TWI362524B - An improved pi-cell liquid crystal display - Google Patents

Description

1362524 931而两方7~| 九、發明說明： Γ：發明所属之技術領域3 發明領域 本發明涉及一種液晶顯示器（LCD)技術，特別地，涉及 5 通過提供一種改善的取向層來增加反應速度的LCD。 * C先前技術；1 發明背景 液晶顯示器（LCD)被用在很多應用中。液晶顯示器 (LCD)的光學設計是其應用的重要主題。理想地，一個好的 10 LCD模型應該具有卓越的對比度，寬闊的視角，高光學效 率和快轉換速度。 主要應用之一在於顯示視頻信號。這包括LCD電視 (LCD TV)。對於視頻速率信號顯示器，所述LCD的反應速 度必須快，否則會有運動圖像的模糊現象。同樣，所述LCD 15 τν的視角應該儘量寬，就像在傳統的陰極射線管一樣。通 常在水平方向的要求是160。，在垂直方向的要求是90。。對 於寬的視角’所述板内切換（IPS)模式和所述垂直取向 (vertical alignment)模式以及其很多的變型對於視頻應用很 有希望。然而，它們的切換速度需要從>10nls提高到2ms。 20這樣’需要LCD光學模式具有快的切換速度和寬的視角。 用於快速切換LCD的一種可能的候選者是π晶胞 (pi-cell)。一個π晶胞主要是一個彎曲變形的液晶晶胞。這 個π晶胞在1986年作為一種快速液晶切換被發明（p. Bos，美 國專利 No. 4566758: Rapid starting，high-speed liquid 5 1362524 號申請案修正f 101,01.12. crystal variable optical retarder)。在其被發明的原始形式 中，所述晶胞實際上是一種斜展變形晶胞，其需要一個偏 壓來轉換它成為一個彎曲晶胞或π晶胞。與所述二轴補償膜 一起，這個π晶胞後來被改進，也被稱作光學補償彎曲排列 5 (〇CB)液晶顯示器（H. Nakamura等人，美國第6069620號專 利：液晶顯示裝置之驅動方法）。所述π晶胞基本上在向列 液晶的多種彎曲變形之間工作。施加一個電壓改變所述液 晶晶胞指向矢(director)的彎曲角度’因此改變它的全部的 雙折射。這樣，所述π晶胞的光學性質基本上是一個電控雙 10 折射（electrically controlled birefringent，ECB)晶胞的光學 性質。這樣，它能夠容易地通過使用多種光學膜來補償以 獲得一個寬的視角。 一種傳統的π晶胞通過在所述液晶晶胞晶胞兩側的所 述取向層的平行摩擦形成。在所述液晶晶胞兩側的傾斜角 15 互相朝向對方傾斜，如第2圖放大示出。符合這些邊界條件 的可能的液晶指向矢取向是斜展變形（splay deformation， 以後稱為S-狀態），彎曲變形(bend deformation，以後稱為B-狀態），以及π-扭轉變形〇-twistdeformation，以後稱為τ-狀 態）。S-晶胞和B·晶胞分別在第8A和8B圖中示出。第1〇A和 20 10B圖顯示了在(A)零電壓和(B)高電壓的彎曲取向。當施加 一個高電壓時’所述B-狀態成為垂直取向（h〇me〇tn>pk alignment)。向所述的這種基本的結構引入π/4扭轉和π/8扭 轉，存在這種基本取向的變化。在研究的所有情況下，最 穩定的狀態是S-狀態。從更穩定的S-狀態到Β-狀態的變形 6 1362524 ,· · . 第93132205號申請案修正貢 101.01.12. 需要使用所述π晶胞。（參閱，例如E J Acosta等人，The role of surface tilt in the operation of pi-cell liquid crystal devices, Liquid crystals, vol 27，p 977，2000; S H Lee等人，

Chiral doped optically-compensated bend nematic liquid 5 crystal cell with continuous deformation from twist to twist-bend state, Japanese J of Applied Physics, vol 40，p L389，2001; S H Lee等人，Geometric structure for the

uniform splay to bend transition in a pi-cell, Japanese J

Applied Physics，vol 42, p L1148, 2003)。因為所述S和B變形 10不是拓撲等價的，需要發生有核的轉換。起初的S-狀態到 B-狀態的所述“條件”是研究的主要領域。已經提出了很多 方法’包括引入突起和添加手性分子換雜物。同樣，為了 所述π晶胞只在所述B-狀態正常工作’要維持一個偏壓。 本發明的一個目的是，提供一種改進的π晶胞。 15 【發明内容】 發明概要 在本發明的一個方面，提供用在液晶晶胞的一種液晶 取向層來取向液晶分子。所述取向層包括奈米結構： a· —種水平取向材料，能夠提供在與其接觸處的所述液 20 晶分子的—個第一預傾角； b·—種垂直取向材料’能夠提供在與其接觸處的所述 液晶分子的一個第二預傾角； 其中與所述取向層接觸的和在所述取向層附近的所述 液晶分子有效的預傾角能夠被控制以具有在所述第一預傾 7 丄的2524 角和第二預傾角之間的一個值。在一個優選實施例中，所 述第—預傾角在1〇-10。以及所述第二預傾角在8〇。-9〇。。在 一個更為優選的實施例中，所述第一預傾角在丨。_8。以及所 述第二預傾角在85。-90。。在另一個優選實施例中，所述取 5向層包括所述垂直取向材料或所述水平取向材料的奈米結 構。在另一個優選實施例中，所述奈米結構既包括所述水 平取向材料又包括所述垂直取向材料。在另一個實施例 中所述奈米結構是水平取向材料。在另一個實施例中， 所述奈米結構是垂直取向材料。在另一個優選實施例中， 10所述奈米結構大小是0-1微米的量級。 在一個優選實施例中，所述取向材料中的至少一種是 個t合體。在一個更為優選的實施例中，所述取向材料 中的至少一種是從包括聚醯亞胺，聚苯乙烯，聚甲基丙婦 酸甲酯，聚碳酸酯，聚醯胺酸和聚乙烯醇的一個組中選擇 15出來的。在一個更為優選的實施例中，所述取向材料中的 至少—種是聚醯亞胺。在一個最優選的實施例中，所述水 平取向材料是JALS9203，所述垂直取向材料是JALS2021， 其中 JALS9203與 JALS2021係來自 JSR公司（www. jsr. co. jp) 的商業產品，JALS9203與JALS2021例如其預傾角之特性可 20 在各自的產品說明單中找到。 在另一個優選的實施例中，所述重量：所述水平取向 材料相對於所述垂直取向材料的重量的比率是1 : 99到99 : 1。在一個更優選的實施例中，所述重量：所述水平取向材 料相對於所述垂直取向材料的重量的比率是1 : 4到4 : 1。 8

