TWI226488B - Liquid crystal device - Google Patents
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Description
1226488 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 1. 發明範疇 本發明有關於7Γ晶胞型液晶裝置，此一裝置適用於透射 及反射平板顯示器，頭戴式顯示器，場序彩色顯示器，投 影系統及三維影像顯示系統。 2. 前案說明 P.D. Berezin，L.M. Blinov，I.N. Kompanets，及V.V. Nikitin fElectro-optic Switching in Oriented Liquid-Crystal Films’ Jyly-August 1973 Sov. J. Quant. Electron Vol 3 pp 78-79¾ 示一種向列型液晶裝置其能達成快速響應次數，該裝置包 括一低表面傾斜的非扭轉格，但不明確它是否提供平行或 反平行表面配向方向。光的調變主要藉由將接近表面區域 的液晶分子的方向重新定位而達成，然而主要材料的定位 仍大致是相似的。 P.J. Bos,K.R. Koeher/Beran 'The pi-cell: A Fast Liquid Crystal Optical Switching Device1 1984 Mol. Cryst. Liq. Cryst. Vol 113 pp 329-339第一次揭示7Γ晶胞，它也包括第 一及第二層配向配置成在其之間的向列液晶材料感應平行 的低預傾斜配向，7Γ晶胞是表面模式裝置的例子其中光的 調變，如上所述主要藉由將接近表面區域的液晶分子的方 向重新定位而達成，此文章中揭示的7Γ晶胞大致是對稱， 而配向層感應的預傾斜角度大致相等。 附圖的圖1說明習知7Γ晶胞的各種狀態，在無電場施加在 液晶層之下，格是在通稱的Η狀態下，0電場的Hs狀態及具 O:\76\76189-921219.doc - 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1226488 A7 B7
器是以線2表示。 在小電壓下Η狀態 有對稱預傾斜角度是以丨表示而液晶導引 當施加在該層的電壓（及電場）增加時； 變的不對稱（如H a狀態3所示）。 7Γ晶胞的Η狀態不具有適用於光學裝置（如平板顯示器）的 期望光學特性，惟，在草_雷厭μ 口士 η ^ ^ ^杜呆電壓以上時，7Γ晶胞會顯示另 一狀態（稱為彎曲狀態（通稱為v狀態）以圖1的4表示），其 具有更有用的光學特性。在V狀態，液晶分子在表面區域 具有低的傾斜，但是在材料的主要部分具有相似的配向， 其中導引器大致與格表面垂直。一旦已建立V狀態，光的 凋變主要藉由將表面區域的液晶分子重新定位而達成，而 層的主要部分大致並未受到裝置操作範圍中的施加電壓變 化的影響。 對於習知的那種7Γ晶胞而言，一般在預傾斜5度之下，有 一臨界（或門權）電壓ϋ V / Η，其上面V狀態的能量低於Η狀態 的能量。在此7Γ晶胞中的液晶因而會預傾斜以便在Uv/H上 的V狀態中配向。惟從不良的低電壓Η狀態變成期望的V狀 悲並非小事，而所謂聚晶過程一定會發生其涉及液晶中缺 陷的產生及移動，將7Γ晶胞從Η狀態聚晶成V狀態的過程一 般極慢，在習知裝置中需要數秒。 除了 V狀態及Η狀態以外，7Γ晶胞也顯示一扭轉狀態（習 知通稱為Τ狀態）如圖1的5所示其中方向器在配向層之間執 行± 1 8 0度的扭轉，對於習知的典型；晶胞而言，一般在5 度的預傾斜之下，若液晶在V狀態而且電壓U降低，則有一 門檻電壓Uv/T其下面的Τ狀態的能量變的比V狀態低，在此 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1226488 A7
