專利名稱：液晶裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及液晶領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及利用極化態(tài)
的液晶與所施加的面內(nèi)(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(qū)動(dòng)的液晶裝置。
背景技術(shù)：
一般情況下，向列液晶顯示器(LCD)是以引起電光學(xué)響應(yīng)的介 電耦合、即液晶的介電各向異性(As)與所施加的電場之間的耦合為 基礎(chǔ)而工作的。這種響應(yīng)關(guān)于所施加的電場是二次的而不是極性的， 并且是由場所導(dǎo)致的液晶分子的轉(zhuǎn)換所引起的。在傳統(tǒng)的向列LCD 中，液晶分子的轉(zhuǎn)換發(fā)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(huì)把分子轉(zhuǎn)換到面外
(out-of-plane )，即垂直于單元基板的平面中。但是，這種轉(zhuǎn)換的電 光學(xué)響應(yīng)具有強(qiáng)烈依賴于視角的對比度。此外，總響應(yīng)時(shí)間(T)、即
轉(zhuǎn)換時(shí)間通常不會(huì)充分短到適于觀察運(yùn)動(dòng)圖像；其中所述總響應(yīng)時(shí)間
(T)是上升時(shí)間(Tr)與下降(場關(guān)斷)時(shí)間(Tt)之和。
另一方面，LCD具有沉積在一個(gè)基板的內(nèi)表面上的叉指型電極圖 案(用于生成面內(nèi)電場)，表出光軸的面內(nèi)轉(zhuǎn)換(IPS )，從而提 供了對比度較少依賴視角的圖像。在改進(jìn)的S-IPS (超面內(nèi)轉(zhuǎn)換)中， 利用了緋魚骨狀的電極結(jié)構(gòu)。然而，工作在IPS模式下的顯示器的轉(zhuǎn) 換時(shí)間并不足夠短到適合于產(chǎn)生高品質(zhì)的運(yùn)動(dòng)圖像。
面內(nèi)電場也可以利用產(chǎn)生邊緣電場的梳狀電極結(jié)構(gòu)來有效地產(chǎn) 生。然而，同樣，在這些所謂的邊緣場轉(zhuǎn)換(FFS)裝置中，普遍使 用介電耦合，因此上述的場關(guān)斷時(shí)間長的問題并沒有解決。
應(yīng)當(dāng)提及的是，在上述情況下，場關(guān)斷時(shí)間(Tf )并不取決于
6所施加電場的幅度，而上升時(shí)間(Tr )則依賴于所施加電場的幅度。 因此，雖然上升時(shí)間可以由電場有效地控制，場關(guān)斷時(shí)間則是與場無
關(guān)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(shù)，諸如粘度和對固體基板的錨固強(qiáng)度。
另一個(gè)已知的將向列液晶在不同的光學(xué)狀態(tài)間轉(zhuǎn)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"Fiexoeleetrieally controlled tvvist texture in a nematic liquid crystal", Dozov et al, J de Phys Lett, 43 (1982)， L-365國L-369;和"A
novel polar electrooptic effect in reversely pretilted nematic liquid crystal layers with weak anchoring", Komitov et al， Proceedings of 3rd International Display Research Conference, October 1983，日本神戶)。
WO2005/071477介紹了具有撓曲電液晶體層(flexoelectric liquid crystal 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(yōu)選的是，在場關(guān)斷狀態(tài)下，在平 行于基板的方向上的平均極化方向與要產(chǎn)生電場的方向正交。在此情 況下，上升時(shí)間和下降時(shí)間都依賴于場，從而減小了總響應(yīng)時(shí)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(shè) 置在兩個(gè)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(shè)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(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此液晶材料的介電 常數(shù)要高。此外，這種轉(zhuǎn)換模式不允許轉(zhuǎn)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4吏用電控表面(electrically commanded surface; ECS ) 實(shí)現(xiàn)了由施加于單元基板上的電場實(shí)現(xiàn)的向列液晶的面內(nèi)轉(zhuǎn)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(jù)ECS的原理， 一個(gè)單獨(dú)的手征近晶液晶薄層，優(yōu)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(guī)的夾層單元內(nèi)的基板中的一方或雙方的內(nèi)表面上。
手征近晶液晶聚合物層起到在相鄰的液晶體材料上強(qiáng)制形成平面 的或?qū)嵸|(zhì)上平面的排列的表面指向矢(surface-director)排列層的作 用。更具體地說，當(dāng)穿過單元——從而穿過表面指向矢排列層——地 施加外部電場時(shí)，在單獨(dú)的手征近晶液晶層中的分子將發(fā)生轉(zhuǎn)換。動(dòng) 態(tài)表面指向矢排列層響應(yīng)于電場的變化被稱為"主表面轉(zhuǎn)換"。這種主 表面切換的結(jié)果導(dǎo)致——通過彈性力(空間耦合；steric coupling)—— 限制在基板之間的液晶體材料的體容積(bulkvolume)中的優(yōu)選分子 取向的轉(zhuǎn)換。這種二次轉(zhuǎn)換被稱為"誘導(dǎo)體狀換"。這種誘導(dǎo)體轉(zhuǎn)換是 面內(nèi)轉(zhuǎn)換。這樣，動(dòng)態(tài)表面指向矢排列層中的分子轉(zhuǎn)換將通過在單獨(dú) 的表面指向矢排列層與體層之間的邊界處的彈性力被傳送到體容積 中，從而導(dǎo)致了由動(dòng)態(tài)表面指向矢排列層所引起的、體容積分子的相 對較快的面內(nèi)轉(zhuǎn)換。
手性近晶液晶層，即動(dòng)態(tài)表面指向矢排列層，可以是一個(gè)向斜的 (synclinic)或背斜的(anticlinic )手性近晶型——例如近晶C相 (SmC^或SmCA*)材料或手性近晶A相(SmA* )材料，包括所謂 的隨機(jī)SmC*。因此，動(dòng)態(tài)表面指向矢排列層對電場的響應(yīng)分別可以 是纟失電性的(ferroelectric)、反4失電性的(antiferroelectric)、或順 電性的(paraelectric )。
國際專利申請^HfWO 2003/081326介紹了一種液晶裝置，其包 含液晶體層和因被永久附著到至少 一個(gè)表面而導(dǎo)致非均勻地分布在體 層中的手征摻雜劑(chiral dopant)，所述摻雜劑因此在與所述表面 相鄰的體層的子容積(sub-volume)中誘導(dǎo)自發(fā)極化。所述子容積中 的體層對施加在體層上的電場的響應(yīng)可以是鐵電性的、反鐵電性的、 或者順電性的。
將ECS層/子容積用于液晶裝置中提供了快速的面內(nèi)轉(zhuǎn)換和比較 高的圖像對比度。然而，仍然有更進(jìn)一步改善對比度的需求。另外， 所需的電壓相當(dāng)高。
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總體目標(biāo)是緩解上述問題并提供改進(jìn)的液晶裝置。具體 地說，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種液晶裝置，其能產(chǎn)生高對比度和
寬視角的圖像并表現(xiàn)出快速的面內(nèi)轉(zhuǎn)換；更具體地說，是縮短光電學(xué) 響應(yīng)的時(shí)間并因此減少總轉(zhuǎn)換時(shí)間，使得能夠滿意地顯示運(yùn)動(dòng)圖像。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是減小用于引起液晶體的轉(zhuǎn)換的閾值電壓的 幅度，即，降低液晶裝置的驅(qū)動(dòng)電壓。這對于諸如手機(jī)這樣的移動(dòng)應(yīng) 用尤其重要。
