專利名稱：液晶裝置及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶裝置及其驅(qū)動方法，尤其涉及具有高速響應(yīng)的液晶裝置及其驅(qū)動方法。
使用液晶裝置的傳統(tǒng)的投射型液晶顯示裝置通過將光發(fā)射到液晶顯示上以致再將光投射到屏幕上，從而可以較為容易地獲得尺寸很大的圖形。獲得彩色的顯示有兩種方法一種方法是將投射的光束分成紅色、綠色和蘭色，同時對每一種顏色使用一個液晶顯示裝置(同時加以顏色的混合)；而另一種方法則是在液晶顯示裝置中提供紅色，綠色和蘭色三種像素作為一種直觀型的(并列加以顏色的混合)。然而，這二種方法均存在問題。在第一種方法中，雖然可以方便地獲得高分辨率但是實現(xiàn)這種液晶顯示裝置的成本較高。如圖29中所示，作為光源的燈1發(fā)射出的光束通過了三個光通路，即通過紅光束2的二色性鏡、通過綠光束3的二色性鏡及通過蘭光束4的二色性鏡，光束分別通過液晶板5、6和7并從鏡頭8輸出。如上所述，由于使用了液晶顯示面板5、6和7，這樣的光學(xué)系統(tǒng)從整體系統(tǒng)上來看就顯得十分復(fù)雜和龐大。另外，即使三個液晶顯示面板中的一個發(fā)生了像素上的疵點，則圖象中與此疵點相應(yīng)的部位就會出現(xiàn)一個單色或混合色的亮點。另一方面，第二種方法雖然不大昂貴，但是它也有問題，即它所顯示的圖象的質(zhì)量會產(chǎn)生失真，此外投射的圖象中紅、綠、蘭色像素的大小小于人眼的空間分辨率。有一種方法可解決這個問題，稱為視場序列彩色混合法。這是一種利用視場序列尋址的方法。在這種方法中用一個像素顯示了紅、綠和蘭三種顏色。具有高精度和高亮度性能的現(xiàn)場序列彩色混合法有如下特點
(1)用視場序列彩色混合法來顯示彩色圖象的原理與同時附加彩色混合法的原理相同。因而視場序列彩色混合法也可提供高精度圖象。
(2)若在液晶顯示板上有疵點像素時，則該疵點像素就顯示成白點或黑點。白點或黑點不如彩點那樣明顯。因而，即使在液晶板上有疵點像素，所顯示的圖象也不至于失真。
(3)只使用單液晶板便可實現(xiàn)全色或多色顯示，因此該光學(xué)系統(tǒng)就可選得很小并且很亮。由于它不必使用如同時附加彩色混合法中的那些遮光板，因而系統(tǒng)可以作得更小并且也降低了制造成本。
如上所述，使用了視場序列尋址法可以獲得高亮度、高精度的優(yōu)質(zhì)顯示的小型輕便的彩色液晶顯示裝置。
然而，在使用視場序列尋址法時，在一個視場中允許顯示相應(yīng)的紅、綠和蘭的時間是在5至6毫秒(ms)之間。當(dāng)前，在一活性矩陣液晶顯示裝置中使用的翻轉(zhuǎn)向列(TN)模式的響應(yīng)時間一般約在幾十毫秒。在圖30中，上升及衰減時響應(yīng)時間分別為39.1ms和35.1ms?，F(xiàn)在考慮使用這樣一種光學(xué)開關(guān)，即它在閥值電壓附近呈開關(guān)狀態(tài)，它的液晶顯示模式是等于或大于UN模式，這樣實際上是不可能用視場序列尋址法來實現(xiàn)彩色液晶顯示裝置的。
表面穩(wěn)定化鐵電體液晶(SSF—LC)模式是眾所周知的一種傳統(tǒng)的具有高速響應(yīng)的液晶顯示模式(N.A.Clark and S.T.Lager-well.Appl.Phys.Lett.，36，899；1980)、SST—LC的特點是鐵電體液晶分子有自動偏振的性質(zhì)，同時是利用液晶分子具有如下的性質(zhì)來完成顯示，這個性質(zhì)是液晶分子能改變其方向性使得自動偏振的極性與加上磁場以后的極性相互平行。
與鐵電體液晶模式有所不同，在日本公開專利刊物第56—51352號中有如下描述若利用接近閥值的電壓和接近液晶的光學(xué)特性為飽和的飽和電壓則響應(yīng)速度可以提高。
在一刊物(在室溫下向列液晶模塊響應(yīng)時間不到100μsShin—Tson Wu；Appl.Phys.Lett.57(10)，31990)中還描述了另一種利用向列液晶的高速響應(yīng)顯示模式。圖31說明了上述刊物中所描述的驅(qū)動液晶顯示的方法。電壓(Voff)連結(jié)加在液晶分子上使得液晶分子的方向與原始方向相差最大。在這種情況，液晶顯示之透射率或透射系數(shù)為零。然后，在液晶分子上加零電壓(Vo)從而釋放液晶分子的方向偏差。通過改變加零電壓的時間長短可以改變透射率，于是也就達到了進行灰度級別顯示的目的。液晶分子在方向發(fā)生偏差后的釋放過程尤如彈簧運動的過程。由于液晶分子間的相互作用而產(chǎn)生的潛在能量隨著液晶分子的方向發(fā)生偏差的程度而變化，即方向發(fā)生偏差程度越大則其潛在能量也就越高。因此方向偏差甚大的液晶分子在釋放時具有極高的速度。
然而，在那些使用諸如SSF—LC模式的鐵電體液晶(FLC模式)等的常規(guī)的液晶顯示方式中存在著下面這些問題。除了難以控制鐵電體液晶分子之方向外，該分子的方向性極易受機械震動的破壞。再者，由于鐵電體液晶的方向是雙穩(wěn)狀態(tài)的，因此也就難以獲得灰度級別的顯示。
在日本公開專利刊物第56—51352號中描述的驅(qū)動方法是不能顯示灰度級別的。另外，液晶分子方向狀態(tài)變化程度很大，因而就不易將響應(yīng)速度提高得比TN模式中還要高。
上面提到的是使用向列液晶作高速響應(yīng)的顯示模式。這種模式為了獲得灰度顯示對不加電壓的時間作一定的改變以調(diào)整液晶分子方向偏差的釋放。這種方法還不能用在商品化的液晶顯示設(shè)備及類似設(shè)備上作點陣驅(qū)動用。
本發(fā)明的液晶設(shè)備包括一對基底；在基底對中插入的液晶層；
至少一種偏振元；多個像素；滿足下列關(guān)系之一的液晶層的延遲(d×△n)d×△nλ/2其中入射光是通過液晶層一次后即輸出的；及2d×△n＞λ/2其中入射光是在通過液晶層二次后才輸出的；這里d為液晶層的厚度，△n為雙折射，λ是射在液晶層上的入射光的波長；和施加驅(qū)動電壓到多個像素上去的一種驅(qū)動電壓輸入裝置，該驅(qū)動電壓包括一個比像素的電壓輸出光強度特性中提供輸出光強度極值時的最大電壓還要高的電壓。
在本發(fā)明的一個實施例中，驅(qū)動電壓是通過視場序列尋址方法由驅(qū)動電壓輸入裝置輸入的。
在本發(fā)明的一個實施例中，液晶裝置中包括在液晶層和極化元子中的延遲補償裝置。
在本發(fā)明的另一個實施例中，驅(qū)動電壓輸入裝置施加的電壓要高于在電壓輸出光強度特性中輸出光強度最大時所需要的電壓，同時還要提供一個電壓，該電壓處于一個高于最大的電壓和最大的電壓之間。因而可以控制像素的輸出光強度。
在本發(fā)明的另一個實施例中，驅(qū)動電壓輸入裝置將每一幀中的驅(qū)動電壓極值取反。
在本發(fā)明的另一實施例中，在將信號電壓加到像素上去之前要預(yù)先確定其輸出光強度，對應(yīng)這個強度再定一個信號電壓。而驅(qū)動電壓輸入裝置要先預(yù)置一個其絕對值要大于上述信號電壓的電壓。
在本發(fā)明的另一實施例中，驅(qū)動電壓輸入裝置再要預(yù)置一個電壓，其絕對值要小于一個信號電壓，該信號電壓是對應(yīng)于輸出光強度而預(yù)先確定的并且是在第一初電壓輸入以后加上去的。
在本發(fā)明的另一實施例中，首次初電壓的絕對值比提供像素電壓輸出光強度之極值所需的最大電壓值還要大。
在本發(fā)明的另一實施例中，信號電壓的最大值時的輸出光強度等于或小于像素電壓輸出光強度特性的10％。
在本發(fā)明的另一實施例中，第二初電壓的絕對值比提供像素電壓輸出光強度極值時所需的最大電壓的絕對值要小。
在本發(fā)明的另一實施例中，施加第一初電壓的時間長度不超過施加信號電壓的時間長度的五分之一。
在本發(fā)明的另一實施例中，施加第一初電壓和第二初電壓的時間寬度總和不超過施加信號電壓的時間寬度的五分之一。
在本發(fā)明的另一實施例中，驅(qū)動電壓輸入裝置同時將首次初電壓加到與各掃描線相連的像素上去。
在本發(fā)明的另一實施例中，驅(qū)動電壓輸入裝置將首次初電壓加到至少與一條掃描線相連的像素上去。
在本發(fā)明的另一個實施例中，驅(qū)動電壓輸入裝置將首次初電壓和第二初電壓加到至少與一條掃描線相連的像素上去以作顯示用。
在本發(fā)明的另一實施例中，首次初電壓值對各個像素來說都是相同的。
在本發(fā)明的另一實施例中，首次初電壓和第二初電壓的值中至少有一個對各個像素來說是相同的。
在本發(fā)明的另一實施例中，延遲初償裝置至少有一對基底其中有第二液晶層。第二液晶層的光電特性與液晶層的光電特性是完全相同的。
在本發(fā)明的另一實施例中，延遲補償裝置是在相位片和相位膜中選出來的。
在本發(fā)明的另一實施例中，延遲補償裝置是從單軸向聚合薄膜和雙軸向薄膜中選出來的。
在本發(fā)明的另一實施例中，二個基底之一是硅單晶襯底，硅單晶片有一晶體管用作電壓開關(guān)將驅(qū)動電壓輸入裝置施加的電壓輸入到諸多像素的每一個。
