專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)基于并要求分別于2008年3月4日和2008年3月24日提交 的日本專利申請(qǐng)No. 2008-052912和No. 2008-076185的優(yōu)先權(quán)，以引證 方式將其全部內(nèi)容并入于此。
具有在沒有施加電壓的情況下垂直于基板配向的液晶分子的垂直配 向型液晶單元，利用設(shè)置在配置有正交尼克耳透鏡(cross-Nicol)的兩個(gè) 偏光板之間的液晶單元，在沒有施加電壓的情況下提供了非常好的黑顯 示。該液晶單元通過在該液晶單元與上和下偏光板中的一個(gè)或二者之間
設(shè)置具有適當(dāng)參數(shù)的負(fù)光學(xué)各向異性的光學(xué)補(bǔ)償板進(jìn)一步提供了非常好 的視角特性。例如在JP-A-2005-234254中公開了使用垂直配向型液晶單 元的液晶顯示裝置。
巳經(jīng)提出了兩種類型的垂直配向型液晶單元， 一種具有單域配向， 該單域配向具有沿顯示面內(nèi)(display in-plane)方向的均勻配向狀態(tài)，而 另一種具有多域配向，該多域配向具有多個(gè)域，該多個(gè)域具有不同配向 狀態(tài)并設(shè)置在顯示面內(nèi)。己經(jīng)提出了摩擦(rubbing)處理、光學(xué)配向處 理等，作為用于單域的配向處理，并且已經(jīng)提出了利用穿過像素電極形 成開口而生成的傾斜電場(chǎng)來控制配向的方法和其它方法，作為用于多域 的配向處理。
特別是單域垂直配向型的垂直配向型液晶單元具有預(yù)傾角，以使液 晶分子在沒有施加電壓的情況下相對(duì)于基板法線方向稍微傾斜，而在有 施加電壓的情況下抑制配向缺陷。具有垂直配向型液晶單元的液晶顯示裝置可以通過有源矩陣驅(qū)動(dòng)法 或單一矩陣驅(qū)動(dòng)法(多路驅(qū)動(dòng)法)來驅(qū)動(dòng)。對(duì)于有源矩陣驅(qū)動(dòng)法，使用
諸如薄膜晶體管(TFT)的有源元件。
最優(yōu)偏壓法通常被用于多路驅(qū)動(dòng)(multiplex driving)法，所使用的 驅(qū)動(dòng)波形是具有幀內(nèi)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)(一行反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng))的A波形、具有幀反轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)的B波形、具有N行反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的C波形，以及其它波形。因?yàn)锽波 形能夠減小驅(qū)動(dòng)期間的功耗，所以目前B波形廣泛用于多路驅(qū)動(dòng)型液晶 顯示裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供具有改進(jìn)顯示質(zhì)量的液晶顯示裝置。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種液晶顯示裝置，其包括垂直 配向型液晶單元，其包括形成有第一電極的第一基板、形成有第二電極 并且面對(duì)所述第一基板的第二基板，以及夾在所述第一基板與所述第二 基板之間并且包含具有預(yù)傾角的液晶分子的液晶層；將垂直配向型液晶 單元夾在其中的一對(duì)偏光板；以及用于在所述第一電極和所述第二電極 之間施加具有多路驅(qū)動(dòng)波形的電壓的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中，在與所述第一基 板的或所述第二基板的表面平行的顯示面內(nèi)，所述第一電極和所述第二 電極中的至少一個(gè)具有與第一邊界和第二邊界交替地接合的Z字形邊界，
該第一邊界與在沒有施加電壓的情況下沿著所述液晶層的厚度方向的中 間區(qū)域中的液晶分子的指向矢(director)的顯示面內(nèi)分量垂直，該第二 邊界沿著與所述第一邊界交叉的方向延伸。


圖1A是根據(jù)第一實(shí)施方式或第一比較例的液晶顯示裝置的示意截 面圖，圖1B是表示第一實(shí)施方式或第一比較例的在與上和下配向膜交界 處成預(yù)傾角的液晶分子的方位角方向、沿液晶層厚度方向的中間區(qū)域中 的液晶分子的指向矢的方位角方向、以及上和下偏光板的吸收軸方向的 平面圖。圖2是例示第一比較例的液晶單元的公共電極和分段電極的圖案的 平面圖。
圖3表示并列地例示第一比較例的液晶顯示裝置的多路驅(qū)動(dòng)的各驅(qū) 動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。
圖4是例示第一實(shí)施方式的液晶單元的公共電極和分段電極的圖案 的平面圖。
圖5表示并列地例示第一實(shí)施方式的液晶顯示裝置的多路驅(qū)動(dòng)的各 驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。
圖6A是根據(jù)第二實(shí)施方式或第二比較例的液晶顯示裝置的示意截 面圖，而圖6B是表示第二實(shí)施方式或第二比較例的在與上和下配向膜交 界處成預(yù)傾角的液晶分子的方位角方向、沿液晶層厚度方向的中間區(qū)域 中的液晶分子的指向矢的方位角方向、以及上和下偏光板的吸收軸方向 的平面圖。
圖7A到7D是并列地例示第二比較例的液晶顯示裝置的多路驅(qū)動(dòng)的 各驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。
圖8A到8D是并列地例示第二實(shí)施方式的液晶顯示裝置的多路驅(qū)動(dòng) 的各驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。
圖9A是例示第三比較例的液晶單元的公共電極和分段電極的圖案 的平面圖，圖9B是例示第三比較例(或第三實(shí)施方式)的指向矢的方位 角方向以及上和下偏光板的吸收軸方向的平面圖。
圖10表示并列地例示第三比較例的液晶顯示裝置的多路驅(qū)動(dòng)的各 驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。
圖11是例示第三實(shí)施方式的液晶單元的公共電極和分段電極的圖案 的平面圖。
圖12表示并列地例示第三實(shí)施方式的液晶顯示裝置的多路驅(qū)動(dòng)的 各驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。
圖13A到13C分別是例示多路驅(qū)動(dòng)的A波形、B波形以及C波形的圖。
圖14是例示多域像素的示意平面圖。圖15是根據(jù)另一實(shí)施方式的液晶顯示裝置的示意截面圖。 圖16A是例示顯示圖案和電極的實(shí)施例的平面圖，圖16B是例示覆 蓋電極的黑掩模的布局的實(shí)施例的平面圖。
具體實(shí)施例方式
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了以下現(xiàn)象，即，在垂直配向型液晶單元的多路驅(qū)動(dòng)期間 液晶分子配向方向相對(duì)于所希望的方向發(fā)生偏移。本發(fā)明人將這種現(xiàn)象 稱為動(dòng)態(tài)失配(DMA)現(xiàn)象。由于DMA而在顯示圖案中形成具有低透 射率的區(qū)域，從而使顯示均勻性降低。
首先，參照?qǐng)D1A和1B描述對(duì)于第一實(shí)施方式和第一比較例而言公 共的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。圖1A是第一實(shí)施方式或第一比較例的液晶顯 示裝置的示意截面圖。圖1B是分別表示第一實(shí)施方式或第一比較例的在 與上和下配向膜交界處成預(yù)傾角的液晶分子的方位角方向、沿液晶層厚 度方向的中間區(qū)域中的液晶分子的指向矢的方位角方向、以及上和下偏 光板的吸收軸方向的平面圖。
彼此平行且相對(duì)地設(shè)置上玻璃基板3和下玻璃基板13。與上玻璃基 板3或下玻璃基板13的表面平行的平面定義為顯示面。假定用戶向下觀 察該裝置。由于從正面觀看液晶顯示裝置，因而，視軸垂直于顯示面。
在顯示面中定義方位角(參照?qǐng)D1B)。假定角度沿逆時(shí)針方向增大。 由于從正面觀看液晶顯示裝置，因而，向右方向是o。方向(三點(diǎn)鐘方向)、 向左方向是180°方向(九點(diǎn)鐘方向)、向上方向是90。方向(十二點(diǎn)鐘方 向)，向下方向是270。方向(六點(diǎn)鐘方向)。
