專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置。
背景技術：
通常，液晶顯示裝置具有陣列基片、與該陣列基片相對排列的反基片，這些基片之間保持一間隙，以及置于陣列基片和反基片之間的液晶層。液晶顯示裝置輕而薄并且消耗很少的功率。因此，它用于各種裝置中，如辦公自動化(OA)裝置、信息終端、時鐘和電視接收機。如果它具有用作開關元件的薄膜晶體管(TFT)，則它可高速地響應輸入信號并可顯示高質(zhì)量的圖像。這就是為什么液晶顯示器被用作在顯示大量信息的電子裝置中使用的顯示單元，諸如便攜式TV接收機、計算機。
近年來，隨著信息的大量處理，越來越多地要求高分辨率地顯示圖像和提高顯示速度。圖像分辨率通過例如減小構(gòu)成具有如上所述TFT的陣列基片的元件的大小來增加。在垂直定向模式即一種顯示模式中，液晶顯示裝置可比常規(guī)的扭轉(zhuǎn)向列(TN)模式更快地響應輸入信號。另外，在垂直定向模式中，不需要執(zhí)行任何導致缺陷(例如靜電損害)的摩擦處理。
特別地，在實踐中廣泛使用多域垂直定向(MVA)模式，因為在這一模式中較容易加大視角。在MVA模式中，將電壓施加于具有突出部的每個像素，從而將液晶分子導向各個方向，并最終改善視角特性的對稱性并抑制逆變。在另一模式中，使用負相差板補償液晶層在液晶分子直立時相位差的視角依賴性，使該層看上去變黑。在又一模式中，將面內(nèi)相位差授予負相差板，將該板轉(zhuǎn)變成雙軸相差板，從而也補償偏振片的視角依賴性，并獲得期望的CR視角特性。
在例如US 6,724,452B1中公開關于MVA模式的技術。上述突出部設置在像素內(nèi)部。由此突出部限定的步距(step)引起的局部光線發(fā)散或電壓降減小了像素的透射率。因此，該突出部是降低圖像質(zhì)量的一個因素。如果在陣列基片中形成的任何兩個相鄰像素電極之間的間隔較大，則開口率將減小，從而不可避免地降低透射率。因此，期望該突出部的大小和像素電極之間的間隔盡可能地小，以確保高透射率和高圖像對比度。突出部的大小和像素電極之間的間隔由光學特性和定向穩(wěn)定性之間的折衷來確定。
近來，極需用于便攜式終端中的液晶顯示裝置顯示高對比度和高亮度的圖像。另外，需要液晶顯示裝置以高達300ppi或更高的高分辨率顯示圖像。分辨率越高，則像素電極將越小。如果采用MVA模式，則突出部與像素電極的表面積比將顯著增加。對比度和透射率將不可避免地下降很多。液晶顯示裝置會不再顯示足夠高質(zhì)量的圖像。因此，需要既能獲得常規(guī)地適合折衷關系的高分辨率，又能獲得高透射率和高對比率。
考慮到上述內(nèi)容作出了本發(fā)明。本發(fā)明的一個目的在于提供一種實現(xiàn)高透射率和高對比率的高分辨率液晶顯示裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種液晶顯示裝置，包括液晶顯示面板，該面板包括第一基片、與第一基片相對并與之有間隔地排列的第二基片、置于第一和第二基片之間并由具有負各向異性的介電常數(shù)的液晶制成的液晶層、在第一方向和與第一方向直角相交的第二方向上以矩陣形式排列在第一基片上的多個像素電極、以及設置在第二基片上重疊的多個突出部，它們與像素電極交疊，如在第一方向上所測的與像素電極的一側(cè)分開，向第一基片突出并配置成控制液晶分子定向的方向；和光學單元，它包括設置在第一基片外部的第一光學單元，它被配置成接收光并將該光作為圓偏振光發(fā)射到液晶顯示面板；以及設置在第二基片外部第一光學單元，它被配置成發(fā)射穿過液晶顯示面板的圓偏振光，并將該光作為線性偏振光發(fā)射，每個像素電極的主軸的長度等于或小于160μm，通過將突出部的高度除以第一和第二基片之間的間隙d所獲得的值為0.14-0.6，在第一方向上測量到的突出部的寬度等于或小于15μm，MIN(1a，1b)/d＜10，其中1a是多個像素電極中一個像素電極的位置坐標和突出部中與該像素電極重疊的一個突出部之間最短的距離，1b是位置坐標與比任何其它像素電極更靠近該位置坐標的像素電極的一端之間的最短距離，且MIN(1a，1b)是這些距離1a和1b中較短的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種液晶顯示裝置，包括液晶顯示面板，該面板包括第一基片、與第一基片相對并與之有間隔地排列的第二基片、置于第一和第二基片之間并由具有負各向異性的介電常數(shù)的液晶制成的液晶層、在第一方向和與第一方向直角相交的第二方向上以矩陣形式排列在第一基片上的多個像素電極、以及設置在第二基片上的多個突出部，它們與像素電極交疊，如在第一方向上所測的與像素電極的一側(cè)分開，向第一基片突出，具有范圍為0.5μm到2μm的高度，并被配置成控制液晶分子定向的方向；和光學單元，它包括設置在第一基片外部的第一光學單元，它被配置成接收光并將該光作為圓偏振光發(fā)射到液晶顯示面板、和設置在第二基片外部的第二光學單元，它被配置成發(fā)射穿過液晶顯示面板的圓偏振光，并將該光作為線性偏振光發(fā)射，每一像素電極的主軸的長度等于或小于160μm，第一和第二基片之間的間隙在2μm-5μm的范圍內(nèi)，且條紋狀的在第二方向上延伸、分別沿第二方向設置在像素電極上的突出部被排列成每個突出部沿第一方向?qū)⑾袼仉姌O分成幾乎大小相等的兩部分。