TW202202922A - 包含指叉電極之液晶裝置 - Google Patents

Abstract

茲揭示包含多個指叉電極和至少一液晶層的液晶裝置。亦揭示包含至少三個指叉電極的液晶裝置。

Description

包含指叉電極之液晶裝置

本申請案根據專利法法規主張西元2020年7月1日申請的美國臨時專利申請案第63/046,963號的優先權權益及根據專利法法規主張西元2020年7月13日申請的美國臨時專利申請案第63/051,104號的優先權權益，各臨時申請案全文內容以引用方式併入本文中。

本發明大體係關於包含電極組件的液晶裝置，電極組件包括多個指叉電極和至少一液晶層，更特別係關於採用面內切換及包含至少三個指叉電極的液晶裝置。

液晶裝置用於各種建築與運輸應用，例如建築物與汽車用門窗、隔間板和天窗。對許多商業應用而言，期液晶裝置能提供亮態下的高透射率及開關狀態間的高對比，同時提供良好的能量效率和成本效益。以液晶視窗為例，期盡量減少亮態下的光損失，以最大化通過視窗的光量。此外，為達成高對比，視窗在暗態下應盡可能讓入射光衰減。

採用指叉電極（例如面內切換（IPS）電極圖案）的液晶裝置因只需將電極放在組成液晶盒的二基板的其中一個上面，故可提供吸引人的低成本設計。然習知用於IPS的指叉電極設計會產生「死區（dead zone）」或液晶盒無法切換或未完全切換亮態與暗態的區域，以致降低整體對比率。在一些情況下，典型IPS設計有高達5%~20%的液晶分子無法切換，導致在暗態下會漏光，進而降低整個裝置的對比率。

因此，採用指叉電極的液晶裝置必需具有較少或沒有「死區」。以低製造複雜度及/或成本來提供液晶裝置亦有所助益。更有利的是改善此液晶裝置在亮態下的透光率和亮態與暗態間的對比率。

在不同實施例中，本發明係關於液晶裝置，包含：包含外表面和內表面的第一基板；包含外表面和內表面的第二基板；包含第一表面和第二表面的液晶層，其中液晶層置於第一基板與第二基板之間；及包含至少三個指叉電極的電極組件，其中電極組件置於第一基板的內表面上。本文亦揭示包含液晶裝置和玻璃基板的液晶視窗，玻璃基板由密封間隙與液晶裝置隔開。

在非限定實施例中，第一和第二基板可為玻璃基板。在不同實施例中，指叉電極可包含至少一透明導電層，例如至少一透明導電氧化物。根據某些實施例，電極組件可包含超過兩個指叉電極，例如三個指叉電極或四個指叉電極。例如，電極組件可包含包含第一指叉電極和第二指叉電極的第一電極層、包含第三指叉電極的第二電極層、及置於第一與第二電極層間的鈍化層。或者，電極組件可包含包含第一指叉電極和第二指叉電極的第一電極層、包含第三指叉電極和第四指叉電極的第二電極層、及置於第一與第二電極層間的鈍化層。鈍化層可包含如SiN或SiO₂ 。在附加實施例中，電極組件可包含具第一週期的第一對指叉電極和具第二週期的第二對指叉電極，其中第一週期比第二週期長。

根據某些實施例，液晶裝置可進一步包含至少一對準層並直接接觸液晶層的第一或第二表面。第一對準層可直接接觸液晶層的第一表面，第二對準層可直接接觸液晶層的第二表面。在不同實施例中，液晶層可進一步包含選自染料、著色劑、掌性摻質、可聚合反應單體、光起始劑和聚合結構的至少一附加組分。根據附加實施例，液晶裝置可包含扭轉超分子結構。在進一步實施例中，第一對準層可具有第一摩擦方向，第二對準層可具有第二摩擦方向，其中第一與第二摩擦方向為彼此正交。根據又一些實施例，液晶裝置可包含第二電極組件並置於第二基板的內表面上。第一電極組件包含第一電極方向，第二電極組件包含第二電極方向，第一與第二電極方向可為彼此正交。第一對準層的第一摩擦方向可與第一電極方向正交，第二對準層的第二摩擦方向可與第二電極方向正交。

本文另揭示液晶裝置，包含：包含外表面和內表面的第一基板；包含外表面和內表面的第二基板；包含第一內表面和第二內表面的第三基板，其中第三基板置於第一與第二基板之間；置於第一基板與第三基板間的第一液晶層；置於第二基板與第三基板間的第二液晶層；包含至少三個指叉電極的第一電極組件，其中第一電極組件置於第一基板的內表面或第三基板的第一內表面上；及包含至少三個指叉電極的第二電極組件，其中第一電極組件置於第二基板的內表面或第三基板的第二內表面上。本文更揭示包含此液晶裝置和玻璃基板的液晶視窗，玻璃基板由密封間隙與液晶裝置隔開。

在某些實施例中，第一和第二基板可為玻璃基板，第三基板可選自玻璃、塑膠和玻璃陶瓷基板。第一及/或第二電極組件的指叉電極可包含如至少一透明導電氧化物。根據某些實施例，第一及/或第二電極組件可包含超過兩個指叉電極，例如三個指叉電極或四個指叉電極。第一及/或第二液晶層可包含扭轉超分子結構或向列結構。在某些實施例中，第一電極組件的第一電極方向可與第二電極組件的第二電極方向正交。

本發明的附加特徵和優點將詳述於後，熟諳此技術者在參閱或實行所述實施例，包括以下詳細實施方式說明、申請專利範圍和附圖後，在某種程度上將變得更清楚易懂。

以上概要說明和下述詳細說明僅為舉例及擬提供概觀或架構以對申請專利範圍的本質和特性有所瞭解。所含附圖提供進一步瞭解本發明，故當併入及構成本說明書的一部分。圖式描繪本發明的各種實施例，並連同實施方式說明一起用來解釋各種實施例的原理和操作。

本文揭示液晶裝置，包含：包含外表面和內表面的第一基板；包含外表面和內表面的第二基板；包含第一表面和第二表面的液晶層，其中液晶層置於第一基板與第二基板之間；及包含至少三個指叉電極的電極組件，其中電極組件置於第一基板的內表面。本文亦揭示包含此液晶裝置和玻璃基板的液晶視窗，玻璃基板由密封間隙與液晶裝置隔開。

本文另揭示液晶裝置，包含：包含外表面和內表面的第一基板；包含外表面和內表面的第二基板；包含第一內表面和第二內表面的第三基板，其中第三基板置於第一與第二基板之間；置於第一基板與第三基板間的第一液晶層；置於第二基板與第三基板間的第二液晶層；包含至少三個指叉電極的第一電極組件，其中第一電極組件置於第一基板的內表面或第三基板的第一內表面上；及包含至少三個指叉電極的第二電極組件，其中第一電極組件置於第二基板的內表面或第三基板的第二內表面上。本文更揭示包含所述任一液晶裝置和玻璃基板的液晶視窗，玻璃基板由密封間隙與液晶裝置隔開。 指叉電極 雙電極設計

