[發明專利]液晶裝置

有效

• 申請號: 200880010693.5
• 申請日: 2008-02-26
• 公開（公告）號: CN101652708A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 拉謝扎·科米托弗
• 申請（專利權）人: 拉謝扎·科米托弗
• 主分類號: G02F1/1337
• 分類號: G02F1/1337;G02F1/139;G02F1/1333;G02F1/1343
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 郭 放

技術領域

本發明總體涉及液晶領域。更具體地說，本發明涉及利用極化態的液晶與所施加的面內(in-plane)電場之間的諸如鐵電耦合和/或撓曲電耦合之類的線性耦合所驅動的液晶裝置。

背景技術

一般情況下，向列液晶顯示器(LCD)是以引起電光學響應的介電耦合、即液晶的介電各向異性(Δε)與所施加的電場之間的耦合為基礎而工作的。這種響應關于所施加的電場是二次的而不是極性的，并且是由場所導致的液晶分子的轉換所引起的。在傳統的向列LCD中，液晶分子的轉換發生在包含所施加的電場的方向的平面中，這意味著施加于液晶夾層單元上電場將會把分子轉換到面外(out-of-plane)，即垂直于單元基板的平面中。但是，這種轉換的電光學響應具有強烈依賴于視角的對比度。此外，總響應時間(τ)、即轉換時間通常不會充分短到適于觀察運動圖像；其中所述總響應時間(τ)是上升時間(τ_r)與下降(場關斷)時間(τ_t)之和。

另一方面，LCD具有沉積在一個基板的內表面上的叉指型電極圖案(用于生成面內電場)，表出光軸的面內轉換(IPS)，從而提供了對比度較少依賴視角的圖像。在改進的S-IPS(超面內轉換)中，利用了鯡魚骨狀的電極結構。然而，工作在IPS模式下的顯示器的轉換時間并不足夠短到適合于產生高品質的運動圖像。

面內電場也可以利用產生邊緣電場的梳狀電極結構來有效地產生。然而，同樣，在這些所謂的邊緣場轉換(FFS)裝置中，普遍使用介電耦合，因此上述的場關斷時間長的問題并沒有解決。

應當提及的是，在上述情況下，場關斷時間(τ_f)并不取決于所施加電場的幅度，而上升時間(τ_r)則依賴于所施加電場的幅度。因此，雖然上升時間可以由電場有效地控制，場關斷時間則是與場無關的。它僅取決于單元特征，諸如單元的間隙；還取決于液晶材料的參數，諸如粘度和對固體基板的錨固強度。

另一個已知的將向列液晶在不同的光學狀態間轉換的方法利用了在初始變形的向列液晶的撓曲電體極化與所施加的電場之間的線性耦合(參見“Flexoelectrically?controlled?twist?texture?in?a?nematic?liquidcrystal”，Dozov?et?al，J?de?Phys?Lett，43(1982)，L-365-L-369；和“ Anovel?polar?electrooptic?effect?in?reversely?pretilted?nematic?liquidcrystal?layers?with?weak?ancho

WO2005/071477介紹了具有撓曲電液晶體層(flexoelectric?liquidcrystal?bulk?layer)的液晶裝置，其中由叉指型電極圖案在大致平行于基板的方向上形成了非均勻電場。優選的是，在場關斷狀態下，在平行于基板的方向上的平均極化方向與要產生電場的方向正交。在此情況下，上升時間和下降時間都依賴于場，從而減小了總響應時間。

美國專利US?6?160?600介紹了一種液晶顯示裝置，其中，具有設置在兩個基板之一上的顯示電極和公共電極。液晶材料取向是HAN(混合排列向列)型。在此裝置中，由于在設置有電極的基板附近的液晶材料要利用對電場的介電耦合來進行轉換，因此液晶材料的介電常數要高。此外，這種轉換模式不允許轉換的方向性控制。

已知還有包括梳狀電極的鐵電液晶(FLC)顯示裝置(見日本特開平10-161128)。

近來，通過使用電控表面(electrically?commanded?surface；ECS)實現了由施加于單元基板上的電場實現的向列液晶的面內轉換。已公布的國際專利申請WO00/03288介紹了所謂的電控表面(ECS)的原理。

根據ECS的原理，一個單獨的手征近晶液晶薄層，優選的是鐵電(手性近晶C相，SmC^＊)液晶聚合物層沉積在將液晶體材料限制在常規的夾層單元內的基板中的一方或雙方的內表面上。