驱动电路的制作方法
【专利摘要】在用于近晶A组合物液晶面板的驱动器中，驱动器形成可操作来以谐振频率振荡的谐振电路，以便使面板的近晶A液晶组合物有序化。
【专利说明】驱动电路
[0001]本发明属于光子学领域。实施方式涉及用于含液晶材料的面板的驱动电路。
[0002]实施方式涉及面板，其中无序态由SmA动态散射的过程产生且清晰、一致的状态由介电重取向产生。
[0003]上述的面板可以用于例如需要控制光透射一例如需要减少所透射过的日光的量的应用中。
[0004]液晶具有的分子倾向于自行有序而不会凝固，且因此获得晶体特性，即使它们仍会流动并且可能填满容器。液晶的各相大致是概括的状态序列，其中此种分子流体可以从各向同性的液体直到它凝固成固体。一般而言，此种分子的典型特点将是强的各向异性。此各向异性所采取的形式可以考虑如下:分子的典型特点是高的长宽比(即，长度远大于宽度，因此像是“棒”或“条”)，并且可以具有偶极特征和可各向异性的极化性。在这些情形下，分子取向的平均方向被称为“指向(director) ”。
[0005]向列相液晶代表了最常见的液晶材料，并且通常被用于液晶平面屏幕器件和平板显示器。伸长向列相介晶(mesogen)的长度或其它结构变化则经常造成它们在低于向列相冷却时显示另外的相；并且在固化之前，并且在较低的温度下，其典型特征可以是“层状流体”。此种层状液晶被称为“近晶”液晶。在此，我们将仅考虑通常被称为“近晶A”的材料，其缩写为“SmA’液晶。例如，原型“5CB”(4’_戊基-4-联苯基腈)、“50CB’(是醚链接的戊基，4’(戍氧基)-4-联苯基臆)是向列相，“8CB’(4’_羊基-联苯基臆)和“80CB’(4’-(羊氧基)-4-联苯基腈)各自在较高温度的向列相之下展现SmA相，其中就缩写“mCB”和“mOCB”而目，111代表整数并且分别是指4-氰基-4’ -正烧基联苯基和4-氰基-4’ -正烧氧基联苯基中的烷基链或烷氧基链的碳原子数目；例如:
[0006]8CB=4_氛基-4' _羊基联苯；及
[0007]80CB=4_氛基-4'-羊氧基联苯
[0008]形成SmA相的分子具有类似于形成向列相的那些分子的性质。它们类似棒状并且经常具有正介电各向异性。为了引起负介电各向异性而引入强的横向偶极，则倾向于使SmA相不稳定，并且可能导致增强的化学不稳定性。
[0009]近晶A液晶展现其切换迟滞，使得当移除施加的电场时，介电重取向(或近晶结构的其它扰动)并未弛豫。不像大多数的向列相液晶结构，介电重取向的SmA液晶保持在被驱动的状态，直到施加另外的力。
[0010]面板可以通过采用平面的片材(例如玻璃)形成，并且对这些片材施加透明的导电层，该透明的导电层典型是由氧化铟锡制成的。导电层则连接于导体，使得可以施加可变场。这两个片材可以形成为面板，其例如是由具有均匀直径(典型而言，比如说5-15微米，这取决于期望的晶胞厚度)的珠所分开。所述面板然后用胶被边缘密封，留有一个或多个孔以填充液晶材料。
[0011]使用上述晶胞，则SmA液晶层可以通过填充面板(典型是在高于材料各向同性转换的高温下)来形成。在本文讨论的SmA器件中，不需要对准层，不像需要均匀对准晶胞的向列相器件。在填充和将此种SmA面板从室温热循环到高于各向同性转换并且再回来时，液晶将展现各相典型会有的纹理(texture)。然而，向列相液晶在没有表面对准时可能出现熟知的纹影纹理，其中线缺陷或“丝线”散射光，在SmA液晶中，因为SmA材料的层状结构的缘故，形成“聚焦圆锥状”纹理。折射率有剧烈的空间变化，这导致光散射。出现这些纹理由折射率的各向异性造成，这在光行进正交于平均分子方向的较可极化的轴时是最高的。折射率的变化造成光散射。当在交叉的偏光器之间来看时(在显微镜下)，也可以在不同分子定向的区域之间观察到对比。
