本发明涉及液晶显示元件、显示装置、以及用于驱动显示装置的方法。液晶元件包括被夹持在基板之间的液晶成分,其中在不同的温度范围内表现液晶相的至少两种类型的液晶成分被包含在每一个像素中,并且在每一像素内至少两种类型的液晶成分中的每一个被密封并且被隔离。
1.一种液晶显示元件,所述液晶显示元件包括被夹持在基板之间的液晶成分,其中在不同的温度范围内表现液晶相的至少两种类型的液晶成分被包含在每一像素内,在每一像素内所述至少两种类型的液晶成分中的每一个被密封并且隔离,所述至少两种类型的液晶成分中的每一个被容纳在通过分隔壁分隔的单元中的相应的一个中,在基板的平面方向中所述至少两种类型的液晶成分被布置在成对的基板之间,在每一像素内,与单元中的每一个相对应的部分电极被设置在成对的基板中的至少一个上,并且所述部分电极被相互分离,使得在一个像素内,所述部分电极的与一个单元相对应的每一个被独立于与另一单元相对应的另一部分电极地驱动,所述另一单元包含与所述一个单元中的液晶成分不同类型的液晶成分。
2.根据权利要求1所述的液晶显示元件,其中所述至少两种类型的液晶成分中的每一个在与在其内相同像素内的另一类型的液晶成分表现液晶相的温度范围部分地重叠的温度范围内表现液晶相。
3.根据权利要求1所述的液晶显示元件,其中所述至少两种类型的液晶成分中的一个是通过对包括与相同像素内的另一类型的液晶成分相同类型的液晶成分和可光聚合作用的液晶材料的成分进行光聚合作用而获得的液晶成分。
4.一种液晶显示装置,包括:如权利要求1中所述的液晶显示元件;背光;温度传感器;以及液晶驱动电路,所述液晶驱动电路被构造为基于由所述温度传感器输出的信号可控制地驱动所述液晶显示元件中的液晶成分中的每一个。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置,进一步包括光源驱动电路,所述光源驱动电路被构造为基于由所述温度传感器输出的信号控制用于所述背光的光源的亮度。
6.根据权利要求4所述的液晶显示装置,进一步包括彩色滤光器,其中所述至少两种类型的液晶成分被布置在每一子像素中。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置,进一步包括校正层,所述校正层被构造为校正每一子像素内一个液晶成分和另一类型的液晶成分之间的相差。
8.根据权利要求6所述的液晶显示装置,其中所述彩色滤光器包括校正区域,所述校正区域被构造为校正每一子像素内一个液晶成分和另一类型的液晶成分之间的相差。
9.一种用于驱动液晶显示装置的方法,其中所述装置包括:如权利要求1中所述的液晶显示元件;背光;温度传感器;以及液晶驱动电路,所述液晶驱动电路被构造为基于由所述温度传感器输出的信号可控制地驱动所述液晶显示元件中的液晶成分中的每一个,并且所述方法包括:通过使用所述温度传感器检测使用环境温度;和选择并且驱动在所述使用环境温度下表现液晶相的至少一种类型的液晶成分。
10.根据权利要求9所述的用于驱动液晶显示装置的方法,其中所述至少两种类型的液晶成分中的每一个在与在其内相同像素内的另一类型的液晶成分表现液晶相的温度范围部分地重叠的温度范围内表现液晶相,所述液晶显示装置进一步包括光源驱动电路,所述光源驱动电路被构造为基于由所述温度传感器输出的信号控制用于所述背光的光源的亮度,以及所述方法进一步包括如果在所述使用环境温度下所述液晶成分中的任一个没有被驱动,则通过使用所述光源驱动电路而控制增加所述光源的亮度。本申请基于并且要求2009年6月30日提交的日本专利申请No.2009-156276的优先权,其全部内容通过引用被整体合并于此。技术领域
本发明涉及液晶显示元件、显示装置、以及用于驱动显示装置的方法。
背景技术
