液晶顯示裝置和安裝有液晶顯示裝置的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】液晶顯示裝置和安裝有液晶顯示裝置的設(shè)備。一種液晶顯示裝置包括液晶顯示元件；以及驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路在所述液晶顯示元件的相對(duì)的電極之間施加電壓以具有置于以0.5Hz至5Hz頻率交替的亮/暗顯示的顯示區(qū)域，其中，在所述液晶顯示元件的垂直配向膜和液晶層之間設(shè)置有設(shè)計(jì)為增強(qiáng)液晶分子的垂直配向控制的層，以及所述液晶層中的預(yù)傾斜角是87°以上89.52°以下。
【專利說明】液晶顯示裝置和安裝有液晶顯示裝置的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液晶顯示裝置和安裝有液晶顯示裝置的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，利用在大致以正交尼科耳結(jié)構(gòu)設(shè)置的偏光板之間設(shè)置垂直配向的液晶單元來構(gòu)造垂直配向型液晶顯示元件。垂直配向的液晶單元是在上基板和下基板之間插入的液晶層的液晶分子相對(duì)于基板而大致地垂直配向的液晶單元。在垂直配向的液晶顯示元件中，從基板法線方向觀察的背景顯示區(qū)域域(非施加電壓的區(qū)域)的光透射率非常低，大致等于以正交尼科耳結(jié)構(gòu)設(shè)置的兩個(gè)偏光板的光透射率。因此，垂直配向的液晶顯示元件能夠相對(duì)容易地實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度顯示裝置。
[0003]已知有多種用于均勻地配向液晶分子的方法。這些方法包括:(i)設(shè)計(jì)為經(jīng)由表面輪廓效果來實(shí)現(xiàn)均勻配向的方法，其中，該表面輪廓效果可能是利用在基板的內(nèi)表面上傾斜地蒸發(fā)沉積作為配向膜的金屬氧化物(例如SiOx)并在沉積表面上形成鋸齒形圖案來形成的；(ii)所謂的光配向處理方法(例如，參見日本特許第2872628號(hào)公報(bào))，其被設(shè)計(jì)為利用沿著與基板法線方向傾斜的方向鋪設(shè)聚酰亞胺或其它有機(jī)薄膜并利用紫外線對(duì)其進(jìn)行輻射來在基板的內(nèi)表面上形成有機(jī)配向膜，以及(iii) 一種被設(shè)計(jì)為在基板的內(nèi)表面上形成具有特定的表面自由能的配向膜并提供有摩擦處理的方法(例如，參見日本特開2005-34254號(hào)公報(bào))。這些是單疇配向方法，其能夠在非施加電壓時(shí)段期間以特定的方向?qū)Υ怪迸湎虻囊壕卧囊壕又械囊壕Х肿舆M(jìn)行配向。
[0004]除了當(dāng)從前方觀察時(shí)的高對(duì)比度顯示之外，單疇垂直配向的液晶顯示元件利用至少在上基板和下基板任一以及偏振片之間設(shè)置具有負(fù)單軸和/或雙軸光學(xué)各向異性的視角補(bǔ)償片能夠提供針對(duì)背景顯示區(qū)域域和暗顯示時(shí)段的寬視角特性。此外，由于在亮顯示期間針對(duì)最佳可視方向和與該方向垂直的方向也具有良好的視角特性，因此，單疇垂直配向的液晶顯示元件廣泛應(yīng)用于對(duì)于由左右方向和上方向，或者左右方向和下方向的三個(gè)方向的視角特性特別看重的應(yīng)用中，例如在車載液晶顯示裝置中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]圖12是示出單疇垂直配向的液晶顯示裝置的示例的截面示意圖。液晶層55被設(shè)置在由框狀密封劑54包圍并位于上基板(上側(cè)基板)50a和下基板(下側(cè)基板)50b之間的區(qū)域，其中上基板和下基板都起到電極和配向膜的作用。液晶層55是相對(duì)于基板50a和50b對(duì)液晶分子大致進(jìn)行垂直配向的液晶層。為了在一個(gè)方向?qū)σ壕Х肿舆M(jìn)行配向，已經(jīng)向兩個(gè)基板50a和50b的配向膜提供了配向處理。在位于液晶層55相對(duì)側(cè)上的基板50a和50b的各個(gè)表面上，以諸如正交尼科耳結(jié)構(gòu)來設(shè)置上偏振片56a和下偏振片56b。用這樣的方式來液晶顯示裝置的液晶顯示元件部分使其包括基板50a和50b、密封劑54、液晶層55和偏振片56a和56b ο
[0006]具有光學(xué)膜58的背光59被設(shè)置在液晶顯不兀件部分的背面,例如光學(xué)膜58包括夾在層狀液晶顯示元件部分和背光59之間的擴(kuò)散片和/或亮度提高膜。液晶顯示元件、光學(xué)膜58和背光59被固定于殼體(底架)60內(nèi)部合適的位置。
[0007]如果對(duì)單疇垂直配向的液晶顯示裝置施加振動(dòng)，那么在照亮的顯示區(qū)域內(nèi)部有時(shí)會(huì)產(chǎn)生暗區(qū)，導(dǎo)致顯示不均勻。當(dāng)?shù)皖l地(例如幾個(gè)Hz或更少)進(jìn)行明/暗閃爍顯示時(shí)會(huì)發(fā)生上述情況。
[0008]圖13A是示出在不施加振動(dòng)的情況下當(dāng)顯示區(qū)域顯示閃爍操作時(shí)，單疇垂直配向的液晶顯示裝置的亮顯示狀態(tài)的照片。液晶分子沿著照片從上到下的方向被配向。黑色繪制的交叉標(biāo)記示出上偏振片和下偏振片的吸收軸。上偏振片和下偏振片的吸收軸的方向分別與液晶分子的配向方向順時(shí)針和逆時(shí)針地成45°角。在矩形形狀的顯示區(qū)域域的表面內(nèi)獲得了均勻的亮顯示狀態(tài)。以3Hz進(jìn)行用于交替亮/暗顯示的閃爍。
[0009]圖13B是示出當(dāng)施加外部5Hz正弦振動(dòng)時(shí)單疇垂直配向的液晶顯示裝置的顯示區(qū)域的狀態(tài)的照片。在顯示區(qū)域中已經(jīng)出現(xiàn)了暗區(qū)，并且沿著液晶分子的配向方向觀察到劃傷缺陷(摩擦)。
[0010]諸如行駛的機(jī)動(dòng)車輛、軌道車輛或航空器以及安裝有壓力機(jī)和其它機(jī)械和設(shè)備的工廠中的顯著特征是產(chǎn)生振動(dòng)。因此，安裝在這種工業(yè)機(jī)械上或者處于這種環(huán)境中的垂直配向的液晶顯示裝置很有可能發(fā)生在顯示區(qū)域中出現(xiàn)暗區(qū)的故障。
[0011]本發(fā)明旨在提供一種具有良好顯示性能的液晶顯示裝置以及安裝有這種液晶顯示裝置的設(shè)備。
[0012]本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括:液晶顯示元件，該液晶顯示元件包括:(i)彼此相對(duì)設(shè)置的第一基板和第二基板，在所述第一基板和所述第二基板的彼此相對(duì)的一對(duì)表面上具有構(gòu)成顯示區(qū)域的彼此相對(duì)的電極對(duì)以及垂直配向膜對(duì)，其中，對(duì)所述垂直配向膜中的至少一個(gè)進(jìn)行了旨在向液晶層中引入預(yù)傾斜的配向處理；(ii)夾在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層，該液晶層包括具有負(fù)介電各向異性的液晶材料并且被略微傾斜地垂直配向至少設(shè)置在所述垂直配向膜中的一個(gè)與所述液晶層之間的層，該層被設(shè)計(jì)為增強(qiáng)對(duì)所述液晶層的所述液晶分子的所述垂直配向控制；以及(iv)第一偏振片和第二偏振片，其中，所述第一偏振片和所述第二偏振片以正交尼科耳結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一基板和所述第二基板的位于所述液晶層的相對(duì)側(cè)的一對(duì)表面上，并且具有吸收軸，各個(gè)所述吸收軸與位于所述液晶層的中間厚度區(qū)中的所述液晶分子的所述配向方向成45°角，光源，該光源設(shè)置在所述液晶顯示元件的所述第二偏振片側(cè)，以及驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路電連接到所述第一基板和所述第二基板的電極，其中:所述液晶顯示元件的所述液晶層中的預(yù)傾斜角是87°以上89.52°以下，所述驅(qū)動(dòng)電路在所述液晶顯示元件的所述相對(duì)的電極施加電壓以具有被置于以0.5Hz至5Hz頻率交替亮/暗顯示的顯示區(qū)域，所述顯示區(qū)域利用所述電壓供電來執(zhí)行閃爍操作，以及當(dāng)被施加2Hz至30Hz的振動(dòng)或0.5Hz至3Hz的外力時(shí)，所述顯示區(qū)域在亮顯示期間保持顯示均勻性。
