[发明专利]液晶装置

说明书

一种液晶装置，该液晶装置包括第一基板(9)、第二基板(14)和液晶层(16)，该液晶层被夹在所述第一基板和所述第二基板之间；其中，在所述第一基板和所述第二基板中的至少一个上沉积有电极结构，所述电极结构包括：第一电极层(10)；绝缘层(11)；第二电极层(12)；其中，所述电极结构包括延伸穿过所述第二电极层(12)和所述绝缘层(11)的孔，使得所述绝缘层是不连续的，并且其中，每个孔适于产生具有方位角退化方向的局部边缘场。

背景技术

传统的液晶装置(LCD)中的电极配置产生电场，该电场的方向与LCD的基板正交或平行，或者电场相对于装置的基板具有多个不同的倾斜方向，多个不同的倾斜方向在基板上的投影不具有连续的方位角分布。由于液晶具有双折射性(各向异性的光学性质)，液晶在外加电场作用下的切换导致所产生的图像与方位角相关。

此外，使用用于显示由LCD产生的信息的偏振片和不同的补偿膜产生恶化了所显示信息的光学特性，并且使装置的结构和生产工艺复杂化。

用于改善LCD的方位角视角的许多解决方案已经被提出并且进行了实验，但是仍然没有令人满意的解决方案使得能够在使用或不使用正交线性偏振片或圆偏振片的情况下获得恒定的视角。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的上述问题并且提供一种改进的液晶装置，该液晶装置能够控制入射光以及显示与视角无关的信息内容。该液晶装置还应该能够实现快速切换以及长时间持续的记忆状态(双稳态状态)。

根据本发明的第一方面，提供了一种液晶装置。所述液晶装置包括第一基板、第二基板和液晶层，所述液晶层被夹在所述第一基板和所述第二基板之间；其中，在所述第一基板和所述第二基板中的至少一个上沉积有电极结构，所述电极结构包括：第一电极层、绝缘层和第二电极层；其中，所述电极结构包括延伸穿过所述第二电极层和所述绝缘层的孔，使得所述绝缘层是不连续的，并且其中，每个孔适于产生具有方位角退化方向(azimuthaldegenerate direction)的局部边缘场(local fringe field)。由于孔贯穿第二(像素)电极层和绝缘层，从而使得绝缘层是不连续的，这使得在孔周围提供了退化方位角边缘场的更强的平面分量，从而使得由于增强了液晶分子的面内切换而导致图像的对比度增加。孔可以是空的或者填充有另一种绝缘材料，另一种绝缘材料不同于绝缘层的材料并且另一种绝缘材料的介电常数高于绝缘层的材料的介电常数。在一些实施例中，孔用介电常数比不连续的绝缘层的介电常数高的材料进行填充。例如，孔用介电常数是绝缘层的介电常数的至少2倍高、或至少5倍高、或至少高倍10的材料进行填充。

具有层状结构的电极在层状电极结构中的孔周围产生多个方位角退化边缘场(azimuthally degenerated fringe fields，AD-FFs)，孔穿过位于第二电极和公共电极之间的第二(像素)电极层和绝缘层。这些AD-FFs具有方位角退化方向，并且在很大程度上定位成非常靠近第二电极表面。层状电极结构中的这些孔可以是空的或填充有绝缘材料。液晶层可以包括但不限于向列相、胆甾相、近晶相或蓝相液晶以及聚合物网络。

向列相液晶的分子具有各向异性的分子形状和长程的分子序。因此，向列相液晶的分子具有各向异性的物理性质，例如双折射性。当液晶的分子在唯一的取向方向上取向时，向列相液晶在光学上表现为单轴(双折射)光学板，其中光轴沿着优选的取向方向。由于液晶的双折射性，液晶从一种配置到另一种配置的重新排列导致电光效应的产生。胆甾相液晶与向列相液晶类似，但是胆甾相液晶还具有螺旋状分子序，从而产生了胆甾相液晶特有的光学性质，诸如选择性的光反射和光偏振面的旋转。近晶相液晶(诸如SmA)除了具有向列相液晶的长程的序之外还具有层状结构。液晶体中或液晶与基板表面之间的界面附近的聚合物网络的存在导致该界面的区域的扩大，从而改善了液晶的切换行为，诸如降低了上升时间τ_rise或下降时间τ_fall或降低了两者。液晶中的这种聚合物网络提高了液晶取向配置的稳定性。