習知指叉電極包含在其一基板的單一表面上圖案化的二共平面電極，用以定義（即界定）液晶層。液晶層可由指叉電極控制，其中電場始於高電壓指叉電極、行經任何周圍介質（例如鄰接液晶層）而止於低電壓指叉電極。包含二共平面電極的典型指叉電極設計繪示於第1A圖。電極A、B分別包含區段A1、A2、A3、A4和B1、B2、B3，且彼此分別朝方向ED_A 、ED_B 延伸形成交錯（interlocking）圖案。電極A、B和其各自區段彼此靠很近、但不接觸。每個區段A與鄰接區段B可由間隙x隔開，此視盒設計而定。通常，為最小化各電極區段上面的死區尺寸，各區段的寬度擬小於區段間的間隙x的寬度。例如，電極區段寬度可為約1μm至約20 μm，鄰接電極區段間的間隙寬度可為約3 μm至約100 μm。

操作期間，電壓施加橫越交替電極區段間的間隙x而產生第1B圖所示等電位線，此係從Choi等人的「”Electro-optical characteristics of an in-plane switching liquid crystal cell with zero rubbing angle: dependence on the electrode structure”,Optics Express , vol. 24, iss. 14, pp. 15987-15996 (2016)」複製再現。等電位線越近，電場越強。液晶材料的位向可以單位向量描述，在此稱作「導面」，此代表液晶分子的長分子軸的平均局部位向。在電極EL上面，等電位線相距較遠且為水平定向，此往往會降低該些區中液晶導面偏離垂線旋轉的強度。

參照第2A~B圖，此係從Weng等人的「”High-efficiency and fast-switching field-induced tunable phase grating using polymer-stabilized in-plane switching liquid crystals with vertical alignment”,J. Physics D: Applied Physics , vol. 49, no. 12, pp. 1-7 (2016)」複製再現，圖示為具指叉電極又垂直對準的典型液晶盒的液晶導面LC位向。LC導面的電壓感應變形輪廓分別以曲線V1（低電壓）、V2（高電壓）表示。在斷電狀態下，期液晶導面位向處於最小衰減狀態。第2A圖圖示在低電壓V1下幾近垂直對準的液晶導面LC，此容許光L在亮態下以較小光損失傳播通過液晶盒。在通電狀態下，期能將液晶導面位向變成最大吸收狀態，即水平位向，以讓光衰減而產生暗態。

然從第2B圖可知，液晶盒具有無作用區或「死區」，在此施加電壓V2不足以重新定向液晶盒，導致在暗態下漏光。在各電極EL正上方的液晶在電循環期間不會旋轉且保持垂直，因而形成死區Z1。附加死區Z2存於恰在電極EL間的較小區域。由於液晶分子未重新定向，死區Z1、Z2的透光率不受施加電壓V2影響。

對於在關閉狀態下呈光亮的液晶視窗（如第2A~B圖所示），整個液晶裝置的對比率因死區Z1、Z2降低。如第2B圖所示，液晶導面LC除死區Z1、Z2外處於高衰減狀態，導致整體減少光衰減，在一些情況下，可能會產生終端用戶可見的亮區與暗區或條紋。對於在關閉狀態下呈黑暗的液晶視窗（未圖示），死區Z1、Z2會造成入射光的光損失，以致產生退化亮態。 多電極設計

本發明係關於具非標準電極設計的液晶裝置，即包含超過兩個指叉電極。所述多電極組件包含三個以上的指叉電極，例如四個以上、五個以上或六個以上的電極。本發明的實施例現將參照第3~5圖詳述，第3~5圖圖示根據本發明不同實施例的指叉電極組件。以下概述擬提供主張裝置概觀，不同態樣將參照所示非限定實施例具體詳述，該等實施例在本文中可互換。

第3A圖圖示用於具指叉電極的液晶裝置的非限定多電極設計實施例。指叉電極組件100包含四個電極101、102、103、104。第一電極101和第四電極104可形成第一指叉對並可連接至第一電源供應器（未圖示），第二電極102和第三電極103形成第二指叉對並可連接至第二電源供應器（未圖示）。電極101、104在第一電極層共平面，電極102、103在第二電極層共平面，該等電極層可由阻障或鈍化層隔開，此如第6~7圖所示並進一步詳述於後。其他電極層位向、電極配對及/或電源供應器接法亦可行及擬落在本發明範圍內。

再次參照第3A圖，第三和第四電極103、104可在第一與第二電極101、102間叉合，反之亦可。例如，電極區段101A、102A均位於電極區段103A、104A之間等。同樣地，電極區段103A、104B均位於電極區段101A、102B之間等。如第3A圖所示，兩對指叉電極可包含下列重複電極區段圖案：[[-101-103-104-102-]]；然任何重複區段圖案皆可行及擬落在本發明範圍內。

單一電極的各電極區段可由具相同或不同寬度的間隙隔開。例如，第一電極101區段（例如區段101A~F）間的間隙x1（例如區段101A與101B間的距離）可為約10 μm至約200 μm、約20 μm至約100 μm或約30 μm至約50 μm，包括其間所有範圍與子範圍。同樣地，第二電極102區段（例如區段102A~F）間的間隙x2（例如區段102A與102B間的距離）可個別選自上述間隙x1給定範圍。第三電極103區段（例如區段103A~F）間的間隙x3（例如區段103A與103B間的距離）可個別選自上述間隙x1給定範圍。最後，第四電極104區段（例如區段104A~F）間的間隙x4（例如區段104A與104B間的距離）可個別選自上述間隙x1給定範圍。

不同電極的鄰接電極區段亦可由具相同或不同寬度的間隙隔開。例如，第一和第二電極101、102的鄰接區段（例如區段101C、102C）間的間隙a可為約3 μm至約100 μm、約5 μm至約500 μm或約10 μm至約25 μm，包括其間所有範圍與子範圍。同樣地，第一和第三電極101、103的鄰接區段（例如區段101C、103C）間的間隙b可個別選自上述間隙a給定範圍。第三和第四電極103、104的鄰接區段（例如區段103C、104D）間的間隙c可個別選自上述間隙a給定範圍。最後，第四和第二電極104、102的區段（例如區段104D、102D）間的間隙d可個別選自上述間隙a給定範圍。

第3B圖圖示第二與第三電極102、103和其指叉區段102A~F（A、F有標記，B~E未標記）、103A~F（A、F有標記，B~E未標記）及當電壓施加橫越電極間的間隙e時產生的水平液晶導面區H1。在一些實施例中，間隙e的寬度可為約5 μm至約200 μm、約10 μm至約100 μm或約20 μm至約50 μm，包括其間所有範圍與子範圍。一或更多第二電極區段（例如電極區段102A）的厚度t2可為約3 μm至約100 μm、約10 μm至約50 μm或約20 μm至約30 μm，包括其間所有範圍與子範圍。同樣地，一或更多第三電極區段（例如電極區段103F）的厚度t3可個別選自上述厚度t2給定範圍。

第3C圖圖示第一與第四電極101、104和其指叉區段101A~F（A、F有標記，B~E未標記）、104A~F（A、F有標記，B~E未標記）且區段插置在當電壓施加橫越第二和第三電極102、103時產生的水平液晶導面區H1上面。第3D圖圖示第一與第四電極101、104和其指叉區段101A~F（A、F有標記，B~E未標記）、104A~F（A、F有標記，B~E未標記）及當電壓施加橫越電極間的間隙f時產生的水平液晶導面區H2。在一些實施例中，間隙f的寬度可為約5 μm至約200 μm、約10 μm至約100 μm或約20 μm至約50 μm，包括其間所有範圍與子範圍。一或更多第一電極區段（例如電極區段101A）的厚度t1可為約3 μm至約100 μm、約10 μm至約50 μm或約20 μm至約30 μm，包括其間所有範圍與子範圍。同樣地，一或更多第四電極區段（例如電極區段104F）的厚度t4可個別選自上述厚度t1給定範圍。

