晶和手性向列型液晶，通過在在其間設置了所述像素空間的電極之間施加驅動電壓，使它們插入所述像素空間內；驅動器，其將其頻率為200Hz或者更高的脈沖電壓施加到所述像素。
根據權利要求1所述的本發(fā)明，即使液晶因為照射紫外線而發(fā)生老化，液晶的起動特性，即驅動電壓與光反射率(luminous reflectance)之間的關系(Vr-T特性)仍保持輻照紫外線之前狀態(tài)，因此可以可靠改變液晶的紋理狀態(tài)，而且可以實現穩(wěn)定顯示。
根據權利要求2所述的本發(fā)明是權利要求1所述的液晶顯示器，其中驅動器施加頻率為200Hz或者更高的脈沖電壓2個周期或者更多個周期。
根據權利要求2所述的本發(fā)明，除了根據權利要求1的本發(fā)明的動作之外，通過將其頻率為200Hz或者更高的脈沖電壓作為驅動電壓施加到上述像素，可以使液晶驅動電壓比施加脈沖電壓1個周期情況下的液晶驅動電壓低。
此外，根據權利要求3所述的本發(fā)明是根據權利要求1所述的液晶顯示器，其中驅動器施加頻率為333Hz或者更高的脈沖電壓。
根據權利要求3所述的本發(fā)明，除了根據權利要求1和2所述的本發(fā)明的動作外，可以進一步保證實現進一步穩(wěn)定驅動。
根據權利要求4所述的本發(fā)明是根據權利要求1所述的液晶顯示器，其中驅動器施加頻率為5000Hz或者更低的脈沖電壓。
根據權利要求4所述的本發(fā)明，除了權利要求1所述的動作外，可以進一步降低液晶的驅動電壓Vp。
根據權利要求5所述的本發(fā)明是根據權利要求1所述的液晶顯示器，其中驅動器選擇并驅動所述顯示像素50毫秒或者更短。
根據權利要求5所述的本發(fā)明，除了權利要求1所述的動作外，還迅速進行顯示和刪除。
根據權利要求6所述的本發(fā)明是權利要求1所述的液晶顯示器，其中驅動器施加其頻率為333Hz或者更高的所述脈沖電壓，而且對于所述像素具有50毫秒或者更短的選擇時間。
根據權利要求6所述的本發(fā)明，除了權利要求1所述的本發(fā)明動作外，液晶顯示器可以實現可靠驅動，而且在受到UV輻照后，具有光響應。
根據權利要求7所述的本發(fā)明是根據權利要求1所述的液晶顯示器，其中構成所述顯示像素的一對透明電極的表面電阻為每平方(persquare)50Ω或者更低。
根據權利要求7所述的本發(fā)明，除了權利要求1所述的本發(fā)明動作外，還可以使對像素施加的、各像素之間的有效電壓的差值更小。此外，在像素數量大而且要求精確顯示時，此動作有效。
根據權利要求8所述的本發(fā)明是根據權利要求1所述的液晶顯示器，其中在各顯示像素之間，驅動器施加的脈沖電壓的最大差值為2V或者更低。
根據權利要求8所述的本發(fā)明，除了根據權利要求1所述的本發(fā)明動作外，可以使根據像素與驅動電源之間的距離變化的電壓降小，并防止發(fā)生不均勻顯示。
(2)根據權利要求9所述的本發(fā)明是用于顯示圖像的液晶顯示器，該液晶顯示器包括像素空間，由互相正交的多個公用電極和多個分段電極以矩陣形式構成；膽甾醇型液晶和手性向列型液晶，通過在在其間設置了所述像素空間的電極之間施加驅動電壓，使它們插入所述像素空間內；驅動器，其將第一脈沖電壓和與其連續(xù)的、其頻率高于第一脈沖電壓的頻率的第二脈沖電壓施加到所述像素。
根據權利要求9所述的本發(fā)明，即使液晶因為照射紫外線而發(fā)生老化，液晶的起動特性，即驅動電壓與反射率之間的關系(電壓-反射率曲線)仍保持輻照紫外線之前狀態(tài)，因此可以可靠改變液晶的紋理狀態(tài)，而且可以實現穩(wěn)定顯示。
根據權利要求10所述的本發(fā)明是權利要求1所述的液晶顯示器，其中驅動器施加頻率分別為f1和f2的第一和第二脈沖電壓，其中f1＜200Hz≤f2成立。
根據權利要求10所述的本發(fā)明，除了根據權利要求9所述的本發(fā)明的動作之外，即使液晶因為輻照紫外線而老化，液晶的起動特性，即，還可以保證使驅動電源與光反射率之間的關系(電壓-反射率曲線)保持在輻照紫外線之前的狀態(tài)。
為了在輻照紫外線時實現穩(wěn)定、可靠顯示，上述第二脈沖電壓的頻率最好為200Hz或者更高。
