高對比度.高亮度的鐵電液晶顯示器制造技術

高對比度、高亮度的鐵電液晶顯示器，使用有兩親作用的化合物的定向層，以提高鐵電液晶顯示圖象的對比度和亮度。（*該技術在2011年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
含有鐵電液晶混合物的開關和顯示器件(FLC顯示器)例如已從EP-B0032362(即US-A 4367924)為人們熟知。液晶顯示器是一種其光學傳輸性能，例如根據電線路接線使透射(有時再反射)的光被光強調制而變化的裝置。例如人們熟知的鐘表和計算器的顯示器件，或在辦公自動化及電視領域中的液晶顯示器(見液晶器件手冊，Nikkan Kogyo.Shimbnn，Tokyo，1989;ISBN 4-526-02590-9C 3054及其所引的文獻)。FLC顯示器是這樣構成的，液晶層的兩邊由多層包住，而通常的順序是從FLC層開始，至少是一層定向層，電極和隔離片(例如玻璃)。此外，還包含一個極化器，采用“客-主”或反射型式驅動。或包含兩個極化器，則使用透射雙折射型式。開關和顯示器件有時還含有輔助層，例如散射阻擋層或絕緣層。由一個有機材料(例如聚酰亞胺、聚酰胺、和聚乙烯醇)或無機材料(例如氧化硅)構成的定向層與隔離片共同組成以足夠小的距離，將混合物的FLC分子所構成的形狀為分子的長軸互相平行，層列相面垂直于定向層或相對于定向層呈傾斜排列。在這樣的排列中，分子具有人們熟知的兩個等值定向，在它們之間能脈沖地施加電場操作，即FLC顯示器是可以雙穩態操作的。開關時間與FLC混合物的自生極化成反比例，在微秒范圍內。相對于目前工業生產中的液晶顯示器，FLC顯示器的主要優點是可達到多路工作，即由時序法(多路法)控制的行的最大數，與液晶顯示器相反，FLC顯示器的行實際上是不受限制的。電控制主要基于前面所述，以及在SID85DIGEST131頁(1985)中所述的脈沖地址的選擇。在FLC顯示器中，由于鐵晶液晶的粘度比較小的優點，因此液晶材料的層列相C＊具有短的開關時間。FLC顯示器的特別重要的功能量是a，最大的亮度(亮狀態的傳輸);b，最大的對比度(最大亮傳輸和最大暗傳輸之比)，c，形成圖象的速度(或者是象點地址選擇的速度)。本專利技術的任務是提供一種亮度、對比度和開關時間得到改善的鐵電液晶顯示器。為說明所提出的任務，將亮度(或亮傳輸)，對比度和開關時間詳述如下a，對于FLC顯示器的最大亮傳輸T(亮)，通常用式(1)作近似地說明T(亮)＝Sin2(π△nd/λ)·Sin2(4θeff)(1)其中，△n＝折射率差(一軸近似)d＝FLC層厚度(鐵電液晶層厚度)λ＝真空光波長θeff＝有效傾斜角在理想情況下，T(亮)＝1(或100%)。式(1)中，左邊兩部分的第一部分確定△n和d與可見光波長比的最佳數值是比較容易的，與材料有關的部分Sin2(θeff)要達到最佳值是困難的，因為θeff通常十分小于22.5°(最佳值)。所謂“人字形”結構〔見T.Rieker et al 1986，第11屆國際液晶會議(Berkeley，1986)〕。就目前所能提供的材料而言，人們熟知的其角度僅為θeff＝8°，此時，最大亮傳輸T(亮)＝0.28，相當于FLC顯示器照明光功率損失了72%。有關傾斜角的一個例外是，用氧化硅(Sio)真空斜鍍一層定向層組成FLC顯示器，但是，該步驟是十分昂貴的。如下所述，本專利技術的FLC顯示器的“人字形”結構有較大的有效傾斜角，從而使其具有較高亮度傳輸的可能性，且在制造時不要求不經濟的真空鍍膜步驟。獲得高亮度傳輸的另一個可能性是，應用所謂“書架”或“似書架”的幾何結構，在玻璃板中層列相的位置為垂直或近似于垂直取向〔見H.R Duebal et al.，Proc 6th Intl Symp on Electrets，第六屆駐極體固體討論會Oxford，England 1988;Y.Sato et al.，Jap.J.Appl.phys.Vol.28，483(1989)〕。