第3E圖圖示第二與第三指叉電極102、103（未圖示）產生的第一水平液晶導面區H1和第一與第四指叉電極101、104（未圖示）產生的第二水平液晶導面區H2。由於水平液晶導面區H1、H2為緊靠或部分重疊，是以無具垂直定向液晶導面的區域，故可達成完全覆蓋液晶盒（未圖示）。整個液晶盒的衰減因而應實質接近理想的最大衰減狀態。使用超過四個指叉電極或甚至使用三個指叉電極可獲得類似覆蓋率，此如第4圖所示。

液晶盒的關鍵特性在於，當交流電壓施加至盒時，液晶分子會極化，當施加電場極性反轉時，不會翻轉位向方向。若液晶分子最初無法對準所需位向，則施加交流電壓無法有效改變原來位向。故根據本發明的不同實施例，在至少一部分的電驅動循環中，可施加第一電壓以驅使給定液晶層的所有或幾乎所有液晶分子變成所需旋轉狀態（例如水平），隨後在其餘電循環中，可施加交流電壓來保持或維持位向。在某些實施例中，可選擇時序和電壓位準使已水平定向的液晶分子在整個全電循環中維持水平位向。在附加實施例中，可選擇時序和電壓位準以在全電循環的至少一些時間內使垂直定向分子重新定向成水平位向。在進一步實施例中，示例性電壓順序可具有第一電壓順序：將液晶分子定向成水平位向，然後為第二連續電壓順序：使分子保持水平對準。

應注意儘管第3A~E圖論及液晶裝置係在斷電時（未施加電壓，V=0）產生亮態及在通電時（V≠0）產生暗態，但依相反構造操作的裝置亦可行及擬落在本發明範圍內。

第4圖圖示用於IPS液晶裝置的多電極設計附加實施例。指叉電極組件100’包含三個電極101’、102’、103’。一或更多電源供應器（未圖示）可連接電極101’、102’、103’，以供應電壓至所需電極對，例如第一與第二電極101’、102’配對、第一與第三電極101’、103’配對及/或第二與第三電極102’、103’配對。如以下第6~7圖所述，一或更多電極101’、102’、103’可由阻障或鈍化層與其他電極隔開。例如，第一和第二指叉電極101’、102’可在第一電極層共平面，第三指叉電極103’可在第二電極層中，該等電極層可由鈍化層隔開。其他電極層位向、電極配對及/或電源供應器接法亦可行及擬落在本發明範圍內。

再次參照第4圖，第一和第二電極101’、102’可在第三電極103’間叉合，反之亦可。例如，電極區段101B’、102B’均位於電極區段103A’、103B’之間等。同樣地，電極區段103A’位於電極區段101A’、102B’之間等。如第4圖所示，三個指叉電極可包含下列重複電極區段圖案：[[-101-103-102-101-103-102-]]；然任何重複區段圖案皆可行及擬落在本發明範圍內。

類似第3A圖所示電極組件100，第一電極101’區段（例如區段101A~F’）間的間隙x1’的寬度可類似或不同於間隙x1的寬度，第二電極102’區段（例如區段102A~F’）間的間隙x2’的寬度可類似或不同於間隙x2的寬度，第三電極103’區段（例如區段1031A~F’）間的間隙x3’的寬度可類似或不同於間隙x3的寬度。不同電極的鄰接電極區段亦可由具相同或不同寬度的間隙隔開，例如第3A圖所述相關間隙a~d的寬度。

根據不同實施例，指叉電極組件100’的操作可包含：(1)施加驅動電壓至第二和第三指叉電極102’、103’，從而以水平液晶導面部分覆蓋液晶層；(2)施加驅動電壓至第一和第二指叉電極101’、102’，從而增加液晶層的局部覆蓋率，及(3)施加驅動電壓至第一和第三指叉電極101’、103’，從而完成以水平液晶導面完全覆蓋液晶層。

應注意儘管第4圖論及液晶裝置係在斷電時（未施加電壓，V=0）產生亮態及在通電時（V≠0）產生暗態，但依相反構造操作的裝置亦可行及擬落在本發明範圍內。

第5A圖圖示用於具指叉電極的液晶裝置的另一多電極設計實施例。指叉電極組件100”包含四個電極101”、102”、103”、104”。第一電極101”和第四電極104”形成第一指叉對並可連接至第一電源供應器（未圖示），第二電極102”和第三電極103”形成第二指叉對並可連接至第二電源供應器（未圖示）。電極101”、104”在第一電極層共平面，電極102”、103”在第二電極層共平面，該等電極層可由阻障或鈍化層隔開，此如第6~7圖所示並進一步詳述於後。其他電極層位向、電極配對及/或電源供應器接法亦可行及擬落在本發明範圍內。

再次參照第5A圖，包含第一和第四電極101”、104”的第一指叉電極對可具較長週期。例如，第一電極區段101A”與第四電極區段104A”間的距離g的寬度可為約25 μm至約500 μm、約50 μm至約250 μm或約75 μm至約150 μm，包括其間所有範圍與子範圍。包含第二和第三電極102”、103”的第二指叉電極對可具較短或較窄週期。例如，第二與第三電極102”、103”的鄰接區段（例如區段102A”、103A”）間的距離h可為約3 μm至約100 μm、約10 μm至約50 μm或約20 μm至約30 μm，包括其間所有範圍與子範圍。本文所用「週期」擬指結合一電極與二相鄰電極間的間隙的寬度。

參照第5B圖，高電壓可施加至第一指叉電極對（第一和第四電極101”、104”），以產生寬大的水平液晶導面區H3來覆蓋大部分的液晶盒。一旦定向，便施加電壓至第二指叉電極對（第二和第三電極102”、103”），以供給能量及使液晶導面保持朝水平位向。可依需求不定時重新施加電壓至第一指叉電極對，以助於維持水平位向。 液晶裝置

本發明的實施例現將參照第6-7圖詳述，第6-7圖圖示根據本發明不同態樣的液晶裝置。以下概述擬提供主張裝置概觀，不同態樣將參照所示非限定實施例具體詳述，該等實施例在本文中可互換。

第6-7圖圖示液晶裝置200、200’的非限定實施例截面圖。所述液晶裝置可包含單一液晶層（如第6圖所示）、二液晶層（如第7圖所示）或超過兩個液晶層（未圖示）。

參照第6圖，液晶裝置200包括具第一（外）表面201A與第二（內）表面201B的第一基板201和具第一（內）表面202A與第二（外）表面202B的第二基板202。第一和第二基板201、202定義第一盒間隙，此可填充液晶材料及如用密封件s1密封而形成第一液晶層203。對準層204A~B可存於第一液晶層203對側，或可視裝置設計不含一或二對準層。第一指叉電極組件205形成在及/或直接接觸接壤第一液晶層203的基板內面，即第一基板201的第二表面202B（未圖示）或第二基板202的第一表面202A（如第6圖所示）。在所示實施例中，施加電場可從第一表面202A上的高電壓指叉電極循環通過第一液晶層203，然後止於表面202A上的低電壓指叉電極。

第一指叉電極組件205可包含第一電極層205A和第二電極層205B，電極層205A可包含一或更多指叉電極，例如第一對共平面指叉電極或單一指叉電極，電極層205B亦可包含一或更多指叉電極，例如第二對共平面指叉電極或單一指叉電極。第一和第二電極層205A、205B彼此可由阻障或鈍化層205C隔開，以防止重疊電極間實體接觸及維護所需驅動電壓循環完整性。第一指叉電極組件205故可包含多層複合結構，複合結構包含至少三個指叉電極。