此外，如果上述第一脈沖電壓的頻率小于200Hz，則利用相應驅動脈沖分量使平面電壓Vp降低，其中可以進行低壓驅動。
根據權利要求11所述的本發(fā)明是根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中驅動器施加其頻率f2為5,000Hz或者更低的所述第二脈沖電壓。
根據權利要求11所述的本發(fā)明，可以使液晶的驅動電壓Vp更低。其原因在于，除了根據權利要求9所述的本發(fā)明的動作外，如果第二脈沖電壓的頻率超過5000Hz，則驅動液晶所需的電壓也非常高。
根據權利要求12所述的本發(fā)明是根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中驅動器施加其頻率f1為10Hz或者更高的所述第一脈沖電壓。
根據權利要求12所述的本發(fā)明，除了權利要求9所述的動作外，還可以防止脈沖電壓的整個施加時間T變得更長，而且可以防止改變顯示的速度被延遲，其中第一脈沖的頻率低于10Hz。
根據權利要求13所述的本發(fā)明是根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中驅動器施加其頻率為200Hz或者更高的所述第二脈沖電壓2個周期或者更多個周期。
根據權利要求13所述的本發(fā)明，除了權利要求9至12所述的本發(fā)明動作外，如果將其頻率為200Hz或者更高的上述第二脈沖電壓作為驅動電壓施加到上述像素2個或者更多個周期，則可以進一步降低權利要求9之任一所述的液晶驅動電壓。
根據權利要求14所述的本發(fā)明是權利要求9所述的液晶顯示器，其中驅動器以20％或者更高的時間比，施加第二脈沖電壓用于選擇并驅動所述顯示像素。
根據權利要求14所述的本發(fā)明，除了權利要求9所述的本發(fā)明動作外，還利用另一個動作進一步保證減小因為輻照紫外線而引起的電壓-反射率曲線(V-R特性)的變化。
根據權利要求15所述的本發(fā)明是根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中驅動器以80％或者更低的時間比，施加第二脈沖電壓用于選擇并驅動所述顯示像素。
根據權利要求15所述的本發(fā)明，除了權利要求9所述的本發(fā)明動作外，還可以利用另一個動作進一步降低平面電壓。
根據權利要求16所述的本發(fā)明是根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中驅動器選擇并驅動所述顯示像素50毫秒或者更短。
根據權利要求16所述的本發(fā)明，除了根據權利要求9所述的本發(fā)明動作外，可以進一步快速顯示并刪除圖像。
通常，符號板(signboard)顯示器要求200至1000毫秒的顯示變化時間，而電子圖書要求5至15毫秒的顯示變化時間。如果上述脈沖電壓的施加時間總和為50毫秒或者更短，則可以滿足對幾乎所有液晶圖形的要求。
根據權利要求17所述的本發(fā)明是根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中構成所述顯示像素的一對透明電極的表面電阻為每平方50Ω或者更低。
根據權利要求17所述的本發(fā)明，除了根據權利要求9所述的本發(fā)明動作外，還可以使對像素施加的、各像素之間有效電壓的差別更小。在像素數量大，而且在進行精確顯示時，該動作有效。
根據權利要求18所述的本發(fā)明是根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中在各顯示像素之間，驅動器施加的脈沖電壓的最大差值為2V或者更低。
根據權利要求18所述的本發(fā)明，除了根據權利要求9所述的本發(fā)明動作外，可以使隨像素與驅動電源之間的距離變化的電壓降更小，而且還可以防止發(fā)生不均勻顯示。
在本發(fā)明中，液晶顯示器具有兩種驅動器，這兩種驅動器可以施加其頻率約為100Hz的脈沖電極電壓和其頻率約在50至5,000Hz范圍內的脈沖電極電壓。