[0013]本發(fā)明的另一方面提供一種安裝有液晶顯示裝置的設(shè)備，所述設(shè)備包括:如上所述的液晶顯示裝置，以及外部裝置，該外部裝置承載所述液晶顯示裝置并且使所述液晶顯示裝置經(jīng)受2Hz至30Hz的振動(dòng)或0.5Hz至3Hz的外力，其中，當(dāng)被施加所述振動(dòng)或外力時(shí)，所述液晶顯示裝置的所述顯示區(qū)域在亮顯示期間保持顯示均勻性。
[0014]基于本發(fā)明，有可能提供一種具有良好顯示性能的液晶顯示裝置和安裝有這種液晶顯示裝置的設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1A和圖1B是在實(shí)驗(yàn)中使用的單疇垂直配向的液晶顯示裝置的部分的截面視圖和平面視圖；并且圖1C是示出單疇垂直配向的液晶顯示裝置的整體的截面示意圖；
[0016]圖2是示出各個(gè)振動(dòng)頻率可實(shí)現(xiàn)的最大加速度的曲線圖；
[0017]圖3是示出對(duì)施加到液晶顯示裝置的各個(gè)振動(dòng)頻率而不再能保持顯示均勻性的加速度的研究結(jié)果的曲線圖；
[0018]圖4是橫軸和縱軸代表預(yù)傾斜角和不再能保持顯示均勻性的加速度的曲線圖；
[0019]圖5是示出針對(duì)施加到液晶顯示裝置的各個(gè)振動(dòng)頻率對(duì)預(yù)傾斜角89.59°的樣品的顯示區(qū)域域以IHz、2Hz、3Hz、4Hz和5Hz的閃爍頻率進(jìn)行閃爍時(shí)，不再能獲得顯示均勻性時(shí)的加速度進(jìn)行研究的結(jié)果的曲線圖；
[0020]圖6A是例示位于圖1A所例示的單疇垂直配向的液晶顯示元件的液晶層的中間厚度區(qū)中的液晶分子的配向模型的平面示意圖；圖6B是例示當(dāng)在電極12a和電極Ib上施加電壓時(shí)，液晶層的中間厚度區(qū)分子15a的配向狀態(tài)的平面示意圖；
[0021]圖7A是例示當(dāng)在非施加時(shí)段期間被施加振動(dòng)時(shí),液晶顯示元件的液晶層的中間厚度區(qū)分子15a的配向狀態(tài)的平面示意圖；圖78是例示當(dāng)向液晶分子15a施加電壓以獲得売顯不(如在圖7A中所不的狀態(tài))時(shí)，液晶層15的中間厚度區(qū)的平面不意圖；
[0022]圖8A是例示實(shí)驗(yàn)中使用的單疇垂直配向的液晶顯示裝置的截面示意圖；圖8B是示出被施加振動(dòng)的液晶顯示裝置的液晶層的中間厚度區(qū)分子15a的配向狀態(tài)的平面示意圖；
[0023]圖9是例示實(shí)施例1的單疇垂直配向的液晶顯示裝置的液晶顯示元件部分的截面示意圖；
[0024]圖10是示出針對(duì)施加到液晶顯示裝置的各個(gè)振動(dòng)頻率，不再能保持顯示均勻性的加速度的研究結(jié)果的曲線圖；
[0025]圖11是例示實(shí)施例3的安裝有液晶顯示裝置的設(shè)備的一部分的示意圖；
[0026]圖12是例示單疇垂直配向的液晶顯示裝置的示例的截面示意圖；
[0027]圖13A是示出當(dāng)不被施加振動(dòng)的情況下進(jìn)行閃爍操作時(shí)，單疇垂直配向的液晶顯示裝置的顯示區(qū)域域的亮顯示狀態(tài)的照片；圖13B是示出當(dāng)被施加外部5Hz正弦振動(dòng)時(shí)，單疇垂直配向的液晶顯示裝置的顯示區(qū)域的照片。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本申請(qǐng)的發(fā)明人對(duì)當(dāng)垂直配向的液晶顯示裝置受到外部振動(dòng)時(shí)的顯示性能進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)。
[0029]圖1A是例示實(shí)驗(yàn)中使用的單疇垂直配向的液晶顯示裝置的部分(液晶顯示元件部分)的截面示意圖。首先描述了準(zhǔn)備方法。
[0030]向各個(gè)玻璃片基板的一面提供拋光處理，然后在該表面上順序地形成Si02底涂層和具有30 Ω的面電阻的透明導(dǎo)電膜(ΙΤ0膜)來加工兩片0.7mm厚的堿性玻璃片基板。在光刻步驟和蝕刻步驟中對(duì)這些基板進(jìn)行ITO薄膜構(gòu)圖以制備上面形成了上透明電極12a(段電極)的上透明基板Ila和上面形成了下透明基板Ilb的下透明電極12b (公共電極)。如果有必要，則在ITO電極12a和12b的表面上可形成Si02或其它絕緣膜。
[0031]用堿性溶液等來清洗上面分別形成有電極12a和12b的透明玻璃基板Ila和11b，并且利用柔性印刷方法將日產(chǎn)化工株式會(huì)社制造的垂直配向的薄膜材料涂覆在上面分別形成有電極12a和12b的透明玻璃基板的表面上并在無塵烘箱中以180°C烘烤30分鐘。接下來，利用棉擦布對(duì)各個(gè)透明基板Ila和Ilb進(jìn)行摩擦處理(配向處理)，并且在電極12a和12b上分別形成上配向膜13a和下配向膜13b。以這種方式，制備包括上透明基板11a、上透明電極12a和上配向膜13a的上基板10a，以及包括下透明基板lib、下透明電極12b和下配向膜13b的下基板10b。
[0032]采用干式噴灑法將積水化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制造的大約4 μ m直徑的塑料間隔體顆粒散布到上面形成有配向膜13a的上基板IOa的表面。利用分配器以預(yù)定圖案將包含日本電氣硝子株式會(huì)社(Nippon Electric Glass C0.，Ltd.)制造的大約4 μ m直徑的棒狀玻璃間隔體件的熱固性密封材料施加到上面形成有配向膜13b的下基板IOb的表面上。之后，將基板IOa和IOb設(shè)置在一起使得一方面在上面形成有電極12a和配向膜13a的表面與另一方面在上面形成有電極12b和配向膜13b的表面彼此相對(duì)并且它們的摩擦方向是反平行的，然后利用熱壓結(jié)合對(duì)密封劑14進(jìn)行固化以完成空單元(cell)的形成。
[0033]采用真空注入法將DIC公司制造的具有負(fù)介電各向異性Λ ε的液晶材料注入空單元，然后密封并以120°C烘烤I小時(shí)。
[0034]上偏振片16a和下偏振片16b粘貼在位于液晶層15的相對(duì)側(cè)的基板IOa和IOb的各個(gè)表面上使得它們以尼科耳結(jié)構(gòu)設(shè)置并且它們的吸收軸的配向與根據(jù)兩個(gè)基板上的摩擦方向確定的液晶層的中間厚度區(qū)分子(位于液晶層15的中間厚度區(qū)中的液晶分子)的配向方向分別成45°角。例如,可以米用寶萊株式會(huì)社(Polatechno C0.，Ltd)制造的SHC13U作為作為偏振片16a和16b。如果有必要，可以在基板IOa和偏振片16a之間和/或基板IOb和偏振片16b之間插入視角補(bǔ)償片。在圖1A所示的液晶顯示元件的情況下，在基板IOb和偏振片16b之間插入具有55nm的板內(nèi)相位差和220nm的厚度方向相位差的負(fù)雙軸光學(xué)各向異性的視角補(bǔ)償片17。
