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      液晶裝置的制作方法

      文檔序號:12512186閱讀:252來源:國知局
      液晶(LC)裝置在許多應(yīng)用領(lǐng)域中是公知的。例如,一種常見的用法是以顯示裝置的形式,通常用于例如在視覺顯示單元或電視中顯示圖像或其他信息。通常,當(dāng)前可商購的基于LC的裝置使用向列型液晶材料,其中在施加電場時,液晶材料內(nèi)的個體棒形分子以共同取向?qū)R,使得每個分子(導(dǎo)向劑(director))的長軸線是平行的。此類裝置需要連續(xù)的功率消耗以用于使分子保持在該定向狀態(tài),并且因此被稱為單穩(wěn)態(tài)的。對于某些應(yīng)用,例如半靜態(tài)信息顯示器,對于維持該狀態(tài)的功率消耗的需求可能是缺點,并且然后,裝置的單穩(wěn)態(tài)性對于其他應(yīng)用例如智能嵌裝玻璃(smartglazing)而言是缺點。其他類型的液晶材料能夠具有與單穩(wěn)態(tài)行為相對的雙穩(wěn)態(tài)行為,其中材料在兩種狀態(tài)下是穩(wěn)定的。其一個例子是近晶型液晶材料,一般地,其特征在于形成具有明確定義的層狀結(jié)構(gòu)的液晶相。在層內(nèi),液晶材料的分子表現(xiàn)出取向有序(正如上文的向列型液晶)和位置有序的程度。按照發(fā)現(xiàn)的順序,近晶型A液晶材料是最常見的近晶型液晶相,其在取向有序和位置有序的組合下,表現(xiàn)出許多有用的電-光效應(yīng)。在液晶相內(nèi),通常發(fā)現(xiàn)分子與層正交,但具有隨機取向分布。為了形成裝置,這些液晶相被包括在由單元壁界定的單元中,該單元壁具有設(shè)置在其內(nèi)表面上的電極結(jié)構(gòu)。有必要采用與向列型LC的簡單場尋址(simplefieldaddressing)不同的裝置尋址模式。為了本討論的目的,推測動態(tài)散射模式通過在液晶制劑內(nèi)的共摻雜的離子體系誘導(dǎo)。由于分子結(jié)構(gòu)內(nèi)的離子運動優(yōu)先沿著層而不是跨躍層,所以近晶型A相的層狀構(gòu)造為液晶材料賦予獨特的電-光性質(zhì)。特別地,在低頻電場(<100Hz)的存在下,離子摻雜劑的流動誘導(dǎo)高度散射的不透明狀態(tài),其中液晶分子的分布是隨機的。在較高或增加的頻率電場(>1kHz)的存在下,離子運動被漸次減弱,導(dǎo)致使分子在層內(nèi)介電重新取向(dielectricreorientation)成對齊狀態(tài),造成液晶看起來清晰。這兩種操作模式產(chǎn)生了材料的雙穩(wěn)態(tài)行為。近晶型A相的層狀結(jié)構(gòu)和相對高的粘度使分子在零場中在清晰狀態(tài)或不透明狀態(tài)下都是穩(wěn)定的,使得能夠設(shè)想到并入此類液晶的低功率消耗的雙穩(wěn)態(tài)電-光裝置。因此,在使用中,為了在不透明狀態(tài)和清晰狀態(tài)之間切換,必須對近晶型A材料施加電場。通常,這種切換花費幾百毫秒的量級,這取決于裝置的大小和施加的電壓。切換速度傾向于與液晶裝置的尺寸成反比,其中觀察性證據(jù)表明液晶分子的散射從裝置的邊緣傳播。因此,對于諸如測量幾米跨度(severalmetresacross)的面板的大型裝置,切換速度可以具有幾秒鐘的量級,因為在導(dǎo)致不透明狀態(tài)的分子散射的傳播中會有可評估的時間延遲,并且反之亦然。這種散射的速度可以通過增大施加的電壓而增大,盡管這具有以下缺點:太高的施加的電壓產(chǎn)生了局部熱點或熱影響區(qū)(HAZ),其中可能發(fā)生液晶結(jié)構(gòu)的電弧作用。因此,這種散射過程的效率顯然是產(chǎn)生可用的大型液晶裝置的能力的限制因素。之前在WO01/40853中在雙穩(wěn)態(tài)顯示裝置中提供改進(jìn)的光學(xué)亮度方面已經(jīng)考慮了該效率。公開了包括向列型液晶相的頂點雙穩(wěn)態(tài)裝置(zenithalbistabledevice)(ZBD),其在液晶單元內(nèi)的一個或兩個電極結(jié)構(gòu)上承載對準(zhǔn)層(alignmentlayer)。多種表面特征用于形成由單穩(wěn)態(tài)的垂面排列的區(qū)域分開的對準(zhǔn)區(qū)域。對準(zhǔn)區(qū)域形成具有不同的預(yù)傾角值的雙穩(wěn)態(tài)對準(zhǔn)的區(qū)域,歸因于由表面特征產(chǎn)生的分子對準(zhǔn)的局部變化。表面特征可以是光柵結(jié)構(gòu)的區(qū)域、來自電極表面的突起或電極表面中的盲孔。發(fā)現(xiàn)由此類局部散射變化產(chǎn)生的光學(xué)性能被大大改進(jìn)。然而,雖然因此應(yīng)理解的是,通過經(jīng)由提供此類表面特征改變電極結(jié)構(gòu)的表面粗糙度可以影響散射狀態(tài)的光學(xué)性質(zhì),但是切換性質(zhì),特別是切換速度,仍然待被優(yōu)化。因此,合意的是,不僅能夠產(chǎn)生光學(xué)上令人滿意的大型低功率雙穩(wěn)態(tài)液晶裝置,而且能夠以對于使用者不可察覺的速度切換它們。本發(fā)明旨在通過提供液晶裝置來解決這些問題,所述液晶裝置包括:由第一單元壁和第二單元壁界定的液晶材料層,所述第一單元壁設(shè)置有第一電極結(jié)構(gòu)并且所述第二單元壁設(shè)置有第二電極結(jié)構(gòu),并且所述第一單元壁和所述第二單元壁被分開了距離dc,其中所述液晶材料層與多個缺陷產(chǎn)生位點相關(guān)聯(lián)。由于每個缺陷產(chǎn)生位點都將借助于在施加電場時形成經(jīng)歷電場梯度的區(qū)域而產(chǎn)生作為擔(dān)負(fù)散射的隨機域的缺陷,所以與使用未包括此類缺陷產(chǎn)生位點的普通電極結(jié)構(gòu)相比,在電極結(jié)構(gòu)中提供多個此類缺陷產(chǎn)生位點導(dǎo)致散射時間減少。