按本發(fā)明的另一方面，投射型液晶顯示裝置包括一個液晶元素，而液晶元素包括一對基底；一對基底中的一個液晶層；至少一個偏振元件；諸多像素；滿足下列關(guān)系之一的液晶層的延遲(d×△n)d×△n＞λ/2其中入射光是在通過液晶層一次后即輸出的；2d×△n＞λ/2其中入射光是在通過液晶層二次后即輸出的。這里d為液晶層之厚度，△n為雙折射，λ是射在液晶層上的入射光的波長；和用來施加驅(qū)動電壓的驅(qū)動電壓輸入裝置，它輸入驅(qū)動電壓，該電壓比在像素的電壓輸出光強度特性中為提供輸出光強度極值時所需可的最大電壓值要高。
本發(fā)明的另一實施例涉及了驅(qū)動一個液晶裝置的方法。該方法包括一對基底；一對基底中的液晶層；至少一個偏振元件；諸多像素以及滿足下列條件之一的液晶層的延遲(d×△n)d×△n＞λ/2其中入射光是在通過液晶層一次后即輸出的；2d×△n＞λ/2若其中射光是在通過液晶層二次后即輸出的。這里是液晶層的厚度，△n為雙析射，λ為射在液晶層上的入射光的波長；該方法包括施加驅(qū)動電壓的步驟，其中電壓要比在像素電壓輸出光強度特性中為提供輸出光強度之極值而需要的最大電壓高。
在本發(fā)明的一個實施例中，驅(qū)動電壓輸入步驟包括用視場序列尋址方法將驅(qū)動電壓加到像素上去。
在本發(fā)明的另一個實施例中，驅(qū)動電壓輸入步驟包括輸入一個電壓，該電壓應(yīng)高于在電壓輸出光強度特性中為提供輸出光強度的極值而需要的最大電壓；還包括一個高于最大電壓與最大電壓之間的電壓。因而可以控制像素的輸出光強度。
在本發(fā)明的另一個實施例中，在每一幀中將驅(qū)動電壓的極性取反。
在本發(fā)明的另一實施例中，驅(qū)動電壓輸入步驟包括輸入一個首次初電壓。該電壓的絕對值要大于將信號電壓加到各像素前對應(yīng)于予置輸出光強度的信號電壓的絕對值。
在本發(fā)明的另一實施例中，驅(qū)動電壓輸入步驟還包括輸入一個第二初電壓，該電壓的絕對值要小于在它之前輸入的相應(yīng)于預(yù)定的輸出光強度的信號電壓和在它之后輸入的首次初電壓的絕對值。
在本發(fā)明的另一個實施例中，首次初電壓的絕對值要大于在像素電壓輸出光強度特性中為提供極值而需要的最大電壓的絕對值。
在本發(fā)明的另一個實施例中，第二次初電壓的絕對值要小于在像素電壓輸出光強度特性中為提供極值而需要的最大電壓的絕對值。
在本發(fā)明的另一個實施例中，首次初電壓的施加時間寬度不超過信號電壓施加時間的五分之一。
在本發(fā)明的另一個實施例中，首次初電壓和第二初電初施加時間寬度的總和不超過施加信號電壓的五分之一。
在本發(fā)明的另一個實施例中，驅(qū)動電壓輸入步驟包括將首次初電壓同時輸入到與每一條掃描線相連的像素上去。
在本發(fā)明的另一個實施例中，驅(qū)動電壓輸入步驟包括將首次初電壓輸入到至少同一條掃描線相連的各像素上去。
在本發(fā)明的另一個實施例中，驅(qū)動電壓輸入步驟包括將首次初電壓和第二次初電壓輸入到至少與一條掃描線相連的像素上去以用作顯示。
在本發(fā)明的另一個實施例中，首次初電壓的值對所有像素來說是相同的。
在本發(fā)明的另一個實施例中，首次初電壓和第二次初電壓中至少有一個對各像素來說其值是相同的。
因而，至此可知所述之發(fā)明有如下二個優(yōu)點(1)提供了響應(yīng)速度足夠快的液晶裝置，(2)提供了一種驅(qū)動方法。
參見下列有關(guān)的參考慮圖例及詳細的敘述，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員便可深刻理解本發(fā)明之上述優(yōu)點及其它上面未提及的優(yōu)點。


圖1為一框圖，它描述了本發(fā)明第一個例子中之液晶裝置的結(jié)構(gòu)。
圖2為一圖，它說明了在d×△n＞λ/2時圖1的液晶裝置的均質(zhì)ECB模式的電壓轉(zhuǎn)換特性。
圖3A到3C是框圖，它償說明了加了電壓后均質(zhì)ECB模式的液晶分子的情況。
圖4A到4C是框圖說明了對于折射光束在包含液晶分子時的雙折射△n。
圖5為一框圖，它顯示了圖1的液晶裝置中均質(zhì)ECB模式的液晶單元的結(jié)構(gòu)。
圖6畫出了輸出光強度I0與延遲(d×△n)之間的關(guān)系。
圖7畫出了具有各種不同延遲(d×△n)的液晶單元的電壓傳輸特性。
圖8畫出了圖1的液晶裝置中均質(zhì)ECB模式的液晶單元的結(jié)構(gòu)。
圖9畫出了按本發(fā)明第二個例子的液晶顯示裝置。
圖10A和10B分別顯示了在第二個例子中將信號電壓Von單獨加到液晶單元時和驅(qū)動電壓波形加到液晶單元時的驅(qū)動電壓波形和光響應(yīng)的波形。
圖11A和11B分別顯示了在第三個例子中第二初電壓VL并不出現(xiàn)在第一初電壓VH和第二個例子中的信號電壓Von之間以及第二初電壓VL正好在第一初電壓VH和第二例的信號電壓Von中出現(xiàn)的情況下的驅(qū)動電壓波形和光向應(yīng)波形。
圖12顯示了本發(fā)明第三個例子中的另一個驅(qū)動電壓波形。
圖13畫出了本發(fā)明第四例子中液晶顯示裝置的液晶單元的結(jié)構(gòu)。
圖14為一截面圖，它畫出了本發(fā)明第四例中的液晶顯示裝置的液晶單元的結(jié)構(gòu)。
圖15畫出了在圖14中使用補償液晶單元時所顯示出來的液晶單元的電壓透射特性。
圖16A和16B分別顯示了例三中不使用補償液晶和本發(fā)明之例四中使用初償液晶單元情況時的光響應(yīng)應(yīng)特性和驅(qū)動電壓波形。
圖17為一流程圖，它畫出按本發(fā)明例五的液晶顯示裝置組成TFT的過程。
圖18是按本發(fā)明例子而構(gòu)造的液晶顯示裝置的截面圖。
圖19是按本發(fā)明例子而構(gòu)造的使用TFT基底的液晶顯示裝置的平面圖。
圖20為一設(shè)計框圖，它畫出了本發(fā)明例子使用TFT的AM—LCD結(jié)構(gòu)。
圖21A到21C是圖20的AM-LCD的驅(qū)動電壓波形時序圖。
圖22A和22B分別畫出了利用本發(fā)明的驅(qū)動方法、按圖17所示的TFT的構(gòu)造過程構(gòu)造液晶顯示時的一條驅(qū)動波形和一條光響應(yīng)波形。
圖23畫出了在將第一初電壓VH和圖22A中的信號電壓Von取反時的驅(qū)動波形。
圖24A和24B分別畫出了按本發(fā)明之例六中彩色液晶顯示器之單晶硅基底的像素區(qū)域中的平面圖以及沿著線W—W’的圖24A的截面圖。
圖25是圖24的像素區(qū)中的電路結(jié)構(gòu)的等效電路圖。
圖26A畫出了一個投射型液晶顯示器的結(jié)構(gòu)，該裝置包括了使用具有圖24A和24B的電路構(gòu)造的單晶硅基底的液晶元素，圖26B畫出了一個用作圖26A中投射型液晶顯示器的光選擇元素的例子。
圖27(a)到27(e)為驅(qū)動液晶顯示器的時序圖。
圖28為本發(fā)明例六中單位像素區(qū)的電流結(jié)構(gòu)例子的等效電路圖。
圖29畫出了一光學(xué)系統(tǒng)的傳統(tǒng)的三面板投射型液晶顯示器的結(jié)構(gòu)圖。
圖30畫出了按傳統(tǒng)的液晶顯示器方式TN模式光傳輸響應(yīng)特性。
圖31畫出了按傳統(tǒng)的液晶顯示器方式驅(qū)動輸入電壓和光傳輸之間的關(guān)系。
下面通過例子及有關(guān)的圖例對本發(fā)明進行描述。
圖1畫出了按本發(fā)明例1而制造的透射液晶裝置。圖1中，液晶裝置21包括一對基底22和23，在二片基底22和23之間的一個液晶層24，一個起偏鏡25。一個檢偏器26和一個向在基底22和23上組成的電極(未畫出)提供驅(qū)動電壓的驅(qū)動電壓源部分27。由一對基底22和23以及液晶層24組成了液晶單元28。液晶單元28有許多像素(未畫出)。像素是具液晶單元28中的最小的部分，它可以獨立控制光的傳輸。驅(qū)動電壓源部分27按視場序列尋址方法通過將電壓加到像素的手段來驅(qū)動液晶單元28。
液晶單元28中的每一個像素都會顯示出如圖2所示之電壓透射(V—T)特性。驅(qū)動電壓源部分27提供具有圖2中從點B到相應(yīng)的點A的值的電壓，這樣在圖2的V—T特性透射的最大值(B)和最小值(A)之間就可得到一個光學(xué)開關(guān)。
圖2中的V—T特性是在延遲(d×△n)時求得的，它是液晶層24的常規(guī)光線和非常光線之間光通路之差，滿足下面關(guān)系d×△n＞λ/2這里d是液晶層24的厚度，△n是常規(guī)光線的折射率與非常光線的折射率(雙折射)之差。而入則是作顯示用的入射光的波長。更進一步，在圖2中的V—T特性是在d×△n＞3λ/2的情況求得的。