近年来,对于显示装置存在多种需要。已经需要能够在各种温度环境中使用的显示装置,例如,诸如被安装在汽车中的汽车导航系统这样的显示装置和被安装在飞机中的显示装置。另一方面,在液晶显示装置中利用的液晶具有取决于温度的物理特性值。特别地,在低温环境下,液晶表现粘性被增加并且响应速度被减小的特性。因此,不利地,在低温环境下可降低诸如对比度这样的液晶显示装置的显示质量。在已知方法中,当液晶被应用于显示装置时,至少两种类型的化合物被混合在一起以增加对应于液晶相的温度范围(例如,由SHOKODOxa0Co.,Ltd.发布的并且Takanorixa0Okoshi监管的日本的电视技术人员协会编辑的“Liquidxa0Crystalxa0Display(液晶显示)”第一版,第9-15页,(ISBN-10:4-7856-9018-6)。此外,在JP05-173153A中公布用于解决上述问题的另一措施。现在,将会参考图34描述在JP05-173153A中公布的液晶显示装置的结构。在JP05-173153A中描述的显示装置中的液晶显示元件100中,加热器电极层102b被设置在玻璃基板101b的一个表面上。绝缘膜103b、透明电极层104b、绝缘膜105b、以及定向膜106b按照此顺序被设置在玻璃基板101b的另一表面上。彩色滤光器107a、绝缘膜103a、透明电极层104a、绝缘膜105a、以及定向膜106a按照此顺序被设置在另一玻璃基板101a上。玻璃基板101a和玻璃基板101b被布置使得定向膜106a位于与定向膜106b相对。液晶108被填充在定向膜106a和定向膜106b之间。加热器电极层是由被平行地横向地、优选平行于元件的较短侧的方向而布置的大量的矩形电极形成。此外,加热器电极层被划分为至少三个独立的加热区域。通过金属电极端子,加热区域的每一个中的矩形电极被耦接在电极的相反端处。形成加热器电极层的矩形电极中的每一个是由诸如ITO的导电透明膜构成。通过改变被施加给液晶显示元件的中心区域与位于液晶显示元件的相反端的区域之间的加热器电极层的电压,能够将整个液晶显示元件控制为均匀的温度。如上所述,在JP05-173153A中描述的显示装置包括被合并在液晶显示元件中的加热器。因此显示装置允许以环境温度没有影响液晶显示元件(显示面板)中的液晶的温度的方式控制液晶的温度。
发明内容
然而,如在1985年7月由SHOKODOxa0Co.,Ltd.发布的并且Takanorixa0Okoshi监管的日本的电视技术人员协会编辑的“Liquidxa0Crystalxa0Display液晶显示”的第一版,第9-15页,(ISBN-10:4-7856-9018-6)中所公开,在其中至少两种类型的液晶成分被混合在一起以形成液晶混合物的方法中,不能保持液晶成分的每一个的温度特性。因此,如果在宽的温度范围要求令人满意的特性,尤其与寒冷区域中的应用的情况一样,那么简单通过适当地设计液晶材料很难满足此种要求。此外,当在严厉的低温环境下使用时,在JP05-173153A中公开的显示装置要求给加热器恒定通电以保持最佳面板温度。这增加功率消耗。因此,本发明的示例性目的是为了提供液晶显示元件,该液晶显示元件能够解决上述问题,即,甚至在各种温度环境下,不可能被温度中的变化所影响,因此允许保持稳定的显示质量;以及包括液晶显示元件的显示装置和用于驱动显示装置的方法。根据本发明的示例性方面,提供了液晶显示元件,该液晶显示元件包括被夹持在基板之间的液晶成分,其中在不同的温度范围内表现液晶相的至少两种类型的液晶成分被包含在每一个像素中,并且在每一像素内至少两种类型的液晶成分中的每一个被密封并且被隔离。根据本发明的另一示例性方面,提供了液晶显示装置,包括:上述的液晶显示元件;背光;温度传感器;以及液晶驱动电路,该液晶驱动电路被构造为基于由温度传感器输出的信号可控制地驱动液晶显示元件中的液晶成分中的每一个。根据本发明的另一示例性方面,提供了用于驱动液晶显示装置的方法,其中装置包括:上述的液晶显示元件;背光;温度传感器;以及液晶驱动电路,该液晶驱动电路被构造为基于由温度传感器输出的信号可控制地驱动液晶显示元件中的液晶成分中的每一个,并且该方法包括:通过使用温度传感器检测使用环境温度,和选择并且驱动在使用环境温度下表现液晶相的至少一种类型的液晶成分。