與現(xiàn)有技術(shù)不同,可能的是,通過利用此類液晶結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生具有最小切換時間的大型液晶裝置。優(yōu)選地,由缺陷產(chǎn)生位點產(chǎn)生的至少一個缺陷的寬度為wd,其中wd>dc??蛇x擇地,由缺陷產(chǎn)生位點產(chǎn)生的一個缺陷的寬度為wd,其中wd<5dc。在這種情況下,最優(yōu)選地是wd<dc。優(yōu)選地,由缺陷產(chǎn)生位點產(chǎn)生的至少兩個相鄰缺陷之間的間隔為dd,并且其中dd>dc。至少第一中間層可以設(shè)置在液晶材料層與第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)中的至少一種之間。該中間層可以是釘扎層(pinninglayer),并且釘扎層包括多個缺陷產(chǎn)生位點??蛇x擇地,該中間層可以是介電層,并且介電層包括多個缺陷產(chǎn)生位點。優(yōu)選地,第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)中的至少一種是多連接的,使得電極結(jié)構(gòu)包括多個缺陷產(chǎn)生位點。更優(yōu)選地,第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)二者都是多連接的,使得第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)二者都包括多個缺陷產(chǎn)生位點。當(dāng)與使用包括缺陷產(chǎn)生位點的單個電極結(jié)構(gòu)相比時,這使得能夠產(chǎn)生另外的邊緣場效應(yīng)(fringefieldeffect),隨之發(fā)生切換速度的增大。優(yōu)選地,多個缺陷產(chǎn)生位點大體上延伸跨越電極結(jié)構(gòu)。覆蓋具有缺陷產(chǎn)生位點的電極結(jié)構(gòu)的至少一部分或全部也增加了切換速度。優(yōu)選地,多個缺陷產(chǎn)生位點包括缺陷產(chǎn)生位點的陣列。缺陷產(chǎn)生位點的密度遍及電極結(jié)構(gòu)可以是近似恒定的??蛇x擇地,第一密度的缺陷產(chǎn)生位點存在于電極結(jié)構(gòu)的第一區(qū)域中,并且第二密度的缺陷產(chǎn)生位點存在于電極結(jié)構(gòu)的第二區(qū)域中,并且其中第一密度不同于第二密度。這導(dǎo)致切換速度的不均勻變化,該不均勻變化對于某些應(yīng)用可能是有利的。陣列中的每個缺陷產(chǎn)生位點的寬度對于陣列中的每個缺陷產(chǎn)生位點可以是大體上相等的。在這種情況下,對于每個缺陷產(chǎn)生位點,對切換時間的影響是相同的。優(yōu)選地,缺陷產(chǎn)生位點是在電極結(jié)構(gòu)中的具有寬度wh的通孔??蛇x擇地,包括缺陷產(chǎn)生位點的至少第一電極結(jié)構(gòu)或第二電極結(jié)構(gòu)中的一種可以被圖案化,圖案包括具有不同功函數(shù)的材料的區(qū)域,使得功函數(shù)中的差異產(chǎn)生缺陷產(chǎn)生位點。作為另一種替代方案,至少第一中間層可以設(shè)置在液晶材料層與第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)中的至少一種之間,并且其中液晶材料、電極結(jié)構(gòu)和中間層由各自具有功函數(shù)的材料或表面形成,使得功函數(shù)中的差異產(chǎn)生缺陷產(chǎn)生位點。優(yōu)選地,液晶材料為近晶型A液晶材料。液晶材料可以是近晶型A液晶材料與聚合物和/或著色劑的混合物。近晶型A液晶材料可以是基于有機物的近晶型A液晶材料(Organic-basedSmecticAliquidcrystalmaterial),可選擇地,近晶型A液晶材料可以是基于硅氧烷的近晶型A液晶材料(Siloxane-basedSmecticAliquidcrystalmaterial)。優(yōu)選地,電極由透明金屬氧化物材料例如氧化銦錫(ITO)材料制成。可選擇地,電極可以由碳基材料例如石墨烯材料制成。優(yōu)選地,當(dāng)使用時,多個缺陷產(chǎn)生位點導(dǎo)致產(chǎn)生電場梯度。至少一個單元壁可以包括柔性材料??蛇x擇地或另外地,至少一個單元壁可以包括剛性材料在第二方面中,本發(fā)明還提供制備液晶裝置的方法,包括以下步驟:提供具有形成第一電極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電涂層的第一襯底;提供具有形成第二電極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電涂層的第二襯底;將第一襯底和第二襯底與液晶材料組裝以形成第一單元壁和第二單元壁,該第一單元壁和第二單元壁被分開了距離dc并且具有界定在它們之間的液晶層;以及將所述液晶材料層與多個缺陷產(chǎn)生位點相關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地,將液晶材料層與多個缺陷產(chǎn)生位點相關(guān)聯(lián)的步驟包括:提供中間層,其中中間層包括多個缺陷產(chǎn)生位點,或處理導(dǎo)電涂層以提供多個缺陷產(chǎn)生位點。優(yōu)選地,處理導(dǎo)電涂層包括除去導(dǎo)電涂層的至少一部分。更優(yōu)選地,處理導(dǎo)電涂層包括除去導(dǎo)電涂層的至少一部分以產(chǎn)生通孔。通孔的使用導(dǎo)致切換速度的基于電場的改善。優(yōu)選地,處理導(dǎo)電涂層的步驟包括使用激光。可選擇地,處理導(dǎo)電涂層的步驟包括使用光刻法。