[发明专利]用于灰度显示的铁电液晶装置、灰度显示器及其使用方法

说明书

本发明涉及一种用于灰度显示并可提供完全连贯图象的铁电液晶装置，一种灰色显示器和一种应用铁电液晶装置的方法。

通常的铁电液晶显示装置只能显示黑和白(关和开)两种状态，不能进行灰度显示。

图1A表示用以解决此类问题的传统的铁电液晶显示装置一个实例的垂直剖面图。参照图1，铁电晶体显示装置包括一对玻璃基底1和11，透明电极2和12，一个铁电液晶层4和一个台形绝缘层3。如所周知，透明电极2和12是由氧化铟锡(ITO)电极组成的，而液晶层4是由不同类型的铁电液晶所组成。如图1A所示，可由聚酰胺树脂构成的台形绝缘层3位于透明电极12之上，该电极形成在下玻璃基底11之上。铁电液晶装置的每个象素区被划分成3个子区域X、Y和Z。在这里，台形绝缘层3各段的厚度在每一个子区域X，Y和Z是不相同的，因此，如图1B所示，子区域X，Y和Z分别提供了电容C₂¹，C₂²和C₂³。

同样地，如果相应于液晶层4每一个象素子区域的电容及电阻值表示为C₂¹，C₂²和C₂³，……及R₂¹，R₂²和R₂³，…，则铁电液晶装置可表示为一等效电路，如图1B所示。在这里，象素区域的数量概括为n。

同样，假设所有象素子区域具有相同的面积和铁电液晶层4远较台形绝缘层3为厚，则相应于铁电液晶装置每一个象素区域的电容和电阻值可近似为：C₂¹＝C₂²＝C₂³，和R₂¹＝R₂²＝R₂³。在这里，作用于液晶层4的电压为台形绝缘层3的电容C₂¹，C₁²和C₁³，…的函数。

如上所述，按照传统的意见，象素中上板和下板之间的绝缘层的厚度设置成具有任意值的不同的厚度，只有在相应于绝缘层中特殊区域的液晶可选择地进行驱动以形成灰度显示。这就是说，利用根据绝缘层厚度的不同所形成的光学透明度的不同，以达到灰度显示的目的。

无论如何，在上述的灰度显示中，由于在一个象素中绝缘层厚度的不同，液晶层的厚度是变化的，因此，在一个象素中，透过液晶层的光度是不均匀的。其结果，在一个象素中，图象(亮度)是不相同的。

为解决上述问题，本发明的一个目的是要提供一种用于灰度显示的铁电液晶显示装置，其中液晶层的厚度保持不变从而在一个象素中提供均匀的照度，和一个灰度显示器，以及采用铁电液晶显示装置的一种方法。

为达到上述目的，提供了一种铁电液晶显示装置，它包括：第一和第二基底，二者以给定的间距相互对置；一个在第一基底内表面上设置的第一透明电极；相对于每一个象素，在第二基底的内表面上设置的多个第二透明电极；在多个第二透明电极上设置的多个绝缘层，这些绝缘层具有相同的厚度和不同的光学透明度，和在其上设置绝缘层的第二基底和其上具有第一透明电极的第一基底之间设置的铁电液晶层。

此外，提供了一种铁电液晶显示装置，它包括：第一和第二基底，二者以给定的间距相互对置；一个在第一基底内表面上设置的第一透明电极；相对于每一个象素，在第二基底的内表面上设置的多个绝缘层，这些绝缘层具有相同的厚度和不同的光学透明度；在绝缘层上设置的多个第二透明电极；和在其上设置第二透明电极的第二基底和其上具有第一透明电极的第一基底之间设置的铁电液晶层。

优选的情况是绝缘层和第二透明电极具有同样的宽度。

同样，为实现上述目的，提供了一种灰度显示器，它包括：一个液晶显示装置，对于每一个象素，它具有在第一和第二基底中的一个的内表面上设置的多个透明电极，两个基底以给定的间距相互对置；在透明电极上设置的多个绝缘层，绝缘层具有相同的厚度不同的光学透明度；和一个信号电压分配装置，用以分配施加于透明电极终端的信号电压，从而提供具有不同电压水平的信号。