[0035]利用調(diào)節(jié)摩擦條件將液晶層15中的預(yù)傾斜角設(shè)置為89.1°到89.95°。測(cè)量到的單元的厚度是大約3.6 μ m到3.8 μ m。液晶層15的延遲大約是330nm至360nm。
[0036]圖1A所例示的液晶顯示元件被構(gòu)造成包括大致平行地、分開設(shè)置的并且彼此面對(duì)的上基板IOa和下基板IOb,并且在基板IOa和IOb之間插入液晶層15。
[0037]上基板IOa包括上透明基板11a、形成在上透明基板Ila的內(nèi)側(cè)表面上的上透明電極12a和形成在透明電極12a上的上配向膜13a。類似地，下基板IOb包括下透明基板I lb、形成在下透明基板Ilb的內(nèi)側(cè)表面上的下透明電極12b和形成在下透明電極12b上的下配向膜13b。彼此面對(duì)的上透明電極12a和下透明電極12b構(gòu)成顯示區(qū)域。
[0038]液晶層15被設(shè)置在由密封劑14包圍并且夾在上基板IOa的配向膜13a和下基板IOb的配向膜13b之間的區(qū)域中。液晶層15是具有略微傾斜的垂直配向的液晶層。配向膜13a和13b已經(jīng)提供了配向處理以在液晶層15中引入單疇垂直配向。
[0039]在與液晶層15分別相對(duì)的上基板IOa和下基板IOb的相應(yīng)表面上設(shè)置有上偏振片16a和下偏振片16b。上偏振片和下偏振片大致地以正交尼科耳結(jié)構(gòu)設(shè)置，它們的吸收軸與液晶層的中間厚度區(qū)分子的配向方向分別成45°角。在下基板IOb和偏振片16b之間插入有視角補(bǔ)償片17。
[0040]當(dāng)將偏振片粘貼到液晶顯示元件時(shí)，很難使上偏振片和下偏振片的吸收軸處于完美的正交尼科耳結(jié)構(gòu)，也就是很難使它們的吸收軸投影到公共平面時(shí)以90°角彼此正交。針對(duì)成功粘貼的角度變化范圍在90° ±2°。在本申請(qǐng)中，利用采用落入到以上變化范圍的粘貼角度來實(shí)現(xiàn)正交尼科耳結(jié)構(gòu)。類似地，實(shí)際上很難將每個(gè)偏振片的各吸收軸與液晶層的中間厚度區(qū)分子的配向方向之間的角度設(shè)置為恰好45°，因此，在上下文中在本申請(qǐng)中將位于45° ±2°范圍內(nèi)的所有角度表示為“45° ”。
[0041]圖1B是例示在實(shí)驗(yàn)中使用的部分單疇垂直配向的液晶顯示裝置的平面示意圖。液晶顯示裝置被構(gòu)造為包括圖1A所例示的液晶顯示元件和電路23。
[0042]當(dāng)從上方觀察時(shí)，液晶顯示元件部分具有173mm寬和55mm長(zhǎng)的矩形形狀。在液晶顯示元件中心的周圍劃界出70_寬和28_長(zhǎng)的矩形形狀的顯示區(qū)域21。沿著水平側(cè)中的一個(gè)形成22.5mm寬的端子區(qū)22。端子區(qū)22起到電極12a和16b的引線端子(外部端子)的作用。用于電極12a和12b的引線端子連接到引線框架端子，經(jīng)由引線框架連接到電路23。電路23例如包括:驅(qū)動(dòng)電路,該驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)為電驅(qū)動(dòng)液晶顯示元件；和控制電路,該控制電路設(shè)計(jì)為使液晶顯示元件顯示期望的圖案。驅(qū)動(dòng)電路在電極12a和12b之間施加電壓以在顯示區(qū)域21上顯示交替的亮/暗狀態(tài)；并且由所施加的電壓供電，液晶顯示區(qū)域21進(jìn)行閃爍操作?？刂齐娐穼?duì)顯示區(qū)域21的開/關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制并控制其它任務(wù)。
[0043]圖1C是實(shí)驗(yàn)中使用的單疇垂直配向的液晶顯示裝置的截面示意圖。
[0044]在液晶顯示元件部分的背面設(shè)置配備有光學(xué)膜18 (例如擴(kuò)散片)的背光19。液晶顯示元件和背光19固定在殼體(底架)20內(nèi)部的預(yù)定位置處。
[0045]作為背光19，例如使用直下型背光或側(cè)光型背光。例如，對(duì)于直下型，無機(jī)LED或其它光源被設(shè)置在與液晶顯示元件的顯示平面平行的平面中，并且設(shè)置有膜來在光源和液晶顯示元件之間的空間中擴(kuò)散光。對(duì)于側(cè)光型，光源被設(shè)置在由樹脂等形成的導(dǎo)光板的側(cè)面，并且從大致平行于液晶顯示元件的顯示表面的導(dǎo)光板的面發(fā)射光。這里，采用側(cè)光型背光19。
[0046]電路23設(shè)置在殼體20內(nèi)部或外部。
[0047]本申請(qǐng)的發(fā)明人制備了具有預(yù)傾斜角89.91° ,89.59° ,89.38°和89.21°的四種液晶顯示元件的樣品并且對(duì)顯示均勻性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
[0048]從顯示表面的最佳視角(圖1B的6點(diǎn)方向)和在0°至40°的極角范圍的各種角度可視覺地觀察到液晶顯示裝置的交替的亮/暗閃爍狀態(tài)，并且如果不像圖13A中的照片所示的狀態(tài)，而是出現(xiàn)指示在顯示均勻性上的即使很小損傷的任何狀態(tài)，例如圖13B中的照片所例示的在顯示區(qū)域21中識(shí)別出暗區(qū)的狀態(tài)，那么就得出沒有獲得顯示均勻性的評(píng)估。此時(shí)，將液晶顯示裝置的顯示表面的法線方向限定為極角0°。
[0049]在這些實(shí)驗(yàn)中，作為原則，以1/4占空比和1/3偏壓的多路驅(qū)動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)液晶顯示裝置。利用幀反轉(zhuǎn)波形作為驅(qū)動(dòng)波形，在250Hz幀頻率和5V驅(qū)動(dòng)電壓下操作該裝置。利用在5Hz以下的范圍內(nèi)對(duì)閃爍頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)來獲得交替的亮/暗閃爍顯示。
[0050]在這些實(shí)驗(yàn)中，將液晶顯示裝置安裝在由IMV公司制造的電動(dòng)振動(dòng)測(cè)試設(shè)備型號(hào)VS-120-06的振動(dòng)臺(tái)上，并且沿著液晶顯示裝置的厚度方向(顯示表面的法線方向)向液晶顯示裝置施加具有期望頻率的正弦振動(dòng)和加速度。例如在2Hz至30Hz的范圍調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率。但是，振動(dòng)測(cè)試設(shè)備具有其位移振幅的上限，并且該上限對(duì)加速度的上限(最大加速度)產(chǎn)生限制。
[0051]圖2是示出在各個(gè)振動(dòng)頻率處可實(shí)現(xiàn)的最大加速度的曲線圖。曲線圖的橫軸表示以Hz為單位的振動(dòng)頻率，縱軸表示以m/s2為單位的最大加速度。例如當(dāng)振動(dòng)頻率是2Hz時(shí)，可實(shí)現(xiàn)的最大加速度是大約2m/s2。類似地，當(dāng)振動(dòng)頻率是6Hz時(shí)，可實(shí)現(xiàn)的最大加速度是大約15m/s2。振動(dòng)頻率變得越低,可實(shí)現(xiàn)的最大加速度越小。特別是當(dāng)振動(dòng)頻率是6Hz以下時(shí)，對(duì)加速度的限制可能會(huì)在實(shí)驗(yàn)中帶來問題。根據(jù)JISC60068-2-6，由算式(I)表示正弦振動(dòng)的振幅加速度a (m/s2)、位移振幅d (mm)和振動(dòng)頻率f之間的關(guān)系。
[0052][算式I]