93132205號申請胃 在另—個優選的實施例中，在所述取向層上的所述極 角鳊疋能量在5 x 1 (T4J/cm2到2.5 X1 〇-3 J/cm2之間。 在本發明的另一方面，提供了在一個液晶晶胞中製造 一個取向層的方法，其包括： a) 在一個溶劑中溶解一種水肀取向材料和一種垂直取 向材料來形成_個均勻的溶液； b) 用這個溶液在基板上形成/層液體膜； c) 處理所述膜來形成一層變破的固體膜；以及 d)加工所述變硬的固體膜來得到一個統一的取向方 向。 在一個優選的實施例中，所述水平取向材料能夠在所 述取向層中提供一個第一預傾角，所述垂直取向材料能夠 在所述取向層中提供一個第二頓傾角。在整個說明書中使 用的“水平取向材料，，這個表達是指使液晶分子與其表面接 觸處取向0。的水平取向材料以及使液晶分子與其表面接觸 處取向大於0。的水平取向材料，例如，使液晶分子與其表 面接觸處取向一個大於0。的角的水平取向材料，可以到大 約12,11，1〇,9,8,7,6,5,4,3,2，1，〇_5或()‘1度°在整個說明書中使 用的“垂直取向材料，，這個表達是指使液晶分子與其表面接 觸處取向90。的垂直取向讨料以及使液晶分子與其表面接 觸處取向小於90。的垂直取雨材料’例如，使液晶分子與其 表面接觸處取向-個小於9G°的角的垂直取向材料’大約為 78,79,80,81,82,83,84,85,86,虬88,89，枞5，或89_9度。在-個 更為優選的實施例中，所述冑預傾角疋1 _1G並且第一預 …2524 1〇ΓδΠ2Γ] ggi^IggSlgrr 傾角是80°-90。。在一個進一步優選的實施例中所述第_ 預傾角是1。-8。並且第二預傾角是85。-90。。 所述水平取向材料可能全部地或至少部分地與所述垂 直取向材料溶混。 5 在另一個優選的實施例中，所述水平取向材料在混合 前被溶解到一個第一溶劑中《在另一個優選的實施例中， 所述垂直取向材料在混合前被溶解到一個第二溶劑中。 在另一個優選的實施例中，在步驟b)中形成的薄膜包 括所述垂直取向材料或所述水平取向材料的奈米結構。在 1〇另—個實施例中，所述奈米結構既包括所述水平取向材料 又包括垂直取向材料。所述奈米結構的大小是0-丨微米的量 級。 在另一個優選的實施例中，所述取向材料中的至少一 種义聚合體。在一個更為優選的實施例中，所述取向材料 15 中的至少一種是從包括聚醯亞胺，聚苯乙烯，聚甲基丙烯 酸甲酯，聚碳酸酯，聚醯胺酸和聚乙烯醇的/個組中選擇 出來的。在一個更為優選的實施例中，所述取向材料中的 至少—種是聚醯亞胺。在另一個實施例中，户斤述水平取向 材料和所述垂直取向材料都是聚醯亞胺。在/個最優選的 2〇 每t 實施例中，所述水平取向材料是JALS9203，所述垂直取向 材料是JALS202卜 在另一個優選的實施例令，所述第一和第二溶劑從包 括甲基-2-吡咯烷嗣I(NMP)，二甲替甲醯胺(DlViF)，丫-丁内酯 (YBL)，丁基纖維素溶劑(BC)和THF(四氫呋喃）的一個組中 10 第93132205號申請案修正貝 101.01.12. 選出來。在一個更為優選的實施例中，所述第一溶劑包括 yBL ’ ；NMP和BC，所述第二溶劑包括丽j^BC。在一個最 優選的實施例中’所述第—和第二溶劑是包含在MLS92〇3 和JALS2021中的溶劑。 在另一個優選的實施例中，所述重量：所述水平取向 材料相對於所述垂直取向材料的重量的比率是丨：99到99 : 1。在一個更優選的實施例中，所述重量：所述水平取向材 料相對於所述垂直取向材料的重量的比率是丨：4到4 : j。 在另一個優選的實施例中，所述處理包括在80。-120。 的個第一供烤和在大約200。-250。的一個第二烘烤。在另 一個實施例中，所述處理是光處理。 在另一個實施例中’所述薄膜是通過旋塗法，絲網印 刷法，喷塗或喷墨印刷法形成。 在另一個實施例中’所述摩擦是通過一塊織物以一個 固定的方向的機械摩擦或通過用一個離子束在真空中以一 個固定的方向在一個固定的入射角照射所述表面來完成。 在另一個實施例中’所述基板是覆蓋銦錫氧化物的玻 璃。在一個優選的實施例中，所述銦錫氧化物在一個無源 矩陣顯示器中被排列成行和列的圖樣。在一個更為優選的 實施例中，所述基板包括用於有源矩陣驅動的一個薄膜電 晶體陣歹|J。 在本發明的另一個方面’提供為準備一個取向層而形 成—種溶液的處理，該取向層能夠提供在8。和85°之間的一 個第一預傾角。所述處理包括在一個溶劑中混合一個水平 1362524 號申請案漆iQi.oi 12~ 取向材料和一個垂直取向材料，其中所述水平取向材料能 夠在所述取向層中提供一個第一預傾角，並且所述垂直取 向材料能夠在所述取向層中提供一個第二預傾角。在一個 優選的實施例中，所述第一預傾角是〇°-1〇°，所述第二預傾 5角是80。-90。。在一個更為優選的實施例中’所述第一預傾 角是〇。-8。，所述第二預傾角是85。-90。。 在一個優選的實施例中，所述處理包括混合商業獲得 的水平和垂直取向材料。在一個更為優選的實施例中，所 述水平取向材料是JALS9203 ;並且所述垂直取向材料是 10 JALS-2021。 在另一個實施例中，所述溶劑能夠形成一個溶液，包 括奈米大小的液滴。在一個優選的實施例中，所述液滴或 者是水平的或者是垂直的取向材料。在另一個優選的實施 例中，所述液滴是垂直的還有水平的取向材料。 15 在本發明中，我們還公開了一種π晶胞，其不需要任何 偏壓並且總是處於彎曲變形，甚至於在零偏壓。沒有穩定 的斜展變形狀態。在後文中’這將被稱作“無偏壓彎曲，’晶 胞(no-bias bend, ΝΒΒ晶胞）。因此’這個新的π晶胞或ΝΒΒ 晶胞非常容易操作。由所述ΝΒΒ晶胞製造的液晶顯示器總 20的開啟_關閉切換時間不到2ms，開啟時間不到lms。所述光 學效率被優化到將近90%。這個NBB晶胞顯示器還能被光 學補償來具有類似于傳統冗晶胞的寬的視角。通過一個特殊 液晶取向層的發明，這個NBB晶胞有可能在液晶晶胞中生 成穩定的南預傾角。 12 1362524 y~^132205號申請案修正頁 ΙΟΙ.ΟΓΠ： 本發明的要點是所述ΝΒΒ晶胞❶這個ΝΒΒ晶胞通過取 向層的應用獲得’其可以為所述液晶分子提供大的預傾 角’在30°-70。範圍之内。 在本發明的另一方面，提供—個液晶晶胞，其包括： 5⑻互相面對的兩個基板；（b)密封在所述兩個基板之間的液 . 晶層，所述液晶層具有1微米到1〇微米的厚度；所述液晶層 . 包含具有正的介電異向性的液晶分子，即，f//>心；⑷提供 在所述基板内表面上的兩個取向層，朝向所述液晶層，為 了取向所述液晶層’所述取向層是固體薄膜的形式，厚度 10為lO-lOOnm。在所述液晶晶胞中，所述固體薄膜取向層包 含垂直取向材料和平行(水平)取向材料的混合物；所述固體 薄膜取向層能夠提供在與其接觸處的所述液晶分子的 30°-70°預傾角。 在本發明的另一個實施例中，提供一種液晶顯示器設 15備，包括⑷如上提到的所述NBB液晶晶胞；（b)設置在所述 第一基板後表面上的一個第一起偏器（p〇larizer)。在一個實 &例中所述第一起偏器是一個輸入起偏器。在另一個實 施例中’所述液晶設備包括設置在所述第二基板後表面上 的一個第二起偏器。在—個優選的實施例中，所述第二起 20偏器是-個輸出起偏器。在第3A圖中，所述第二起偏器也 被稱為檢偏器（analyzer)。 在另一個實施例中’如第3A圖所示的所述起偏角《和 γ ’與所述取向層的摩擦方向成正或負35。_55。角。在另一個 實施例中’所述液晶層的厚度在m米到雌米之間。在另 13 1362524 裏一93132205號申請案修正頁 101.01.12. 一個實施例中，所述液晶層包含具有正的介電異向性的液 晶分子，其中£7/ > Q。在另一個實施例中，所述取向層的厚 度為 10-200nm。 在另一個實施例中，與所述第一和第二取向層接觸的 * 5 所述液晶分子具有預傾角10°-80°。在一個優選實施例中， - 與所述第一和第二取向層接觸的所述液晶分子具有30°-70° 的預傾角。 在另一個實施例中，與所述第一和第二取向層接觸的 所述液晶分子的預傾角基本上相同。優選地，所述預傾角 10 在45°-90°範圍内。 在本發明的另一個實施例令，提供包括一個液晶晶胞 的一個彎曲狀態液晶顯示設備，包括： a. —個第一基板，其上具有一個第一取向層； b. —個第二基板，其上具有一個第二取向層； 15 C. —個液晶層，其夾心在所述第一和第二取向層之間， 所述第一取向層引出一個第一液晶預傾角A，其絕對值在 17°-60°，所述第二取向層引出一個第二液晶預傾角，其 絕對值在17°-60° ;所述(^和心定義在同一個坐標系中符號 相反，並且所述液晶層在零偏壓能夠維持一個穩定的彎曲 20 狀態。 在本發明的另一個方面，提供包括液晶晶胞的一個彎 曲狀態液晶設備，包括： a.—個第一基板，其上具有一個第一取向層，其被處理 來給出與所述第一取向層接觸的所述液晶分子的一個預傾 14 工 36252 第 93132205 號申 101.01.12 個方位角（azimuthal angle) A ; 声θι妒 衫〆個第一基板，其上具有·一個弟一"取向層，其被處 禮來修出與所述第二取向層接觸的所述液晶分子的一個預 個方位角心 1所述取向層的至少一個包括垂直取向材料和水平取 5 讨科的浪合物，所述垂直取向材料能夠提供85。-90。的預 所述水平取向材料能夠提供〇。-8。的預傾角； 0. η 丄〆個液晶層夾心在所述第一和第二取向層之間。 本發明的前兩個方面都包括一個實施例，其中所述液 晶設備的外和02滿足下述等式： (K3} -^.Xsin2^ +sin2^2) + 2(^-2^-2θ2Χκ33 +Κη) = 〇 - 在該等式中’ 是液晶的彎曲彈性常數，尺"是液晶的 斜展彈性常數。 在這兩個方面的一個優選實施例中，所述心和^基本上 15相同，並且在範圍30。-6〇。。在另一個優選的實施例中，當 時，所述仏和^是47±5。。在另—個實施例中， 當^/尤"=1.3時，心=17±5。以及仏=6〇±5。。 在這兩個方面的另一個實施例中，至少其中一個取向 層包括水平取向材料和垂直取向材料的混合物，所述水平 20取向材料能夠提供在與其接觸處的所述液晶分子的〇。_8。的 、員角料#絲向材料能夠提供在與其接觸處的所述 液晶分子的85。·90。的預傾角。在一個優選實施例中，所述 °曰的至夕個包括奈米大小的結構，大小為0-1微米。 在另-個優選實施例中，所述奈米大小結構包括所述水平 15 第93132205號申請案修正頁 101.01.12· 和垂直取向材料的至少一種。在一個更優選的實施例中， 所述取向層的水平取向材料是JALS92G3，並且所述取向層 的垂直取向材料是MLS-期。 &另個實施例中，包括液晶的所述液晶層具有一個 正的介電異向M . J。在一個優選實施例中，所述液晶層具有 在1_15微米之間的厚度。 在另一個實施例中，所述取向層是固體薄膜，具有厚 度 10-200nm。 10 在另一個實施例中’與所述第一和第二取向層接觸的 所述液晶分子鏡面對稱地傾斜。在另—個實施例中，在所 侧的所述預則以—種方式傾斜，使得當投射 到所述取向層的表面上時，所述預傾角的方向平行。 在另一個實施例中，所述基板中的至少一個是一個有 源矩陣底板，其包括以矩陣形式安排的薄膜電晶體。 在另一個實施例中’所述液晶層的處理是用一塊布機 械摩擦所述取向層。在另-個實施射，所述取向層的處 理疋光取向’通過暴露所述取向層到偏振光的-個紫外線 光束中進°在另—個實施例中所述取向層的處理是通 過個離子束在真空室中以一個角度照射所述取向層。 20 在另個實’中，所述液晶設備進一步包括一個輸 入和輸出起心。所述起偏轴被設置與所述液晶晶胞的取 向層的摩擦方向成正或負35。_55。角。在另一個實施例中 所述液晶設備進一 晶胞的外部。在另 步包括一個反射裝置，被置於所述液晶 —個實施例中，所述液晶設備進一步包 16 第93132205號申請 括-個反㈣置，其被置於所述液晶晶誠部的有源矩陣 底板上。在另一個實施例中，所述液晶設備進一步包括一 個補償延遲骐。 根據本發明的另一個方面，提供-個方法，用來在彎 曲狀態液W財生成—個敎的彎錄態。所述彎曲狀 態液晶設備包括—個第-基板，其上具有-個第-取向 曰^第〜基板，其上具有一個第二取向層。該方法包 括： 夾^有正的介電異向性的液晶在所述第一和第二 取向層之間； 弓 個第一液晶預傾角，在17。-60。的範圍内； c.引出個第二液晶預傾角在η。身的範圍内；以及 二向所述液晶在-個彎曲狀態，其在零偏壓電壓和 工作電壓保持穩定。 二 實％例令，所述預傾角通過提供取向層被引 出’该取⑽包括㈣提供在與其接财的所述液晶分子 on傾肖的水平取向射林關提供在與其接觸處的所 述液晶分子85°_%。龍角_直取向材料。 圖式簡單說明 第1A，1B和1C圖顯示了奸妨士& 一 了根據本發明一個方面的一個液 晶顯示設備的一部分的截面圖。 第2圖顯示了根據本發明 個方面的一個液晶晶胞 的一部分的截面圖。 第3圖顯示了在卡氏座標系中的液晶指向矢。 1362524 ιοΤόΓΤΙΓΊ I 第 93132205 號申语 第3Α圖顯示了根據本發明的另一個方面的起偏器，檢 偏器’光和觀察者相對於所述液晶晶胞的位置。 第4圖顯示了根據本發明的另一個方面的製作一個液 晶取向層的過程。 5 第5Α，5Β和5C圖是一組照片，顯示了根據本發明的另 一個方面’由液晶層作用劑形成的一層固體膜的奈米和微 米區域的例子。 第6Α圖顯示了根據本發明的另一個方面的’所述預傾 角和垂直取向材料(JALS2021)的濃度之間的關係。所述取 10 向膜由旋塗法形成。 第6Β圖顯示了根據本發明的另一個方面的’所述預傾 ;畜_ ， 角和垂直取向材料(JALS2021)的濃度之間的關係° 所述取向膜由滾筒印刷法形成。 第7圖顯示了根據本發明的另一個方面的，所述極角& 15定能量和垂直取向材料(JALS2021)的濃度之間的關係 第8Α和8Β圖分別顯示了根據本發明的另〆方面的所 述液晶層的所述(Α)斜展和(Β)彎曲變形取向。 第9圖顯示了根據本發明的另一方面的一個浪晶層的 所述彎曲和斜展取向的所述彈性變形能量。 2〇 第1〇Α和10Β圖顯示了根據本發明的另一方面的在（Α) 零電壓和(Β)高電壓處的所述彎曲取向。 第11圖顯示了根據本發明的另一方面的由例4举備的 晶胞（1)的傳輸和電壓之間的關係。 第12Α和12Β圖是示波器描跡，顯示了根據本發明的另 18 1362524 ^93132205號申請索 一方面的由例4準備的晶胞⑴的切換動態特性。 第13圖是一個三維圖，顯示了根據本發明的另一方面 的反應時間（μδ) ’開始级別和結束級別的百分比之間的關 係’即’由例4準備的晶胞⑴從灰度(grey level)到灰度的切 5 換時間。 根據本發明的另一方面，第14圖顯示了根據例5準備的 晶胞(II)的傳輪和電壓之間的關係。 第15圖是一個三維圖，顯示了根據本發明的另一方面 的反應時間（μ8) ’開始級別和結束級別的百分比之間的關 10係，即’由例5準備的晶胞(Π)從灰度到灰度的切換時間。