[0012]为了电寻址SmA液晶面板，通常施加交流(AC)场。在未掺杂的材料中，LC (液晶)的正介电各向异性将造成起初随机排列的多域发生重排，以将介晶与场方向(垂直于玻璃表面)对准。面板将显得清晰，因为各向异性分子的平均取向垂直于玻璃层。对于大多数未掺杂的SmA材料而言，此状况仅通过加热晶胞以破坏SmA对准才是可逆的。
[0013]如果适合的离子掺杂剂被溶解于SmA液晶主体(host)中，则在DC (直流)或低频(例如< 200赫兹)电场的影响下，两种正交力试图将近晶A的指向加以定向:
[0014]i)如上所述的介电重取向试图将SmA指向(其表示长分子轴的平均方向)对准于电场方向。
[0015]ii)同时，离子移动经过SmA电解质试图将近晶A指向对准于离子较容易行进的方向。
[0016]在SmA材料中,这发生于各层中，即正交于场方向(也就是说,材料具有正介电各向异性和负的导电各向异性)。二个竞争力导致液晶流体中的电水力不稳定性，其被称为“动态散射”。在SmA材料中，动态散射状态强烈地散射光并且(与向列相材料的类似状态相比)动态散射状态所产生的SmA结构瓦解在引发它的电脉冲已终止之后依然维持着。在清晰的均匀定向的状态和离子输送所引起的多域散射状态之间的可逆性取决于这些过程运作的不同频率域。动态散射需要场驱动离子通过液晶流体，因此仅发生于DC或低频率AC驱动。
[0017]更高的频率造成介电重取向(离子无法在这些频率下“移动”)，因而重新建立均匀取向的分子。
[0018]因此，在适当掺杂的SmA相(拥有正介电各向异性和负导电各向异性)中，介电重取向(变成清晰的透明状态)和动态散射(变成强烈的光散射状态)的组合可以形成电寻址显示器的基础。高频(典型> 1000赫兹)将SmA层驱动成光学清晰的状态并且低频(典型< 200赫兹)将它驱动成光散射的状态。此种显示器的关键特征是这些光学状态都使用短的电寻址时间来设定，并且这两种光学状态都无限期地持续，或者持续直到它们重新电寻址为止。在向列相液晶的相关现象中并不是这样。就是这种电光双稳定性(或更准确地说是多重稳定性)的性质允许SmA动态散射显示器做矩阵寻址而不用像素电路，并且导致它们在页面导向的显示器或智能窗口中有极低的功率消耗。
[0019]CN-1 1533162和WO 2009 / 111919公开了用于控制光的电控制介质，该电控制介质包括两个塑料薄膜层和提供在两个薄膜层之间的混合物层。混合物层由近晶液晶、聚合分子材料及添加剂组成。导电电极层被提供在两个塑料薄膜层的侧面且液晶分子通过控制尺寸、施加到导电电极层的电压的频率和作用时间展示不同的对齐状态，使得用于光的电控制的介质可以在模糊屏蔽状态和全透明状态之间转换且甚至可以在不同的灰色水平的多个渐进状态中转换。任选地，本发明的方面明确地排除公开在本说明书中的布置。[0020]如果晶胞的两个侧面可以被独立地驱动，则单个面板的方波驱动可能是简单的。静止时两侧面是接地的。为了提供方波，一个侧面被采取正电源，而另一个侧面被接地，然后条件被反过来。这具有在不必跟踪两个电压电源的情况下dc平衡被维持且仅仅依赖于方波时机的精确性。
[0021]然而，存在与任何方波系统有关的问题。对于近晶A液晶材料所需的驱动电压通常是高的(通常±100-150伏特)，该驱动电压可以在边缘处导致非常大的瞬态电流。边缘处电压的变化比例需要被限制或控制，以保护液晶及透明的导电涂层，通过串连电阻或控制上拉和下拉电流的电流。这必须小心地进行以维持dc平衡。
[0022]250X250mm(10;/ X10")单个面板可以具有~I μ F电容。100微秒内在-450和+150伏特之间转换的上升和下降次数意味着名义上3安培的电流流。