本發(fā)明不僅被用于顯示器，還可以被用于很多其它液晶裝置。 根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供一種液晶裝置，包括第一和第二限 定襯底(confining substrate );液晶體層，其被/沒置于所述襯底之間； 第一電極圖案，其被涂敷于所述第一襯底的內(nèi)表面上；第一取向?qū)樱?其被配置成在所述體層的體表面處與所述體層相互作用并且被涂敷在 所述第一電極圖案上，所述第一電極圖案被配置以在與所述第一取向 層相鄰的所述體層的第一子容積上產(chǎn)生非均勻的電場，所述電場在其 電力線方向和強(qiáng)度方面是非均勻的，所述電場還被產(chǎn)生于所述第一取 向?qū)由?。所述裝置還包含極化狀態(tài)的液晶，所述液晶被包含于所述第 一子容積中和/或所述第一取向?qū)又校鲆壕У臉O化比(i)所述第 一子容積和/或所述第一取向?qū)油獠康?、以?ii)與所述第二襯底相 鄰、和/或與設(shè)置于所述第二襯底上的第二取向?qū)酉噜彽牡诙尤莘e的 外部的體層的任意可能的類似的液晶極化更強(qiáng)；包含于所述第一子容 積中和/或所述第一取向?qū)又械乃鰳O化狀態(tài)的液晶至少部分地利用 所述電場和所述極化之間的耦合而被轉(zhuǎn)換，以通過彈性力實(shí)現(xiàn)所述體 層的所述液晶的轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的其它方面、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將從本發(fā)明的下列說明中變得顯 而易見。


圖l為在本發(fā)明的裝置中實(shí)施的叉指狀電極圖案的示意圖。
圖2為由圖1中所示叉指狀電極圖案產(chǎn)生的面內(nèi)電場的截面示意圖。
圖3為截面示意圖，表示了具有在本發(fā)明所述的裝置中產(chǎn)生邊緣 電場的梳狀電極的電極結(jié)構(gòu)。
圖4~14、16和17為截面示意圖，表示了在本發(fā)明所述的裝置中， 如何利用取向?qū)拥谋砻嫘蚊?surface topography)和/或錨固特性， 在村底表面中的一個(gè)處誘導(dǎo)撓曲電極化。
圖15為截面示意圖，表示了在本發(fā)明所述的裝置中，如何利用取 向?qū)拥谋砻嫘蚊埠?或錨固特性，在每個(gè)襯底的內(nèi)表面處誘導(dǎo)撓曲電極 化。
圖18和19表示了在本發(fā)明所述的裝置中，如何利用分隔壁(wall) 在多個(gè)單元中劃分出裝置間隙，在每個(gè)襯底的內(nèi)表面處誘導(dǎo)撓曲電極化。
圖20 ~ 25表示了本發(fā)明所述的包括具有混合排列向列型(HAN ) 體層和叉指狀電極的裝置的結(jié)構(gòu)和性能。
圖26~31表示了本發(fā)明所述的包括具有反轉(zhuǎn)的混合排列向列型 (HAN)體層和叉指狀電極的裝置的結(jié)構(gòu)和性能。
圖32~36表示了本發(fā)明所述的包括鐵電取向?qū)雍筒嬷笭铍姌O的 裝置的結(jié)構(gòu)和性能。
圖37~44表示了本發(fā)明所述的包括具有反轉(zhuǎn)的混合排列向列型 (HAN)體層和產(chǎn)生邊緣電場的電極圖案的裝置的結(jié)構(gòu)和性能。
圖45~50和53~55表示了本發(fā)明所述的包括鐵電取向?qū)雍彤a(chǎn)生 邊緣電場的電極圖案裝置的結(jié)構(gòu)和性能。
圖51和52表示了根據(jù)本發(fā)明所述的包括鐵電取向?qū)雍驮谡麄€(gè)體 (entire bulk)上產(chǎn)生電場的電極結(jié)構(gòu)的裝置的結(jié)構(gòu)和性能。
圖56~58和60表示了在本發(fā)明所述的裝置中，產(chǎn)生邊緣電場的 電極圖案中所使用的頂部電極結(jié)構(gòu)的示例。
圖59表示了包含產(chǎn)生邊緣電場的電極圖案的裝置的示例，所述裝
10置填充有相對于襯底垂直取向的向列相。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種液晶裝置，包括
-笫一和第二限定襯底，諸如玻璃或塑料襯底；
-液晶體層，其被設(shè)置于所述襯底之間；
-第一電極圖案，其被涂敷于所述第一襯底的內(nèi)表面上；以及
-第一取向?qū)樱浔辉O(shè)置成在體層的體表面處與體層相互作用并 被涂敷于所述第一電極圖案上；所述第一電極圖案被設(shè)置以在與所述 第一取向?qū)酉噜彽捏w層的第一子容積上產(chǎn)生非均勻的電場，所述電場 在其電力線方向和強(qiáng)度方面是非均勻的，所述電場也被產(chǎn)生于所述第 一取向?qū)由希?br> 其中，所述裝置還包括極化狀態(tài)的液晶，所述液晶被包含于所述
第一子容積中和/或所述第一取向?qū)又校撘壕У臉O化比(i)所述第 一子容積和/或所述第一取向?qū)油獠康?、以?ii)與所述第二襯底相
鄰的、和/或與設(shè)置于所述第二襯底上的第二取向?qū)酉噜彽牡诙尤莘e 外部的體層的任意可能的類似的液晶極化更強(qiáng)；包含于所述第一子容 積中和/或所述第一取向?qū)又械乃鰳O化狀態(tài)的液晶至少部分地利用 所述電場和所述極化之間的耦合而被轉(zhuǎn)換，以利用彈性力實(shí)現(xiàn)體層的 液晶的轉(zhuǎn)換。
注意到，在上述裝置包括涂敷于(第一)電極圖案上的(第一) 取向?qū)拥那闆r下，所述第一子容積與所述(第一)取向?qū)酉噜彙?br> 優(yōu)點(diǎn)在于，所述子容積和/或取向?qū)拥臉O化存于沒有電場的情況
(即，無電場情況)下。
當(dāng)將子容積和/或取向?qū)又袠O化的強(qiáng)度與所述第一和第二子容積
和取向?qū)油獾捏w層中極化的強(qiáng)度進(jìn)行比較時(shí)，此處所用的術(shù)語"類似的 極化"是指提供同樣類型的電耦合、即鐵電性的或撓曲電性的耦合的極 化。
此處所用的術(shù)語"相鄰"，諸如在與村底相鄰的液晶體材料的子容積的語境中，是指包含體材料的最靠近襯底的部分的子容積。這不排 除本發(fā)明的裝置的額外部件一一諸如電極圖案和取向?qū)右灰槐辉O(shè)置于 此類子容積和襯底之間的可能。
取向?qū)訛闊o源取向?qū)踊騽?dòng)態(tài)取向?qū)印?br> 在當(dāng)所述極化狀態(tài)的液晶被包含在所述取向?qū)又袝r(shí)的情況下，取 向?qū)涌梢员环Q為動(dòng)態(tài)取向?qū)?，因?yàn)樗谑菚?huì)與所述所施加的電場耦合 以進(jìn)行所述液晶的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明的裝置可以另外地或替代地包含涂敷 于襯底表面中的一個(gè)或全部兩個(gè)上的無源取向?qū)印?br> 因?yàn)殡妶鍪怯砂ㄍ糠笤谙嗤囊r底表面上的電極的電極圖案產(chǎn) 生的，所以電場基本局部化承載著電極圖案的襯底表面的附近。因而， 電場在液晶體層中呈指數(shù)地消失。另外，電場具有其方向大致平行于 襯底表面的電力線，即，產(chǎn)生了面內(nèi)電場。
所述電場優(yōu)選地由具有叉指狀電極或產(chǎn)生邊緣電場的電極的電極 圖案一一諸如具有梳狀電極結(jié)構(gòu)的電極圖案一一來產(chǎn)生。
當(dāng)包含于所述第一子容積中和/或所述(動(dòng)態(tài))取向?qū)又械乃鰳O
化狀態(tài)的液晶分子具有強(qiáng)介質(zhì)常數(shù)(As)時(shí)，除了電場和極化之間的 耦合以外，轉(zhuǎn)換可以但不必具有與電場耦合的電介質(zhì)成分。
圖l表示了涂敷于襯底3其中之一的內(nèi)表面上的包含叉指狀電極 l和2的電極圖案。如圖2所示，由叉指狀電極1和2所產(chǎn)生的電場 (E)大致局部化于承載著電極1和2的襯底表面3處。電場(E)主 要具有其方向大致平行于涂敷有電極i和2的襯底表面3的電力線。 然而，電場(E)還具有一些其方向與涂敷有電極l和2的村底表面3 不平行一一包括大致于襯底表面3的電力線。電力線的方向在從一個(gè) 電極間隙轉(zhuǎn)到下一個(gè)時(shí)更迭。因而，電場在其電力線的方向(和其強(qiáng) 度)方面是非均勻的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的是，除了圖l所示的結(jié)構(gòu)以外，包含叉 指狀電極的電極圖案還可以具有很多其它的結(jié)構(gòu)。所有包含叉指狀電 極的電極圖案的共有特點(diǎn)是電極被設(shè)置于相同的幾何平面中。
圖3表示了包含梳狀電極結(jié)構(gòu)的電極圖案。電極圖案包括第一
