CN102662268A

CN102662268A - 胆固醇液晶显示器及其驱动方法

Info

Publication number: CN102662268A
Application number: CN2012101259048A
Authority: CN
Inventors: 陈玉仙; 陈皇铭; 刘胜发; 江美昭; 邱宝贤
Original assignee: CPTF Optronics Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: CPTF Optronics Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2012-09-12

Abstract

本发明涉及一种胆固醇液晶显示器，其包括：一第一基板，包括一第一配向层；一第二基板，包括一第二配向层；一胆固醇液晶层，配置于该第一及第二配向层之间；以及多个奈米级凸起物，其配置于该第一及第二配向层的其中一者的一表面，并位于该第一及第二配向层的其中该者与该胆固醇液晶层之间。本发明能实现利用低电压操作范围内的电压大小，即可调整胆固醇液晶显示器的灰阶表现。

Description

胆固醇液晶显示器及其驱动方法

技术领域

本发明是有关于一种胆固醇液晶显示器，特别是有关于一种胆固醇液晶显示器，其在低电压操作范围内调整胆固醇液晶显示器的灰阶表现。

背景技术

参考图1，反射式胆固醇液晶显示器10(Reflective Cholesteric Texture Liquid Crystal Display)主要包括一透明玻璃11、复数个液晶单元12及一吸光玻璃13。当外加电压时，则胆固醇液晶显示器10内的液晶单元将依据外加电压的信号排列，以显示影像(如图1的中间图所示)。液晶单元的胆固醇液晶具有两个稳定状态：平面态(planar texture)及焦锥态(focal conic texture)。

平面态是为一亮态(bright state)，亦即该些液晶单元12是呈规则的平面扭转排列(如图1的左下图所示)，使得外界光可经由透明玻璃11及液晶单元12与吸光玻璃13，会有一半量的光反射。因此，反射式胆固醇液晶显示器10通常运用于电子书等，不需时常切换画面且无外加电压时亦可利用外界光线显现影像的应用，以节省能源。

焦锥态则为一暗态(dark state)，该些液晶单元12是呈不规则状排列(如图1的右下图所示)，外界光则呈散射进入而被吸光玻璃13完全吸收。胆固醇液晶显示器的稳定态是为平面态或焦锥态时，则由先前所外加电压的信号而定。

参考图2，其为典型胆固醇液晶显示器的反射率及电压的关系图(R-V curve)。胆固醇液晶可调灰阶的驱动电压为第一及第二电压V1-V2及第三及第四电压V3-V4。然而，受限于胆固醇液晶特性，在灰阶切换时必须将胆固醇液晶经一较高的重置(reset)电压(亦即重置电压大于第四电压V4)才能转变至平面态(亮态)。换言之，每次灰阶切换前都需要一较高的重置电压V_R，才能将胆固醇液晶重置切换至初始状态平面态(亮态)。

胆固醇液晶通常采用第三及第四电压V3-V4的驱动电压，并搭配重置作灰阶的切换。然而，第三及第四电压V3-V4之间的反射率斜率过陡，将导致灰阶切换不易。

因此，便有需要提供一种胆固醇液晶显示器，能够解决前述的问题。

发明内容

本发明的一目的为利用低电压操作范围内的电压大小，即可调整胆固醇液晶显示器的灰阶表现。

本发明提供一种胆固醇液晶显示器包括：一第一基板，包括一第一配向层；一第二基板，包括一第二配向层；一胆固醇液晶层，配置于该第一及第二配向层之间；以及多个奈米级凸起物，其配置于该第一及第二配向层的其中一者的一表面，并位于该第一及第二配向层的其中该者与该胆固醇液晶层之间。

本发明更提供一种胆固醇液晶显示器的驱动方法，包括下列步骤：提供该胆固醇液晶显示器；以及施加一驱动电压于该胆固醇液晶层，其中：当该驱动电压为一第一电压时，该胆固醇液晶层为一第一状态；当该驱动电压由该第一电压增加至一第二电压时，该胆固醇液晶层为一第二状态；当该驱动电压该第二电压减少至该第一电压时，该胆固醇液晶会回到该第一状态；以及在该第一及第二电压的操作范围内，藉由增加或减少驱动电压的双向操作，而使该第一及第二状态的混参的比例不同，以形成该胆固醇液晶显示器的灰阶显示。

