專利名稱：液晶顯示元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示元件。
背景技術(shù)：
本專利申請是基于2010年10月四日提交的日本專利申請2010-243464，該日本專利申請的全部內(nèi)容以引用方式并入本文。垂直取向型液晶顯示元件在液晶層中的液晶分子垂直于基板取向，從而當(dāng)沒有施加電壓時具有非常好的黑色水平性能。此外，它具有非常好的視角特性，因為在上下偏振片之間的液晶盒的一側(cè)或兩側(cè)引入一個或多個光學(xué)補償片，所述光學(xué)補償片具有負光學(xué)各向異性并具有合適的參數(shù)(例如，參見日本特許專利公開No. 2005-234254)。圖17是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的垂直取向型液晶顯示元件的示例的示意性截面圖。第一基板(上基板)1和第二基板(下基板)2彼此面對，并且液晶層3置于其間。 第一基板1由透明基板13、透明電極(分段電極)14、垂直取向膜15以及視角補償片12和偏振片11組成，其中，透明電極14形成在透明基板13的一個表面(面對第二基板的內(nèi)表面)上，垂直取向膜15涂覆在透明電極14上并且通過沿箭頭18所表示的方向進行摩擦來處理垂直取向膜15的表面，并且視角補償片12和偏振片11布置在透明基板13的另一個表面(沒有面對第二基板的外表面)上。與第一基板1 一樣，第二基板2由透明基板23、透明電極(公共電極)24、垂直取向膜25以及視角補償片22和偏振片21組成，其中，透明電極M形成在透明基板23的一個表面(面對第一基板的內(nèi)表面)上，垂直取向膜25涂覆在透明電極M上并且通過沿箭頭觀表示的方向進行摩擦來處理垂直取向膜25的表面，并且視角補償片22和偏振片21布置在透明基板23的另一個表面(沒有面對第一基板的外表面)上。液晶層3包括幾乎垂直于基板1和基板2的表面來取向的液晶分子，并且通過摩擦而賦予液晶層3相對于垂直于基板的方向的預(yù)定的預(yù)傾角。將背光4布置在下基板2下方。上偏振片11和下偏振片21這兩者被布置成大致正交偏振，一個偏振片的吸收軸被布置成與液晶層厚度中央處的液晶分子(下文中被稱作液晶層中央分子)的取向方向成大約45度。所述吸收軸被布置成與液晶顯示元件的左右或上下方向成大約45度。視角補償片12和22由具有負單軸光學(xué)各向異性或負雙軸光學(xué)各向異性的膜制成。就具有負雙軸光學(xué)各向異性的膜而言，其面內(nèi)慢軸優(yōu)選地垂直于相鄰偏振片的吸收軸。就圖17所示的液晶顯示元件而言，上基板和下基板的摩擦方向被分別設(shè)置成12 點鐘方向(箭頭18所表示的方向)和6點鐘方向(箭頭觀所表示的方向)，以使上基板和下基板以反平行取向的方式來取向。液晶材料具有負介電各向異性，并且當(dāng)在上下基板上的透明電極14和M之間施加電壓時，在液晶層3的大量區(qū)域中，液晶分子以平行于基板表面的取向構(gòu)造來變化。圖18是示出圖17中所示的透明電極(分段電極)14和透明電極(公共電極
的電極圖案的示意性平面圖。對相同的組件添加如圖17中一樣的附圖標(biāo)記，并且因此將省略對相同組件的說明。在圖18中，上電極是分段電極14，其具有向著6點鐘-12點鐘方向延伸的條形(長方形)電極形狀，并且下電極是公共電極對，其具有向著垂直于上電極的方向延伸的條形 (長方形)電極形狀。其中分段電極14和公共電極M彼此交叉的各矩形區(qū)域構(gòu)成一個像
ο通過采用上述結(jié)構(gòu)，可以沿著液晶顯示元件的6點鐘方向以最佳顯示質(zhì)量布置最佳觀看方向。另一方面，相對于最佳觀看方向旋轉(zhuǎn)180度的方向是反觀看方向。所述反觀看方向是當(dāng)以相對于液晶顯示元件的方向的特定極角來觀察時光顯示部分變得非常暗并且顯示對比度下降的方向?？梢詮囊壕э@示元件的左右方向得到相對良好的視角特性，所述左右方向是垂直于最佳觀看方向和反觀看方向的方向。雖然在液晶層3中不存在通過在擦上/下基板上摩擦得到的非扭曲取向，但是可以通過向液晶材料中添加手性摻雜物來產(chǎn)生扭曲取向。此外，不必將上基板和下基板的摩擦方向布置成反平行取向。可以只對一個基板執(zhí)行摩擦處理，并且上基板和下基板的摩擦方向可以彼此扭曲。在摩擦方向彼此扭曲的情況下，液晶層中央分子的取向被取向成液晶顯示元件的上下方向。在處于可以得到最大對比度的驅(qū)動電壓下觀察根據(jù)圖17所示的現(xiàn)有技術(shù)的垂直取向型液晶顯示元件的情況下，當(dāng)從最佳觀看方向以及從元件的左右方向觀看時，即使觀察極角改變，也在整個點矩陣顯示區(qū)域中實現(xiàn)了均勻的顯示。