[0053]a=(2Jif)2Xl(T3Xd...(I)
[0054]根據(jù)算式(1)，例如當(dāng)振動(dòng)頻率是2Hz時(shí)，位移振幅的上限是大約12.77mm。類似地，當(dāng)振動(dòng)頻率是6Hz時(shí)，位移振幅的上限是大約10.5mm。例如利用振動(dòng)測(cè)試設(shè)備VS-120-06,當(dāng)施加的振動(dòng)頻率在2Hz至6Hz的范圍內(nèi)時(shí)，位移振幅被限制為13mm以下。
[0055]這些實(shí)驗(yàn)是在如上所述的與設(shè)備有關(guān)的限制下進(jìn)行的。
[0056]本申請(qǐng)的發(fā)明人首先研究了顯示均勻性對(duì)預(yù)傾斜角的依賴性。采用具有不同預(yù)傾斜角的四個(gè)樣品，液晶顯示裝置的顯示區(qū)域的閃爍頻率固定于3Hz，并且針對(duì)施加到液晶顯示裝置的各個(gè)振動(dòng)研究不再能獲得顯示均勻性的加速度。
[0057]圖3是繪制不再能保持顯示均勻性的加速度的曲線圖。曲線圖的橫軸表示以Hz為單位的所施加的振動(dòng)頻率，縱軸表示以m/s2為單位的顯示均勻性受到破壞時(shí)的加速度。菱形圖標(biāo)屬于89.91°的預(yù)傾斜角的樣品。方格圖標(biāo)和圓形圖標(biāo)分別屬于預(yù)傾斜角89.59°和89.38°的樣品。
[0058]參見菱形圖標(biāo)，具有89.91°預(yù)傾斜角的樣品無論振動(dòng)頻率如何，在lm/s2至2m/s2加速度顯示均勻性都會(huì)受到破壞。也就是說，僅在小于lm/s2至2m/s2的加速度范圍內(nèi)顯示均勻性得以保持。
[0059]參見方形圖標(biāo)，如果振動(dòng)頻率在小于4Hz的范圍，那么具有89.59°預(yù)傾斜角的樣品展現(xiàn)出即使在小的加速度顯示均勻性也會(huì)受到破壞的傾向。當(dāng)所施加的振動(dòng)頻率是4Hz以上時(shí)，甚至在5m/s2以上的加速度保持顯示均勻性。隨著所施加的振動(dòng)頻率增大，不再能夠保持顯示均勻性的加速度趨向于增加(在高振動(dòng)頻率下的高顯示穩(wěn)定性)，并且該傾向在小于4Hz的范圍內(nèi)明顯。此外，在全部振動(dòng)頻率上，顯示均勻性受到破壞時(shí)的加速度比89.91°預(yù)傾斜角的樣品高兩倍或更多倍。
[0060]參見圓形圖標(biāo)。即使施加了該振動(dòng)測(cè)試設(shè)備能夠生成的最大加速度的正弦振動(dòng)，具有89.38°預(yù)傾斜角的樣品也能夠在小于4Hz的振動(dòng)頻率范圍保持顯示均勻性。在4Hz以上的振動(dòng)頻率，顯示均勻性受到破壞，但是在6m/s2以上的加速度存在保持顯示均勻性的可識(shí)別的傾向，其為具有89.59°預(yù)傾斜角的樣品的同等值。具有89.38°預(yù)傾斜角的樣品也存在這種情況，即隨著所施加的振動(dòng)頻率增大，不再能夠保持顯示均勻性的加速度趨向增加(高振動(dòng)頻率下的高顯示穩(wěn)定性)。
[0061]此外，當(dāng)對(duì)具有89.21°預(yù)傾斜角的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，即使施加該振動(dòng)測(cè)試設(shè)備能夠生成的最大加速度的正弦振動(dòng)，也能夠在2Hz至30Hz的振動(dòng)頻率范圍內(nèi)保持顯示均勻性。也就是說，在這四個(gè)樣品當(dāng)中，具有89.21°預(yù)傾斜角的樣品對(duì)于振動(dòng)具有最高的顯示穩(wěn)定性，并且可以得知在6Hz以上的振動(dòng)頻率下，在15m/s2 (約1.5G)以上的加速度，保持顯示均勻性(參見圖2)。
[0062]圖4是橫軸和縱軸代表預(yù)傾斜角和不再能夠保持顯示均勻性的加速度的曲線圖。圖4包括已在圖3中繪制的部分?jǐn)?shù)據(jù)的重繪圖(r印lot)。菱形、圓形、三角形和方形表示施加到顯示裝置的5Hz、10Hz、15Hz和20Hz的振動(dòng)頻率。
[0063]可以清楚識(shí)別這樣的傾向，即隨著預(yù)傾斜角減小，對(duì)于各個(gè)振動(dòng)頻率，使顯示均勻性受到破壞的加速度增加(預(yù)傾斜角越小，顯示穩(wěn)定性越高)。還可以識(shí)別另一種傾向，即當(dāng)預(yù)傾斜角接近90°時(shí)，無論振動(dòng)頻率如何，即使在小加速度，顯示均勻性也會(huì)受到破壞，但是隨著預(yù)傾斜角減小，依賴于振動(dòng)頻率的差別出現(xiàn)。在此情況下，如參照?qǐng)D3所描述的，當(dāng)所施加的振動(dòng)頻率低時(shí)，即使小的加速度也使得不能保持顯示均勻性。所施加的正弦振動(dòng)的位移振幅也被認(rèn)為有關(guān)于使顯示均勻性受到破壞的加速度。
[0064]顯示均勻性依賴于預(yù)傾斜角。如果預(yù)傾斜角小，那么能夠在大的加速度保持顯示均勻性(針對(duì)振動(dòng)的高的顯示穩(wěn)定性)。只要預(yù)傾斜角是89.21°以下，即使例如在沿液晶顯示裝置的厚度方向(顯示表面的法線方向)向液晶顯示裝置施加了 2Hz至30Hz的振動(dòng)頻率的正弦振動(dòng)時(shí)，也保持了顯示均勻性。
[0065]從防止非施加電壓時(shí)段期間液晶顯示元件光泄露的角度，優(yōu)選地，預(yù)傾斜角是87°以上，更優(yōu)選地是88°以上。
[0066]然后，本申請(qǐng)的發(fā)明人對(duì)顯示均勻性對(duì)亮/暗閃爍頻率的依賴性進(jìn)行了研究。
[0067]圖5是示出針對(duì)施加到液晶顯示裝置的各個(gè)振動(dòng)頻率,使具有預(yù)傾斜角89.59°的樣品的顯示區(qū)域域以1Ηζ、2Ηζ、3Ηζ、4Ηζ和5Hz的閃爍頻率閃爍時(shí)，不再能夠獲得顯示均勻性的加速度進(jìn)行研究的結(jié)果的曲線圖。曲線圖的兩個(gè)軸表示與圖3的曲線圖的相同分量。菱形圖標(biāo)、方形圖標(biāo)、三角形圖標(biāo)和圓形圖標(biāo)分別表示1Ηζ、2Ηζ、3Ηζ和4Hz的閃爍頻率。黑色方形圖標(biāo)表示5Hz的閃爍頻率。
[0068]當(dāng)所施加的振動(dòng)頻率在5Hz至7Hz的范圍時(shí)，如果以低閃爍頻率驅(qū)動(dòng)該裝置，那么存在即使在很大的加速度也保持顯示均勻性的可辨別的傾向，盡管在其它振動(dòng)范圍內(nèi)沒有觀察到與特別閃爍頻率有關(guān)的差別。圖5中所示的結(jié)果暗示顯示均勻性對(duì)亮/暗閃爍頻率的依賴性小。結(jié)果就是，在5Hz以下的閃爍頻率范圍(假設(shè)0.5Hz至5Hz)，具有諸如89.21°以下的預(yù)傾斜角的液晶顯示裝置能夠在2Hz至30Hz的振動(dòng)頻率范圍內(nèi)不受振動(dòng)的影響而保持顯示均勻性，盡管實(shí)驗(yàn)本身是在IHz至5Hz的閃爍頻率范圍內(nèi)進(jìn)行的。
[0069]接下來，本申請(qǐng)的發(fā)明人對(duì)顯示均勻性對(duì)驅(qū)動(dòng)條件和驅(qū)動(dòng)方法的依賴性進(jìn)行了研究。在此實(shí)驗(yàn)中采用了具有89.21°預(yù)傾斜角的樣品。
