显示器件制造技术

在每个像素中使用三个电极（８，９，１０）而不使用传统上的两个电极。通过这种方式，可以随意地调整ＬＣ分子（３）的取向改变，从而获得快速的切换。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶显示器件，该器件包括在两个衬底之间的向列型液晶材料，其中一个衬底上设置有选择电极和数据电极的矩阵，在选择电极和数据电极的交叉区域处为一像素，和至少开关元件以及用于驱动该选择电极和数据电极的驱动装置。这种有源矩阵显示器件的例子有膝上型计算机和管理器中使用的并基于向列效应的TFT-LCD或AM-LCD，向列效应例如扭曲向列效应，平面内开关效应，或者，例如垂直排列效应。这种显示器件的问题在于像素的切换速度相对较慢；当切换电场时，液晶分子的典型切换周期为10-100msec。当电场切断时，由于切断次数基本上完全是由驰豫次数而确定的，因此该切换周期通常甚至会更长。当显示活动图像时这是非常不利的。本专利技术的一个目的是提供一种如同开头段落描述的类型的更快速切换的显示器件。根据本专利技术的显示器件，该像素包括至少三个电极，驱动装置提供有用于在运行时产生两个相互不同方向的电场的装置。优选产生两个基本上相互垂直的电场。本专利技术是基于这样的认知而作出的，像素的切换速度依赖于电场所施加在液晶分子(的指向器)上的转矩。通过激励，在驱动装置的作用下，电场在该时刻施加一个很大的转矩，通常可以实现高的切换速度，该速度高于每个像素两个电极情况下的切换速度。由于这种转矩也可以在电场切断期间被产生，因此该切断时间独立于或几乎不依赖于驰豫次数。如果需要，该驱动装置可包括用于在两个驱动周期之间将像素设为规定状态(复位)的装置。第一优选装置包括在两个衬底之间的像素，其中第一衬底包括处于像素位置的两个电极，这两个电极的纵向形成一定角度。本实施例适用于平面内开关效应，其中使用具有负介电各向异性的液晶材料。在此情况下该角度优选基本上为90度，在该像素位置处的第一衬底还设置有一个基本上呈L形的电极。在适用于扭曲向列效应(正介电各向异性)的另一个实施例中，第一衬底包括在该像素位置处的两个电极，第二衬底还设置有至少一个另外的电极。向第二电极提供电压的可能性有很多种(在不同的时刻或者以不同的值)。例如，第一衬底包括在像素位置处的两个电极，每个电极都提供有各自的开关元件，该开关元件具有共同的选择电极。如果需要，开关元件具有不同的开关电压。或者，第一衬底可以包括在像素位置处的两个电极，每个电极都被提供有各自的开关元件，该开关元件被连接到不同的选择电极。通过以下对实施例的说明，本专利技术的这些和其他方面将变得更加明显。在附图中，附图说明图1和2表示本专利技术所基于的效应，图3是传统的显示器件和根据本专利技术的显示器件中的图像电极的平面图，图4表示在图3的装置中根据本专利技术的操作，同时图5表示根据本专利技术的显示器件的变型，图6是根据本专利技术的显示器件的一部分的等效电路，同时图7表示图6的详细电路，和图8到10表示图7的各种变型。上述附图只是图示举例，而并非按实际比例绘制；相对应的部件通常由相同的参考标记表示。在包括在两个衬底之间的向列材料的液晶显示器件中，由于液晶分子在电场的作用下旋转可以获得透射或反射的改变。该电场可以横向于衬底方向被施加，或者在平行于衬底的方向被施加(参见平面内开关In Plane Switching)。这种显示器件的开关周期尤其依赖于所使用的液晶材料的粘性和所使用的电场的强度。看来影响很大的另一个因素是，由电场施加在液晶分子(的指向器)上的转矩。其值依赖于主要电场的方向2和液晶分子3的方向之间的角度θ(参见图1)。对于具有负介电各向异性的液晶材料Δε(Δε＝εц-ε⊥)，例如，在基于平面内开关效应的单元内，此转矩与sin(2θ)成比例。当电场被接通且分子基本上都平行于此电场时，这些分子在此电场的作用下将自己取向到与此电场相垂直的方向。最初，角度θ很小则转矩也会小；电场几乎没有作用，而充满液晶材料的显示单元的透射(或反射)也仅缓慢改变(图2中的区域4，其中示出了对于这样一个单元透射相对于时间的变化)。