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種液晶顯示裝置，包括液晶顯示面板，該面板包括第一基片、與第一基片之間相對并與之有間隔地排列的第二基片、置于第一和第二基片之間的由具有負各向異性的介電常數(shù)的液晶制成的液晶層、在第一方向和與第一方向直角相交的第二方向上以矩陣形式排列在第一基片上的多個像素電極，各像素電極具有在第一方向上延伸的主軸，以及設置在第二基片上的多個突出部，它們與像素電極交疊，如在第一方向上所測與像素電極的一側(cè)分開，向第一基片突出并被配置成控制液晶分子定向的方向；和光學單元，它包括設置在第一基片外部的第一光學單元，它被配置成接收光并將該光作為圓偏振光發(fā)射到液晶顯示面板發(fā)射；和設置在第二基片外部的第二光學單元，它被配置成發(fā)射穿過液晶顯示面板的圓偏振光并將該光作為線性偏振光發(fā)射，每一像素電極的主軸的長度等于或小于160μm，通過將突出部的高度除以第一和第二基片之間的間隙d所獲得的值為0.14-0.6，在第一方向上測量到的突出部的寬度等于或小于15μm，條紋狀的在第二方向上延伸、分別沿第二方向設置在像素電極上的突出部，被排列成每個突出部沿第一方向?qū)⑾袼仉姌O分成幾乎大小相等的兩部分，且第一和第二光學單元的每一個都由具有傳輸軸的偏振片和置于該偏振片上的相差板組成，該相差板具有至少1/4的相位差和與所述傳輸軸成30°至60°角的易傳輸軸(transmission-easy axis)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種液晶顯示裝置，包括液晶顯示面板，該面板包括第一基片、與第一基片之間相對并與之有間隔的第二基片、置于第一和第二基片之間的由具有負各向異性的介電常數(shù)的液晶制成的液晶層、在第一方向和與第一方向直角相交的第二方向上以矩陣形式排列在第一基片上的多個像素電極，各像素電極具有在第一方向上延伸的主軸，以及設置在第二基片上的多個突出部，它們與像素電極交疊，如在第一方向上所測與像素電極的一側(cè)分開，向第一基片突出并被配置成控制液晶分子定向的方向；和光學單元，它包括設置在第一基片外部的第一光學單元，它被配置成接收光并將該光作為圓偏振光發(fā)射給液晶顯示面板、和設置在第二基片外部的第二光學單元，它被配置成發(fā)射穿過液晶顯示面板的圓偏振光并將該光作為線性偏振光發(fā)射，每一像素電極的主軸的長度等于或小于160μm，通過將突出部的高度除以第一和第二基片之間的間隙d所獲得的值為0.14-0.6，
在第一方向上測量到的突出部的寬度等于或小于15μm，且所述突出部基本上為半圓并分別與像素電極的中心部分相對。
本發(fā)明的其它優(yōu)點將在下面的說明書中闡述，且其一部分將從說明書明顯看出或通過本發(fā)明的實踐認識到。本發(fā)明的優(yōu)點將通過在下面特別指出的手段和組合實現(xiàn)和獲得。


包括在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的實施例，并與以上給出的總的說明以及下面給出的實施例的詳細說明一起用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的實施例1的液晶顯示裝置的截面圖；圖2為圖1所示的液晶顯示裝置的另一截面圖；圖3為圖1和2所示的陣列基片的平面圖；圖4為示出從反基片看到的根據(jù)實施例1的液晶顯示裝置的像素電極和突出部的平面圖；圖5為示出圖4所示的像素電極之一和突出部之一的放大平面圖；圖6為示出從反基片看到的根據(jù)本發(fā)明實施例的實施例4的液晶顯示裝置的像素電極和突出部的平面圖；圖7為示出圖6所示的像素電極之一和突出部之一的放大平面圖；圖8為示出當對角線圖像尺寸、像素間距、像素大小和突出部寬度變化時根據(jù)本發(fā)明實施例的實施例1-4的液晶顯示裝置的開口率和光學特性如何變化的表格；圖9為示出從反基片看到的根據(jù)本發(fā)明實施例的實施例5的液晶顯示裝置的像素電極和突出部的平面圖；圖10為示出圖9所示的像素電極之一和突出部之一的放大平面圖；圖11為示出從反基片看到的根據(jù)本發(fā)明實施例的實施例6的液晶顯示裝置的像素電極和突出部的平面圖；圖12為示出圖11所示的像素電極之一和突出部之一的放大平面圖；