另一方面，當(dāng)從相對于反觀看方向順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)60度的方向范圍觀看時，顯示均勻度是不夠的，尤其當(dāng)從反觀看方向觀看時，顯示質(zhì)量明顯下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)顯示均勻性的垂直取向型液晶顯示元件。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種液晶顯示元件，改液晶顯示元件包括一對基板，該對基板以預(yù)定間隙彼此面對；多條第一電極，它們形成在所述一對基板中的一個基板的相向表面上；多條第二電極，它們形成在所述一對基板中的另一個基板的相向表面上并且與所述第一電極交叉；取向膜，其形成在所述一對基板中的至少一個基板的相向表面上， 并且沿著不垂直于所述第二電極的長度方向的方向用取向處理對該取向膜進行處理；垂直取向模式液晶層，其置于所述一對基板之間并且具有預(yù)傾角；以及一對偏振片，該對偏振片夾在所述一對基板之間，其中，所述第一電極和所述第二電極彼此交叉以形成多個像素，并且在每個像素中，在像素的邊緣附近出現(xiàn)不均勻取向區(qū)域，在所述不均勻取向區(qū)域中，所述液晶層的厚度中央中的液晶分子沿著與所述取向處理所限定的方向不同的方向來取向。根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種實現(xiàn)顯示均勻性的垂直取向型液晶顯示元件。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的液晶顯示元件50的平面圖。圖2是示出透明電極(分段電極)14和透明電極(公共電極)M的電極圖案的示意性平面圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的液晶顯示元件50的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。
圖4是液晶盒的觀察照片，其中，摩擦方向被設(shè)置成φ=5度并且預(yù)傾角被設(shè)置為 89. 9 度。圖5是液晶盒的觀察照片，其中，摩擦方向被設(shè)置成φ=10度并且預(yù)傾角被設(shè)置為 89. 9 度。圖6是液晶盒的觀察照片，其中，摩擦方向被設(shè)置成φ=15度并且預(yù)傾角被設(shè)置為 89. 9 度。圖7是液晶盒的觀察照片，其中，摩擦方向被設(shè)置成φ=-5度并且預(yù)傾角被設(shè)置為 89. 9 度。圖8是液晶盒的觀察照片，其中，摩擦方向被設(shè)置成φ=-10度并且預(yù)傾角被設(shè)置為 89. 9 度。圖9是液晶盒的觀察照片，其中，摩擦方向被設(shè)置成φ=-15度并且預(yù)傾角被設(shè)置為 89. 9 度。圖IOA和圖IOB是用于說明測量黑十字交叉點的出現(xiàn)位置的方法的平面圖，并且圖IOC和圖IOD是示出測量結(jié)果的表。圖11是示出當(dāng)從反觀看方向觀看液晶盒時可以消除不均勻性的幀頻。圖12是示出當(dāng)從反觀看方向觀看添加了手性摻雜物的液晶盒時可以消除不均勻性的幀頻。圖13是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示元件的點矩陣顯示區(qū)域中液晶盒的觀察照片。圖14是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的液晶顯示元件50的點矩陣顯示區(qū)域52中液晶盒的觀察照片。圖15Α和圖15Β是示出本發(fā)明的實施方式的第一變形示例的平面圖。圖16Α和圖16Β是示出本發(fā)明的實施方式的第二變形示例的平面圖。圖17是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的垂直取向型液晶顯示元件的一個示例的示意性截面圖。圖18是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的垂直取向型液晶顯示元件的點矩陣電極圖案的示意性平面圖。圖19是示出當(dāng)在電極結(jié)構(gòu)中施加導(dǎo)通(ON)電壓時一個像素中的液晶指向矢的分布以及圖17和圖18所示的取向方向的圖。圖20是根據(jù)圖17所示的現(xiàn)有技術(shù)的垂直取向型液晶顯示元件的明亮顯示狀態(tài)下的取向組織的微觀觀察照片。