更優(yōu)選地,該方法還包括處理第二襯底上的第二導(dǎo)電涂層以提供多個缺陷產(chǎn)生位點的步驟?,F(xiàn)在將通過僅實施例的方式并且參照附圖來描述本發(fā)明,在附圖中:圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的包括近晶型A液晶相的液晶裝置的示意性橫截面圖;圖2a至圖2d是示出對于根據(jù)本發(fā)明的實施方案的液晶裝置的散射隨時間的傳播的顯微照片;圖3a是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案的液晶裝置和參考裝置在散射時間方面的比較的圖;圖3b是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案的液晶裝置和參考裝置在散射狀態(tài)下在光學(xué)透射比方面的比較的圖;圖4是示出負(fù)責(zé)參考裝置的透射比變化的散射傳播過程的圖像,其中圖4(i)至4(viii)示出隨著時間的增加的傳播;圖5a是示出對于基于有機物的近晶型A液晶相的各種缺陷產(chǎn)生位點構(gòu)造的散射時間和電壓的變化的圖;圖5b是示出對于基于有機物的近晶型A液晶相的各種缺陷產(chǎn)生位點構(gòu)造的光學(xué)透射比隨散射電壓的變化的圖;圖6a是示出對于基于硅氧烷的近晶型A液晶相的各種缺陷產(chǎn)生位點構(gòu)造的散射時間和電壓的變化的圖;圖6b是示出對于基于硅氧烷的近晶型A液晶相的各種缺陷產(chǎn)生位點構(gòu)造的光學(xué)透射比隨散射電壓的變化的圖;圖7a是示出用于與根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的液晶裝置一起使用的電極結(jié)構(gòu)的ITO涂層中的盲孔的顯微照片;圖7b是示出用于與根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的液晶裝置一起使用的電極結(jié)構(gòu)的ITO涂層中的通孔的顯微照片;圖7c是圖7a的盲孔和圖7b的通孔二者的深度概況;圖8a示出了利用(i)通孔使本發(fā)明具體化和利用(ii)盲孔使比較具體化的液晶裝置的清晰狀態(tài)的顯微照片;圖8b示出了在半散射的狀態(tài)下使用低散射電壓,利用(i)通孔使本發(fā)明具體化和利用(ii)盲孔使比較具體化的液晶裝置的顯微照片;圖8c示出了在完全散射的狀態(tài)下使用高散射電壓,利用(i)通孔使本發(fā)明具體化和利用(ii)盲孔使比較具體化的液晶裝置的顯微照片;圖8d示出了在完全散射的狀態(tài)下在除去施加的電壓之后,利用(i)通孔使本發(fā)明具體化和利用(ii)盲孔使比較具體化的液晶裝置的顯微照片;圖9是比較(A)激光形成的盲孔、(B)激光形成的通孔和(C)光刻的通孔的深度概況;圖10a至圖10f是示出對于根據(jù)本發(fā)明的實施方案的基于有機物的近晶型A液晶裝置的隨時間的散射的顯微照片;并且圖11a至圖11f是示出對于根據(jù)本發(fā)明的實施方案的基于硅氧烷的近晶型A液晶裝置的隨時間的散射的顯微照片。為了避免上文討論的問題,本發(fā)明采用的方法是:可以采用涉及分子的散射的切換機制的觀察證據(jù)和軼事證據(jù)來提高切換速度,而不會損害液晶裝置的結(jié)構(gòu)。當(dāng)在施加電場的期間檢查液晶單元時,通常觀察到散射從液晶單元的邊緣向中心傳播。不希望受理論束縛,據(jù)相信,近晶型A液晶的散射是隨機域的結(jié)果。這些域是由在液晶材料內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)的缺陷引起的,其中此類缺陷在存在大的電場梯度的區(qū)域中更容易產(chǎn)生。因此,當(dāng)將外部散射波形(所需頻率的施加的電場)施加到單元的電極的邊緣時,觀察到散射從這些邊緣向外擴展到單元中心??紤]到這一點,本發(fā)明提出了通過提供多個缺陷產(chǎn)生位點可以增加包括由第一單元壁和第二單元壁界定的液晶材料層的液晶裝置的切換速度。在實踐中,第一單元壁設(shè)置有第一電極結(jié)構(gòu),并且第二單元壁設(shè)置有第二電極結(jié)構(gòu)。第一單元壁和第二單元壁被分開了距離dc。液晶材料層與多個缺陷產(chǎn)生位點相關(guān)聯(lián)。如下文討論的,這些可以以許多方式提供。優(yōu)選地,第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)中的至少一種包括多個缺陷產(chǎn)生位點。然而,也可能的是,開發(fā)各種其他效果來產(chǎn)生此類缺陷,包括修改釘扎層,修改介電層,提供具有不同功函數(shù)的層或者利用具有不同功函數(shù)的材料使電極圖案化。然而,無論形成此類位點的方法如何,通過提供此類位點,增加隨機域的數(shù)目,導(dǎo)致散射速度和因此切換速度的增大,而不會損害單元或液晶材料的結(jié)構(gòu)或完整性。也已認(rèn)識到,可以容易地制造出呈現(xiàn)增大的切換時間的液晶裝置。通過提供具有形成第一電極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電涂層的第一襯底和具有形成第二電極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電涂層的第二襯底,可能的是,將第一襯底和第二襯底與液晶材料組裝以形成第一單元壁和第二單元壁,所述第一單元壁和第二單元壁被分開了距離dc并且具有在它們之間界定的液晶層。通過將液晶材料層與多個缺陷產(chǎn)生位點相關(guān)聯(lián),形成這樣的液晶裝置。將液晶材料層與多個缺陷產(chǎn)生位點相關(guān)聯(lián)可以通過以下來實現(xiàn):提供中間層,其中中間層包括多個缺陷產(chǎn)生位點;或處理導(dǎo)電涂層以提供多個缺陷產(chǎn)生位點。除去導(dǎo)電涂層的至少一部分,并且特別地,除去導(dǎo)電涂層的至少一部分以產(chǎn)生通孔,使得能夠發(fā)生這種關(guān)聯(lián)。這可以進(jìn)行,無論是否至少一個單元壁包含柔性材料,和/或至少一個單元壁包含剛性材料。使用激光除去導(dǎo)電涂層在成本和加工容易性、以及給出良好的結(jié)果和改進(jìn)的切換時間方面是特別有利的。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的包括近晶型A液晶相的液晶裝置的示意性橫截面圖。液晶單元1包括由第一單元壁3和第二單元壁4界定的液晶材料層2。