液晶显示器及其操作方法技术

本发明专利技术提供了一种液晶显示器及其操作方法。公开了一种与普通LCD相比以较高图像质量来显示运动和静止图像、且以低于传统电子纸的电压显示记忆图像的液晶显示装置，以及操作该液晶显示装置的方法。该液晶显示装置包括：一对彼此相对的电极基板；位于该对电极基板上的聚合材料的取向膜；介于该对电极基板之间的液晶材料，其中该液晶显示装置基于温度和电压，通过改变液晶材料和取向膜的表层区域的取向来显示图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液晶显示装置及其操作方法。特别地，本专利技术涉及显示运动图像、静止图像和记忆图像的液晶显示装置及其操作方法。
技术介绍
通常，诸如液晶显示器(IXD)、等离子体显示面板(PDP)和阴极射线管(CRT)等的显示器可以显示运动图像和静止图像二者。为了既能显示静止图像又能显示运动图像需要连续提供电压。在显示静止图像时，这种显示器具有驱动静止图像的功耗的缺点。与此同时，商业可得的诸如电泳型、胆留相液晶型和电子液态粉末型等的电子纸 (E-纸)在电子纸显示记忆图像以提供记忆特性时，具有大约0的功耗(例如，见专利文件 1 日本专利公开号2001-83912)。然而，由于在有代表性的电子纸类型中，电泳型伴有长的粒子运动时间，胆留相液晶型和电子液体粉末型具有高驱动电压，它们只能在被动模式下运行。由于这个原因，这些电子纸类型具有难以显示运动图像的缺点。另外，所有当前可用的电子纸具有对比度低、由于难以实现连续级配而导致的响应时间长的缺点，因而与IXD、PDP和CRT相比，具有静止和运用图像的质量恶化的缺点。
技术实现思路
因而，本专利技术专注于充分避免相关技术的限制和缺点导致的一个或更多个问题的液晶显示装置及操作该液晶显示器装置的方法。本专利技术的一个目的是提供一种与普通IXD相比以较高的图像质量显示运动和静止图像、并以低于传统电子纸的电压显示记忆图象的液晶显示装置，以及操作该液晶显示装置的方法。为了实现所述目的和其他优点，根据本专利技术的目的，如此处具体和广义的描述的， 提供了一种液晶显示装置，其包括一对彼此相对的电极基板；位于该对电极基板上的聚合物材料的取向膜；介于该对电极基板之间的液晶材料，其中液晶显示装置基于温度和电压，通过改变液晶材料和取向膜的表层区域的取向来显示图像。取向膜可以是通过吸收溶解或分散在位于基板表面上的液晶材料中的聚合材料而得到的膜、聚合物刷或涂膜。取向膜的表层区域可以被液晶材料溶胀，取向膜的溶胀的表层区域的玻璃化转变温度(Tg)可以低于液晶材料经历从N相到I相的相转变的温度(Tni)。取向膜的溶胀的表层区域的初始取向方向可以是单轴方向或随机的。埋在电极基板中的电极可以是梳状电极。该梳状电极可以是成对的，该成对的梳状电极可以埋在电极基板中，以使得成对的梳状电极基于液晶材料的初始取向是大致相互对称的。成对的梳状电极可以分别独立地埋在该对电极基板中。梳状电极可以通过在电极基板的仅一侧插入绝缘膜而被埋入。液晶显示装置可以进一步包括温度控制单元来进行加热或冷却。需要理解的是，本专利技术的前述一般描述和后续的详细描述二者都是示例性和解释性的，旨在提供对请求保护的专利技术的进一步的解释。附图说明附图被包括在本说明书中以提供对本专利技术的进一步理解，并结合到本说明书中且构成本说明书的一部分，附图示出了本专利技术的实施方式，且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。附图中图1是示出了根据第一实施方式的液晶显示装置的示意性剖面图；图2是示出了根据第一实施方式的液晶材料的原始取向和形成在液晶显示装置的基板上的一对梳状电极之间的关系的视图；图3是示出了根据第一实施方式的液晶材料的原始取向和形成在液晶显示装置的基板上的一对梳状电极之间的关系图；图4示出了是根据本专利技术的第二实施方式的液晶显示装置的示意性剖面图；图5是表示第一实施方式的液晶显示装置中旋转角度和相对亮度之间的关系的曲线图；图6是表示第一实施方式的液晶显示装置中旋转角度和相对亮度之间的关系的曲线图；图7是表示第二实施方式的液晶显示装置中旋转角度和相对亮度之间的关系的曲线图；图8是表示第二实施方式的液晶显示装置中旋转角度和相对亮度之间的关系的曲线图；图9是表示在例1、例2和比较例1中获得的液晶显示装置的V-T曲线的图；图10是表示在例1、例2和比较例1中获得的液晶显示装置的响应速度曲线的图；图11是表示在例1和比较例1中获得的液晶显示装置中电压施加周期和透过率之间的关系的曲线图；图12是表示在例2中获得的液晶显示装置中电压施加周期和透过率之间的关系的曲线图；图13是表示在例1和例2获得的液晶显示装置中，当V15 (能够获得最大透过率的 15%的电压)在85°C施加时，透过率的变化的曲线图；以及图14是表示在例1和例2获得的液晶显示装置中，当V15 (能够获得最大透过率的 15%的电压)在85°C施加并接着冷却到25°C时，透过率的变化的曲线图。具体实施例方式下面，将参照附图描述涉及液晶显示装置及其操作方法的本专利技术的优选实施方式。同时，虽然将面内切换(IPS)模式液晶显示装置作为本专利技术的一个例子进行描述，但本专利技术不限于此，并可以应用于垂直取向模式液晶显示装置。第一实施方式在第一实施方式中，描述将聚合物刷用作聚合物材料来形成取向膜的情况。图1是示出了根据第一实施方式的液晶显示装置的示意性剖面图。如图1所示，本专利技术的液晶显示装置包括阵列基板1，面向该阵列基板1的对置基板2和密封在该阵列基板1和对置基板2之间的液晶材料3。另外，电极4、固定膜5和聚合物刷6以该顺序形成在阵列基板1上。而且，固定膜 5和聚合物刷6以该顺形成在对置基板2上。具有根据本专利技术的第一实施方式的结构的液晶显示装置基本上具有与本领域公知的液晶显示装置相同的结构，除了将聚合物刷6形成为取向膜。例如，液晶显示装置可以以本领域公知的方法来形成，该方法包括设置对置基板2以使其面向设置有电极4的阵列基板1，并在阵列基板1和对置基板2之间密封有液晶材料3。在本专利技术的第一实施方式中，聚合物刷6是接枝聚合物链(graft polymer chain)，其一个端部共价键合到基板表面。当接枝密度降低时，接枝聚合物链具有一种结构，在该结构中类似螺丝丛(thread clump)的形态是收缩的。当接枝密度增大时，由于邻近的接枝聚合物链的相互作用(空间排斥)，接枝聚合物链垂直于基板的表面延伸。特别优选的是后一种结构，即众多接枝聚合物链垂直于阵列基板1或对置基板2 的表面延伸的结构。在本专利技术第一实施方式中，术语“高密度”指接枝聚合物链的导致邻近的接枝聚合物链之间的空间排斥的密度，并且对于阵列基板1或对置基板2的表面Inm2的尺寸，是0. 1 到1. 2个链，优选地是0. 1个链。以高密度形成在阵列基板1或对置基板2的表面上的聚合物刷6构成了在阵列基板1或对置基板2的表面上的一层聚合物刷(以下，称为“聚合物刷层”)。聚合物刷6的表层区域被液晶材料3溶胀，而在聚合物刷层与液晶材料3相接触的界面处，聚合物刷6具有低于其固有水平的玻璃化转变温度(Tg)。因而，溶胀区域的玻璃化转变温度(Tg)低于液晶材料3经历从N相到I相的相转变的温度(Tni)。这个状态可以通过合适地改变聚合物刷6的材料的类型、接枝聚合物链的密度和用于液晶材料3的液晶的类型来实现。在常规的LCD中，液晶材料由取向膜固定。从而，施加电压时，介于取向膜和液晶材料之间的界面处的液晶被固定，而大片液晶在电场方向(当Δη为负㈠时，垂直于电场方向)上进行取向，当电场关闭时，由于弹性，取向回到原始状态。在根据本专利技术的第一实施方式的液晶显示装置中，当作为取向膜的聚合物刷6的溶胀区域被加热到温度Tg或更高以便该溶胀区域具有低于液晶材料3经历从N相到I相的相转变的温度(Tni)的玻璃化转变温度(Tg)，并且当本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括：一对彼此相对的电极基板；聚合材料的取向膜，其在该对电极基板上；液晶材料，其在该对电极基板之间，其中，所述液晶显示装置基于温度和电压，通过改变所述液晶材料和所述取向膜的表层区域的取向来显示图像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤治，户木田雅利，渡边顺次，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，国立大学法人东京工业大学，
类型：发明
国别省市：KR