具體實施例方式當(dāng)在根據(jù)圖17所示的現(xiàn)有技術(shù)的垂直取向型液晶顯示元件中在上下電極之間施加電壓時，在分段電極14和公共電極M重疊的幾乎全部區(qū)域中，液晶分子根據(jù)由摩擦方向所限定的液晶層中央分子的指向矢來傾斜。然而，在諸如在多條公共電極之間的沒有成對電極(分段電極14和公共電極24)之一存在于平面圖中的區(qū)域之類的區(qū)域中，產(chǎn)生如圖17 中的虛線所表示的相對于上/下方向傾斜的傾斜電場。這些區(qū)域中的液晶層中央分子的指向矢以垂直于傾斜電場的方向為方向；因此， 出現(xiàn)了其中液晶層中央分子的取向方向不同于摩擦方向所限定的取向方向的區(qū)域。這些區(qū)域中的每個區(qū)域都出現(xiàn)在其中分段電極14和公共電極M彼此交叉的像素邊緣附近。圖19是示出當(dāng)在電極結(jié)構(gòu)中施加導(dǎo)通電壓時一個像素中液晶指向矢的分布以及圖17和圖18所示的取向方向的圖。在該附圖中，用箭頭表示每個區(qū)域中的液晶層中央分子的指向矢。一個像素的中央?yún)^(qū)域中的液晶分子均勻取向成附圖所示的分段和公共基板的摩擦方向18和觀限定的方向，但是那些靠近像素左邊緣、右邊緣和上邊緣的液晶分子趨于被取向成不同于摩擦方向所限定方向的方向。在像素邊緣附近產(chǎn)生的分段電極和公共電極之間的傾斜電場影響像素邊緣附近的液晶分子的取向方向。液晶層中央分子的指向矢趨于在平面圖上連續(xù)旋轉(zhuǎn)，從中央?yún)^(qū)域旋轉(zhuǎn)到像素邊緣。在按正交偏振布置的偏振片11和21的吸收軸被設(shè)置成與液晶層中央分子的指向矢成大約45度交叉的情況下，在液晶層中央分子沿著像素的上/下方向以及左/右方向取向的區(qū)域中，可以得到良好的光顯示。另一方面，觀察到，在液晶層中央分子沒有取向成相對于偏振片的吸收軸旋轉(zhuǎn)大約45度的方向的區(qū)域中，例如，在液晶層中央分子的取向方向在平面圖上連續(xù)旋轉(zhuǎn)的區(qū)域中，不能得到良好的光顯示并且透光率趨于下降。如附圖中所示，其中液晶層中央分子的取向方向平行于或大致平行于上偏振片的吸收軸和下偏振片的吸收軸的區(qū)域變成暗區(qū)域(暗線)31。在本說明書中，暗區(qū)域(暗線)31被稱作“黑十字”。在像素的上邊緣附近，存在線性黑十字31彼此交叉的黑十字交叉點32?！昂谑帧笔侵赣蛇B續(xù)產(chǎn)生的不均勻取向區(qū)域組成的線性區(qū)域，在這些不均勻取向區(qū)域中，液晶層中央分子所取向的方向不同于由取向處理限定的取向方向。因此，當(dāng)像素作為一整體正顯示良好的光顯示時，黑十字作為透光率下降的暗線而被觀察到。另一方面，考慮到，因為在像素的下邊緣處由摩擦方向限定的取向方向和由傾斜電場限定的取向方向是近似的方向并且液晶分子的取向狀況是均勻的，所以在這個邊緣附近沒有出現(xiàn)暗區(qū)域31。圖20是根據(jù)圖17所示的現(xiàn)有技術(shù)的垂直取向型液晶顯示元件的光顯示狀態(tài)中的取向組織的微觀觀察照片。在該附圖中，示出了總共16個像素(即，四行四列像素)的取向組織。在各像素中，得到如參照圖19說明的取向狀況。在各像素的左邊緣、右邊緣和上邊緣附近，觀察到至少一個黑十字31。此外，在各像素的上邊緣附近存在兩個或更多個黑十字31，并且觀察到兩個黑十字31彼此交叉而成的至少一個交叉點32。觀察到，這些交叉點 32沒有位于左右對稱的點處。此外，通過精確地觀察像素中的黑十字31，觀察到黑十字交叉點32位于相互不同的點處?？紤]使各黑十字交叉點32形成點向錯(其中，即使在電極之間施加電壓，液晶分子也是垂直于基板取向)，并且液晶分子相對于點向錯徑向取向。因此，當(dāng)在像素中交叉點 32位于相互不同的點處時，尤其在上邊緣附近，視角特性會發(fā)生變化，并且當(dāng)在以反觀看方向作為傾斜中心的情況下、觀察角度從液晶顯示元件的垂直方向向極角方向順時針和逆時針傾斜60度時，識別出像素的視角特性有差異并且所實現(xiàn)的顯示并不均勻。因此，考慮可以通過采用任何手段在全部像素中將黑十字交叉點32固定在大致相同的相對位置這一方法來降低顯示的不均勻度。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的液晶顯示元件50的平面圖。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的液晶顯示元件50是垂直取向型液晶顯示元件，液晶顯示元件50由點矩陣顯示區(qū)域52和分段顯示區(qū)域51組成并且由多路驅(qū)動法(簡單矩陣驅(qū)動法)進行電驅(qū)動。根據(jù)實施方式的液晶顯示元件的顯示區(qū)域51和顯示區(qū)域52是常黑模式，其中，除了顯示區(qū)域之外的區(qū)域一直是黑的。在這種模式下，當(dāng)沒有施加電壓時，液晶層3(圖3)中的液晶分子幾乎垂直于基板取向，并且可以幾乎再現(xiàn)液晶顯示元件的正面和背面上布置的正交偏振的偏振片11和21 (圖3)的暗(黑)狀態(tài)。圖2是示出透明電極(分段電極)14和透明電極(公共電極)M的電極圖案的示意性平面圖。這個平面圖示出當(dāng)從垂直方向觀看時圖1所示的液晶顯示元件50。在圖2中，上電極是分段電極14，即沿著6點鐘-12點鐘方向延伸的多條矩形電極，并且下電極是公共電極M，即沿著與上電極的延伸方向(長度方向)交叉成直角的方向的多條矩形電極。