本发明专利技术涉及一种液晶装置，其中表面配向光栅的表面轮廓稳定在至少一种稳定状态。本发明专利技术包括在光栅（１０）中引入断裂（３４，３６，３８），将光栅分成多个槽段。断裂是沿凹槽方向光栅中的中断，在断裂的每一侧，光栅具有大致相同的凹槽方向。断裂的引入防止缺陷沿光栅的凹槽自由运动，从而有助于使所需的液晶结构稳定在缺陷状态或连续状态。适当的断裂包括处于槽脊（３０）中的间隙（３４），槽脊（３０）之间的颈部（３６），以及光栅的滑动或相对位移（３８）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有建立特定液晶结构的规则表面配向光栅的液晶装置，特别涉及其中至少一个稳定状态是缺陷状态的多稳态装置，并具体涉及其中规则表面配向光栅中具有断裂或不连续性的液晶装置。
技术介绍
双稳态或多稳态液晶装置常常用作显示器，用于显示以电子形式存储的信息。这些装置通常以像素化形式使用，并且或者直接驱动，或者被矩阵或有源寻址。这些装置的其他用途有光调制器，微波或红外光阀。这些装置可以仅偶然或仅部分地使用双稳定性。一种典型装置包括至少两个电极结构，用于施加适当信号的装置，以及区分两种状态的装置，如染料、偏振片、反射器、吸收器和照明源。美国专利US 5,357,358描述了一种双稳态液晶装置，其中单元的两个内表面都进行了处理，使表面附近的液晶材料产生各种优选配向方向。仔细设置相对平板上的表面配向方向，使处于不同方位角的液晶材料能产生两种稳定状态。US 5,796,459描述了另一种表面处理，可用于产生液晶指向矢具有不同方位配向的两种稳定状态。还已知顶级(Zenithally)双稳态液晶装置。美国专利No.6,249,332描述了一种液晶显示装置，其中至少一个内表面具有使液晶材料可处于两种稳定状态(连续状态或缺陷状态)其中之一的轮廓，这两种状态具有相同的液晶指向矢方位配向，不过具有不同的顶级配向。国际专利申请WO02/08825描述了如何仔细设计表面轮廓才能靠近或者在表面的预定特征处形成缺陷状态，使某些结构稳定。由此，可获得不止一个稳定状态。WO01/40853描述了另一种表面被设计成产生局部顶级双稳态的双稳态装置。不过，在这种装置中，在小于15微米的长度级别上轮廓改变。这些改变用于改变每个像素内的指向矢配向，产生例如可散射入射光的微畴。还已知将两个适当的单稳态表面组合产生双稳定性的双稳态装置，例如，如US4,239,345，US6,327,017或US4,333,708中所描述的。在通常的双稳态或多稳态装置工作过程中，保证在每种稳定状态下与液晶结构有关的能量局部最小，并且在多个稳定状态之间存在能垒。在缺陷稳定的多稳态液晶装置中，单元具有至少一个形成缺陷的状态。在存在缺陷时液晶指向矢场发生滑动，从而某些能量包含在变形中，在某些区域中形成的缺陷导致与不存在缺陷的不同稳定结构或者具有不同缺陷设置的结构相比，能量最小。这种最小可以是系统全局最小值，或者是与其他最小值分隔能垒的局部最小值。在表面轮廓使缺陷稳定的缺陷稳定装置中，表面起伏结构在一个方向具有一种具有至少一个凹边和至少一个凸边的轮廓。这些边用于使缺陷稳定或者使强度滑动为±1/2。在表面上重复该结构，产生两种或多种稳定或亚稳定状态。这就是表面多稳态，即稳定状态的产生与对其他表面的处理无关，不过显然，对其他表面处理将影响整体结构。这种重复可以是周期性或非周期性的，不过起伏结构具有最大和最小间隔。在US6,249,332和WO01/40853中使用了这种表面。所有现有技术表面缺陷稳定装置的共同点是，至少一个凹边和至少一个凸边平行于表面。各稳定状态之间的能垒应当足够高，以保证正确的状态得以选择并且在一定的操作条件下得以保持。注意，在矩阵寻址显示器中，可以在一个像素实际被寻址之前或之后向其施加一个场，以便产生正确的锁存。必须在一定的操作条件下保持正确锁存。在多个锁存阈值中，温度、机械应力以及场不均匀性均起到一定的作用。显然希望锁存具有一致性。不过，能垒还应当足够低，从而可通过施加适当的场来选择状态。多稳态装置常用在能耗是问题所在并且用于锁存的电压或功率最小时有利的便携式、电池驱动设备中。另外，可知液晶材料通常是连续的一层，不过可以将其分割成可分别寻址的像素。从而，可将相邻的像素或者像素间隙中的液晶材料锁存到不同的稳定状态。从而，界面处的液晶材料受到来自相邻材料的弹力，可致使局部“回复(grow-back)”或发生错误的漂移，即不需要的状态。有些装置甚至在一个像素内具有不同的畴，即与其他子像素具有不同表面轮廓的子像素，能够锁定在不同的阈值处，产生灰度级。另外，可能会发生回复的问题。即使在操作时装置想要处于单稳态时，也需要特定液晶稳态结构来正确地起作用。改变操作条件导致状态的相对能量改变，导致产生不希望的状态和不正确的操作。