門檻電壓之下，液晶因而從v狀態變成τ狀態。此轉換不涉 及聚晶因而可較快的執行（一般是1〇或1〇()毫秒），τ狀態比 V狀悲擁有的較佳光學特性（如觀賞角度特性及對比比例）， 田電壓U降到0時’ Η狀態會會變的較佳，惟，當Η/ν轉換 時，H/丁轉換涉及缺陷的聚晶而且一般極慢（數秒），因此τ 狀態被Η狀態取代之前，τ狀態會以低電壓存在數秒。 圖1總結習知7Γ晶胞的動作其中施加電壓υ先增加到極大 U>>UV/H又接著減為0。習知的冗晶胞顯示3種主要的液晶 方向· Η狀態，ν狀態及Τ狀態，在〇電壓時，Η狀態的能量 最低，V狀悲的能量最高，而丁狀態的能量在這2個狀態的 能量之間。 Β 〇 s 4人提出的論文敘述2個操作冗晶胞的模式，在這2 種模式中’ 7Γ晶胞的一種狀態是在較高電壓下達成其中ν 狀態是穩定的（其能量低於Η狀態及Τ狀態的能量），在此操 作狀態中，7Γ晶胞提供極小的光遲滯。 第一模式適用於較薄的格其中液晶材料能從較高電壓V 狀態變成0電壓狀態，其中7Γ晶胞提供半波遲滯。〇電壓狀 態大致是共平面狀態而且在超過2 0毫秒之下動態達成（雖然 此狀態大致可以在高溫以較少時間達成）。此狀態是不穩 的，而且若能繼續再久一點，Τ狀態會開始形成而這接著導 致Η狀態的聚晶，然後必須執行V狀態的聚晶以便疋晶胞能 再動作。此電壓定址設計因而將電壓U < Uv/T施加在7Γ晶胞 其在0電壓時會最低能量Η狀態，最高能量V狀態及中間能 量Τ狀態，且利用該動態V狀態而在Τ狀態形成之前動作20 -6 - O:\76\76189-921219.doc 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 1226488
msec以上（雖然大致可以在高溫以較少時間達成）。 對於較厚的晶胞則使用第二操作模式其中在τ狀態開始任 何明顯鬆弛之前即到達半波遲滯情況，在液晶層維持小電 壓以維持格在半波遲滯情況。 H· Nakamua所著的丨Dynamic Bend Mode in a Pi-cell，（ 7Γ 晶胞中的動態彎曲模式）Deceniber 1-3 1999 SID Proceeding of the 6th International Display Workshop，pp 37-40揭示一 種次驅動7Γ晶胞的方法在此稱為動態彎曲模式，此驅動模 式與Bos等人所述的第一驅動模式相同，其中動態V狀態具 有的生命周期會隨偏壓的增加而增加，也揭示在各訊框使 用一種較高的電壓消隱脈波以避免改變V狀態。 美國專利案4,566,758號揭示一種π晶胞其中用一種手相 摻雜劑將液晶材料摻雜，以便液晶層的厚度與手相導程的 比例大於0 · 2 5 ’這種裝置在整個操作電壓範圍中維持在τ 狀態，而T狀態在較高操作電壓下具有與v狀態類似的光學 特性，這種配置可克服習知7Γ晶胞的聚晶問題，但是會在 較南操作電壓下維持類似光學特性，惟，在低電壓時光學 特性本身扭曲的效應比習知7Γ晶胞的性能更差，這是指視 角性能及較差的響應速度。 E.J· Acosta，M.J. Towler及H.G· Walton所著的，fThe Role of Surface Tilt in the Operation of Pi-Cell Liquid Crystal Devices n ( 7Γ晶胞液晶裝置操作中表面傾斜的角色）July 2000 Liquid Crystals vol 27 pp977-984揭示 π 晶胞操作中表