下面，如果包括符號(hào)(sign)來表示方向，則使用單方位角并且例如 用90。方向來表示，而如果不包括符號(hào)來表示方向，則使用兩個(gè)方位角并 且例如用90° - 270。方向來表示。
按從基板側(cè)起的順序在上玻璃基板3的內(nèi)表面上形成希望形狀的公 共電極4和垂直配向膜6。按從基板側(cè)起的順序在下玻璃基板13的內(nèi)表 面上形成希望形狀的分段電極14和垂直配向膜16。如果有必要，可以在 上玻璃基板側(cè)形成分段電極，可以在下玻璃基板側(cè)形成公共電極。可以從聚酰亞胺(polyimide)膜、無機(jī)膜等中適當(dāng)?shù)剡x擇垂直配向膜。
為了防止基板之間的短路，可以設(shè)置絕緣膜5和15中的一個(gè)，將絕 緣膜5設(shè)置在公共電極4與垂直配向膜6之間，而將絕緣膜15設(shè)置在分 段電極14與垂直配向膜16之間。在第一實(shí)施方式和第一比較例中，沒 有設(shè)置絕緣膜5和15。
由具有負(fù)介電常數(shù)各向異性As的液晶材料制成的液晶層7夾在上垂 直配向膜6與下垂直配向膜16之間。在第一實(shí)施方式和第一比較例中， 使用的液晶材料具有-2.2的介電常數(shù)各向異性As和0.20的折射率各向異 性An，并且將液晶層7的厚度(單元厚度)設(shè)置成4.5pm。液晶層7沿 厚度方向在截面中的延遲(retardation)被設(shè)置成900nm。如果液晶材料 的介電常數(shù)各向異性As為負(fù)，則不具體限定諸如折射率各向異性An的 其它物理值。單元厚度不限于4.5pim，而可以設(shè)置成適于應(yīng)用的任何值。
形成液晶單元20，其由上玻璃基板3和下玻璃基板13、公共電極4、 分段電極14、上垂直配向膜6和下垂直配向膜16以及液晶層7 (如果有 必要，還有絕緣膜5和15)構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)器30在公共電極4和分段電極 14之間施加具有預(yù)定驅(qū)動(dòng)波形的電壓，以進(jìn)行多路驅(qū)動(dòng)(單一矩陣驅(qū)動(dòng))。
使液晶分子具有預(yù)傾角以使在沒有施加電壓的情況下液晶層7中的 液晶分子的配向方向相對(duì)于基板平面法線方向(垂直方向)稍微傾斜。 預(yù)傾角定義為相對(duì)于顯示面的角。當(dāng)施加電壓時(shí)，液晶分子相對(duì)于顯示 法線方向發(fā)生偏離(fallapart)。
液晶分子在顯示面中的偏離(fall)方向由預(yù)傾角的方位角方向控制。 預(yù)傾角和給定的方位角方向由配向處理確定。該配向處理可以是摩擦處 理、狹縫(slit)配向處理、突起配向處理、紫外線配向處理等。
在第一實(shí)施方式和第一比較例中，對(duì)上垂直配向膜6和下垂直配向 膜16施以反向平行摩擦處理作為配向處理。利用這種摩擦處理，位于上 垂直配向膜6與液晶層7之間的交界處的液晶分子具有方位角方向21U 為270。方向的預(yù)傾角eU。位于下垂直配向膜16與液晶層7之間的交界 處的液晶分子具有與預(yù)傾角eu的方位角方向21U相反的、方位角方向
為卯。方向的預(yù)傾角eL。預(yù)傾角eu和eL均被設(shè)置為89.5。。因此，獲得沿顯示面內(nèi)方向具有均勻配向的單域配向。
通過對(duì)位于與上和下垂直配向膜交界處的液晶分子執(zhí)行反向平行配 向處理，使得沿液晶層7的厚度方向的中間區(qū)域中的液晶分子具有沿方 位角卯。方向的預(yù)傾角。即，在沒有施加電壓的情況下，沿液晶層7的厚 度方向的中間區(qū)域中的液晶分子的指向矢的顯示面內(nèi)分量的方位角方向
22被設(shè)置成90。方向。即，在有施加電壓的情況下，沿液晶層7的厚度 方向的中間區(qū)域中的液晶分子的偏離方位角方向被控制為處于卯° - 270° 方向。
在有施加電壓的情況下，靠近位于與上和下垂直配向膜6和16交界 處的液晶分子也難以運(yùn)動(dòng)。在有施加電壓的情況下配向的變化主要發(fā)生 在沿液晶層7的厚度方向的中間區(qū)域附近的液晶分子中。下面，關(guān)注沿 液晶層7的厚度方向的中間區(qū)域附近的液晶分子，來描述在有施加電壓 的情況下液晶分子配向的變化。下面使用的指向矢是指在沒有施加電壓 的情況下沿液晶層的厚度方向的中間區(qū)域中的液晶分子的指向矢。
偏光板1和11分別被設(shè)置在上玻璃基板3和下玻璃基板13的外側(cè)。 上偏光板1的吸收軸23U沿45° - 225。方向設(shè)置，而下偏光板11的吸收 軸23L沿135° - 315。方向設(shè)置。偏光板的吸收軸23U與23L (或偏光板 的透射軸)之間的角為90。，并且偏光板以正交尼科耳透鏡方式設(shè)置。該 偏光板可以是由PolatechnoCo.， Ltd制造的SHC-13U (染料系列)。偏光 板材料可以是碘系列或者染料系列。
液晶分子的方位角方向與偏光板的吸收軸之間的角用0°到90°的量 值來表示。在有施加電壓的情況下被確定為液晶分子的偏離方向的方位 角方向(90°-270°方向)相對(duì)于上偏光板1的吸收軸23U (45°- 225。方 向)成45° (如果加上符號(hào)，則為-45°)，并且相對(duì)于下偏光板11的吸收 軸23L (135。-315°方向)也成45° (如果加上符號(hào)，則為+45。)。即，被
確定為液晶分子的偏離方向的方向相對(duì)于上偏光板1和下偏光板11 二者 的吸收軸均成45。。
在下玻璃基板13與下偏光板11之間插入有層壓了三個(gè)C板的視角 補(bǔ)償部件12，作為用于對(duì)沿厚度方向的截面中的液晶層7的延遲進(jìn)行補(bǔ)償?shù)墓鈱W(xué)補(bǔ)償板。各C板都具有沿厚度方向在截面中大小為220 nm的延 遲Ath，并且面內(nèi)延遲AR為0nm。視角補(bǔ)償部件12沿厚度方向在截面 中的延遲為660 nm。
視角補(bǔ)償部件不限于C板，而是根據(jù)需要可以使用A板或雙軸相差 板。如果有必要，可以在液晶單元與上和下偏光器中的一個(gè)或二者之間 設(shè)置視角補(bǔ)償部件。
液晶顯示裝置由液晶單元20、夾有該液晶單元的上偏光板1和下偏 光板ll、驅(qū)動(dòng)器30 (以及若有必要還包括視角補(bǔ)償部件12)構(gòu)成。如果 需要背光和反射部件，則將這些部件設(shè)置在下偏光板11下面。
接下來，對(duì)垂直配向型液晶顯示裝置的顯示操作進(jìn)行描述。由于在 沒有施加電壓的情況下通常垂直地設(shè)置液晶分子，所以液晶層7在顯示 面中沒有折射率各向異性。由于上偏光板l和下偏光板ll以正交尼科耳 透鏡方式設(shè)置，所以透射過下偏光板11的偏光分量不能透射過上偏光板 1，從而在沒有施加電壓的情況下，獲得黑顯示(暗顯示)。
在有施加電壓的情況下，夾在上電極與下電極之間的電壓施加區(qū)域 中的液晶分子偏離垂直方向，從而在顯示面中形成折射各向異性。如果 下偏光板11的透射軸與液晶分子的偏離方位角方向在顯示面中既不彼此 平行也不彼此垂直，則透射過下偏光板11的偏光分量包含與液晶分子的 縱向平行和垂直的兩個(gè)分量。因此，在透射過液晶層期間，在平行分量 與垂直分量之間形成相差，從而形成透射過上偏光板l的偏光分量。艮口， 可以獲得白顯示(亮顯示)。
特別是當(dāng)液晶分子的偏離方位角方向相對(duì)于以正交尼科耳透鏡方式 設(shè)置的上和下偏光板的透射軸成45。時(shí)可以獲得最大透射率。如果將液晶 分子的偏離方位角方向設(shè)置為上/下90° - 270°方向，則可以獲得通常具有 相同的右/左視角特性的寬視角顯示。
如果下偏光板11的透射軸與液晶分子的偏離方位角方向在顯示面中 彼此平行或垂直，則不形成上述相差，從而不會(huì)形成要透射過上偏光板1 的偏光分量。即，即使在有施加電壓的情況下液晶分子發(fā)生偏離，也不 能獲得白顯示，而是保持黑顯示。接下來，將描述多路驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)波形。通常將諸如A、 B以及C波 形之類的波形用作液晶顯示裝置的多路驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)波形。例如在Takashi SUGIYAMA和Shunsuke KOBAYASI的論文"An electric driving method for LCD" , "Display and Imaging" magazine, 1994， Vol. 3， pp. 117 — 131， published by Science Communications International中描述了多5各馬區(qū)動(dòng)》去。