圖13為表示根據(jù)本發(fā)明實施例的液晶顯示裝置的響應速度的變化和在第一方向上測量到的各突出部的一側(cè)與相應像素電極的一端之間的最小距離之間的關系；圖14為示出從反基片看到的根據(jù)本發(fā)明實施例的對比示例的液晶顯示裝置的像素電極和突出部的平面圖；圖15為示出圖14所示的像素電極之一和突出部之一的放大平面圖；圖16為示出根據(jù)本發(fā)明實施例的對比示例的液晶顯示裝置的開口率和光學特性的表格示圖。
具體實施例方式
下面將參照

根據(jù)本發(fā)明本實施例的液晶顯示裝置。
如圖1-3所示，透射型的液晶顯示裝置包括液晶顯示面板1、光學單元2和背光燈單元3。
液晶顯示面板1包括陣列基片4、與陣列基片之間相對并與之有間隔地排列的反基片5、及置于陣列基片4和反基片5之間的液晶層6。陣列基片4為第一基片。反基片5為第二基片。液晶顯示面板1具有與陣列基片4和反基片5重疊的顯示區(qū)R1。液晶顯示面板1具有多個像素區(qū)R2。像素區(qū)R2具有設置在顯示區(qū)R1中的透明區(qū)R3。像素區(qū)R2排列成行和列，形成矩陣。行在第一方向d1上延伸，而列在第二方向d2上延伸。
陣列基片4包括用作透明絕緣基片的玻璃基片10。在玻璃基片10上，掃描線11和信號線12在顯示區(qū)R1中排列成矩陣。在玻璃基片10上，還設置與掃描線平行地延伸的輔助電容線(auxiliary capacity line)。在本實施例中，各透明區(qū)R3由兩條相鄰掃描線11和兩條相鄰信號線圍繞。在玻璃基片10上，對每個像素區(qū)R2都形成一個像素單元14。
將詳細說明同樣的像素單元14之一。
像素單元14具有像素電極18、TFT 16及輔助電容元件(未示出)。像素電極18由諸如ITO(氧化銦錫)之類的透明導電薄膜制成。TFT 16與像素電極相連且TFT 16用作開關元件。TFT 16和輔助電容元件以及掃描線11、信號線12和絕緣層15一起在玻璃基片10上形成。層間絕緣薄膜17在絕緣層15和TFT 16上形成。
像素電極18在層間絕緣薄膜17上形成并經(jīng)由在層間絕緣薄膜17上制成的接觸孔17a與TFT 16連接。像素電極18具有在第一方向d1上延伸的主軸。像素電極18的邊緣與掃描線11和信號線12重疊。因此，像素電極18與像素區(qū)R2和透明區(qū)R3重疊。在玻璃基片10和像素電極18上形成垂直定向型的定向薄膜19。
反基片5包括用作透明絕緣基片的玻璃基片30。在顯示區(qū)中，紅色層40R、綠色層40G和藍色層40B在玻璃基片40上形成。有色層40R、40G和40B形成濾色鏡40。在玻璃基片30和濾色鏡40上形成由諸如ITO之類的透明導電薄膜制成的反電極31。
在反電極31上形成多個突出部32。突出部32設置在反電極31上并與像素電極18重疊。在第一方向d1上看，突出部32放置在距像素電極18周圍相對邊的一定間隔處。突出部32向陣列基片4突出。突出部32控制與像素電極18相對的液晶層6的液晶分子6a傾斜的傾斜方向。在玻璃基片30和突出部32上，形成垂直定向類型的定向薄膜33。
陣列基片4和反基片5相對排列，其間由用作間隔物的柱形間隔物(未示出)彼此隔開。陣列基片4和反基片5設置在兩個基片的邊緣部分中的密封件(未示出)結(jié)合在一起。在由陣列基片4、反基片5和密封件圍繞的區(qū)域中形成液晶層6。液晶層6由基于氟的液晶材料制成。液晶材料為n型并具有0.09的Δn(各向異性折射率)、-5的Δε(各向異性介電常數(shù))和旋轉(zhuǎn)粘度系數(shù)100mPa·S。如上所述，液晶層6由具有負各向異性介電常數(shù)的液晶材料制成。
光學單元2包括第一光學單元50和第二光學單元60。第一光學單元50設置在陣列基片4外部。第二光學單元60設置在反基片外部。第一光學單元50具有相差板51和偏振片52。相差板51具有1/4的相位差和易傳輸軸51a。偏振片52在相差板51上形成并具有與易傳輸軸51a成45°角的傳輸軸52a。相差板51和起偏振片52相互迭加形成一迭層。
第二光學單元60具有相差板61和偏振片62。相差板61具有1/4的相位差和易傳輸軸61a。偏振片62在相差板61上形成并具有與易傳輸軸61a成45°角的傳輸軸62a。相差板61和偏振片62相互迭加形成一迭層。
背光燈單元3設置在偏振片52的外表面一側(cè)。背光燈單元3具有光波導3a、光源3b和反射器3c。光波導3a與偏振片52相對并包括光波導板。光源3b和反射器3c面向光波導3a的一側(cè)。