第一單元壁3設(shè)置有第一電極結(jié)構(gòu)5,并且第二單元壁4設(shè)置有第二電極結(jié)構(gòu)6。第一單元壁3和第二單元壁4被分開了距離dc,被稱為單元間隙。第一電極結(jié)構(gòu)5和第二電極結(jié)構(gòu)6設(shè)置有多個缺陷產(chǎn)生位點7a,7b...7n。每個缺陷產(chǎn)生位點7a,7b...7n是具有寬度wh的通孔。在本實施方案中,第一單元壁3和第二單元壁4由玻璃襯底形成,其中第一電極結(jié)構(gòu)5和第二電極結(jié)構(gòu)6由分別在第一單元壁3和第二單元壁4的內(nèi)表面上的氧化銦錫(ITO)涂層形成。通孔7a,7b...7n大體上延伸ITO涂層的整個厚度,并且可以根據(jù)制造方法將在下方的玻璃襯底暴露。例如,如果使用激光器,那么ITO涂層可能會部分熔化到襯底中,導(dǎo)致導(dǎo)電性的損失,而如果使用光刻法,那么完全除去了ITO涂層,暴露襯底。因此,術(shù)語“通孔”應(yīng)理解為意指充分地延伸穿過電極結(jié)構(gòu)以防止在該點處的導(dǎo)電性的孔。通孔7a,7b...7n被間隔開了距離dh。電極結(jié)構(gòu)5中的通孔7a,7b...7n的產(chǎn)生在整個電極結(jié)構(gòu)上提供場發(fā)射器和連續(xù)場,這歸因于至液晶材料中的場滲透。在圖1的結(jié)構(gòu)方面,圍繞孔的邊緣的邊緣場效應(yīng)導(dǎo)致場看起來是連續(xù)的。因此,盡管缺陷產(chǎn)生位點7a,7b...7n的實際大小和間隔由液晶材料的切換電壓和介電性質(zhì)決定,但是作為出現(xiàn)邊緣場效應(yīng)的一般原則,缺陷的寬度wd應(yīng)當(dāng)小于通孔寬度wh。然而,通孔寬度wh優(yōu)選地不應(yīng)該遠(yuǎn)小于分開第一單元壁3和第二單元壁4的距離dc,否則在通孔的相對側(cè)出現(xiàn)的電場邊緣效應(yīng)將合并在一起,減少電場梯度。此外,取決于通孔寬度wh,缺陷的寬度wd可以大于或小于分開第一單元壁3和第二單元壁4的距離dc,并且取決于通孔之間的間隔dh,兩個相鄰缺陷之間的間隔dd也可以大于或小于分開第一單元壁3和第二單元壁4的距離dc。兩個相鄰缺陷之間的距離dd也可以大于或小于缺陷的寬度wd。如果dd>wd,那么完整的切換過程包括兩個部分:缺陷成核(defectnucleation)和域生長,因為沒有缺陷的重疊。如果dd<wd,那么僅成核將是充分的,如果設(shè)置更多的缺陷,這會增大切換速度。通過這樣的布置,可以控制整個單元的切換速度。通常,邊緣場效應(yīng)在第一單元壁3和第二單元壁4之間的距離的約二倍(2dc)的量級上發(fā)生,但是可以在更大或更小的距離上發(fā)生。因此,在某些情況下,可以優(yōu)選的是,缺陷的寬度小于第一單元壁3和第二單元壁4之間的距離的五倍,wd<5dc,更優(yōu)選地小于第一單元壁3和第四單元壁4之間的距離的兩倍,wd<2dc,并且還更優(yōu)選地,缺陷的寬度應(yīng)小于第一單元壁3和第二單元壁4之間的距離,wd<dc。在兩個相鄰缺陷之間的較小間隔dd和在第一電極5和/或第二電極6的表面上隨機分布的缺陷的較小寬度wd的組合是產(chǎn)生不連續(xù)的電場,如在下文進(jìn)一步詳細(xì)解釋的,這有助于增大切換速度。為了引起在寬區(qū)域上均勻切換,電場邊緣效應(yīng)的使用以及電場梯度的產(chǎn)生,代表超越現(xiàn)有的系統(tǒng)的巨大改進(jìn),其中大的區(qū)域使用從電極的周緣發(fā)出的垂直電場來切換。為了首先確定使用這樣的方法是否增大散射速度和因此切換速度,并且其次確定獲得此類增大的速度的機理,對各種近晶型A材料進(jìn)行了如下文實施例中描述的一系列實驗。如下制造測試單元。將透明導(dǎo)電層(通常為氧化銦錫(ITO))涂敷到兩個平面玻璃襯底的內(nèi)表面上以形成電極。這實際上復(fù)制了上述的第一單元壁3和第二單元壁4。間隔物被沉積在有源區(qū)(activearea)之外的襯底上,以界定單元間隙,該單元間隙通常在0.5μm至10μm的范圍內(nèi)。在以下實施例中,單元間隙標(biāo)稱為10μm。使用邊緣密封或粘合劑來密封單元,留下孔,近晶型A液晶組合物通過該孔被填充。在下文中,圖案化的電極是在其中設(shè)置有缺陷產(chǎn)生位點的電極結(jié)構(gòu),并且未圖案化的電極是在其中未設(shè)置缺陷產(chǎn)生位點的普通電極結(jié)構(gòu)。實施例11.1圖案化的電極的制備對涂覆有ITO的玻璃進(jìn)行清潔,并且在潔凈室中進(jìn)行化學(xué)蝕刻。使用粘性膠帶(10mm寬)覆蓋未通過化學(xué)蝕刻除去的有源區(qū)。用可獲自SPILasersUKLtd,6WellingtonPark,TollbarWay,HedgeEnd,Southampton,HampshireSO302QU,UK的紅外(IR,1065nm波長)纖維激光器G3單模SM-S00044_1,在ITO涂覆的玻璃上機器加工出許多均勻間隔的孔。使用的IR纖維激光器由掃描系統(tǒng)驅(qū)動,其控制圖案特征的位置和尺寸。機器加工的孔的直徑取決于激光脈沖能量和使用的脈沖數(shù)。在ITO涂覆的玻璃襯底上由IR激光器實現(xiàn)的最小直徑為~20μm,并且這形成了孔尺寸的基礎(chǔ)。激光輸出的高斯或高斯樣空間分布使得界定最小特征尺寸的中心區(qū)實際上除去了材料,而入射射束的剩余部分僅僅對熱影響區(qū)(HAZ)有貢獻(xiàn)??谆蛉毕莓a(chǎn)生位點密度定義為電極結(jié)構(gòu)中每mm2的孔或位點的數(shù)目。圖案密度定義為所有孔的周長的總和與圖案化的面積的比率。使孔在ITO涂覆的玻璃的一側(cè)上和有源區(qū)(即,填充有LC的面積為10×10mm2)上圖案化,因此對于100μm間隔的圖案有10,000個孔,并且因此孔密度為100個/mm2。在下文的每個實施例中,通孔大體上是圓形的并且被定位成規(guī)則的陣列。1.2測試單元的制備為了確定電極圖案化對單元的散射效應(yīng)的影響,使用氰基聯(lián)苯近晶型A液晶組合物、特別是4-氰基-4'-正辛基聯(lián)苯(8CB),制備并入實施例1.1中制備的圖案化的電極的測試玻璃單元。