其中分段電極14和公共電極M彼此交叉(在平面圖上重疊)的每個矩形區(qū)域構(gòu)成一個像素。沿著從液晶顯示元件的上/下方向UD順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)角度φ的方向18R和 ^R(從分段電極14的長度方向或者從與公共電極M交叉成直角的方向)，對上基板和下基板執(zhí)行摩擦處理。在這種實施方式中，為了不使上下基板的摩擦方向181 和觀1 與多條公共電極對的延伸方向(長度方向)交叉成直角，使用不同的摩擦角φ。此外，在本說明書中，為了不使上下基板的摩擦方向18R和^R與多條公共電極M的延伸方向(長度方向) 交叉成直角的摩擦處理被稱作“傾斜摩擦”。采用這種方法，液晶層中央分子的指向矢將不與矩形像素的上下邊緣交叉成直角。另外，考慮可以通過其它取向處理來得到相同的效果， 所述其它取向處理可以將液晶層中央分子的指向矢布置成不與矩形像素的上下邊緣交叉成直角。此外，考慮可以使用扭曲取向處理，只要使得液晶層中央分子的指向矢將不會與矩形像素的上下邊緣交叉成直角即可。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的液晶顯示元件50的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。液晶顯示元件50是單疇垂直取向型液晶顯示元件，其具有布置成矩陣的點矩陣電極圖案。分段電極基板(上基板)1和公共電極基板(下基板)2彼此面對，并且液晶層3 置于上基板和下基板之間。分段電極基板1由透明基板13、多條透明電極(分段電極)14、垂直取向膜15組成，其中，透明電極14形成在透明基板13的相向表面(面對下基板2的內(nèi)表面)上，垂直取向膜15涂覆在透明基板13和分段電極14上。沿著從上基板1的液晶顯示元件的上/ 下方向順時針旋轉(zhuǎn)角度φ的方向18R(圖幻，用摩擦處理(傾斜摩擦)對垂直取向膜15的表面進行處理。在透明基板13的外表面上，布置視角補償片12和偏振片11。以與分段電極基板1類似的方式，公共電極基板2由透明基板23、多條透明電極 (公共電極)24、垂直取向膜25組成，其中，透明電極對形成在透明基板23的相向表面(面對上基板1的內(nèi)表面)上，垂直取向膜25涂覆在透明基板23和分段電極M上。沿著從上基板2的液晶顯示元件的上/下方向逆時針旋轉(zhuǎn)角度φ的方向^R(圖2)，用摩擦處理(傾斜摩擦)對垂直取向膜25的表面進行處理。在透明基板23的外表面上，布置視角補償片 22和偏振片21。液晶層3包括幾乎垂直于基板1和2的表面取向的液晶分子，并且具有通過取向處理(摩擦處理)與垂直于基板的方向成預(yù)定角度的預(yù)傾斜。將背光4放置在下基板2下方。此外，在基板1的透明電極14和垂直取向膜15之間，可以形成絕緣膜(SiO2層)等來防止基板之間發(fā)生短路。類似地，在基板2的透明電極M和垂直取向膜25之間，可以形成絕緣膜(SiO2層)等來防止基板之間發(fā)生短路。分段電極14和公共電極M由透明電極ITO形成。例如，將每個基板的一個表面拋光，并且對每個基板被拋光的表面執(zhí)行SW2內(nèi)涂。此后，通過CVD、汽相沉積、濺射等在每個基板上形成作為透明膜的氧化銦錫(ITO)膜，并且通過光刻處理和蝕刻處理將該氧化銦錫(ITO)膜圖案化成所需圖案。在使用堿溶液等清潔具有透明電極14的基板1和具有透明電極M的基板2之后，通過柔印將Chisso Petrochemical公司制造的垂直取向膜15和25施用到電極14和 24以及基板13和23上，并且在清潔烘箱中在180攝氏度下烘烤30分鐘。通過使用棉質(zhì)摩擦布，分別對分段基板1和公共基板2在基板的面內(nèi)方向中沿著方向18R和28R執(zhí)行摩擦處理(傾斜摩擦)。執(zhí)行取向處理以具有反平行取向，其中，分段電極基板(上基板)1的預(yù)傾方向角是從上基板1的液晶顯示元件的上/下方向逆時針旋轉(zhuǎn)角度φ的方向18R(圖幻，并且公共電極基板(下基板)2的預(yù)傾方向角是從上基板1的液晶顯示元件的上/下方向逆時針旋轉(zhuǎn)角度φ的方向圖幻。此外，可以使用任何類型的摩擦處理，只要這些方法可以在像素中提供均勻取向即可。例如，可以使用對垂直取向膜的紫外線照射、金屬氧化物的傾斜汽相沉積、利用濺射膜的取向處理等。另外，可以只對上下基板之一執(zhí)行取向處理，只要該取向處理使液晶層中央分子的指向矢不垂直于各像素邊緣均勻取向即可。此外，在對上基板和下基板都執(zhí)行取向處理的情況下，不必具有反平行取向，只要液晶層中央分子的指向矢與各像素邊緣交叉成某一角度即可。在摩擦處理之后，通過干式噴射方法，在分段電極基板1的整個表面上噴上球徑大約為4. 5 μ m的由SekisuiChemical有限公司制造的塑料分隔件。通過分配器，按預(yù)定圖案在公共電極基板2上涂覆與桿直徑大約為4μπι的由Nippon Electric Glass有限公司制造的桿形玻璃分隔件混合的由Mitsui Chemical公司制造的熱固化型密封材料。