b，對比度是開關狀態處于亮和暗時的傳輸比。目前已有的FLC顯示器最大對比度值為5至10。對于很多應用(例如電視)來說，該值太小，其原因是亮度傳輸太小，也是在暗開關狀態時殘余傳輸太高。在極化器相交叉時，由于液晶結構呈蘭色很容易辨認出殘余傳輸。在人們至今熟知的所有FLC材料中都發現上述現象，其所用的有機定向層例如為用研磨過的聚酰亞胺和聚酰胺。一個例外是用昂貴的真空鍍膜方法，傾斜地鍍上Sio。因為暗傳輸能十分小，所以可獲得較高的對比度值，其數值已能達到100。如下所述，本專利技術的FLC顯示器，基于通常的費用不高的方法制造出的定向層，例如聚酰亞胺、聚酰胺或聚乙烯醇，就能得到高的對比度值，達到足夠的數量級值就可用于電視。c，形成圖象的速度或變換圖象的頻率是取決于FLC顯示器行的數量以及電開關脈沖的時間間隔。開關脈沖寬度愈狹，圖象形成愈快。另一方面，從材料角度看，開關時間與FLC材料自生的極化(p)和粘度(γ)有關。因為旋轉粘度(γ)值本身不能降得太多，為了縮短開關時間，提高(p)是很好的方法，但是這方法由于逆開關效應(或許是因為離子污染引起的)目前都不成功，在所屬
的文獻中稱為“表面存儲效應”，“逆向開關”，“幻圖象”等(見B.J.Dijon et al.，SID Conference，San Diego 1988，P2-249)。離子污染效應使得必須多次寫入一幅圖象，為了將事先寫入的圖象空氣消除(“幻圖象”)。該效應與FLC顯示器的經濟潛力嚴重地對立，FLC材料的自生極化愈高，該效應顯得愈強烈。在DE-A-3939697中，所提出的混合物為了避免或降低在顯示器中的“幻圖象效應”，在其中含有離子復雜向心配價體組分。意外地發現其它的化合物可使定向層為兩親物(amphiphil)在FLC開關顯示器件中，可使對比度以及高亮度取得顯著的改善。本專利技術涉及一種液晶顯示器，它包括透明基板、電極，至少一個極化器，一個鐵電液晶介質，至少一個定向層和有時包括一個絕緣層，該定向層在層中或在其表面含有一種使定向層兩親的組分。通過兩親化，在定向層和液晶介質之間的親水性相互作用發生變化。通過兩親化減少相互作用是十分有利的。一個物質兩親的定義是既具有親水性也具有親脂性。在特殊情況下，化合物則呈表面活性特征。冕狀配體和穴狀配體型化合物有親水性(Endo-Sphaere der Sauerstoff-Donor Zentren)也有親脂性(Exo-Sphaere der C-H-Eihheiten)的性質。定向層也能做成兩親的，親水性和親脂性完全位于不連續的部位。例如在極化聚乙烯醇(PVA)上涂上親水性化合物，或通過用部分親水性和部分親脂性反應連接成(每個共價鍵)親水性結構，形成兩親化。一種類似上述的方法，也可用于存在親脂性定向層及親水性添加劑時。一個本來是親水或親脂的定向層也能如下兩親化，即用兩親化合物涂敷或用兩親化合物與定向層化合而成。兩親化后的定向層使FLC顯示器明顯地提高了對比度并使圖象有較高亮度。本專利技術的FLC顯示器，其特征在于，一種有益的物質或物質混合物涂敷在定向層上(將在下面詳述)，在定向層和鐵電液晶層之間為薄的中間層，對定向和/或開關狀態作如下影響，即達到盡可能的高對比度和亮度值，而且不需選用化費大的斜涂Sio的方法。按這種形式作用的物質既能與定向層化合而成，也能作為強或弱物理吸著層涂敷在其表面上。對定向層的兩親化，使在顯示本文檔來自技高網...

【技術保護點】
改善鐵電液晶顯示器對比度的方法，除了載體片，電極，至少一個極化器和鐵電液晶介質外，包含至少一個定向層，其特征是，在定向層上涂有電兩親化合物。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：漢斯魯伏督巴爾，塔克馬撒哈拉達，漢咨里格，諾泊特羅時，皮特為格那，
申請(專利權)人：赫徹斯特股份公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]