鈍化層可為如絕緣層，用以防止二或更多重疊指叉電極間電氣短路。例如，回溯第5A圖，電極103、104互相重疊，是以彼此可透過鈍化層電氣絕緣。然電極102、103彼此未重疊，故不需使用鈍化層使之互相電氣絕緣。雖然第6圖圖示由一鈍化層隔開二電極層，但亦可具有兩個以上的電極層和一個以上的鈍化層，此視第一指叉電極組件205的指叉電極數量和構造而定。

在一些實施例中，液晶裝置200可利用以下示例性製程製造。若有需要，對準層204A可塗佈、印刷或以其他方式沉積至第一基板201的第二表面201B。第二電極層205B（可包含至少一指叉電極）可塗佈、印刷或以其他方式沉積至第二基板202的第一表面202A，然後再圖案化。圖案化指叉電極或指叉電極對可利用如濕式光微影或乾式光微影及第一陰影遮罩等製程由單一電極材料層製造。阻障或鈍化層205C可利用如化學氣相沉積或電漿濺射技術沉積至第二電極層205B上。第一電極層205A接著可沉積至鈍化層205C上，並利用濕式或乾式光微影及第二陰影遮罩來圖案化。儘管未繪示，附加電極層和鈍化層可依上述方法沉積及圖案化。若有需求，對準層204B可塗佈、印刷或以其他方式沉積至第一指叉電極組件205上，例如第一電極層205A上。

基板201、202可配置使各自的對準層及/或電極層面對面形成間隙並填充液晶材料而形成液晶層203。在一些實施例中，間隔物（未圖示）可用於維持所需盒間隙和所得液晶層厚度。可利用任何適合材料，例如光或熱可固化樹脂，將液晶材料密封在所有邊緣周圍的盒間隙中，以形成第一密封件s1。

參照第7圖，液晶裝置200’包括具第一（外）表面201A與第二（內）表面201B的第一基板201、具第一（內）表面202A與第二（外）表面202B的第二基板202和具第一（內）表面207A與第二（內）表面207B的第三基板207。第一和第三基板201、207定義第一盒間隙，此可填充液晶材料及如用密封件s1密封而形成第一液晶層203。第二和第三基板202、207定義第二盒間隙，此可填充液晶材料及如用密封件s1密封而形成第二液晶層209。對準層204A~B可存於第一液晶層203對側，對準層208A~B可存於第二液晶層209對側，或可視裝置設計不含一或更多對準層。

第一指叉電極組件205*形成在及/或直接接觸接壤第一液晶層203的基板內面，即第一基板201的第二表面202B（未圖示）或第三基板207的第一表面207A（如第7圖所示）。同樣地，第二指叉電極組件206*形成在及/或直接接觸接壤第二液晶層209的基板內面，即第三基板207的第二表面202B（如第7圖所示）或第二基板202的第一表面202A（未圖示）。因此，指叉電極組件205*、206*的位置非僅限於第7圖所示格隙（第三）基板207的表面。在一些實施例中，指叉電極組件或可存於外（第一與第二）基板201、202的內表面201B、202A上。另外，儘管未繪示，指叉組件205*、206*可包含類似上述第6圖所示複合電極結構205的多層複合結構。

在一些實施例中，液晶裝置200’可利用以下示例性製程製造。若有需要，對準層204A可塗佈、印刷或以其他方式沉積至第一基板201的第二表面201B。同樣地，若有需要，對準層208B可塗佈、印刷或以其他方式沉積至第二基板202的第一表面202A。第一和第二指叉電極組件205*、206*（各自可包含至少三個指叉電極）可在第三基板207的相對表面207A、207B沉積及圖案化，包括任何鈍化層。若有需要，對準層204B及/或208A分別可塗佈、印刷或以其他方式沉積至第一和第二電極組件205*、206*上。

基板201、202、207可配置使第三基板207在第一與第二基板201、202間以形成兩個間隙，間隙可填充液晶材料而形成液晶層203、209。在一些實施例中，間隔物（未圖示）可用於維持所需盒間隙和所得液晶層厚度。可利用任何適合材料，例如光或熱可固化樹脂，將液晶材料密封在所有邊緣周圍的盒間隙中，以形成第一密封件s1。第二密封件s2可選擇性施加以保護基板及/或電極及/或裝置內任何電氣接頭的露出邊緣免遭機械撞擊及接觸液體（例如水）或冷凝物。

應理解本發明範圍非僅限於第6~7圖所示液晶裝置。所述液晶裝置可包含依各種不同構造配置的附加液晶層、基板、對準層、電極組件、電極層及/或鈍化層。所述液晶裝置可用於各種建築與運輸應用。例如，液晶裝置可用作液晶視窗，此可內含在用於建築物、汽車和其他諸如火車、飛機、船隻等運輸工具的門窗、隔間板和天窗。

在一些實施例中，液晶視窗可包含附加玻璃基板，此由間隙與液晶裝置隔開。附加玻璃基板可包含具任何所需厚度的任何適合玻璃材料，包括所述第一和第二基板201、202相關者。間隙可密封及填充空氣、惰性氣體或上述混合物，以改善液晶視窗的熱性能。適合惰性氣體包括、但不限於氬、氪、氙和上述組合物。亦可使用惰性氣體混合物、或一或更多惰性氣體與空氣的混合物。示例性非限定惰性氣體混合物包括90/10或95/5氬/空氣、95/5氪/空氣或22/66/12氬/氪/空氣混合物。亦可視液晶視窗的所需熱性能及/或最終用途採用其他惰性氣體或惰性氣體與空氣比率。

在不同實施例中，附加玻璃基板係室內窗格，例如面對建築物或汽車內部，但讓玻璃面朝外的相反位向亦可行。用於建築應用的液晶視窗裝置可具任何所需尺度，包括、但不限於2’×4’（寬度×高度）、3’×5’、5’×8’、6’×8’、7’×10’、7’×12’。更大與更小的液晶視窗亦可想見及擬落在本發明範圍內。儘管未繪示，應理解液晶裝置可包含一或更多附加部件，例如框架或其他結構部件、電源及/或控制裝置或系統。 材料 基板

所述液晶裝置及視窗可包含定義一或更多液晶層的二或更多基板。第一和第二基板可互換稱作「外邊」基板。同樣地，第三基板和任一附加基板（若有）可互換稱作「格隙」基板。

根據非限定實施例，外邊（例如第一與第二）基板及/或格隙（例如第三）基板的至少一者可包含光學透明材料。在此所用術語「光學透明」擬指部件及/或層在光譜可見區（約400~700奈米（nm））的透射率為大於約80%。例如，示例性部件或層在可見光範圍的透射率為大於約85%，例如大於約90%或大於約95%，包括其間所有範圍與子範圍。在某些實施例中，所有基板皆包含光學透明材料。

