[发明专利]有源矩阵型液晶显示装置

说明书

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)上：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是环己烷环，苯环、二烷环，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是环己烷环，苯环，二_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·△_n)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。