CN1115040A - 有源矩阵型液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示装置，它具有由一组按n×m矩阵形式形成象素的电极构成的指定驱动装置和有源装置。在该显示装置中，电极具有这样一种结构，即可以将与界面平行的电场施加给液晶组合层；而且相互面向的衬底之间的单元间隔为6μm或者更小，响应时间小于或等于100ms并大于或等于1ms。

Description

有源矩阵型液晶显示装置

本发明涉及一种液晶显示装置；更特别地是涉及一种有源矩阵型液晶显示装置。

在传统的液晶显示装置中，就用来驱动液晶层的电极而言，在两块衬底的表面上形成这些电极，而且使用透明电极，每个电极都相对配置。这是因为所使用的是扭曲向列显示法表示的显示方法，在这种方法中，液晶层是由在与衬底的表面垂直的方向上施加一个电场来驱动的。另一方面，关于在与衬底的表面几乎平行的方向上施加电场的显示方法，在日本专利63—21907(1988)和美国专利4345249中公开了一种使用梳齿型电极的显示方法。在这种情况下，电极没有必要选择为透明的，而是使用具有较高电导率的不透明并为金属的电极。然而，在上述已有技术中，关于朝电极的表面的方向施加电场的专门用于有源矩阵驱动模式的显示方法(称它为″平面内转换法″)，或者关于具有低压驱动的水平电场方法，对于允许使用的液晶层材料的性能和装置结构都没有作详细描述。

在水平电场方法中，必须使电极间隙留大一些以便使开口得到较大的横截面，这样也就产生了必需的驱动电压要升高的问题。此外，为了使鼠标器在液晶显示装置能用作指示器，就必须建立起在150至200毫秒之间的响应时间，而且为了使移动图象可以分辨，响应时间需要为50毫秒。然而，液晶对电场变化的响应本来就很慢，在用向列型液晶的各种显示方法经常出现液晶响应慢的问题。在水平电场方法中这也不例外。另外，由于对于水平电场方法来说电极结构特殊，因此电场就不会完全施加到液晶上，从而导致液晶更慢的响应。这样，就需要采取一些办法以降低驱动电压，使鼠标器兼容并使移动图象可以分辨。

本发明的目的就是要提供一种具有高速响应的有源矩阵型液晶显示装置，以在水平电场方法中使鼠标器能用作一个指示器或者能使移动图像可以分辨。

在本发明中，下面的方案用于解决上述问题并达到上面的目的。

本发明包括一对衬底，其中至少有一个是透明的；一个置于衬底之间的液晶组合层；在衬底上用于施加与该衬底基本平行的电场的电极；用于控制液晶分子的取向的取向控制层；偏光装置；以及驱动装置；其中衬底间的间隔小于或等于6微米，而响应时间小于或等于100毫秒并大于或等于1毫秒。

液晶组合层的介电常数((∈_LC)∥：分子纵轴上测量的介电常数，(∈_LC)⊥：分子横轴上测量的介电常数)与取向控制层的介电常数(∈_AF)之间的关系用方程式(1)表示。

(∈_LC)∥＞2∈_AF，或(∈LC)⊥＞2∈_AF    (1)

进一步地，液晶组合层的粘度η与扭曲的弹性常数K₂之间的关系用方程式(2)表示。

η/K₂＜4.5×10¹⁰    〔s·m^-2〕         (2)

更进一步地，按照本发明制备的液晶组合层包括用化学通式(I)表示的液晶化合物，其中氟基或氰基，或它们两者共生作为一端基。

在化学式(I)中，X₁、X₂和X₃为氟基、氰基、或者氢原子；R是烷基或有着1至10个可置换的碳的烷氧基；环A是环已烷环，苯环、二噁烷环，嘧啶环，或〔2，2，2〕—二环辛烷环，Z是单键，脂键，乙醚键，或亚甲基，或1，2—亚乙基；而n是一个整数，1或2。