本发明不需藉由重置电压，只需利用第一及第二电压的低电压操作范围内的电压大小，即可调整胆固醇液晶显示器的灰阶表现。

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。

附图说明

图1为习知胆固醇液晶显示器的部份立体示意图，其显示具有平面态及焦锥态，并依据外加电压的信号排列，以显示影像；

图2为习知胆固醇液晶显示器的反射率及电压的关系图；

图3a及3b为本发明的一实施例的胆固醇液晶显示器的部份立体示意图；

图4为本发明的一实施例的胆固醇液晶显示器的胆固醇液晶层及第一及第二配向层的剖面示意图；

图5为本发明的另一实施例的胆固醇液晶显示器的胆固醇液晶层及第一及第二配向层的剖面示意图；

图6为本发明的又一实施例的胆固醇液晶显示器的胆固醇液晶层及第一及第二配向层的剖面示意图。

【主要组件符号说明】

10 胆固醇液晶显示器 11 透明玻璃

12 液晶单元 13 吸光玻璃

100 胆固醇液晶显示器 110 第一基板

112 第一透明基板 114 透明共同电极

116 第一配向层 120 第二基板

122 第二透明基板 124 透明画素电极

126 第二配向层 128 奈米级凸起物

130 胆固醇液晶层 142 外界光

144 反射光

S200 步骤 S202 步骤

V1 第一电压 V2 第二电压

V3 第三电压 V4 第四电压

V_R重置电压。

具体实施方式

参考图3a及3b，其显示本发明的一实施例的胆固醇液晶显示器100。该胆固醇液晶显示器100包括一第一基板110、一第二基板120及一胆固醇液晶层130。该第一基板110包括一第一透明基板112、一透明共同电极114及一第一配向层116。该透明共同电极114配置于该第一透明基板112的表面，且该第一配向层116配置于该透明共同电极114的表面。

该第二基板120包括一第二透明基板122、一透明画素电极124及一第二配向层126。该透明画素电极124配置于该第二透明基板122的表面，且该第二配向层126配置于该透明画素电极124的表面。该第二基板120更包括控制该透明画素电极124的电路组件，例如多个薄膜晶体管及电容(图未示)。

该胆固醇液晶层130配置于该第一及第二配向层116、126之间。简言之，在第一基板110上涂布有聚酰亚胺(Polyimide；PI)，然后将聚酰亚胺进行配向制程，以作为第一配向层116。在第二基板120上涂布有聚酰亚胺(Polyimide；PI)，然后将聚酰亚胺进行配向制程，以作为第二配向层126进行配向制程。将第一基板110与第二基板120进行贴合，然后注入胆固醇液晶于该第一及第二配向层116、126之间，以形成一胆固醇液晶显示器100。该透明共同电极114与该透明画素电极124之间电压可决定该胆固醇液晶层130的驱动电压。

参考图4，在本实施例中，该胆固醇液晶显示器100更包括多个奈米级凸起物(nano particle)128，其配置于该第二配向层126的表面，并位于该第二配向层126与该胆固醇液晶层130之间。

参考图5，在另一实施例中，该胆固醇液晶显示器100更包括多个奈米级凸起物128，其配置于该第一配向层116的表面，并位于该第一配向层116与该胆固醇液晶层130之间。

参考图6，在又一实施例中，该胆固醇液晶显示器100更包括多个奈米级凸起物128，其配置于该第一及第二配向层116、128的表面，并位于该第一及第二配向层116、126与该胆固醇液晶层130之间。

该些奈米级凸起物128可为二氧化硅(SiO₂)或奈米银墨(nano silver ink)所制造。该些奈米级凸起物128可为球状。该些奈米级凸起物128可藉由散布方式或喷墨方式而均匀分布于聚酰亚胺(Polyimide；PI)材料所制造的配向层上。为了使奈米级凸起物128能附着于配向层上，于散布或喷墨完成后，可进行预烤的动作，使奈米级凸起物128附着于配向层上。预烤温度可约介为120℃～180℃，且时间可约为10min至40min。较佳地，该些奈米级凸起物128的一表层可为多丙烯酸树脂(poly acrylic resin)材料所制造，经加热后该些奈米级凸起物128即可附着于配向层上。

本发明的一实施例的胆固醇液晶显示器的驱动方法。在S200步骤中，提供一胆固醇液晶显示器100，其包括一第一基板110、一第二基板120、一胆固醇液晶层130及多个奈米级凸起物128，其中该第一基板110包括一第一配向层116，该第二基板120包括一第二配向层126，该胆固醇液晶层130配置于该第一及第二配向层116、126之间，该些奈米级凸起物128配置于该第二配向层126的表面，且该些奈米级凸起物128位于该第二配向层126与该胆固醇液晶层130之间，如图3a所示。

在S202步骤中，施加一驱动电压于该胆固醇液晶层130。当该驱动电压为一第一电压V1时，该胆固醇液晶层130为一第一状态。当该驱动电压增加至一第二电压V2(第二电压V2大于第一电压V1)时，该胆固醇液晶层130为一第二状态。当该驱动电压减少至该第一电压V1时，该胆固醇液晶又会回到原来初始的该第一状态。该第一及第二状态分别为一平面态(planar texture)及一焦锥态(focal conic texture)，该平面态及焦锥态分别为亮态(bright state)及暗态(dark state)。在第一及第二电压V1-V2的操作范围内，可藉由增加或减少驱动电压的双向操作，而使该第一及第二状态的混参的比例不同，以形成该胆固醇液晶显示器100的灰阶显示。此时，胆固醇液晶并不具有双稳态的特性。