根據本發(fā)明，在采用膽甾醇型液晶的液晶顯示單元中，存在一種驅動方法，利用這種方法，即使在液晶發(fā)生老化時也不影響光電特性，而且已經發(fā)現為了實現該驅動方法需要對液晶板的結構進行如下優(yōu)化。
在混合了固定數量的膽甾醇型液晶和手性試劑的向列型液晶紋理(texture)中存在平面紋理和焦點二次曲線紋理。在停止施加電壓后，這兩種紋理穩(wěn)定，而且其狀態(tài)被保持。在這些液晶顯示單元中，通過改變這兩種紋理進行顯示。
根據本發(fā)明，盡管在公用電極和分段電極互相交叉的區(qū)域內形成液晶像素，但是用于驅動液晶的紋理的分量是輸入到相應任選像素的液晶內的脈沖信號中、用于確定液晶的狀態(tài)是平面紋理還是焦點二次曲線紋理的分量。在實際驅動液晶顯示單元的過程中，通過輸入該分量，液晶顯示器變化第一時間。只有輸入到液晶的、去除上述分量后的脈沖信號的剩余分量不能改變顯示。
在此，圖1示出根據本發(fā)明的液晶顯示器。
在圖1中，液晶顯示器的公用電極連接到公用驅動器電路的輸出端，而分段電極連接到分段驅動器電路的輸出端。根據從控制器獲得的數據，脈沖電壓分別由公用驅動器電路施加到公用電極、由分段驅動器電路施加到分段電極。對液晶施加脈沖電壓的電壓差。
在本發(fā)明中，圖2示出輸入到液晶內的脈沖信號的、用于確定液晶的紋理的分量的簡圖(以下簡稱“選擇脈沖分量”或者僅稱為“脈沖分量”，它被看作用于選擇平面紋理或焦點二次曲線紋理的脈沖分量)。
為了將這種脈沖分量輸入到液晶，圖3(a)示出對公用電極和分段電極施加的電壓波形的一個例子。
為了簡化該電壓波形，圖3(a)示出由4個公用電極和4個分段電極構成的矩陣結構。然而，在本發(fā)明中，電極的數量并不局限于此。由于膽甾醇型液晶具有存儲特性，因此，從理論上說，對公用電極和分段電極的數量沒有限制。
如圖3(b)所示，假定顯示區(qū)內公用電極的數量為n，輸入到一個公用電極用于重寫像素的波形由一次COM波形分量A和(n-1)次COM波形分量B構成。此外，輸入到一個分段電極的波形由導致平面紋理的SEG波形分量A和導致焦點二次曲線紋理的SEG波形分量B構成，其中SEG波形分量A的數量和SEG波形分量B的數量的總和為n。圖3示出n＝4的情況。
在輸入公用電極的COM波形分量A時，導致公用電極上的像素為平面紋理或焦點二次曲線紋理。圖3(a)示出輸入COM波形分量A的時間，而且從第一COM電極(COM1)轉移到下一個COM電極(COM2)，然后轉移到后續(xù)COM電極(COM3)并以此順序進行。
以圖3(a)所示的分段電極的第二分量(SEG2)為例，輸入到分段電極的電壓波形變成以此順序排列的SEG波形分量B、SEG波形分量A、SEG波形分量B以及SEG波形分量B的波形，其中交叉COM1的像素為焦點二次曲線紋理，交叉COM2的像素為平面紋理、交叉COM3的像素為焦點二次曲線紋理，交叉COM3的像素為焦點二次曲線紋理。
施加到分段電極的脈沖電壓與施加到公用電極的脈沖電壓之間的電壓差被施加到對應于各像素的液晶。
例如，圖4(a)示出輸入到圖3(a)所示像素COM2和SEG2的像素的電壓波形，而圖4(b)示出輸入到圖3(a)所示像素COM3和SEG3的像素的電壓波形。由于導致平面紋理的電壓Vp和導致焦點二次曲線紋理的電壓Vf是利用液晶顯示單元的平板結構區(qū)分開的，所以必須事先確定各平板結構或各平板的電壓。圖4中的粗線部分示出輸入到液晶的選擇脈沖分量。
根據上述Vf和Vp值，確定COM波形分量A、COM波形分量B、SEG波形分量A和SEG波形分量B中示出的V0、V1、V2、V3、V4和V5。
為了簡化說明，圖3示出用于獲得由等效于一個周期的第一脈沖和等效于一個周期的第二脈沖構成的作為輸入到液晶的選擇脈沖分量的脈沖信號的波形。然而，本發(fā)明并不局限于此。通過設置COM波形分量和SEG波形分量的形狀可以獲得要求的選擇脈沖分量。
以上利用當前市售的STN驅動器對驅動過程進行了說明。然而，如果液晶顯示單元是反射型的，正如第Hei-11-326871號日本未決專利公開公開的那樣，則對于在對液晶顯示單元施加圖3所示脈沖信號之前，事先利用焦點二次曲線紋理復位液晶顯示單元的顯示區(qū)，這種情況不構成任何問題。
