[发明专利]寻址双稳态向列液晶装置

说明书

本发明涉及双稳态向列液晶装置的寻址。

在WO-97/14990，PCT/GB96/02463，GB98/02806.1，EP96932739.4中描述了一种已知的双稳态向列液晶装置，并且已经描述了一种天顶(zenithal)双稳态装置(ZBD^TM)。该装置包括一薄层包含在单元壁之间的向列或长螺距胆甾型液晶材料。沿可寻址象素的x，y矩阵设置的光透明性行和列电极结构允许电场施加在每个像素处的层上，导致材料的开关。对单元的一个或两个壁进行表面处理，允许向列液晶分子采取两个预倾角中任一个预倾角的方向，在每个平面处预倾角处于相同方位角平面内。相对表面可以具有处于不同方位角平面的预倾角。可以观察到暗(例如黑色)和亮(例如亮灰度级)状态的两种状态。该单元可以在这两种状态之间进行电切换，允许去除电源时信息显示得以保留；即液晶材料被锁存成两种允许状态中的任一种状态，并且保持在该锁存状态直到被电切换到另一种锁存状态。

在WO99/34251，PCT/GB98/03787中描述了另一种双稳态向列设备。该装置使用光栅结构提供类似WO-97/14990的双稳态取向，不过使用负介电各向异性材料。

需要对术语切换和锁存进行某些解释：在单稳态向列设备中，所施加的适当的电场将液晶分子(更确切地是指向矢)从一种排列状态改变到另一种，即零施加电压的OFF状态改变到施加电压的ON状态。在双稳态装置中，施加电压可能导致液晶分子的某种运动，没有足够的导致液晶分子永久地运动到不同(两者之一)状态的运动。在本申请中，术语切换和锁存用于表明导致分子从一种双稳态运动到另一种双稳态；它们保持在该状态直到被切换或锁存回该第一种状态。

术语相同方位角平面解释为：使单元壁处于x，y平面，意味着壁的法线方向为z-轴。两个预倾角处于相同方位角平面内意味着在相同x，z平面内两个不同的分子位置。

GB-2,286,467中描述了另一种双稳态向列液晶装置。该装置使用一个光栅取向表面，产生处于不同方位角平面中的两个稳定状态。

最近可得到的液晶装置是单稳态的，使用rms.寻址方法进行寻址。例如通过施加适当的电压将扭转向列和相位改变型液晶装置切换到ON状态，当所施加的电压下降到最低电压值以下时允许将该液晶装置切换到OFF状态。在这些装置中液晶分子对电场的rms.电平做出反应。使用多种众所周知的寻址机制；均使用交流rms.电压值。这是很显然的，因为如果所施加的电压为直流，液晶材料会发生变质。

另一种类型的装置是铁电液晶显示器(FELCD)，使用近晶型液晶材料和适当的单元壁表面取向处理可以制成双稳态装置。该装置为表面稳定的铁电液晶装置(SSFELCDs)，如L J Yu，H Lee，C S Bak和M M Labes，Phys Rev Lett 36，7，388(1976)；R B Meyer，Mol CrystLiq Cryst.40，33(1977)；N A Clark和S T Lagerwall，Appl Phys Lett，36，11，899(1980)所描述的。这些装置在所接收的适当电压幅度和时间的适当单极(直流)脉冲的基础上进行切换。例如，正脉冲切换到ON态，负脉冲切换到OFF态。该装置的一个缺陷在于在直流电压下材料将发生变质。从而多种已知寻址机制必须确保纯粹的零值直流电压。例如通过周期性地对所有电压进行反向。

用于双稳态近晶型装置的已知寻址机制包括EP-0,542,804，PCT/GB91/01263，EP-0,306,203，EP-0,197,742等中所描述的寻址机制。某些使用单脉冲选通脉冲，另一些使用双向选通脉冲和双向数据脉冲。

如上所述，双稳态向列设备在接收适当单极(直流)脉冲时在它们的两个双稳定状态之间进行切换或锁存。允许使用现有在前用于铁电双稳态装置的现有寻址机制。不过双稳向列设备的开关特性与铁电双稳态装置不同。

本发明通过提供新的寻址机制解决双稳态向列液晶装置的切换问题，考虑到双稳向列设备的不同开关特性。

根据本发明，一种用电极结构对包括一层向列或长螺距液晶材料的两个单元壁进行密封而形成的双稳向列设备的寻址方法，通过在一个壁上形成一组行电极，在另一壁上形成一组列电极形成相交区域或像素矩阵，对壁进行表面处理，提供一种分子排列，在施加适当的单极电压脉冲时允许分子沿两种不同状态取向，该方法包括步骤：