详言之，当施加驱动电压于胆固醇液晶时，胆固醇液晶会由奈米级突起物附近开始进行相态转变；但当取消施加电压时，胆固醇液晶便会回到原来初始状态：平面态(亮态)。此时驱动电压的操作范围为第一及第二电压V1-V2。因此，本发明可利用第一及第二电压V1-V2的操作范围内的电压大小，即可调整胆固醇液晶显示器100的灰阶表现。较佳地，在本实施例中，该些奈米级凸起物128配置于该第二配向层126的表面的分布密度可为每微米平方有1~100个，该些奈米级凸起物128的尺寸可为20~1000奈米，以有效地阻止该第二配向层126对一部份的胆固醇液晶的影响。

再参考图3a，在未施加驱动电压时，胆固醇液晶呈现平面态(亮态)。100％的外界光142入射至胆固醇液晶显示器100后，由于受限于胆固醇液晶旋旋光性的影响，仅会有50％的入射光被胆固醇液晶反射。亦即，左旋胆固醇液晶反射出左旋的反射光144。此时，胆固醇液晶受配向层的配向力影响，呈现胆固醇液晶显示器(亮态)的排列。

再参考图3b，施加驱动电压后，在奈米级凸起物128周围的胆固醇液晶将开始转为至焦锥态(暗态)。此时，胆固醇液晶配向力仅能对远离奈米级凸起物的旁边处的胆固醇液晶有牵制作用。对于靠近奈米级凸起物的中心处的胆固醇液晶则为随着电压大小，而随之转变为焦锥态(暗态)，胆固醇液晶转态影响范围将取决于电压大小。

综上所述，乃仅记载本发明为呈现解决问题所采用的技术手段的实施方式或实施例而已，并非用来限定本发明专利实施的范围。即凡与本发明专利申请范围文义相符，或依本发明专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims

1.一种胆固醇液晶显示器，其特征在于，包括：

一第一基板，包括一第一配向层；

一第二基板，包括一第二配向层；

一胆固醇液晶层，配置于该第一及第二配向层之间；以及

多个奈米级凸起物，其配置于该第一及第二配向层的其中一者的一表面，并位于该第一及第二配向层的其中该者与该胆固醇液晶层之间。

2.根据权利要求1所述的胆固醇液晶显示器，其特征在于：其中该些奈米级凸起物配置于该第一及第二配向层的其中另一者的一表面，并位于该第一及第二配向层的其中该另一者与该胆固醇液晶层之间。

3.根据权利要求1所述的胆固醇液晶显示器，其特征在于：其中该些奈米级凸起物配置于该第二配向层的该表面的分布密度为每微米平方有1~100个。

4.根据权利要求1所述的胆固醇液晶显示器，其特征在于：其中该些奈米级凸起物的尺寸为20~1000奈米。

5.根据权利要求1所述的胆固醇液晶显示器，其特征在于：其中该些奈米级凸起物为球状。

6.根据权利要求1所述的胆固醇液晶显示器，其特征在于：其中该些奈米级凸起物为二氧化硅或奈米银墨所制造。

7.根据权利要求1所述的胆固醇液晶显示器，其特征在于：其中该些奈米级凸起物的一表层为多丙烯酸树脂材料所制造。

8.一种胆固醇液晶显示器的驱动方法，其特征在于，包括下列步骤：

提供一胆固醇液晶显示器，其包括一第一基板、一第二基板、一胆固醇液晶层及多个奈米级凸起物，其中该第一基板包括一第一配向层，该第二基板包括一第二配向层，该胆固醇液晶层配置于该第一及第二配向层之间，该些奈米级凸起物位于该第一配向层与该胆固醇液晶层之间或/及该第二配向层与该胆固醇液晶层之间；以及

施加一驱动电压于该胆固醇液晶层，其中：

当该驱动电压为一第一电压时，该胆固醇液晶层为一第一状态；

当该驱动电压由该第一电压增加至一第二电压时，该胆固醇液晶层为一第二状态；

当该驱动电压该第二电压减少至该第一电压时，该胆固醇液晶会回到该第一状态；以及

在该第一及第二电压的操作范围内，藉由增加或减少驱动电压的双向操作，而使该第一及第二状态的混参的比例不同，以形成该胆固醇液晶显示器的灰阶显示。

9.根据权利要求8所述的胆固醇液晶显示器的驱动方法，其特征在于：其中该第一及第二状态分别为一平面态及一焦锥态，该平面态及焦锥态分别为亮态及暗态。

10.根据权利要求8所述的胆固醇液晶显示器的驱动方法，其特征在于：其中该些奈米级凸起物配置于该第二配向层的该表面的分布密度为每微米平方有1~100个，且该些奈米级凸起物的尺寸为20~1000奈米。