在非限定實施例中，第一和第二基板可包含光學透明玻璃片。根據其他實施例，第一和第二基板可包含玻璃以外的材料，例如塑膠和陶瓷，包括玻璃陶瓷。適合塑膠材料包括、但不限於聚碳酸酯、聚丙烯酸酯（例如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA））和聚乙烯（例如聚對苯二甲酸乙二酯（PET））。第一和第二基板可具任何形狀及/或尺寸，例如矩形、方形或任何其他適合形狀，包括規則與不規則形狀及具一或更多曲線邊緣的形狀。根據不同實施例，第一和第二基板的厚度可為小於或等於約4毫米（mm），例如約0.1 mm至約4 mm、約0.2 mm至約3 mm、約0.3 mm至約2 mm、約0.5 mm至約1.5 mm或約0.7 mm至約1 mm，包括其間所有範圍與子範圍。在某些實施例中，第一和第二基板的厚度可為小於或等於0.5 mm，例如0.4 mm、0.3 mm、0.2 mm或0.1 mm，包括其間所有範圍與子範圍。在非限定實施例中，基板的厚度可為約1 mm至約3 mm，例如約1.5至約2 mm，包括其間所有範圍與子範圍。在一些實施例中，第一和第二基板可包含相同厚度或具有不同厚度。

第一和第二基板可包含此領域已知的任何玻璃，例如鈉鈣矽酸鹽、鋁矽酸鹽、鹼鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、鹼硼矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽、鹼鋁硼矽酸鹽和其他適合顯示玻璃。在一些實施例中，第一和第二基板可包含相同玻璃或為不同玻璃。在不同實施例中，第一和第二基板可經化學強化及/或熱回火。適合的非限定市售玻璃實例包括Corning公司的EAGLE XG®、Lotus^TM 、Willow®和Gorilla®玻璃等。化學強化玻璃例如可依據美國專利案第7,666,511、4,783,700、5,674,790號提供，該等專利案全文以引用方式併入本文中。

根據不同實施例，第一和第二基板可選自以融合抽拉製程製造的玻璃片。不欲侷限於理論，咸信融合抽拉製程可提供低波紋度（或高平坦度）的玻璃片，此有益於各種液晶應用。在一些實施例中，依接觸輪廓儀測量，示例性玻璃基板可包含小於約100 nm的波紋度，例如約80 nm以下、約50 nm以下、約40 nm以下或約30 nm以下，包括其間所有範圍與子範圍。用接觸輪廓儀測量波紋度（0.8~8 mm）的示例性標準技術概述於「SEMI D15-1296 “FPD Glass Substrate Surface Waviness Measurement Method”」。

第三基板和可存於液晶裝置中的任何其他格隙基板可包含上述第一與第二基板相關玻璃材料。在一些實施例中，外邊（例如第一與第二）基板和格隙（例如第三）基板可全包含玻璃材料，且可為相同或不同玻璃材料。根據其他實施例，格隙基板（例如第三基板）可包含玻璃以外的材料，例如塑膠和陶瓷，包括玻璃陶瓷。

第三基板和可存於液晶裝置的任何其他格隙基板可具任何形狀及/或尺寸，例如矩形、方形或任何其他適合形狀，包括規則與不規則形狀及具一或更多曲線邊緣的形狀。根據不同實施例，第三基板的厚度可為小於或等於約4 mm，例如約0.005 mm至約4 mm、約0.01 mm至約3 mm、約0.02 mm至約2 mm、約0.05 mm至約1.5 mm、約0.1 mm至約1 mm、約0.2 mm至約0.71 mm或約0.3 mm至約0.5 mm，包括其間所有範圍與子範圍。在某些實施例中，格隙基板的厚度可為小於或等於0.5 mm，例如0.4 mm、0.3 mm、0.2 mm、0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm、0.01 mm或更小，包括其間所有範圍與子範圍。若存有附加格隙基板，則該等基板和第三基板可包含相同厚度或具有不同厚度。

根據進一步實施例，格隙基板可包含高導電透明材料，例如導電係數為至少約10^-5 西門子/公尺（S/m）、至少約10^-4 S/m、至少約10^-3 S/m、至少約10^-2 S/m、至少約0.1 S/m、至少約1 S/m、至少約10 S/m或至少約100 S/m的材料，例如0.0001 S/m至約1000 S/m，包括其間所有範圍與子範圍。 對準層

在一些實施例中，所述液晶裝置及視窗可包含一或更多對準層。在一些實施例中，存於液晶裝置的個別對準層可包含相同或不同材料、相同或不同厚度，又彼此呈相同或不同位向。對準層可包含具表面能與各向異性的材料薄膜，促使直接接觸表面的液晶呈所需位向。示例性材料包括、但不限於主鏈或側鏈聚醯亞胺（此經機械摩擦可產生層各向異性）、感光聚合物（例如偶氮苯系化合物，此曝照線性極化光可產生表面各向異性）及無機薄膜（例如矽石，此可利用熱蒸鍍技術沉積而於表面形成週期性微結構）。

根據不同實施例，對準層的厚度可為小於或等於約100 nm，例如約1 nm至約100 nm、約5 nm至約90 nm、約10 nm至約80 nm、約20 nm至約70 nm、約30 nm至約60 nm或約40 nm至約50 nm，包括其間所有範圍與子範圍。 電極組件

所述電極組件和包含電極組件的液晶裝置及視窗可包括三或更多指叉電極。存於液晶裝置中的個別電極可包含相同或不同材料、相同或不同厚度和相同或不同圖案。

液晶裝置中的指叉電極可包含一或更多透明導電氧化物（TCO），例如氧化銦錫（ITO）、氧化銦鋅（IZO）、氧化鎵鋅（GZO）、氧化鋁鋅（AZO）和其他類似材料。或者，電極可包含其他透明材料，例如導電網，例如包含金屬，例如銀奈米線，或其他奈米材料，例如石墨烯或奈米碳管。亦可使用可印刷導電油墨層，例如C3Nano公司的ActiveGrid^TM 。根據不同實施例，電極的片電阻（例如測量單位為歐姆每平方面積）可為約10 Ω/□（歐姆/平方）至約1000 Ω/□，例如約50 Ω/□至約900 Ω/□、約100 Ω/□至約800 Ω/□、約200 Ω/□至約700 Ω/□、約300 Ω/□至約600 Ω/□或約400 Ω/□至約500 Ω/□，包括其間所有範圍與子範圍。

在一些實施例中，電極可沉積至液晶裝置中至少一基板的內表面上，例如一或更多外（例如第一與第二）基板的內表面或格隙（例如第三）基板（若有）的至少一相對表面。各指叉電極的厚度可為如約1 nm至約1000 nm，例如約5 nm至約500 nm、約10 nm至約300 nm、約20 nm至約200 nm、約30 nm至約150 nm或約50 nm至約100 nm，包括其間所有範圍與子範圍。

如以上第6圖所述，電極組件可包含多層組合物。例如，指叉電極可配置以形成電極層，各電極層可包含一或更多電極。每一個別電極層可具有和所含指叉電極一樣的厚度。包含三或更多指叉電極的指叉電極組件可由二或更多電極層和至少一鈍化層形成。整體指叉電極組件的厚度故可為約1 nm至約1000 nm，例如約10 nm至約500 nm、約20 nm至約400 nm、約30 nm至約300 nm、約40 nm至約200 nm或約50 nm至約100 nm，包括其間所有範圍與子範圍。

三電極組件可包含包括兩個指叉電極的第一電極層和包括一個指叉電極的第二電極層。或者，三電極組件可包括三個電極層並由兩個鈍化層隔開。同樣地，四電極組件可包含包括兩個指叉電極的第一電極層和包括兩個指叉電極的第二電極層，第二電極層與第一電極層由鈍化層隔開。其他電極層、層中指叉電極與鈍化層組合亦可行及擬落在本發明範圍內。