此外，如果液晶顯示單元是光透射型的，則事先利用平面紋理或者焦點二次曲線紋理復位顯示區(qū)。
最近幾年，作為用于驅動采用膽甾醇型液晶的液晶顯示單元的方法，SID’95 Tech.Digest，XXXVI，347(1995)或者SID’97 Tech.Digest，XXVII，899(1997)等公開了一種所謂“動態(tài)驅動”方法。
為了利用動態(tài)驅動方法將本發(fā)明設想的電壓波形分量輸入到液晶，圖5示出一個施加到公用電極和分段電極的電壓波形的例子。
為了簡化電壓波形，圖5示出由兩個公用電極和兩個分段電極構成的矩陣結構。與圖3所示的情況相同，本發(fā)明并不局限于此。此外，與圖3所示的情況相同，描述了用于獲得由等效于一個周期的第一脈沖和等效于一個周期的第二脈沖構成的選擇脈沖分量的波形。
此外，圖6(a)示出輸入到圖5所示COM1和SEG1的像素的電壓波形，而圖6(b)示出輸入到COM2和SEG1的像素的電壓波形。
根據本發(fā)明的用于液晶顯示單元的膽甾醇型液晶包括具有正介質各向異性的向列型液晶和按重量計10％至50％的手性試劑。對用于產生膽甾醇型液晶的向列型液晶沒有特殊限制。然而，在反射型液晶顯示單元中，反射率各向異性(雙折射)Δn大的氰聯苯型、氰三聯苯型、氰聯苯基環(huán)己烷型以及二苯乙炔型液晶適于獲得反射率平面紋理。此外，為了獲得具有滿意抗紫外線特性的液晶成分，優(yōu)先采用氰聯苯型、氰三聯苯型、氰苯基環(huán)己烷型以及氰聯苯基環(huán)己烷型液晶。
此外，液晶層的厚度優(yōu)先為3μm或者更厚和63μm或者更薄。如果厚度低于3μm，則難以使顯示區(qū)整個表面上的液晶層的厚度均勻。此外，在反射型顯示單元中，由于如果液晶層的厚度為3μm或者更薄，則平面紋理的反射率非常低，所以最好不采用此厚度。此外，由于如果液晶層的厚度為6μm或者更高，則用于獲得平面紋理的電壓Vp升高，所以最好不采用此厚度。
根據權利要求1至8所述的本發(fā)明，即使液晶因為輻照紫外線發(fā)生老化，仍可以獲得其施加電壓與光反射率之間關系的變化較小的液晶顯示單元。
因此，即使位于液晶入口附近的液晶因為在密封液晶入口時輻照諸如紫外線的光而發(fā)生老化，在實際應用中，仍可以使顯示免受影響。
此外，即使在實際應用中輻照紫外線，V-R特性仍不隨時間發(fā)生變化，其中顯示安全、可靠。
此外，本發(fā)明的液晶顯示器可以優(yōu)先用于可以大量輻照光的曝光掩膜和用于光成型的光閘(shutter)。


圖1是根據本發(fā)明的液晶顯示器的結構圖；圖2是示出根據本發(fā)明實施例用于確定液晶的紋理、輸入到液晶的脈沖信號的各分量的示意圖；圖3是示出輸入到圖1所示液晶顯示器的公用電極的脈沖信號和輸入到其分段電極的脈沖信號的簡化結構圖；圖4是示出用于使圖3所示顯示區(qū)的各像素進行顯示的各電極之間的電壓的波形；
圖5是示出輸入到圖1所示液晶顯示器的公用電極的脈沖信號和輸入到其分段電極的脈沖信號的簡化結構圖；圖6是示出用于使圖5所示顯示區(qū)的各像素進行顯示的各電極之間的電壓的波形；圖7是根據本發(fā)明實施例的反射型液晶顯示單元的剖視圖；圖8是示出根據實施例1輸入到液晶的脈沖信號的示意圖；圖9是示出根據實施例2輸入到液晶的脈沖信號的示意圖；圖10是示出根據比較控制(Comparative Control)1輸入到液晶的脈沖信號的示意圖；圖11是示出根據比較控制2輸入到液晶的脈沖信號的示意圖；圖12是示出在25℃下根據實施例1的液晶顯示單元的脈沖電壓-光反射率特性的示意圖；圖13是示出在25℃下根據實施例2的液晶顯示單元的脈沖電壓-光反射率特性的示意圖；圖14是示出在25℃下根據比較控制1的液晶顯示單元的脈沖電壓-光反射率特性的示意圖；圖15是示出在25℃下根據比較控制2的液晶顯示單元的脈沖電壓-光反射率特性的示意圖；圖16是示出為了檢測根據實施例3和比較控制3和4的液晶顯示單元的脈沖電壓-光反射率特性，輸入到液晶的脈沖信號