如圖13A所示，A波形是在一行選擇期間(在一個(gè)公共電極選擇期 間)極性發(fā)生反轉(zhuǎn)的"幀內(nèi)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)(一行反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng))"的驅(qū)動(dòng)波形。如 圖13B所示，B波形是極性在每幀發(fā)生反轉(zhuǎn)的"幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)"的驅(qū)動(dòng)波 形。如圖13C所示，C波形是基于B波形的、極性在每N行發(fā)生反轉(zhuǎn)以 減小在高占空比驅(qū)動(dòng)期間生成的顯示圖案串?dāng)_的"N行反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)"的驅(qū) 動(dòng)波形。由于在驅(qū)動(dòng)期間功耗最小，B波形目前廣泛用于對(duì)多路驅(qū)動(dòng)的 液晶顯示裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
接下來，將進(jìn)一步描述第一比較例的液晶顯示裝置。
圖2是例示第一比較例的液晶單元的公共電極4和分段電極14的圖 案的平面圖。公共電極4的圖案用左上方向的陰影線表示，而分段電極 14的圖案用右上方向的陰影線表示。由公共電極4和分段電極14交疊處 的交叉陰影線表示的區(qū)域可以施加有電壓，并且變?yōu)槟軌蛟诤陲@示與白 顯示之間進(jìn)行切換的顯示圖案。該實(shí)施例的顯示圖案是由直的垂直線部 分和彎曲部分構(gòu)成的字符"D"。
在室溫、驅(qū)動(dòng)波形為B波形、1/64占空比、1/9偏壓以及確保足夠?qū)?比度的電壓的條件下對(duì)第一比較例的液晶顯示裝置進(jìn)行多路驅(qū)動(dòng)。通過 改變驅(qū)動(dòng)頻率來觀察顯示狀態(tài)。
圖3表示并列地例示從左側(cè)起在70 Hz、 80 Hz以及90 Hz驅(qū)動(dòng)頻率 下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。在70Hz和80Hz驅(qū)動(dòng)頻率下，在白顯示的 顯示圖案中可以觀察到黑陰影區(qū)。在垂直線部分和彎曲部分中都觀察到 該陰影區(qū)。其趨勢(shì)是隨著驅(qū)動(dòng)頻率變高陰影區(qū)減小。在90 Hz驅(qū)動(dòng)頻率 下，在垂直線部分和彎曲部分中陰影區(qū)都消失，并且呈現(xiàn)出良好的白顯 示。
在多路驅(qū)動(dòng)下、特別是在低頻下，產(chǎn)生的問題是在垂直配向型液晶顯示裝置的顯示圖案中出現(xiàn)陰影區(qū)，并且顯示均勻性降低。其原因可能 是在多路驅(qū)動(dòng)情況下液晶分子的配向方向相對(duì)于由配向處理所確定的方 向發(fā)生偏移，并形成了低透射率區(qū)域。本發(fā)明人將多路驅(qū)動(dòng)情況下液晶 分子的配向方向相對(duì)于由配向處理所確定的方向發(fā)生偏移的這種現(xiàn)象稱
為動(dòng)態(tài)失配(DMA)現(xiàn)象。由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)不僅從液晶顯示裝置 的前方觀察時(shí)能夠在視覺上識(shí)別出，而且以掃掠視角觀察也能夠在視覺 上識(shí)別出，從而顯示質(zhì)量降低。
由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)形成在各種區(qū)域中(DMA出現(xiàn)在各種區(qū)域 中)，并且難以預(yù)期陰影區(qū)在顯示圖案中如何分布。然而，己經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在 顯示圖案的邊界的延伸方向相對(duì)于指向矢方位角方向(在第一比較例中 為90°- 270°方向)成45。的部分(在圖2所示實(shí)施例中用圓圈A45表示 的一部分)附近以及在延伸方向?yàn)镠5。的部分(在圖2所示實(shí)施例中用 圓圈A135表示的一部分)附近，能夠在視覺上明顯地識(shí)別出陰影區(qū)。如 圖3所示，陰影區(qū)形成在由圖2中的圓圈A45表示的部分附近。
在由圖2中的圓圈A45或A135表示的區(qū)域中，設(shè)置有分段電極14 的邊界部分，并且設(shè)置有公共電極4的平坦部分而非邊界部分。在電極 的邊界部分和平坦部分彼此相對(duì)的區(qū)域中，易于生成具有與邊界延伸方 向垂直的顯示面內(nèi)分量的傾斜電場(chǎng)。在由圓圈A45表示的區(qū)域中，易于 形成具有沿45° - 225。方向的分量E45的傾斜電場(chǎng)，而在由圓圈A135表 示的區(qū)域中，易于形成具有沿135。-315。方向的分量E135的傾斜電場(chǎng)。
在理想情況下，液晶分子沿著由配向處理確定的90。-270。方向發(fā)生 偏離。然而，在傾斜電場(chǎng)的影響下，液晶分子可能在由圓圈A45表示的 邊界附近沿45。 - 225。方向發(fā)生偏離，在由圓圈A135表示的邊界附近沿 135° -315°方向發(fā)生偏離。
如果液晶分子沿45° - 225°方向或135° - 315。方向發(fā)生偏離，則出現(xiàn) 的關(guān)系是下偏光板透射軸與液晶分子偏離方位角在顯示面中彼此平行或 垂直。因此，如上所述，即使液晶分子在有施加電壓的情況下發(fā)生偏離， 也不能獲得白顯示而是保持黑顯示?？梢哉J(rèn)為，這就是在例如由圖2中 的圓圈A45表示的部分附近易于形成由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)的原因。在由圖2中的圓圈A45表示的區(qū)域中，顯示圖案的輪廓由分段電極 14的邊界限定。另一方面，在分段電極14的、沿彎曲部分的寬度方向與 圖2中的圓圈A45表示的邊界部分相對(duì)的邊界部分(由圓圈B45表示) 中，分段電極14的邊界與公共電極4的邊界重合，并且顯示圖案的輪廓 由電極4和14兩者的邊界而限定。在由圓圈B45表示的區(qū)域中，盡管電 極邊界延伸方向大致為135° - 315°方向，但因兩個(gè)電極的邊界重合而難 以生成傾斜電場(chǎng)。
類似的是，在顯示圖案的、與圖2中的圓圈A135表示的邊界部分相 對(duì)的、由圓圈B135表示的邊界部分中，盡管電極邊界延伸方向近似為 45° - 225°方向，但因兩個(gè)電極的邊界重合而難以生成傾斜電場(chǎng)。
在垂直線部分的上和下邊界等處，設(shè)置有公共電極4的邊界，而設(shè) 置有分段電極14的平坦部分，顯示圖案的輪廓由公共電極4的邊界限定。
接下來，將進(jìn)一步描述第一實(shí)施方式的液晶顯示裝置。
圖4是例示第一實(shí)施方式的液晶單元的公共電極4和分段電極14的 圖案的平面圖。公共電極4的圖案用左上方向的陰影線表示，而分段電 極14的圖案用右上方向的陰影線表示。由公共電極4和分段電極14交 疊處的交叉陰影線表示的區(qū)域是表示類似于第一比較例的字符"D"的顯 示圖案。
如前所述，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在易于生成傾斜電場(chǎng)并且邊界的延伸方向相 對(duì)于由配向處理確定的指向矢方位角方向90° - 270。成45。的電極邊界部 分(由圖2中的圓圈A45表示的部分)附近、以及在延伸方向?yàn)?35°的 電極邊界部分(由圖2中的圓圈A135表示的部分)附近，易于形成由 DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)。
在第一實(shí)施方式中，靠近分段電極14的這種邊界的部分具有Z字形 形狀，該Z字形形狀交替地接合與指向矢的顯示面內(nèi)分量垂直的邊界(稱 為垂直部分)以及與指向矢的顯示面內(nèi)分量平行的邊界(稱為平行部分)。 即，交替地設(shè)置沿0°- 180°方向延伸的邊界和沿90。- 270方向延伸的邊 界，以形成Z字形邊界。不存在具有相對(duì)于指向矢的顯示面內(nèi)分量成45。 或135。的延伸角且易于生成傾斜電場(chǎng)的電極邊界部分。將Z字形邊界的