C實施方式;J 較佳實施例之詳細說明 兩個角“基本上相同”是指所述兩個角相差少於5。；優 選地’少於3。；最有選地，少於1。。這裏的“絕對值，，是指一 15 個實數的數值，而不考慮其符號。例如，-4的絕對值是4。 也叫作數值。 參考第1A圖’顯示了液晶顯示器的一部分，包括一個 液晶晶胞1和兩個起偏器2和3。所述箭頭指示通過所述液晶 晶胞的光徑。第1B圖顯示了具有兩個延遲膜13，14的穿透 2〇 式液晶晶胞，這兩個膜用來補償色散並改善所述液晶顯示 器的視角。所述箭頭指示通過所述液晶晶胞的光徑。第1C 圖顯示了一個反射液晶晶胞的一部分，其具有一個延遲膜 13，並且提供一個外部鏡面12。或者’第1C圖中的反射鏡 面能夠被形成在所述液晶晶胞内部作為無源和矩陣驅動顯 19 1362524 第93132205號申請案修IqOTT? 示器的象素結構的-部分°或者’提供延遲膜14而不是13。 所述兩個箭頭指示所述晶胞的光徑。 在第2圖中，顯米了沒有施加電壓時的一個液晶晶胞， 包括頂部基板4和底部基板5 ;兩個透明的導電電極6和7 ’ 5 —個頂部取向層8和/個底部取向層9 ’ 一個液晶層1〇。在 • 液晶分子10A的第一層和所述底部取向層9的表面之間形成 的角A被稱作第一預傾角。在液晶分子10B的第一層和所述 頂部取向層8的表面之間形成的角Θ2被稱作第二預傾角。0; 和^可以基本上相同或者不同。在這個液晶顯示器中，所 10 述基板4和5可以由玻璃製成。所述玻璃基板中的一個，如 5，可以是帶有薄膜電晶體陣列的一個有源矩陣底板。或 者’所述基板中的一個，如4，可以由玻璃製成，而另一個 基板5可以是不透明的材料，如矽。在這種情況下，可以在 所述矽基板上構造一個有源矩陣陣列。如果兩塊基板都是 15 由玻璃製成，所述液晶顯示器可以在穿透模式或透反射式 模式工作。如果所述基板中的一個是不透明的，所述液晶 顯示器只能在反射式模式工作，所述反射鏡被構造作為所 述液晶晶胞内部的所述有源矩陣結構的一部分。 第一優選實施例的其他要素之一是所述液晶層1〇，其 20央心在所述基板之間。通過所述液晶晶胞内部的間隔器（未 示出），所述液晶層的厚度被固定。所述液晶層的最重要的 參數是在邊界與所述取向層的所述預傾角。當不施加電壓 時’攻些預傾角<9/和<92決定所述液晶層1〇的⑽和㈣參閱 第3®)°這裏’為了簡便，我們假設所述角只依賴於一個 20 1362524 101.01.12. % 93132205^?glgT^ 變數Z ’其是到所述液晶晶胞的垂直方向上的距離，如第3 圖所示。一般地，Θ和#可以是(X ’ y，z)的函數。但是，在 廷裏，它不影響本發明的表達。 這個液晶層通過具有方向0和0的一個液晶指向矢表 5徵’ ^和炎分別是極角（polar angle)和方位角（azimuthal angle)在第3圖中示出。在本發明中，0還指傾斜角（仙 angle)。所述傾斜角在與所述取向層的邊界，和$⑷被 稱為預傾角。所述指向矢的取向，即，Θ⑻和〆以的值決定 所述液晶晶胞的光學特性。它基本上決定了所述液晶晶胞 10的穿透率和反射率。如第3圖所示，液晶分子η的所述指向 矢由一個預傾角（傾斜角）Ρ和一個預傾角方向（扭轉角決 疋，0對應於所述指向矢η的一個極角，$對應於它的一個方 位角液日a分子的所述指向矢η的所述Cartesian坐標系被定 義為： 15 n=(cos0cos^5 cos0sin0,sin0) 液晶的所述指向矢n可以被確定，通過在所述基板上進 行取向處理來控制所述預傾角辨σ所述預傾角方向彡。 由所述液晶晶胞進行的光的傳輸或反射通過所述起偏 器角α和所述檢偏器角γ決定，如第3Α圖所示，以及由所述 20的液晶層10的所述取向條件決定。所述電極ό，7和所述取 向層8，9被用來控制所述液晶層1〇的所述取向條件。所述 電極提供電壓來控制所述％ζ)和辦^值。所述取向層和它們 的處理決定和#Φ的值’其中d是所述液晶晶胞的厚 度。本質上，_是A而⑽是的，如前所述。它們是等價 21 1362524 百^132205號甲請案修正負 ΙΟΙ.ΟΤΤ^] 的符號。0(¾)和以及(9从)和多(¾)的所述值和所述彈性 Euler’s等式一起，決定％z；和多(¾)的解。所述液晶層的所述 取向的物理意義在現有技術中是公知的，在文獻中也有介 紹’如Springer在1994年出版的由Blinov和Chigrinov寫的專 5 論“Electrooptic Effects in Liquid Crystal Materials”。和 0(0)被認為是液晶取向的易取向軸。 應該注意的是，在所述表面上所述液晶的真實的取向 方向還依賴於取向表面的錨定能量。所述錨定能量是錫定 條件有多強的一個測量《如果所述錨定能量很大，就很難 10從這個條件偏離，而取向角是由易取向軸的方向給出。對 於弱錨定，在所述表面的液晶的真實角度可以偏離外和 Φ(〇)。 ' 顯而易見地，和#0)以及代4和的所述值或正 好在所述取向層附近的所述液晶分子的取向在設計所述液 15晶晶胞的光電特性中很重要。所述液晶分子的取向能夠通 過很多裝置得到，並且在液晶物理學和工程領域中是一個 被报好地研究的問題。所述預定的取向條件一般，例如， 通過摩擦取向層8、9得到。 八所述取向層被處理使得它們能夠取向在其附近的液晶 刀子所述處理大多由機械摩擦完成。有時也會採用其他 的技術，如，光取向或離子束取向。為了本發明的公開， 我們不限於任何-種取向技術。對於下面的討論，我們使 用摩擦作為所述取向層處理的一個例子。 在所述取向層上的摩擦方向決定蝴和_，而所述預 22 1362524 第9313乏2〇5號申請案修正頁 Γ^Γ^ΤΤΰ~~] 傾角(9(¾)和外Θ的值主要由所述取向層8、9的材料特性決 定。有平行取向材料，如，聚醯亞胺，其可以為生產扭曲 向列（TN)和超級扭曲向列（stn)液晶顯示器提供丨。_8。的預 傾角。這種材料還被稱作水平取向材料。還有材料能夠為 5生產向列型垂直取向（vertically aligned nematic, VAN)液晶 顯示器提供預傾角為85。-90。的垂直取向。這種材料還可稱 . 作垂直取向材料。這些平行和垂直材料可商業上獲得。报 多發明已經公開了不同種類的化學製品，它們可以提供水 平或垂直取向。但是應該注意的是，這些取向層只能提供 10 接近水平或接近垂直取向。不可能得到處於水平或垂直之 間的取向極角（alignment polar angles)。具體而言，在實踐 中，沒有已知的聚醯亞胺取向辞料可以提供接近45。的預傾 角’雖然過去有宣稱可以得到這種預傾角。這些聚醯亞胺 取向材料已經很好地服務於液晶顯示器工業。大量地用於 15製造實際的液晶顯示器（LCD)。 在這個第一優選實施例中，所述取向層8，9被特殊處 理，使所述液晶層10具有一個高預傾角。第3圖顯示了用來 視覺化不同角度的坐標系。這個坐標系用於描述整個液晶 晶胞中的η、必⑻、和0问。對於一個傳統的兀晶胞，戶列d)， 20 並且與A相同）和與込相同）正負值相反。這可通過 平行摩擦所述頂部和底部取向層簡單地得到。在這個第一 優選實施例中，所述預傾角可造成一個穩定的π晶胞，即使 在沒有施加電壓的情況下。換而言之，必和込的值足夠大使 得所述晶胞的穩定結構是一個彎曲晶胞，即使沒有電壓施 23 1362524