[0070]首先,在多路驅(qū)動(dòng)模式(multiplex drive mode)下,在驅(qū)動(dòng)波形從巾貞反轉(zhuǎn)改變成線反轉(zhuǎn)之后施加振動(dòng)。當(dāng)利用在30Hz以下的振動(dòng)頻率范圍改變頻率和加速度來施加振動(dòng)隨后觀察外觀時(shí)，在0.5Hz至5Hz的亮/暗閃爍頻率范圍，顯示均勻性不受到破壞。然后，在1/16占空比以下的范圍改變占空比，施加當(dāng)從前部觀察時(shí)提供最大對(duì)比度的驅(qū)動(dòng)電壓，但是保持了顯示均勻性。此外，盡管以大約2.9Vrms的驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行了靜態(tài)驅(qū)動(dòng)(等于以1/4占空比和1/3偏壓的5V驅(qū)動(dòng))，但是證實(shí)保持了顯示均勻性。當(dāng)以0.5Hz至5Hz的亮/暗閃爍頻率范圍操作具有89.21°傾斜角的液晶顯示裝置同時(shí)液晶顯示裝置經(jīng)受30Hz以下的振動(dòng)頻率的振動(dòng)時(shí)，保持了顯示均勻性，沒有受到驅(qū)動(dòng)條件和驅(qū)動(dòng)方法帶來的任何特別限制。具有諸如1/16占空比以下的占空比的多路驅(qū)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)均勻顯示。
[0071]盡管在實(shí)驗(yàn)中使用了以將液晶顯示元件和背光19固定在殼體20內(nèi)部為特征的液晶顯示裝置，但是本申請(qǐng)的發(fā)明人在將背光19安裝到液晶顯示元件的發(fā)光表面上并且在液晶顯示元件的一部分上(例如除了顯示區(qū)域21以外的區(qū)間)應(yīng)用膠帶以使液晶顯示元件和背光19處于適合的完全接觸和固定狀態(tài)(在不使用殼體20的情況下，使液晶顯示元件和背光19實(shí)現(xiàn)完全接觸和固定狀態(tài))之后也進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)試。在此情況下，獲得了與將液晶顯示元件和背光19固定在殼體20內(nèi)部為特征的液晶顯示裝置獲得的結(jié)果相似的結(jié)果。
[0072]如以下所描述的，本申請(qǐng)的發(fā)明人假設(shè)破壞顯示均勻性的原因。
[0073]圖6A是例示位于圖1A所示的單疇垂直配向的液晶顯示元件的液晶層的中間厚度區(qū)中的液晶分子15a的配向模型的平面示意圖。如該圖所例示，與摩擦處理方向或其它配向方向一致，液晶分子15a在非施加電壓時(shí)段期間統(tǒng)一地進(jìn)入具有略微傾斜的或多或少的垂直配向狀態(tài)。在該圖的左邊，用箭頭示出了液晶層的中間厚度分子15a的配向方向。在該圖的右上角示，出了以正交尼科耳結(jié)構(gòu)設(shè)置的上偏振片16a和下偏振片16b的吸收軸方向。
[0074]圖6B是例示當(dāng)在電極12a和12b之間施加電壓時(shí)液晶層的中間厚度區(qū)分子15a的配向狀態(tài)的平面示意圖。電壓的施加使得液晶分子15a的配向根據(jù)預(yù)定配向方向統(tǒng)一地且急劇大的地傾斜。
[0075]讓我們考慮這樣的樣品，在該樣品中基于利用電路23交替地施加等于或高于閾值電壓的電壓和低于該閾值電壓的電壓而執(zhí)行閃爍操作(交替亮/暗顯示)的液晶顯示元件施加外部振動(dòng)。
[0076]圖7A是例示在施加低于閾值電壓的電壓時(shí)(非施加電壓時(shí)段期間)當(dāng)施加振動(dòng)時(shí)液晶顯示元件的液晶層的中間厚度區(qū)分子15a的配向狀態(tài)的平面示意圖。由振動(dòng)施加的壓力使基板IOa和IOb彎曲，并且其結(jié)果是形成了區(qū)域S，在該區(qū)域S中液晶分子15a以不同于由配向處理限定的配向方向的方向略微傾斜。
[0077]圖7B是例示當(dāng)向處于圖7A所例示的狀態(tài)的液晶分子15a施加等于或高于閾值電壓的電壓(獲得亮顯示的電壓)時(shí)液晶層15的中間厚度區(qū)的平面示意圖。由于電壓的應(yīng)用，在區(qū)域S中液晶層的中間厚度區(qū)分子15a沿著不同于配向處理限定的配向方向的方向(與偏振片16a或16b的吸收軸方向成45° )傾斜。這被認(rèn)為會(huì)使區(qū)域S在亮顯示期間變暗。
[0078]液晶分子15a以不同于由配向處理限定的配向方向的方向傾斜的原因可能在于，在幾乎90°的預(yù)傾斜角的垂直配向的液晶顯示元件的情況下，向基板IOa和IOb提供與液晶層15的界面的基板IOa和IOb的表面僅具有弱的配向控制(基板IOa和IOb對(duì)面內(nèi)方向配向具有的控制)。如果預(yù)傾斜角小，那么基板IOa和IOb對(duì)面內(nèi)方向配向具有強(qiáng)的控制。該事實(shí)被認(rèn)為可解釋預(yù)傾斜角越小，液晶顯示元件越不受大加速度的影響而保持顯示均勻性的上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中89.21°的預(yù)傾斜角的液晶顯示元件中沒有發(fā)生顯示均勻性受到破壞。在小加速度不容易發(fā)生顯示不均勻的事實(shí)被認(rèn)為歸因于基板IOa和IOb經(jīng)受小的形變。尤其是，即使施加了振動(dòng)，水平配向的液晶顯示元件也不產(chǎn)生暗區(qū)。
[0079]本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證以上提出的產(chǎn)生暗區(qū)的原因。
[0080]圖8A是例示在實(shí)驗(yàn)中使用的單疇垂直配向的液晶顯示裝置的截面示意圖。該圖中所例示的液晶顯示裝置不同于圖1C的液晶顯示裝置，區(qū)別在于該圖中的液晶顯示裝置包括在具有光學(xué)膜18的背光19和液晶顯示元件之間設(shè)置的凸起物24。該凸起物24是剛性的、大致成圓錐形約1_高的凸起。利用凸起物24的頂點(diǎn)與液晶顯示元件的背面(下偏振片16b)保持接觸，對(duì)以IHz的亮/暗閃爍頻率閃爍的液晶顯示裝置施加振動(dòng)。然后可觀察到如下現(xiàn)象:在明亮的顯示區(qū)域21中出現(xiàn)暗區(qū)，該暗區(qū)以凸起物24為中心并且像字母X，其中筆畫大致平行于上偏振片16a和下偏振片16b的吸收軸方向。當(dāng)使用89.91°的預(yù)傾斜角的樣品作為液晶顯示元件時(shí)，在2m/s2加速度識(shí)別出大致成X形狀的暗區(qū)。
[0081]圖8B是例示被施加振動(dòng)的液晶顯示裝置的液晶層的中間厚度區(qū)分子15a的配向狀態(tài)的平面示意圖。在該圖中示出了在暗顯示時(shí)段(非施加電壓的周期)期間的配向狀態(tài)。凸起物24使基板IOa和IOb局部彎曲成以對(duì)應(yīng)于凸起物24位置的點(diǎn)為中心的坑狀。結(jié)果，液晶層的中間厚度區(qū)分子15a沿著以對(duì)應(yīng)于凸起物24位置的點(diǎn)為中心的放射方向傾斜。如果當(dāng)液晶層的中間厚度區(qū)分子15a處于該狀態(tài)時(shí)施加用于亮顯示的電壓，那么液晶分子15a在保持放射狀配向的同時(shí)進(jìn)一步傾斜。這被認(rèn)為造成了具有與偏振片16a和16b的吸收軸方向大致平行的輻射線條(spokes)的放射狀配向區(qū)變暗并最終被或多或少地觀察為X形狀。
[0082]本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)一步進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，在該實(shí)驗(yàn)中用手指輕拍或按壓正在進(jìn)行交替亮/暗閃爍顯示的液晶顯示裝置。更具體地，采用圖1C所示的液晶顯示裝置，并且將閃爍頻率設(shè)定為1HZ。用足夠小以維持液晶分子的或多或少的垂直配向狀態(tài)(從前方觀察時(shí)以正交尼科耳結(jié)構(gòu)設(shè)置的偏振片的暗狀態(tài))的壓力輕拍或按壓顯示區(qū)域21的非加電區(qū)。在0.5Hz至3Hz的振動(dòng)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輕拍或按壓周期。依賴于輕拍或按壓的周期或壓力，有時(shí)在與發(fā)生輕拍或按壓的位置相距大約Icm的明亮的顯示區(qū)域內(nèi)觀察到暗區(qū)。