附图说明
图1是示出根据本发明的示例性实施例的液晶显示元件中的含液晶层结构的示意图;图2A和图2B是根据本发明的示例性实施例的在液晶显示元件中使用的液晶成分的相图;图3是现有液晶显示元件中的液晶成分的相图;图4是根据本发明的示例性实施例的在液晶显示元件中使用的液晶成分的相图;图5是根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的构造的示意图;图6是示出根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置中的含液晶层结构的截面图;图7是示出根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的构造的示意图;图8是根据本发明的第一示例性实施例的液晶显示元件中的含液晶层结构的截面图;图9是根据本发明的第一示例性实施例的液晶显示元件中的含液晶层结构的截面图;图10是顺序地示出根据本发明的第一示例性实施例的用于制造液晶显示元件中的含液晶层结构的步骤的截面图;图11A至图11D是示出根据本发明的第一示例性实施例的液晶显示元件中的含液晶层结构中的分隔壁的形状的示例的平面图;图12是示出根据本发明的第一示例性实施例的用于注入液晶显示元件的液晶成分的方法的截面图;图13A和图13B是示出根据本发明的第一示例性实施例的用于注入液晶显示元件的液晶成分的方法的透视图;图14是示出根据本发明的第二示例性实施例的液晶显示元件中的含液晶层结构的截面图;图15是示出根据本发明的第二示例性实施例的液晶显示元件中的含液晶层结构的截面图;图16A和图16B是示出根据本发明的第三示例性实施例的液晶显示元件中的含液晶层结构的截面图;图17是示出根据本发明的第三示例性实施例的用于形成被用于液晶显示元件中的含液晶层结构的基板的方法的透视图;图18是顺序地示出根据本发明的第三示例性实施例的用于形成液晶显示元件中的含液晶层结构中的基板的另一方面的步骤的示意图;图19是示出根据本发明的第四示例性实施例的液晶显示元件中的含液晶层结构的截面图;图20是顺序地示出根据本发明的第四示例性实施例的用于制造液晶显示元件中的含液晶层结构的方法的步骤的示意图;图21是示出根据本发明的第六示例性实施例的液晶显示装置的一部分的截面图;图22是示出根据本发明的第七示例性实施例的液晶显示装置的一部分的截面图;图23是示出根据本发明的第八示例性实施例的用于驱动液晶显示装置的方法的示意图;图24是示出根据本发明的第八示例性实施例的由液晶显示装置执行的处理的流程图;图25是示出根据本发明的第八示例性实施例的用于驱动液晶显示装置的方法的示意图;图26是根据本发明的第九示例性实施例的液晶显示装置中的TFT电路的图;图27是根据本发明的第十示例性实施例的液晶显示装置中的TFT电路的图;图28是根据本发明的第十一示例性实施例的液晶显示装置中的TFT电路的图;图29是根据本发明的第十二示例性实施例的液晶显示装置中的TFT电路的图;图30是示出根据本发明的第十三示例性实施例的用于驱动液晶显示装置的方法的示意图;图31是示出根据本发明的第十三示例性实施例的由液晶显示装置执行的处理的流程图;图32是根据本发明的第十三示例性实施例的在液晶显示装置中使用的液晶成分的相图;图33是示出根据本发明的第十三示例性实施例的用于液晶显示装置的光源的亮度的图;以及图34是示出现有显示装置的图。
具体实施方式