因此，第一光學單元50接收背光燈并將其轉(zhuǎn)換成施加在液晶顯示面板1上的圓偏振光。第二光學單元60接收穿過液晶顯示面板1的圓偏振光并將其轉(zhuǎn)換成線性偏振光。在本實施例中，光學單元2以圓偏振光模式操作。
在此模式中，對于具有波長范圍為從530nm至580nm的光束，橢圓率被設置成1。
將根據(jù)配置說明上述液晶顯示裝置。
(實施例1)如從圖1、2、4、5和8中可見，實施例1是可用作便攜式終端的顯示單元的液晶顯示裝置。該裝置的顯示器的大小按對角線為2.4英寸。它具有排列成640(在垂直方向，或第一方向d1上)和480(在水平方向或第二方向d2上)的像素。它是VGA彩色有源矩陣型的液晶顯示裝置。每一像素由三個像素單元即紅、綠和藍單元組成。因此，該裝置具有640(在垂直方向上)×1440(在水平方向上)個像素。分辨率(像素間距)為332ppi。
像素單元14的大小為75μm(在垂直方向上)×25μm(在水平方向上)。像素電極18為矩形。任何兩個相鄰像素電極18的邊界之間的間隙1p約為8μm。
突出部32具有基本為半圓的橫截面。它們狀如條紋，在第二方向d2上延伸(從而平行于各像素電極的較短一側(cè)延伸)。突出部32設置成與排列在第二方向上的像素電極18一一對應。各突出部32位于將設置在透明區(qū)R3中的一個像素電極18分成幾乎相同大小的兩部分的位置(像素中心)處，這兩個部分并排地排列在第一方向d1上。突出部32具有第一方向d1上約10μm的寬度W和約1.5μ的高度h。它們由丙烯酸感光樹脂制成。液晶顯示裝置的顯示模式為2分區(qū)MVA模式。
設置在像元區(qū)R2中且不與突出部32重疊的陣列基片4與反基片5分隔開，形成3μm的間隙d。突出部的高度h為間隙d的一半(0.5)。由間隙d分割的突出部32的高度h為0.5。
液晶顯示裝置被設計成滿足下列關系(1)MIN(1a，1b)/d＜10…(1)其中，如圖5所示，1a為突出部32和不與突出部32重疊但與透明區(qū)R3重疊的像素電極18的位置坐標P之間的最短距離，1b為位置坐標P和像素電極與比任何其它透明區(qū)更靠近位置坐標P的透明區(qū)R3重疊的那一端之間最短的距離，且MIN(1a，1b)是這些距離1a和1b中較短的。
在圖5中，對于給定的位置坐標P1(1a，1b)＝(7μm，5μm)，MIN(1a，1b)為5μm，而MIN(1a，1b)/d為1.7(＝5/3＜10)。該值滿足關系(1)。另外，對于給定的位置坐標P2和P3，MIN(1a，1b)滿足關系(1)，具體以下對于P2(1a，1b)＝(8μm，10μm)MIN(1a，1b)/d＝8/3＝2.7＜10對于P3(1a，1b)＝(20μm，4μm)MIN(1a，1b)/d＝4/3＝1.3＜10液晶顯示裝置被配置成突出部32排列成使有效開口率最大化同時滿足以上指定的關系(1)。即，不與突出部重疊但與透明區(qū)R3重疊的像素電極18的總面積S(相對開口率)的最大值為34％。
如圖8所示，液晶顯示裝置滿足關系(1)并具有透明像素電極的最大總面積S。然而，顯示器能在所有像素區(qū)R2中保持足夠的定向穩(wěn)定性。透射率為3.3％，對比率為450。因此，液晶顯示裝置展示出良好的光學特性。
(實施例2)實施例2的液晶顯示裝置用作例如便攜式終端的顯示單元。裝置的顯示器按對角線大小為2.8英寸并稍大于根據(jù)實施例1的顯示器。它具有640(在垂直方向上)×480(在水平方向上)像素。它是VGA彩色有源矩陣型的液晶顯示裝置。其分辨率(即，像素間距p)為286ppi。各像素14的大小為90μm×30μm。
根據(jù)實施例2的液晶顯示裝置滿足以上給出的關系(1)。突出部32以滿足關系(1)的最佳狀態(tài)排列。即，它們排列成有效開口率為最大。透明像素電極的總面積S(即，相對開口率)的最大值為45％。
如圖8所示，雖然透明像素電極的總面積S為最大，但在滿足關系(1)的液晶顯示裝置中的所有像素區(qū)R2中都達到了足夠的定向穩(wěn)定性。透射率為4.3％，對比率為480。因此，根據(jù)實施例2的液晶顯示裝置展示出良好的光學特性。
(實施例3)根據(jù)實施例3的液晶顯示裝置用作例如便攜式終端的顯示單元。該裝置的顯示器按對角線大小為2.8英寸，并且與根據(jù)實施例2的顯示器一樣大。它具有640(在垂直方向上)×480(在水平方向上)個像素。它是VGA彩色有源矩陣型的液晶顯示裝置。它的結(jié)構(gòu)與根據(jù)實施例2的裝置的不同之處僅在于突出部32成形為具有較大的高寬比。更精確地說，突出部32在第一方向d1上測得的寬度W約為7μm，高度h約為1.5μm。
根據(jù)實施例3的液晶顯示裝置滿足以上列出的關系(1)。突出部32排列成最佳狀態(tài)使有效開口率可以最大化，落在關系(1)的范圍內(nèi)。透明像素電極的總面積(即，相對開口率)的最大值為48％。