13各垂直部分的長度設(shè)置為大約40 pm，并且也將各平行部分的長度設(shè)置為大約40 (^m。
與第一比較例類似，在室溫、驅(qū)動(dòng)波形為B波形、1/64占空比、1/9偏壓以及確保足夠?qū)Ρ榷鹊碾妷旱臈l件下對(duì)第一實(shí)施方式的液晶顯示裝置進(jìn)行多路驅(qū)動(dòng)。通過改變驅(qū)動(dòng)頻率來觀察顯示狀態(tài)。
圖5表示并列地例示從左側(cè)起在70 Hz和80 Hz驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。在70Hz驅(qū)動(dòng)頻率下，在垂直線部分和彎曲部分中都可觀察到由DMA導(dǎo)致的黑陰影區(qū)。然而，在80Hz驅(qū)動(dòng)頻率下，垂直線部分和彎曲部分兩者中的陰影區(qū)消失并且呈現(xiàn)良好的白顯示。經(jīng)確認(rèn)，在不低于80 Hz的頻率下不出現(xiàn)陰影區(qū)。由于以不低于陰影區(qū)消失時(shí)的最低驅(qū)動(dòng)頻率的頻率來驅(qū)動(dòng)液晶顯示器，因此可以獲得良好顯示狀態(tài)。
在第一實(shí)施方式中，采用上述Z字形電極邊界部分，從而能夠降低使得由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)消失時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率。也可以認(rèn)為，Z字形電極部分在更低驅(qū)動(dòng)頻率下抑制了 DMA本身。
因?yàn)樵赯字形電極邊界部分的垂直部分處生成的傾斜電場(chǎng)具有沿90° - 270。方向的顯示面內(nèi)分量，所以該電場(chǎng)起作用使得液晶分子沿配向處理所確定的方向發(fā)生偏離。另一方面，因?yàn)樵谄叫胁糠痔幧傻膬A斜電場(chǎng)具有沿0。 - 180。方向的顯示面內(nèi)分量，該電場(chǎng)起作用使得液晶分子沿著與配向處理所確定的方向垂直的方向發(fā)生偏離。在這種情況下，液晶分子的偏離方向相對(duì)于以正交尼科耳透鏡方式設(shè)置的上和下偏光板的透射軸成45。，從而獲得了大透射率。假定Z字形電極邊界部分的該功能是使得由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)消失時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率降低的一個(gè)因素。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在更低驅(qū)動(dòng)頻率下陰影區(qū)變得難以出現(xiàn)(即，DMA變得難以出現(xiàn)的效果)并不限于Z字形電極邊界部分附近，對(duì)于顯示圖案的所有區(qū)域也是如此。在第一實(shí)施方式中，除了采用Z字形邊界的彎曲部分以外，在垂直線部分中也能夠降低使陰影區(qū)消失的驅(qū)動(dòng)頻率。
在第一實(shí)施方式中，還將液晶顯示裝置制造成Z字形電極邊界部分的各垂直部分和各平行部分的長度為20 pm。已經(jīng)確認(rèn)該裝置的Z字形電極邊界部分的各垂直部分和各平行部分的長度為40,有類似的效果。如果z字形形狀的尺寸太小，則z字形圖案的刻蝕精度降低，且z字形形狀的角變圓。如果z字形形狀的尺寸太大，則在視覺上識(shí)別為z
字形形狀，從而顯示圖案變得不同于原始顯示圖案。 一般來說，在大小
不小于100^im的情況下,在視覺上可以識(shí)別出液晶顯示裝置的顯示缺陷。各垂直部分和各平行部分的長度優(yōu)選地設(shè)置在不小于20 ,且小于100 pm的范圍內(nèi)。
在上述實(shí)施例中，對(duì)字符"D"的彎曲部分采用Z字形邊界。當(dāng)將Z字形邊界應(yīng)用于一般顯示圖案時(shí)，如果在呈現(xiàn)給觀察者的希望顯示圖案(觀察到其微小Z字形邊界呈線性的顯示圖案)中，將Z字形邊界應(yīng)用于其延伸方向與指向矢的顯示面內(nèi)分量既不垂直也不平行的邊界部分，則是有效的。將Z字形部分優(yōu)選地應(yīng)用于其延伸角相對(duì)于指向矢的顯示面內(nèi)分量成45。、 135° (225°、 315°)的邊界部分。
即使Z字形邊界的垂直部分與指向矢的顯示面內(nèi)分量之間的角相對(duì)于90。偏移了大約10°,也是有效的?；诖耍瑢?與指向矢的顯示面內(nèi)分量垂直"定義為處于與指向矢的顯示面內(nèi)分量成80°到100。范圍內(nèi)的角。此外，即使Z字形邊界的平行部分與指向矢的顯示面內(nèi)分量之間的角相對(duì)于0。偏移了大約10°，也是有效的?；诖耍瑢?與指向矢的顯示面內(nèi)分量平行"定義為處于與指向矢的顯示面內(nèi)分量成-10°到10°范圍內(nèi)的角。
盡管針對(duì)將z字形部分應(yīng)用于分段電極的邊界的實(shí)施例進(jìn)行了描
述，但已經(jīng)確認(rèn)，根據(jù)電極圖案應(yīng)用于公共電極的邊界的z字形部分呈
現(xiàn)出類似的效果。如果有必要，可以采用以下布置，即按混合方式使用
分段電極的z字形電極邊界部分和公共電極的z字形電極邊界部分。
如上所述，將Z字形電極邊界部分使得由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)消失時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率降低的效果應(yīng)用于顯示圖案的更廣區(qū)域。因此，如果電極邊界的具有相對(duì)于配向處理所確定的指向矢的方位角方向成45°或135°的延伸方向并且易于生成傾斜電場(chǎng)的至少一部分改變?yōu)閆字形邊界，則可以期望抑制比Z字形邊界形成區(qū)域更寬的區(qū)域中的陰影區(qū)的效果?？梢詫字形邊界部分離散地設(shè)置在顯示圖案的邊界上。在上述描述中，通過交替地設(shè)置與指向矢的顯示面內(nèi)分量垂直和平行的邊界來形成Z字形邊界。如果通過交替地接合與指向矢的顯示面內(nèi)分量垂直的邊界和沿著與垂直邊界方向交叉的方向延伸的邊界來形成Z字形邊界，則可以通過按以下方式控制液晶分子的配向方向來抑制
DMA,該方式為在垂直邊界部分處生成的傾斜電場(chǎng)使得液晶分子沿著與指向矢的顯示面內(nèi)分量平行的方向發(fā)生偏離。
如果液晶分子容易沿方位角方向移動(dòng)，則易于發(fā)生傾斜電場(chǎng)的影響，并且可以認(rèn)為DMA和由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)被應(yīng)用于更廣區(qū)域。液晶分子容易沿方位角方向移動(dòng)的現(xiàn)象發(fā)生在預(yù)傾角幾乎垂直且沿方位角方向的錨定弱的情況下、液晶層的粘度低而響應(yīng)良好的情況下以及其它情況下。良好的響應(yīng)例如發(fā)生在使用低粘度液晶材料的情況下、單元厚度較薄的情況下、工作溫度較高的情況下以及其它情況下。如果將手性(chiral)材料添加至液晶層，則液晶分子容易沿方位角方向移動(dòng)。
例如，良好響應(yīng)發(fā)生在不高于大約50mm/s (對(duì)高粘度)的粘度和不高于大約30mm/s (對(duì)低粘度)的粘度下(兩者都在室溫下)，或者預(yù)傾角不小于85。，優(yōu)選地不小于89。。
接下來，參照?qǐng)D6A和6B,將描述對(duì)于第二實(shí)施方式和第二比較例而言共同的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。圖6A是第二實(shí)施方式或第二比較例的液晶顯示裝置的示意截面圖。圖6B是表示在與上和下配向膜交界處成預(yù)傾角的液晶分子的方位角方向、指向矢的方位角方向，以及上和下偏光板的吸收軸方向的平面圖。
在第二實(shí)施方式和第二比較例中，對(duì)上垂直配向膜6和下垂直配向膜16執(zhí)行平行(包括符號(hào))摩擦處理。通過該摩擦處理，位于上垂直配向膜6與液晶層7之間的交界處的液晶分子與90。的方位角方向21Ua成預(yù)傾角eUa，位于下垂直配向膜16與液晶層7之間的交界處的液晶分子與90。的方位角方向21La成預(yù)傾角eLa，該90。的方位角方向21La與預(yù)傾角eUa的方位角方向21Ua的角度相同。將預(yù)傾角9Ua和6La都設(shè)置為89.5°。單域配向具有在顯示面內(nèi)方向內(nèi)的均勻配向狀態(tài)。