在當(dāng)前說明中，圖2中在電壓V1的最大點A稱為模0，在這一點上V—T特性有最低值。在V—T特性的模0點上，液晶單元28的透射達到飽和。而V—T特性上的B稱為第一極值，它處在最亮的狀態(tài)(最大值點)，它是在從光特性為模0時的飽和電壓V1開始電壓逐漸下降時第一次得到的。當(dāng)加載電壓從B點逐漸升高時，透射率逐漸降低。因此，點A是由飽和電壓V1的值來決定的。實際上，考慮到對比度和響應(yīng)速度飽和電壓V1的值可以選取高于為提供液晶單元的透射率的極值而需要的最大電壓的值。例如，對于一個具有圖2所示的V—T特性的顯示裝置，為了要獲得其對比度大于等于10，則用作顯示的加載信號電壓應(yīng)具有能提供小于等于V—T特性中最大值(即B點)的10％的輸出光強度的最大電壓。在這種情況下，將飽和電壓V1的值取成高于信號電壓的最大電壓。
如后面將說明的那樣，在本例中起偏鏡及檢偏器設(shè)置成交叉尼科耳棱鏡狀，因而在飽和電壓V1(A點)上之透射率的值為最小。另一方面，當(dāng)將起偏鏡及檢偏器設(shè)置成平行尼科耳棱鏡狀時，則飽和電壓之透射率有最大值。在上述二種情況中，液晶單元之透射率都在飽和電壓附近達到飽和。對B點來說，如圖2所示，它在交叉尼科耳棱鏡狀時有最大的透射率。而當(dāng)尼科耳鏡在平行狀時則其透射率為最小。在當(dāng)前例子中我們使用極值這個字來表示最大值或最小值。在最大電壓時獲得的極值稱為第一極值，而在第二大的電壓時獲得的極值則稱為第二極值，依此類推。
圖2所示為V—T特性，它是由常規(guī)光線與非常光線之間的干涉現(xiàn)象中產(chǎn)生的。一種稱為電控雙折射模式(以后稱ECB)是眾所周知的，它是一種典型的顯示模式，它利用了入射光的常規(guī)光線與非常光線之間的干涉。下面則是均質(zhì)ECB模式的功能原理。通過起偏鏡的一束射入液晶單元28的入射光具有一定的偏振方向。當(dāng)起偏后的光束通過液晶單元28時，在起偏光束的常規(guī)光線和非常光線之間產(chǎn)生一個延遲(d×△n)。因此，起偏光束之偏振方向隨著通過液晶單元28而發(fā)生改變。檢器器26可以讓一束具有特定偏振方向的光束通過。
因而，液晶層24的延遲及起偏鏡25與檢偏器26之間位置排列就可以決定入射光束之透射率。假定液晶層24的厚度為d；而△n則是光規(guī)折射率(n。)與非常折射率之差，它是由液晶層24的折射率的各向異性所產(chǎn)生的；而液晶層24的延遲則是乘積d×△n。而光響應(yīng)則是由于使用電子改變液晶層24之延遲(通過不同的光通路)而獲得的。如圖3A至3C所示，通過施加在液晶單元28上的電壓E可以將處于相同方向狀態(tài)的二塊基底23之間的液晶分子29升高。由于在液晶分子29按某角度射入時液晶層的視雙折射△n改變了，于是延遲(d×△n)也隨之改變。
圖3A，3B和3C是方案圖，它們說明了液晶分子29的方向狀態(tài)和在各個方向狀態(tài)下液晶分子29改變方向的能量。它們就像彈簧的延伸那樣。這三幅圖分別表示了加載電壓小于閥值的情況；加了一個中間電壓時的情況；和加了一個接近飽和電壓的電壓時的情況。由于帶有正電介質(zhì)各向異性的液晶分子29具有一種性質(zhì)，它可以將所加載的電壓方向排成平行的，這樣就如圖3A至3C所示的那樣液晶分子29的方向的變化是由加載在液晶單元28上之電壓的強度而定的。而液晶層24的視雙折射是隨著液晶分子29對應(yīng)于入射光的方向的改變而變化的。該現(xiàn)象可參考圖4A至4C加以說明。
在圖4A至4C中，一個橢球面表示了液晶分子的折射率橢球面，軸M是液晶分子的分子長軸。在液晶分子的分子長軸方向有電場振動的光的折射率表示成 ，而在與液晶分子的分子長軸成垂直方向有電場振動的光的折射率表示成n。在圖4B中，Z軸表示入射光的傳播方向而x軸和y軸則表示了入射光振動的電場方向。如圖4B中所示，若入射光的傳播方向與液晶分子之分子長軸M不平行，則具有電場振動的非常光線的折射率ne(θ)會在包括M軸在內(nèi)的那個平面中從M軸出發(fā)方向傾斜θ(圖4B中是x軸方向)，同時x軸依賴于θ由公式(1)給出。圖4C畫出了圖4B的X—Z平面中ne(θ)，n和 之間的相互關(guān)系。另一方面，如公式(2)所表示的那樣，在y軸向有電場振動的常規(guī)光線的折射率no(θ)與θ無關(guān)且等于n。因而，如公式(3)所示視雙折射△n(θ)是依賴于θ的。所以，液晶層的雙折射是因入射光與液晶分子之傾向的方向之間的關(guān)系而變化的。ne(θ)=ne1=n⊥1-{1-(n⊥n″))2}Cos2θ----(1)]]>no(θ)＝no＝n(2)Δn(θ)=ne,-no={11-{1-(n⊥n″)2}Cos2θ-1}n⊥----(3)]]> 分子長軸方向折射率n分子短軸方向折射率ne非常折射率
no常規(guī)折射率在圖5中，光線按Z軸方向傳播并依次通過起偏鏡25，液晶層24和檢偏器26。一條通過起偏鏡25同時又是射到液晶層24的光線Ii僅有一個與起偏鏡25的偏振軸30平行方向發(fā)生振動的電場Ei。液晶層24中液晶分子的導(dǎo)向器方向與圖5的X軸方向相同。液晶層24對于具有平行于X軸方向的電場的光線的折射率用ne來表示，而液晶層24對于與y軸方向平行的電場的光線的折射率則用no表示。在二個分量Le和Lo間會發(fā)生相位差△n·d，這兩個元件具有與入射光Ii的x軸和y軸相平行的電場，且Ii是透過厚度為d，雙折射為△n＝ne—no。的液晶層24的。換言之，光線的偏振方向發(fā)生了變化。具有平行于檢偏器26的偏振軸的電場Eo的光分量通過了檢偏器26。
進而，如果我們將起偏鏡25的偏振軸30設(shè)置成與液晶分子29的導(dǎo)向器方向成45°角同時將檢偏器26的檢偏軸31設(shè)置成與起偏鏡25(按交叉尼科耳棱鏡狀態(tài))的偏振軸30相垂直，則下面關(guān)于延遲(d×△n)和輸出光強度Io之間的表達式成立Io＝Ii·Sin2(△n·dπ/λ)(4)其中Io輸出光強度Ii 入射光強度△n·d延遲λ入射光之波長圖6表示了由上述表達式求得的特性曲線，由圖6可知，為了獲取輸出光強度Io的最大開/關(guān)比，入射光之波長λ至少需要λ/2的延遲。
在圖7中，示出了三種V—T特性。即第一種情況d×△n＜λ/2；第二種情況d×△n＝λ/2；第三種情況d×△n＜λ/2。如圖7所示，在第一種情況時，得不到充分的開/關(guān)比。而第二種情況，只能得到與利用接近閥值的電壓，比如傳統(tǒng)上使用的TN—型液晶裝置，顯示模式相同的V—T特性。因而，第三種情況是最為合適的。由此可見，即加載電壓的變化甚小發(fā)射光強度的變化也可能很大。
如上所述，圖2畫出的便是有合適的延遲(d×△n)的ECB模式液晶顯示21的V—T特性。在這種情況下，如圖8所示，起偏鏡25的偏振軸30與液晶層24的液晶分子的導(dǎo)向器方向成45°角，同時檢偏器26的檢偏方向31被置成與起偏鏡25(交叉尼科耳棱鏡狀態(tài))的偏振軸30垂直。如果偏振軸30被置成與檢偏軸31(平行尼科耳棱鏡狀態(tài))相平行，則圖2特性的透射率的變化正好相反。
下面介紹的是提高液晶顯示響應(yīng)速度的方法。如圖3所示，提高液晶分子29相當(dāng)于將彈簧伸展開來。正常的情況，拉長彈簧的速度與拉彈簧的拉力的大小有關(guān)。對彈簧的拉力就相當(dāng)于液晶分子29的電場。因而，提高加載電壓E而提高液晶分子29的提升的響應(yīng)速度(提升速度)。然而要提高釋放液晶分子29的速度(衰減速度)卻不是件容易的事。方向發(fā)生改變的液晶分子29的釋放時間相當(dāng)于將拉長的彈簧恢復(fù)原樣所需的時間。由于彈簧恢復(fù)的初始速度與被拉彈簧的潛在能量有關(guān)，則被拉得最足的(滿程)彈簧當(dāng)然可以獲得最高的速度，因為它有最大的潛能。然而，彈簧被滿拉足時，其距離自然也是最長的。因而，當(dāng)衰減時被滿拉的彈簧未必具有最高的響應(yīng)速度。對方向發(fā)生改變的液晶分子也有相類似的情況，因此容易理解下面的情況。在上面提到的V—T特性的模0情況時，一且關(guān)掉加載電壓便可獲得最高的響應(yīng)速度。然而，模0在液晶分子的方向與其初始方向相差的程度最大。因此，雖然我們可以使用諸如TN—型LCD接近閥值的電壓的顯示模式以達到最高初始衰減速度，但是衰減時的總體響應(yīng)速度是很慢的。
另一方面，為了使用諸如ECB模裝置的液晶分子雙折射的液晶裝置優(yōu)先轉(zhuǎn)換開/關(guān)狀態(tài)，只須按至少半波長的液晶分子的方向改變在延遲上作修改(△n·d△n＝液晶折射率各向異性，d＝單元間隙)。因而，若△n·d/λ＞1/2滿足，則就不必從模0開始釋放至初態(tài)。即，釋放至初始方向狀態(tài)并不要求方向變化。尤其是在如圖7的第三種情況所表示的曲線中所示，如果液晶層的△n很大且滿足△n·d＞3λ/2，那么即使液晶分子的方向變化很小也可以在光學(xué)上得到足夠的對比度。這就導(dǎo)致了最高的響應(yīng)速度。
如上所述，對于透射液晶裝置，通過將液晶層的延遲(d×△n)設(shè)置成滿足關(guān)系。