12導(dǎo)電層4 (也稱為公共電極或底部電極)，例如氧化銦錫(ITO)層， 其被設(shè)置于襯底表面5上；絕緣層6，通常為SiOx，其被配置于所述 第一導(dǎo)電層上；以及第二導(dǎo)電層(也稱為頂部電極)7，例如氧化錮錫 層，其被設(shè)置于所述絕緣層的頂部，所述第二導(dǎo)電層7具有梳狀形狀。 取向?qū)?也示于圖3中。該電極結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的電場(邊緣電場)大致 局部化于承載著電極4和7的襯底表面5附近。電場(E)既具有(其 方向)與涂敷有電極4和7的村底表面5大致平行的電力線(Ex)也 具有大致垂直的電力線(Ez)(即邊緣電場包含沿著襯底表面5的電 場分量和與之垂直的電場分量)。電力線的分布和它們的強(qiáng)度依賴于 電極4和7的幾何形狀及其相互位置。
另一種產(chǎn)生邊緣電場的電極圖案包括第一導(dǎo)電層(底部電極)， 其被設(shè)置于襯底表面上；絕緣層，其被設(shè)置于所述第一導(dǎo)電層上；以 及具有開口的第二導(dǎo)電層(頂部電極)，其被設(shè)置于所述絕緣層的頂
部。所述第二導(dǎo)電層可以具有如圖56所示結(jié)構(gòu)或類似結(jié)構(gòu)。圖56a 表示了具有六邊形開口的頂部電極結(jié)構(gòu)。圖56b表示了具有圓形開口 的頂部電極結(jié)構(gòu)，而圖56c表示了具有正方形開口的頂部電極結(jié)構(gòu)。 本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的是，所述頂部電極可以采用除了圖56所示那 些以外的很多其它形狀。這種電極圖案對于顯示寬視角圖像是優(yōu)選的。 由圖56所示的任意實(shí)施方式的電極圖案所得到的電場會(huì)具有沿著襯 底表面的法線延伸并穿過開口中心的多個(gè)對稱軸。由于電場的局部對 稱，以及因此在液晶排列上的局部對稱，所以，具有此類電極圖案的 裝置將具有超寬視角和與方向無關(guān)的視角。
圖57和圖58分別表示了開啟態(tài)和關(guān)閉態(tài)下液晶體分子62在液晶 裝置的一個(gè)襯底表面63處的取向，所述液晶裝置包括促進(jìn)垂直取向的 取向?qū)?未圖示)、表現(xiàn)出正的介電各向異性(positive dielectric anisotropy)的向列液晶體層62、和產(chǎn)生邊緣電場的電極圖案，所述 電極圖案包括設(shè)置于所述襯底63上的底部電極64、設(shè)置于所述底部 電極上的絕緣層65、和具有圓形開口的頂部電極66。
圖57和58的裝置結(jié)構(gòu)對表現(xiàn)出負(fù)的節(jié)電各向異性的向列液晶體層也有效。
圖59a以側(cè)面視圖說明了使用圖38的梳狀電極結(jié)構(gòu)的裝置，表示 了液晶體分子的垂直取向。
圖59b表示了圖38和58中的電極結(jié)構(gòu)的側(cè)面視圖，還表示了開 啟態(tài)下電力線的非均勻的電場分布。
圖59a表示了包含形成在襯底(63)的內(nèi)表面上的電極結(jié)構(gòu)的裝 置。液晶體層的分子通過沉積在襯底(63)和(69)上的取向?qū)?70) 和(68 )而相對于襯底表面被垂直定向。電極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生非均勻電場(邊 緣電場)(圖59b)。當(dāng)電場被施加到單元時(shí)，如果液晶材料具有正 的介電各向異性AsX)，則液晶體層的分子就傾向沿著電力線定向。然 而，這會(huì)導(dǎo)致電極圖案附近的子容積中的周期性的展曲-彎曲彈性形 變，其轉(zhuǎn)而會(huì)在液晶體材料具有撓曲電極化能力時(shí)引起撓曲電極化。 如果所施加電場為適當(dāng)?shù)男问胶蜆O性，那么電場和撓曲電極化之間的 耦合可以降低單元的轉(zhuǎn)換時(shí)間。
圖59a所示的裝置對具有負(fù)的介電各向異性As<0的向列液晶體層 也有效。
圖60表示了在雙面裝置中，開啟態(tài)下的液晶體分子的取向。
應(yīng)注意，本發(fā)明的裝置可以是單面的或雙面的。
在本發(fā)明所述的裝置的單面的實(shí)施方式中，只有襯底中的一個(gè)包 括涂敷于其內(nèi)表面上的電極圖案。
在本發(fā)明所述的裝置的雙面的實(shí)施方式中，兩個(gè)襯底都包括涂敷 于其每個(gè)內(nèi)表面上的電極圖案。因而，在此類裝置中，第二電極圖案 被涂敷于另一個(gè)襯底的內(nèi)表面上，用以在與所述第二電極圖案相鄰的 體層的第二子容積上、或者在涂敷于其上的第二取向?qū)由袭a(chǎn)生非均勻 電場，所述電場在電力線方向和強(qiáng)度方面是非均勻的。
在本發(fā)明的具有涂敷于兩個(gè)襯底上的相同類型的叉指狀電極(雙 面實(shí)施方式)的裝置中，特別優(yōu)選的是，涂敷在第一襯底表面上的電 極的沿著所述第一襯底表面的定向關(guān)于涂敷在第二襯底表面上的電極 的沿著所述第二襯底表面的定向成角度。這種配置實(shí)質(zhì)上擴(kuò)大了裝置的視角。
在本發(fā)明的具有涂敷于兩個(gè)襯底上的如圖l所示類型的叉指狀電 極的裝置中，特別優(yōu)選的是，第一襯底表面上的電極在與沿著第二襯 底表面設(shè)置的電極的方向大致垂直的方向上沿著所述襯底表面設(shè)置。
另外，在本發(fā)明的裝置的雙面實(shí)施方式中，優(yōu)選地，與所述電極 圖案和/或每個(gè)涂敷于所述電極圖案上的取向?qū)酉噜彽拿總€(gè)子容積(分 別是第 一和第二子容積)可以包括表現(xiàn)出與所施加電場的鐵電性的或 撓曲電性的耦合的呈極化狀態(tài)的液晶。在此情況下，每個(gè)所述子容積 和/或取向?qū)又械臉O化比所述子容積和/或取向?qū)油獠康捏w層的任意可 能的類似的液晶極化更強(qiáng)。然而，應(yīng)注意的是，每個(gè)所述子容積和/ 或取向?qū)又械臉O化強(qiáng)度可以彼此不同。
更具體地說，包含于所述子容積中和/或所述取向?qū)又械乃鰳O化 狀態(tài)的液晶表現(xiàn)出自發(fā)極化或誘導(dǎo)極化，包括誘導(dǎo)自發(fā)極化。
特別地，所述子容積中和/或所述取向?qū)又械乃鰳O化與所述電場 之間的耦合為鐵電性的、反鐵電性的、順電性的或撓曲電性的。
在本發(fā)明的第一組實(shí)施方式中，所述取向?qū)影ㄊ终鹘?Sm*) 液晶材料，諸如SmC、 SmCA*、或SmA+液晶材料。
近晶液晶結(jié)構(gòu)包含排列于相鄰的近晶層中的液晶分子。近晶A相 和近晶C相為這些"分層"液晶的兩種最重要的代表。另外，近晶液晶 分子可以是非手征的(例如，SmA、 SmC或SmCA)或手征的(例如， SmA*、 SmC^或SmCA"，其中，術(shù)語手征是指缺乏鏡像對稱。
傾斜的手征近晶液晶具有從一個(gè)近晶層到下一個(gè)近晶層時(shí)成圓錐 式旋轉(zhuǎn)的指向矢。圓錐的頂角0 = 2卩可以通常為約45。。因此，穿過 所述層形成螺旋結(jié)構(gòu)，使螺旋軸垂直于近晶層并平行于所述圓錐的軸。 然而，被耦合于指向矢的局部自發(fā)極化(Ps)于是也將以螺旋方式以 相同的周期或螺距(pitch)回轉(zhuǎn)。局部極化的這種螺旋結(jié)構(gòu)意味著局 部極化是自抵消的，即，體液晶不會(huì)存在宏觀極化。
在近晶A相結(jié)構(gòu)中，分子的平均方向垂直(P = 0°)于近晶層法 線，即，分子沿著近晶層法線定向。如果電場被施加到手征近晶A(SmA*)液晶結(jié)構(gòu)，那么對所施加電場的響應(yīng)將是所謂的順電響應(yīng)。
在近晶C相結(jié)構(gòu)中，分子相對于近晶層法線以角度p(通常為約
22.5°)傾斜，即，分子沿著近晶層法線定向。
在同傾近晶——例如近晶C——液晶結(jié)構(gòu)中，相鄰的兩個(gè)近晶層 的分子以相對于近晶層法線的相同的方向傾斜。如果電場被施加到同 傾近晶——例如近晶C* (SmC*)——液晶結(jié)構(gòu)，那么對所施加的電 場的響應(yīng)將是所謂的鐵電響應(yīng)。
在反傾近晶——例如——近晶CA——液晶結(jié)構(gòu)中，相鄰的兩個(gè)近 晶層的分子以相對于近晶層法線的相反的方向傾斜。如果電場被施加 到反傾近晶一一例如近晶CA (SmCA)——液晶結(jié)構(gòu)，那么將產(chǎn)生所 謂的反鐵電響應(yīng)。然而，如果所施加的電場超過某個(gè)閾值，那么反傾 結(jié)構(gòu)將被轉(zhuǎn)換成同傾結(jié)構(gòu)，即，將產(chǎn)生對所施加的電場的鐵電響應(yīng)。
這樣，在本發(fā)明的第一組實(shí)施方式中，取向?qū)又械乃鰳O化和所 施加電場之間的耦合可以是鐵電性的、反鐵電性的或順電性的，更優(yōu) 選的是鐵電性的。如介紹中所述，該手征近晶取向?qū)又械姆肿拥闹鬓D(zhuǎn) 換通過彈性力(空間耦合)導(dǎo)致體層中的液晶分子取向的誘導(dǎo)轉(zhuǎn)換。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的裝置的這組實(shí)施方式中，手征近晶取向?qū)影?含同傾的手征近晶——例如近晶C(SmC*)——液晶材料，尤其是同 傾手征近晶C( SmC* )液晶聚合物，亦被稱為鐵電液晶聚合物(FLCP )。