面預傾斜的角色，在0施加電壓及典型向列液晶材料下，H O:\76\76189-921219.doc 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1226488 A7 B7 五、發明説明（5 ) 狀態可以在0到約4 8度範圍下維持穩定，然而V狀態在大於 4 8度時才變的穩定。 發明概述 根據本發明而提供一種7Γ晶胞液晶裝置包括：一向列液 晶材料層位於第一及第二配向層之間，其在相鄰液晶材料 中感應一預傾斜，俾在0施加電場之下Η狀態之能量小於V 狀態及Τ狀態之能量，而V狀態之能量小於或等於Τ狀態之 能量；其特徵在於一驅動配置，其係選擇性施加在第一電 場層及第二電場中之至少一區域，於第一電場層，V狀態 之能量各小於Η狀態及Τ狀態之能量，而第二電場之強度係 小於第一電場之強度，且於第二電場，Η狀態之能量各小 於V狀態及Τ狀態之能量。 在0施加場之下V狀態之能量小於Τ狀態之能量。 第二電場具有一實質0大小。 第一及第二電場選擇至少一區域之光學範圍之第一及第 二極端光學狀態，第一及第二極端光學狀態包括至少一區 域之第一及第二遲滯，其互相相差光學照射之奇數半波 長’該光學照射係裝置意欲的。第一及第二遲滯可相差半 波長，第一及第二極端光學狀態分別包括極大及極小衰 減，或者第一及第二極端光學狀態分別包括極小及極大衰 減。 預傾斜可實質小於50度及可實質小於48度。 預傾斜可實質大於20度，大於或等於26度，及實質大於 或等於29度。 O:\76\76189-921219.doc - 8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(2ι〇χ 297公釐） 1226488 A7 ------ -B7 五、發明説~J ~ ------ 液晶材料具有彈性常數K11，K22, K23在室溫時各小於 50ΡΝ，各彈性常數在裝置之整個操作溫度範圍中都小於 30ρΝ。 液晶材料具有大於實質2之介電常數。 液晶材料具有小於實質15之介電常數，介電常數可小於 10 〇 已驚奇的發現存在著預傾斜角度的臨界範圍（此範圍在習 知7r aa胞的外部），這使得τ狀態的能量在0伏時最高，Η狀 ^的能量最低而V狀態的能量在中間，這可用以連接數冗 晶胞，而這是Τ狀態較佳的在任何電壓下形成時永遠不可能 發生的。這種7Γ晶胞與電壓定址設計的特定類型一起使用 時具有較佳的光學特性。 曰能提供一種π晶胞液晶裝置其依此操作，俾τ狀態永遠不 是最低能量狀態因而永遠不穩定。因此扭轉不會發生在該 裝置其能以快的切換速度操作且具有良好的光學調變。因 為溫度及與時間相關的扭轉狀態永遠不會形成，使用光學 補償膜可達成作為溫度函數的良好視角特性。 可達成從初始Η狀態聚晶V狀態之較快初始成長，該裝置 不能鬆弛成為Τ狀態，即使在〇施加電壓下，冗晶胞維持在 ^狀態下與修正液晶方向所需時間相比，鬆弛成為Η狀態需 較長時間因此可貫質減少習知冗晶胞操作中聚晶及再聚 曰曰時產生的問題，與上述NakamuΓa的文章所述在設計定址 波形相比，本發明的額外彈性優點如以下所述。 附圖簡單說明 O:\76\76189-921219.doc _ g _ 本紙張尺度適财鮮(CNS) A4規格(2ι-----__^ 1226488 A7 B7 五、發明説明（ 以下參考附圖來說明本發明，其中 圖1以圖不說明晶胞的各種狀態； 圖2是本發明實例的冗晶胞的剖面圖； 圖3以圖示說明圖2 7Γ晶胞使用在空間光調變器； 圖4的狀態圖說明π晶胞狀態的穩定性，這是施加電壓 (伏）及（對稱）表面預傾斜（度）的函數； 圖5的圖形與圖4類似用於不同的向列液晶材料； 圖6是圖3所示那種第一空間光調變器（SLM)的發光與施 加電壓間關係的圖形，該SLM可實施本發明； 圖7是第一 SLM中發光與時間的關係圖，以說明施加電 壓從5伏切換成〇伏時的鬆弛； 圖8的波形圖說明圖2，3所示那種顯示器的第一驅動設 計； 圖9的波形圖說明根據圖8設計的像素電壓及其產生像素 發射的例子； 圖1 0的波形圖說明第二驅動設計以表示圖8所示第一驅 動設計的改良； 圖11是與圖6類似的圖形用於根據習知；^晶胞的第二 SLM ； 圖1 2的圖形與圖7類似用於施加電壓從5伏切換成1 · 〇 6伏 的第二SLM ; 圖1 3的圖形與圖6類似用於根據習知手相摻雜裝置的第 三 SLM ; 圖1 4的圖形與圖7類似用於施加電壓從5伏切換成1 . 