d×△n＞λ/2則可得到高對比度和高響應(yīng)速度。而對于一個反射液晶裝置，入射光連續(xù)通過液晶層二次而不通過偏振元，則為了要獲得高對比度及高響應(yīng)速度其關(guān)系可表示成2d×△n＞λ/2若將本例改為反射液晶顯示裝置，其入射光是在二次通過液晶層后從檢偏光中輸出。而由光路引起的延遲同在傳遞液晶裝置時液晶單元之厚度加倍后引起的延遲是一樣的。因而，下面關(guān)于延遲(d×△n)和輸出光強度Io之間的關(guān)系成立。
Io＝IiSin2(△n·2dπ/λ)(5)這里，輸出光強度對透射裝置來說便是傳輸光強度，而對反射裝置來說便是反射光強度。在圖2和圖7中畫出的電壓—透射率特性也可稱為是電壓—輸出光強度特性，因而也包括了光學(xué)等價電壓—反射率特性。
對反射液晶裝置，相應(yīng)于圖7的那些分別是情況1d×△n＜λ/4；情況2 d×△n＝λ/4及情況3d×△n＞λ/4。
如上所述，可以按現(xiàn)場序列尋址的方法對像素施加電壓來驅(qū)動具有足夠延遲的液晶裝置，這樣就可以對相應(yīng)于V—T特性中光透射率的極值(最大值或最小值)施加最大電壓和高于最高電壓的飽和電壓以控制光學(xué)開/關(guān)狀態(tài)。如若滿足△n·d＞λ，最好是△n·d＞3λ/2并且在V—T特性中獲得許多極值，則只須得到足夠的響應(yīng)速度，開/關(guān)控制便可在第一極值與第二極值之間完成。
利用方向大變化狀態(tài)(模0)按本例液晶裝置可以提供高響應(yīng)速度和高對比度?？偸窍Ｍ忭憫?yīng)的上升時間和下降時間要小于顯示時間的五分之一。
圖9為一截面圖，畫出了按本發(fā)明第二例液晶顯示裝置40的結(jié)構(gòu)圖。液晶顯示裝置40包括一個具有一對基底45a和45b的液晶單元45，一個在基底45a和45b之間的液晶層44。在液晶單元45的二邊有起偏鏡47和檢偏器48。一個驅(qū)動電壓源46，它對液晶單元45提供驅(qū)動電壓。
在本例中，驅(qū)動電壓源46提供驅(qū)動電源波形，為了獲得預(yù)定的輸出光強度(透射或反射的)要將信號電壓施加到液晶單元45；但在施加該電壓之前須先將由驅(qū)動電壓源46提供的驅(qū)動電壓波形施加上去作為首次初電壓，其絕對值要大于信號電壓的絕對值。
下面將討論液晶單元45的構(gòu)造方法。在一塊玻璃基襯上(商標(biāo)名7059，由Corning公司制造)使用崩解法制一ITO薄膜42a，該膜厚度在0.1至1.1μm之間。41a的厚度為1.1mm。用照相平版印刷技術(shù)將基襯47a上的ITO膜42a腐蝕出一個電極，其形狀可自定(如文字，圖象，方陣或其它等等)。在另一塊玻璃基襯41b上按相同方法在整個表面上制作出另一膜42b以形成一個相反的電極。在基襯45a和45的表面形成校準(zhǔn)膜43a和43b(商標(biāo)名OptomerAL4552，日本合成橡膠公司制造)。加熱到230℃硬化成型后，校準(zhǔn)膜43a和43b須經(jīng)磨研處理，這樣在將41a和41b二塊基襯裝上而制成液晶單元45的磨研方向是逆平行的。
校準(zhǔn)處理后，通過掩膜印刷法使用粘膠材料制成液晶封裝層(未畫出)，在該材料中將直徑為4.5μm的玻璃纖維混合起來。然后，用液晶封裝層加上直徑為4μm玻璃熔珠襯墊放在二層中間將基襯45a和45b相互膠起來。再用真空注入法將液晶材料注入到45a和45b之間的空隙中去這樣就得到液晶層44。參考數(shù)字49表示了液晶層44中液晶分子的導(dǎo)向器方向。本例中采用的液晶材料是BL035(由Merck&有限公司制造△n＝0.267)，其它液晶材料也可以使用的。
圖10A和10B分別畫出了僅施加信號電壓Von時的光響應(yīng)特性和施加驅(qū)動電壓波形時的光響應(yīng)特性。圖10A畫出了施加階梯電壓的信號電壓Von＝3V，圖10B畫出了依次先加首次初電壓VH再加信號電壓Von。在本實驗中，對光響應(yīng)的測量是按下列條件進行的首次初電壓VH＝20V；首次初電壓的時間寬度TH為VH＝0.25ms，信號電壓時間寬度Ton為Von＝4.75ms。于是，從圖10A中可見，在單施加信號電壓時液晶顯示裝置并未充分的響應(yīng)。即，響應(yīng)速度還不夠快以致透射率未到達期望值(35％)。然而，若將首次電壓VH和信號電壓Von如圖10B那樣都加上去，則可以獲得足夠高的響應(yīng)。
在這種情況下，施加首次初電壓VH所需要的時間寬度TH要短于施加作為顯示信號的信號電壓所需的時間寬度。施加首次初電壓的時間寬度最好能小于信號電壓Von時間寬度的五分之一。
雖然本例中所采用的液晶顯示模是均質(zhì)ECB模，但是也可以使用諸如超熱向列晶(STN)之類的雙折射作為顯示模式。也可以使用斜向蒸發(fā)沉淀法和磨研法作為校準(zhǔn)控制法。在本例中二塊基襯雖然都是用玻璃基材，但是事實上其中一塊可以使用不透明的基襯如反射裝置中的半導(dǎo)體基襯。
本例中，在施加信號電壓Von和施加絕對值大于信號電壓的首次初電壓VH之間施加一個絕對值小于信號電壓Von的第二初電壓VL。
圖11A和11B分別作了這樣的比較，即在首次初電壓VH和信號電壓Von之間存在一個第二初電壓時的光響應(yīng)特性和首次初電壓VH和信號電壓Von之間不存在一個第二初電壓時的光響應(yīng)特性之間的比較，比較的方法是使用相似于按第二例實現(xiàn)的液晶單元45的液晶單元。圖11A說明的是不加第二初電壓VL的情況，而11B是說明加第二初電壓VL時的情況。在本實驗中，光響應(yīng)特性的測量是按下列條件進行的首次初電壓VH＝20V；第二初電壓VL＝0V；信號電壓Von＝3V；首次初電壓的時間寬度TH為VH＝0.25ms二次初電壓的時間寬度TL為VL＝0.25ms；以及信號電壓時間寬度Ton為Von＝4.5ms。于是，如圖11A和11B所示，在施加首次初電壓VH和信號電壓Von的時間中留出一個空間施加第二初電壓可以消除先響應(yīng)特性波形中之失真。
如上所述，如果在為求得組成液晶顯示的各像素的預(yù)定透射率及反射率而施加的信號電壓Von之前先加一個絕對值至少大于信號電壓Von的首次初電壓，再加一個絕對值至少小于信號電壓Von的第二初電壓，這樣可以提高光響應(yīng)速度。
在此情況下，加首次初電壓VH所需的時間寬度TH和加第二初電壓VL所需的時間寬度TL必須分別均小于加顯示信號用的信號電壓Von時間需要的時間寬度Von，施加首次初電壓VH和二次初電壓VL所需用的時間寬度和即TH和TL最好是小于信號電壓Von的時間寬度的五分之一。
在上述第三例中，顯示是按下述方式完成的。如圖12所示，利用具有滿足條件d×△n＜λ/2或2d×△n＜λ/2的液晶在進行顯示前首次初電壓VH應(yīng)該連續(xù)地施加以將分子方向改變?yōu)槟?。然后通過第二初電壓VL將液晶分子釋放出來，這個第二初電壓VL應(yīng)小于施加首次初電壓VH后在V—T特性中第一次遇到的峰值。再后，就通過施加信號電壓Von來完成顯示。此時，由于為了使液晶分子的方向狀態(tài)處于模0作為光學(xué)響應(yīng)就需要加首次初電壓VH。電壓V最好要高于V—T特性中的飽和電壓V1。如前所述，考慮到液晶分子的方向改變速度是隨著所加電壓的提高而提高，因此當(dāng)首次初電壓VH≥V1時，液晶分子方向就會高速轉(zhuǎn)向模0。由于液晶分子的電勢差很大因此在第二初電壓VL接近0V的釋放速度就提高了。又由于首次和第二初電壓VH和VL并非用來顯示圖象的，則如果TH＋TL(這是施加初電壓的時間總和)未必很長時顯示質(zhì)量就會下降。然而，通過實驗發(fā)明者可以肯定以下的事實鑒于響應(yīng)特性及液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量本身，如果施加電壓時間寬度T\－H＋TL的最大值在一場中小于顯示信號用的時間寬度Ton的五分之一，那么就不會在觀察上有明顯的顯示質(zhì)量下降的問題。考慮到最小值，由于希望施加首次和第二初電壓的時間應(yīng)在如上所述的那樣液晶分子中的方向改變能很快轉(zhuǎn)換的時刻，因此最好對類似液晶材料之粘性、彈性等物理常數(shù)先作一些優(yōu)化。
雖然在本例中所采用的液晶顯示模式是均質(zhì)ECB模式，但也可以使用諸如STN之類的雙折射作為顯示模式。也可以使用斜向蒸發(fā)沉淀法和磨研法作為校準(zhǔn)控制法。在本例中雖然二塊基襯都是使用玻璃的，但是其中一塊可以使用不透明的基襯如反射裝置中的半導(dǎo)體基襯。
在第四例中討論了可以使用低電壓驅(qū)動的液晶單元。在圖2所示之圖中，由于模0的透射率并未達到完全飽和，因而透射率也未達到最小值，這樣也就無法獲得足夠高的對比度。又由于同厚層方向的液晶層中間的大量液晶分子相比，在基襯表面上的液晶分子受到了很強的固定作用的影響，因此除非使用極高的電壓否則在基襯表面的液晶分子的方向是不會改變的。所以如圖3c所示，雖有大量液晶分子上升了，但是基襯表面上的液晶分子始終保持其初始的方向狀態(tài)。在此情況時，由于表面液晶分子的延遲保持不變因而發(fā)生了光泄漏。為了獲得模0時的約為0％的透射率就需要一個極高的電壓(幾十伏以上的電壓)。但是事實使用這樣高的電壓進行顯示的方法是不可取的，這是因為這個驅(qū)動電壓會使開/關(guān)控制的電壓比提高。