如圖8所示顯而易見，雖然透明像素電極的總面積S為最大，但在滿足關系(1)的液晶顯示裝置中的所有像素區(qū)R2中都達到了足夠的定向穩(wěn)定性。透射率為4.6％，對比率為500。因此，根據(jù)實施例3的液晶顯示裝置展示出良好的光學特性。
(實施例4)根據(jù)實施例4的液晶顯示裝置用作例如便攜式終端的顯示單元。該裝置的顯示器按對角線大小為2.8英寸，并且與根據(jù)實施例2和3的顯示器一樣大。它具有640(在垂直方向上)×480(在水平方向上)像素。它是VGA彩色有源矩陣型的液晶顯示裝置。它的結(jié)構(gòu)與根據(jù)實施例2和3的裝置的不同之處僅在于突出部32。
如圖6和7所示，突出部32設置在反基片5上并與像素電極18重疊。各突出部32被定位于面向與透明區(qū)R3重疊的像素電極18的中心部分。突出部32為半圓。它們具有約15μm的直徑D(在第一方向d1上的寬度W和第二方向d2上的寬度)和約1.5μm的高度h。突出部32由普通感光丙烯酸樹脂制成。因此，它們能以低成本制備。
對每個像素電極18都提供突出部32。各突出部32與像素電極18的分別在第一方向d1和第二方向d2上延伸的那些側(cè)面分隔開。根據(jù)實施例4的液晶顯示裝置以連續(xù)徑向定向型的MVA模式操作。不用說，突出部32可控制構(gòu)成液晶層6的液晶分子6a傾斜的方向。面向突出部32的液晶層6的液晶分子6a在從突出部32徑向定向。
實施例4的液晶顯示器滿足以上給出的關系(1)。在例如位置坐標P4、P5、P6和P7處滿足關系(1)。突出部32排列成這種最佳狀態(tài)，使得有效開口率可最大化，落在關系(1)的范圍內(nèi)。透明像素電極的總面積S(即，相對開口率)為最大值48％。
如圖8所示，雖然透明像素電極的總面積S為最大，但在滿足關系(1)的液晶顯示裝置中的所有像素區(qū)R2中達到了足夠的定向穩(wěn)定性。透射率為4.6％，對比率為500。因此，根據(jù)實施例4的液晶顯示裝置展示出良好的光學特性。
(實施例5)根據(jù)實施例5的液晶顯示裝置用作例如便攜式終端的顯示單元。該裝置的顯示器按對角線大小為2.8英寸，并且與根據(jù)實施例2的顯示器一樣大。它具有640(列)×480(在水平方向上)個像素。它也是VGA彩色有源矩陣型的彩色液晶顯示裝置。它與根據(jù)實施例2的裝置的不同之處僅在于像素電極18。
如圖9和10所示，與實施例2不同，每一像素電極18由相同大小的兩個部分組成，這兩個部分在第一方向上并排排列并在第二方向上相對彼此位移約Ip/4。不論從第一方向或第二方向看，任兩個相鄰部分在形狀上彼此對稱。
根據(jù)實施例5的液晶顯示裝置滿足以上列出的關系(1)。在例如位置坐標P8、P9和P10處滿足關系(1)。突出部32排列成這種最佳狀態(tài)，使得有效開口率可最大化，落在關系(1)的范圍內(nèi)。透明像素電極的總面積S(即，相對開口率)為最大值。
雖然透明像素電極的總面積S為最大，但在滿足關系(1)的液晶顯示裝置中的所有像素區(qū)R2中達到了足夠的取向穩(wěn)定性，在滿足關系(1)的液晶顯示裝置中的所有像素區(qū)R2中達到了足夠的定向穩(wěn)定性。由突出部32在第一方向d1上分隔開的拱形像素電極18相互不對稱。因此，實施例5在定向穩(wěn)定性方面優(yōu)于實施例2。根據(jù)實施例5的液晶顯示裝置也展示出良好的光學特性。
(實施例6)根據(jù)實施例6的液晶顯示裝置用作例如便攜式終端的顯示單元。該裝置的顯示器按對角線大小為2.8英寸，并且與根據(jù)實施例2的顯示器一樣大。它具有640(在垂直方向上)×480(在水平方向上)像素。它也是VGA彩色有源矩陣型的彩色液晶顯示裝置。它與根據(jù)實施例5的裝置的不同之處僅在于突出部32。
如圖11和12所示，突出部32與實施例4一樣為半圓。各突出部32設置在與透明區(qū)R3重疊的像素電極18的中心部分。突出部32具有約15μm的直徑D(在第一方向d1上的寬度W和第二方向d2上的寬度)和約1.5μm的高度h。各突出部32與像素電極18的分別在第一方向d1和第二方向d2上延伸的那些側(cè)面分隔開。
根據(jù)實施例6的液晶顯示裝置滿足以上給出的關系(1)。在例如位置坐標P11、P12、P13和P14處滿足關系(1)。突出部32排列成這種最佳狀態(tài)，使得有效開口率可以最大化，落在關系(1)的范圍內(nèi)。透明像素電極的總面積S(即，相對開口率)為最大值。
雖然透明像素電極的總面積S為最大，但根據(jù)實施例6的液晶顯示裝置滿足關系(1)并獲得了足夠的定向穩(wěn)定性。由突出部32在第一方向d1上分隔開的拱形像素電極18相互不對稱。因此，實施例6可具有較高定向穩(wěn)定性。此液晶顯示裝置展示出良好的光學特性。