最好使液晶组合物包含有由通式(I)所表示的液晶化合物，其中氟基或氰基、或者它们两者共作为一个端基。

在化学式(II)中，X₁和X₂是氟基、氰基，或氢原子；R是烷基或有着1至10个可置换的碳的烷氧基；环A是环已烷环，苯环，二噁烷环，嘧啶环，或〔2，2，2〕—二环辛烷环；Z是单键，脂键，或亚甲基，或1，2—亚乙基；而n是一个整数，1或2。

液晶组合材料层的延迟(d·Δn)最好大于或等于0.21微米，并小于或等于0.36微米。

图1(a)至1(d)表示的是在水平电场型液晶显示装置中液晶的工作原理。

图2是在水平电场型液晶显示装置中单位象素的平面图。

图3是在水平电场型液晶显示装置中单位象素的横截面图。

图4表示了由偏光透射轴确定的角Φ，由在界面处附近液晶分子纵轴(光轴)确定的角Φ_LC，以及由在移相器板中的凝缩轴确定的角Φ_R，在实施例1至5中和对比例1与2中的这些角都是相对于电场方向而定的。

图5是响应时间的定义。

图6是表示在介电层上的界面处电场的衍射的示意图。

图7是表示在本发明的实施例和对此例中响应速度与液晶粘度对液晶的弹性系数的比率之间的关系的曲线图。

图4中，角Φ_P由偏光透射轴确定，角Φ_LC由在界面附近的液晶分子纵轴(光轴)确定，角Φ_R由插在一对偏光镜之间的移相器板中的凝缩轴确定。由于有一对偏光镜和一对液晶界面，因此，角Φ_P和Φ_LC可选用Φ_P1、Φ_P2、Φ_LC1和Φ_LC2来表示。

图1(a)和1(b)是表示在本发明液晶板中液晶工作的侧剖面图，图1(c)至1(d)是它们的俯视图。在图1(a)至1(d)中，没有示出有源器件。此外，尽管在本发明中用条形电极形成了许多象素，但在图1(a)至1(d)中只表示了一个象素的部分视图。图1(a)表示了没有施加电压时的侧剖面图，图1(c)则表示了俯视图。线状电极3和4在一对透明衬底内形成，而衬底上涂有一对取向膜6以便电极3和4相对而置。液晶组合材料安插在两个膜之间。液晶分子5按线形取向以便使条状的Y电极的纵向方向之间的液晶分子的纵轴的角Φ_LC可以维持一个合适的角度，例如45°≤|Φ_LC|＜90°。根据下面的解释，可假设在上和下界面上，液晶分子的取向方向相互平行，即，Φ_LC1＝Φ_LC2。并假设液晶组合材料的介电各向异性是正的。接着，当施加电场9时，如图1(b)和1(c)所示，液晶分子的轴就按电场的方向取向。通过设置具有一个指定角8的偏光镜2，可以实现通过施加电场和改变电场来调制光透射率。这样，对于确定对比度的显示操作，就可以不用透明电极。尽管液晶组合材料的介电各向异性假设为正的，但也可以选择它为负的。在负的介电各向异性的情况下，关于液晶分子的起始取向，角Φ_LC在与条形电极的纵轴的垂直方向维持一个合适的角度，如0°＜|Φ_LC|≤45°。

在水平电场方法中的响应时间可以通过用求解由弹性转矩、电磁转矩和粘性转矩构成的转矩平衡方程式来得到。液晶的上升时间和下降时间导出了下例表达式。

τ_rise＝γ/(∈。Δ∈E²－π²K₂/d²)，(3)以及

τ_fau＝τ₁d²/π²K₂＝γ/∈。ΔE_c ²(4)，

其中：τ_rise是上升时间，

τ_fau是下降时间，

γ是粘度系数，

K₂是扭曲的弹性系数，

d是(液晶)单元间隔，

Δ∈是介电各向异性值，

∈。是真空介电指数，

E是电场强度，和

Ec是电场强度阈值。

上面的方程式表明响应时间可以通过减小相互面向的衬底之间的(液晶)单元间隔d来缩短。由于(液晶)单元间隔d较小，下降时间与单元间隔d的平方的倒数成正比地减小。另一方面，上升时间表达式的第二项小于它的第一项，上升时间甚至不会通过减少(液晶)单元的间隔来延长。