還用未圖案化的電極制備測試單元以充當(dāng)參考單元。單元間隙dc為~10μm。1.3包括圖案化/未圖案化的電極的單元的分析1.3.1散射使用圖案化和未圖案化的電極制備的單元經(jīng)受十個±180V和40Hz方波脈沖,并且結(jié)果如下記錄。將測試單元放置在顯微鏡下的交叉偏振器(cross-polariser)(OlympusBX51,可獲自O(shè)lympus,日本)和安裝在顯微鏡上的高速照相機(CR600x2,可獲自O(shè)ptronis,德國)之間。當(dāng)測試單元呈清晰狀態(tài)時,液晶單元是垂面排列的,并且當(dāng)光被交叉偏振器阻擋時,單元看起來是暗的。當(dāng)單元呈散射的狀態(tài)時,液晶分子以隨機排列的狀態(tài)出現(xiàn),其中光的偏振隨機改變,使得細(xì)胞看起來是明亮的。1.3.2透射比測試單元的透射比響應(yīng)如下測量。使用紅色激光器(LE07,以650nm,1mW操作,并且可獲自Maplin,UK)照射測試單元的中心。激光器具有2.8mm射束孔(beamaperture),使得記錄的透射比變化具有超過2.8mm孔面積的平均值。使用由本發(fā)明人制造的硅基光二極管(具有10×10mm光敏面積和240~1100nm的響應(yīng)范圍)來監(jiān)測穿過測試單元的激光的激光強度的變化。IGORWaveMetrics軟件用于產(chǎn)生驅(qū)動信號(±10V,最大值)以及×20電壓放大器(A400D,可獲自FLCElectronics),使得獲得高電壓驅(qū)動信號。IGOR軟件還用于經(jīng)由數(shù)據(jù)采集卡(NIPCI622137Pin)記錄來自光二極管的模擬信號并且數(shù)字化成測量數(shù)據(jù)。在射束路徑中無單元的情況下測量的最大激光強度被用作參考,其中測量的透射比相對于該最大強度被歸一化。1.4結(jié)果這些測試的結(jié)果在圖2a至圖2d中示出,它們是示出對于根據(jù)本發(fā)明的液晶裝置的散射隨時間的傳播的顯微照片。圖2a示出了在散射之前用圖案化的電極(100μm間隔的圖案)形成的SmA單元。圖2b示出散射后32ms的單元,圖2c示出散射后92ms的單元,并且圖2d示出散射后168ms(完全散射)的單元。依據(jù)這些圖像,明顯的是,當(dāng)施加電壓信號時,圖案化的孔的邊緣充當(dāng)電極中的破壞區(qū)域(disruptionregion)。散射從圖案化的區(qū)域(孔邊緣)均勻地開始并且傳播到有源區(qū)的剩余部分。圖3a是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案的液晶裝置和參考裝置在散射時間方面的比較的圖。a)代表沒有圖案的第一組樣品,b)沒有圖案的第二組樣品,c)具有100μm間隔的圖案的第一組樣品,以及d)具有100μm間隔的圖案的第二組樣品。結(jié)果表明,包括圖案化的電極的單元證實了以未圖案化的單元的散射時間的大約一半的散射(即,從90%到10%的透射比變化)。圖3b是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案的液晶裝置和參考裝置在散射狀態(tài)下在光學(xué)透射比方面的比較的圖。a)代表沒有圖案的第二組樣品,b)代表沒有圖案的第一組樣品,c)代表具有100μm間隔的圖案的第一組樣品,以及d)代表具有100μm間隔的圖案的第二組樣品。另外,如從圖3b可以看出,包括圖案化的電極的單元中的透射比更一致。特別地,在低驅(qū)動電壓(160/170V)下,包括圖案化的電極的單元實現(xiàn)了比包括未圖案化的電極的單元低得多的透射比值(<10%)。用于散射測量的驅(qū)動參數(shù)是對于每個電壓的以40Hz的十個方波脈沖,并且用于清潔該單元的驅(qū)動參數(shù)是在150V下以2kHz的十個方波脈沖。因此,結(jié)果表明,對于包括圖案化的電極的那些液晶單元,可以實現(xiàn)減少的散射時間和更一致的透射比值。這些結(jié)果基于小玻璃單元的比較,即10×10mm2。因此,預(yù)期的是,對于較大的液晶單元,散射時間和散射電壓的差異將更大。具有未圖案化的電極的大單元證實了從單元的邊緣的初始散射以及散射向中心的傳播。圖4是示出負(fù)責(zé)透射比的變化的散射傳播過程的圖像,其中圖4(i)至4(viii)示出隨著增加的時間的傳播。因此,隨著從單元的邊緣到中心的距離增大(即,對于較大的單元),傳播時間可以預(yù)期增加。相比之下,圖案化的單元的散射從電極中的可破壞的圖案開始,并且因此傳播時間將取決于圖案密度。假設(shè)散射時間(Δt)由兩部分組成:缺陷的產(chǎn)生時間(Δtd)和缺陷誘導(dǎo)的隨機域的從缺陷產(chǎn)生的位點擴展到單元的剩余部分的傳播時間(Δtp),即,覆蓋整個單元區(qū)域所需的時間,那么:Δt=Δtd+Δtp樣品1:對于在本實驗中測量的未圖案化的方形單元(10×10mm2),當(dāng)通過以40Hz的±170V的十個方波脈沖驅(qū)動時,記錄的散射時間Δt1為0.15s。樣品2:對于在本實驗中測量的具有11.2mm-1密度的圖案化的方形單元(10×10mm2),當(dāng)在與樣品1相同的條件下(以40Hz的±170V的十個方波脈沖)驅(qū)動時,記錄的散射時間,Δt2,為0.07s。假設(shè)樣品2中的傳播時間是可忽略的,那么Δt2可以被認(rèn)為是缺陷產(chǎn)生時間(Δtd)。因此,可能的是,將樣品1中的傳播時間計算為Δtp=Δt-Δtd=0.08s,用于在10×10mm2單元中在從檢測激光束斑的邊緣到中心的距離中行進(jìn)1.4mm。這給出了大約17.5mm/s的傳播速度?;谏鲜龅膬?nèi)容,估計的是,分別地,未圖案化的單元的散射時間對于100×100mm2單元將為~2.9s,對于1×1m2單元為~28.6s,而相應(yīng)大小的圖案化的單元的散射時間應(yīng)同樣地保持為0.07s,獲得了在切換時間方面的40-400倍的改進(jìn)。實施例2圖案密度對散射時間和透射比的影響2.1基于有機物的近晶型A液晶如上文實施例1.1所描述地制備呈現(xiàn)出不同圖案密度的圖案化的電極。