圖13展示了一個液晶裝置結(jié)構(gòu)的例子，它可以解決上述遇到的問題。下面就是解決該問題的方法。在顯示圖象驅(qū)動一面上的液晶單元51與補償一面上的等效液晶單元52是相互重迭的，這樣磨研方向(液晶分子導(dǎo)向器方向)在圖13中的53a與53b就呈相互垂直的狀態(tài)。在驅(qū)動面上的液晶單元51的延遲由補償面上的液晶單元52的延遲所補償。在本例中，參考數(shù)字54與56分別表示起偏鏡55的偏振軸和檢偏器57的檢偏軸。
參考圖14，下面來敘述采用襯償方法的例4。驅(qū)動面上的液晶單元51是按下列方法獲得的?；r51a是用下面方法得到即使用崩解法在一塊厚度為1.1mm的玻璃基底61a(商標(biāo)名7059Corning公司制造)上形成一個厚度為0.1到1.1μm的ITO膜62a。利用平面照相印刷技術(shù)對玻璃基底61a上的ITO膜62a腐蝕出一條狀電極。然后將液晶校準(zhǔn)膜63a和63b(商標(biāo)名Optomer AL4552，日本合成橡膠公司生產(chǎn))加上去以形成51a基襯，而且一塊基襯51b也可以用相同方法形成不過它是在玻璃基襯61b上由ITO膜62b形成的條狀電極。在加熱硬化至230℃后，51a和51b二塊基襯還須經(jīng)磨研處理，這樣在二塊基襯51a和51b相互結(jié)合時磨研方向就成為逆平行的。
在作校準(zhǔn)處理后，通過掩膜印刷法使用粘膠材料制成液晶封裝層(未畫出)。在該材料中將直徑為4.5μm的玻璃纖維混合起來。然后通過液晶封裝層并將直徑為4μm的玻璃熔珠放在二層中間作為襯墊，再將基襯51a和51b膠起來。將基襯51a和51b按如下方式結(jié)合起來，即二者電極要相互垂直而二者磨研方向須相互逆平行。液晶單元51重迭部分起著像素件用。用真空注入的方法在基襯51a和51b中間注入液晶材料這樣就得到了液晶層64。本例中使用的液晶材料是BL035(由Merck&有限公司生產(chǎn)，△n＝0.267)。
液晶單元52的制作方法與液晶單元51相同。然而，在玻璃基襯16a和161b上形成的ITO膜162a和162b并未腐蝕成條形電極?；r52a和52b的表面分別由校準(zhǔn)膜163a和163b復(fù)蓋。三明治式的夾在二塊基襯52a和52b中間的液晶層164要作調(diào)整，這樣165的方向可與液晶層64的導(dǎo)向器65的方向垂直。
液晶單元51包括帶有某種形狀的電極ITO膜62a和62b一起稱為驅(qū)動液晶單元51，同時其它部分稱為補償液晶單元52。液晶單元51與52相互重迭，這樣液晶分子的導(dǎo)向器65和165就相互垂直。然后，使用與絕緣基襯161b和161a有相同折射率與光譜特性的粘性樹脂66將液晶單元51和52膠合起來。在結(jié)合后的液晶單元的兩邊要安上起偏鏡67和檢偏器68。
圖15顯示了液晶裝置60的電壓一光透射率特性。加在補償液晶單元52上的電壓是電壓V1c(以后用C表示偽模0)。在這個電壓下在具有驅(qū)動液晶單元51和補償液晶單元52的液晶裝置60的V—T特性中透射率為最小。偽模0相應(yīng)于模0，由于補償液晶單元52的緣故它移到了低電壓一邊。D點表示透射率最大的第一峰值。
圖16A和16B分別表示了使用補償液晶單元52時光響應(yīng)特性和驅(qū)動電壓波形及不使用補償液晶單元52時的光響應(yīng)特性和驅(qū)動電壓波形。在本例中，圖16A中的透射率的測量按如下條件進行首次初電壓VH＝20V；二次初電壓VL＝OV；信號電壓為Von＝3V。圖16B中的透射率的測量按如下條件進行首次初電壓VH＝6V；二次初電壓VL＝OV；以及信號電壓Von＝2.4V。再者，二個測量都須在如下條件下進行首次初電壓時間寬度TH為VH＝0.25ms；二次初電壓施加的時間寬度TL為VL＝，25ms；信號電壓的施加時間寬度Ton為Von＝4.5ms。
因而，如圖16A和16B所示用提供補償液晶單元52作為延遲補償?shù)姆椒ㄑa償液晶單元51的延遲。這樣即使用較低的驅(qū)動電壓也可獲得同樣的光響應(yīng)。
在本例中，雖然驅(qū)動液晶單元51的二個基襯都作用玻璃基襯61a和61b，但是玻璃基襯61a也可以使用諸如反射裝置的硅片之類的不透明的基襯。雖然在本例中液晶顯示裝置60的顯示模式是均質(zhì)ECB模，但是也可使用諸如STN模式的雙折射作為顯示模式。校準(zhǔn)控制方法也可使用斜向蒸發(fā)沉淀法和磨研方法等。另外，本例中的襯償液晶單元52的制作雖然使用與液晶單元51制作相同的條件，但是也可以使用單軸向膜或雙軸向膜作為相位板。相位板之延遲最好是等于模式C時驅(qū)動液晶單元的延遲。
作為例5，參考圖17，18和19，我們將描述一種特殊的驅(qū)動方法，這種方法是鑒于本發(fā)明的驅(qū)動電壓波形在使用活性矩陣方法的均質(zhì)EBL的情況下進行的。
圖17表示了在本例中作為活性元素的TFT的制作過程，圖18是本例中液晶顯示單元180的截面圖。圖19則是本例中液晶顯示單元180的一個活性矩陣基襯180a的平面圖。從圖17至19可知，在第S1步，在玻璃制成的絕緣基襯71上使用崩解法形成一個厚度為300nm的鉭金屬層。然后，采用平面照相印刷技術(shù)及腐蝕過程在金屬層上畫出圖形以形成一個柵極總線72和柵極73。接著第S2步，采用等離子體化學(xué)蒸發(fā)沉淀方法形成一個厚度為400mm由SiNx制成的柵極絕緣膜74。在第S3步，同樣采用等離子體化學(xué)蒸化沉淀法依次先形成一個厚度為100nm的a—硅層作為半導(dǎo)體層75，再形成一個厚度為40nm的a—硅層作為接觸層76。于是n+一型a—硅層和a—硅層的圖形就完成了，因而接觸層76和半導(dǎo)體層75也形成了。在第S4步，采用崩解法形成一個厚度為200nm的鉬金屬層。接著在鉬金屬層上作為圖形這樣也就形成了源電極77，漏電極78和源總線79。漏電極78同一個像素電極88相連。作為信號線，源總線79連到源電極77，該電極作為TFT80的輸入端。通過上述過程便可獲得帶有TFT80的活性矩陣基襯180a。
下面將描述使用活性矩陣180a制造液晶顯示單元180的方法。在厚度為1.1mm的玻璃基襯81上采用崩解法(商標(biāo)名7059，Corning公司生產(chǎn))形成一個厚度為0.1至1μm的ITO膜82從而獲得了反基襯180b。對ITO膜82作圖形以形成多個條狀反電極。使用液晶校準(zhǔn)膜83(商標(biāo)名Optomer AL4552，日本合成橡膠公司制造)以復(fù)蓋基襯180a和180b。接著將基襯180a和180b加熱硬化至230℃。基襯180a和180b還須經(jīng)磨研處理，這樣在將基襯180a和180b膠合時磨研方向就會成相互逆平行。用厚度為4.5μm由玻璃纖維混合而成的粘性封裝材料經(jīng)掩膜印刷方法形成液晶封裝層(未畫出)。用液晶封裝層將二塊基襯180a與180b相互膠合起來，在中間放入一厚度為4μm為玻璃珠墊片(未畫出)。180a和180b二塊基襯結(jié)合這樣條狀電極就與門總線72相平行并且與像素電極88相合迭。接著用真空注入法在二塊基襯180a和180b中注入液晶材料。本例所用的液晶為BL035(由Merck&公司制造，△n＝0.267)。
在按上述方法制造出的液晶顯示單元180的受光面上形成起偏鏡85。在液晶顯示單元180的光輸出面上依次提供相位極8b和檢偏器87。
下面將說明使用本發(fā)明的中的驅(qū)動電壓波形來驅(qū)動一個活性矩陣液晶顯示裝置190(下面稱為AM—LCD)的驅(qū)動方法。圖20是按本例設(shè)計的AM—LCD的整體結(jié)構(gòu)。如圖20所示，AM—LCD190包括活性矩陣液晶單元180，一個柵極驅(qū)動電路91，源驅(qū)動電路92和一個反電極驅(qū)動電路93。柵極驅(qū)動電路91和源驅(qū)動電路92使用線序?qū)ぶ贩▉眚?qū)動活動矩陣液晶單元180?；钚跃仃囈壕卧?80之反基襯180b有多個條狀反電極94，它們排成與柵極總線72相平行。因而，就有可能通過用將門電壓加到相應(yīng)門總線72的時好的同步線把反電壓加到反電極上去。反電壓是由驅(qū)動電路93的反電極供給。
圖21A到21C是本發(fā)明驅(qū)動電壓波形的時間圖。圖21A、21B和21C顯示了柵極電壓191，反電壓193和源電壓192。圖21C中所示是在圖21A中所示的柵極電壓191打開TFT的柵極時通過源電極將源電壓192加到像素電極的情況。源電壓192對應(yīng)于信號電壓Von。圖21B所示乃是當(dāng)TFT的柵極打開時施加反電壓193的情況，反電壓193是在通過源電極施加源電壓192之前加到反電極上去的一個脈沖電壓。反電壓193對應(yīng)于首次初電壓VH。這里在加首次初電壓VH(圖21B中的193)與信號電壓Von(在圖21C中為192)之間有一段不加電壓的空隙時間，這個時間寬度正好對應(yīng)于二次初電壓的的施加時間寬度。