因此，要使相互面向的衬底之间的(液晶)单元间隔为方法1中所述的6μm或更小，所提供的现实途径是将响应时间确定为小于或等于100ms，最好小于或等于5μm。在上述定义中，如图5所示，响应时间定义为透射比改变所要求的最小电压和最大电压之间转换操作的90％部分所需要的时间。

如方案2所述，显然借助于使液晶组合材料层的介电常数((∈_LC)∥：为分子的纵轴测量的介电常数，(∈_LC)⊥：为分子的较短轴测量的介电常数)与取向控制层的介电常数(∈_AF)之间的关系满足方程(∈_LC)∥＞2∈_AF，或(∈_LC)⊥＞2∈_AF，以及使液晶组合材料层的粘度η与扭曲的弹性系数K₂之间的关系满足方程η/K₂＜45〔GS/(m·m)〕就能够得到具有高速响应的液晶显示装置。在普通水平电场方法中，由于电极的厚度小于液晶组合材料层的厚度，因此，完全与液晶和取向层之间界面平行的电场就不能完全施加到液晶层上。这种不完全的水平电场就使得在界面上转换液晶的效率更差。由于在两层介电材料层之间电场产生折射如按图6所示，通过选取液晶的介电常数∈_LC大于取向层的介电常数∈_AF(最好使∈_LC两倍于∈_AF)，能够施加到液晶的电场就是更加平行于液晶与取向层之间界面的水平电场。因此，可以将必需的水平电场有效地加给液晶，以转换界面上的液晶。此外，随着研究深化，其中将液晶的粘度η调到更小或者将扭曲的弹性系数K₂调到更大，当粘度和弹性系数之间的比为45〔GS/(m·m)〕时可以得到能使鼠标器兼容或能使移动图象可以分辨的高速响应。

更进一步地，可以证明上述方案3中所述的液晶可应用到方案1和2所给定的条件，而且可得到能使鼠标器兼容或使移动图象可以分辨的高速响应。由于在分子末端具有带氟基的分子结构的三氟型液晶有着较大的介电各向异性Δ∈，大约为7，而粘度η较小，在20cp与30cp之间，通过将这种液晶加入到另一种液晶中也可使驱动电压变小和响应时间缩短。例如，反—4—庚基—〔3，4，5—三氟苯)环己烷；1，2，6—三氟—4—〔反—4—(反—4—丙环己基)环己基丁苯，反—4—丙基—(3，4，5—三氟联苯基—4′—基)环己烷；2—(反—4—丙环己基(1—〔—4—(3，4，5—三氟苯基)环己基丁己烷；3，4，5—三氟苯基—反—4—苯甲基环己基羧化物；反—4—度基—(3，4—二氟苯基)环己烷；1，2—二氟—4〔反—4—(反—4—丙环己基)环己基丁苯；反—4—丙基—(3，4二氟联苯—4—基)环己烷；2—(反—4—丙环己基)—1—〔反—4—(3，4—二氟苯基)环己基丁己烷；3，4—二氟苯基—反—4—bentyle环己基羧化物；反—4—庚基—(4—氰苯基)环己烷；1，2—二氰—4—〔反—4—(反—4—丙环己基)环己基丁苯；反—4—丙基—(3，4—二氰基二苯—4—基)环己烷；2—(反—4—丙环己基)—1—〔反—4—(3，4—二氰苯基)环己基丁己烷；3，4—二氰苯基—反—4—苯甲基环己基羧化物；4—氰基—3—氟苯基—反—4—丙己基羧化物。本发明不排除上述之外的其他化合物。众所周知，在其氰基末端基中的邻位处有用4—氰基—3—氟苯基—反—4—丙环己基羧化物表示的氟基的液晶化合物被认为是不会形成消除偶极动量的二聚物的物质。由于这种液晶化合物具有较大的介电常数和较低的粘度，因此将这种化合物应用于水平电场法中的高速驱动操作是有效的。