然后,如上文實施例1.2所描述地制備包含使用上述氰基聯(lián)苯組合物的基于有機物的近晶型A液晶的液晶單元(dc10μm單元間隙),其中液晶區(qū)域具有10μm的厚度。然后,計算單元的行進(jìn)距離,即,從孔的邊緣直到單元被散射的最遠(yuǎn)距離。圖5a是示出對于基于有機物的近晶型A液晶相的各種缺陷產(chǎn)生位點構(gòu)造的散射時間和電壓的變化的圖(其中,a)代表1,400μm的行進(jìn)距離,b)代表336μm的行進(jìn)距離,c)代表159μm的行進(jìn)距離以及d)代表53μm的行進(jìn)距離),并且圖5b是示出對于基于有機物的近晶型A液晶相的各種缺陷產(chǎn)生位點構(gòu)造的光學(xué)透射比隨散射電壓的變化的圖(其中,a)代表1,400μm的行進(jìn)距離,b)代表336μm的行進(jìn)距離,c)代表159μm的行進(jìn)距離,以及d)代表53μm的行進(jìn)距離)。使用在通孔之間具有各種間隔的四種構(gòu)造。當(dāng)散射通過近晶型A液晶結(jié)構(gòu)傳播時,間隔決定了通孔的邊緣與由散射前部所達(dá)到的最遠(yuǎn)點之間的行進(jìn)距離。隨著每平方的通孔的數(shù)目增加,行進(jìn)距離減小。使用53μm、156μm、336μm和1,400μm的行進(jìn)距離。散射時間被測量為單元在90%(清晰)透射比和10%(不透明)外觀之間變化所花費的時間,如使用上述紅色激光測量方法測量的??梢钥吹?,對于所有構(gòu)造而言,隨著施加的電壓增大,散射時間減少。然而,還應(yīng)注意到,隨著行進(jìn)距離減小,散射時間減少。無論行進(jìn)距離如何,呈散射狀態(tài)的歸一化的透射比對于所有單元都是相似的(然而應(yīng)注意到具有1,400μm行進(jìn)距離的單元的不穩(wěn)定透射比)。用于散射測量的驅(qū)動參數(shù)是對于每個電壓的以40Hz的十個方波脈沖,并且用于清潔該單元的驅(qū)動參數(shù)是在150V下以2kHz的十個方波脈沖。2.2基于硅氧烷的近晶型A液晶如上文實施例1.1所描述地制備呈現(xiàn)出不同圖案密度的圖案化的電極。然后,如上文實施例1.2所描述地制備包含基于硅氧烷的近晶型A液晶的液晶單元(dc10μm單元間隙)?;诠柩跬榈慕虯液晶是基于硅氧烷近晶型A材料的液晶組合物,該硅氧烷近晶型A材料具有各種添加劑和/或?qū)A(chǔ)分子結(jié)構(gòu)或材料組合物的改性以給出比未改性的硅氧烷近晶型A液晶材料更高或更低的雙折射率(birefringence)。然后,計算單元的行進(jìn)距離,即,從孔的邊緣直到單元被散射的最遠(yuǎn)距離。圖6a是示出對于基于硅氧烷的近晶型A液晶相的各種缺陷產(chǎn)生位點構(gòu)造的散射時間和電壓的變化的圖(其中,a)代表1,400μm的間隔和b)代表180μm的間隔),并且圖6b是示出對于基于硅氧烷的近晶型A液晶相的各種缺陷產(chǎn)生位點構(gòu)造的光學(xué)透射比隨散射電壓的變化的圖(其中,a)代表1,400μm的間隔和b)代表180μm的間隔)。使用在通孔之間具有各種間隔的兩種構(gòu)造。當(dāng)散射通過近晶型A液晶結(jié)構(gòu)傳播時,間隔決定了通孔的邊緣與散射前部所達(dá)到的最遠(yuǎn)點之間的行進(jìn)距離。隨著每平方的通孔的數(shù)目增加,行進(jìn)距離減小。使用180μm和1,400μm的行進(jìn)距離。散射時間被測量為單元在90%(清晰)透射比和10%(不透明)外觀之間變化所花費的時間,如使用上述測量方法測量的??梢钥吹?,對于所有構(gòu)造而言,隨著施加的電壓增大,散射時間減少。然而,還應(yīng)注意到,隨著行進(jìn)距離減小,散射時間減少。無論行進(jìn)距離如何,呈散射狀態(tài)的歸一化的透射比對于所有單元都是相似的,然而應(yīng)注意到具有1,400μm行進(jìn)距離的單元的不穩(wěn)定響應(yīng)。用于散射測量的驅(qū)動參數(shù)是對于每個電壓的以40Hz的十個方波脈沖,并且用于清潔該單元的驅(qū)動參數(shù)是在150V下以2kHz的十個方波脈沖。實施例3傳播速度和散射起始時間的評估3.1基于有機物的近晶型A液晶傳播速度和散射起始時間可以使用以下等式估算:Δt=Δtd+Δtp=Δtd+Δdp/V其中Δt是總測量散射時間,Δtd是從圖案化的缺陷產(chǎn)生位點的起始時間,Δtp是從圖案化的缺陷產(chǎn)生位點的傳播時間,Δdp是傳播距離(與圖5和圖6中的行進(jìn)距離相同),假定傳播速度υ是線性的。對于單元,在行進(jìn)距離分別為53μm、159μm和336μm的情況下基于該等式對Δtd和υ求解。發(fā)現(xiàn)傳播速度υ隨著電壓的增大而呈指數(shù)地增大,盡管起始時間Δtd保持大體上恒定,但是在較高電壓下具有最小程度地減少的趨勢。3.2基于硅氧烷的近晶型A液晶對于基于硅氧烷的近晶型A液晶,針對兩個行進(jìn)距離:180μm和1,400μm,進(jìn)行相同的計算。在這種材料中,存在隨著電壓增大傳播速度和從缺陷的起始時間的減少的總體趨勢。雖然傳播速度遠(yuǎn)高于基于有機物的近晶型A液晶,但起始時間長得多。依據(jù)這些結(jié)果,觀察到散射傳播速度隨散射電壓增大以及從缺陷的散射時間的減少的總體趨勢?;诠柩跬榈腟mA的傳播速度比基于有機物的SmA的傳播速度快得多,但是花費了長得多的時間從缺陷散射。實施例4用于最佳散射的所需的圖案密度基于上述實施例,確定每種類型的近晶型A液晶的最佳圖案密度。給出該最佳圖案密度的dd的值在下表1中示出:表1:對于根據(jù)本發(fā)明的兩種類型的LC在dd方面的最佳圖案密度每種類型的近晶型A液晶材料的最佳圖案密度的差異反映了觀察到的傳播速度的差異。鑒于這些結(jié)果,通過在包含近晶型A液晶材料的單元的至少一個壁的電極結(jié)構(gòu)中提供通孔,增加了清晰狀態(tài)和不透明狀態(tài)之間的切換速度,無論施加的電壓如何。然而,如上所討論的,目前相信,這是由于電場效應(yīng)而不是表面粗糙度正如本領(lǐng)域中所見的光散射效應(yīng)的影響。