與第一實(shí)施方式和第一比較例類似，在第二實(shí)施方式和第二比較例中，液晶層7a由大小為-2.2的負(fù)介電常數(shù)各向異性As和大小為0.20的折射率各向異性An并且進(jìn)一步添加有手性試劑的液晶材料制成。將Merck Japan制造的右手(right-handed)手性試劑R-811作為手性試劑按1%添加至液晶材料，以將關(guān)系d/p設(shè)置為0.5，其中，d是單元厚度(4.5 ^tm)，P是手性間距。液晶層具有扭轉(zhuǎn)角為180。的右手扭曲結(jié)構(gòu)。
如上所述，通過對(duì)上和下垂直配向膜6和16執(zhí)行平行摩擦處理并且添加右手手性試劑，沿厚度方向在液晶層7a的中間區(qū)域中的液晶分子具有沿0。方位角方向的預(yù)傾角。即，指向矢的顯示面內(nèi)分量的方位角方向22a設(shè)置為0。。換言之，將有施加電壓的情況下液晶分子的偏離方位角方向控制為O。 - 180°方向。在第二實(shí)施方式和第二比較例中，可以將對(duì)上和下垂直配向膜的平行摩擦處理并添加手性試劑視為用于確定指向矢方向的配向處理。
在第二實(shí)施方式和第二比較例中，盡管偏離方位角方向是O。 - 180°方向，但與第一實(shí)施方式和第一比較例類似，液晶分子的偏離方位角方向相對(duì)于上偏光板1的透射軸(或吸收軸)成45°，相對(duì)于下偏光板11的透射軸(或吸收軸)也成45°，從而使透射率最大化。
接下來，將進(jìn)一步描述第二比較例的液晶顯示裝置。第二比較例具有無Z字形邊界的公共電極4和分段電極14，并且顯示字符"D"。
在室溫、驅(qū)動(dòng)波形為B波形、1/4占空比以及1/3偏壓的條件下對(duì)第二比較例的液晶顯示裝置進(jìn)行多路驅(qū)動(dòng)。通過改變驅(qū)動(dòng)頻率來觀察顯示狀態(tài)。
圖7A表示并列地例示從左側(cè)起在60 Hz、 70 Hz、 80 Hz以及90 Hz驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。圖7B表示并列地例示從左側(cè)起在100 Hz、 110Hz、 120Hz以及130Hz驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。圖7C表示并列地例示從左側(cè)起在140 Hz、 150 Hz、 160 Hz以及170 Hz驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。圖7D表示并列地例示從左側(cè)起在180 Hz、 190 Hz、 200 Hz以及250 Hz驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。在些這照片中，字符"D"的右側(cè)和左側(cè)反轉(zhuǎn)。
此外，在添加有手性試劑的第二比較例中，觀察到由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)。然而，出現(xiàn)的陰影區(qū)圖案與沒有添加手性試劑的第一比較例(和第一實(shí)施方式)不同。在第二比較例中，盡管在字符"D"的顯示圖案的彎曲部分中觀察到了陰影區(qū)，但在垂直線部分中沒有觀察到陰影區(qū)。這表明盡管因添加手性試劑而變得易于形成陰影區(qū)，但可能抑制陰影區(qū)的擴(kuò)展。
在60Hz到170Hz驅(qū)動(dòng)頻率下清楚地觀察到陰影區(qū)。隨著驅(qū)動(dòng)頻率變高，陰影區(qū)減小。在不低于180Hz驅(qū)動(dòng)頻率下，很少觀察到陰影區(qū)，并且獲得了良好的白顯示。
接下來，將進(jìn)一步描述第二實(shí)施方式的液晶顯示裝置。第二實(shí)施方式具有公共電極4和分段電極14，它們具有與第一實(shí)施方式的圖案類似的圖案，并且顯示字符"D"。 Z字形邊界形成在分段電極14上。
在第一實(shí)施方式中，指向矢方位角方向?yàn)?0。-270。方向，并且Z字形邊界形成在與指向矢方位角方向垂直的邊界處(垂直部分)以及與指向矢方位角方向平行的邊界處(平行部分)。在第二實(shí)施方式中，因?yàn)橹赶蚴阜轿唤欠较驗(yàn)镺。 - 1S0。方向，所以第一實(shí)施方式的垂直部分對(duì)應(yīng)于與指向矢方位角方向平行的平行部分，而第一實(shí)施方式的平行部分對(duì)應(yīng)于與指向矢方位角方向垂直的垂直部分。然而，與第一實(shí)施方式類似，Z字形邊界形成在與指向矢方位角方向垂直和平行的邊界處。
與第二比較例類似，在室溫、驅(qū)動(dòng)波形為B波形、1/4占空比以及1/3偏壓的條件下對(duì)第二實(shí)施方式的液晶顯示裝置進(jìn)行多路驅(qū)動(dòng)。通過改變驅(qū)動(dòng)頻率來觀察顯示狀態(tài)。
圖8A表示并列地例示從左側(cè)起在60 Hz、 70 Hz、 80 Hz以及90 Hz驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。圖8B表示并列地例示從左側(cè)起在100 Hz、 110Hz、 120Hz以及130Hz驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。圖8C表示并列地例示從左側(cè)起在140 Hz、 150 Hz、 160 Hz以及170 Hz驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。圖8D表示并列地例示從左側(cè)起在180 Hz、 190 Hz、 200 Hz以及250 Hz驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。在這些照片中，字符"D"的右側(cè)和左側(cè)反轉(zhuǎn)。
與第二比較例類似，在第二實(shí)施方式中，在字符"D"的顯示圖案的彎曲部分中也清楚地觀察到由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)，盡管在垂直線部分中
很少看到它。
在60Hz到110Hz驅(qū)動(dòng)頻率下清楚地觀察到陰影區(qū)。在第二實(shí)施方式中，也存在隨著驅(qū)動(dòng)頻率變高陰影區(qū)減小的趨勢(shì)。在不低于120Hz的驅(qū)動(dòng)頻率下，很少觀察到陰影區(qū)，并且獲得良好的白顯示。與第一實(shí)施方式類似，在添加有手性試劑的第二實(shí)施方式中，Z字形電極邊界部分也能夠降低觀察不到由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率。
在第二實(shí)施方式中，通過添加手性試劑而將指向矢方位角方向設(shè)置為0°。 S口，將液晶分子的偏離方向設(shè)置為0°- 180°方向。在Z字形電極邊界部分的、相對(duì)于指向矢方位角方向的垂直部分處生成的傾斜電場(chǎng)具有0° - 180°分量，并且起作用使得液晶分子沿著由配向處理確定的方向發(fā)生偏離。另一方面，在Z字形電極邊界部分的、相對(duì)于指向矢方位角方向的平行部分處生成的傾斜電場(chǎng)具有90° - 270°分量，并且起作用使得液晶分子沿著與配向處理確定的方向垂直的方向發(fā)生偏離。然而，液晶分子的偏離方向相對(duì)于以正交尼克耳透鏡方式設(shè)置的上和下偏光板的透射軸成45°，從而獲得大的透射率。
與第一實(shí)施方式類似，假定Z字形電極邊界部分的該功能是降低使得由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)消失時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率的一個(gè)因素?？梢哉J(rèn)為，因?yàn)橐壕Х肿拥钠x方向?yàn)镺。 - 1S0。方向，所以即使通過使用左手手性試劑將指向矢方位角方向設(shè)置為180°，也可以獲得類似效果。
接下來，將描述第三實(shí)施方式和第三比較例。與第一實(shí)施方式和第一比較例類似，在第三實(shí)施方式和第三比較例中，使用未添加手性試劑的液晶材料，并且執(zhí)行反向平行配向處理來制造垂直配向型液晶顯示裝置。第三實(shí)施方式和第三比較例使用點(diǎn)矩陣圖案作為顯示圖案。
圖9A是例示第三比較例的液晶單元的公共電極4和分段電極14的圖案的平面圖。公共電極4的圖案用左上方向的陰影線表示，分段電極14的圖案用右上方向的陰影線表示。