鈍化層可施加在指叉電極之間，指叉電極疊置時可能會互相重疊或接觸。鈍化層可包含任何電氣絕緣材料，例如SiN或SiO₂ 。示例性鈍化層厚度可為約10 nm至約1000 nm，例如約20 nm至約500 nm、約25 nm至約400 nm、約30 nm至約300 nm、約40 nm至約200 nm或約50 nm至約100 nm，包括其間所有範圍與子範圍。 液晶層

在附加實施例中，所述液晶裝置及視窗可包含置於至少二基板間的至少一液晶層，例如二基板定義的一液晶層或三基板定義的二液晶層。裝置中的個別液晶層可包含相同或不同液晶材料及/或添加劑、相同或不同厚度、相同或不同切換模態，又彼此呈相同或不同位向。

液晶層可包含液晶和一或更多附加組分，例如染料或其他著色劑、掌性摻質、可聚合反應單體、光起始劑、聚合結構或上述任何組合物。液晶可具有任何液晶相，例如非掌性向列液晶（NLC）、掌性向列液晶、膽固醇液晶（CLC）或層列液晶，此可在大溫度範圍操作，例如約-40℃至約110℃。

根據不同實施例，液晶層可包含填充液晶材料的盒間隙或空腔。液晶層厚度或盒間隙距離可利用分散於液晶層的微粒間隔物及/或柱狀間隔物維持。液晶層的厚度可為小於或等於約0.2 mm，例如約0.001 mm至約0.1 mm、約0.002 mm至約0.05 mm、約0.003 mm至約0.04 mm、約0.004 mm至約0.03 mm、約0.005 mm至約0.02 mm或約0.01 mm至約0.015 mm，包括其間所有範圍與子範圍。裝置中的個別液晶層可全包含相同厚度或具有不同厚度。

液晶裝置中的基板可具有表面能，促使液晶導面在無施加電壓時在接地或「關閉」狀態下呈所需對準。當液晶導面相對基板平面呈垂直或實質垂直位向時可達成垂直或大體垂直對準。當液晶導面相對基板平面呈平行或實質平行位向時可達成平面或沿面對準。當液晶導面相對基板平面夾大角度時可達成傾斜對準，此實質上不同於平面或沿面，即約20°至約70°，例如約30°至約60°或約40°至約50°，包括其間所有範圍與子範圍。

在一些實施例中，染料或其他著色劑（例如二色性染料）可加入一或更多液晶層，以吸收穿透液晶層的光。二色性染料一般更強力吸收染料分子中沿平行躍遷偶極矩方向的方向（此通常為染料分子的較長分子軸）的光。長軸定向垂直光極化方向的染料分子將提供低光衰減，而長軸定向平行光極化方向的染料分子將提供強光衰減。

大體上，液晶裝置以無霧度或低霧度的方式運行，使觀者得看穿液晶裝置且幾無失真。然在某些情況下，期液晶裝置具有「隱密」模態，使觀者看到的影像變暗或模糊。隱密模態可藉由如提供光散射效應，讓光陷入液晶層來增加染料吸收光量而達成。

液晶層內的光散射效應可以促使或加強液晶隨機對準的數種不同方式達成。一或更多掌性摻質可加入液晶混合物而形成高扭轉膽固醇液晶（CLC），此具有隨機對準，以提供光散射效應，在此稱作焦錐組構。液晶層基質中包括聚合物結構亦可促進或協助液晶隨機對準，例如聚合物纖維，在此稱作聚合物穩定膽固醇組構（PSCT）。液晶隨機對準亦可使用任意分散於固體聚合物層或緻密聚合物纖維網狀物或聚合物壁的小滴向列液晶（無掌性摻質）來達成，在此稱作聚合物分散液晶（PDLC）。

根據不同實施例，聚合物可分散於液晶層基質或玻璃與格隙基板的內表面上。聚合物可藉由溶於液晶基質的單體聚合形成。在某些實施例中，聚合物突部或其他聚合結構可形成於外基板及/或格隙基板的內表面上，例如具沿面對準層的常亮液晶裝置，以定義方位角切換方向及改善光電切換速度。

如上所述，掌性摻質可加入液晶混合物來達成液晶分子的扭轉超分子結構，在此稱作膽固醇液晶（CLC）。CLC的扭轉量以螺距描述，此代表局部液晶導面按橫越盒間隙厚度360度計的旋轉角度。CLC扭轉亦可以盒間隙厚度（d）與CLC螺距（p）的比率（d/p）定量。就液晶應用而言，可控制溶於液晶混合物的掌性摻質量以達成所需扭轉量橫越給定盒間隙距離。熟諳此技術者能選擇適當摻質及達成所需扭轉效果的用量。

在不同實施例中，所述液晶層可具有約0°至約25×360°（或d/p為約0至約25.0）的扭轉量，例如約45°至約1080°（d/p為約0.125至約3）、約90°至約720°（d/p為約0.25至約2）、約180°至約540°（d/p為約0.5至約1.5）或約270°至約360°（d/p為約0.5至約1），包括其間所有範圍與子範圍。在此，不包括掌性摻質的液晶混合物稱作向列液晶（NLC）。包括掌性摻質並具小螺距與大扭轉的液晶稱作CLC混合物，其中d/p為大於1。包括掌性摻質並具大螺距與小扭轉的液晶稱作CLC混合物，其中d/p為小於或等於1。

具扭轉超分子結構的液晶層可用於減少或消除液晶裝置的死區及/或提供極化無關性能，例如衰減極化光的能力。例如，若CLC在具指叉電極與沿面對準的液晶裝置中，可選擇掌性摻質量使扭轉達約90°至約720°（d/p為約0.25至約2）、約180°至約540°（d/p為約0.5至約1.5）或約270°至約360°（d/p為約0.5至約1），包括其間所有範圍與子範圍。在斷電狀態下，扭轉超分子液晶結構受到對準層壓制，致使液晶分子垂直對準，而有最大透光率。在開電狀態下，整塊液晶層的液晶導面將沿施加電場重新對準，從而產生暗態及強透射光衰減。在暗態下，基板表面附近的一小部分液晶分子仍為原來垂直位向，但大部分的液晶分子將使液晶導面切換成水平位向。CLC的一些自發扭轉會綿延到電極上方的無作用區或死區，使該等區域變小。

減少或消除電極間的死區或無作用空間的另一方式為定義液晶分子的方位角位向，此相對電場線為非90°（或相對電場線為非平行）。例如，液晶分子相對電極線的方位角位向可為約89°至約45°，例如約5°至約10°或約89°至約45°，包括其間所有範圍與子範圍。

極化無關性能（例如衰減非極化光的能力）就單盒液晶裝置而言深具挑戰，例如第6圖所示裝置200。挑戰在於使入射在裝置上的線性極化光在亮態下等量低損失且在暗態下等量高衰減透射。此對於具指叉電極的單盒液晶裝置十分困難，因為電場平行基板。若液晶分子在斷電狀態下處於平面位向，則液晶分子在通電狀態下將定向朝水平態。平行此方向的極化光會被強力衰減，但垂直此方向的極化光不會。若兩個光極化中僅一極化光透射或衰減，則對比率將受負面影響。