技术实现思路
从而，本专利技术的目的在于提供一种对液晶装置的改进的多稳态表面处理，并提供一种改进的多稳态液晶装置。因此，根据本专利技术，提供一种液晶装置，包括设置在两个单元壁之间的液晶材料层，至少一个单元壁的内表面上的至少一个区域，包括具有单个凹槽方向的表面配向光栅，其特征在于该表面配向光栅沿凹槽方向包括多个断裂。该表面配向光栅包括一系列凹槽，凹槽的轮廓足以使靠近光栅的液晶材料呈现某一特定的稳定结构。在某些实施例中，表面配向光栅可包括多稳态表面配向光栅，其轮廓足以使靠近光栅的液晶材料呈现两种或多种稳定结构，其中一种稳定结构为缺陷状态。在任何情况下光栅都是周期性的，因为在区域上重复了某些轮廓改变；或者由于表面轮廓具有不规则的改变而是非周期性的。不过，光栅基本上具有单个凹槽方向，因为区域中所有凹槽的方向大致是平行的。凹槽方向是凹槽延伸的方向。在使用不具有断裂的光栅结构的现有技术多稳态装置中，如US6,249,332中所述，可以看出在单元壁上，在垂直于凹槽方向的平面中表面轮廓是改变的，不过在平行于凹槽方向和垂直于单元壁的平面中轮廓不变。如US6,249,332和WO02/08825中所描述的，表面轮廓的缺陷形成±1/2缺陷的至少一种稳定的液晶缺陷状态，使液晶材料稳定。另一种稳定状态是不存在缺陷的连续状态。通过仔细地设计表面轮廓，可使与每个状态有关的能量为局部最小值，具有与从一种稳定状态运动到另一种稳定状态有关的能垒。从而，液晶材料可呈现任何一种稳定状态，并且在提供适当的动力(通常为适当极性的电场脉冲)时能锁存在多种状态之间。如WO02/08825中所述，在缺陷状态下缺陷形成的位置由表面轮廓决定。在垂直于凹槽方向的平面中存在凹和凸面曲率，便于在附近形成缺陷。通常，该表面曲率产生凹边和凸边。从而，在缺陷形成且如此设置时系统的能量为局部最小值。这就使缺陷被钉扎在垂直于凹槽方向的平面中。缺陷线沿凹槽方向延伸到边缘附近。如上所述，可以将装置形成为可分别寻址的多个像素。甚至在一个可寻址区域内可以有具有不同锁定性质的子像素区域，以产生灰度级。从而，将会发生这种情形，即在处于连续状态的区域附近的一个区域中液晶装置处于缺陷状态。因此，存在液晶材料从缺陷状态变成连续状态的一个短过渡区。在该区域中，缺陷即+1/2和-1/2缺陷对相对于凹边和凸边，在过渡区中沿凹槽方向逐渐改变，当缺陷更靠近连续状态区域时缺陷彼此靠近，直至缺陷相遇并湮没在湮没点处。每个+1/2和-1/2缺陷对可以构成一个由至少两个湮没点分隔的缺陷环。在过渡区中，相邻液晶材料的弹力作用于过渡区中的材料上。处于缺陷状态的大块材料趋于作用于过渡区中的材料上，使其呈现缺陷状态，而处于连续状态的材料趋于使过渡区中的材料呈现连续状态。在不存在寻址场时，两个状态的相对能量将在很大程度上决定过渡区中会发生什么变化。在现有技术中，在凹槽方向湮没点不钉扎。从而，如果一种状态在能量上优于另一种状态，则其对于过渡区具有更大影响，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液晶装置，包括设置在两个单元壁之间的一层液晶材料，至少一个单元壁的内表面上的至少一个区域包括具有单个凹槽方向的表面配向光栅，其特征在于该表面配向光栅包括沿凹槽方向的多个断裂。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：JC琼斯，
申请(专利权)人：ZBD显示器有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。