每一個(gè)都具有沿0。 - 180。方向延長的條紋形狀的多個(gè)公共電極4沿90° - 270。方向并列設(shè)置，而每一個(gè)都具有沿90° - 270。方向延長的條紋形狀的多個(gè)分段電極14沿0° - 180。方向并列設(shè)置。這兩個(gè)電極疊置的并由交叉陰影線表示的方形點(diǎn)區(qū)域(像素)構(gòu)成顯示圖案。
如圖9B所示，在第三實(shí)施方式和第三比較例中，上偏光板1的吸收軸23Ub沿上/下90。 - 270。方向設(shè)置，而下偏光板11的吸收軸23Lb沿左/右0°- 180。方向設(shè)置。偏光板的吸收軸23Ub與23Lb之間的角為90。，并且偏光板以正交尼科耳透鏡方式設(shè)置。
將指向矢的顯示面內(nèi)分量的方位角方向22b設(shè)置為45°，從而在有施加電壓的情況下液晶分子的偏離方位角方向被限制在45。-225。方向。與第一實(shí)施方式和第一比較例類似，液晶分子的偏離方位角方向相對(duì)于上偏光板1的吸收軸(或透射軸)成45°，并且相對(duì)于下偏光板11的吸收軸(或透射軸)也成45°。因此，透射率被最大化。
通過將上和下偏光板的透射軸設(shè)置成上/下和左/右方向，特別是在深視角下的黑顯示變得有利于沿上/下方向和左/右方向的觀察。
在第三比較例中，顯示圖案的各點(diǎn)的沿90。-270。方向的邊界由分段電極14的邊界限定，而各點(diǎn)的沿0°- 180。方向的邊界被公共電極4的邊界限定。在這些邊界處易于生成傾斜電場(chǎng)。因?yàn)檠?0° - 270°方向和0° -180。方向的邊界都具有相對(duì)于液晶分子的偏離方位角方向成45°或135°的角，所以可以認(rèn)為尤其是在這些邊界附近易于形成由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)。
在室溫、驅(qū)動(dòng)波形為B波形、1/64占空比以及1/9偏壓的條件下對(duì)第三比較例的液晶顯示裝置進(jìn)行多路驅(qū)動(dòng)。通過改變驅(qū)動(dòng)頻率來觀察顯示狀態(tài)。
圖10表示并列地例示從左側(cè)起在60 Hz、 70 Hz以及80 Hz驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。在60 Hz和70 Hz驅(qū)動(dòng)頻率下觀察到陰影區(qū)，而隨著驅(qū)動(dòng)頻率上升至80Hz，陰影區(qū)消失。
圖11是例示第三實(shí)施方式的液晶單元的公共電極4和分段電極14的圖案的平面圖。公共電極4的圖案用左上方向的陰影線表示，而分段電極14的圖案用右上方向的陰影線表示。
在第三實(shí)施方式中，將第三比較例的公共電極4和分段電極14的邊界改變?yōu)榻惶娴亟雍吓c指向矢的顯示面內(nèi)分量垂直和平行的邊界的Z字
形邊界。g卩，Z字形邊界由沿著45。- 225。方向和135。-315。方向延伸的交替地接合的邊界構(gòu)成。
在室溫、驅(qū)動(dòng)波形為B波形、1/64占空比以及1/9偏壓的條件下對(duì)第三實(shí)施方式的液晶顯示裝置迸行多路驅(qū)動(dòng)。通過改變驅(qū)動(dòng)頻率來觀察顯示狀態(tài)。
圖12表示并列地例示從左側(cè)起在60 Hz、 70 Hz以及80 Hz驅(qū)動(dòng)頻率下的顯示狀態(tài)的顯微鏡照片。盡管在60Hz驅(qū)動(dòng)頻率下觀察到陰影區(qū)，但在不低于70 Hz驅(qū)動(dòng)頻率下陰影區(qū)消失。此外，在使用點(diǎn)陣作為顯示圖案的第三實(shí)施方式中，采用Z字形電極邊界部分，能夠降低觀察不到由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率。
在第三實(shí)施方式中，可以對(duì)各點(diǎn)(像素)執(zhí)行多域配向處理，以將該像素劃分為具有不同配向方向的多個(gè)區(qū)域。每個(gè)劃分區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)單域。
如圖14所示，例如，將點(diǎn)(像素)40分成分別位于左側(cè)和右側(cè)的第一區(qū)域41和第二區(qū)域42。在第一區(qū)域41中，指向矢方位角方向?yàn)?5。-225°方向，而在第二區(qū)域42中，指向矢方位角方向?yàn)?35°-315°方向。即使將指向矢方位角方向設(shè)置成135。 - 315°方向，第三實(shí)施方式的Z字形電極邊界部分也由相對(duì)于指向矢方位角方向垂直和平行的部分構(gòu)成，從而可以獲得抑制陰影區(qū)的效果。
如上所述，驅(qū)動(dòng)頻率越低，越容易出現(xiàn)DMA和由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)，而驅(qū)動(dòng)頻率越高，越不容易出現(xiàn)DMA和由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)。在多路驅(qū)動(dòng)波形中，在一行選擇期間極性發(fā)生反轉(zhuǎn)的A波形和每N行極性發(fā)生反轉(zhuǎn)的C波形比在每幀極性發(fā)生反轉(zhuǎn)的B波形具有更高的頻率分量。因此，假定驅(qū)動(dòng)頻率相同，與A或C波形相比，針對(duì)B波形更容易發(fā)生DMA和由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)。
通過利用與B波形的頻率分量相比具有更高頻率分量的A波形、C波形等來驅(qū)動(dòng)該裝置，可以抑制由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)(參見JP-2007-125596)。然而，與B波形的功耗相比，利用具有更高頻率分量的A或C波形進(jìn)行驅(qū)動(dòng)要求更大的功耗。從功耗觀點(diǎn)來看，B波形是優(yōu)選的。
與在上述實(shí)施方式中一樣，通過利用Z字形電極邊界部分，即使利
用B波形進(jìn)行驅(qū)動(dòng)也可以抑制DMA和由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)。利用Z 字形電極邊界部分的這些實(shí)施方式的技術(shù)在將該技術(shù)用于利用B波形進(jìn) 行驅(qū)動(dòng)時(shí)特別有效。即使針對(duì)利用A波形或C波形進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而采用Z字 形電極邊界部分，預(yù)計(jì)對(duì)于DMA和由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)也有抑制效果。 如前所述，工作溫度越高，由DMA導(dǎo)致的陰影區(qū)變得越易于形成。 采用Z字形電極邊界部分的這些實(shí)施方式的技術(shù)抑制了陰影區(qū)的形成。 與未采用Z字形電極邊界部分的常規(guī)技術(shù)相比，假設(shè)以相同的驅(qū)動(dòng)頻率 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，預(yù)計(jì)這些實(shí)施方式的技術(shù)將提高陰影區(qū)形成時(shí)的工作溫度。 即，在相同驅(qū)動(dòng)條件下，變得可以執(zhí)行能夠抑制在比常規(guī)溫度更高的溫 度下出現(xiàn)由D M A導(dǎo)致的陰影區(qū)的驅(qū)動(dòng)。
在上述實(shí)施方式中，盡管上和下偏光板的吸收軸(或透射軸)之間 的角在顯示面中被設(shè)置為90°，但即使上和下偏光板的吸收軸(或透射軸) 之間的角相對(duì)于90。偏移了大約5。也足夠了。將上和下偏光板的吸收軸 (或透射軸)之間的角處于85°到95。的范圍內(nèi)稱為以正交尼科耳透鏡方 式設(shè)置。
被確定為液晶分子的偏離角的方位角方向(指向矢的顯示面內(nèi)分量 的方位角方向)與以正交尼科耳透鏡方式設(shè)置的上和下偏光板的透射軸 (或吸收軸)之間的角可以相對(duì)于45。偏移大約5°。如果該角處于40° - 50° 的范圍內(nèi)，則可以獲得足夠大的透射率。
這些實(shí)施方式的技術(shù)適用于要被多路驅(qū)動(dòng)的一般垂直配向型液晶顯 示裝置。例如，這些實(shí)施方式的技術(shù)適用于分段顯示液晶顯示裝置、點(diǎn) 陣顯示液晶顯示裝置以及利用分段顯示和點(diǎn)陣顯示兩者的液晶顯示裝 置。這些實(shí)施方式的技術(shù)適用于透射型、反射型以及透射/反射型中的任 意一種液晶顯示裝置。