圖22A和22B說明了利用本發(fā)明的驅(qū)動方法來驅(qū)動活性矩陣液晶單元的情況，該液晶單元是按圖17中所示的TFT的操作過程而獲得的。圖22A為驅(qū)動波形。驅(qū)動電壓是加到一個像素上的電壓，它是源電壓(一個信號電壓)和一個反電壓之差。圖22B為光響特性。在圖22A中，按下面的條件信號電壓改為6V、5V、4V、3V、2.4V首次初電壓VH＝10V；二次初電壓VL＝0V；為防止液晶材料之質(zhì)量變差在每一根中把所加的電壓極性取反。如上所述，通過運用了本發(fā)明的驅(qū)動方法而獲得液晶顯示裝置，該裝置具有高速響應(yīng)和半調(diào)顯示之功能。
雖然在圖22A和22B所顯示的是應(yīng)用幀逆反驅(qū)動法的顯示特性，但是事實上上述方法并不限于幀逆反驅(qū)動法·只須加到液晶材料上的電壓不以直流分量作為整個驅(qū)動電壓。雖然首次初電壓VH之極性在一視場中與信號電壓Von的極性相同，但是首次初電壓VH之極性也可取反。即首次初電壓VH極性也可同前一次施加的信號電壓的極性相同，這一點在圖23已示出。
在本例中，雖然使用TFT為開關(guān)元件，但是金屬—絕緣—金屬(MIM)元素也是可以使用的。對于在其上面形成TFT的基襯來說，作為反射也可以使諸如硅基襯這樣的不透明的基襯。雖然在本例中使用的液晶顯示裝置的顯示模式是均質(zhì)ECB模式，然而，我們也可以使用像STN模式那樣的雙折射。斜向蒸發(fā)沉淀方法和磨研也都可用作校準(zhǔn)控制方法。另外，雖然將與驅(qū)動用的液晶單元相似的液晶單元用來作為補償驅(qū)動液晶單元的延遲的雙折射材料，但是也可以用有相位差或有相同效果的膜。
作為第六個例子，我們下面介紹一下用硅單晶基襯作為背面基襯的液晶顯示裝置。在本例中，在單晶硅中形成一個用作驅(qū)動像素電極的開關(guān)晶體管。由于單晶硅的滲透率很高(約1500cm·v-1·S-1，它的TFT比起非晶薄膜和多晶硅的TFT好得多。它們組成的各種晶體管的性能在表中示出表1 由表1可知，若使用單晶硅制成晶體管，則可以得到電流驅(qū)動能力高、電流開關(guān)比大的開關(guān)元件。
如上所述，在單晶硅層中制成的晶體管運算速度就很高。因而，本發(fā)明可以提供高速響應(yīng)和灰度顯示，且按本發(fā)明將向列液晶驅(qū)動法和在單晶硅中形成之TFT結(jié)合起來便可十分容易地實現(xiàn)由視場序列彩色混合法驅(qū)動的彩色顯示。
下面要介紹在活性矩陣液晶顯示裝置中如何保持信號電壓穩(wěn)定性的問題。
在圖24A和24B中，畫出了彩色液晶顯示的單元像素區(qū)的一個電路結(jié)構(gòu)。圖24A為平面圖而圖24B則是圖24A中沿著直線W—W’而作出的截面剖視圖。如圖24A和24B中所示那樣，在一個由P一型單晶硅制成的基襯101上形成一個NMOS開關(guān)電路。在此裝置中，二個晶體管，即第一晶體管Q1和第二晶體管Q2都是在單元像素區(qū)中形成的。晶體管Q1和Q2分別有源Q1s和Q2s以及漏Q1d和Q2d作為在P—型單晶硅中的N—型擴散層102。晶體管Q1和Q2的柵極Q1g和Q2g完全由柵極絕緣層103所復(fù)蓋。在本例中，柵極1g和Q2g是使用多晶硅而柵極絕緣層103則是使用硅氧化膜。晶體管Q1和Q2由視場硅氧化膜104和基襯101上的鋁電極105將它們相互分隔開來。在單位像素區(qū)中還提供了一個存貯電容Cs。這個存貯電容Cs是這樣形成的即在第二晶體管Q2邊上的視場氧化膜104中形成了鋁電極115，與鋁電極115位置相應(yīng)的硅層中形成了N—型擴散層102，再在它們中間安置視場硅氧化膜104這樣就形成電容Cs。
在基襯101的表面上還形成一保護層106，這樣就復(fù)蓋了柵極氧化膜(包括柵極)103，復(fù)蓋了視場氧化膜104，復(fù)蓋了鋁電極105以及鋁線。使用保護層106是為了保護基襯101上形成的NMOS電路。
保護層106在下面的位置上有一貫穿整個的直穿的孔110，這個位置是在視場氧化膜104上形成的處于晶體管Q2和在它旁邊形成的視場硅氧化膜104之間所形成的鋁電極105。
在每個像素電極區(qū)形成一個像素電極，這樣可以復(fù)蓋保護膜106上的預(yù)置的區(qū)域。像素電極111通過直穿孔110與下層的鋁電極105相連通，同時，通過鋁電極105與晶體管Q2的漏電極Q2d電氣地相連。
第一晶體Q1之柵極Q1g與掃描線112相連，而它的源電極Q1s同與掃描線112相交的信號線113相通。第一晶體管Q1之漏電極Q1a，第二晶體管Q2之第二柵極和存貯電容Cs之鋁電極115都與視場硅氧化膜104上形成的二用鋁電極相接。
在一玻璃基襯107的全反面上形成一透明反電極108，這種玻璃基襯107放在這里是為與主基襯101相對。為了復(fù)蓋電極108再形成一個校準(zhǔn)膜(未畫出)。
玻璃基襯107和主基襯101相對而立，在它們中用液晶層109封裝。玻璃基襯107是用作接受入射光一面的。在本例中，是用真空注入法將液晶BL035(MercK&公司生產(chǎn)△n＝0.267)注入到二個基襯101和107之間的形成液晶層109的。磨研處理在圖24A與24B中雖未曾畫出，但是它們是在液晶校準(zhǔn)膜上完成的，這樣液晶分子的方向是一致的。液晶層延遲的優(yōu)化程度按這種次序排列相位板和起偏鏡。
雖然在本例中液晶顯示模式是采用均質(zhì)ECB模式，但也可使用像STN那樣的雙折射模式。也可使用斜向蒸發(fā)沉淀法和磨研方法作為校準(zhǔn)控制的方法。進而，雖然這里是使用了類似驅(qū)動液晶單元的液晶單元作為補償驅(qū)動液晶單元的延遲補償，但是也可以使用有相位差或有相同效果的其它膜。
其次，下面要介紹按照例六和相同驅(qū)動方法的液晶顯示的驅(qū)動電路。
在圖25中畫出了按例六在圖24A和24B中所提出的用來驅(qū)動液晶單元的開關(guān)電路的等效電路。圖25給出了一個單位像素區(qū)的電路結(jié)構(gòu)圖。正如在圖25中所示的那樣，第一晶體管Q1與掃描線112和信號線113分別在掃描線112和信號線113的交叉點近旁相連。存貯電容Cs的一端與第二晶體管Q2之柵極Q2g與第一晶體管Q1之漏極Q1d相連接，而它的漏Q2d與像素電極111相連。第二晶體管Q2有這樣的性能，即柵極Q2g與漏極Q2d的電子勢能主要呈線性關(guān)系。由于第一晶體管Q1將數(shù)據(jù)信號提供給第二晶體管Q2，因此在關(guān)閉狀態(tài)時漏電量應(yīng)相當(dāng)小。存貯電容CS是用來保持第一晶體管Q1上的數(shù)據(jù)信號的。第二晶體管Q2是用來向液晶層109提供電壓的。由于電壓是通過第二晶體管Q2而直接施加到液晶層100上去的，因而第二晶體管之耐壓必須高于開關(guān)液晶層109時所需之電壓。
由上述結(jié)構(gòu)可見，當(dāng)數(shù)據(jù)信號輸入到信號線113、同時將掃描信號加到第一掃描線112、而打開了掃描線112上的像素電極區(qū)中的第一晶體Q1時，數(shù)據(jù)信號就連續(xù)地輸入到與第一掃描線112相連接的各個晶體管Q1上去。同時，數(shù)據(jù)信號又被保持在相應(yīng)的存貯電容Cs中。由于第二晶體管Q2的特性是能控制源電壓與掃描信號電壓呈線性關(guān)系，因此將與輸入到Q2g的數(shù)據(jù)信號電壓成正比的電壓輸入到液晶層109上去，該電壓把掃描信號電壓對應(yīng)到Q2g。輸入液晶層109的電壓是受到保存在存貯電容Cs中的電壓的控制的。因為保存在存貯電器Cs中之電壓一直可維持到下一場，所以在一場中加在液晶層109上的電壓是一個連續(xù)的常壓。即使第一晶體管Q1在關(guān)閉時，第二晶體管Q2仍在開狀態(tài)，它可以一直維持到下一次打開第一晶體管Q1的時刻。第二晶體管Q2不斷地將與數(shù)據(jù)信號電壓成正比的電壓從存貯電容Cs加到液晶層109上去。
按本例，就可以快速地對所有與多條掃描線相連的第一晶體作掃描，于是可以顯示整幅圖象。因而也可能在幾乎同時重寫整幅圖象。
如上所述，按照本例可以用硅基襯作為背面的基襯，而應(yīng)用由此種基襯制成的液晶顯示裝置后便可用視場序列尋址方法來驅(qū)動液晶裝置。因為入射光在通過偏振元件被輸出之前是二次通過了液晶層的，因而有必要對液晶單元的間隙(d)和折射率各向異性(△n)作一些調(diào)整以滿足下列條件△n·d＞λ/4(最好是△n·d＞3λ/4，這是高速響應(yīng)時所需之條件)。
在圖26A和26B中所示之光學(xué)系統(tǒng)中使用上述液晶裝置的場序列尋址方法驅(qū)動使能造出投射型液晶顯示裝置。下面就來介紹投射型液晶顯示裝置的顯示方法。