為了進(jìn)一步研究電場效應(yīng)的相關(guān)性,制備樣品以比較通孔(如上)與盲孔(僅延伸部分地穿過形成電極結(jié)構(gòu)的ITO涂層的孔)的影響。對于每個樣品,10×10mm2單元形成有具有100μm的孔間隔的通孔和盲孔。正如上文實施例,使用IR波長纖維激光器形成通孔和盲孔二者,其中減小的激光功率用于形成盲孔,產(chǎn)生僅幾納米深的特征。這在圖7a-7c中示出。圖7a是示出用于與根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的液晶裝置一起使用的電極結(jié)構(gòu)的ITO涂層中的盲孔的顯微照片。圖7b是示出用于與根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的液晶裝置一起使用的電極結(jié)構(gòu)的ITO涂層中的通孔的顯微照片??吹皆趫A周附近具有稍微凸起的邊緣的圓形特征,證據(jù)是保留在通孔的底部的ITO。通孔比形成電極結(jié)構(gòu)的ITO涂層的深度更淺,指示ITO進(jìn)入玻璃襯底中的部分熔化的發(fā)生,導(dǎo)致導(dǎo)電性的損失。通孔的凸起的邊緣指示熔化的ITO在通孔的邊緣處重新凝固。還可以看出,盡管存在ITO涂層圍繞盲孔的邊緣重新固化的某種證據(jù),但是,沒有正如通孔的明顯的邊緣。圖7c是圖7a的盲孔(實線)和圖7b的通孔(虛線)兩者的深度概況??梢钥闯觯た椎纳疃葍H是通孔的深度的一部分,導(dǎo)致對導(dǎo)電性的影響很小。圖8a示出了利用(i)通孔使本發(fā)明具體化和利用(ii)盲孔使比較具體化的液晶裝置的清晰狀態(tài)的顯微照片。注意,具有盲孔的樣品看起來是完全透明的,而基于使用的刻度,通孔容易辨別。然而,這并不意味著這樣的特征將在現(xiàn)實生活裝置中被使用者容易地看到。圖8b示出了在半散射的狀態(tài)下使用低散射電壓,利用(i)通孔使本發(fā)明具體化和利用(ii)盲孔使比較具體化的液晶裝置的顯微照片。所使用的電壓在40Hz時為約±150V。可以看到,具有通孔的樣品中的散射示出從每個孔向外延伸的散射的傳播,而在具有盲孔的樣品中,散射從一個邊緣傳播。圖8c示出了在完全散射的狀態(tài)下使用高散射電壓,利用(i)通孔使本發(fā)明具體化和利用(ii)盲孔使比較具體化的液晶裝置的顯微照片。所使用的電壓在40Hz時為約±200V。仔細(xì)檢查可以看出,通孔在散射的狀態(tài)下依然是可見的。圖8d示出了在完全散射的狀態(tài)下在除去施加的電壓之后,利用(i)通孔使本發(fā)明具體化和利用(ii)盲孔使比較具體化的液晶裝置的顯微照片。這代表雙穩(wěn)態(tài)裝置的不透明狀態(tài)。具有通孔的樣品在外觀上看起來比具有盲孔的樣品更均勻。還測量了隨施加的電壓的散射時間(方波,±200V,40Hz),以確定與通孔相比的使用盲孔對切換時間的影響。通過監(jiān)測紅色激光的透射比在最大透射比值的90%和10%時測量時間。對于具有通孔的樣品,切換時間為0.05秒,而對于具有盲孔的樣品,其幾乎為五倍長,0.24秒。然而,考慮到實驗數(shù)據(jù)的變化,可能觀察到的是,差異更接近于具有盲孔的樣品切換的兩倍長。具有通孔的樣品的切換速度的增大支持電場效應(yīng)(而不是表面粗糙度的影響)負(fù)責(zé)導(dǎo)致產(chǎn)生隨機域的缺陷產(chǎn)生的觀點。在上述實施例中,第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)被圖案化,即設(shè)置有形成缺陷產(chǎn)生位點的通孔。然而,如在上文的實施例中,可能合意的是,僅使一種電極結(jié)構(gòu)設(shè)置有缺陷產(chǎn)生位點或通孔,因此不應(yīng)將兩種這樣的電極結(jié)構(gòu)的使用視作限制本發(fā)明,因為邊緣場效應(yīng)將在使用至少一種這樣的電極結(jié)構(gòu)的情況下產(chǎn)生。在上述實施例中,通孔設(shè)置在使用IR激光形成電極結(jié)構(gòu)的ITO涂層中。以這種方式處理導(dǎo)電ITO涂層導(dǎo)致涂層的至少一部分被除去,由此產(chǎn)生通孔。由于激光的脈沖形狀,每個通孔都是近似圓形的。然而,許多其他技術(shù)可以適合于形成通孔,和/或通孔在形狀上不必是圓形的。用于處理形成電極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電ITO涂層的合適技術(shù)包括但不限于,蘸筆轉(zhuǎn)印(dippentransfer)、凹版印刷、激光燒蝕直接寫入成像、激光燒蝕圖像投影、激光誘導(dǎo)熱成像、激光誘導(dǎo)等離子體光譜(LIPS)、基質(zhì)輔助脈沖激光蒸發(fā)(MAPLE)、液體涂層旋節(jié)線脫濕(liquidcoatspinodaldewetting)、微絲網(wǎng)印刷、納米分散數(shù)字噴墨印刷、納米壓花涂覆、膠版印刷、等離子體蝕刻、物理氣相沉積(PVD)和表面能改性的液體涂層圖案化。然而,特別地,由于產(chǎn)生暴露形成單元壁的襯底的通孔的能力而研究的一種技術(shù)是光刻法。為了形成通孔,將光致抗蝕劑層涂覆至在玻璃襯底上形成電極結(jié)構(gòu)的ITO涂層的表面上。在其上放置具有帶有長形形狀(棒形)的通孔的規(guī)則陣列的圖案化的掩模。隨后其被暴露以在光致抗蝕劑層中產(chǎn)生光刻圖像,并且顯影。然后將襯底放置于蝕刻溶液中并且進(jìn)行化學(xué)蝕刻以除去未顯影的光致抗蝕劑和相應(yīng)的ITO涂層。這導(dǎo)致具有跨越表面的長形通孔的規(guī)則陣列的電極結(jié)構(gòu)。圖9是比較(A)激光形成的盲孔、(B)激光形成的通孔和(C)光刻的通孔的深度概況。從圖9可以看出,使用光刻法產(chǎn)生的通孔延伸穿過整個ITO涂層到達(dá)襯底,而如上所討論的,使用激光加工產(chǎn)生的盲孔和通孔不能。在這方面,光刻的通孔在功能上等效于激光通孔,因為它們各自產(chǎn)生不具有導(dǎo)電性的區(qū)域。為了證實這種功能等效性,觀察了各種單元的散射行為。