這些實(shí)施方式提供了一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括垂 直配向型液晶單元，該垂直配向型液晶單元包括形成有第一電極的第一 基板、形成有第二電極并且與該第一電極相對(duì)的第二基板、以及夾在第一基板與第二基板之間并且包含具有預(yù)傾角的液晶分子的液晶層；將垂 直配向型液晶單元夾在其中的一對(duì)偏光板；以及用于在第一電極和第二 電極之間施加具有多路驅(qū)動(dòng)波形的電壓的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中，在與第一基 板的表面或第二基板的表面平行的顯示面內(nèi)，第一電極和第二電極中的 至少一個(gè)具有與第一邊界以及第二邊界交替地接合的Z字形邊界，該第 一邊界與在沒有施加電壓的情況下沿液晶層的厚度方向的中間區(qū)域中的 液晶分子的指向矢的顯示面內(nèi)分量垂直，該第二邊界沿著與第一邊界交 叉的方向延伸。
在第一邊界處生成的傾斜電場(chǎng)可以控制液晶分子的配向狀態(tài)，從而 使液晶分子沿著與指向矢的顯示面內(nèi)分量平行的方向發(fā)生偏離，并且與 沒有設(shè)置第一邊界的情況相比可以更多地抑制DMA。在與第一邊界隔開 的區(qū)域中DMA抑制效果也是有效的。
已經(jīng)研究了具有Z字形圖案作為顯示電極的邊緣的至少一部分的液 晶顯示裝置，以抑制DMA。
這些實(shí)施方式的技術(shù)抑制了DMA。然而，有可能的是在視覺上識(shí)別 出Z字形圖案并且在Z字形形狀的邊緣部分處生成的傾斜電場(chǎng)增大了在 暗顯示期間該邊緣部分處的透光。
JP-A-2000-250024公開了一種通過在背景的整個(gè)區(qū)域中設(shè)置黑掩模 來限定顯示圖案從而防止透光的方法。
盡管可以通過在背景的整個(gè)區(qū)域中設(shè)置黑掩模來防止透光，但因?yàn)?在沒有顯示的分段與包圍黑壓模之間存在透射率差異(黑掩模的透射率 幾乎為0%，接近于黑色，比未顯示分段更黑)，因此觀察者會(huì)感覺不舒 適(與所謂串?dāng)_類似的現(xiàn)象)。
下面，對(duì)可以抑制在視覺上識(shí)別出Z字形形狀和因Z字形形狀的邊
緣而造成的透光的液晶顯示裝置進(jìn)行研究。
圖15是例示根據(jù)第四實(shí)施方式的液晶顯示裝置的示意截面圖。圖 15所示液晶顯示裝置具有由玻璃制成的后(下)基板101a和由玻璃制成 并與后基板相對(duì)的前(上)基板101b。在基板101a與101b之間設(shè)置有 液晶層102。在后基板101a的、位于液晶層102側(cè)的表面上形成有作為分段電極 的后透明電極103a，而在前基板101b的、位于液晶層102側(cè)的表面上形 成有作為公共電極的前透明電極103b。
按照將液晶層102夾在其中的方式將透明電極103a和103b疊置， 并且疊置區(qū)構(gòu)成顯示區(qū)(顯示圖案)。
在基板101a和101b的、位于液晶層102側(cè)的上方形成覆蓋透明電 極的垂直配向膜104a和104b。如果有必要，可以在垂直配向膜與透明電 極之間插入絕緣膜。
沿基板法線方向在上基板101a和下基板101b外側(cè)設(shè)置一對(duì)偏光板 105a和105b。偏光板105a和105b的軸設(shè)置成90°角。如果有必要，可 以在基板與偏光板之間(例如，在下基板101a與下偏光板105a之間) 設(shè)置光學(xué)補(bǔ)償板106。
對(duì)垂直配向膜104a和104b執(zhí)行摩擦處理，以將液晶分子的偏離方 向(液晶指向矢)與偏光板的軸向之間的角設(shè)置為45。。
設(shè)置密封部件107，作為用于密封液晶層102并且粘合基板101a和 101b的壁。
在顯示區(qū)中的電極的邊緣部分形成黑掩模108。在這種情況下，在 下基板側(cè)形成各黑掩模。
圖16A例示了顯示圖案和電極的實(shí)施例，而圖16B例示了將電極局 部覆蓋的黑掩模的實(shí)施例。在圖16A中，右上方向的陰影線表示下電極 103a，而右下方向的陰影線表示上電極103b。交叉陰影線表示疊置這兩 個(gè)電極的顯示圖案。
在顯示圖案中，與上/下方向和右/左方向不平行的邊具有用于抑制 DMA的Z字形形狀。Z字形形狀具有由沿0點(diǎn)鐘-6點(diǎn)鐘(90° - 270°)方 向的邊和沿3點(diǎn)鐘-9點(diǎn)鐘(0°-180°)方向的邊構(gòu)成的圖案，其中，O點(diǎn) 鐘(90°)方向在該圖中為向上方向。Z字形形狀的寬度(形成Z字形形 狀的寬度)大約為40)im。
圖16B中的細(xì)交叉陰影線表示黑掩模108。黑掩模108的寬度大約 為50 pm，以覆蓋Z字形形狀部分。如果黑掩模太大，則可以在視覺上識(shí)別出。因此，該寬度的上限設(shè)置為200 ,?？梢允箙^(qū)域中除了Z字形 形狀以外的黑掩模寬度更窄(例如，大約20 pm)。該寬度的下限為10 pm。 下面，將描述垂直配向型液晶顯示裝置的制造方法。 參照?qǐng)D15，首先，在基板101a和101b上形成主要由銦錫氧化物(ITO) 制成的透明電極103a和103b。此后，通過構(gòu)圖在分段電極103a的邊緣 部分處形成Z字形圖案。通過在ITO上涂覆光刻膠、使該光刻膠曝光， 并且此后利用該光刻膠作為掩模對(duì)ITO進(jìn)行刻蝕，并隨后去除該光刻膠 來進(jìn)行該構(gòu)圖。
可以在與顯示圖案相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中的公共電極上形成Z字形形狀。
接下來，如前所述，在顯示圖案的邊緣部分處形成黑掩模108。在 該實(shí)施例中，在分段電極103a上形成黑掩模。黑掩模可以由樹脂或金屬 制成。如果黑掩模由樹脂制成，則使用具有分散色素的抗蝕劑、具有分 散碳的抗蝕劑等。如果黑掩模由金屬制成，則使用鉻、鉬等。如果使用 導(dǎo)電材料，則要在黑掩模108與透明電極103a之間插入絕緣層。
沒有具體限制黑掩模的厚度。如果黑掩模的厚度為例如3 pm或更厚 (相對(duì)于液晶層太厚)，則需要將邊緣形狀改變成錐形形狀或者形成平坦 層，以防止液晶的配向擾動(dòng)。
黑掩模108與分段電極103a之間的位置關(guān)系可以上下顛倒，g口，分 段電極103a可以形成在黑掩模108上。
涂覆并烘烤垂直配向膜104a和104b，從而覆蓋透明電極103a和103b 以及黑掩模108。垂直配向膜材料可以是由Nissan Chemical Industries Ltd 制造的SE12U。
對(duì)垂直配向膜執(zhí)行摩擦處理，以具有例如89.5。的預(yù)傾角，其中基板 法線方向?yàn)?0°。沿圖16A和16B所示的0點(diǎn)鐘、3點(diǎn)鐘、6點(diǎn)鐘以及9 點(diǎn)鐘方向中的任一方向?qū)ι虾拖禄鍒?zhí)行反向平行摩擦處理。對(duì)液晶分 子的偏離方向的控制(配向處理)可以是狹縫配向、突起配向、紫外線 配向等。
接下來，在基板101a和101b上涂覆主密封材料，并且分布具有預(yù) 定直徑(在該實(shí)施例中，為4pm)的間隙控制部件，此后，將基板101a和101b以電極側(cè)在內(nèi)的方式疊在一起，并且將主密封部件固化以形成空 單元。
將液晶注入該空單元中，以形成液晶層102。使用具有負(fù)介電常數(shù) 各向異性As和雙折射率大約為0.09的液晶材料。液晶層102中的液晶分 子102m通常借助于垂直配向膜而垂直地配向。如果液晶材料具有負(fù)介電 常數(shù)各向異性，則不具體限定其它物理值和單元厚度。
此后，將光學(xué)補(bǔ)償板106和后偏光板105a粘合至后基板101a的外 側(cè)(圖15中的下側(cè))，而將前偏光板105b粘合至前基板101b的外側(cè)(圖 15中的上側(cè))。例如，將PolatechnoCo.， Ltd制造的SHC-125U用作偏光 板。 一偏光板的軸向是一點(diǎn)半鐘-七點(diǎn)半鐘(45°-225°)方向，而另一偏 光板的軸向是四點(diǎn)半鐘-十點(diǎn)半鐘(135° - 315°)方向。偏光板以正交尼 科耳透鏡方式設(shè)置。
例如，將雙軸板(面內(nèi)延遲AR = 50 nm，厚度方向延遲Ath = 220 nm) 用作光學(xué)補(bǔ)償板106。雙軸板按以下方式設(shè)置，即該雙軸板的面內(nèi)滯相軸 (delay phase axis)與后偏光板105a的吸收軸垂直。可以將A板、雙軸 相差板等用作光學(xué)補(bǔ)償板106，來代替雙軸板。