[0083]用手指周期性地輕拍或按壓的動(dòng)作是向液晶顯示元件的基板IOa的表面直接地且周期性地施加外部壓力并造成基板IOa形變的動(dòng)作。為此，如同在其中引入了凸起物24的實(shí)驗(yàn)的情況，基板IOa和IOb彎曲成以發(fā)生輕拍或按壓的位置以及其周圍區(qū)域?yàn)橹行牡目訝?，并且由于該影響，在暗顯示周期期間，液晶層的中間厚度分子15a進(jìn)入與由配向處理限定的配向方向不同的配向狀態(tài)。相信施加用于亮顯示的電壓造成液晶分子15a在仍處于誤配向狀態(tài)的同時(shí)傾斜，因此導(dǎo)致形成暗區(qū)。
[0084]當(dāng)進(jìn)行包括凸起物24的實(shí)驗(yàn)以及被設(shè)計(jì)為周期性地施加外力的實(shí)驗(yàn)、并且在這兩種情況下在0.5Hz至5Hz范圍調(diào)節(jié)閃爍頻率時(shí)，在全部閃爍頻率大致相等地發(fā)生暗區(qū)。此夕卜，當(dāng)對(duì)不同預(yù)傾斜角的兩個(gè)或更多個(gè)樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，89.21°預(yù)傾斜角的樣品在0.5Hz至5Hz范圍內(nèi)的任何任何閃爍頻率都不產(chǎn)生暗區(qū)。在以等于0.5Hz至3Hz的間隔周期性地施加外力的環(huán)境中，如果以0.5Hz至5Hz的亮/暗閃爍頻率進(jìn)行操作，那么89.21°以下的預(yù)傾斜角的液晶顯示裝置保持顯示均勻性。
[0085][實(shí)施例1]
[0086]為了實(shí)現(xiàn)高顯示質(zhì)量，例如，當(dāng)利用無源矩陣驅(qū)動(dòng)方法驅(qū)動(dòng)垂直配向的液晶顯示裝置時(shí)，重要的是光電特性是陡峭的。作為提高光電特性的陡峭度的方法，已知將預(yù)傾斜角設(shè)置為接近90°。但是根據(jù)本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，為了在即使施加了振動(dòng)或外力的環(huán)境中也實(shí)現(xiàn)良好均勻閃爍顯示，需要將預(yù)設(shè)角度設(shè)定為諸如89.21°以下。鑒于此，在施加了振動(dòng)或外力的環(huán)境中很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)陡峭的光電特性和亮顯示均勻性。[0087]本申請(qǐng)的發(fā)明人假設(shè)作為施加例如振動(dòng)的結(jié)果，液晶分子的配向在不同于由配向處理限定的配向方向上的傾斜是造成產(chǎn)生暗區(qū)的原因。本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)一步假設(shè)這歸因于在垂直配向的液晶顯示元件中，在液晶層和垂直配向膜之間的邊界具有的垂直配向控制弱?；谶@些假設(shè)，利用增強(qiáng)垂直配向控制，本申請(qǐng)的發(fā)明人設(shè)計(jì)出即使在接近90°的預(yù)傾斜角也能夠產(chǎn)生良好均勻顯示的液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置也能夠在施加了振動(dòng)或外力的環(huán)境中調(diào)和諸如陡的光電特性和亮顯示的均勻性。
[0088]圖9是例示實(shí)施例1中單疇垂直配向的液晶顯示裝置的一部分(液晶顯示元件部分)的截面示意圖。其不同于圖1A所示的液晶顯示元件，在于實(shí)施例1中在垂直配向膜13a和13b的液晶層15側(cè)的表面上(分別在一方面垂直配向膜13a和13b與另一方面液晶層15之間)形成有配向控制增強(qiáng)層13c和13d。實(shí)施例1的液晶顯示裝置在其它方面具有與諸如圖1A至圖1C所示的液晶顯示裝置相同的構(gòu)造。
[0089]在形成垂直配向膜13a和13b之后的步驟(例如液晶注入步驟)方面，用于實(shí)施例1的液晶顯示裝置的液晶顯示元件部分的制備方法不同于用于圖1A所例示的液晶顯示元件的制備方法。
[0090]在圖1A所例示的液晶顯示元件的制備中，采用真空注入法將由DIC公司制造的具有負(fù)介電各向異性△ ε的液晶材料注入到空單元中，然后進(jìn)行密封和加熱處理以完成液晶單元。對(duì)于實(shí)施例1，采用真空注入法將液晶組合物注入到空單元并密封，其中，該液晶組合物是利用將由DIC公司制造的2wt% (重量百分比)的紫外光固化液晶樹脂UCLOll加入到由DIC公司制造的具有負(fù)介電各向異性Λ ε的液晶材料而制成的。之后，利用以高壓水銀燈作為光源的紫外曝光設(shè)備用365nm波長(zhǎng)的紫外光在大約16mW/cm2的亮度照射液晶材料以在液晶單元的整個(gè)表面實(shí)現(xiàn)lj/cm2的輻射能量密度。接著，在比相變溫度高了 20°C的120°C溫度進(jìn)行I小時(shí)各項(xiàng)同性熱處理以完成液晶單元。
[0091]在以上示例中，盡管包含在液晶組合物中的紫外光固化樹脂具有液晶屬性，但是也可以使用與液晶材料良好兼容的非液晶紫外光固化樹脂。
[0092]本申請(qǐng)的發(fā)明人針對(duì)實(shí)施例1的液晶顯示裝置的液晶顯示元件部分和圖1A所示的液晶顯不兀件的基板IOa和IOb的液晶層15側(cè)的表面的表面自由能。利用以下步驟進(jìn)行上述計(jì)算:將基板IOa和IOb從液晶單元?jiǎng)冸x、用丙酮清洗與液晶層15接觸的表面并去除液晶材料，然后測(cè)定針對(duì)作為試劑的清水和二碘甲烷的接觸角。圖1A所示的液晶顯示元件的基板IOa和IOb的液晶層15側(cè)的表面的表面自由能是大約36mN/m，而實(shí)施例1相應(yīng)特征是大約50mN/m?；谠摻Y(jié)果，例如相信在實(shí)施例1中的液晶顯示裝置中，在垂直配向膜13a和13b上形成了具有與垂直配向膜13a和13b (配向控制增強(qiáng)層13c和13d)不同的表面自由能的紫外固化液晶樹脂層。
[0093]實(shí)施例1的液晶顯示裝置的預(yù)傾斜角被測(cè)定為89.52°。
[0094]當(dāng)沿著實(shí)施例1的液晶顯示裝置的厚度方向(顯示表面的法線方向)向?qū)嵤├?的液晶顯示裝置施加2Hz至30Hz的振動(dòng)頻率的正弦振動(dòng)時(shí)，本申請(qǐng)的發(fā)明人在視覺上觀察了亮顯示的顯示均勻性。以1/4占空和1/3偏壓的多路驅(qū)動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)液晶顯示裝置，并且在3Hz的閃爍頻率產(chǎn)生交替的亮/暗閃爍顯示。
[0095] 圖10是示出不再能夠保持顯示均勻性的加速度的曲線圖。曲線圖的橫軸表示所施加的以Hz為單位的正弦振動(dòng)的頻率，縱軸表示以m/s2為單位的不再能夠保持顯示均勻性的加速度。三角形圖示出實(shí)施例1的液晶顯示裝置的結(jié)果。方形圖標(biāo)示出作為比較例的圖1A至圖1C所示的液晶顯示裝置(具有89.59°預(yù)傾斜角的樣品)的結(jié)果。比較例圖標(biāo)與圖3中的方形圖標(biāo)相同。
[0096]對(duì)于比較例的液晶顯示裝置，在例如4Hz至30Hz的振動(dòng)頻率范圍，在6m/s2以下的加速度顯示均勻性受到破壞。相比之下，即使當(dāng)施加了振動(dòng)測(cè)試設(shè)備能夠產(chǎn)生的最大加速度的正弦振動(dòng)，實(shí)施例1的液晶顯示裝置在小于7Hz的振動(dòng)頻率范圍也不表現(xiàn)出顯示均勻性受到破壞。此外，只要振動(dòng)頻率處于7Hz以上的范圍，就可在小于12m/s2的加速度保持顯示均勻性。實(shí)施例1的液晶顯示裝置是高可靠性液晶顯示裝置，其能夠抵抗具有例如大于IG的大加速度的振動(dòng)而保持顯示均勻性。