的示意圖；圖17是示出實施例3以及比較控制3和4的脈沖電壓-光反射率特性的示意圖；圖18是示出為了檢測根據實施例4、5和6以及比較控制5和6的液晶顯示單元的脈沖電壓-光反射率特性，輸入到液晶的脈沖信號的示意圖；圖19是示出根據實施例4、5以及6的脈沖信號，在25℃下，在對圖7所示液晶顯示單元輻照紫外線之前的脈沖電壓-光反射率特性的示意圖；圖20是示出根據比較控制5和6，在25℃下，在對圖7所示液晶顯示單元輻照紫外線后的脈沖電壓-光反射率特性的示意圖；圖21是示出根據實施例7至12以及比較控制7，液晶顯示單元的輸入脈沖頻率與V4(使焦點二次曲線紋理變成平面紋理的最低電壓)之間的關系的示意圖；圖22是示出根據實施例13、14和15以及比較控制8，在輻照紫外線后，脈沖電壓-光反射率特性的示意圖；以及圖23是示出根據實施例16，在25℃下，在輻照紫外線后，圖7所示液晶顯示單元的脈沖電壓-光反射率特性的示意圖。
具體實施例方式
將參考

本發(fā)明實施例。
(實驗1)實施例1A、1B和2，比較控制1和2利用通過將Dainippon Ink and Chemical，Inc.生產的0.7克的向列型液晶RPD-84202、Merck Corporation生產的0.2克手性試劑CB-15以及Asahi Denka Co.，Ltd.生產的0.1克手性試劑CNL-617R混合在一起獲得的膽甾醇型液晶，生產圖7所示反射型液晶顯示單元。對于兩個電極(公用電極和分段電極)，透明電極2的表面電阻(面電阻)每平方為30Ω，公用電極被圖形化為寬度W＝500μm，長度L＝150mm，其中L/W＝300，而且像素數量為300×100。分段電極具有L/W＝100。液晶層的厚度為5μm。
在圖7中，所成型的具有諸如二氧化硅(SiO2)層等的堿性離子洗提防護層的石英玻璃、鈉鈣玻璃，或者透明塑料基底可以用作透明基底1。
諸如ITO和氧化錫層等的透明電極2、阻擋層(SiO2電絕緣層)3以及基于聚酰亞胺的垂直取向層4順序層疊在透明基底1上。在多個直線式電極上圖形化諸如ITO和氧化錫層等的透明電極2。利用主密封劑5將這兩個透明基底互相粘合在一起，以便各電極互相交叉在一起，而且上述膽甾醇型液晶6被密封在由主密封劑5分隔的空間內。在獲得的液晶板的一側成型黑印刷層作為光吸收層7。不特別限制光吸收層7的顏色。然而，最好是黑色和藍色。
對于獲得的平板，在兩個電極的端部(對著輸入脈沖信號的端子部分的側面)區(qū)域內，在輻照紫外線(70mW/cm2，約10分鐘)之前和之后測量脈沖電壓-光反射率特性，檢測驅動脈沖的差別產生的影響。測量溫度為25℃。
圖8(實施例1A(b)、實施例1B(圖8(b)))、圖9(實施例2)、圖10(比較控制1)以及圖11(比較控制2)示出進行測量使用的脈沖，假定其波形為根據實際液晶顯示器的驅動輸入液晶的選擇脈沖分量。在圖8所示實施例1情況下，100Hz的脈沖為20毫秒的兩個周期，而333.3Hz的脈沖為30毫秒的10個周期。在圖9所示實施例2情況下，333.3Hz的脈沖為17個周期。在比較控制1情況下，100Hz的脈沖為50毫秒的5個周期，而在比較控制2情況下，333.3Hz的脈沖為30毫秒的10個周期，100Hz的脈沖為20毫秒的2個周期。比較控制2的脈沖是通過反轉實施例1中的第一脈沖和第二脈沖的順序獲得的脈沖。
圖12(a)和圖12(b)分別示出實施例1A和1B的測量結果，而圖13示出實施例2的測量結果。圖14示出比較控制1的測量結果。此外，圖15示出比較控制2的測量結果。兩個附圖之一示出在被焦點二次曲線紋理復位時的脈沖電壓-光反射率特性。
在圖14中，在利用圖10所示的脈沖驅動液晶顯示單元時，對于驅動電壓的初始設置過程，假定獲得平面紋理的電壓為Vp，而獲得焦點二次曲線紋理的電壓為Vf。圖14示出在利用焦點二次曲線紋理進行復位時的脈沖電壓-光反射率特性。因此，實際上，電壓Vf變成保持焦點二次曲線紋理的電壓。假定在初始階段(在輻照紫外線之前)，平面紋理的反射率為Rp(27％)，焦點二次曲線紋理的反射率為Rf(2％)，在輻照紫外線后，平面紋理的反射率為Rp’(12％)，焦點二次曲線紋理的反射率為Rf’(13％)。在這種情況下，液晶顯示單元的缺省對比度為Rp/Rf(27/2＝13.5倍)。然而，通過輻照紫外線，Rp/Rf增加到Rp’/Rf’(12/3＝4倍)，其中已經發(fā)現輻照紫外線顯著破壞顯示質量。