根据本发明的示例性实施例的液晶显示元件包括:成对的基板;含液晶层,该含液晶层被夹持在成对的基板之间;以及电极,该电极被形成在成对的基板中的至少一个中,其中含液晶层在每一个像素中包含具有不同温度范围的至少两种类型的液晶成分,在不同的温度范围内各自的液晶成分表现液晶相,并且在含液晶层中在各个像素内至少两种类型的液晶成分中的每一个被密封并且被隔离。将会参考图1至图4描述根据本示例性实施例的液晶显示元件。如图1中所示,液晶显示元件3中的含液晶层5是由包括液晶成分A的区域6、液晶成分B的区域7、以及液晶成分C的区域8的液晶成分组9组成。液晶成分组9的液晶成分A、B、以及C在X轴的方向(基板的平面方向)中被布置一个像素中。液晶成分中的每一个被密封并且被隔离在闭合的隔离容器(单元)4中。含液晶层5被夹持在基板1a、1b之间。透明电极2a、2b被设置在基板1a、1b上。在各个液晶成分组9中,如图2A和图2B中所示,液晶成分A、B、以及C具有不同的温度范围,在该温度范围内各自的液晶成分表现液晶相。图2A和图2B中的温度T1至T5满足条件T12,并且照射时间是20分钟。具有减少的紫外线照射强度的延长曝光允许提高聚合物的分散性。由于聚合物的约束力,被形成在聚合物网络中的液晶成分B具有比没有被形成在聚合物网络中的液晶成分A高的响应速度。特别在大约-20°C的低温度环境中,下降速度被有利地减少到四分之一。这样形成的液晶显示元件能够被应用于上述示例性实施例,并且能够根据在第八至第十三示例性实施例中描述的驱动方法进行操作。即,液晶显示装置能够在室内温度选择性地驱动液晶成分A或者液晶成分A和B并且在低温仅驱动液晶成分B。因此,在宽的温度范围能够获得稳定的显示质量。上述的本示例性实施例能够发挥与第八至第十三示例性实施例相类似的效果。除了上述之外的本示例性实施例的布置和操作与上述第八至第十三示例性实施例的相应的布置和操作相类似。此外,液晶成分和聚合物成分的组合不限于上述示例。替代聚合物成分,可以使用小分子凝胶剂。液晶成分和小分子凝胶剂的组合允许纤维的自我组织。这消除曝光步骤的需要,从而缩短过程。在示例性实施例1中,提供了包括被夹持在基板之间的液晶成分的液晶显示元件,其中在每一个像素内包含在不同的温度范围内表现液晶相的至少两种类型的液晶成分,并且在每一像素内,至少两种类型的液晶成分中的每一个被密封并且隔离。在上述液晶显示元件中,在如下的温度范围内,至少两种类型的液晶成分中的每一个可以表现液晶相,即,上述的温度范围与其中相同像素内的另一种类型的液晶成分表现液晶相的温度范围部分地重叠。在上述液晶显示元件中,至少两种类型的液晶成分中的每一个可以被容纳在通过分隔壁分隔的单元中的相应的一个中。在这样的情况下,优选地,在基板的平面方向中至少两种类型的液晶成分被布置在成对的基板之间。优选地,与每一像素内的单元中的每一个相对应的部分电极被设置在成对的基板中的至少一个上。优选地,部分电极被相互分离使得在一个像素内,部分电极的每一个独立于与下述单元相对应的另一部分电极是可驱动的,即,在上述单元中,和与前述的部分电极相对应的单元中的液晶成分不同类型的液晶成分被容纳。与部分电极中的每一个相对的电极可以被设置在与部分电极被设置在其上的基板相对的另一基板上。或者,可以布置至少两种类型的液晶成分使得在基板的平面方向中以一定的间隔布置相同类型的液晶成分以形成液晶成分阵列层,液晶成分阵列层的数目与液晶成分的数目相同。在没有相互重叠液晶成分的情况下可以堆积液晶成分阵列层。独立地可驱动的电极可以被提供给液晶成分阵列层中的每一个。在上述液晶显示元件中,至少两种类型的液晶成分中的每一个可以被容纳在微囊中。在上述液晶显示元件中,至少两种类型的液晶成分中的一个可以是通过对包括与相同像素内的另一类型的液晶成分相同类型的液晶成分和可光聚合作用的液晶材料的成分进行光聚合作用而获得的液晶成分。在示例性实施例2中,提供了液晶显示装置,包括:上述的液晶显示元件(根据示例性实施例1);背光;温度传感器;以及液晶驱动电路,该液晶驱动电路被构造为基于由温度传感器输出的信号可控制地驱动液晶显示元件中的液晶成分中的每一个。