此后， 將分段電極基板1和公共電極基板2設(shè)置成面對上面形成有電極的表面，并且使取向方向 (摩擦方向)為反平行的，并且大致彼此平行地附著。然后，通過熱壓結(jié)合將密封材料固化， 完成空盒的制造。此后，通過使用真空注入法，將Merck有限公司制造的Δη大約為0.214并且Δ ε < 0的液晶材料注入到空盒，并且在此之后，在用施壓處理對所述盒進行處理的同時密封所述盒，并且在120攝氏度下烘烤1小時。然后，將偏振片11和21附著于上下玻璃基板的表面。使用I^alatechno有限公司制造的SHC13U作為偏振片11和21。偏振片11和21被布置成正交偏振，并且使偏振片11和21中的每個偏振片的吸收軸與由摩擦處理限定的液晶層中央分子的取向方向18R或28R交叉成大約45度。偏振片的交叉角優(yōu)選地為90度以得到良好的黑狀態(tài)，但是可以將交叉角調(diào)節(jié)大約幾度。此外， 可以使用碘偏振片和染料型偏振片中的任一種作為偏振片11和21。另外，根據(jù)需要，在上基板13和上偏振片11之間布置視角補償片12，同樣在下玻璃基板23和下偏振片21之間布置視角補償片22。最后，將引線框架連接到液晶盒的端子，完成液晶顯示元件50的制造。實際上由發(fā)明人用上述方法制作的液晶盒的厚度大約為4.0μπι。此外，液晶層的延遲大約為860nm。此外，液晶材料的諸如Δη等之類的物理特性不限于以上的實施方式，只要液晶材料是具有負△ ε的負介電各向異性材料即可。通過將上基板和下基板附著以制作空盒并且將液晶材料注入空盒中，本發(fā)明的發(fā)明人實際上已制造了總共12個根據(jù)實施方式的液晶顯示元件50以及作為比較例的2個液晶顯示元件。摩擦方向被設(shè)置成是反平行的并且預(yù)傾角被設(shè)置為89. 8度或89. 9度。至于根據(jù)實施方式的液晶顯示元件50，對于預(yù)傾角89. 8度和89. 9度中的每個，摩擦方向被設(shè)置成φ=-15度、-10度、-5度、5度、10度和15度。至于比較例，對于預(yù)傾角89. 8度和89. 9度中的每個，摩擦方向被設(shè)置成φ=0度。作為基準(zhǔn)線的透明電極(在本實施方式中是分段電極)的長度方向被定義為摩擦方向φ的φ=0度。從基準(zhǔn)線順時針旋轉(zhuǎn)的角度被定義為正(+)角度，并且從基準(zhǔn)線逆時針旋轉(zhuǎn)的角度被定義為負(_)角度。此外，摩擦方向φ是指多條電極的長度方向和相向基板的摩擦方向之間的較小角度。在本實施方式中，摩擦方向和液晶層中央分子的指向矢是同一方向，所以角度φ可以被視為是與摩擦方向所成的角度；然而，角度φ實質(zhì)上是液晶層中央分子的指向矢和基準(zhǔn)電極的長度方向之間的角度(參見圖2)。圖4至圖9是在上述條件下制造的根據(jù)實施方式的上述液晶顯示元件50的預(yù)傾角為89. 9度時液晶盒的觀察照片。圖4至圖9是摩擦方向被分別設(shè)置成φ=-15度、-10度、-5 度、5度、10度和15度的液晶盒的觀察照片。此外，在作為現(xiàn)有技術(shù)的圖20中，示出傾斜角為89. 9度并且摩擦方向φ=0度時根據(jù)比較例的液晶顯示元件的觀察照片。在這些觀察過程中，在如下的驅(qū)動條件下測量黑十字交叉點的出現(xiàn)位置1/64占空比；1/9偏置；幀反轉(zhuǎn)波形；透光率大約7% ；幀頻105Hz ；以及室溫。圖IOA和圖IOB是用于說明測量黑十字交叉點的出現(xiàn)位置的方法的平面圖，并且圖IOC和圖IOD是示出測量結(jié)果的表。如圖IOA中所示，圖4至圖9所示的液晶盒的點60分別被命名為Dl至D16。如圖 IOB中所示，根據(jù)實施方式的每個點60的寬度為420μπι，并且點60之間的間隔(間隙)是 30 μ m。因此，從一個點60的中心到相鄰點60的中心的距離是450 μ m。在測量過程中，從相鄰點60之間的間隔中心開始測量所述出現(xiàn)位置。在使一個點60的中心與相鄰點60的中心之間的距離為450 μ m至41mm的情況下，將觀察照片打印在A4紙上，從而執(zhí)行測量過程，并且通過使用放大的照片(分辨率為0. 5mm)，用尺子測量所述出現(xiàn)位置。另外，圖IOA 和圖IOB中的符號“UD”表示上基板和下基板中液晶顯示元件的上/下方向(多條分段電極的長度方向(延伸方向)或與多條公共電極的長度方向(延伸方向)垂直的方向)。圖IOC是示出在摩擦方向φ=5度、10度和15度時液晶盒的觀察照片中黑十字交叉點的出現(xiàn)位置的測量結(jié)果(轉(zhuǎn)換成真實值)的表。如該表中所示，黑十字交叉點的全部出現(xiàn)位置都與點60之間的左間隔中心相距大約40 μ m至60 μ m。如果考慮相鄰點60的中心之間的距離為450 μ m，則可以說黑十字交叉點的出現(xiàn)位置固定在各點60的左邊緣附近。圖IOD是示出在摩擦方向φ=-5度、-10度和-15度時液晶盒的觀察照片中黑十字交叉點的出現(xiàn)位置的測量結(jié)果(轉(zhuǎn)換成真實值)的表。如該表中所示，黑十字交叉點的全部出現(xiàn)位置都與點60之間的右間隔中心相距大約40 μ m至60 μ m。如果考慮相鄰點60的中心之間的距離為450 μ m，則可以說黑十字交叉點的出現(xiàn)位置固定在各點60的右邊緣附近。因此，通過相對于電極的長度方向旋轉(zhuǎn)摩擦方向，可以將黑十字交叉點的位置對