如圖26A和26B所示，由棱鏡122和123的斜面相合組成的分光棱鏡121在其反斜面124上將非經(jīng)偏振的光線分成一束S—偏振光120a和一束P—偏振光1 20b。S—偏振光束120a和P—偏振光束120b分別輸出到反射型液晶顯示元件125和反射型液晶顯示元件126上。另外，分光棱鏡121再將由反射型液晶顯示元件125反射回來的光束120a和由反射型液晶顯示元件126反射回來的光束120b傳輸出去。因此，偏振光束120a和120b結(jié)合起來輸出成為120C光束。而輸出光束120C通過投影鏡127投射到顯示屏幕128上去。
在圖26A所示之光學(xué)系統(tǒng)中，在圖26B的光源130前放置了光線選擇元件129，紫外光濾波器131和一個配有紅、綠、蘭彩色濾波器的轉(zhuǎn)盤132。參考數(shù)字133為鏡頭。
圖27(a)和27(b)分別為將數(shù)據(jù)寫入至二個液晶元件LC1和LC2(對應(yīng)于圖26A中的125和126)時的時標(biāo)圖。圖中的紅、綠和蘭表示寫入相應(yīng)彩色數(shù)據(jù)信號所需的時間寬度以及相應(yīng)于每一場的時間寬度。三場時間相應(yīng)于一個幀的時間。每個數(shù)據(jù)信號是交替地寫入LC1和LC2的。而從二個液晶元件LC1和LC2中的輸出光線是由圖27(C)中所示的時標(biāo)來選取的。液晶元件LC1和LC2的輸出光的強度隨著由圖27(d)所設(shè)計的時間的變化而變化。因而，在W2期間對應(yīng)于R，G和B的輸出光的強度分別達到了飽和強度，而在DR，DG和DB期間分別保持在飽和強度。因此，如圖27(e)所示，在圖26A中的120c的輸出光的強度的改變就是這樣的。輸出光的色彩是由調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤132的濾色鏡的施轉(zhuǎn)時間而獲得的，這樣就可對應(yīng)于前場期間寫在LC1中或?qū)懺贚C2中的數(shù)據(jù)信號。按此方式，便可以采用場序列尋址方法來驅(qū)動如圖26(a)中所示的投射型液晶顯示裝置。
分光的光學(xué)元件并非限定在使用分光棱鏡121。也可將多個二色性鏡組合起來使用，它們只要能將一個非經(jīng)偏振的光束分成S—偏振光和P—偏振光束，同時能輸出包括圖象信息在內(nèi)的反射偏振光束，它們是在校準(zhǔn)時由二個反射液晶顯示元件125和126反射過來的。作為光源可以準(zhǔn)備多個單色光源作為紅光束、綠光束和蘭光束同時選取光源使之與液晶顯示裝置的驅(qū)動時標(biāo)同步。
作為第七個例子，我們給出了由圖28所示的例6中具有單位像素區(qū)中結(jié)構(gòu)的另一個等效電路的例子。如圖28所示，數(shù)據(jù)信號是通過晶體管Tt1和Tr2分別加到第一保持電容CH11或第一保持電容CH12上。第一保持電容CH11的一個電極與第一保持電容CH12的一個電極同時與第二保持電容CH2的一個極相連，這個電容分別通過晶體管Tr3和Tr3后成二個第一電容的共用電容。按此方式；第一保持電容CH11和第一保持電容CH12在通過晶體管Tr3和Tr4分別直接連接到第二保持電容CH2時第一保持電容CH11和第一保持電容CH12的充電均分配到第二保持電容CH2上。因而，為了免受電壓降低的影響，必須調(diào)整時間使得晶體管Tr1至Tr4不至于在同時開啟并且還須使第二保持電容的容量比第一保持電容CH11和第一保持電容CH12的容量小。
第二保持電容CH2的一個電極和像素電容Cp的一個電極分別通過晶體管Tr6和Tr7與地線141相通。在圖28所示之電路結(jié)構(gòu)圖中第一保持電容CH11和第一保持電容CH12以及第二保持電容CH12的另一電極都同地線141相連，因此它們的參考電壓都是地電平。
第二電容CH2的一個電極同時又與晶體管Tr5的柵極相連，而晶體管Tr5的源端又與像素電容Cp的一電極相通。晶體管Tr5的漏極是與高壓線142相連且像素電層Cp的另一公共電極連接到公共線143，因此組成了帶電壓跟隨電路的緩沖放大電路。
由上述結(jié)構(gòu)可見，考慮到像素，當(dāng)?shù)谝粋€負掃描信號a1激活時，晶體管Tr1被打開，于是數(shù)據(jù)信號加到了第一保持電容CH11。接下來，激活了第二個負掃描信號A2，則晶體管Tr3打開于是充電分配到第二保持電容CH2上。當(dāng)激活第一正掃描信號b1時，晶體管Tr2被打開同時數(shù)據(jù)信號加到了第一保持電容CH12上。再接下來，當(dāng)?shù)诙€正掃描信號b2激活時，則晶體管Tr4就被打開且充電分配到第二保持電容CH2上。在激活第二個正掃描信號b2前，光激活一個刷新信號C1這樣就打開了晶體管Tr6和TrT，同時第二保持電容CH2和像素電容CP放電。然后晶體管Tr5從高壓線142處向像素電容CP供出電流，也即按第二保持電容CH2的電壓對像素CP進行充電。對像素電容CP充電是由晶體管Trs的閥值電壓決定充電進行到像素電容CP的電壓小于第二保持電容CH2的電壓時為止。因而，用補償由于漏電流而造成的充電可以維持像素電容Cp的電壓不變。在電路結(jié)構(gòu)中可見，在晶體管Trs和Tr4激活時，為保持電平而向第一保持電容充的電向第二保持電容放電。同時按照信號(充電)將電壓加到晶體管Tr5上，因此也就向液晶層提供了電壓。在例六中所示的投射型液晶顯示裝置的液晶顯示元件的背面基襯若使用硅基襯的話，那么場序列彩色混合法就更容易實現(xiàn)。
例2和例3中介紹的液晶顯示驅(qū)動波形在輸入刷新信號C1后加到液晶上。此刻，最好將第一初電壓VH和第二初電壓VL同時施加到各個像素電容上去以組成全幅畫出。同時從施加第二初電壓V2到施加顯示信號的信號電壓Von之間的時間間隔最好要小。在本例中，有可能將這個時間間隔做到接近為0，因而消除了顯示圖象的不平整之處。
雖然在本列中使用如圖28的電路結(jié)構(gòu)，事實上電路結(jié)構(gòu)可以變化只要獲得類似的功能即可。
如上所述，按照本發(fā)明是在場序列尋址方法中對各像素加上電壓以驅(qū)動液晶顯示裝置，這樣光開關(guān)就在d×△n＞λ/2的情況下，在V—T特性中的相應(yīng)于最大光透射率的電壓和相應(yīng)于最小光透射率的電壓之間進行，這里d是液晶層的厚度，△n是液晶層的雙折射而入為顯示光的波長。因而，雖然液晶分子的方向的改變較小。但是還是能獲得具有足夠高的響應(yīng)速度和足夠大的對比度的液晶顯示。
如果驅(qū)動電壓波形在將為獲得預(yù)定透射率或反射率所需的信號電壓加到像素上去之前，先將具有至少比信號電壓的絕電值大的第一初電壓加到像素上去，便可獲得足夠高的液晶顯示響應(yīng)。若在施加第一初電壓和施加信號時間間隔中施加第二初電壓，就可以消除光學(xué)響應(yīng)特性中的波形的變形。因而也就提高了光的響應(yīng)速度。
如果提供一個補償延遲的延遲補償裝置。該延遲是由常規(guī)元件和非常元件之間的液晶層和二個基襯中光通路的差而引起的，那么即使用較低的驅(qū)動電壓也會獲的同樣的光響應(yīng)特性。
另外，如果將硅單晶基襯用來作為液晶裝置的基襯且驅(qū)動像素的晶體管是在單晶硅上形成的話，那么由于單晶硅的滲透率很大故可獲得極佳的TFT，它遠比非晶態(tài)硅薄膜的TFT和多晶硅的TFT更好。
按上述的過程驅(qū)動的液晶裝置，我們也可獲得具有高速響應(yīng)的光調(diào)元件。投射型液晶顯示裝置之類的空間光調(diào)元件以及使用場序列尋址方法驅(qū)動的算術(shù)部件。例如，將CCD與一高速光調(diào)元件組合起來就可獲得一小型的高精度的CCD元件，這是因為紅、綠和蘭信號可以由CCD的一個像素檢測出來。
如上所述，由于可以制成具有高速響應(yīng)的液晶顯示和能顯示半調(diào)液晶顯示，也就可以獲得諸如能由場序列尋址法來驅(qū)動的彩色液晶顯示裝置的液晶裝置。另外，按本發(fā)明制造的液晶裝置也適用于將液晶裝置作為空間光調(diào)元件(這種元件經(jīng)常用在光計算系統(tǒng)中)的圖象輸入。
使用本發(fā)明所提供的思想和精神，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以很容易也很明確可作各種修改以適合不同場合。因而，本發(fā)明并不僅限于上述描述之內(nèi)，而包括在所附的權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種液晶裝置，其特征在于，包括一對基襯；在一對基襯中間的液晶層；至少一個偏振元件；多個像素；滿足下列關(guān)系的液晶層延遲(d×△n)；若入射光在通過液晶層一次以后即輸出時關(guān)系為d×△n＞λ/2若入射光在通過液晶層二次后才輸出的關(guān)系為2d×△n＞λ/2這里d為液晶層之厚度，△n為雙折射，而入則是液晶層上入射光的波長；以及將驅(qū)動電壓施加到多個像素上去的驅(qū)動電壓輸入裝置，該驅(qū)動電壓包括一個比像素的電壓—輸出光強度特性中輸出光強度達到極值時所需要的最大電壓還要高的電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于，其中驅(qū)動電壓輸入裝置運用場序列尋址法將驅(qū)動電壓輸入到各個像素上去。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶裝置，其特征在于，它包括在液晶層和偏振元件之間的延遲補償裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于，其中驅(qū)動電壓輸入裝置輸入一個比電壓一輸出光強度特性中輸出光強度達到極值時所需之最大電壓還要高的電壓，同時輸入一個介于比最大電壓還要高的電壓和最大電壓之間的電壓，因而可控制像素的輸出光強度。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于，其中在每一幀中，驅(qū)動電壓輸入裝置將驅(qū)動電壓取反。