在液晶显示装置的液晶显示元件中,至少两种类型的液晶成分中的每一个可以被容纳在通过分隔壁分隔的单元中的相应的一个中。在这样的情况下,优选地,在基板的平面方向中至少两种类型的液晶成分被布置在成对的基板之间。优选地,与每一像素内的单元中的每一个相对应的部分电极被设置在成对的基板中的至少一个上。优选地,部分电极被相互分离使得在一个像素内,部分电极的每一个独立于与下述单元相对应的另一部分电极是可驱动的,即,在上述单元中,和与前述的部分电极相对应的单元中的液晶成分不同类型的液晶成分被容纳。与部分电极中的每一个相对的电极可以被设置在与部分电极被设置在其上的基板相对的另一基板上。或者,可以布置至少两种类型的液晶成分使得在基板的平面方向中以一定的间隔布置相同类型的液晶成分以形成液晶成分阵列层,液晶成分阵列层的数目与液晶成分的数目相同。在没有相互重叠液晶成分的情况下可以堆积液晶成分阵列层。独立地可驱动的电极可以被提供给液晶成分阵列层中的每一个。液晶显示装置可以包括光源驱动电路,该光源驱动电路被构造为基于由温度传感器输出的信号控制用于背光的光源的亮度。液晶显示装置可以包括彩色滤光器,并且至少两种类型的液晶成分可以被布置在每一子像素中。在这样的情况下,液晶显示装置可以包括校正层,该校正层被构造为校正每一子像素内一个液晶成分和另一种类型的液晶成分之间的相差。或者,彩色滤光器可以包括校正区域,该校正区域被构造为校正每一子像素内一个液晶成分和另一种类型的液晶成分之间的相差。在示例性实施例3中,提供了用于驱动液晶显示装置的方法,其中该装置包括上述液晶显示装置(根据示例性实施例1);背光;温度传感器;以及液晶驱动电路,该液晶驱动电路被构造为基于由温度传感器输出的信号可控制地驱动液晶显示元件中的液晶成分中的每一个,并且该方法包括通过使用温度传感器检测使用环境温度;和选择并且驱动在使用环境温度表现液晶相的至少一种类型的液晶成分。在驱动方法中,至少两种类型的液晶成分中的每一个可以被容纳在通过分隔壁分隔的单元的相应的一个中。在这样的情况下,优选地,在基板的平面方向中至少两种类型的液晶成分被布置在成对的基板之间。优选地,与各个像素内的单元中的每一个相对应的部分电极被提供在成对的基板中的至少一个上。优选地,部分电极被相互分离使得在一个像素内,部分电极的每一个独立于与下述单元相对应的另一部分电极是可驱动的,即,在上述单元中,和与前述的部分电极相对应的单元中的液晶成分不同类型的液晶成分被容纳。与部分电极中的每一个相对的电极可以被设置在与部分电极被设置在其上的基板相对的另一基板上。或者,可以布置至少两种类型的液晶成分使得在基板的平面方向中以一定的间隔布置相同类型的液晶成分以形成液晶成分阵列层,液晶成分阵列层的数目与液晶成分的数目相同。在没有相互重叠液晶成分的情况下可以堆积液晶成分阵列层。独立地可驱动的电极可以被提供给液晶成分阵列层中的每一个。在上述的驱动方法中,在如下的温度范围内,至少两种类型的液晶成分中的每一个可以表现液晶相,即,上述的温度范围与其中相同像素内的另一种类型的液晶成分表现液晶相的温度范围部分地重叠。液晶显示装置可以进一步包括光源驱动电路,该光源驱动电路被构造为基于由温度传感器输出的信号控制用于背光的光源的亮度。方法可以包括如果在使用环境温度下液晶成分中的任一个没有被驱动,则通过使用光源驱动电路控制增加光源的亮度。根据本发明的示例性优点是提供液晶显示元件、以及包括液晶显示元件的显示装置和用于驱动显示装置的方法,即使在各种温度环境中的温度变化也不可能影响该液晶显示元件,从而允许保持稳定的显示质量。虽然参考示例性实施例已经具体地示出并且描述本发明,但是本发明不限于这些示例性实施例。本领域的技术人员将会理解的是,在不脱离由权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下,可以在形式和内容上进行各种修改。