取向?qū)又终鹘嘁壕Р牧希T如FLCP，優(yōu)選地不溶于體層 的液晶材料。特別是，取向?qū)拥囊壕Р牧喜粦?yīng)影響體層的液晶材料的 物理特性，反之亦然。
在這第一組實(shí)施方式中，優(yōu)選地，體層包含手征或非手征的向列 或近晶液晶材料，更優(yōu)選地，具有O或者非常小的正或負(fù)的介電各向 異性、即As-0的向列或近晶液晶材料。因而，液晶材料就表現(xiàn)出基 本不與所施加電場介電耦合。
在體層包含非手征液晶材料的情況下，合適的是，體層的近晶層 大致平行于取向?qū)拥慕印?br> 另外，優(yōu)選地，取向?qū)拥慕右源笾缕叫杏谒┘与妶龅姆绞?br> 16來取向。
以上公開的本發(fā)明第一組實(shí)施方式的取向?qū)涌梢员环Q為動(dòng)態(tài)取向 層，因?yàn)樗芩┘与妶龅挠绊懖⑶遗c所施加電場耦合。
本發(fā)明第一組實(shí)施方式的裝置可以另外包括位于所述動(dòng)態(tài)取向?qū)?下方的無源取向?qū)?，由此對所述?dòng)態(tài)取向?qū)犹峁﹥?yōu)選的取向方向。
如實(shí)施例3和4所述，在本發(fā)明的具有包含手征近晶液晶材料諸 如FLCP的取向?qū)拥难b置中，誘導(dǎo)了撓曲電體極化。
另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這組實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于與承載著涂敷有所述 取向?qū)拥碾姌O圖案的襯底表面相鄰的液晶分子表現(xiàn)出比與對置的襯底 表面相鄰的液晶體分子更大的分子預(yù)傾角。
為得到有關(guān)如何產(chǎn)生以上公開的表現(xiàn)出自發(fā)極化的取向?qū)拥母?信息，請參考WO 00/03288。
在本發(fā)明的第二組實(shí)施方式中，手征摻雜劑因被永久附著到所述 第 一子容積中的至少 一個(gè)表面而被非均勻地分布在體層中，并因此在 所述第一子容積中誘導(dǎo)與手征性相關(guān)的一個(gè)或更多物理特性的局部增 加(此處也稱作手征效應(yīng))，導(dǎo)致出現(xiàn)具有在所述表面處最大并在遠(yuǎn) 離所述表面的方向上衰減的非均勻分布的自發(fā)極化，所述手征摻雜劑 可溶于液晶體層中。
此處所用的術(shù)語"可溶"是指摻雜劑能溶解在液晶體層中。
手征效應(yīng)的所述誘導(dǎo)增加不會(huì)發(fā)生于體層的整個(gè)體積中，而只是 在其靠近表面的受限區(qū)域(子區(qū)域)中。
在這第二組實(shí)施方式中，體層可以包含手征或非手征的向列或近 晶液晶材料，優(yōu)選為非手征近晶一一諸如SmC— —液晶材料，并且更 優(yōu)選為具有O或者非常小的正或負(fù)的介電各向異性、即As-0的非手 征近晶——諸如SmC——液晶材料。
作為這組實(shí)施方式的示例，體層可以包括非手征近晶C液晶材料。 在子區(qū)域中，非手征近晶C由溶于非手征近晶C中并且永久附著于所 迷子容積中的表面的手征摻雜劑所摻雜。摻雜劑在子容積內(nèi)的液晶體 材料中誘導(dǎo)手征性，并因而增加手征效應(yīng)。誘導(dǎo)手征性于是在子容積內(nèi)引發(fā)具有鐵電特性的自發(fā)極化。被摻雜的子區(qū)域的實(shí)際體積和具有 手征性和自發(fā)極化的子容積的實(shí)際體積可以稍許不同，因?yàn)閾诫s劑分
子也會(huì)在離摻雜劑某個(gè)距離處誘導(dǎo)手征性。通過在表現(xiàn)出所述誘導(dǎo)自 發(fā)極化的子容積上施加所述電場，分子會(huì)由于與所施加的電場直接鐵 電耦合被非?？焖俚剞D(zhuǎn)換。由于表面子區(qū)域中的分子與體容積的相鄰 分子之間的彈性耦合，這種快速鐵電轉(zhuǎn)換會(huì)于是導(dǎo)致子容積外部的體 分子的快速轉(zhuǎn)換。
手征摻雜劑被永久附著于表面，這應(yīng)被解釋為摻雜劑以使它們不 會(huì)自由地向外移動(dòng)到體容積中的方式被束縛于表面。盡管摻雜劑被永 久附著于表面，但是它們?nèi)匀豢梢跃哂杏邢薜目梢苿?dòng)性，尤其是允許 摻雜劑分子例如在被所施加的外部電場轉(zhuǎn)換時(shí)在表面處重定向的可移 動(dòng)性。
摻雜劑所附著的表面應(yīng)該不僅包括位于體層邊界處的或限定體層 邊界的表面，而且還包括位于子容積內(nèi)部的表面或平面。因而，在該 語境中，術(shù)語"表面"可以包括具有通過摻雜劑材料與所述子容積內(nèi)部 的體層材料的直接或間接的接觸的任何物理或幾何表面。
摻雜劑優(yōu)選地附著在所述電極圖案或與之相互作用的所述取向?qū)?的內(nèi)表面，從而提供體層液晶分子的優(yōu)選分子定向。
在本發(fā)明的裝置的這第二組實(shí)施方式中，如上述所知，所述第一 子容積中的所述極化和所施加電場之間的耦合可以是鐵電性的、反鐵 電性的或順電性的，更優(yōu)選為鐵電性的。
有關(guān)如何產(chǎn)生以上公開的表現(xiàn)出誘導(dǎo)自發(fā)極化的子容積的更多信
息，請參考WO 2003/081326。
在發(fā)明的裝置的第三組實(shí)施方式中，所述第一子容積的液晶的極 化被子容積中的液晶的展曲和/或彎曲形變所誘導(dǎo)，由此在所述第 一子 容積中的極化狀態(tài)的液晶與電場之間提供撓曲電耦合。
液晶中的撓曲電效應(yīng)類似于固體材料中的壓電效應(yīng)，但本質(zhì)上十 分不同。撓曲電性是指由彈性形變諸如彎曲和/或展曲形變導(dǎo)致的液晶 材料的極化。在由分子組成的液晶材料中，明顯的是，除了永久的凈偶極距外，還具有"形狀極性(shape polarity )"?？倱锨姌O化Pnex。 由Pfiex。 = esS + ebB得到，其中es為展曲撓曲電系數(shù)而eb為彎曲撓曲 電系數(shù)。這些是定義撓曲電極化強(qiáng)度的非常重要的參數(shù)。S"(^)和 ""(V")分別為展曲和彎曲彈性形變。通常，彈性形變越強(qiáng)，Pflex。 越大。雖然撓曲電性為液晶的普遍物理特性，但是有的液晶表現(xiàn)出具
有不同符號的Pflex。以至于具有零P
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，具有展曲和/或彎曲形變的液晶材料可以 誘導(dǎo)對所施加電場的提供撓曲電耦合(撓曲電效應(yīng))的極化。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的裝置的這第三組實(shí)施方式中，使用具有高撓 曲電極性的液晶材料，即，在彈性形變下表現(xiàn)出高撓曲電極性的液晶 材料。通常，此類液晶材料在撓曲電系數(shù)es和eb中的至少一個(gè)上具有 高值。注意，存在在彈性形變下不表現(xiàn)出任何撓曲電極化的有液晶材 料，因此，在裝置的這第三組實(shí)施方式中所用的液晶材料不能任意選擇。
通常，存在展曲形變、彎曲形變和非對稱混合(展曲+彎曲)形變。
為了得到本發(fā)明所述的所需效應(yīng)，重要的是所述第一子容積中的 撓曲電效應(yīng)比所述子容積(分別是第一和第二子容積)外部的體層的 任意可能的撓曲電效應(yīng)更強(qiáng)。
例如，這可以通過在一個(gè)或兩個(gè)襯底表面上都涂覆具有不同錨固 特性例如影響取向方向的錨固特性的取向?qū)?、?或延伸到子容積中的 突起來在所述第一子容積中提供局部展曲和/或彎曲形變來實(shí)現(xiàn)。由所 述突起導(dǎo)致的表面形貌可以一一單獨(dú)地或結(jié)合多種錨固特性一一引起 相鄰的液晶的撓曲電極化。
在此類單面實(shí)施方式中，可以優(yōu)選地，在另一個(gè)襯底的內(nèi)表面上
涂覆表現(xiàn)出某個(gè)取向方向、諸如平面或垂面方向的額外的(第二)取 向?qū)印?br> 在沒有電場的情況下，液晶層的所需初始取向通常通過對限定性 的固態(tài)的襯底的表面的合適的表面處理、諸如將所謂的(表面指向矢)取向?qū)?也稱為定向?qū)?涂覆在面對所述液晶體的限定襯底表面上來 實(shí)現(xiàn)。初始液晶取向由固態(tài)表面/液晶的相互作用來定義。與限定表面 相鄰的液晶分子的定向通過彈性力被傳遞到體層中的液晶分子，從而 把大致相同的取向強(qiáng)加于所有液晶體分子。限定襯底表面附近的液晶 分子的指向矢被限制到指向某個(gè)方向，諸如垂直于(也被稱為垂面或 垂直)或平行于(也被稱為平面)限定襯底表面。在某些情況中，可 以優(yōu)選地進(jìn)一步將液晶體分子相對于襯底定向在某個(gè)傾斜定向角度 (預(yù)傾角)。