[0097]盡管圖10示出了結(jié)果的實(shí)驗(yàn)是利用將閃爍頻率設(shè)置為3Hz來進(jìn)行的，但是如果采用在0.5Hz至5Hz范圍內(nèi)的閃爍頻率，也將獲得類似的結(jié)果。實(shí)施例1的液晶顯示裝置能夠不僅抵抗振動(dòng)而且也抵抗外力(例如以0.5Hz至3Hz施加周期性的外力以使基板彎曲)而產(chǎn)生良好的均勻顯示。
[0098]在垂直配向膜13a和13b上的紫外固化液晶樹脂層(配向控制增強(qiáng)層13c和13d)具有對(duì)液晶層15中的液晶分子增強(qiáng)垂直配向控制的功能，并且因此，抑制當(dāng)例如施加振動(dòng)或外力時(shí)液晶分子沿著不同于配向處理所限定的配向方向的方向傾斜。因此，實(shí)施例1的液晶顯示裝置表現(xiàn)出高顯示均勻性。即使預(yù)傾斜角例如大于89.21° ,實(shí)施例1的液晶顯示裝置也能夠抵抗振動(dòng)和外力而產(chǎn)生良好的均勻顯示。實(shí)施例1的液晶顯示裝置還能夠在施加振動(dòng)或外力的環(huán)境中同時(shí)實(shí)現(xiàn)陡峭的電光特性和顯示均勻性。
[0099]盡管實(shí)施例1的液晶顯示裝置的預(yù)傾斜角是89.52°，但是只要預(yù)傾斜角是89.52°以下，就至少可獲得可比較的效果。向基板IOa和IOb (配向膜13a和13b)提供配向處理以使得在液晶層15的液晶分子中引入87°以上且89.52°以下的預(yù)傾斜角，更優(yōu)選地88°以上且89.52°以下的預(yù)傾斜角是足夠的。將預(yù)傾斜角設(shè)置為87°以上，更優(yōu)選地88°以上使得能夠防止光泄露。
[0100]盡管圖10中示出結(jié)果的實(shí)驗(yàn)是利用液晶顯示元件和背光19固定在殼體20內(nèi)的液晶顯示裝置進(jìn)行的，但是當(dāng)在不使用殼體20的情況下將液晶顯示元件和背光19被置于完全接觸和固定狀態(tài)時(shí)可獲得類似的結(jié)果。
[0101]例如如圖1B和IC所示，實(shí)施例1的液晶顯示裝置包括設(shè)置在液晶顯示單元的背側(cè)的背光19和電連接到基板IOa和IOb (電極12a和12b)并被設(shè)計(jì)為使液晶顯示元件以
0.5Hz至5Hz的閃爍頻率下執(zhí)行閃爍操作的電路23。電路23能夠以例如1/16占空比以下的占空比以多路驅(qū)動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)液晶顯示元件。
[0102]實(shí)施例1的液晶顯示裝置以0.5Hz至5Hz的閃爍頻率執(zhí)行閃爍操作并且能夠抵抗30Hz以下的振動(dòng)頻率(例如2Hz至30Hz)的振動(dòng)和以0.5Hz至3Hz的頻率周期性施加的外力而保持良好的均勻顯示(在亮顯示期間顯示區(qū)域的顯示均勻性)。振動(dòng)可以是諸如沿著液晶顯示裝置的厚度方向(顯示表面的法線方向)施加的正弦振動(dòng)。外力可以例如是使基板IOa和IOb彎曲的力。實(shí)施例1中的液晶顯示裝置能夠抵抗具有例如大于IG的加速度的振動(dòng)而保持顯示均勻性。
[0103][實(shí)施例2]
[0104]根據(jù)由本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行的各種實(shí)驗(yàn)，如果對(duì)基板IOa和IOb (配向膜13a和13b)進(jìn)行配向處理以使得在液晶層15的液晶分子中引入87°以上且89.21°以下的預(yù)傾斜角，更優(yōu)選地88°以上且89.21°以下的預(yù)傾斜角，那么有可能將圖1A至圖1C所例示的液晶顯示裝置轉(zhuǎn)換成實(shí)現(xiàn)沒有光泄露或不產(chǎn)生暗區(qū)的實(shí)現(xiàn)良好均勻顯示的液晶顯示裝置的液晶顯示元件部分(實(shí)施例2的液晶顯示裝置)。實(shí)施例2的液晶顯示裝置進(jìn)一步包括設(shè)置在液晶顯示單元的背側(cè)的背光19和電連接到基板IOa和IOb (電極12a和12b)并被設(shè)計(jì)為使液晶顯示元件在0.5Hz至5Hz的閃爍頻率下執(zhí)行閃爍操作的電路23。電路23能夠以例如1/16占空比以下的占空比以多路驅(qū)動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)液晶顯示元件。
[0105]實(shí)施例2的液晶顯示裝置以0.5Hz至5Hz的閃爍頻率執(zhí)行閃爍操作并且能夠抵抗30Hz以下的振動(dòng)頻率(例如2Hz至30Hz)的振動(dòng)和以0.5Hz至3Hz的頻率周期性施加的外力而保持良好的均勻顯示(在亮顯示期間顯示區(qū)域的顯示均勻性)。振動(dòng)可以是諸如沿著液晶顯示裝置的厚度方向(顯示表面的法線方向)施加的正弦振動(dòng)。外力可以例如是使基板IOa和IOb彎曲的力。實(shí)施例2中的液晶顯示裝置在例如6Hz以上的振動(dòng)頻率范圍能夠抵抗被測(cè)量為例如大約1.5G以上的加速度的振動(dòng)而保持顯示均勻性。
[0106][實(shí)施例3]
[0107]圖11是例示安裝有實(shí)施例1或?qū)嵤├?的液晶顯示裝置的設(shè)備(實(shí)施例3的安裝有液晶顯示裝置的設(shè)備)的一部分的示意圖。安裝有液晶顯示裝置的設(shè)備的樣品包括機(jī)動(dòng)車輛、軌道車輛、航空器、壓力機(jī)以及其它及其和設(shè)備。安裝有液晶顯示裝置的設(shè)備包括液晶顯示裝置和攜帶該液晶顯示裝置的外部裝置，所述外部裝置使該液晶顯示裝置經(jīng)受30Hz以下(例如2Hz至30Hz)的頻率范圍的振動(dòng)或者使其經(jīng)受0.5Hz至30Hz頻率范圍的周期性外力。振動(dòng)例如可以是具有沿著液晶顯示裝置的厚度方向產(chǎn)生的振幅的正弦振動(dòng)。外力可以例如是使基板IOa和IOb彎曲的力。
[0108]實(shí)施例3的安裝有液晶顯示裝置的設(shè)備即使由于其操作而向其液晶顯示裝置部分施加振動(dòng)或外力，也能夠在0.5Hz至5Hz的頻率范圍內(nèi)很好地執(zhí)行閃爍的液晶顯示。
[0109]盡管采用以上具體的實(shí)驗(yàn)和樣品描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0110]盡管在實(shí)施例1和實(shí)施例2中對(duì)基板IOa和IOb都進(jìn)行了旨在在液晶層中引入預(yù)傾斜的配向處理，但是也可以對(duì)基板IOa或IOb進(jìn)行這種處理。
[0111]盡管在實(shí)施例1中配向控制增強(qiáng)層13c、13d都形成在配向膜13a和13b上，但是這樣的層形成在任一配向膜的液晶層側(cè)的表面上(配向膜和液晶層之間)是足夠的。
[0112]除了以上所描述的樣品，本發(fā)明允許多種其它變形、改進(jìn)、組合或類似物，并且這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說應(yīng)當(dāng)是清楚的。
[0113]實(shí)施例1和實(shí)施例2的液晶顯示裝置適于用作例如高對(duì)比度負(fù)液晶顯示裝置。將其用作車載信息顯示裝置(例如HVAC顯示單元或速度計(jì))是尤其有益的。
【權(quán)利要求】