〇 6伏 -10- O:\76\76189-921219.doc 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1226488 發明説明（8 的第三SLM ; 圖1 5的圖形與圖6類似用於根據另一習知冗晶胞的第四 SLM ； 圖1 6的圖形與圖7類似用於施加電壓從5伏切換成〇 . 7 8 3 伏的第四S L Μ ; 圖1 7的圖形與圖6類似用於根據習知最高預傾斜疋晶胞 的第五SLM ;及 圖1 8的圖形與圖7類似用於施加電壓從5伏切換成〇伏的 第五SLM。 較佳實例說明 圖2所示7Γ晶胞液晶裝置包括上基材10及下基材丨丨，而 其上面分別形成上電極配置i 2及下電極配置i 3，圖2所示 農置是透射型以便基材1 0及1 1是透明的（例如由玻璃或透 明塑膠材料製造），同理電極1 2，1 3也是透明的例如由氧 化破錫（ITO)製造，惟，該裝置也適用於反射型，在該例 中β又置在上面的基材及電極之'不必是透明的，事實上電 極可作為反射器。 配向層1 4，1 5分別形成在電極i 2，1 3上，各配向層 1 4 ’ 1 5包括RN 715(由日產化工製造），這種材料可以在溶 劑中溶解且旋塗在電極12，13，接著是烘乾過程，接著用 布單向擦拭層1 4，1 5以產生期望的液晶配向，或者使用光 配向技術其中電極1 2，1 3塗上光聚合物其可感知紫外光， 且接著曝露在紫外光以形成一表面以產生期望的液晶配 向。基材10，11接著與相對的配向層14，15同一方向其中 O:\76\76189-921219.doc - 11 _
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配向方向是平行的（即指著同一 ^ ^ ^ 1 ^ J 万向）。配向層14，15是八 離的，例如圖2中利用絕緣間隐找】 <、恤 刀 豕間k球1 6分離。而該配向芦 的空間填充著向列液晶材料1 7 π 1 /，電極1 2，1 3接到驅動配置 1 8以便在層丨7上施加適當的驅動電壓。 圖3以圖形說明圖2的裝置如何用以提供-種空間光調變 益，例如用作（或用於）顯示器。液晶層17在配向層“與㈠ 之間且具有配向方向，目而該裝置的光軸2〇是垂直的。被 動遲滯器21的光軸22與π晶胞的光軸2〇垂直，以便該裝置 提供的有效遲滯是7Γ晶胞遲滯與遲滯器2丨遲滯之間的差， 遲滯器21的遲滯在其上操作電壓與冗晶胞的遲滯相等，以 提供一種配置其可提供有限操作電壓下的光遲滯。在低操 作電壓下，遲滯間的差設計成等於可見光譜中間的光的半 波長’以便該裝置作為半波板而操作。 偏光器23，24在包括π晶胞及遲滯器21的配置的任一 側偏光器23，24的偏光方向互相垂直而且與π晶胞及遲 滯器21的光軸20，22呈45度。 當上操作電壓施加在冗晶胞時，偏光器23與24之間是〇 遲滯’整個裝置因而作為交叉偏光器對以實質阻止光的通 路’在低操作電壓，例如從背光射入偏光器23的光會偏 光’而7Γ晶胞及遲滯器21形成的半波板將偏光方向改變9〇 度。偏光器2 4因而以較小衰減發射光，因此可建立光（白色） 及暗（黑色）狀態，在中等電壓操作7Γ晶胞可達成灰階操 作。 圖4是施加電壓與（對稱）表面預傾斜間的關係圖以說明層 O:\76\76189-921219.doc - 12 - 本紙張尺度適财®料群(CNS)域格(2夢挪公爱了 1226488 A7 B7 五、發明説明（10 1 7狀態的穩定性（由典型液晶顯示材料的參數計算出），這 貫負上與液晶層的厚度無關’圖4與液晶參數有關，該參數 包括13.745的介電各向異性及彈性係數K11 = 1〇 643pN， Κ22 —6·7ρΝ, Κ33 = 15·5ρΝ。