同樣，根據圖15所示的結果進行判定，發(fā)現通過反轉第一脈沖和第二脈沖獲得的波形對于防止因為輻照紫外線引起的顯示質量下降沒有作用。
另一方面，在圖12中，對于圖8所示的將100Hz的脈沖合并為20毫秒的兩個周期，以及將333.3Hz的脈沖合并為30毫秒的10個周期的情況，反射率為Rp＝Rp’(27％)，或者Rf≈Rf’(2％至3％)，其中因為輻照紫外線引起的圖像質量的變化明顯較小。
比較實施例2，比較控制1和2的結果，其中假定對于圖10所示的脈沖，開頭兩個周期的脈沖為第一脈沖，而接著的3個周期的脈沖為第二脈沖，因為輻照紫外線引起的顯示質量的變化影響第二脈沖的頻率。
此外，在圖13中，333.3Hz的脈沖為50毫秒的17個周期，如圖9所示，反射率為Rp＝Rp’(2.5％)，或者Rf≈Rf’(2％至3％)，其中因為輻照紫外線引起的顯示質量的變化明顯較小。
在施加一個脈沖電壓情況下，根據這些結果以及之后說明的實施例4的結果，需要施加200Hz或者更高的脈沖電壓。已經發(fā)現，在施加兩種頻率的脈沖電壓時，需要施加200Hz或者更高的電壓至少作為第二脈沖電壓。
也就是說，即使在輻照紫外線時，脈沖電壓與光反射率(％)之間的關系也不發(fā)生顯著變化，根據最初建立的平面電壓Vr和焦點二次曲線電壓V’f，可以在穩(wěn)定狀態(tài)下，實現固定對比度的顯示。
實施例3、比較控制3和4利用通過將Merck Corporation生產的0.7克的向列型液晶E-48、Merck Corporation生產的0.2克手性試劑CB-15以及另一種由Asahi Denka Co.，Ltd.生產的0.1克手性試劑CNL-617R混合在一起獲得的膽甾醇型液晶，生產圖7所示反射型液晶顯示單元。對于公用電極和分段電極，透明電極2的表面電阻(面電阻)每平方為7Ω，它們均被圖形化為寬度100μm，長度為80mm(L/W＝800)。而且液晶層的厚度為4.5μm。
對于獲得的平板，測量輻照紫外線(70mW/cm2，約20分鐘)之前和之后進行焦點二次曲線復位產生的脈沖電壓-光反射率特性以檢驗因為驅動脈沖的差別產生的影響。測量位置是兩個電極的端部(在圖1中，為遠離公用驅動器電路和分段驅動器電路的右角像素區(qū))互相交叉的區(qū)域。此外，測量溫度為25℃。
圖16示出實施例3以及比較控制3和4的脈沖。而圖17示出輻照紫外線之前和之后的測量結果。
如果輸入脈沖的總時間為常數，則對于50Hz和100Hz頻率的一個輸入，脈沖電壓-光反射率特性因為輻照紫外線而發(fā)生縱彎曲(collapse)。當在實施例3中施加333.3Hz的脈沖時，V-R特性幾乎不因為輻照紫外線發(fā)生變化。
實施例4、5和6以及比較控制5和6利用通過將0.2克的向列型液晶BDH-BL087添加到MerckCorporation生產的0.8克膽甾醇型液晶MDA-00-3906，對它們進行加熱和攪拌獲得的膽甾醇型液晶，生產圖7所示300×100個像素的反射型液晶顯示單元。對于公用電極和分段電極，透明電極2的表面電阻(面電阻)每平方為15Ω，它們均被圖形化為寬度100μm，長度為80mm(L/W＝800)。而且液晶層的厚度為4.5μm。
對于獲得的平板，測量輻照紫外線(70mW/cm2，約20分鐘)之前和之后進行焦點二次曲線復位產生的脈沖電壓-光反射率特性以檢驗因為驅動脈沖的差別產生的影響。測量位置是兩個電極的端部互相交叉的區(qū)域。此外，測量溫度為25℃。
圖18示出實施例4、5和6的脈沖。圖19(a)、圖19(b)和圖19(c)示出輻照紫外線之前和之后的測量結果。圖20(a)和圖20(b)示出比較控制5和6的測量結果。此外，圖18還示出實施例4、5和6以及比較控制5和6的脈沖。