除以上詳細說明之外的任何結(jié)構(gòu)特征中，實施例2-6與實施例1相同。因此，與實施例1相同的組件以相同的標號表示且未詳細描述。
將描述具有較低透射率和較小對比率的液晶顯示器的對比示例。對比示例與上述實施例相似，與任一實施例相同的組件以相同的標號表示且不再贅述。
(可比示例)如圖14、15和16所示，根據(jù)對比示例的液晶顯示裝置的顯示器按對角線大小為2.4英寸。它具有640(在垂直方向上)×480(在水平方向上)個像素，并且是VGA彩色有源矩陣型的彩色液晶顯示裝置。其分辨率(即，像素間距p)為332ppi。
每一像素14的大小為75μm×25μm。像素電極18為矩形。
對比示例的突出部32具有基本為半圓的橫截面。它們狀如在第一方向d1上延伸的條紋。各突出部32與在第一方向d1上排列的像素電極18重疊，突出部32延伸成好像它沿像素電極18的中心線將與透明區(qū)R3重疊的各像素電極18分成相同大小的兩個部分一樣。突出部32在第二方向d2上寬度約為10μmW，且高度約為1.5μm。根據(jù)對比示例的液晶顯示裝置的顯示模式為2分區(qū)MVA模式。
根據(jù)對比示例的液晶顯示裝置滿足關系(1)。在例如位置坐標P15、P16和P17處滿足關系(1)。此裝置滿足用于顯示高分辨率圖像的條件并具有在第一方向d1上延伸的突出部32。因此，透明像素電極的總面積S(即，相對開口率)低至12％，而透射率低至1.1％。另外，對比度小到100。因此，根據(jù)對比示例的液晶顯示裝置未展示良好的光學特性。
這是不可避免的，因為突出部32與像素電極18的面積比的增加由于圖像的高分辨率和突出部32比開口率的減小要多。結(jié)果，有效開口率減小，而通過突出部32的光量增加。在突出部32處通過的光量增加是因為液晶分子在各突出部32的邊緣處進行預傾斜。
考慮到透射率和對比率，期望盡可能地減少突出部在透明區(qū)R3中占用的面積。在根據(jù)對比示例的液晶顯示裝置中，因為高分辨率、高開口率和高對比率的組成具有折衷關系，所以難以共存。
在根據(jù)本實施例的液晶顯示裝置中，突出部32在第二方向d2上延伸，每一突出部將像素電極18分成在第一方向d1上并排排列的相同大小的兩個部分，并且它們狀如條紋。如果突出部32為半圓，則每個突出部設置在像素電極18的中心部分并與像素電極18的分別在第一方向d1和第二方向d2上延伸的那些側(cè)面分隔開。本實施例的突出部32排列成這種最佳狀態(tài)使得有效開口率可以最大化，落在關系(1)的范圍內(nèi)。因此，即使裝置滿足用于顯示高分辨率圖像的條件，透明像素電極的總面積也可以是最大值。根據(jù)本發(fā)明的任一實施例的液晶顯示裝置能獲得良好的光學特性，諸如高透射率和高對比率。因為液晶顯示裝置滿足以上給出的關系(1)，所以突出部32和/或像素電極18的邊緣電場在所有位置坐標P處作用。因此，顯示器能保持足夠的定向穩(wěn)定性。因此，它不僅展示出高透射率和高對比率，還展示出高定向穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的實施例中，各突出部32在第二方向d2上延伸，因此，液晶分子6a取向于第一方向d1或第二方向d2。也就是說，它們在顯示屏幕中向上、向下、向左和向右定向。因此，液晶顯示裝置能具有比突出部32垂直于對角線延伸的情況中更大的視角。
條紋狀突出部32排列成好象將每個像素電極18在主軸方向上分割成相同大小的兩個部分一樣。每個像素電極18的兩個部分為正方形或形狀象正方形。在與第一方向d1相反的方向上施加到液晶6的邊緣電場和在與第二方向d2相反的方向上施加到液晶6的邊緣電場同等地作用與每一像素電極18的兩個部分上。因此，液晶分子6a可在第一方向d1和第二方向d2上均勻地定向。在此情況下，視角當然能相對于垂直方向和水平方向增大。
如圖13所示，任何液晶顯示裝置必須具有特定的響應時間以顯示期望質(zhì)量的圖像。如果各突出部32在第一方向d1的一側(cè)與一像素電極18的相應那端之間最短的距離等于或小于80μm，則本發(fā)明實施例可具有至少30ms的響應時間。因此，如果所述最短距離等于或小于80μm，則液晶顯示裝置能顯示期望質(zhì)量的圖像。
該裝置能獲取高透射率和高對比率。因此，該裝置能顯示高分辨率圖像。能高產(chǎn)量、低成本地提供顯示高分辨率圖像的液晶顯示裝置。
本發(fā)明不限于上述實施例。在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)能進行各種變化和修改。例如，即使透明像素電極的總面積接近于但不是確切的最大值，則能獲得與總面積S為最大值的情況中相同的有利條件。這里使用的接近最大值的值，指最大值的至少70％但小于100％。