在區域Α及Ε中，V狀雖在〇施 加電壓時具有最低能量，在此臨界預傾斜角度之下，H狀 態具有最低能量因而是穩定狀態，這是在預傾斜角度從〇到 約48度的範圍。在區域B，c，D中，η狀態具有最低能量因 而疋穩疋狀悲。在區域C，液晶材料鬆弛成τ狀態然而τ狀 態不會在區域Β及D中出現。 預傾斜角度的範圍在特別材料參數時從約2 9度到4 8度， 而在0施加電壓下Η狀態的能量小於ν狀態及τ狀態的能 量。配向層1 4，1 5排列成在此範圍提供對稱的預傾斜角 度’以便Τ狀怨不能在π晶胞操作時發生，〇施加電壓時ν 狀態的能量小於或等於（最好小於）τ狀態的能量。 驅動配置1 8提供驅動電壓到電極i 2，1 3以便該裝置能在 上與下電壓間切換，以便在上電壓的區域A及下電壓的區 域D中操作。若需要灰階功能，則由上及下電壓界定的範 圍的中間電壓也可由驅動配置1 8提供。 在7Γ晶胞中，在操作開始前V狀態必須從Η狀態聚晶，藉 由施加適當的高電壓其時間足以發生V狀態的聚晶，當該 裝置切換時即可達成它，一旦已建立V狀態，即根據控制 驅動信號而在圖4的區域Α與D之間切換該裝置，雖然η狀 態是圖4區域D中的極小能量狀態，但鬆弛成η狀態是較慢 的過程且需要數秒的時間。Τ狀態不能出現在操作區域〇所 O:\76\76189-921219.doc 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) Α4規格(21〇X 297公爱) 1226488 A7 B7 五、發明説明（11 ) 以在正常操作時π晶胞仍維持在V狀態。因此藉由避免冗 晶胞鬆弛成Τ狀態的可能，即可實質改良裝置的性數。 圖5說明另一種向列液晶材料Ε7(由Merck Darmstadt公司 製造）的性能其化學結構如以下所述：Ε·Ρ· Raynes, r.J A. Tough，Κ·Α· Davies，’’Voltage Dependence of the Capacitance of a Twisted Nematic Liquid Layer”（扭轉向列 液層的電壓與電容的相依性），Mol· Cryst.Liq.Cryst.，Vol.56 (Letters)，PP63_68, 1979，E7在20度時的特徵是：在溫度 Κ11 = 11·7ρΝ，Κ22 = 8·8ρΝ，Κ33 = 19·5ρΝ時，介電各向異性 是Δε =14.37。對於這種材料，在約26度與50度之間以對 稱預傾斜角度操作7Γ晶胞，在該預傾斜範圍中，η狀態的 能量小於V狀態及Τ狀態的能量，驅動配置18提供的驅動電 壓令裝置在區域F及G中操作，以便不發生τ狀態，即使該 裝置仍在一明顯時段切換到區域F中。 通常用於7Γ晶胞的典型材料具有彈性係數κ 1 1，κ 2 2， Κ33其都小於50ρΝ，且在室溫及π晶胞的至少多數操作範 圍中一般小於3 ΟρΝ，對於一種材料其中彈性常數互相相 等’則有約45度的臨界預傾斜，在其上面於〇施加場下ν狀 態是穩定的，而在其上面於0施加場下Η狀態是穩定的。 惟，對於多數材料彈性常數不是互相相等且常數Κ2 2 一般 小於Κ11及Κ33，臨界預傾斜角度是依這些常數的值而 定，但一般維持在30度與60度之間。至於圖4所示的材料 性能，臨界預傾斜約48度，同理對於圖5所示的材料性能 該預傾斜也成立。圖5預傾斜角度的下限高於圖4的，但2 -14- O:\76\76189-921219.doc 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐） 1226488 12 、發明説明（ 材料的特徵大致類似，主要差別是互相的電壓大小不 同。 至於形成部分薄膜電晶體主動矩陣液晶顯示器的7Γ晶 胞’適當材料的介電各向異性一般大於2且通常小於丨5， 更通常的是小於1 〇。 在夕數情況下即使不是所有的適當液晶材料，據信預傾 斜角度範圍是約2 0度與5 0度之間，雖然如上所述實際限制 值是依材料而定，但是對於任何特定材料可以作如此判 定。 