在本發(fā)明的這第三組實(shí)施方式中，促進(jìn)撓曲電極化的摻雜劑因在 所述第一子容積中永久附著于至少一個(gè)表面而非均勻地分布在體層 中，并因此在所述第一子容積中促進(jìn)一個(gè)或更多物理特性的局部增加， 導(dǎo)致出現(xiàn)具有在所述表面處最大并在遠(yuǎn)離所述表面的方向上衰減的非 均勻分布的撓曲電極化，所述摻雜劑可溶于液晶體層中。
能被用于促進(jìn)子容積中的撓曲電極化的摻雜劑包括例如從由下列
所組成的組選擇的摻雜劑香蕉形、液滴形、液滴-香蕉混合形摻雜劑 和其中任意兩種或更多種的混合物，它們由于其各向異性形狀而具有 所需效應(yīng)。本領(lǐng)域已知此類摻雜劑產(chǎn)生更高的撓曲電系數(shù)。摻雜劑可 以為但不限于介晶化合物。
用于建立垂直取向的方法示例包括用表面活性劑、諸如卵磷脂或 十六烷基三甲基溴化銨來涂敷限定襯底表面。涂敷了的襯底表面于是 還優(yōu)選地在預(yù)定方向上被摩擦，使得液晶分子的電場誘導(dǎo)平面取向會(huì) 被定向在預(yù)定的摩擦方向上。
用于建立平面取向的方法示例是所謂的有機(jī)薄膜摩擦法，其中例 如聚酰亞胺的有機(jī)涂層被涂敷于襯底表面上。有機(jī)涂層然后被用布在 預(yù)定方向上摩擦，使得與所述層相接觸的液晶分子會(huì)被定向在摩擦方 向上。
圖4~19舉例說明了如何能夠利用取向?qū)拥谋砻嫘蚊埠?或錨固特 性(包括取向方向)，在與承載著上述電極圖案(電極圖案在圖中未 圖示)的襯底表面相鄰的子容積中誘導(dǎo)撓曲電極化。撓曲電極化的方
20向由圖中的箭頭表示而虛線表示液晶分子的取向方向。
圖4~17表示了由表現(xiàn)出金字塔形或矩形表面形貌和不同取向方 向諸如垂面取向或平面取向的取向?qū)铀T導(dǎo)的撓曲電極化。用于產(chǎn)生 這種周期性表面形貌的方法^>開于D Flanders, D Shaver, and H Smith, Appl Phys Lett, 55， 2506 (1978); J Cheng, and G Boyd， Appl Phys Lett, 35， 444 (1979); G P Bryan-Brown, C V Brown, I C Sage， and V C Hul， Nature, V 392， 365 (1998);和C Brown, M Towler， V Hui and G Bryan國Biwn， Liquid Crystals, 27， 233 (2000)。
圖4、 7和8的每個(gè)都表示了具有金字塔形形貌和垂直取向(施加 于金字塔形突起上)的取向?qū)?。在圖4中，所述金字塔形突起之間的 襯底表面還表現(xiàn)出垂面取向。對置的襯底表面包括表現(xiàn)出平面取向的 另外的取向?qū)印?br> 圖5表示了具有金字塔形形貌的取向?qū)?，其具有垂面取?施加 于金字塔形突起上)和所述金字塔形突起之間的平面取向。對值的襯 底表面包含表現(xiàn)出平面取向的另外的取向?qū)印?br> 圖6、 13和14的每個(gè)都表示了具有金字塔形形貌和平面取向(施 加于金字塔形突起上)的取向?qū)?。在圖6中，所述金字塔形突起之間 的襯底表面還表現(xiàn)出平面取向。對置的襯底表面包含表現(xiàn)出平面取向 的另外的取向?qū)印?br> 圖9表示了具有金字塔形形貌和平面取向(施加于金字塔形突起 上)的取向?qū)印χ玫囊r底表面包含表現(xiàn)出垂面取向的另外的取向?qū)印?br> 圖10表示了具有金字塔形形貌和平面取向(施加于非對稱的金字 塔形突起上)的取向?qū)?。對置的襯底表面包含表現(xiàn)出垂面取向的另外 的取向?qū)印?br> 圖ll表示了具有金字塔形形貌的取向?qū)?，其具有平面取?施加 于金字塔形突起上)和金字塔形突起之間的垂面取向。對置的襯底表 面包含表現(xiàn)出垂面取向的另外的取向?qū)悠洹?br> 圖12表示了具有交替的平面取向和垂面取向(施加于金字塔形突 起上)的、具有金字塔形形貌的取向?qū)?。對置的村底表面包含表現(xiàn)出平面取向的另外的取向?qū)印?br> 圖15為圖4所示的單面實(shí)施方式的雙面實(shí)施方式，其中撓曲電極 化被局部化在每個(gè)襯底的內(nèi)表面處。
圖16表示了具有交替的平面取向和垂面取向(施加于矩形突起 上)的、具有矩形形貌的取向?qū)印?br> 圖17表示了具有平面取向(施加于矩形突起上)的、具有矩形形 貌的取向?qū)印?br> 圖18和19為本發(fā)明的裝置的截面示意圖，其中撓曲電極化由聚 合物分隔壁在多個(gè)單元中劃分出裝置間隙來產(chǎn)生。生產(chǎn)此類聚合物分 隔壁的方法見R Caputo， L De Sio， A V Sukhov， A Veltri and C Umeton， Opt Lett 29， 1261 (2004);和G Strangi， V Barna， R Caputo, A de Luca， C Versace, N Scaramuzza， C Umeton， and R Bartolino， Phys Rev Lett, 94， 063903 (2005)。
替代地，在本發(fā)明的裝置中，可以在整個(gè)體中提供展曲和/或彎曲 形變。
因而，本發(fā)明所述的裝置可以包含具有非對稱的展曲-彎曲混合 形變的體層，其中
-第一子容積的液晶實(shí)質(zhì)上表現(xiàn)出彎曲形變，并且彎曲撓曲電形 變系數(shù)eb是撓曲電極化的主要撓曲電系數(shù)(即，|eb|>|es|)，(優(yōu)選地， 在此類情況中，所述第一子容積的液晶表現(xiàn)出負(fù)的介電各向異性(As S 0)并且所述第一子容積包括實(shí)質(zhì)上表現(xiàn)出彎曲形變的液晶)，或者
-第一子容積的液晶實(shí)質(zhì)上表現(xiàn)出展曲形變，并且展曲撓曲電形 變系數(shù)es是撓曲電極化的主要撓曲電系數(shù)(即，|es|>|eb|)，(優(yōu)選地， 在此類情況中，體層的液晶表現(xiàn)出正的介電各向異性(As ^ 0)并且 所述第一子容積包含實(shí)質(zhì)上表現(xiàn)出展曲形變的液晶)。
在這些情況中，所述第一子容積中的撓曲電效應(yīng)比所述第一子容 積外部的體層的撓曲電效應(yīng)更強(qiáng)。
在本發(fā)明的裝置的這第三組實(shí)施方式中，還可以使用具有展曲形 變的體層，其中展曲撓曲電形變系數(shù)es為撓曲電極化的主要撓曲電系數(shù)(典型的，其中體層的液晶表現(xiàn)出正的介電各向異性(A￡^0))。 在該情況中，根據(jù)本發(fā)明的電極圖案被適當(dāng)?shù)赝扛灿谌績蓚€(gè)襯底表 面上，由此在與所述電極圖案相鄰的體層的強(qiáng)極化的子容積上提供非 均勻的電場。
類似地，這第三組實(shí)施方式所述的裝置的體層能夠替代地表現(xiàn)出 彎曲形變，其中彎曲撓曲電形變系數(shù)eb為撓曲電極化的主要撓曲電系 數(shù)(典型的，其中體層的液晶表現(xiàn)出負(fù)的介電各向異性(As S 0)。 另夕卜，在該情況中，電極圖案被適當(dāng)?shù)赝扛灿谌績蓚€(gè)襯底表面上)。
如果上述根據(jù)本發(fā)明所述的裝置包括具有對稱的展曲或彎曲形變 的體層和只涂覆于一個(gè)襯底表面上的電極圖案(單面實(shí)施方式)，所
述第一子容積中的撓曲電極化強(qiáng)度等于與沒有電極圖案(但其上涂覆 有取向?qū)?的襯底的內(nèi)表面相鄰的第二子容積中的撓曲電極化強(qiáng)度。
在這第三組實(shí)施方式中，優(yōu)選地，體層包含向列(手征或非手征) 液晶材料。另外，合適的是體層的液晶材料在由于彈性形變引起形變 時(shí)表現(xiàn)出明顯的撓曲電極化。這樣，體層的液晶材料優(yōu)選地表現(xiàn)出撓 曲電極化。
應(yīng)注意的是，撓曲電極化的強(qiáng)度取決于撓曲電系數(shù)的大小和符號 以及彈性形變度，例如，撓曲電極化在液晶裝置中的單元間隙減小時(shí) 增大。
另外，在這第三組實(shí)施方式中，當(dāng)在所述第一子容積中，在關(guān)閉 態(tài)下，撓曲電極化的平均方向相對與涂覆有電極圖案的所述襯底平行 或以< 90。的角度傾斜，并且優(yōu)選地大致正交于所要產(chǎn)生的面內(nèi)電場的 方向時(shí)，實(shí)現(xiàn)了體層的液晶的面內(nèi)轉(zhuǎn)換。
另外，本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)上述根據(jù)本發(fā)明所述的液晶裝置的方 法。所述方法包括以下步驟
-在于襯底的內(nèi)表面上涂覆電極圖案，所述電極圖案能夠在與所 述電極圖案相鄰的液晶體層的第一子容積上產(chǎn)生非均勻的電場，在電 力線的方向及其強(qiáng)度方面是非均勻的，
-在所述電極圖案上涂覆取向?qū)樱鲭妶鲆脖划a(chǎn)生于所述取向
23層上，
-在具有所述電極圖案和涂覆有取向?qū)拥乃鲆r底與第二襯底之 間形成單元間隙，
-用形成液晶體層的液晶材料填充單元間隙，