在角度θ大约为45度时，电场的作用是最有效的，并且透射迅速改变(图2中的区域5)，当角度θ接近90度值时透射缓慢改变(图2中的区域6)。图3a是在传统的平面内开关效应的显示器件中，衬底上的图像电极7，8的平面图，其中电极8被连接到一个固定电压，例如接地，其中通过被定向于基本平行于衬底的电场，开关发生在不同的光学状态之间，并因此被称为“水平电场显示”，其中会出现上面描述的效应。图3b是在根据本专利技术的显示器件中，衬底上的图像电极8，9和10的平面图，其中电极8被再次连接到一个固定电压上，例如接地。在该例子中，图像电极8是L形，可通过图像电极9、10提供电压V1、V2。通过使电极9与电压V1＞0连接、电极10与地连接，产生由线11表示的电场。通过使电极10与电压V2＞0连接、电极9与地连接，产生由线11表示的电场。通过彼此不同的电压V1、V2，可以施加不同方向和大小的电场。图4示出根据本专利技术分子3是如何以加速方式切换的。当电场2被接通(在时刻t1为E1)时，分子3以角度α延伸，例如与X轴成135°的角度，此时以90°的角度施加电场E1(图3b中，V2＞0，V1＝0)。然后角度θ为45°，从而使上述转矩最大。这样分子3就可以快速地旋转到这样一个位置，其中θ≌30度(时刻t2)且α≌120度。随后，按照θ再次大约为45度且转矩最大的方式调整电压V1和V2(V2＞0，V1＞0)(时刻t3，电场2和X轴之间的角度大约为65度)。分子3现在继续快速旋转。通过按照转矩保持最大的方式适时调整V1和V2(时刻t4，电场2和X轴之间的角度大约为45度)，完成分子经过90度的旋转。相反，当切换返回原始状态时，可以按照保持反向转矩最大的方式来调节V1和V2。因此该切换返回变为一个主动的驱动过程，该过程不再由液晶分子的驰豫时间来决定。图3b示出第一衬底上的电极。液晶分子位于该衬底和第二衬底之间。如果需要，可以在该第二衬底上提供一个或多个(透明)电极。所述的动态驱动并不局限于平面开关效应，还可以用于例如显示器件16上(图5)，其中该显示器件16基于扭转向列效应(Δε＞0)或基于垂直排列的向列效应(VAN)。该液晶材料15存在于两个衬底14、14’之间。衬底17上的电极8、9适于在平行于衬底14、14’的方向上产生电场11，同时可通过这些电极和衬底14’上的一个或更多反电极10施加电场12，该电场方向横向于这些衬底。通过对各种电极上电压的适当选择，可以如上所述那样加速(动态驱动)接通和断开。图6示出可应用本专利技术的显示器件1一部分的等效电路。它包括处于行或选择电极17和列或数据电极18、19交叉区域处的像素矩阵20。行驱动器21连续选择行电极，同时通过数据寄存器22列电极提供有数据。如果需要，如果需要借助信号处理单元25，在处理器24中对输入数据23进行第一处理。通过驱动线26实现行驱动器21和数据寄存器22之间的彼此同步。来自行驱动器21的驱动信号通过薄膜晶体管(TFT)30、31来选择图像电极9、10(图3b)，所述薄膜晶体管的源电极与列电极18、19电连接。列电极18、19上的信号通过TFT30、31传输到像素20中与漏电极耦合的图像电极9、10。在该例子中，像素20的第三电极(图3中的电极8)接地，但它们也可替换地与可变电压连接。对于多个像素20，通过圆圈30’本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示器件，包括在两个衬底之间的向列型液晶材料，其中一个衬底上设置有选择电极和数据电极的矩阵，在选择电极和数据电极的交叉区域处为一像素，和至少一开关元件以及用于驱动该选择电极和数据电极的驱动装置，该像素至少包括三个电极，该驱动装置被提供有用于在运行时产生两个相互不同方向的电场的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GP卡尔曼，MT约翰逊，S斯塔林加，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]