[£93132205 號申 101.01.12. I 加到所述液晶晶胞。這與一般的冗晶胞不同，其所述液晶晶 胞的零電壓取向是一個斜展晶胞，並且需要一個偏壓和轉 化方法來維持所述彎曲取向。 第4圖顯示了根據本發明一個方面的所述液晶取向層 5 的製作過程的一個實施例。在步驟1，一個垂直取向材料40 在溶劑A中稀釋，溶劑A能與所述垂直取向材料4〇完全溶 混，形成一個垂直材料溶液42。在步驟2，所述垂直溶液42 和一種水平取向材料44都溶解在一種溶劑c中，形成一個最 終的混合物46。或者在可選步驟2,中，所述水平取向材料 10 44首先溶解在一種溶劑B中，在與所述垂直材料溶液42在溶 劑C中混合之前，形成一個水平材料溶液45。在步驟3，所 述混合溶液46被塗到一塊基板上來形成一層固體膜48。所 - 述固體膜48就被熱處理，其包括步驟4中的預烤和最終的丈共 · 烤處理來$成一層硬的固體膜50。所述硬的固體膜具有 15 1〇ηΠ1 3〇〇nm的厚度。所述硬的固體膜50在步驟5中被摩 擦X生成所需的液晶取向層52 〇所述摩擦可以通過機械 摩擦進饤’其包括以—塊織物在—個固㈣方向上施力。 以上提到的處理只是本發明的實施例。存在很多其他 的方法來實施本發明，這些都是本領域技術人員公知的。 2〇例如’所述步驟4中的處理過程也可以用光處理進行 。所述 步驟5中的摩擦也可以通過一個離子束在真空中以一個固 疋方向在一個固定入射角照射所述取向層的表面來進行。 還可此在可選步驟3’中，從溶液46首先獲得一層液體膜 47 ’然後在步驟3”中’所述液體膜就被處理以得到固體膜 24 1362524 第9313^20^號申請案修正頁 48。乾燥所述液體膜來獲得所述固體膜的方法也會影響從 上述處理中得到的預傾角。 通過在所述液晶晶胞的兩側平行摩擦’形成一個傳統 的π晶胞。滿足這些邊界條件的巧*能的指向矢取向是所述斜 5展變形(S-狀態），所述彎曲變形(Β_狀態）’以及所述11扭轉 變形(Τ-狀態）。當施加一個高電塵時，所述Β-狀態變成所述 . 垂直取向(Η-狀態）。在一個傳統的π晶胞中’所述預傾角小 於10。。這樣’所述S-狀態具有較低的彈性變形能量，因此 更穩定。從這個更穩定的S-狀態到所述Β-狀態的轉化需要 10 使用所述π晶胞。（參閱’例如’ E J Acosta等人，The role surface tilt in the operation of pi-cell liquid crystal devices,

Liquid crystals, vol 27，p 977，2000; S H Lee等人，Chiral doped optically-compensated bend nematic liquid crystal cell with continuous deformation from twist to twist-bend state, 15 Japanese J of Applied Physics, vol 40, p L389, 2001; S H Lee 等人，Geometric structure for the uniform splay to bend transition in a pi-cell, Japanese J Applied Physics, vol 42, p L1148, 2003)。因為所述s和B變形不是拓撲等價的，需要發 生有核的轉換。初始的S-狀態到B-狀態的所述“條件”是研 2〇 究的主要領域。已經提出了很多方法，包括引入突起和添 加手性分子摻雜物《同樣，為了所述π晶胞只在所述B-狀態 正常工作，要維持一個偏壓。 這樣，在傳統的π晶胞中，所述S-狀態變形比所述Β-狀 態變形更穩定，因為小的預傾角。在本發明中，我們公開 25 1362524 i〇r〇n^ 第 93132205 號辛胥 一種新方法來產生更加穩定的Β-狀態變形，即使在零偏壓β 眾所周知’無扭曲液晶晶胞的每單位面積的彈性能量 由下式給出

cos2 0+KSisin2 Θ )承 dz 5 其中尺"和尺33分別是斜展和彎曲彈性常數。0是所述傾 斜角’其為所述晶胞内部的距離z的一個函數。在幾乎 是線性分佈的條件下（對於大多數液晶材料成立），所述3晶 胞和所述S晶胞的能量可以被計算。它們在第9圖中示出。 可以很清楚地看到，如果所述預傾角增加，將有助於B-變 10 形。然而，在傳統的LCD構造技術中，很難製造大於1〇。的 高預傾角。 我們可以很容易地估計形成所述B晶胞所需要的預傾 角。如果在所述液晶層兩側的所述預傾角分別是的和込，如 果滿足下述條件，所述斜展和彎曲晶胞將具有相同的彈性 15能量： iK33 -K„ \sin20, +sin292 ]+2(π-2θ, -2Θ2 \Κ33 +Κ„ )=〇 如果在所述晶胞兩側的所述預傾角相同並且等於θ,， 上述條件可以被簡化成： (K33 -K„ )sin2e, +(π-4θ, \Κ33 ^Κ„ )=〇 20 通過解這個等式，可以得到使得所述斜展和彎曲變形 能量相同的所述預傾角的條件。例如’對於 p-methyoxybenzylidene-p'-butylaniline (MBBA) * K32IKt]= 1.3，因此，込大約是47。。它也符合第9圖中顯示的圖表。 26 1362524 第93132205號申請案修正貢一 -ι〇丨.〇ι 12 一般地’可以看到，對於4/Λ："的所有的值，的總是在45。 和58°之間。這樣’如果在所述液晶晶胞上的所述預傾角比 臨界角大’所述彎曲變形將比所述s_變形更穩定。換而言 之’所述液晶晶胞將總是處於所述B_狀態。這是沒有偏壓 5下的π晶胞。我們稱之為無偏壓彎曲(NBB)晶胞。對於不對 稱的液晶晶胞’在一側的所述預傾角可以比的小，並且在 另一側的所述預傾角必須比的大。例如，如果的是3〇。，則 根據上述等式，込須比67。大，如果尺//= 1.3。 構造這樣一個π晶胞的重要步驟是所述高預傾角取向 10層的準備。過去曾經介紹了很多技術，用來在一個液晶晶 胞中得到高預傾角。這包括Si〇x蒸鍍，離子束，光控取向 技術和反向機械摩擦。在本發明中，我們結合所述兀晶胞和 一種特殊技術，其可以生成我們發明的一個高預傾角。 本發明中得到這樣高預傾角的方法是摩擦一個經特殊 I5準備的取向層。液晶晶胞被取向層8和9取向。這些特殊取 向層的準備細節已經在上文中結合第4圖進行了描述。當一 個垂直取向材料和一個水平取向材料在溶液中以合適的比 例混合時，有可能形成一個取向層，其可以生成任何角度 的預傾角。第6A和6B圖顯示了針對這個實施例的實驗結 20果。在該圖中，顯示了通過將所述垂直取向材料，在這種 情況下，其是從Japan Synthetic Rubber公司得到的商業材 料，貨號為JALS2021，和一種水平取向材料混合，如 JALS9203，有可能得到1〇。-8〇。任何值的預傾角。 第6A和6B圖中指示的所述預傾角對於相同的溶液混 27 第93132205號申請案修正頁 口物不樣匕表明可得到的預傾角依賴於所述固體取向 層的準備方法在第6a圖中，使用—種旋塗技術來準備所 述固體取向層在第6B圖中，使用滾筒塗層以及隨後快速 加”’、的方..來準備所述固體膜。有很多其他方法來從所述 冷液形成所述取向層的—層薄膜。有可能，例如，使用絲 ，.同印刷法噴墨印刷法，浸人塗層或刮墨刀技術來形成所 述薄膜。為1本發明的公開，我們只使用㈣印刷和旋塗 的例子彳一疋所有其他的技術都包含在本發明的一部分 中。可以說，對於準備隨膜的每—種方法，存在可得到 的預傾角相對於溶液混合比率的唯—依賴心在初始準備 之後的所述固體膜的處理可以通過熱的裝置來執行，如， 放置所述基板在一個加熱的爐子内，或通過光處理照射強 紫外線光到所述液體臈上。 如果所述預傾角大於40。，將會得到所述彎曲結構，即 使在沒有電壓的情況下。如果所述取向層的摩擦取向條件 是平行的，就得到一個π晶胞或彎曲取向晶胞。如果所述輸 入起偏器和輸出起偏器2 ’ 3和所述液晶晶胞摩擦方向成45。 和-45°角，所述π晶胞的傳輸由下列等式給出 T=sin2~{An( z )dz Λο 其中λ是波長，d是所述液晶層的厚度並且Δη是所述液 晶層的雙折射，其依賴於所述取向條件如