6.如權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于，其中在對像素施加信號電壓之前，先由驅(qū)動電壓輸入裝置輸入一個第一初電壓，該初電壓的絕對值大于相應(yīng)于予定的輸出光強度時所需的那個電壓的值。
7.如權(quán)利要求6所述的液晶裝置，其特征在于，其中由驅(qū)動電壓輸入裝置在輸入一個相應(yīng)于予定的輸出光強度時的信號電壓之前且在輸入第一初電壓之后再輸入一個第二初電壓，該第二初電壓之絕對值要小于信號電壓的絕對值。
8.如權(quán)利要求6所述的液晶裝置，其特征在于，其中第一初電壓的絕對值是大于像素的電壓—輸出光強度特性中提供極值時所需的電壓的絕對值。
9.如權(quán)利要求6所述的液晶裝置，其特征在于，其中在信號電壓取最大值時輸出光強度是小于等于像素的電壓一輸出光強度特性中最大值的10％。
10.如權(quán)利要求7所述的液晶裝置，其特征在于，其中第二初電壓的絕對值是小于像素的電壓一輸出光強度特性中提供極值時所需要的電壓的絕對值。
11.如權(quán)利要求6所述的液晶裝置，其特征在于，其中施加第一初電壓的時間寬度小于等于施加信號電壓的時間寬度的五分之一。
12.如權(quán)利要求7所述的液晶裝置，其特征在于，其中施加第一初電壓的時間寬度和施加第二初電壓的時間寬度之總和小于等于施加信號電壓時間寬度的五分之一。
13.如權(quán)利要求6所述的液晶裝置，其特征在于，其中驅(qū)動電壓輸入裝置將第一初電壓同時施加在與每條掃描線相連的各像素上去。
14.如權(quán)利要求6所述的液晶裝置，其特征在于，其中驅(qū)動電壓輸入裝置將第一初電壓輸入到至少與一條掃描線相連的各像素上去。
15.如權(quán)利要求7所述的液晶裝置，其特征在于，其中驅(qū)動電壓輸入裝置將第一初電壓和第二初電壓輸入到與至少一條掃描線相連的各像素上去以作顯示用。
16.如權(quán)利要求6所述液晶裝置，其特征在于，其中第一初電壓之值對所有像素來說應(yīng)是相同的。
17.如權(quán)利要求7所述的液晶裝置，其特征在于，其中第一初電壓和第二初電壓中至少有一個值對各像素是相同的。
18.如權(quán)利要求3所述的液晶裝置，其特征在于，其中延遲補償裝置至少有一對基襯和在這對基襯中的第二液晶層，并且這第二液晶層的光電特性與液晶層的特性是完全相同的。
19.如權(quán)利要求3所述的液晶裝置，其特征在于，其中延遲補償裝置是從相位板和相位膜中選取出來的。
20.如權(quán)利要求19所述的液晶裝置，其特征在于，其中延遲補償裝置是從單軸向聚合膜和雙軸向膜中選取出來的。
21.如權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于，其中二塊基襯之一是用硅單晶基襯，并且硅單晶基襯有一個晶體管，它控制將電壓從驅(qū)動電壓輸入裝置輸入到多個像素上去。
22.一種投射型液晶顯示裝置，包括一個液晶元件，其特征在于，其中液晶元件包括一對基襯；在這對基襯中的液晶層；至少一個偏振元件；多個像素；滿足下列關(guān)系之一的液晶層延遲(d×△n)；若入射光在通過液晶層一次后輸出時關(guān)系式為d×△n＞λ/2如果入射光在通過液晶層二次后再輸出的其關(guān)系式為2d×△n＞λ/2這里d是液晶層的厚度，△n是雙折射，λ是液晶層上入射光的波長；以及將驅(qū)動電壓施加到多個像素上去的驅(qū)動電壓輸入裝置，該驅(qū)動電壓包括一個比像素的電壓—輸出光強度特性中輸出光強度達到極值時所需要的最大電壓要高的電壓。
23.一種驅(qū)動液晶裝置的方法，其特征在于，包括一對基襯；一個在這對基襯中的液晶層；至少一個偏振元件；多個像素和滿足下列關(guān)系之一的延遲(d×△n)若入射光在通過液晶層一次后即輸出時，關(guān)系式為d×△n＞λ/2若入射光在通過液晶層二次后才發(fā)出時，關(guān)系式為2d×△n＞λ/2；這里d是液晶層的厚度，△n是雙折射，λ是在液晶層上入射光的波長；其中所述方法包括下列步驟將驅(qū)動電壓施加到多個像素上去的驅(qū)動電壓輸入裝置，該驅(qū)動電壓包括一個比像素的電壓一輸出光強度特性中輸出光強度達到極值時所需要的最大電壓更高的電壓。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，其中驅(qū)動電壓輸入步驟包括用場序列尋址法將驅(qū)動電壓輸入到各像素上去。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，其中驅(qū)動電壓輸入步驟包括輸入一個比電壓—輸出光強度特性中輸出光強度達到極值時所需之最大電壓值還要高的電壓，并輸入一個介于比最大電壓還要高的電壓和最大電壓之間的電壓，因而控制像素的輸出光強度。
26.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，其中每一幀驅(qū)動電壓的極性取反。
27.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，其中驅(qū)動電壓輸入步驟包括驅(qū)動電壓輸入裝置在對像素施加信號電壓之前先輸入一個第一初電壓，該初電壓的絕電值大于相應(yīng)于予定的輸出光強度時所需的那個電壓值。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，其中驅(qū)動電壓輸入步驟包括在輸入一個相應(yīng)于予定的輸出光強度時的信號電壓之前及輸入一第一初電壓之后再輸入一第二初電壓，該電壓之絕對值小于信號電壓的絕對值。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，其中第一初電壓的絕對值是大于像素的電壓一輸出光強度特征中提供極值時所需要的電壓的絕對值。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，其中第二初電壓的絕對值是小于像素的電壓—輸出光強度特性中提供極值時所需要的電壓的絕對值。
31.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，其中施加第一初電壓的時間寬度小于等于施加信號電壓時間寬度的五分之一。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，其中施加第一初電壓的時間寬度和施加第二初電壓的時間寬度之總和小于等于施加信號電壓時間寬度的五分之一。
33.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，其中驅(qū)動電壓輸入步驟包括將第一初電壓同時加到與各條掃描線相連接的像素上去。
34.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，其中驅(qū)動電壓輸入步驟包括將第一初電壓加到至少與一條掃描線相連接的各像素上去。
35.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，其中驅(qū)動電壓輸入步驟包括將第一初電壓和第二初電壓加至至少與一條掃描線相連接的各像素上去以作顯示用。
36.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，其中第一初電壓之值對各像素點來說是相同的。
37.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，其中第一初電壓和第二初電壓中至少有一個電壓的值對各像素點來說應(yīng)是相同的。
全文摘要
一種液晶裝置，包括一對基襯；該對基襯中間的液晶層；至少一個偏振元件；多個像素；滿足下列關(guān)系之一的液晶層之延遲(d×Δn)
文檔編號G02F1/133GK1114426SQ9411326
公開日1996年1月3日 申請日期1994年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月20日
發(fā)明者澤山豊, 木村史, 山元良高, 石井裕 申請人:夏普株式會社