像素電極18的主軸應等于或小于160μm，最好應等于或小于67.5μm。h/d的值應為0.14-0.6。突出部32在第一方向d1上測量到的寬度應等于或小于15μm。如果高寬比h/d的范圍為0.14-0.6，則突出部32應具有0.5μm-2μm的高度和2μm-5μm的寬度。突出部32如果狀如條紋則可具有三角形橫截面或任何其它多邊形橫截面。
對于相差板51和61而言具有至少1/4的相位差就足夠了。傳輸軸52a與易傳輸軸51a之間角度的范圍可以是30°-60°。傳輸軸62a與易傳輸軸61a之間角度的范圍可以是30°-60°。對于波長范圍為530nm-580nm的光束，可以將光學單元2設置成圓偏振光模式或其中橢圓率等于或大于0.4但不超過1的橢圓偏振光模式。
定向穩(wěn)定性可通過在像素電極18中制造縫隙、孔或槽增強，從而改善施加于液晶層6的電場的非對稱性，或者定向穩(wěn)定性可通過最優(yōu)化液晶分子6a的電場響應增強。
即使分辨率(即，像素間距p)等于或大于210ppi，液晶顯示裝置也能獲得上述優(yōu)點?？梢栽诟飨袼仉姌O上迭加放置幾個突出部32。液晶顯示裝置不限于透射型；它可以是半透射型。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括液晶顯示面板，所述面板包括第一基片、與第一基片相對但與之有間隙地排列的第二基片、置于所述第一和第二基片之間并由具有負各向異性的介電常數(shù)的液晶制成的液晶層、在第一方向和與所述第一方向直角相交的第二方向上以矩陣形式排列在所述第一基片上的多個像素電極、以及設置在所述第二基片上的多個突出部，每個像素電極具有在所述第一方向上延伸的主軸，所述多個突出部與像素電極交疊，如在第一方向上測得的與像素電極的一側(cè)分隔開，向所述第一基片突出并被配置成控制液晶分子定向的方向；以及光學單元，它包括設置在所述第一基片外部的第一光學單元，它被配置成接收光并將所述光作為圓偏振光發(fā)射到所述液晶顯示面板、和設置在所述第二基片外部的第二光學單元，它被配置成發(fā)射穿過所述液晶顯示面板的圓偏振光并將所述光作為線性偏振光發(fā)射，所述每一像素電極的主軸的長度等于或小于160μm，通過將所述突出部的高度除以所述第一和第二基片之間的間隙d所獲得的值為0.14-0.6，在所述第一方向上測量到的所述突出部的寬度等于或小于15μm，且MIN(1a，1b)/d＜10，其中1a是多個像素電極中一個像素電極的位置坐標和突出部中與所述像素電極重疊的一個突出部之間的最短距離，1b是所述位置坐標與比任何其它像素電極更靠近所述位置坐標的像素電極的一端之間的最短距離，且MIN(1a，1b)是這些距離1a和1b中較短的。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述光學單元以橢圓偏振光模式或圓偏振光模式操作，所述橢圓偏振光模式對具有波長范圍為530nm-580nm的光束采用等于或大于0.4但不超過1的橢圓率。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述突出部的形狀如條紋，且在所述第二方向上延伸，分別沿所述第二方向設置在所述像素電極上，并排列成每一突出部沿所述第一方向?qū)⑺鱿袼仉姌O分成幾乎相同大小的兩個部分；所述突出部具有范圍為0.5μm-2μm的高度；且所述間隙d的范圍為2μm-5μm。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述突出部的形狀如條紋，且在所述第二方向上延伸，分別沿所述第二方向設置在所述像素電極上，并排列成每一突出部沿所述第一方向?qū)⑺鱿袼仉姌O分成幾乎相同大小的兩個部分；所述第一和第二光學單元中的每一個都由具有傳輸軸的偏振片和放置在所述偏振片上的相差板組成，所述相差板具有至少1/4的相位差且易傳輸軸與傳輸軸之間成30°-60°角。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述突出部基本上為半圓且分別與所述像素電極的中心部分相對。
6.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述每一像素電極由在所述第一方向上并排排列并在所述第二方向上相互相對偏移的相同大小的兩個部分組成。