Jn(z)= ne (Θ(ζ))-η〇 (1~93132205 號^請案修正頁 Γ〇Γ〇ΓΤΓ~| 其中〜疋液晶材料的哥常折射率，％是液晶材料的非常 折射率。隨著0⑻的變形變化’所述液晶晶胞的傳輸也變 化。這是電控雙折射(ECB)晶胞的基礎。可以使用標準電腦 軟體模擬以此方式構造的所述兀晶胞的傳輸值，如第8Α圖和 8Β所示，針對於無電壓狀態和高電壓狀態。在高電壓，可 . 以得到所述液晶層的垂直取向。 _ 取向層通常用來獲得液晶層的取向來製造液晶顯示 器。文獻中提到很多用於此用途的取向材料。這些材料大 1部分是對於熱和光穩定的聚合體。例如’聚醯亞胺(ΡΙ)，聚 10乙締醇(PVA)，聚6旨和聚酿胺酸(ρΑ)。這些材料通常被旋塗 或絲網印刷到所述基板4和5上。需要預烤和最終烘烤步驟 來硬化和處理所述聚合的材料。這些聚合取向作用劑中的 一些能夠提供具有一定度數預傾角的平行取向條件。一些 特殊的取向作用劑能夠為具有將近9〇。預傾角的所述液& — 15提供垂直取向。兩種聚合體都能夠被塗到所述基板上，並 . 進行處理，用來在基板4，5上製造取向層，並且這都是本 領域内公知的。 20 在本發明的這個第—優選實施例中，對於所有工作電 磨’所述液晶層的取向保持,晶胞的取向。因此1 時間非常快。不像傳統的㈣胞那樣，不需要任何條件來轉與 化所边π晶胞從斜展到f曲變形。在所述液晶 預傾角可料目同或不同。在1的所述 是Π。，而在另—側的預傾角是預傾角 等的一個例子。第11圖顯f 極端不相 員不了所述實驗晶胞的傳輪相對於 29 1362524 第93132205號申請案修正頁 101.01.12. 電壓的特徵。第12A和12B圖顯示了我們構造的一個原型的 切換時間。因為所述切換可能非常快，即使對於暫態電壓， 我們繪製了 8個灰度的切換時間。第13圖中顯示了結果。可 以看出需要的最大時間為3ms，而最快的時間大大少於 • 5 1ms 〇在這個特別的例子中，不同參數的值在表I中標明。 表I:液晶晶胞參數 晶胞間隙 7微米 液晶材料 Merck MLC-6080 預傾角 17°和60° 垂直取向作用劑 JALS 2021 水平取向作用劑 JALS 9203 輸入起偏器角度 45° 輸出起偏器角度 -45° 在另一個例子中，在所述液晶層兩側的預傾角被製成 一樣。在這種情況下，需要53°的預傾角。第14圖顯示了這 樣一個樣本的傳輸相對於電壓的曲線。它和不對稱的情況 10 沒有太大不同。然而，由於較小的總的雙折射，這個樣本 的絕對傳輸比前一個樣本的低。第15圖總結了由這樣一個 樣本得到的所述切換時間。可以看到，所述反應時間更快， 並且通常少於2ms。表II顯示了這個實驗樣本的參數。 表II .液晶晶胞參數 晶胞間隙 7微米 液晶材料 Merck MLC-6080 預傾角 53° 垂直取向作用劑 JALS 2021 水平取向作用劑 JALS 9203 輸入起偏器角度 45° 輸出起偏器角度 -45° 15 在本發明的第二個優選實施例中，使用在第一個優選 30 1362524 第93132丽~號申請案修 實施例中描述的技術，所述液晶層的預傾角還是被製造的 較大。因此，所述液晶層的取向還是所述彎曲晶胞或所述π 晶胞的取向。然而，現在允許所述取向層的摩擦方向對於 所述頂部和底部取向層是不平行的。這樣，允許對於所述 5液晶晶胞存在一定的扭轉角度。這樣做的目的是使得所述 晶胞傳輸能夠被修正’成為所述扭曲向列晶胞的傳輸，而 不是所述電控雙折射晶胞的傳輸。這樣，所述晶胞間隙玎 以更小’並且反應時間可以更快。可以使用LCD仿真來優 化第二個實施例的光學特性。在這種情況下，所述晶胞間 10隙以及所述液晶晶胞的扭轉角度允許被改變。條件是對比 度應該好’並且所述亮狀態的亮度接近於一致(unity)。 在本發明的第三個優選實施例中，所述液晶顯示器是 —個反射顯示器。有一個輸入起偏器而沒有輸出起偏器。 如第1C圖所示，在所述液晶晶胞後面卻放置了一個鏡面 15 12。或者，對於反射式薄膜電晶體(TFT) LCD的情況，所述 鏡面可以是所述有源矩陣底板的一部分。所述液晶晶胞還 是和第一個優選實施例中的相同。然而，因為所述光束通 過所述液晶晶胞兩次，所需的雙折射會與第一個優選實施 例不同。這對於所述液晶晶胞的反應速度很重要。現在所 20述晶胞間隙可以被減半’速度可以快差不多4倍，因為通 吊’一個液晶晶胞的反應時間與所述晶胞間隙的平方成反 比。同樣’因為現在所述路徑長度變成兩倍於第一個優選 實施例中的長度，故所述液晶材料的雙折射Δη可以有更多 選擇。 31 1362524 第93132205號申請案修正頁 在所有優選實施例中，可能使用延遲膜13，14來補償 色散並改善所述液晶顯示器的視角。在一些情況下，只需 要一個膜。在另外一些情況下，為了精確的補償，在所述 液晶晶胞的兩側都需要一層膜。 5 例1 例1示出了準備一個取向層的過程，該取向層可以提供 44度的預傾角。 材料： •所述水平取向材料：從Japan Synthetic Rubber公司購 10 買（貨號：JALS9203)，是溶液形式。（JSR Corporation，5-6-10 Tsukiji Chuo-ku，Tokyo, 104-8410, Japan)。JALS9203 中的所 述溶劑，包括γ-丁内酯(yBL)，曱基-2-吡咯烧酮(NMP)和丁 基纖維素溶劑(BC)。 - •所述垂直取向材料：從Japan Synthetic Rubber公司蹲 15買（貨號：JALS2021) ’是溶液形式。JALS2021中的所述溶 劑，包括曱基-2-吡咯烷酮(NMP)和丁基纖維素溶劑(BC)。 •基板：帶有電極的一塊ITO玻璃，從中國深圳南玻公 司購買。 過程： 20 0.95克水平取向材料的溶液和0.05克垂直取向材料的 溶液混合在一起，並充分搜拌。所述混合物被塗到所述基 板上，使用旋塗法以得到一層軟的固體膜。所述旋塗法開 始時以800rmp的轉速梯作1 〇秒鐘，然後以35〇〇rmp的轉速操 作100秒。形成了包括所述水平和垂直取向材料的一層軟膜 32 T362524 降93132205號申請案i—頁 1〇1,〇ΠΣ 和剩餘的溶劑。 為了*去所有剩餘的溶劑，並加工聚合體，所述被塗 層的破璃被置於一個烤爐中。一開始，以1〇〇。〇烤1〇分鐘（軟 烤然後以230 C烤90分鐘(硬烤）。一層硬膜，即所述的取 向詹，就形成了。 所述取向層的表面要接受摩擦處理，使用 """'塊尼龍 #，與:次以一個方向摩擦所述層。 結采· 根據例1生成的所述取向層的預傾角是44度。 !〇 一山、 例2不出了準備一個取向層的過程，該取向層可以提供 度的預傾角。 . 讨科： •所述水平取向材料：從japan Synthetic Rubber公司購 15買（貨號：JALS9203) ’是溶液形式。 •所述垂直取向材料：從japan Synthetic Rubber公司購 買（貨號：JALS2021)，是溶液形式。 •基板：帶有電極的一塊ITO玻璃，從中國深圳南玻公 司購買。 2〇 過程： 0.5克水平取向材料的溶液和0·5克垂直取向材料的溶 液混合在一起’並充分授拌。所述混合物被塗到所述基板 上，使用如下的印刷塗層法得到/層軟的固體膜： 一根直徑為2釐米，長為5英寸的不銹鋼棒被放置於所 33 ㊉力132205號申 ===r—，直到溶液沿 棒2或者沿所述基板的表面滑行，以形成-層液體膜。 、層的基板減置於—個1⑼。C的熱板上，10分鐘， 來去除所有的溶劑。鎌就放於—個烤爐内，在23〇