根據圖19和圖20所示的結果，對于其脈沖電壓頻率為200Hz和333.3Hz的采樣，可以發(fā)現即使輻照紫外線，V-R特性的變化也不大。相反，對于50Hz和100Hz的脈沖電壓驅動的比較控制5和6的采樣，發(fā)現在輻照紫外線之前和之后，脈沖電壓-光反射率特性明顯發(fā)生縱彎曲。此外，如果將實施例4和5的采樣進行比較，在脈沖電壓頻率高(即333.3Hz)的驅動過程中，Vp起動電壓升高，也就是說，發(fā)現為了產生平面狀態(tài)施加的電壓升高。據此，為了降低Vp電壓并保證低壓驅動，最好采用低頻脈沖電壓。
此外，如果將實施例5與實施例6進行比較，可以發(fā)現，即使以同樣頻率施加脈沖電壓，施加2個周期的脈沖電壓與施加1個周期脈沖電壓比可以進行更低的電壓驅動。
(實驗4)實施例7、8、9、10、11和12，比較控制7除了采用表面電阻為每平方30Ω的透明電極2外，利用與實施例4相同的過程生產圖7所示反射型液晶顯示單元。
對于上述液晶顯示單元，檢驗脈沖頻率對脈沖電壓-光反射率特性的影響。在各種情況下，以多個周期輸入一種脈沖，脈沖的輸入時間統一為30毫秒。在25℃溫度進行測量。根據對獲得的各焦點二次曲線進行復位獲得的脈沖電壓-光反射率曲線，在各種條件下獲得電壓Vp(將顯示改變?yōu)槠矫鏍顟B(tài)的電壓)。圖21是示出電壓Vp如何根據輸入的脈沖頻率發(fā)生變化的示意圖。
電壓Vp隨著輸入脈沖電壓頻率的升高直線上升，其中由于在5,000Hz至10,000Hz之間，電壓Vp顯著升高，所以確定頻率為5,000Hz或者更低。
此外，在采用兩種脈沖電壓的情況下，對于后半周施加的第二脈沖電壓，電壓Vp也隨著輸入脈沖電壓頻率的升高直線上升，而且在5,000Hz至10,000Hz之間，電壓Vp顯著升高。因此，確定頻率為5,000Hz或者更低。
(實驗5)實施例13、14和15以及比較控制8對在輻照紫外線后，對333.3Hz的脈沖電壓(其為對要選擇的像素施加的脈沖電壓的高頻脈沖電壓的一個例子)的施加時間占選擇時間之比如何影響液晶顯示單元的光反射率-脈沖電壓特性進行研究。
對于實施例13、14和15以及表5所列比較控制8產生的液晶顯示單元，結合實施例1A和2以及比較控制1，圖22和表5示出在輻照紫外線之后，在進行顯示時，通過改變驅動脈沖的頻率和周期，以實施例1的同樣方式產生的液晶顯示單元的特性研究結果。
在高頻脈沖電壓占選擇時間的比值為31％、60％、80％以及100％的情況下，在輻照紫外線時，可以認為能夠保證光反射率-脈沖電壓特性穩(wěn)定。此外，在這些例子中，與實施例1A、14和15進行比較，在只有高頻驅動脈沖電壓的實施例2中，平面電壓升高1V。因此，在利用低壓驅動過程驅動液晶顯示單元時，對于對輻照紫外線的穩(wěn)定性以及驅動電壓的降低，可以認為實施例1A、14和15最好。
相反，在比較控制1和8中，相對于100Hz的脈沖電壓的占用時間，像素選擇時間為100％，其中可以認為上述特性因為輻照紫外線而發(fā)生顯著變化。
此外，可以認為在實施例13中，在輻照紫外線后，上述特性的變化小，而且，可以發(fā)現，對于對紫外線的穩(wěn)定性，實施例13處于實施例14與比較控制1之間的過渡位置。結合實施例13示出的特性以這樣的方式變化，即，可以對實際液晶顯示單元進行驅動顯示。根據上述結果，為了確保在輻照紫外線時具有穩(wěn)定驅動特性，高頻脈沖電壓占用的時間優(yōu)先為13％或者更高，更好為20％或者更高，最好為31％或者更高。
實施例16除了ITO透明電極電阻為100Ω之外，以與實施例1進行實驗的同樣方式進行實驗。測量波形與圖8所示的波形相同。
圖23示出輻照紫外線之前和之后的V-R特性。由于在將驅動電壓Vp設置在35V至42V之間時，V-R特性因為輻照紫外線而向圖的右側偏移，所以不能使液晶進入平面狀態(tài)。也就是說，可以發(fā)現，因為輻照紫外線不能進行顯示。




權利要求
1.一種用于顯示圖像的液晶顯示器，該液晶顯示器包括像素空間，由互相正交的多個公用電極和多個分段電極以矩陣形式構成；膽甾醇型液晶和手性向列型液晶，通過在在其間設置了所述像素空間的電極之間施加驅動電壓，使它們插入所述像素空間內，驅動器，其將頻率為200Hz或者更高的脈沖電壓施加到所述像素。