圖6，7說明圖2，3的那種裝置的性能，其使用上述的液 晶材料而性能如圖4所示，液晶層17的厚度是6 25微米而 配向層14，15提供29度的對稱預傾斜，遲滯器21具有55 奈米的遲滯而疋晶胞及遲滯器21的合併，當驅動配置18提 供5伏時可提供〇遲滯，以及當驅動配置丨8提供〇伏到電極 12 , 13時，提供遲滯的半波用於波長55〇奈米的光。 圖6忒明使用5 5 0奈米波長的單色光源時，發射光與該裝 置的施加電壓間的關係，該裝置因而能達成高的對比。 圖7顯示當跨於π晶胞之電壓由5伏特切換至〇伏特時， 發射光與時間之函數之情形。鬆弛時間係指發射光從〇至 8 0 %所需之時間，本裝置約需5 · 1 5毫秒。 圖8說明適當的顯示驅動波長，例如施加在圖2，3的那 種主動矩陣液晶顯示器的各像素。以連續訊框的方式提供 影像資料以更新(或再顯示)顯示器的所有像素，各料的 電場有一極小（在此例中是〇)值VW以定址像素的白色狀 -15 - O:\76\76189-921219.doc 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规袼(2i〇X297公奢了 1226488 A7
態，及一 虽大值V B以定址像素的黑色狀態，像素電壓以V 而時間以亳秒表示。 各讯框以消隱脈波Vb(其具有等於VB的電壓）開始以使像 素消隱成為黑色狀態，接著藉由施加對應期望光學狀態且 ^有〇 (V w)與v B之間值的電壓，而使像素再顯示到期望的 ' 主動矩陣在像素中維持此電壓直到後數訊框的消隱 脈波。 〜 圖9說明4個連續訊框期間施加在像素的實際波形的範例 且指示像素的對應發射光。在訊框丨中，消隱脈波接著是具 有極大值乂3的像素電壓以選擇黑色或是像素的極小透射狀 態。在訊框2，於消隱脈波後，像素電壓即減為〇以選擇白 色或是像素的極大透射狀態，接著藉由訊框3的消隱脈波而 將像素消隱成為黑色狀態，但是像素電壓又減為〇以選擇白 色狀態。 在訊框4，在消隱脈波後，選擇像素電壓作為中間值以切 換該像素成為中間灰階。因此在消隱脈波結束時，像素電 壓降到選擇值而這導致一發射位準其在黑與白色像素狀態 之間，可選擇Vw與VB之間的任何電壓以便能顯示更廣的 灰階。 ” 消隱脈波的效應（特別是在訊框2，3其中像素需要在白色 驅動配置狀態）是具有減少極大亮度及顯示對比的效果，惟 因為本發明顯示器可防止形成扭轉狀態且提供V狀態較快 的成長為Η狀態，所以不必在每一訊框施加消隱脈波。另 一驅動設計利用本設施則如圖1 〇所示，在該例中，主動矩 O:\76\76189-921219.doc - 16 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 1226488
陣的偶數列中像素的驅動設計顯示在上波形圖，而主動矩 陣的可數列中像素的驅動設計顯示在下波形圖。 θ f於偶數列中的像素，僅施加消隱脈波在偶數訊框而不 疋奇數訊框，相反的，至於奇數列中的像素，僅施加消隱 脈波在奇數訊框而不是偶數訊框。這導致顯示亮度的增加 及顯示對比的增加（與圖8，9所示驅動設計相比）。 圖1 1，1 2說明習知的；Γ晶胞性能其與圖6，7所示的性能 不同之處在於預傾斜是5度，△PO.U，液晶層厚是5微 米，而遲滯器21的遲滯是76奈米，此裝置的鬆弛時間是 3 · 5亳秒。 圖13，14說明一習知裝置的性能，其與圖11，12所示的 性能不同之處在於加入手相摻雜劑，以便液晶層厚度與手 相導程的比等於〇 · 2 5，此裝置的鬆弛時間是3 · 7毫秒。 圖15，16說明一習知裝置之性能，其與圖11，12所示之 性能不同之處在於；r晶胞預傾斜15。，液晶層厚度保5·3微 米而遲滯器21具有66奈米之遲滯，而此裝置之鬆弛時間為 4毫米。 圖17，18說明一習知裝置的性能其與圖u，12所示的性 能不同之處在於7Γ晶胞具有49度的對稱預傾斜，液晶層厚 度是12.5微米而遲滯器2丨的遲滯是56奈米，此裝置的鬆弛 時間是1 4 · 1毫秒。 因此本發明實例所述的裝置具有以下優點：不發生扭轉 但是切換速度僅比習知裝置慢極少，而習知裝置不具有扭 轉不發生的優點。圖1 7，1 8所示裝置的性能也避免扭轉的 發生但是具有較慢的切換時間。 O:\76\76189-921219.doc