_。就得到包括垂直和水平取向材料"硬膜J 述奴…始時以_rmp的轉速操作1〇秒鐘，然後以 350,的轉速操作卿。形成了包括所述水平和垂直取 向材料的一層軟膜和剩餘的溶劑。 為了除去所有剩餘的溶劑，並加工聚合體，所述被塗 層的玻璃被置於-㈣爐中。1始，以we烤1G分鐘(軟 烤）’然後以聰烤90分鐘(硬烤）…層硬膜，即，所迷的人 取向層，就形成了。所述取向層的表面要接受摩擦處理， 使用-塊尼龍布，每次以-個方向摩擦所述層。 結果： 根據例2生成的所述取向層的預傾角是”度。 在例1中，通過旋塗法，所述液體膜變成了軟的固體 膜。所述溶劑慢慢地蒸發，使得水平取向和垂直取向的區 域趨向於更大。而且，水平取向和垂直取向區域的表面積 的比率，將有助於在所述混合的溶劑中具有較高溶解性的 材料’因為具有較低溶解性的材料將先沉殿。 在例2中’由於在一塊熱的板子上加熱，所以凝固得後 快。這樣，所述區域傾向於更小。所述水平取向和垂直取 向區域面積的比率不會因為材料的不同溶解性而受到太大 1362524

的影響。 由例1和例2的工藝過程得到的預傾角不同，即使對於 相同的水平取向和垂直取向取向作用劑的混合物。這是因 為使用不同的過程得到不同的區域結構。這裏有一個表 5格’列出了對於相同的混合物使用所述兩種不同的方法得 到的所述預傾角。 結果 與所述取向層接觸的液晶分子的預傾角是通過晶體旋 轉方法測量。 在所述取向層表面上的所述錫定能量通過Chigrinov 等人的公開中描述的方法進行測量Chigrinov，A Muravski，H S Kwok，H Takada，H Akiyama和 H Takatsu， Anchoring properties of photo-aligned azo-dyes materials,

Physical Review E，vol 68 pp 61702-61702-5,2003)。 15 例3 除了例1和例2 ’本發明還可根據不同比例的垂直取向 層（JALS2021)和水平取向層（JALS9203)以及基本上與例1 和例2相同的過程來生成具有不同預傾角的取向層》通過旋 塗法生成的取向層的細節由表1顯示。通過印刷塗層法生成 20 的取向層的細節由表2顯示。 表1.通過旋塗法生成的取向層 JALS2021 的濃度(Wt%) JALS9203 的濃度(Wt%) 預傾角（度） 0 100 5 0.566 99.434 12.9 1.69 98.31 22.8 2.587 97.413 40.95 35 1362524 第93132205號申請案修正頁 101.01.12. 3.47 96.53 51.1 5.34 94.66 72.4 12.35 87.65 77 36 64 83.5 100 0 87 表2.通過印刷塗層法生成的取向層 JALS 2021 的濃度(wt%) JALS 9203 的濃度(wt%) 預傾角（度） 2.3 97.7 4.8 6 94 5.25 15.8 84.2 21.7 18.7 81.3 24.75 27.3 72.7 37.4 36 64 53.4 51 49 77 69 31 86 100 0 87 準備所述新的取向層中的關鍵步驟是在所述固體膜形 成過程中的奈米結構的形成。因為，所述兩種取向材料在 所述固體膜形成過程中的不同時間沉澱，就形成奈米-和微 5 結構。第5A-5C圖顯示了在標準原子力顯微鏡方法下觀察的 根據本發明形成的膜結構。在這些圖中，較亮的區域顯示 了所述垂直取向材料。從第5A到5C圖，垂直取向材料的百 分比在增加。這些樣本通過旋塗法生成，其中所述從液體 膜到固體膜的轉化相對較慢，並且允許有更多的時間用於 10 所述兩種取向材料的分離。在這些例子中，所述奈米結構 的特徵是幾分之一微米的量級的大小。在很多其他的情況 中，所述奈米結構可以小到幾個奈米。所述奈米結構通常 是以在所述平行取向材料的背景下的垂直取向材料的島狀 物的形式存在。這個結構由表面張力，表面能量，彈性和 所述兩種材料的其他物理性質以及所述普通溶劑的物理性 36 15 1362524 質決定。它們對於這個實施例都是有用的。 使用上述的取向層，一個液晶晶胞被準備，同時也獲 得完美的統一的取向。所述液晶分子的預傾角如第6圖a所 示。第6A圖顯示了在JALS2021的不同濃度測量的預傾角。 5 可以看出所述預傾角可以通過JALS2021的百分比來控制， 從大約5。到將近80。，同時JALS2021的濃度從0%到達大約 14% 〇 所述取向層表面的極角錨定能量也被測量，由第7圖示 出。可以看出，所述錨定能量根據JALS2021的百分比變化。 10 得到的所述預傾角和所述固體膜的準備的方法的相關 性可以概念地理解。就物理意義講，所述的兩種區域將與 所述液晶分子互相作用。它們的取向力將互相競爭，產生 一種取向，該取向介於垂直取向和水平取向之間。通過改 變所述垂直取向和平行取向材料的相對濃度，可以產生不 15 同值的預傾角。 根據本發明的描述產生的所述取向層可以有很多應 用。例如，它可以被用於一個液晶顯示器（LCD)設備的液晶 晶胞中。使用本發明的所述取向層的LCD設備具有很多優 點，如，提高的反應速度，寬的視角以及卓越的圖像無殘 20影現象性質。本領域技術人員能想到的其他應用，這裏就 不再詳述。 根據這裏公開的本發明的說明書和實踐，本發明的其 他實施例對於本領域技術人員是顯而易見的。雖然，本發 明的大部分實施例使用聚合體混合物混合兩種聚合體，其 37 1362524 gjii322Qsgggggg^—iQl0l 在形成取向層時分別提供垂直和水平取向能力，可以理解 也可以使用其他聚合體來準備取向層。例如，除了 JALS9203，可以使用其他的商業產品作為水平取向材料， 而且除了 JALS2021以外，可以使用其他的商業產品作為垂 5 直取向材料。 對於另一個例子，可以使用一種均聚合物，其具有提 供水平取向能力的一種側鏈結構和提供垂直取向能力的另 一種側鏈結構。所述均聚合物的側鏈可以被處理以得到理 想的預傾角。另一個例子，也可以使用一種共聚物，其包 10 括提供垂直取向能力的一種草體和提供水平取向能力的另 一種單體。所述共聚物中的組成單體也可以被控制來獲得 理想的預傾角。 雖然在il些例子中’商業構貝的所述取向材料已經溶 解在溶劑中，也有可能分別選擇取向材料和溶劑，如第4圖 15 所描述的。能夠使用的溶劑是那些既與水平取向材料又與 垂直取向材料易混合的溶劑。所述溶劑應該與兩種材料都 容易混合，使得當所述兩種材料溶解在所述溶劑中時，將 形成包括如奈米大小的液滴的一種均勻的溶液。當所述取 向層從這樣的溶液中形成’所述兩種材料的奈米大小的結 20構可以使用標準原子力顯微鏡方法進行觀察。Indratmoko Hari poerwant〇 和 Gudrun Schmidt-Naake (Telaah, Jilid ΧΧΠ，No. 1-2，2001)提供用於預測聚合體可混和性的一種 實際的方案。基於現有的知識，相信本領域技術人員應該 能夠根據本發明，以理想的可混和性來選擇合適的溶劑來 38 1362524 第93132205號申請案修正頁 101.01.12. 溶解所述垂直的和水平的取向材料。 例4 一種液晶晶胞1(晶胞I)通過下列方法製造： 成分： 5 •液晶：Merck MLC-6080 ;向列的；等方向性相轉變 溫度：95。； Δε(介電異向性）：7,2 ; Δη(折射率異向性）： 0.2024 ; Ku : 14.4 ; Κ33 : 19.1 •第一基板：從CSG Shenzhen Wellight Conductive Coating c〇.，Ltd 購買；貨號：STN<30Q ;大小： 10 14"χ 16"x l.imm •第二基板：同上 •取向層：下列例子1-3來準備能夠提供17。和60。預傾 角的取向層 •紫外線環氧樹脂（UV epoxy):從BOIS Technology Ltd 15 購買 •間隔器（spacer):從 BOIS Technology Ltd購買；貨號 PF70 過程： 標準LCD晶胞構造過程：所述玻璃基板被清洗it塗上 20 取向層。所述取向層被摩擦形成一個空的晶胞《所述晶胞 在真空室中被充滿液晶。所述晶胞的末端被環氧樹脂密 封°所述環氡樹脂被用紫外光處理。所述起偏器以合適角 度被層壓：輸入起偏器角度：45。；輸出起偏器角度：-45。。 晶胞I的構造： 39 1362524 •晶胞間隙：7微米 •預傾角：17。和60。 •液晶層的取向：在所有工作電壓處於彎曲狀態 所述第二個基板是一個有源矩陣底板，包括在一個基 5 板上的薄膜電晶體，如以一個矩陣形式排列的玻璃。 所述晶胞的狀態（彎曲或斜展）通過觀察所述晶胞的顏 色被確認’其相關於所述液晶晶胞的延遲。綠色代表所述 晶胞處於斜展狀態。白色代表所述晶胞處於彎曲狀態。當 施加電壓時，白色變成灰色然後黑色。 10 在晶胞1，與所述頂部取向層和所述底部取向層接觸的 所述液晶分子的預傾角分別是17。和60。。這是預傾角極端 不相等的情況。第11圖顯示了晶胞I的傳輸和電壓之間的關 係。第12圖顯示了我們構造的晶胞I的切換時間。因為所述 切換可能非常快，即使對於暫態電壓，我們繪製了 8個灰度 15的切換時間。第13圖中顯示了結果。可以看出需要的最大 時間為3ms ’而最快的時間大大少於lms。第11圖（以及第14 圖）中的傳輸相對於電壓的曲線通過使用Autr〇nics DMS5〇i 機器得到。第12A和12B圖是示波器描跡，顯示了晶胞⑴的 切換動態特性。第13圖中的反應時間通過使用紅色雷射器 20 (632nm) ’快速檢測器和示波器獲得〇 在這個晶胞I中，所述液晶取向層的取向對於所有工作 電壓保持B狀態，包括零電壓。因此所述切換時間非常快。 不像傳統的π晶胞那樣，從s狀態到B狀態轉換晶胞〗不需要 任何條件。 40 1362524 第93132205號申請案修正頁 ΓΟΠΓΊ 例5 第二種液晶晶胞11(晶胞Π)通過下列方法製造： 成分： .第一基板.從CSG Shenzhen Wellight Conductive 5 Coating Co_，Ltd 購買；貨號：STN<3〇n ;大小： 14"xl6"xl.lmm •第二基板：同上 •液晶：MerckMLC-6080 ;向列的；等方向性相轉變 溫度（isotropic phase transition temperature) : 95。； Αε(介電 10異向性）：7·2 ; Δη(折射率各向異性）：〇 2024 ; Κπ : 14.4 ; Κ33 · 19.1 •取向層：下列例子1-3來準備能夠提供大於53。預傾 角的取向層 •紫外線環氧樹脂：從B〇IS Techn〇1〇gy Ltd購買 15 •間隔器（sPacer):從BOIS Technology Ltd購買；貨號 PF50 過程： 標準LCD晶胞構造過程：所述玻璃基板被清洗並塗上 取向層。所述取向層被摩擦形成一個空的晶胞。所述晶胞 20在真空至中被充滿液晶。所述晶胞的末端被環氧樹脂密 封。所述環氧樹脂被用紫外光處理。所述起偏器以合適角 度被層壓：輸入起偏器角度45。；輸出起偏器角度：_45。。 晶胞(II)的構造： •晶胞間隙：5微米 41 1362524 「第 93132205 號頁 1〇1·〇ΐ·ΐ2· •兩個取向層的預傾角：53。；互相之間成45。角 •液晶層的取向：在所有工作電壓處於彎曲狀態 第14圖顯示了晶胞II的傳輸相對於電壓曲線。與晶胞工 的曲線沒有太大不同。然而’由於較小的總的雙折射，晶 5 胞Π的絕對傳輸比晶胞I的低。第15圖總結了由晶胞η獲得的 切換時間。可以看出’所述反應時間更快，一般少於2 ms。 使用一個標準的摩擦機器，所述取向層被摩擦，使得 所述頂部取向層和所述底部取向層的方向互相成45。角。這 樣’就允許對於所述液晶晶胞有一定量的扭轉角度。這樣 10 做的目的是使得所述晶胞傳輸能被修正並成為一個扭曲向 列晶胞的傳輸，而不是電控雙折射晶胞的傳輸。這樣，所 述晶胞間隙可以更小並且所述反應時間可以更快。可以使 用LCD模擬來優化這個第二實施例的光學特性。在這個模 擬中，所述液晶晶胞的晶胞間隙和扭轉角度允許被改變。 15 要求是所述對比度好並且所述亮狀態亮度接近於一。 例6 一個反射式液晶顯示器I(LCDI)通過下列方法製造： 成分： •第一基板：從CSG Shenzhen Wellight Conductive 20 Coating Co., Ltd 購買；貨號：STN<30Q ;大小： 14"xl6'，xl.lmm •第二基板：帶有铭塗層的一塊玻璃 •液晶：MLC-6080 ;向列的；等方向性相轉變溫度： 95° ; Δε(介電異向性）：7.2 ; Δη(折射率向異性）：0.2024 ; 42 1362524 第93132205號申請案修正頁_101.01.12.