2.根據權利要求1所述的液晶顯示器，其中驅動器將頻率為200Hz或者更高的脈沖電壓施加2個或者更多個周期。
3.根據權利要求1所述的液晶顯示器，其中驅動器施加頻率為333Hz或者更高的脈沖電壓。
4.根據權利要求1所述的液晶顯示器，其中驅動器施加頻率為5000Hz或者更低的脈沖電壓。
5.根據權利要求1所述的液晶顯示器，其中驅動器選擇并驅動所述顯示像素50毫秒或者更短。
6.根據權利要求1所述的液晶顯示器，其中驅動器施加頻率為333Hz或者更高的所述脈沖電壓，而且對于所述顯示像素具有50毫秒或者更短的選擇時間。
7.根據權利要求1所述的液晶顯示器，其中構成所述顯示像素的一對透明電極的表面電阻為每平方50Ω或者更低。
8.根據權利要求1所述的液晶顯示器，其中在各顯示像素之間，驅動器施加的脈沖電壓的最大差值為2V或者更低。
9.一種用于顯示圖像的液晶顯示器，該液晶顯示器包括像素空間，由互相正交的多個公用電極和多個分段電極以矩陣形式構成；膽甾醇型液晶和手性向列型液晶，通過在在其間設置了所述像素空間的電極之間施加驅動電壓，使它們插入所述像素空間內，驅動器，其將第一脈沖電壓和與其連續(xù)的、其頻率高于第一脈沖電壓的頻率的第二脈沖電壓施加到所述像素。
10.根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中驅動器施加頻率分別為f1和f2的第一和第二脈沖電壓，其中f1＜200Hz≤f2成立。
11.根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中驅動器施加其頻率f2為5,000Hz或者更低的所述第二脈沖電壓。
12.根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中驅動器施加頻率f1為10Hz或者更高的所述第一脈沖電壓。
13.根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中驅動器將頻率為200Hz或者更高的所述第二脈沖電壓施加2個或者更多個周期。
14.根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中驅動器以20％或者更高的時間比，施加第二脈沖電壓用于選擇并驅動所述顯示像素。
15.根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中驅動器以80％或者更低的時間比，施加第二脈沖電壓用于選擇并驅動所述顯示像素。
16.根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中驅動器選擇并驅動所述顯示像素50毫秒或者更短。
17.根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中構成所述顯示像素的一對透明電極的表面電阻為每平方50Ω或者更低。
18.根據權利要求9所述的液晶顯示器，其中在各顯示像素之間驅動器施加的脈沖電壓的最大差值為2V或者更低。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用膽甾醇型液晶、即使在液晶被輻照諸如紫外線的光而發(fā)生老化時其光電特性僅有微小變化的液晶顯示器；以及一種驅動該液晶顯示器的方法，而且本發(fā)明還提供了一種液晶顯示器，在該液晶顯示器中，像素空間由互相正交的多個公用電極和多個分段電極以矩陣形式構成，膽甾醇型液晶和手性向列型液晶插入像素空間內，通過在其間設置了像素空間的電極之間施加其頻率為200Hz或更高的驅動電壓顯示圖像，而且在該液晶顯示器中，對像素施加的驅動電壓被確定為(1)其頻率為200Hz或者更高的脈沖電壓，或者(2)第一脈沖電壓和與其連續(xù)的、其頻率高于第一脈沖電壓的頻率的第二脈沖電壓。
文檔編號G09G3/36GK1461962SQ031363
公開日2003年12月17日 申請日期2003年5月28日 優(yōu)先權日2002年5月30日
發(fā)明者北岡正樹, 后藤準 申請人:那納須株式會社