更进—步地，可以证明上述方案4中所示的液晶采用了由方案1和方案2给定的条件而且可以得到能使鼠标器兼容或使移动图象可以分辨的高速响应。例如，反—4—庚基—(2，3—二氟苯基)环己烷；2，3—二氟—4—〔反—4—(反—4—丙环己基)环己基丁苯；反—4—丙基—(2，3—二氟联苯基—4—)环己烷；2—(反—4—丙环己基)—1—〔反—4—(2，3—二氟苯基)己基丁己烷；2，3—二氟苯基—反—4—环己基羧化物；反—4—庚基—(2—氰—3—氟苯基)环己烷；2—氰—3—氟—4—〔反—4—(反—4—(反—4—丙环己基)环己基丁苯；反—4—丙基—(2—氰—3—氟联苯基—4’—基)环己烷；2—(反—4—丙环己基)—1—〔反—4—)2—氰—3—氟苯基)环己基丁己烷；2—氰—3—氟苯基—反—4—环己基羧化物。本发明不排除上述之外的化合物。

在上述用于高速响应驱动的方案中，从显示器的整体设计应该满足除响应时间之外许多方面的特性和性能(如亮度和对比度)的观点来看，例如，液晶的延迟d·Δn按下述方法确定。在如前所述的多次衍射模式中的显示情况下，当在交叉尼柯尔棱镜中设置一对偏光镜时，透射光的强度由下列方程定义。

I/I_o＝sin²(2α).sin²(πd·Δn/λ)    (5)

这里：

α是由液晶层的有效光轴和偏光透射轴所确定的角；

d是(液晶)单元间隔；

Δn是液晶折射率的各向异性；和

λ是光的波长。

为了得到常闭特性，即施加低电压时显示象素呈暗态，而施加高电压时显示象素呈亮态，就偏光镜的设置而论，一个偏光镜的透射轴可以取与液晶分子的取向(摩擦轴)大体平行的方向，这意味着Φ_P1＝Φ_LC1＝Φ_LC2，而另一个偏光镜的透射轴可以取与该摩擦轴垂直的方向，这意味着Φ_P1＝Φ_P2＝90°。当不施加电场时，由于方程(5)中的α为0，那么光透射率I/I_o也为0。相反，当施加电场时，α随着光强度的增加而增大，这样，光透射率I/I_o在α＝45°时为它的最大值。在这种情况下，假设光的波长为0.555μm，有效d_eff·Δn可以取为0.28μm，光波长的一半，以使具有无色调的透射率最大。由于液晶分子固定在实际的单元中界面的相邻区内，使d_eff小于单元间隔d。因此，为了获得较高的透光率和在处于多折射模式时取亮态的常闭特性中显示象素的显示发射光的白度，d·Δn可以取0.3μm，稍大于光波长的一半。在实际使用中，由于存在一个变化范围d·Δn可以取在0.21至0.36μm之间。

从上述观点来看，通过使所用的液晶的折射率的各向异性Δn相对大些，并如上面用于较高对比度的方案5中所述的将延迟d·Δn设置在0.21至0.36μm之间，那么，相互面向的衬底之间的间隔就必须选得小些，这可以为高速响应得到理想的方法。

如公式(3)和(4)所述，为得到高速响应，最好选择具有低粘度的液晶。通过使液晶的介电各向异性的绝对值|Δ∈|尽可能大，还可使响应变得更快。这要归因于电场与液晶之间的相互作用能量变大了。