Kn ： 14.4 ； Κ33 ： 19.1 •取向層：根據例子1-3來準備能夠提供5〇。預傾角的 取向層 •鏡面：直接蒸鍍鋁膜到所述玻璃上。内部實施。 5 •紫外線環氧樹脂··從BOIS Technology Ltd購買 ' •間隔器：從BOIS Technology Ltd購買；貨號PF50 · 準備所述LCD晶胞的過程與例4和5中摇述的相同。另 外，如第1C圖（12)所示，一個鏡面被放置在所述液晶晶胞 的後面。在其他例子中，所述鏡面可以被放置於所述液晶 10晶胞内部和在所述基板的頂部作為所述有源矩陣底板的一 部分。所述起偏器是一個輸入起偏器，被置於如第1(：圖（2) 所示的一個位置。在這個例子中，沒有輸出起偏器。 構造： •晶胞間隙：3微米 15 •兩個取向層的預傾角：50。(正負號相反） •液晶層的取向：在所有工作電壓處於彎曲狀態 因為所述光束通過所述晶胞兩次，需要的雙折射比晶 胞1的例子所需的少。這對於所述液晶晶胞的反應速度很重 要。因為現在所述晶胞間隙可以被減半，速度可以快差不 多4倍。（通常，一個液晶晶胞的反應時間與所述晶胞間隙 的平方成反比。）並且，因為現在所述路徑長度變成兩倍於 胞1和aa胞II的長度，這裏對於所述液晶材料的雙折射 可能有更多選擇。 根據本發明的描述產生的取向層可以有很多應用。例 43 1362524 男"93132205號申請案修正頁 ΙΟΙ.ΟΟΙ 如，它可以被用於一個LCD設備的一個液晶晶胞中。使用 本發明的所述取向層的LCD設備具有很多優點，如，提高 的反應速度，寬的視角以及卓越的圖像無殘影現象性質。 本領域技術人員能想到的其他應用，這裏就不再詳述。 5 根據這裏公開的本發明的說明書和實踐，本發明的其 . 他實施例對於本領域技術人員是顯而易見的。希望本說明 書和例子只被當作是範例，本發明真正的範圍和精神將被 後面的權利要求指明。 【圖式簡單說明】 10 第ΙΑ，1B和1C圖顯示了根據本發明一個方面的一個液 晶顯示設備的一部分的截面圖。 第2圖顯示了根據本發明另一個方面的一個液晶晶胞 的一部分的截面圖。 第3圖顯不了在卡氏座標糸中的液晶指向矢。 15 第3A圖顯示了根據本發明的另一個方面的起偏器，檢 偏器，光和觀察者相對於所述液晶晶胞的位置。 第4圖顯示了根據本發明的另一個方面的製作一個液 晶取向層的過程。 第5A，5B和5C圖是一組照片，顯示了根據本發明的另 20 —個方面，由液晶層作用劑形成的一層固體膜的奈米和微 米區域的例子。 第6A圖顯示了根據本發明的另一個方面的，所述預傾 角和垂直取向材料(JALS2021)的濃度之間的關係。所述取 向膜由旋塗法形成。 44 1362524 \% 93132205 Ef I#f¥iTw— ~~~L__i2〇U2： 第6B圖顯示了根據本發明的另一個方面的，所述預傾 角和垂直取向材料(JALS2021)的濃度之間的關係。這裏， 所述取向膜由滾筒印刷法形成。 第7圖顯示了根據本發明的另一個方面的，所述極角錯 5定能量和垂直取向材料(JALS2021)的濃度之間的關係》 第8A和8B圖分別顯示了根據本發明的另一方面的所 述液晶層的所述(A)斜展和(B)彎曲變形取向。 第9圖顯示了根據本發明的另一方面的一個液晶層的 所述彎曲和斜展取向的所述彈性變形能量。 10 第10Α*1〇Β圖顯示了根據本發明的另一方面的在(A) 零電壓和(B)高電壓處的所述彎曲取向。 第11圖顯示了根據本發明的另一方面的由例4準備的 晶胞（1)的傳輸和電壓之間的關係。 第12A和12B圖是示波器描跡，顯示了根據本發明的另 15 一方面的由例4準備的晶胞(I)的切換動態特性。 第13圖是一個三維圖，顯示了根據本發明的另一方面 的反應時間（μ8)，開始級別和結束級別的百分比之間的關 係’即’由例4準備的晶胞⑴從灰度(greylevel)到灰度的切 換時間。 2〇 根據本發明的另一方面’第14圖顯示了根據例5準備的 晶胞(II)的傳輸和電壓之間的關係。 第15圖是一個三維圖，顯示了根據本發明的另一方面 的反應時間（抑）’開始級別和結束級別的百分比之間的關 係’即’由例5準備的晶胞(11)從灰度到灰度的切換時間。 45 1362524 第93132205號申請案修正頁 101.01.12. 【主要元件符號說明】 1…液晶晶胞 40…垂直取向材料 2,3…起偏器 42…垂直材料溶液 4···頂部基板 44…水平取向材料 5…底部基板 46···混合物 6,7…導電電極 45…水平材料溶液 8···頂部取向層 46···混合溶液 9···底部取向層 47…液體膜 10…液晶層 48…固體膜 10B…液晶分子 50…固體膜 12…外部鏡面 52…液晶取向層 13，14…延遲膜 46