使用具扭轉超分子結構的液晶材料，例如在斷電狀態下呈垂直或沿面位向的CLC，可在具共平面電極的單盒液晶裝置中達成極化無關性能。第8A圖圖示液晶裝置300在關閉狀態下（V=0）的分解圖。分解圖簡化成只描繪第一基板301、液晶分子303*、指叉電極組件305和第二基板302。在斷電狀態下（V=0），如第8A圖所示，液晶分子303*垂直對準而產生高透光亮態。第一基板301於內（第二）表面301B包含對準層（未圖示），此朝箭頭所示第一方向RD1摩擦。第二基板302於內（第一）表面302A上包含對準層（未圖示），此朝箭頭所示第二方向RD2摩擦。方向RD1、RD2為彼此正交。方向RD2亦與方向ED1、ED2正交，沿方向ED1、ED2組件305的指叉電極區段在基板302的表面302A上朝彼此延伸。如第8B圖所示，方向RD2亦近乎平行電壓施加至裝置300時產生的電場EF線。

在通電狀態下（V≠0），如第8B圖所示，水平電場EF使鄰近電極組件305的液晶分子303A*重新對準成水平位向。然遠離電極組件305的液晶分子303B*感受到較弱的介電轉矩，即不受施加電場EF強烈影響。液晶分子303B*的位向將朝第一基板301上的對準層（未圖示）的第一摩擦方向RD1鬆弛。在通電狀態下，液晶層將從第二基板302上的對準層經90°扭轉至第一基板301上的正交摩擦對準層。由於液晶分子（和任何相關染料分子）分布在所有側向方向，入射液晶層的非極化光故將具有等量衰減的極化作用。在一些實施例中，可各自選擇盒間隙寬度、電極區段寬度及/或電極區段間隙寬度使鄰近第二基板302（下半部）的液晶層區域由施加電場EF重新定向，而鄰近第一基板301（上半部）的液晶層區域能朝第一基板301上的對準層的摩擦方向RD1的方位角位向鬆弛。

藉由在定義液晶層的二基板內表面均圖案化具正交位向的指叉電極，亦可在單盒扭轉液晶裝置達成極化無關性能。第9A圖圖示液晶裝置300’在關閉狀態下（V=0）的分解圖。分解圖簡化成只描繪第一基板301、液晶分子303*、第一指叉電極組件305、第二指叉電極組件306和第二基板302。在斷電狀態下（V=0），如第9A圖所示，液晶分子303*垂直對準而產生高透光亮態。第一基板301於內（第二）表面301B上包含對準層（未圖示），此朝箭頭所示第一方向RD1摩擦。第二基板302於內（第一）表面302A上包含對準層（未圖示），此朝箭頭所示第二方向RD2摩擦。

方向RD1、RD2為彼此正交。方向ED1、ED2（第一組件305的指叉電極區段在第二基板302的表面302A朝向彼此延伸的方向）與方向ED3、ED4（第二組件306的指叉電極區段在第一基板301的表面301B朝向彼此延伸的方向）正交。方向RD1與方向ED3、ED4正交，方向RD2與方向ED1、ED2正交。如第9B圖所示，方向RD1亦平行電壓施加至裝置300’時形成遍及第二組件306的第二電場EF2線。同樣地，如第9B圖所示，方向RD2平行電壓施加至裝置300’時形成遍及第一組件305的第一電場EF1線。

在通電狀態下（V≠0），如第9B圖所示，第一水平電場EF1使鄰近第一電極組件305的液晶分子303C*重新對準成水平位向。第二水平電場EF2使鄰近第二電極組件306的液晶分子303D*重新對準成水平位向。在通電狀態下，正交電場EF1、EF2將促使液晶層從第二基板302經90°扭轉至第一基板301。由於液晶分子（和任何相關染料分子）分布在所有側向方向，入射在液晶層上的非極化光故將具有等量衰減的極化作用。應注意因直接鄰接對準層的強大影響，各基板301、302的內面上的液晶分子薄層不受電場旋轉。是以該些薄層仍定向朝垂直方向，光衰減略微減少。然即使在此情況下，二極化光仍經等量衰減，此係因鄰接第一基板301的液晶分子層相對鄰接第二基板302的液晶分子層呈垂直位向。

應注意儘管第8~9圖論及液晶裝置係在斷電時（未施加電壓，V=0）產生亮態及在通電時（V≠0）產生暗態，但依相反構造操作的裝置亦可行及擬落在本發明範圍內。

亦可使用包含二液晶層的液晶裝置，例如第7圖所示裝置200’，以利用向列（未扭轉）液晶來達成極化無關性能。如上所述，液晶層可包含二色性染料材料，此可強力吸收染料分子中極化方向平行躍遷偶極矩方向的光（此通常沿分子的長軸定向）。因此，含二色性染料的向列液晶層最能有效對線性極化光產生作用。在第7圖所示裝置200’中，二液晶層203、209可配置使各層相關指叉電極圖案彼此正交，以提供相交位向而容許非極化光衰減。第一液晶層203相關的對準層204A~B和第二液晶層209相關的對準層208A~B亦可在彼此正交的方向上摩擦，以提供相交位向而容許非極化光衰減。

當然，扭轉液晶材料亦可用於第7圖的裝置200’，以放大扭轉超分子結構的光學效應。扭轉雙層液晶裝置的對準層（若有）可朝不同的相對方向摩擦，包括平行、反平行、正交或夾90°以外的任何角度。

應明白所述不同實施例可能涉及特定實施例描述的相關特定特徵結構、元件或步驟。亦應明白特定特徵結構、元件或步驟雖描述於特定實施例，但當可以各種未示結合或變更方式與替代實施例互換或結合。

儘管特定實施例的各種特徵結構、元件或步驟係以轉承用語「包含」來描述，但應理解包括以「由…組成」或「本質由…組成」等轉承用語描述的替代實施例亦涵蓋在內。故例如，包含A+B+C的替代裝置實施例暗指包括裝置由A+B+C組成的實施例和裝置本質由A+B+C組成的實施例。

熟諳此技術者將明白，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可對本發明作各種更動與潤飾。因熟諳此技術者可併入本發明的精神與本質而獲得所述實施例的修改例、組合例、子組合例和變化例，故本發明應解釋成包括落在後附申請專利範圍內的一切事物與均等物。

100,100’,100”:指叉電極組件 101~104,101’~103’,101”~104”:電極 101A~F,101A’~F’,101A”~F”,102A~F,102A’~F’,102A”~F”,103A~F,103A’~F’,103A”~F”,104A~F,104A”~F”:區段 200,200’:液晶裝置 201,202,207:基板 201A~B,202A~B,207A~B:表面 203,209:液晶層 204A~B,208A~B:對準層 205,205*,206*:指叉電極組件 205A~B:電極層 205C:鈍化層 300,300’:液晶裝置 301,302:基板 301A~B:內表面 303*,303A*~D*:液晶分子 305,306:電極組件 a~f:間隙 A,B:電極 A1~A4,B1~B3:電極區段 ED_A ,ED_B :方向 EF,EF1~2:電場 EL:電極 g,h:距離 H1~H3:水平液晶導面區 L:光 LC:液晶導面 RD1,RD2:方向 s1,s2:密封件 t1~t4:厚度 V1,V2:電壓 x,x1~x4,x1’~x3’:間隙 Z1,Z2:死區

以下詳細實施方式說明在配合參閱附圖後將變得更清楚易懂。盡可能以相同的元件符號代表各圖中相同或相仿的零件。應理解圖式未必按比例繪製，所示各部件的尺寸或部件彼此的相對尺寸並不以此為限。