9齊(固定)在幾乎全部點60中的邊緣附近?？紤]通過在各點60中將黑十字交叉點的位置固定在相同的相對位置，幫助消除了當(dāng)從某一方向觀看時顯示的粗糙感(這是在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)摩擦處理中觀察到的)并且提高了顯示均勻性。在各像素(點60)中將黑十字交叉點的位置固定在相同的相對位置這一現(xiàn)象可以被視為如下步驟帶來的效果通過將摩擦方向從液晶顯示元件的上/下方向旋轉(zhuǎn)的角度φ 設(shè)置成大于或小于0度并且將其設(shè)置在-5度至-15度的范圍內(nèi)或5度至15度的范圍內(nèi)， 使液晶層中央分子的指向矢背離與多條公共電極的延伸方向垂直的方向略微移動。圖11是示出當(dāng)從反觀看方向觀看上述實際制造的14種液晶盒(當(dāng)摩擦方向在-15度至15度的范圍內(nèi)改變5度時傾斜角為89. 8度的液晶盒和當(dāng)摩擦方向在-15度至 15度的范圍內(nèi)改變5度時傾斜角為89. 9度的液晶盒)時可以消除顯示的粗糙感(由于黑十字交叉點位置不固定造成的顯示不均勻性)的幀頻的曲線圖。本發(fā)明的發(fā)明人判斷出在以下驅(qū)動條件下能夠保持當(dāng)從特定方向觀看液晶顯示元件時的顯示均勻性的最小幀頻1/64占空比；1/9偏置；幀反轉(zhuǎn)波形；高于參照圖10說明的在觀察過程中的透光率(大約7% )的透光率；以及大約40攝氏度的溫度。同時觀察到由于黑十字交叉點的位置不固定造成的顯示的粗糙感(顯示不均勻性)和在幀頻相對低的情況下在所述驅(qū)動條件下在部分顯示區(qū)域中出現(xiàn)暗區(qū)域的現(xiàn)象。雖然驅(qū)動波形的幀頻被設(shè)置成最大為300Hz，但是在角度φ=0度而不考慮預(yù)傾角的情況下，在液晶盒中在從反觀看方向觀看時的顯示的粗糙感(顯示不均勻性)并沒有消失。 另一方面，發(fā)現(xiàn)通過使用角度φ不等于0度的液晶盒，可以將驅(qū)動波形的幀頻限制成250Hz 或更低。在預(yù)傾角為89. 8度的情況下，與預(yù)傾角為89. 9度的情況相比，可以用更低的頻率消除顯示的粗糙感(顯示不均勻性)。因此，考慮可以通過使預(yù)傾角更小來降低幀頻。這樣變得可以通過降低幀頻來限制由液晶顯示元件的串?dāng)_造成的顯示不均勻性并且提高顯示均勻性和顯示質(zhì)量。圖12是示出當(dāng)從反觀看方向觀看7種液晶盒(包括添加了右手手性摻雜物并且當(dāng)摩擦方向在-15度至15度的范圍內(nèi)時傾斜角為89. 9度的液晶盒)時可以消除顯示的粗糙感(由于黑十字交叉點的位置不固定造成的顯示不均勻性)的幀頻的曲線圖。本發(fā)明的發(fā)明人實際制造了總共7個包括比較例的根據(jù)實施方式的液晶顯示元件，這些元件是通過以下步驟制造的制備預(yù)傾角為89. 8度并且摩擦方向在φ=-15度至15 度的范圍內(nèi)改變5度的空盒，并且將添加了大約1. 的Merck有限公司制造的手性摻雜物R-811的Merck有限公司制造的Δη大約為0. 214且Δ ε <0的液晶材料注入空盒中。本發(fā)明的發(fā)明人判斷出在以下驅(qū)動條件下能夠保持當(dāng)從特定方向觀看液晶顯示元件時的顯示均勻性的最小幀頻1/64占空比；1/9偏置；幀反轉(zhuǎn)波形；大約7%的透光率；以及室溫。類似于參照圖11說明的觀察過程，同時觀察到由于黑十字交叉點的位置不固定造成的顯示的粗糙感(顯示不均勻性)和在幀頻相對低的情況下在所述驅(qū)動條件下在部分顯示區(qū)域中出現(xiàn)暗區(qū)域的現(xiàn)象。當(dāng)摩擦方向被設(shè)置成φ=-10度或-15度時，觀察到顯示的粗糙感(顯示不均勻性) 趨于消失。另一方面，當(dāng)摩擦方向被設(shè)置成φ=-5度、5度、10度或15度時，與類似于現(xiàn)有技術(shù)的摩擦方向φ=0度時的外觀沒有差別，或者顯示的粗糙感(顯示不均勻性)趨于變得更差。 考慮肉眼觀察到取向的不均勻性，這是因為當(dāng)摩擦方向被設(shè)置成φ=-5度、5度、10度或15度時，黑十字在中間斷開或者黑十字的形狀是不穩(wěn)定的。此外，使用圖12中的觀察過程中所使用的添加了手性摻雜物的液晶盒，在與圖11 中的觀察過程相同的條件下，執(zhí)行觀察過程。