-在所述第一子容積中和/或所述取向?qū)又刑峁O化狀態(tài)的液晶， 所述極化比在所述第一子容積、所述取向?qū)油獠康?、?或與第二襯底 的內(nèi)表面相鄰的體層的第二子容積外部的、或者第二取向?qū)踊蛲扛灿?第二取向?qū)由系姆潜仨毜牡诙姌O圖案外部的體層的任意可能的類似 的液晶極化更強(qiáng)，并且能夠與所述電場耦合來進(jìn)行所述液晶的轉(zhuǎn)換， 以通過彈性力實(shí)現(xiàn)體層的液晶的轉(zhuǎn)換。
總之，本發(fā)明涉及至少部分地利用在由電極圖案在與所述電極圖 案相鄰的體層的第一子容積上產(chǎn)生的非均勻面內(nèi)電場與被包含于所述 第一子容積中和/或涂覆于所述電極圖案上的取向?qū)又械臉O化狀態(tài)的 液晶之間的線性耦合、諸如鐵電的和/或撓曲電的耦合驅(qū)動(dòng)的液晶裝
置，所述極化比(i)所述第一子容積、所述取向?qū)油獠康摹⒑?ii) 與另一個(gè)襯底的內(nèi)表面相鄰的體層的第二子容積外部的、或者第二取 向?qū)踊蛲扛灿谠摰诙∠驅(qū)由系姆潜仨毜牡诙姌O圖案外部的體層的 任意可能的類似的液晶極化更強(qiáng)。
上述方法的其它優(yōu)選特點(diǎn)從對本發(fā)明的所述液晶裝置的上述說明 來理解。
下面通過下列非限制性的實(shí)例說明本發(fā)明。 實(shí)例1:
逸括J^T;遂合承^ ^H^VJ的沐^和義措炎逸^W卓^ 使用了包括形成約2 nm單元間隙的兩個(gè)平行的玻璃襯底9和10 的夾層單元(圖20)。叉指狀電極圖案11 (圖1中所示)被配置于其 中的一個(gè)襯底9的內(nèi)表面上(單面裝置)。相鄰電極之間的距離為約 20拜。
由Nissan SE-2170構(gòu)成的第一取向?qū)?2凈皮沉積于電極圖案11上 并且被平行于電極圖案ll地摩擦，以促進(jìn)配置在單元間隙中的、包含液晶分子13的液晶體層的均勻平面取向。
促進(jìn)垂直取向的由Nissan SE1211構(gòu)成的第二取向?qū)?4被沉積于 另一個(gè)襯底10的內(nèi)表面上。
單元間隙被用具有正的介電各向異性(As > 0)的向列液晶材料 MLC 16000-000 (由Merck供應(yīng))所填充。
由于取向?qū)?2和14的定向，向列體13采用混合排列(HAN)， 即，在承載著電極圖案11的襯底9處，取向?yàn)槊鎯?nèi)的；而在另一個(gè)襯 底10處，取向?yàn)榇姑娴?圖20和圖21)。向列體層13的這種彈性 形變引起撓曲電極化(Pflex。)。圖21~23中的雙向箭頭表示示例的光 軸的方向。
因?yàn)檎骨巫儽痪植炕诔性灾姌O圖案11的襯底9處并且因?yàn)?MLC 16000-000表現(xiàn)出正的介電各向異性，所以最強(qiáng)的撓曲電極化局 部化于展曲形變最明顯的地方，即，局部化于承載著電極圖案11的襯 底9處(圖20 )。
彈性形變和撓曲電極化處于平行于電極圖案11并且垂直于單元 襯底9和10的同一平面中。撓曲電極化與所施加電場(E)線性地耦 合來實(shí)現(xiàn)液晶13的快速轉(zhuǎn)換。在所施加電壓為25V時(shí)所測量的總轉(zhuǎn) 換時(shí)間(Trise + irfall)為約8到12 ms。傳統(tǒng)的IPS液晶裝置在相同條 件下的總轉(zhuǎn)換時(shí)間為大28到34 ms。
圖22和23，分別地，示意性地表示了在單個(gè)電極間隙中向列液 晶13的轉(zhuǎn)換。如這兩個(gè)圖中所見，轉(zhuǎn)換方向取決于電場(E)的極性。 兩個(gè)相鄰的電極間隙中的向列LC分子13分別順時(shí)針和逆時(shí)針地轉(zhuǎn) 換，如圖24和25所示。這些圖表示單元的兩個(gè)狀態(tài)其，對應(yīng)著所施 加電場(E )的不同電場極性。所述單元是在其間插有X-紅光學(xué)板(X-red optical plate )的交叉的偏振器(polarizer)之間觀察的。不同色彩對 應(yīng)著指向矢n (如圖24和25的箭頭所示)相對于X-紅光學(xué)板的光軸 的不同位置。
實(shí)例2:
逸括具才濕合承^廣^4iVj ^糸^和義措炎逸農(nóng)時(shí)卓^本實(shí)例使用與實(shí)例l相同類型的夾層單元，但是HAN結(jié)構(gòu)被反轉(zhuǎn)(圖26)。因而，在承載著電極圖案17的襯底15處由第一取向?qū)?8所誘導(dǎo)的取向?yàn)榇姑娴模趯χ玫囊r底16處由第二取向?qū)?0所誘導(dǎo)的取向?yàn)槠矫娴?，如圖26和27所示。
另外，單元由具有負(fù)的介電各向異性(As < 0)的另一個(gè)向列液晶材料19， MDA-05-187 (由Merck供應(yīng))所填充。
因?yàn)閺澢巫儽痪植炕诔休d著電極圖案17的襯底15處并且因?yàn)镸DA-05-187表現(xiàn)出負(fù)的介電各向異性，所以最強(qiáng)的撓曲電極化局部化于彎曲形變最明顯的地方，即，位于承載著電極圖案17的襯底15處(圖26)。圖27到29中的雙向箭頭表示示例的光軸的方向。
向列相體的轉(zhuǎn)換，包括轉(zhuǎn)換時(shí)間，被發(fā)現(xiàn)與實(shí)施例1所述的轉(zhuǎn)換類似，如圖28和圖29中示意性地顯示。然而，在實(shí)施例l所述的轉(zhuǎn)換中，撓曲電耦合(Pnex。)和介電耦合具有相同的方向；相反，在本實(shí)例中，這些耦合具有相反的方向。在弱電場或中等電場下，撓曲電耦合(PnexQ)會(huì)壓倒電場(E)與介質(zhì)各向異性之間的介電耦合而占主導(dǎo)地位。然而，在強(qiáng)電場(E)和高頻情況下，介電耦合會(huì)占主導(dǎo)地位。因此，通過首先對電極施加</c電壓，向列分子19由于撓曲電耦合而分別順時(shí)針或逆時(shí)針地轉(zhuǎn)換，其取決于相應(yīng)的電極間隙中所施加電場(E)的極性。由于介電耦合，強(qiáng)高頻脈沖將向列19轉(zhuǎn)換回來。因此，通過施加&電壓，向列分子19^皮開啟(圖30a、 30b和30c)，而高頻脈沖將向列19轉(zhuǎn)換回到初始的場關(guān)斷的優(yōu)選的取向方向(由圖30和圖31中的雙向箭頭所示)，其如實(shí)例l中那樣，與電極17平行(圖31a和31b)。
實(shí)例3:
逸括^^T手在近4承^^希義措炎'逸農(nóng)^卓^
本實(shí)例所用的單元(圖32)具有與實(shí)例1所用的單元相同的結(jié)構(gòu)。然而，在本實(shí)例中，襯底21和22的兩個(gè)內(nèi)表面都被涂敷了具有NissanSE-2170的取向?qū)?未圖示)，所述取向?qū)颖谎刂姌O23單向地摩擦了以促進(jìn)具有預(yù)傾角0a的準(zhǔn)平面取向。在覆蓋著電極圖案23的取向?qū)拥捻斏?，沉積了鐵電性液晶聚合物(FLCP)的薄膜，更具體地，是鐵電性側(cè)鏈聚硅氧烷(未圖示)。FLCP層具有分子傾斜角eb并且呈書架狀排列，即，使近晶層垂直于襯底表面21。
單元間隙由具有負(fù)的介電各向異性(As < 0)并且不混溶于(不溶于)FLCP的自制(in-house prepared )的向列液晶材料24填充。
由于向列分子24的負(fù)的介電各向異性，本實(shí)施例中所施加的電場(E)不直接地轉(zhuǎn)換向列分子24。然而，電場(E)由于FLCP材料的自發(fā)極化而轉(zhuǎn)換FLCP分子，從而通過彈性力來轉(zhuǎn)換體層的向列液晶分子24 (參見WO 00/03288 )。這樣，通過改變電場(E)，向列相體24的優(yōu)選取向方向在襯底21和22的平面內(nèi)^皮轉(zhuǎn)換(即面內(nèi)轉(zhuǎn)換)。
如圖32所示，在一個(gè)電場極性(E)下，分子預(yù)傾角具有跨向列體24的均勻分布，而在另一地電場才及性(E)下，向列體24采用引起撓曲電極化(Pflex。)的展曲形變，如圖33所示。然而，與FLCP層的自發(fā)極化(Ps)類似，撓曲電極化(Pflex。)與電場(E)線性耦合而導(dǎo)致面內(nèi)轉(zhuǎn)換。
類似于實(shí)例l和實(shí)例2,已發(fā)現(xiàn)總轉(zhuǎn)換時(shí)間(Trise + Tfall)在所施加的電壓為25V時(shí)為約8到12 ms。
如果在沒有電極23的村底22處的預(yù)傾角ea小于在承載著電極圖
案23的襯底21處的預(yù)傾角0p，那么最強(qiáng)的撓曲電極化(Pflex。)實(shí)質(zhì)
上會(huì)被局部化于承栽著電極圖案23的襯底21處，由此實(shí)現(xiàn)對所施加電場(E)的更強(qiáng)的耦合并且使得能夠更有效地轉(zhuǎn)換向列24 (即轉(zhuǎn)換時(shí)間更短)。實(shí)例4:
逸^^才手在近-f承/^^希義措炎鬯^^卓^
本實(shí)例所用的單元(圖34)具有與實(shí)例3所用的單元相同的結(jié)構(gòu)。然而，在本實(shí)例中，襯底25和26的兩個(gè)內(nèi)表面都被涂敷了取向?qū)?未圖示)，所述取向?qū)颖谎刂姌O圖案27單向摩擦了以促進(jìn)具有小于卯。的預(yù)傾角(e)的準(zhǔn)平面取向(圖34)。另外，F(xiàn)LCP層(未圖示)與平行于襯底25的近晶層對準(zhǔn)。