1226488 A7 B7 五、發明説明（15 ) 符號說明 2 液晶導引器 16 絕緣晶隔球 10 上基材 17 向列液晶層 11 下基材 18 驅動配置 12 上配極配置 21 被動遲滯器 13 下配極配置 23, 24 偏光器 14, 15 配向層 O:\76\76189-921219.doc - 18 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
122648|Q91刚671號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(93年7月) A B c D 申请專利範圍 1 · 4 a充I 種7Γ晶胞液晶裝置，包括：一向列液晶材料層位於第 一及第二配向層之間，其在相鄰液晶材料中感應一預傾 斜’俾在零施加電場之下Η狀態之能量小於V狀態及T狀 態之能量，而V狀態之能量小於或等於τ狀態之能量；其 特徵在於一驅動配置，其係選擇性施加在第一電場層及 第二電場中之至少一區域，於第一電場層，V狀態之能 量各小於Η狀態及Τ狀態之能量，而第二電場之強度係小 於第一電場之強度，且於第二電場，Η狀態之能量各小 於V狀態及τ狀態之能量。 •如申請專利範圍第1項之裝置 態之能量小於Τ狀態之能量。 •如申請專利範圍第1項之裝置 為零之強度。 •如申請專利範圍第1項之裝置 至少一區域之光學範圍之第一及第二極端光學狀態。 •如申請專利範圍第4項之裝置，其中第一及第二極端光擘 狀態包括至少一區域之第一及第二遲滯，其互相相差諂 裝置所需光學照射之奇數半波長。 •如申請專利範圍第5項之裝置，其中第一及第二遲滯相差 半波長。 •如申請專利範圍第4項之裝置，其中第一及第二極端光, 狀態分別包括極大及極小衰減。 丨·如申請專利範圍第4項之裝置，其中第一及第二極端光·占 狀態分別包括極小及極大衰減。 其中在零施加場之下V狀 其中第二電場具有一鲁^ 其中第一及第二電場選擇 O:\76\76189-930708.doc 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210X 297公爱） 1226488
、申請專利範圍 9.如申請專利範圍第1項之裝置，其中 〇 10·如申請專利範圍第9 預傾斜赛^小於50 項之裝置，其中預傾斜麥^小於以 如申請專利範圍第1 。。 弟1項之裝置，其中預傾斜大於2〇 =申請專利範圍第〜之裝置，其中預傾斜大於或等於 13. =專利範圍第U項之裝置，其中預傾斜轉大於或 14·如申請專利範圍第1項之裝置，其中液晶材料具有彈性常 數Kll，K22，K23，在室溫時各小於50pN。 置 15. 如申請專利範圍第14項之裝置，其中各彈性常數在裝 之整個操作溫度範圍中都小於3 〇 p N。 16. 如申請專利範圍第丨項之裝置，其中液晶材料具有實質人 於2之介電常數。 、 17. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中液晶材料具有賽^小 於1 5之介電常數。 於 18. 如申請專利範圍第丨7項之裝置，其中介電常數章^小 10 ° -2- O:\76\76189-930708.doc 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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