借助于下面的实施例，将对本发明进行更详细的描述。〔实施例1〕

图2表示的是在本发明第一个实施例中单元象素的平面图，图3是图2的截面图。由A1构成的扫描电极10设置在抛光玻璃衬底1上，扫描电极的表面用阳极氧化的氧化铝膜19覆盖，形成栅极氮化层16(栅siN)和非晶硅层(α—si)17以覆盖扫描电极10。n型非晶硅层18、源电极3和图象信号电极11被形成到非晶硅层17上。此外，公共电极4固定到与源电极3和图象信号电极11相同的层上。关于源电极3和图象信号电极11的结构，如图1所示，这些电极与条形公共电极4平行延伸并与扫描信号电极10成直角相交，这样，薄膜晶体管(见图2和图3)和金属电极形成在一个衬底之上。借助于这些晶体管和电极，在源电极3和衬底之一上的公共电极4之间产生电场，以致所产生的电场的方向9几乎可以与衬底的界面平行。衬底上的各个电极由铝制成，但是，金属的选择并不限于铝，也可以是铬或铜等。选择象素的数量为40(×3)×30(即，n＝120，和m＝30)。水平象素周期间距，即公共电极间的距离，为80μm，而垂直象素周期间距，即栅电极之间的距离，为240μm。公共电极的宽度为12μm，它小于公共电极间的间距68μm，这就导致了较大的开口率。

在与其上形成薄膜晶体管的衬底相对的那个衬底上形成用于RGB颜色的条形的滤色片20。在滤色片20上，涂上多层使滤色片表面变平的透明树脂13。关于用作透明树脂的材料，可以用环氧树脂。驱动器LSI与该板连接。

用作液晶化合物的材料具有这样一些性质，即折射率的各向异性Δn为0.072，介电各向异性Δ∈为3.7(∈∥：7.4，∈⊥：37)粘度η为20cp(20℃)，和扭曲的弹性系数K₂为8.4×10^-8dyn。因此η/K₂为23.9〔GS/(m·m)〕。用作取向层的材料是具有相对介电系数∈_AF为2.8的PIQ。这样，(∈_LC)∥＞2∈_AF关系成立。一对衬底的各个摩擦方向相互平行，且与所施加的电场延伸的方向呈105°的角(Φ_LC1＝Φ_LC2＝105°)，参见图4。用分散在衬底间的聚合物垫珠形成并控制衬底之间的间隔d，使其填充液晶后间隔为3.8μmm。

显示板内夹有一对偏光镜(G1220DU，由Nitto电气公司制造)，而且使一块偏光镜的偏光透射轴与摩擦方向平行，这意味着Φ_P1＝105°，而使另一块偏光镜的偏光透射轴与前一个偏光透射轴垂直相交，这意味着Φ_P2＝105°。借助于这种几何结构，可以得到显示象素的常闭特性。

按照在上述结构中所得到的液晶的响应时间的测量结果，上升时间为30ms，下降时间为35ms。

在上述的定义中，如图5所示，响应时间定义为透射率变化所要求的最小和最大电压之间转换幅度的90％所需要的时间。〔实施例2〕

除了下面的特征外，实施例2中的结构与实施例1中的结构相同。

用作液晶化合物的材料为MLC—2011，(由MELC公司制备)，它的主要成份是2，3—二氟苯衍生物。在这种材料中，η/K₂为27.8〔GS/(m·m)〕。该实施例中液晶的介电各向异性Δ∈为—3.3(∈∥：3.1，∈⊥：7.1)。因此，(∈_LC)⊥＞2∈_AF关系式成立。衬底之间的间隔d选定为4.7μm，延迟d·Δn确定为约0.35μm。

一对衬底的备摩擦方向相互平行，与所施加的电场延伸的方向呈15°的角(Φ_LC1＝Φ_LC2＝15°)，见图4。显示板内夹有一对偏光镜(G1220DU，由Nitto电气公司制造)，而且使一块偏光镜的偏光透射轴与摩擦方向平行，即Φ_P1＝15°，而另一块偏光镜的偏光透射轴与前面的偏光透射轴垂直相交，即Φ_P2＝-75°。借助于这种几何结构，可以得到显示象素的常闭特征。