1.一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括: 液晶顯示元件，該液晶顯示元件包括:(i)彼此相對(duì)設(shè)置的第一基板和第二基板，在所述第一基板和所述第二基板的彼此相對(duì)的一對(duì)表面上具有構(gòu)成顯示區(qū)域的彼此相對(duì)的電極對(duì)以及垂直配向膜對(duì)，其中，對(duì)所述垂直配向膜中的至少一個(gè)進(jìn)行了旨在向液晶層中引入預(yù)傾斜的配向處理；(ii)夾在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層，該液晶層包括具有負(fù)介電各向異性的液晶材料并且被略微傾斜地垂直配向至少設(shè)置在所述垂直配向膜中的一個(gè)與所述液晶層之間的層，該層被設(shè)計(jì)為增強(qiáng)對(duì)所述液晶層的所述液晶分子的所述垂直配向控制；以及(iv)第一偏振片和第二偏振片，其中，所述第一偏振片和所述第二偏振片以正交尼科耳結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一基板和所述第二基板的位于所述液晶層的相對(duì)側(cè)的一對(duì)表面上，并且具有吸收軸，各個(gè)所述吸收軸與位于所述液晶層的中間厚度區(qū)中的所述液晶分子的所述配向方向成45°角， 光源，該光源設(shè)置在所述液晶顯示元件的所述第二偏振片側(cè)，以及 驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路電連接到所述第一基板和所述第二基板的電極，其中: 所述液晶顯示元件的所述液晶層中的預(yù)傾斜角是87°以上89.52°以下， 所述驅(qū)動(dòng)電路在所述液晶顯示元件的所述相對(duì)的電極間施加電壓以使顯示區(qū)域以0.5Hz至5Hz的頻率交替地進(jìn)行亮/暗顯示， 所述顯示區(qū)域進(jìn)行基于所述電壓的閃爍動(dòng)作，以及 當(dāng)被施加2Hz至30Hz的振動(dòng)或0.5Hz至3Hz的外力時(shí)，所述顯示區(qū)域在亮顯示期間保持顯示均勻性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，施加到所述液晶顯示裝置的所述外力是使所述液晶顯示元件的所述第一基板和所述第二基板彎曲的力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，施加到所述液晶顯示裝置的所述振動(dòng)具有IG以上的加速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，被設(shè)計(jì)為增強(qiáng)對(duì)所述液晶層中的所述液晶分子的所述垂直配向控制的所述層由紫外光固化液晶樹脂形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述液晶層是單疇、垂直配向的液晶層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路以1/16占空比以下的占空比的多路驅(qū)動(dòng)模式操作所述液晶顯示元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所施加的振動(dòng)是具有沿著所述液晶顯示裝置的厚度方向產(chǎn)生的振幅的正弦振動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述液晶顯示元件、所述光源和所述驅(qū)動(dòng)電路被設(shè)置在殼體中。
9.一種安裝有液晶顯示裝置的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，以及 外部裝置，該外部裝置承載所述液晶顯示裝置并且使所述液晶顯示裝置經(jīng)受2Hz至30Hz的振動(dòng)或0.5Hz至3Hz的外力，其中， 當(dāng)被施加所述振動(dòng)或外力時(shí)，所述液晶顯示裝置的所述顯示區(qū)域在亮顯示期間保持顯示均勻性。
10.一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括: 液晶顯示元件，該液晶顯示元件包括:(i)彼此相對(duì)設(shè)置的第一基板和第二基板，在所述第一基板和所述第二基板的彼此相對(duì)的一對(duì)表面上具有構(gòu)成顯示區(qū)域的彼此相對(duì)的電極對(duì)以及垂直配向膜對(duì)，其中，對(duì)所述垂直配向膜中的至少一個(gè)進(jìn)行了旨在向液晶層中引入預(yù)傾斜的配向處理；(ii)夾在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層，所述液晶層包括具有負(fù)介電各向異性的液晶材料并且被略微傾斜地垂直配向；以及(iii)第一偏振片和第二偏振片，其中，所述第一偏振片和所述第二偏振片以正交尼科耳結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一基板和所述第二基板的位于所述液晶層的相對(duì)側(cè)的一對(duì)表面上，并且具有吸收軸，各個(gè)所述吸收軸與位于所述液晶層的中間厚度區(qū)中的所述液晶分子的所述配向方向成45°角，光源，該光源設(shè)置在所述液晶顯示元件的所述第二偏振片側(cè)，以及驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路電連接 到所述第一基板和所述第二基板的電極，其中: 所述液晶顯示元件的所述液晶層中的預(yù)傾斜角是87°以上89.21°以下， 所述驅(qū)動(dòng)電路在所述液晶顯示元件的所述相對(duì)的電極間施加電壓以使顯示區(qū)域以0.5Hz至5Hz的頻率交替地進(jìn)行亮/暗顯示， 所述顯示區(qū)域進(jìn)行基于所述電壓的閃爍動(dòng)作，并且 當(dāng)被施加2Hz至30Hz的振動(dòng)或0.5Hz至3Hz的外力時(shí)，所述顯示區(qū)域在亮顯示期間保持顯示均勻性。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其中，施加到所述液晶顯示裝置的所述外力是使所述液晶顯示元件的所述第一基板和所述第二基板彎曲的力。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其中，所述預(yù)傾斜角為87°以上89.59°以下，并且 當(dāng)被施加頻率為4Hz至30Hz或加速度為5m/S2的振動(dòng)時(shí),所述顯示區(qū)域在亮顯示期間保持顯示均勻性。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其中，所述液晶層是單疇、垂直配向的液晶層。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路以具有1/16占空比以下的占空比的多路驅(qū)動(dòng)模式操作所述液晶顯示元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其中，所施加的振動(dòng)是具有沿著所述液晶顯示裝置的厚度方向產(chǎn)生的振幅的正弦振動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其中，所述液晶顯示元件、所述光源和所述驅(qū)動(dòng)電路被設(shè)置在殼體中。
17.一種安裝有液晶顯示裝置的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，以及 外部裝置，該外部裝置承載所述液晶顯示裝置并且使所述液晶顯示裝置經(jīng)受2Hz至30Hz的振動(dòng)或0.5Hz至3Hz的外力，其中， 當(dāng)被施加所述振動(dòng)或外力時(shí)，所述液晶顯示裝置的所述顯示區(qū)域在亮顯示期間保持顯示均勻性。
【文檔編號(hào)】G02F1/139GK103969903SQ201410035792
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月25日
【發(fā)明者】巖本宜久 申請(qǐng)人:斯坦雷電氣株式會(huì)社