[0023]对于示范性的2kHz清晰化波形(clearing waveform),这从150伏特供电电源给出~3 / 4安培的平均电流。具有2kHz频率的“被供电的(powered)”正弦波驱动将从电源产生2.7安培的RMS电流。这在驱动器、导电涂层及液晶中被消耗一产生不希望的热效应，且因此需要冷却。
[0024]在一方面，提供有用于近晶-A组合物液晶面板的驱动器，驱动器形成可操作来以谐振频率振荡的谐振电路，以便使面板的近晶A液晶组合物有序化。
[0025]液晶面板可以形成谐振电路的一部分。
[0026]驱动器可以具有用于市电电源的节点，以便使近晶A组合物液晶无序化。
[0027]驱动器还可以包括提高Q的电抗器。
[0028]电抗器可以 包括平行于面板的电容。
[0029]在另一方面，提供有驱动包括中间夹有近晶A液晶组合物的两个基板的面板的方法，每个基板具有各自的面板电极，该方法包括以谐振方式驱动面板以引起液晶组合物的
无序化。
[0030]液晶组合物可以是展示由多个层构成的近晶型A相的热致液晶组合物，其中:在电极之间施加的不同电场的影响下，组合物的层的排列可以变得更有序或更无序，组合物具有稳定的状态，在该稳定的状态中，组合物的层的排列被以包括有序态、无序态或中间态的不同的方式排序，这种组合物是使得一旦通过电场转换到给定的状态，则当场被去除时它基本上仍然处于那种状态。
[0031]组合物可以包括溶解在SmA液晶主机中的离子掺杂剂。
[0032]组合物可以包括，按重量％计:
[0033](a)总共25-75%的至少一种具有通式I的硅氧烷:
[0034]
【权利要求】
1.一种用于近晶A组合物液晶面板的驱动器，所述驱动器形成可操作来以谐振频率振荡的谐振电路，以便使所述面板的所述近晶A液晶组合物有序化。
2.根据权利要求1所述的驱动器，其中所述液晶面板形成所述谐振电路的一部分。
3.根据权利要求1所述的驱动器，其具有用于市电电源的节点，以便使所述面板的所述近晶A液晶组合物无序化。
4.根据任一前述权利要求所述的驱动器，其还包括提高Q的电抗器。
5.根据权利要求4所述的驱动器，其中所述电抗器包括平行于面板的电容器。
6.一种驱动面板的方法，所述面板包括夹有显示近晶A特性的液晶组合物的两个基板，每个基板具有各自的面板电极，所述方法包括以谐振方式驱动所述面板以使所述液晶组合物无序化。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动器或根据权利要求6所述的方法，其中所述液晶组合物是显示由多个层构成的近晶型A相的热致性液晶组合物，其中在电极之间施加的不同电场的影响下，所述组合物的层的排列可以变得更有序或更无序，所述组合物具有稳定的状态，在该稳定的状态中，所述组合物的层的排列被以包括有序态、无序态及中间态的不同的方式排序，所述组合物是使得一旦通过电场转换到给定状态，则当所述场被去除时它大体仍然处于那种状态。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动器或根据权利要求6所述的方法，其中所述组合物包括溶解在SmA液晶主体中的离子掺杂剂。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动器或根据权利要求6所述的方法，其中所述组合物包括，按重量％计: (a)总共25-75%的至少一种具有通式I的硅氧烷:
【文档编号】G09G3/36GK103827954SQ201280045103
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年9月6日 优先权日:2011年9月14日
【发明者】约翰·R·摩尔, W·A·克罗斯兰德, 大平·褚 申请人:剑桥企业有限公司