根据上述形状所得到的液晶的响应时间的测量结果，上升时间为38ms，而下降时间为44ms。〔实施例3〕

除下列特征之外，实施例3中的结构与实施例1中的结构相同。

用作液晶化合物的材料是MLC—2009(由MELC公司制备)，它的主要成份是2，3—二氟苯的衍生物。在这种材料中，η/K₂为44.0〔GS/(m·m)]。本实施例中液晶的介电各向异性Δ∈为-3.4(∈∥：3.9，∈⊥：7.3)。因此，(∈_LC)⊥＞2∈_AF关系成立。衬底间的间隔d选定为

2.0μm，而延迟d·Δn确定为大约0.30μm。

一对衬底的各个摩擦方向相互平行，且与所施加电场延伸的方向呈15°(Φ_LC1＝Φ_LC2＝15°)的角，见图4。显示板内夹有一对偏光镜(G1220DU)，由Nitto电气公司制造)，使一块偏光镜的偏光透射轴与摩擦方向平行，即Φ_P1＝15°，而另一块偏光镜的偏光透射轴与前一个偏光镜的偏光透射轴垂直交叉，即Φ_P2＝-75°。借助于这种几何结构，可以得到显示象素的常闭特性。

根据上述结构中所得到的液晶的响应时间测量结果，上升时间为40毫秒，而下降时间为20毫秒。〔实施例4〕

除下述特征外，实施例4中的结构与实施例1中的结构相同。

用作液晶化合物的材料是LIXON—5023(由Chisso公司制备)，其主要成份是2，3—二氟苯的衍生物°在这种材料中，η/K₂是42.0〔GS/(m·m)〕。本实施例中液晶的介电各向异性Δ∈为4.5(∈∥：8.2，∈⊥：3.7)。因此，(∈_LC)∥＞2∈_AF关系成立。衬底间的间隔d为3.5μm而延迟d·Δn确定为大约0.28μm。

根据上述结构中所得到的液晶的响应时间的测量结果，上升时间为25ms，而下降时间为30ms。〔实施例5〕

除下述特征外，实施例5中的结构与实施例1中的结构相同。

用作液晶化合物的材料为日本公开专利2—233626(1990)中公开的材料(由Chisso)公司制备)它的主要成份是3，4，5—三氟苯的衍生物。在这种材料中，η/K₂是23.6〔GS/(m·m)〕。本实施例中液晶的介电各向异性Δ∈为7.3(∈∥：11.0，∈⊥：3.7)。因此，(∈_LC)∥＞2∈_AF关系式成立。将衬底间的间隔d选定为4.7μm，而使d·Δn确定为大约0.34μm。

根据在上述结构中所得到的液晶的响应时间的测量结果，上升时间为28ms，而下降时间为53ms。〔对比例1〕

除下述特征外，对比例1中的结构与实施例1中的结构相同。

用作液晶化合物的材料为ZLI—2806，它的主要成份是<h>。在这种材料中，η/K₂为46.2〔GS/(m·m)〕。本对比例中液晶的介电各向异性Δ∈为-4.8(∈∥：3.3，∈⊥：8.1)。因此，(∈_LC)⊥＞2∈_AF关系式成立。使衬底间的间隔d选为6.2μm，而使d·Δn确定为大约0.27μm。

一对衬底的各个摩擦方向相互平行。并与施加的电场延伸的方向有15°(Φ_LC1＝Φ_LC2＝15°)的交角，见图4。显示板内夹有一对偏光镜(G1220DV，由Nitto电气公司制备)，使一块偏光镜的偏光透射轴与摩擦方向平行，即Φ_P1＝15°，而另一块偏光镜的偏光透射轴与前面的偏光镜的偏光透射轴垂直相交，即Φ_P2＝-75°。借助于这种几何结构，可以得到显示象素的常闭特性。