第1A圖圖示在先前技術液晶裝置中，一對指叉電極的上視圖；

第1B圖圖示先前技術指叉電極對產生的等電位線；

第2A圖圖示在包含指叉電極的先前技術液晶裝置中，在低電壓下的液晶導面位向；

第2B圖圖示在包含指叉電極的先前技術液晶裝置中，在高電壓下的液晶導面位向；

第3A圖圖示根據本發明的不同實施例，包含四個指叉電極的電極組件的上視圖；

第3B圖圖示第3A圖的第一對指叉電極上視圖和該等電極產生的第一水平液晶導面區；

第3C圖圖示第3A圖的第二對指叉電極上視圖，此並疊加在第一水平液晶導面區上面；

第3D圖圖示第3A圖的第二對指叉電極上視圖和該等電極產生的第二水平液晶導面區；

第3E圖圖示第3A圖的兩對指叉電極（電極未繪示）產生的第一和第二水平液晶導面區的上視圖；

第4圖圖示根據本發明的某些實施例，包含三個指叉電極的電極組件的上視圖；

第5A圖圖示根據本發明的附加實施例，包含四個指叉電極的電極組件的上視圖，其中第一對電極具有長週期，第二對電極具有窄週期；

第5B圖圖示第一對指叉電極產生的水平液晶導面區；

第6圖圖示根據本發明的不同實施例，包含一指叉電極組件和單一液晶層的液晶裝置的截面圖；

第7圖圖示根據本發明的附加實施例，包含兩個指叉電極組件和兩個液晶層的液晶裝置的截面圖；

第8A~B圖圖示液晶裝置的分解圖，在亮態與暗態下分別包含具扭轉結構的單一液晶層和正交定向對準層；及

第9A~B圖圖示液晶裝置的分解圖，在亮態與暗態下分別包含具扭轉結構的單一液晶層和正交定向電極層。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

A,B:電極

A1~A4,B1~B3:電極區段

ED_A,ED_B:方向

x:間隙

Claims (30)

1. 一種液晶裝置，包含： (a)一第一基板，包含一外表面和一內表面； (b)一第二基板，包含一外表面和一內表面； (c)一液晶層，包含一第一表面和一第二表面； 其中該液晶層置於該第一基板與該第二基板之間；及 (d)一電極組件，包含至少三個指叉電極，其中該電極組件置於該第一基板的該內表面上。
2. 如請求項1所述之液晶裝置，其中該第一基板和該第二基板為一玻璃基板。
3. 如請求項1所述之液晶裝置，其中該等指叉電極包含至少一透明導電層。
4. 如請求項1所述之液晶裝置，其中該電極組件包含三個指叉電極。
5. 如請求項4所述之液晶裝置，其中該電極組件包含： (i)一第一電極層，包含一第一指叉電極和一第二指叉電極； (ii)一第二電極層，包含一第三指叉電極；及 (iii)一鈍化層，置於該第一電極層與該第二電極層之間。
6. 如請求項5所述之液晶裝置，其中該鈍化層包含SiN或SiO₂ 。
7. 如請求項1所述之液晶裝置，其中該電極組件包含四個指叉電極。
8. 如請求項7所述之液晶裝置，其中該電極組件包含： (i)一第一電極層，包含一第一指叉電極和一第二指叉電極； (ii)一第二電極層，包含一第三指叉電極和一第四指叉電極；及 (iii)一鈍化層，置於該第一電極層與該第二電極層之間。
9. 如請求項8所述之液晶裝置，其中該鈍化層包含SiN或SiO₂ 。
10. 如請求項7所述之液晶裝置，其中該電極組件包含具一第一週期的一第一對指叉電極和具一第二週期的一第二對指叉電極，其中該第一週期比該第二週期長。
11. 如請求項1所述之液晶裝置，進一步包含至少一對準層並直接接觸該液晶層的該第一表面或該第二表面。
12. 如請求項11所述之液晶裝置，包含直接接觸該液晶層的該第一表面的一第一對準層和直接接觸該液晶層的該第二表面的一第二對準層。
13. 如請求項1所述之液晶裝置，其中該液晶層進一步包含選自染料、著色劑、掌性摻質、可聚合反應單體、光起始劑和聚合結構的至少一附加組分。
14. 如請求項1所述之液晶裝置，其中該液晶層包含一扭轉超分子結構。
15. 如請求項14所述之液晶裝置，進一步包含直接接觸該液晶層的該第一表面的一第一對準層和直接接觸該液晶層的該第二表面的一第二對準層。
16. 如請求項15所述之液晶裝置，其中該第一對準層具有一第一摩擦方向，該第二對準層具有一第二摩擦方向，其中該第一摩擦方向與該第二摩擦方向為彼此正交。
17. 如請求項15所述之液晶裝置，進一步包含一第二電極組件，置於該第二基板的該內表面上，其中該第一電極組件包含一第一電極方向，該第二電極組件包含一第二電極方向，其中該第一電極方向與該第二電極方向為彼此正交。
18. 如請求項17所述之液晶裝置，其中該第一對準層具有與該第一電極方向正交的一第一摩擦方向，其中該第二對準層具有與該第二電極方向正交的一第二摩擦方向。
19. 一種液晶視窗，包含： (a)如請求項1之液晶裝置；及 (b)一玻璃基板，由一密封間隙與該液晶裝置隔開。
20. 一種液晶裝置，包含： (a)一第一基板，包含一外表面和一內表面； (b)一第二基板，包含一外表面和一內表面； (c)一第三基板，包含一第一內表面和一第二內表面，其中該第三基板置於該第一基板與該第二基板之間； (d)一第一液晶層，置於該第一基板與該第三基板之間； (e)一第二液晶層，置於該第二基板與該第三基板之間； (f)一第一電極組件，包含至少三個指叉電極，其中該第一電極組件置於該第一基板的該內表面或該第三基板的該第一內表面上；及 (g)一第二電極組件，包含至少三個指叉電極，其中該第一電極組件置於該第二基板的該內表面或該第三基板的該第二內表面上。
21. 如請求項20所述之液晶裝置，其中該第一基板和該第二基板為一玻璃基板。
22. 如請求項20所述之液晶裝置，其中該第三基板選自玻璃、塑膠和玻璃陶瓷基板。
23. 如請求項20所述之液晶裝置，其中該第一電極組件和該第二電極組件的該等指叉電極包含至少一透明導電層。
24. 如請求項20所述之液晶裝置，其中該第一電極組件與該第二電極組件的至少一者包含三個指叉電極。
25. 如請求項24所述之液晶裝置，其中該第一電極組件與該第二電極組件的至少一者包含： (i)一第一電極層，包含一第一指叉電極和一第二指叉電極； (ii)一第二電極層，包含一第三指叉電極；及 (iii)一鈍化層，置於該第一電極層與該第二電極層之間。
26. 如請求項25所述之液晶裝置，其中該鈍化層包含SiN或SiO₂ 。
27. 如請求項20所述之液晶裝置，其中該第一電極組件與該第二電極組件的至少一者包含四個指叉電極。
28. 如請求項27所述之液晶裝置，其中該第一電極組件與該第二電極組件的至少一者包含： (i)一第一電極層，包含一第一指叉電極和一第二指叉電極； (ii)一第二電極層，包含一第三指叉電極和一第四指叉電極；及 (iii)一鈍化層，置於該第一電極層與該第二電極層之間。。
29. 如請求項28所述之液晶裝置，其中該鈍化層包含SiN或SiO₂ 。
30. 如請求項27所述之液晶裝置，其中該第一電極組件與該第二電極組件的至少一者包含具一第一週期的一第一對指叉電極和具一第二週期的一第二對指叉電極，其中該第一週期比該第二週期長。

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