如圖34所示，在一個(gè)電場極性(E)下，分子預(yù)傾角具有跨向列相體28的均勻分布，而在另一個(gè)電場極性(E)下，向列相體28采用引起撓曲電極化(Pnex。)的彎曲形變，如圖35所示，所述撓曲電極化(Pnex。)線性耦合到電場(E)而引起面內(nèi)轉(zhuǎn)換。
圖36a和b示意性地表示了 FLCP層的轉(zhuǎn)換。
向列體28的轉(zhuǎn)換，包括轉(zhuǎn)換時(shí)間，被發(fā)現(xiàn)與實(shí)施例3中所述轉(zhuǎn)換類似。
實(shí)例5:
逸括^^";遂合承ny^iV J W#^和Z^遂錄逸場時(shí)孩炎迨#
~#尤
在本施例中使用了夾層單元，其包括形成約2 的單元間隙的兩個(gè)平行的玻璃襯底29和30(圖37)。在其中的一個(gè)襯底29的內(nèi)表面上(單面裝置)配置有電極圖案，所述電極圖案包括第一導(dǎo)電層31、厚度為約300nm的絕緣層32、以及梳狀的第二導(dǎo)電層33 (圖37 )。該電極圖案所產(chǎn)生的邊緣電場的分量的分布示意性地表示在圖3中。
如實(shí)例2那樣，在承載著梳狀電極33的襯底29上沉積有第一取向?qū)?4，其由Nissan SE1211構(gòu)成，用于促進(jìn)配置在單元間隙中的液晶體層35的垂面取向。
如實(shí)例2那樣，沉積在另 一個(gè)襯底30的內(nèi)表面上沉積有第二取向?qū)?4，其由Nissan SE-2170組成，并且被平行于電極31和33地摩擦，以促進(jìn)配置于單元間隙中的液晶體層3 5的均勻的平面取向。
如實(shí)例2那樣，單元間隙由具有負(fù)的介電各向異性(As < 0)的向列液晶材料MDA-05-187填充。
因而，填充單元間隙的向列液晶35采用HAN結(jié)構(gòu)(圖37和圖38 )并且最強(qiáng)的撓曲電極化(Pflex。)局部化于承載著梳狀電極33的襯底29處。圖38~40中的雙向箭頭表示示例的光軸的方向。
如圖39和40所示，邊緣電場(E)的平行分量分別按順時(shí)針和
28逆時(shí)針來面內(nèi)地轉(zhuǎn)換與梳狀電極33的兩個(gè)平行邊相鄰的撓曲電極化
(Pflex。)，由此引起實(shí)質(zhì)上的電光學(xué)響應(yīng)。
然而，如圖41和42所示，邊緣電場(E)的垂直分量以面外方式來轉(zhuǎn)換位于梳狀電極33的兩平行邊之間的撓曲電極化(Pflex。)，這并不引起電光學(xué)響應(yīng)。
可見，本裝置的顯示圖像具有高的對比度，圖43表示了開啟態(tài)而圖44表示關(guān)閉態(tài)。
另外，由于面內(nèi)轉(zhuǎn)換，裝置同樣具有寬的視角。
另夕卜，用于驅(qū)動(dòng)本裝置中的向列體35的轉(zhuǎn)換所需的電壓為約6 V，這遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)IPS顯示器所需的電壓(15~20V)。
本裝置的總轉(zhuǎn)換時(shí)間(Trise + Tfa )為約3 ms。上升時(shí)間(Trise)為約2ms而下降時(shí)間(Tfall)為約0.9 ms。因而，轉(zhuǎn)換時(shí)間遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)IPS顯示器的轉(zhuǎn)換時(shí)間。
實(shí)例6:
逸括^|;遂合承(^K47V J的# 遂棼逸場^孩炎'冶W
~#力
本實(shí)例使用中與實(shí)例5相同類型的夾層單元，但是HAN結(jié)構(gòu)被反轉(zhuǎn)。因而，在承載著電極圖案的襯底處的取向?yàn)槠矫娴?，而在對置的襯底處的取向?yàn)榇姑娴?即與實(shí)例l類似)。另外，單元間隙由具有正的介電各向異性(As > 0)的另一個(gè)向列液晶材料MLC 16000-000 (由Merck供應(yīng))填充，其同樣被用于實(shí)例1中。
如實(shí)例1那樣，向列液晶采用HAN結(jié)構(gòu)并且最強(qiáng)的撓曲電極化(Pflex。)局部化于承載著梳狀電極的襯底處。
向列體的轉(zhuǎn)換，包括轉(zhuǎn)換時(shí)間，被發(fā)現(xiàn)與實(shí)例5中所述的轉(zhuǎn)換類似。
實(shí)例7:
逸括真^手在近4承邊錄冶場^孩炎'慮^卓無本實(shí)例所用的單元(圖45)具有與實(shí)例5所用的單元相同的結(jié)構(gòu)。然而，在本實(shí)例中，襯底37和38的兩個(gè)內(nèi)表面都被涂敷了由 Nissan SE-2170制成的取向?qū)?9和40,這些取向?qū)颖黄叫杏谑釥铍姌O41摩 擦了以促進(jìn)單向的平面取向。
在覆蓋著電極41和42的取向?qū)?9的頂上，沉積了鐵電性液晶聚 合物(FLCP) 43— —更具體地，是鐵電性側(cè)鏈聚硅氧烷一一的薄膜。 FLCP層43呈書架形狀排列，即，讓近晶層垂直于襯底表面37。單 元間隙由具有負(fù)的介電各向異性(As < 0)并且不混溶于(不溶于) FLCP 43的自制的向列液晶材料44填充。
如實(shí)例3那樣，所施加的電場(E)由于向列相分子44的負(fù)的介 電各向異性而并不直接轉(zhuǎn)換向列相分子44。然而，電場(E)由于FLCP 材料43的自發(fā)極化而轉(zhuǎn)換FLCP 43的分子，轉(zhuǎn)而通過彈性力(面內(nèi) 地)轉(zhuǎn)換體層的向列液晶分子44 (參見WO 00/03288)(圖47和圖 48)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過施加邊緣電場(E )來轉(zhuǎn)換FLCP分子43比通過 在體層上施加電場(即，在涂敷于分離的襯底表面上的電極之間產(chǎn)生 的電場)更有效，如圖51所示。圖51所示的裝置包括分別涂敷于襯 底表面47和48的每個(gè)上的ITO電極45和46、以及涂敷于所述ITO 電極45和46上的FLCP層49和50。由間隔物(spacer) 51分離開 的裝置間隙被非手征的向列液晶材料52填充。
具有邊緣電場的裝置的顯示圖像的對比度(圖49和50)被表明 遠(yuǎn)高于具有產(chǎn)生于整個(gè)體層上的電場的裝置的圖像的對比度(圖52)。
另外，具有邊緣電場的裝置的驅(qū)動(dòng)電壓為約6.7 V，遠(yuǎn)低于具有產(chǎn) 生于整個(gè)體層上的電場的裝置的約50V的驅(qū)動(dòng)電壓。(由于測量裝置 的特性，示波器上所顯示的電壓必須要乘以因子10。)
實(shí)例8:
逸括#才手在近4承^^々,^逸錄冶場^孩炎在^^卓^5 重復(fù)實(shí)施例7，但向列液晶材料表現(xiàn)出正的介電各向異性(As >0)。
實(shí)例9:逸括輿l手在近-,承/^^和,i遂棼逸場^孩炎鬯孩時(shí)卓^
重復(fù)實(shí)例7，但FLCP層與平行于襯底表面的近晶層對準(zhǔn)。FLCP 的期望轉(zhuǎn)換如圖53和圖54所示。 實(shí)例10:
逸括輿才手在近4承/^^;^,^逸錄鬯場W^炎鬯^^卓^ f雙
重復(fù)實(shí)例7，但襯底53和54的每個(gè)內(nèi)表面分別承載著以上所述 的電極圖案55和56 (雙面裝置)，以在兩個(gè)襯底53和54附近都產(chǎn) 生邊緣電場(圖55)。另外，每個(gè)襯底表面53和54分別包括分別沉 積在每個(gè)電極圖案55和56上并面向非手4正向列相液晶體層61的 FLCP層59和60以及無源取向?qū)?7和58。
實(shí)例11:
逸括J^T手在近4承/^^和,^這棼冶場的孩^冶^^卓無f歡 面襲U
重復(fù)實(shí)例8，但襯底的兩個(gè)內(nèi)表面都承載著以上所述的電極圖案 (雙面裝置)，以在兩個(gè)襯底表面附近都產(chǎn)生邊緣電場。 實(shí)例12:
逸^輿^"手在近-f f逸場^減炎逸^卓^ f雙 面襲U
重復(fù)實(shí)例7，但襯底的每個(gè)內(nèi)表面分別承載著以上所述的電極圖 案(雙面裝置)，并且每個(gè)襯底表面包括無源取向?qū)?。然而，不是?FLCP層涂敷每層取向?qū)樱菍⑹终鞣肿?手征摻雜劑)附著到取 向?qū)?。另外，單元間隙由非手征的近晶液晶材料填充。手征分子在非 手征近晶體層的子容積中并由此在位于承載著梳狀電極的襯底附近的 可轉(zhuǎn)換鐵電性子容積中誘導(dǎo)手征性。
雖然本發(fā)明已經(jīng)被詳細(xì)地并且結(jié)合其特定實(shí)施方式說明了，但是
對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以在不背離其精神和范圍的前提 下作出各種改變和修改。
3權(quán)利要求