當(dāng)摩擦方向被設(shè)置成φ=_10度或-15度時，可以確認限制幀頻的效果，但是當(dāng)摩擦方向被設(shè)置成φ=-5度、5度、10度或15度時，與現(xiàn)有技術(shù)類似地，即使在最大的幀頻下，也不能得到顯示均勻性。根據(jù)上述的觀察結(jié)果，發(fā)現(xiàn)當(dāng)在沒有添加手性摻雜物的情況下順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)摩擦方向時，黑十字的位置是固定的，所以可以容易地解決當(dāng)從特定方向觀看時顯示的粗糙感(顯示不均勻性)而不用增加制造步驟。旋轉(zhuǎn)摩擦方向的角度φ優(yōu)選地在-5至-15 度的范圍內(nèi)或者在5度至15度的范圍內(nèi)。在使用添加了右手手性摻雜物的液晶的情況下，與沒有添加手性摻雜物的情況不同，當(dāng)摩擦方向從液晶層中央分子的指向矢順時針旋轉(zhuǎn)時沒有產(chǎn)生黑十字固定的效果并且顯示均勻性沒有改善。當(dāng)摩擦方向從液晶層中央分子的指向矢逆時針旋轉(zhuǎn)時，通過將摩擦方向旋轉(zhuǎn)角度φ=-10度或-15度，黑十字得以穩(wěn)定。因此，假設(shè)優(yōu)選地通過在使用添加了右手手性摻雜物的液晶的情況下將摩擦方向從液晶層中央分子的指向矢旋轉(zhuǎn)角度φ=-10度至-15度，并且通過在使用添加了左手手性摻雜物的液晶的情況下將摩擦方向從液晶層中央分子的指向矢旋轉(zhuǎn)角度φ=10度至15度，使黑十字交叉點的位置固定。圖13是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示元件的點矩陣顯示區(qū)域中液晶盒的觀察照片。 圖14是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的液晶顯示元件50的點矩陣顯示區(qū)域52中液晶盒的觀察照片。這兩個液晶盒的最佳觀看方向是12點鐘方向并且反觀看方向是6點鐘方向。此外， 這兩個液晶盒都使用沒有手性摻雜物的液晶，并且在1/64占空比；1/9偏置；波形B ;250Ηζ 和24. 9V的驅(qū)動條件下執(zhí)行觀察過程。雖然在圖14所示的傾斜摩擦的照片中存在由于接觸失敗造成的串?dāng)_，但是可以認識到并沒有發(fā)現(xiàn)顯示問題，如，在圖13所示的常規(guī)摩擦過程中發(fā)現(xiàn)的各像素邊緣處的不均勻性。在觀察過程中使用的液晶顯示元件的上下基板沒有配備補償片；因此當(dāng)從特定方向觀察時在除了顯示區(qū)域之外的區(qū)域中發(fā)現(xiàn)光泄露。這是因為液晶層中央分子的指向矢和各像素邊緣以相同角度交叉，在幾乎相同的情形下產(chǎn)生黑十字，并且像素中黑十字交叉點的出現(xiàn)位置的差別減小。圖15Α和圖15Β是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的第一變型示例的平面圖。圖15Α 是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的第一變型示例的液晶顯示元件50的平面圖，并且圖15Β是示出點矩陣顯示區(qū)域52b中的部分電極圖案的放大平面圖。如圖15中所示，多條公共電極24b沒有平行布置而是從液晶顯示元件50的左/ 右方向略微旋轉(zhuǎn)(例如，士5度至15度)，并且沿著6點鐘-12點鐘方向(用箭頭18和觀表示的方向)執(zhí)行諸如摩擦處理之類的取向處理，所述6點鐘-12點鐘方向是與如圖15A 所示的分段電極的長度方向相同的方向，正如現(xiàn)有技術(shù)一樣。通過這種方法，可以用傳統(tǒng)的摩擦處理得到與傾斜摩擦(其中，角度φ不是0度)相同的效果。就第一變型示例而言，優(yōu)選地，公共電極24b的長度方向指向從分段電極14的長度方向旋轉(zhuǎn)90士5度至90士 15度 (75度至85度或95度至105度)的方向。也就是說，公共電極24b被形成為沿著從垂直于液晶顯示元件50的上/下方向的方向旋轉(zhuǎn)士5度至15度的方向延伸。圖16A和圖16B是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的第二變型示例的平面圖。圖16A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的第二變型示例的液晶顯示元件50的平面圖，并且圖16B是示出點矩陣顯示區(qū)域52c中的部分電極圖案的放大平面圖。如圖16B中所示，多條公共電極24b和多條分段電極Hc本身都沒有平行布置而是從液晶顯示元件50的左/右方向略微旋轉(zhuǎn)(例如，士5度至15度)，并且沿著6點鐘-12 點鐘方向(用箭頭18和觀表示的方向)執(zhí)行諸如摩擦處理之類的取向處理，所述6點鐘-12點鐘方向是與如圖16A所示的分段電極的長度方向相同的方向，正如現(xiàn)有技術(shù)一樣。 