根据在上述结构中所得到的液晶的响应时间测量结果，上升时间为150ms，而下降时间为180ms。〔对比例2〕

除下述特征外，对比例2中的结构与实施例1中的结构相同。

用作液晶化合物的材料具有这样的性质，即折射率的各向异性Δn为0.0743，粘度η为20cp(20℃)，而扭曲的弹性系数K₂为4.17mdyn。因此，η/K₂为48.0〔GS/(m·m)〕。本对比例中液晶的介电各向异性Δ∈为-1.5(∈∥：3.2，∈⊥：4.7)。这样(∈_LC)∥＞2∈_AF或(∈_LC)⊥＞2∈_AF不成立。衬底间的间隔d选为3.8μm。而延迟d·Δn确定为大约0.28μm。

根据在上述结构中所得到的液晶的响应时间的测量结果，上升时间为100ms，而下降时间为120ms。

在图7中，表示了在本发明的实施例和对比例中的响应速度以及液晶的粘度对液晶的弹性系数的比率之间的关系。

根据本发明，借助于使相互面对面的衬底之间的间隔小于或等于6μm，可以实现高速水平电场法。此外，通过调整液晶层和取向层的材料性质以满足公式(1)和(2)，就可减少水平电场法中液晶的响应时间。结果，就可以得到使允许鼠标器兼容或使移动图象可以分辨的水平电场法的有源矩阵型液晶显示装置。

Claims (5)

1.一种液晶显示装置，包括：

一对衬底，至少其中有一个是透明的；

一个位于所述衬底之间的液晶组合层；

一个用于控制液晶分子取向的取向控制层；

在所述衬底上用于施加与所述衬底基本平行的电场的电极；

偏光装置；以及

驱动装置；

其中所述衬底之间的间隔小于或等于6μm，而响应时间小于或等于100ms并大于或等于1ms。

2.一种液晶显示装置；包括：

一对衬底，至少有一个是透明的；

一个位于所述衬底之间的液晶组合层；

一个用于控制液晶分子取向的取向控制层；

在所述衬底上用于施加与所述衬底基本平行的电场的电极；

偏光装置；以及

驱动装置；

其中液晶组合材料层的介电常数((∈_LC)∥：分子纵轴上测量的介电常数，(∈_LC)⊥：分子横轴上测量的介电常数)与取向控制层的介电常数(∈_AF)之间的关系满足方程(1)：

(∈_LC)∥＞2∈_AF，或(∈_LC)⊥＞2∈_AF    (1)

而且液晶组合材料层的粘度η与扭曲的弹性常数K₂之间的关系满足方程式(2)，

η/K₂＜4.5×10¹⁰〔s·m^-2〕              (2)

3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述液晶组合材料包括用通式(I)表示的液晶化合物，其中氟基或氰基，或它们两者同时存在并作为一个端基，

在通式(I)中，X₁，X₂和X₃为氟基、氰基、或者氢原子；R是烷基或有着1至10个可置换的碳的烷氧基；环A是环己烷环，苯环，二恶烷环，嘧啶环，或〔2，2，2〕—二环辛烷环；Z是单键，脂键，乙醚键，或亚甲基，或1，2亚乙基；而n是一个整数，1或2。

4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中使所述液晶组合材料包含有由通式(H)所表示的液晶化合物，其中氟基或氰基，或者它们两者同时存在并作为一个端基，

在通式(II)中，X1和X2是氟基，氰基，或氢原子；R是烷基或有着1至10个可置换的碳的烷氧基；环A是环己烷环，苯环，二噁烷环，嘧啶环，或〔2，2，2〕—二环辛烷环；Z是单键，脂键，或亚甲基，或1，2亚乙基；而n是一个整数，1或2。

5.如权利要求1至4所述的液晶显示装置，其中液晶组合材料层的延迟d·Δn大于或等于0.21μm，而且小于或等于0.36μm。

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