1.一種液晶裝置，包括第一和第二限定襯底；液晶體層，其被設(shè)置于所述襯底之間；第一電極圖案，其被涂敷于所述第一襯底的內(nèi)表面上；以及第一取向?qū)樱浔辉O(shè)置成在所述體層的體表面處與所述體層相互作用并被涂敷于所述第一電極圖案上；所述第一電極圖案被設(shè)置以在與所述第一取向?qū)酉噜彽乃鲶w層的第一子容積上產(chǎn)生非均勻的電場，所述電場在其電力線方向和強(qiáng)度方面是非均勻的，所述電場也被產(chǎn)生于所述第一取向?qū)由?，其特征在于，所述裝置還包括極化狀態(tài)的液晶，所述液晶被包含于所述第一子容積中和/或所述第一取向?qū)又?，該液晶的極化比(i)所述第一子容積和/或所述第一取向?qū)油獠康?、以?ii)與所述第二襯底相鄰的、和/或與設(shè)置于所述第二襯底上的第二取向?qū)酉噜彽牡诙尤莘e外部的所述體層的中的任意可能的類似的液晶極化更強(qiáng)；包含于所述第一子容積中和/或所述第一取向?qū)又械乃鰳O化狀態(tài)的液晶至少部分地利用所述電場和所述極化之間的耦合而被轉(zhuǎn)換，以利用彈性力來實(shí)現(xiàn)所述體層的液晶的轉(zhuǎn)換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶裝置，其中，在所述第二襯底的內(nèi) 表面上涂敷有第二電極圖案，以在與所述第二電極圖案相鄰的所述體 層的第二子容積上產(chǎn)生非均勻的電場，所述電場在其電力線方向和強(qiáng)度方面是非均勻的，以及在第二電極圖案上涂敷有第二取向?qū)印?br> 3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶裝置，其中，在所述第一子容 積和/或所述取向?qū)又械乃鰳O化比在所迷第一子容積和/或所述取向 層外部的所述體層的任意可能的類似的液晶極化更強(qiáng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任一項(xiàng)所述的液晶裝置，其中，極化 狀態(tài)的所述液晶和所述電場之間的耦合選自由下列所組成的組鐵電性耦合、反鐵電性耦合、順電性耦合、撓曲電性耦合、及其任意組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶裝置，其中，極化狀態(tài)的所述液晶 和所述電場之間的耦合為鐵電性的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶裝置，其中，所述取向?qū)影ū憩F(xiàn) 出自發(fā)極化的液晶材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶裝置，其中，所述取向?qū)影ㄊ终?近晶C、即SmCh液晶材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶裝置，其中，所迷表現(xiàn)出自發(fā)極化 的液晶材料是能夠鐵電性耦合、反鐵電性耦合和/或順電性耦合于所述 電場的液晶聚合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶裝置，其中，所述子容積包括表現(xiàn) 出誘導(dǎo)自發(fā)極化的液晶材料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶裝置，其中，在所述第一子容積 中的至少一個(gè)表面永久地附著了手征摻雜劑而使得所述手征摻雜劑非 均勻地分布在所述體層中，并因此在所述第一子容積中誘導(dǎo)與手征性 相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)物理特性的局部增加，從而導(dǎo)致出現(xiàn)具有在所述 表面處最大并在遠(yuǎn)離所述表面的方向上衰減的非均勻分布的自發(fā)極化 的，所述手征摻雜劑在所述液晶體層中是可溶的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶裝置，其中，極化狀態(tài)的所述液 晶和所述電場之間的耦合為撓曲電性的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的液晶裝置，其中，在所述第一子容積 中的至少一個(gè)表面永久地附著了摻雜劑而使得所述摻雜劑非均勻地分 布在所述體層中，并因此在所述第一子容積中促進(jìn)一個(gè)或更多個(gè)物理 特性的局部增加，從而促進(jìn)出現(xiàn)具有在所述表面處最大并在遠(yuǎn)離所述 表面的方向上衰減的非均勻分布的撓曲電極化，所述摻雜劑在所述液 晶體層中是可溶的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶裝置，其中，所述摻雜劑選自由 下列所組成的組香蕉形、液滴形、液滴-香蕉混合形摻雜劑和其中任 意兩種或更多種的混合物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶裝置，其中，極化狀態(tài)的所述液 晶和所述電場之間的耦合為撓曲電耦合和介電耦合的組合。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的液晶裝置，其中，所述液晶體層包括 在彈性形變下表現(xiàn)出撓曲電極化的向列液晶材料。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶裝置，其中，所述第一子容積的 液晶的極化是由液晶體層中的展曲和/或彎曲形變誘導(dǎo)的，所述展曲和二子容積中的突起引i^的。 、、、。_-,
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶裝置，其中，所述液晶體層表現(xiàn) 出展曲-彎曲混合形變，eb為撓曲電極化的主要撓曲電系數(shù)，并且所 述第一子容積的液晶表現(xiàn)出彎曲形變。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶裝置，其中，所述液晶體層表現(xiàn) 出展曲-彎曲混合形變，es為撓曲電極化的主要撓曲電系數(shù)，并且所 述第一子容積的液晶表現(xiàn)出展曲形變。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶裝置，其中，所述液晶體層表現(xiàn) 出正的介電各向異性和展曲形變，并且在所述村底的每個(gè)的內(nèi)表面上 涂敷有電極圖案，以在與所述電極圖案相鄰的體層的每個(gè)子容積上產(chǎn) 生非均勻的電場。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶裝置，其中，所述液晶體層表現(xiàn) 出負(fù)的介電各向異性和彎曲形變，并且在所述襯底的每個(gè)的內(nèi)表面上 涂敷有電極圖案，以在與所述電極圖案相鄰的所述體層的每個(gè)子容積 之上產(chǎn)生非均勻的電場。
21. 根據(jù)權(quán)利要求l到20的任一項(xiàng)所述的液晶裝置，其中，所述 電極圖案包括叉指狀電極。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1到20的任一項(xiàng)所述的液晶裝置，其中，所述 電極圖案包括產(chǎn)生邊緣電場的電極。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的液晶裝置，其中，所述電極圖案包括 設(shè)置于所述襯底上的第一導(dǎo)電層、設(shè)置于所述第一導(dǎo)電層上的絕緣層、 以及設(shè)置于所迷絕緣層頂上的第二導(dǎo)電層，所述第二導(dǎo)電層具有梳狀形狀。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的液晶裝置，其中，所述電極圖案包括 設(shè)置于所述襯底上的第一導(dǎo)電層、設(shè)置于所述第一導(dǎo)電層上的絕緣層、 以及設(shè)置于所述絕緣層頂上的第二導(dǎo)電層，所述第二導(dǎo)電層具有開口。
全文摘要
本發(fā)明涉及由在由電極圖案(41；42)所產(chǎn)生的位于與所述電極圖案(41；42)相鄰的體層(44)的第一子容積上的非均勻面內(nèi)電場與被包含于所述第一子容積中和/或涂敷于所述電極圖案(41；42)上的取向?qū)?43)中的極化狀態(tài)的液晶之間的線性耦合，諸如鐵電性和/或撓曲電性耦合所驅(qū)動(dòng)的液晶裝置，所述極化比(i)所述第一子容積、所述取向?qū)油獠康?、?ii)與另一個(gè)襯底的內(nèi)表面或第二取向?qū)踊蛲糠笥谄渖系姆潜仨毜牡诙姌O圖案相鄰的第二子容積外部的、體層(44)的任意可能的類似的液晶極化更強(qiáng)。
文檔編號G02F1/1337GK101652708SQ200880010693
公開日2010年2月17日 申請日期2008年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月26日
發(fā)明者拉謝扎·科米托弗 申請人:拉謝扎·科米托弗