對(duì)按照上述方式制造的液晶顯示裝置進(jìn)行多路驅(qū)動(dòng)并且觀察顯示狀 態(tài)。在80 Hz低頻下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)未出現(xiàn)DMA并且在視覺上未識(shí)別出類似于 串?dāng)_的現(xiàn)象。因?yàn)楹谘谀＞哂?0 ^m的較窄寬度，所以不能在視覺上識(shí) 別出黑掩模。為了比較進(jìn)行，將液晶顯示裝置制造成具有相同顯示圖案、 無Z字形形狀并且無黑掩模(其它結(jié)構(gòu)相同)。對(duì)該液晶顯示裝置進(jìn)行驅(qū) 動(dòng)。出現(xiàn)DMA并且顯示質(zhì)量較差。
通過以Z字形形狀形成電極圖案邊緣，通過配向處理確定的液晶分 子的偏離方向與電極邊緣處生成的傾斜電場(chǎng)的方向平行或垂直。這被認(rèn) 為是抑制DMA的原因。
然而，Z字形邊緣可能導(dǎo)致暗顯示期間的漏光，從而存在不能獲得 大對(duì)比度的擔(dān)心。
在該實(shí)施方式中，通過設(shè)置覆蓋了包括Z字形圖案在內(nèi)的顯示邊緣 部分的黑掩模來切斷漏光。因?yàn)楹谘谀５膶挾容^窄，所以幾乎觀察不到
26背景與遠(yuǎn)離分段(offsegment)之間的白色和黑色的濃度差，從而可以獲 得具有改進(jìn)顯示質(zhì)量的液晶顯示裝置。
在低頻驅(qū)動(dòng)下易于發(fā)生DMA。根據(jù)該實(shí)施方式，甚至在低頻下也可 以防止DMA出現(xiàn)和漏光，并且改進(jìn)了顯示質(zhì)量。作為針對(duì)DMA的對(duì)策， 可以使用具有高脈沖頻率和幀內(nèi)反轉(zhuǎn)的A或C波形。因?yàn)榭梢詧?zhí)行低頻 驅(qū)動(dòng)，所以可以采用通常使用幀反轉(zhuǎn)的B波形，從而可以簡化驅(qū)動(dòng)電路 并且降低制造成本。因?yàn)榭梢赃M(jìn)行低頻驅(qū)動(dòng)，所以可以抑制功耗。
已經(jīng)結(jié)合實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。本發(fā)明不限于這些實(shí)施方 式。例如，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯見的是，可以做出各種修改、 改進(jìn)以及組合。
權(quán)利要求
1、一種液晶顯示裝置，其包括垂直配向型液晶單元，該垂直配向型液晶單元包括形成有第一電極的第一基板、形成有第二電極并且與所述第一基板相對(duì)的第二基板、以及夾在所述第一基板與所述第二基板之間并且包含具有預(yù)傾角的液晶分子的液晶層；將所述垂直配向型液晶單元夾在其中的一對(duì)偏光板；以及用于在所述第一電極與所述第二電極之間施加具有多路驅(qū)動(dòng)波形的電壓的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中，在與所述第一基板的表面或所述第二基板的表面平行的顯示面內(nèi)，所述第一電極和所述第二電極中的至少一個(gè)具有與第一邊界和第二邊界交替地接合的Z字形邊界，該第一邊界與沒有施加電壓的情況下沿著所述液晶層的厚度方向的中間區(qū)域中的液晶分子的指向矢的顯示面內(nèi)分量垂直，該第二邊界沿著與所述第一邊界交叉的方向延伸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示裝置，其中，所述Z字形邊界設(shè) 置在要由觀察者進(jìn)行觀察的顯示圖案的邊界部分處，所述邊界部分與在 沒有施加電壓的情況下沿著所述液晶層的厚度方向的中間區(qū)域中的液晶 分子的指向矢的顯示面內(nèi)分量既不垂直也不平行。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一邊界和所 述第二邊界中的每一個(gè)的長度均比100 pm短。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示裝置，其中，該對(duì)偏光板是按所 述偏光板的透射軸之間的角在所述顯示面內(nèi)處于85。 - 95。范圍內(nèi)的正交尼科耳透鏡方式設(shè)置，并且所述偏光板的透射軸中的每一個(gè)與沒有施加 電壓的情況下沿著所述液晶層的厚度方向的中間區(qū)域中的液晶分子的指 向矢的所述顯示面內(nèi)分量之間的角在40° - 50。的范圍內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其中，所述第二邊界與沒 有施加電壓的情況下沿所述液晶層的厚度方向的中間區(qū)域中的液晶分子 的指向矢的所述顯示面內(nèi)分量平行。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，將手性試劑添加至所述液晶層。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)波形是在 每幀處極性發(fā)生反轉(zhuǎn)的用于執(zhí)行幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的B波形。
8、 一種液晶顯示裝置，其包括 一對(duì)相對(duì)的基板；形成在該對(duì)相對(duì)基板中的每一個(gè)上的各相對(duì)表面?zhèn)鹊南鄬?duì)電極圖案；形成在該對(duì)相對(duì)基板中的每一個(gè)上以覆蓋所述相對(duì)電極圖案的垂直 配向膜；夾持在該對(duì)相對(duì)基板之間的垂直配向液晶層；以及設(shè)置在該對(duì)相對(duì)基板外側(cè)的一對(duì)偏光板，其中所述相對(duì)電極圖案的邊緣包括Z字形圖案，該Z字形圖案由與所述 液晶層的沿著由配向處理確定的所述面內(nèi)方向發(fā)生偏離的液晶指向矢的 面內(nèi)方向平行或垂直的一組邊構(gòu)成；并且將黑掩模設(shè)置為覆蓋由所述相對(duì)電極圖案限定的顯示圖案的所述邊緣。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其中，所述黑掩模的寬度 為10 (im至lj 200 |im。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其中，所述Z字形圖案 由沿著零點(diǎn)鐘-六點(diǎn)鐘方向的邊和沿著三點(diǎn)鐘-九點(diǎn)鐘方向的邊構(gòu)成，其 中，垂直方向?yàn)榱泓c(diǎn)鐘-六點(diǎn)鐘方向。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其中，所述偏光板以正 交尼科耳透鏡方式設(shè)置，所述偏光板中的一個(gè)的軸向?yàn)橐稽c(diǎn)半鐘-七點(diǎn)半 鐘方向，而所述液晶指向矢的面內(nèi)方向?yàn)榱泓c(diǎn)鐘方向、三點(diǎn)鐘方向、六 點(diǎn)鐘方向以及九點(diǎn)鐘方向中的一個(gè)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其中，所述相對(duì)電極圖 案包括表示顯示圖案的分段電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置。一種液晶顯示裝置，其包括垂直配向型液晶單元，該垂直配向型液晶單元包括形成有第一電極的第一基板、形成有第二電極的第二基板、以及包含具有預(yù)傾角的液晶分子的液晶層；將所述單元夾在其中的一對(duì)偏光板；以及用于在所述第一電極與所述第二電極之間施加具有多路驅(qū)動(dòng)波形的電壓的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中，在與所述第一基板的表面或所述第二基板的表面平行的顯示面內(nèi)，所述第一電極和所述第二電極中的至少一個(gè)具有與第一邊界和第二邊界交替地接合的Z字形邊界，該第一邊界與沒有施加電壓的情況下沿著所述液晶層的厚度方向的中間區(qū)域中的液晶分子的指向矢的顯示面內(nèi)分量垂直，該第二邊界沿著與所述第一邊界交叉的方向延伸。
文檔編號(hào)G02F1/13GK101526698SQ20091000448
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月4日
發(fā)明者堀井正俊, 杉山貴 申請(qǐng)人:斯坦雷電氣株式會(huì)社