圖10a至圖10f是示出對于根據(jù)本發(fā)明的實施方案的基于有機物的近晶型A液晶裝置的隨時間的散射的顯微照片;圖11a至圖11f是示出對于根據(jù)本發(fā)明的實施方案的基于硅氧烷的近晶型A液晶裝置的隨時間的散射的顯微照片。圖10a和圖11a二者都示出呈清晰狀態(tài)的單元。圖10b-10f和11b-11f示出了隨著電壓的增大(300V、320V、340V、360V和380V,全部具有以40Hz的方波脈沖),散射增大,直到單元達(dá)到散射狀態(tài)并且是不透明的。清楚的是,用于產(chǎn)生通孔的方法、或通孔的形狀二者都不會對單元的行為具有有害的影響。除了光刻樣品之外,上文實施例包括以圓形通孔形式的缺陷產(chǎn)生位點的規(guī)則陣列。然而,與光刻樣品一樣,可能合意的是,使用不同形狀或構(gòu)造的通孔。例如,通孔可以是長形(棒形)、圓形、規(guī)則的幾何形狀或不規(guī)則的幾何形狀,并且可以通過形成電極結(jié)構(gòu)的ITO涂層均勻地延伸,或可以隨著深度具有形狀變化,例如,可以呈錐形或階梯狀。所考慮的陣列是規(guī)則的,使得缺陷產(chǎn)生位點的密度遍及電極結(jié)構(gòu)是近似恒定的。然而,可能合意的是,存在在電極結(jié)構(gòu)的第一區(qū)域中存在的第一密度的缺陷產(chǎn)生位點和在電極結(jié)構(gòu)的第二區(qū)域中存在的第二密度的缺陷產(chǎn)生位點,其中第一密度不同于第二密度。這導(dǎo)致單元的特定區(qū)域中的缺陷產(chǎn)生位點的數(shù)目的變化,因此,例如,在大單元的中心區(qū)域中可以存在較大數(shù)目的缺陷產(chǎn)生位點,以改進(jìn)距離單元的邊緣最遠(yuǎn)的點處的切換時間。理想地,如在上文的實施例中,陣列中的每個缺陷產(chǎn)生位點的寬度wh(其對于圓形通孔而言是通孔的直徑)對于陣列中的每個缺陷產(chǎn)生位點而言是大體上相等的。然而,可以合意的是,缺陷產(chǎn)生位點的寬度是不同的,或這些位點在相同的電極中或在單元內(nèi)的不同電極中具有不同的形狀和構(gòu)造。在上文實施例中,缺陷產(chǎn)生位點被包括在電極結(jié)構(gòu)的至少一種中。這是確保液晶材料層與缺陷產(chǎn)生位點相關(guān)聯(lián)的簡單且有效的方法。然而,根據(jù)本發(fā)明,可以使用其他形式的缺陷產(chǎn)生位點來產(chǎn)生電場梯度,并且因此增大切換速度??梢詫崿F(xiàn)此的一種方式是通過在液晶材料層與第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)中的至少一種之間提供中間層。例如,可以使用釘扎層。釘扎層是促進(jìn)通常通過產(chǎn)生局部粗糙區(qū)域使液晶分子在清晰狀態(tài)下對準(zhǔn)的層。其一個例子是在方位角和頂點的雙穩(wěn)態(tài)近晶型A液晶裝置中使用光柵結(jié)構(gòu)。通過仔細(xì)選擇用于形成釘扎層的材料,可以形成不連續(xù)的電場,由于產(chǎn)生缺陷產(chǎn)生位點而導(dǎo)致電場梯度效應(yīng)。為此,電極表面可以被認(rèn)為是多連接的,其中多個缺陷產(chǎn)生位點有效地一起工作以產(chǎn)生不連續(xù)的電場。這可能是由于缺陷產(chǎn)生位點跨越電極的表面的隨機定位。這是除了由于表面粗糙度而產(chǎn)生的任何光學(xué)效應(yīng)之外,如在上文WO01/40853中的。作為另一種替代方案,可能的是,使用介電材料作為中間層,從而由于在施加的電壓的影響下介電材料的行為而產(chǎn)生不連續(xù)的電場,產(chǎn)生了缺陷產(chǎn)生位點。另外,介電材料的圖案化以及其介電響應(yīng)決定了電場梯度形成和后續(xù)的邊緣場效應(yīng)。第三種替代方案是利用由具有不同功函數(shù)的材料產(chǎn)生的對電場產(chǎn)生的影響。這可以通過確保液晶層、電極和任何中間層具有不同的功函數(shù)、或通過使用具有不同功函數(shù)的材料或表面使第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)中的至少一種圖案化以產(chǎn)生缺陷產(chǎn)生位點來實現(xiàn)。在此上下文中,使第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)圖案化可以產(chǎn)生所涉及的材料的隨機分布。在上文的實施例和實施方案中,使用各種基于有機物的近晶型A液晶材料和基于硅氧烷的近晶型A液晶材料。然而,也可以使用其他近晶型A液晶材料,例如,液晶材料可以是近晶型A液晶材料與聚合物和/或著色劑的混合物。作為使用ITO電極的替代方案,可以使用碳基材料,例如基于石墨烯的材料。有利地,可以在顯示器中使用根據(jù)本發(fā)明的上述實施方案的裝置。在此上下文中,顯示器可以顯示如現(xiàn)有技術(shù)顯示器中的信息,具體地被制造為顯示器或者作為另一種物品的一部分,例如嵌裝玻璃(用于建筑物或機動車輛中使用)。顯示器可以包括根據(jù)上述實施方案的單個裝置,或可以包括根據(jù)上述實施方案的多個裝置。當(dāng)使用多于一個裝置時,其可以是模塊化的方式,其中裝置被單獨地、同時地或連續(xù)地切換,或作為像素,其中裝置以預(yù)定方式切換。由于存在產(chǎn)生邊緣場效應(yīng)和電場梯度的缺陷產(chǎn)生位點,裝置快速切換的能力意指大面積顯示器均勻地切換而不是從邊緣切換。這在嵌裝玻璃中是特別有利的,例如,其中整個嵌裝玻璃可以快速地且均勻地切換,或其中多個顯示器連接在一起以覆蓋建筑物的外表面,例如,作為廣告牌。這些可以包括玻璃襯底或柔性襯底,例如塑料材料(合適的材料包括聚碳酸酯、丙烯酸塑料、PETG、ETFE、PET)或在現(xiàn)有的嵌裝玻璃和/或玻璃產(chǎn)品上改裝的層壓塑料膜。也可以設(shè)想此種大面積且模塊化連接的顯示器的許多其他用途。本發(fā)明的其他替代方案和實施方案對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。當(dāng)前第1頁1 2 3 當(dāng)前第1頁1 2 3 
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