Claims (1)

1362524 第93132205號申請案修正頁 十、申請專利範圍： 1. 一種包含一個液晶晶胞的一個彎曲狀態液晶裝置，其包 括： a. —個第一基板’其上具有一個第一取向層； 5 b·—個苐二基板，其上具有一個第二取向層·， C·一個液晶層，其夾在該第一取向層和該第二取向 層之間，該第一取向層引出一個第一液晶預傾角心，其 絕對值在17。-60。範圍内，該第二取向層引出一個第二液 晶預傾角仏，其絕對值在17。_6〇。範圍内；所述角^和^ 1〇 疋義在同一個坐標系中符號相反，並且該液晶層在零偏 壓能夠維持一個穩定的彎曲狀態； 其中該和θ2滿足方程式： K-^„Xsin2^ +^2^) + 2(^--20,+Ku)=〇 在5。範圍内；即，在實例中，該㈣和①的值可以 15 稍微偏離於此等式給出的精確值；特別地，該角化和心 能夠被允許實質地大於這個等式給出的精確值，例如， 在5°内； 以及其中d該液晶的彎曲彈性常數且足"是該 液晶的斜展彈性常數。 2〇 2.依據申請專利範圍第w所述的液晶裝置其中所述仏 和心基本上相同，並在30。-60。範圍内。 ” 3·依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，其中當 AW1.3時，所述仏和仏是47±5〇 〇 田 4.依據中請專利範圍第1項所述的液晶裝置，其中當 47 1362524 第93132205號申請案修正頁 101.01.12. 尤33/尺7尸1.3時，0尸17±5。並且化=60±5。。 5. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，其中該等取 向層中的至少一個取向層包含水平取向材料和垂直取 向材料的混合物，該水平取向材料能夠提供在與其接觸 處呈0°-8°的液晶分子的預傾角，該垂直取向材料能夠提 供在與其接觸處呈85°-90°的液晶分子的預傾角。 6. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，其中該等取 向層的至少一個取向層包含奈米大小的結構，大小為 0-1微米。 7. 依據申請專利範圍第6項所述的液晶裝置，其中該奈米 大小的結構包括該等水平和垂直取向材料中的至少一 種取向材料。 8. 依據申請專利範圍第5項所述的液晶裝置，其中該取向 層的該水平取向材料是JALS9203。 15 9. 依據申請專利範圍第項5所述的液晶裝置，其中該取向 層的該垂直取向材料是JALS-2021。 10. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，該液晶層包 括具有一個正的介電異向性之液晶。 其中該液晶 20 11. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置 層具有在1-15微米之間的厚度。 其中該等取 12. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置 向層是固體薄膜，具有厚度10-200nm。 13. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，其中與該等 第一和第二取向層接觸的該液晶分子傾斜的方式為鏡 48 1362524 第93132205號申請案修正頁 101.01.12· 像對稱。 14. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，其中在該液 晶層兩側的該等預傾角以一種方式傾斜，該方式為當投 射到該等取向層的表面上時，該等預傾角的方向為平行 5 的。 15. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，其中該等基 板中的至少一個基板是一個主動矩陣背板，其包括以矩 陣形式排列的薄膜電晶體。 16. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，其中該等取 10 向層的處理是用一塊布機械摩擦該等取向層。 17. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，其中該等取 向層的處理是藉由將該等取向層暴露到偏振光的一個 紫外線光束中進行之光取向處理。 18. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，其中該等取 15 向層的處理是在真空室中藉由一個離子束以一個角度 照射該等取向層進行。 19. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，進一步包含 一個輸入偏光器和一個輸出偏光器，其中這兩個偏光器 之轴皆被設置與液晶晶胞的該等取向層的摩擦方向成 20 正或負35-55°角。 20. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，進一步包含 一個反射裝置，其被置於該液晶晶胞的外部。 21. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，進一步包含 一個反射裝置，其被置於該液晶晶胞内部的該主動矩陣 49 1362524 第93132205號申請案修正頁 101.01.12. 背板上。 22. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶裝置，進一步包含 一個補償延遲膜。 23. —種包含一個液晶晶胞的一個彎曲狀態液晶裝置，其包 5 含： a. —個第一基板，其上具有一個第一取向層，其被 處理來給出與該第一取向層接觸的液晶分子的一個預 傾角0/和一個方位角¢/ b. —個第二基板，其上具有一個第二取向層，其被 10 處理來給出與該第二取向層接觸的液晶分子的一個預 傾為^和一個方位角卢2 ; C.該等取向層的至少一個取向層包括垂直取向材料 和水平取向材料的混合物，該垂直取向材料能夠提供 85°-90°的預傾角，該水平取向材料能夠提供0°-8°的預 15 傾角； d.—個液晶層夾在該等第一和第二取向層之間； 其中該等Θ/和^滿足下列方程式： (A：33 -K,, Xsin2(9, + sin26>2) + 2(π- 26», - 1Θ2 + Α：,,) = 0 在5°範圍内；即，在實例中，該等角^和的值可 20 以稍微偏離於此等式給出的精確值；特別地，該等角仏 和心能夠被允許實質地大於這個等式給出的精確值，例 如，在5°内； 以及其中尺33是該液晶的彎曲彈性常數，且尺"是該 液晶的斜展彈性常數。 50 1362524 第93132205號申請案修正頁 101.01.12. 24. 依據申請專利範圍第23項所述的彎曲狀態液晶裝置，其 中該等方位角A和办在0°-45°範圍内。 25. 依據申請專利範圍第23項所述的彎曲狀態液晶裝置，其 中該等方位角A和A基本上相等。 5 26.依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中該等<9/ 和^基本上相同，並在30°-60°範圍内。 27. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中當 .3時，所述仏和仏是47±5。。 28. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中當 10 反^/尤"=1.3時0"=17±5。並且心=6〇±5。。 29. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中該等取 向層的至少一個取向層包含奈米大小的結構，大小為 0-1微米。 30. 依據申請專利範圍第29項所述的液晶裝置，其中該奈米 15 大小的結構包括該等水平和垂直取向材料中的至少一 種取向材料。 31. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中該取向 層的水平取向材料是JALS9203。 32. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中該取向 20 層的垂直取向材料是JALS-2021。 33. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中該液晶 層包含具有一個正的介電異向性之液晶。 34. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中該液晶 層具有在1-15微米之間的厚度。 51 1362524 93132205 號申請 35. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中該等取 向層是固體薄膜，具有厚度10-200nm。 36. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中與該等 第一和第二取向層接觸的該液晶分子鏡像對稱地傾斜。 5 37.依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中在該液 晶層兩側的該預傾角以一種方式傾斜，該方式為當投射 到該等取向層的表面上時，該等預傾角的方向平行。 38·依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中該等基 板中的至少一個基板是一個主動矩陣背板，其包括以矩 〇 陣形式排列的薄膜電晶體。 39. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中該等取 向層的處理是用一塊布機械摩擦該等取向層。 40. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中該等取 向層的處理是藉由將該等取向層暴露到偏振光的一個 5 紫外線光束中進行之光取向處理。 41_依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，其中該等取 向層的處理是在真空室中藉由一個離子束以一個角度 照射該等取向層進行。 42. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，進―步包含 0 個輪入偏光器和一個輸出偏光器，其中兩個偏光器之 轴备被設置與該液晶晶胞的取向層的摩擦方向成正或 負 35-55。角。 43. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，進-步包含 個反射裝置，其被置於該液晶晶胞的外部。 52 1362524 第93132205號申請案修正頁 101.01.12. 44. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，進一步包含 一個反射裝置，其被置於該液晶晶胞内部的主動矩陣背 板上。 45. 依據申請專利範圍第23項所述的液晶裝置，進一步包含 5 一個補償延遲膜。 46. —種用以在一個彎曲狀態液晶裝置中生成一個穩定彎 曲狀態的方法，該彎曲狀態液晶裝置包括其上具有一個 第一取向層的一個第一基板，與其上具有一個第二取向 層的一個第二基板，該方法包含： 10 e.將具有一個正的介電異向性的液晶夾在該等第一 和第二取向層之間； f. 引出在17°-60°的範圍内的一個第一液晶預傾 角，； g. 引出在17°-60°的範圍内的一個第二液晶預傾 15 角，；以及 h. 將該液晶取向在一個彎曲狀態，其在零偏壓和工 作電壓保持穩定； 其中該預傾角係藉由提供取向層被引出，該取向層 包括能夠提供在與其接觸處的液晶分子0°-8°預傾角的 20 水平取向材料和能夠提供在與其接觸處的液晶分子 85°-90°預傾角的垂直取向材料。 53