通過這種方法，可以用傳統(tǒng)的摩擦處理得到與傾斜摩擦(其中，角度φ不是0度)相同的效果。就第二變型示例而言，公共電極Mb的長度方向和分段電極14c的長度方向交叉成直角。公共電極24b被形成為沿著從垂直于液晶顯示元件50的上/下方向的方向旋轉(zhuǎn)士5 度至15度的方向延伸。此外，分段電極14c被形成為沿著從液晶顯示元件50的上/下方向旋轉(zhuǎn)士5度至15度的方向延伸。另外，黑十字的位置是固定的，所以右旋轉(zhuǎn)部分和左旋轉(zhuǎn)部分的面積比是固定的； 因此，偏振片的布置不會對顯示不均勻性造成影響。因此，即使在摩擦方向的旋轉(zhuǎn)角度φ不是0度的情況下(在傾斜摩擦的情況下)，當(dāng)正面偏振片和背面偏振片沿著從液晶顯示元件 50的左/右方向和上/下方向旋轉(zhuǎn)大約45度的方向布置時，也沒有觀察到顯示不均勻性。根據(jù)上述本發(fā)明的實施方式和實施方式的變型示例，液晶層中央分子的指向矢沒有與分段電極和公共電極交叉成直角，而是與垂直于多條分段電極的長度方向的方向交叉成特定角度。此外，在上基板和下基板中的每個基板上所形成的多條電極具有相同寬度并且彼此平行。通過這種方法，全部的像素都具有相同的形狀和尺寸，其中通過多條分段電極和多條公共電極的截面來劃分各像素?？紤]可以將分段電極和公共電極調(diào)換以得到相同效^ ο雖然在上述本發(fā)明的實施方式和實施方式的變型示例中使用的是透明電極，但是可以使用彼此交叉的任何種類的多條上電極和多條下電極。例如，本發(fā)明的實施方式可以適于反射型液晶顯示裝置，所述反射型液晶顯示裝置通過利用金屬在下基板上形成電極來使用來自外部的反射光，而沒有使用背光。已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選的實施方式描述了本發(fā)明。本發(fā)明不只限于以上的實施方式。顯而易見，可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員進行各種變型、改進、組合等。
1權(quán)利要求
1.一種液晶顯示元件，該液晶顯示元件包括 一對基板，該對基板以預(yù)定間隙彼此面對；多條第一電極，它們形成在所述一對基板中的一個基板的相向表面上； 多條第二電極，它們形成在所述一對基板中的另一個基板的相向表面上并且與所述第一電極交叉；取向膜，其形成在所述一對基板中的至少一個基板的相向表面上，并且沿著不垂直于所述第二電極的長度方向的方向?qū)υ撊∠蚰みM行了取向處理；垂直取向模式液晶層，其置于所述一對基板之間并且具有預(yù)傾角；以及一對偏振片，該對偏振片夾在所述一對基板之間， 其中，所述第一電極和所述第二電極彼此交叉以形成多個像素，并且在每個像素中，在像素的邊緣附近出現(xiàn)不均勻取向區(qū)域，在所述不均勻取向區(qū)域中，所述液晶層的厚度中央處的液晶分子沿著與所述取向處理所限定的方向不同的方向來取向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中所述第一電極和所述第二電極交叉成直角，并且沿著從所述第一電極的長度方向順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)5度至15度的方向，對所述取向膜進行了取向處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中所述第二電極的長度方向是從所述第一電極的長度方向旋轉(zhuǎn)75度至85度或95度至 105度的方向，并且沿著平行于所述第一電極的長度方向的方向，對所述取向膜進行了取向處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了液晶顯示元件，其包括一對基板，該對基板以預(yù)定間隙彼此面對；多條第一電極，它們形成在一個基板上；多條第二電極，它們形成在另一個基板上并且與所述第一電極交叉；取向膜，其形成在至少一個基板上，并且沿著不垂直于所述第二電極的長度方向的方向用取向處理對該取向膜進行處理；垂直取向模式液晶層，其置于所述一對基板之間并且具有預(yù)傾角；以及一對偏振片，其夾在所述一對基板之間，其中，所述第一電極和所述第二電極彼此交叉以形成像素，并且在每一像素的邊緣附近出現(xiàn)不均勻取向區(qū)域，在所述不均勻取向區(qū)域中，液晶層的厚度中央處的液晶分子沿著與所述取向處理所限定的方向不同的方向取向。
文檔編號G02F1/1337GK102466927SQ20111033259
公開日2012年5月23日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者巖本宜久, 片野邦彥 申請人:斯坦雷電氣株式會社