7.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括液晶顯示面板，所述面板包括第一基片、與所述第一基片相對但與之有間隙地排列的第二基片、置于所述第一和第二基片之間并由具有負各向異性的介電常數(shù)的液晶制成的液晶層、在第一方向和與第一方向直角相交的第二方向上以矩陣形式排列在所述第一基片上的多個像素電極、以及設置在所述第二基片上的多個突出部，每個像素電極具有在所述第一方向上延伸的主軸，所述多個突出部與像素電極交疊，如在所述第一方向上測得的與像素電極的一側(cè)分隔開，向所述第一基片突出，具有范圍為0.5μm-2μm的高度，并被配置成控制液晶分子定向的方向；以及光學單元，它包括設置在所述第一基片外部的第一光學單元，它被配置成接收光并將所述光作為圓偏振光發(fā)射到所述液晶顯示面板、和設置在所述第二基片外部的第二光學單元，它被配置成發(fā)射穿過所述液晶顯示面板的圓偏振光并將所述光作為線性偏振光發(fā)射，所述每一像素電極的主軸的長度等于或小于160μm，所述第一和第二基片由其范圍為2μm-5μm的間隙d分隔開，在所述第一方向上測量到的所述突出部的寬度等于或小于15μm，且所述突出部呈條紋狀，在所述第二方向上延伸，分別沿所述第二方向設置在所述像素電極上，并排列成所述每個突出部沿所述第一方向?qū)⑾袼仉姌O分成幾乎大小相等的兩個部分。
8.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括液晶顯示面板，所述面板包括第一基片、與第一基片相對但與之有間隙地排列的第二基片、置于所述第一和第二基片之間并由具有負各向異性的介電常數(shù)的液晶制成的液晶層、在第一方向和與第一方向直角相交的第二方向上以矩陣形式排列在所述第一基片上的多個像素電極，所述各像素電極具有在第一方向上延伸的主軸，以及設置在所述第二基片上的多個突出部，它們與所述像素電極交疊，如在第一方向上測得的與所述像素電極的一側(cè)分隔開，向所述第一基片突出并被配置成控制液晶分子定向的方向；和光學單元，它包括設置在所述第一基片外部的第一光學單元，它被配置成接收光并將所述光作為圓偏振光發(fā)射到所述液晶顯示面板、和設置在所述第二基片外部的第二光學單元，它被配置成發(fā)射穿過所述液晶顯示面板的圓偏振光并將所述光作為線性偏振光發(fā)射，所述每一像素電極的主軸的長度等于或小于160μm，通過將所述突出部的高度除以所述第一和第二基片之間的間隙d所獲得的值為0.14-0.6，在第一方向上測量到的所述突出部的寬度等于或小于15μm，所述突出部呈條紋狀，在第二方向上延伸，分別沿第二方向設置在所述像素電極上，并排列成所述每個突出部沿第一方向?qū)⑺鱿袼仉姌O分成幾乎大小相等的兩個部分，且所述每個第一和第二光學單元由具有傳輸軸的偏振片和放置在所述偏振片上的相差板組成，所述相差板具有至少1/4的相位差和與所述傳輸軸成30°至60°角的易傳輸軸。
9.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括液晶顯示面板，所述面板包括第一基片、與所述第一基片相對但與之有間隙地排列的第二基片、置于所述第一和第二基片之間并由具有負各向異性的介電常數(shù)的液晶制成的液晶層、在第一方向和與所述第一方向直角相交的第二方向上以矩陣形式排列在所述第一基片上的多個像素電極，所述各像素電極具有在所述第一方向上延伸的主軸、以及設置在所述第二基片上的多個突出部，它們與所述像素電極交疊，如在第一方向上測得的與像素電極的一側(cè)分隔開，向所述第一基片突出并被配置成控制所述液晶分子定向的方向；以及光學單元，它包括設置在所述第一基片外部的第一光學單元，它被配置成接收光并將所述光作為圓偏振光發(fā)射到液晶顯示面板、和設置在所述第二基片外部的第二光學單元，它被配置成發(fā)射穿過所述液晶顯示面板的圓偏振光并將所述光作為線性偏振光發(fā)射，所述每一像素電極的主軸的長度等于或小于160μm，通過將所述突出部的高度除以所述第一和第二基片之間的間隙d所獲得的值為0.14-0.6，在所述第一方向上測量到的突出部的寬度等于或小于15μm，且所述突出部基本上為半圓并分別與像素電極的中心部分相對。
全文摘要
一種液晶顯示裝置，包括液晶顯示面板和光學單元。該液晶顯示面板包括第一基片、第二基片、多個像素電極(18)和多個突出部(32)。每個像素電極(18)具有長度等于或小于160μm的主軸。將突出部(32)的高度除以第一和第二基片之間的間隙d所獲得的值為0.14－0.6。在第一方向上測得該突出部的寬度等于或小于15μm。該裝置滿足MIN(la，lb)/d＜10的關系。
文檔編號G02F1/1335GK1908785SQ200610110910
公開日2007年2月7日 申請日期2006年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月1日
發(fā)明者山田義孝, 武田有廣, 吉田典弘, 三本高志, 森本浩和 申請人:東芝松下顯示技術有限公司