CN101526698B - 液晶显示装置 - Google Patents

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CN101526698B CN2009100044831A CN200910004483A CN101526698B CN 101526698 B CN101526698 B CN 101526698B CN 2009100044831 A CN2009100044831 A CN 2009100044831A CN 200910004483 A CN200910004483 A CN 200910004483A CN 101526698 B CN101526698 B CN 101526698B
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Abstract

本发明涉及液晶显示装置。一种液晶显示装置,其包括:垂直配向型液晶单元,该垂直配向型液晶单元包括形成有第一电极的第一基板、形成有第二电极的第二基板、以及包含具有预倾角的液晶分子的液晶层;将所述单元夹在其中的一对偏光板;以及用于在所述第一电极与所述第二电极之间施加具有多路驱动波形的电压的驱动设备,其中,在与所述第一基板的表面或所述第二基板的表面平行的显示面内,所述第一电极和所述第二电极中的至少一个具有与第一边界和第二边界交替地接合的Z字形边界,该第一边界与没有施加电压的情况下沿着所述液晶层的厚度方向的中间区域中的液晶分子的指向矢的显示面内分量垂直,该第二边界沿着与所述第一边界交叉的方向延伸。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置。
背景技术
对相关申请的交叉引用
本申请基于并要求分别于2008年3月4日和2008年3月24日提交的日本专利申请No.2008-052912和No.2008-076185的优先权,以引证方式将其全部内容并入于此。
具有在没有施加电压的情况下垂直于基板配向的液晶分子的垂直配向型液晶单元,利用设置在配置有正交尼克耳透镜(cross-Nicol)的两个偏光板之间的液晶单元,在没有施加电压的情况下提供了非常好的黑显示。该液晶单元通过在该液晶单元与上和下偏光板中的一个或二者之间设置具有适当参数的负光学各向异性的光学补偿板进一步提供了非常好的视角特性。例如在JP-A-2005-234254中公开了使用垂直配向型液晶单元的液晶显示装置。
已经提出了两种类型的垂直配向型液晶单元,一种具有单域配向,该单域配向具有沿显示面内(display in-plane)方向的均匀配向状态,而另一种具有多域配向,该多域配向具有多个域,该多个域具有不同配向状态并设置在显示面内。已经提出了摩擦(rubbing)处理、光学配向处理等,作为用于单域的配向处理,并且已经提出了利用穿过像素电极形成开口而生成的倾斜电场来控制配向的方法和其它方法,作为用于多域的配向处理。
特别是单域垂直配向型的垂直配向型液晶单元具有预倾角,以使液晶分子在没有施加电压的情况下相对于基板法线方向稍微倾斜,而在有施加电压的情况下抑制配向缺陷。
具有垂直配向型液晶单元的液晶显示装置可以通过有源矩阵驱动法或单一矩阵驱动法(多路驱动法)来驱动。对于有源矩阵驱动法,使用诸如薄膜晶体管(TFT)的有源元件。
最优偏压法通常被用于多路驱动(multiplex driving)法,所使用的驱动波形是具有帧内反转驱动(一行反转驱动)的A波形、具有帧反转驱动的B波形、具有N行反转驱动的C波形,以及其它波形。因为B波形能够减小驱动期间的功耗,所以目前B波形广泛用于多路驱动型液晶显示装置。
发明内容
本发明的一个目的是,提供具有改进显示质量的液晶显示装置。
根据本发明的一个方面,提供了一种液晶显示装置,其包括:垂直配向型液晶单元,其包括形成有第一电极的第一基板、形成有第二电极并且面对所述第一基板的第二基板,以及夹在所述第一基板与所述第二基板之间并且包含具有预倾角的液晶分子的液晶层;将垂直配向型液晶单元夹在其中的一对偏光板;以及用于在所述第一电极和所述第二电极之间施加具有多路驱动波形的电压的驱动设备,其中,在与所述第一基板的或所述第二基板的表面平行的显示面内,所述第一电极和所述第二电极中的至少一个具有与第一边界和第二边界交替地接合的Z字形边界,该第一边界与在没有施加电压的情况下沿着所述液晶层的厚度方向的中间区域中的液晶分子的指向矢(director)的显示面内分量垂直,该第二边界沿着与所述第一边界交叉的方向延伸。
附图说明
图1A是根据第一实施方式或第一比较例的液晶显示装置的示意截面图,图1B是表示第一实施方式或第一比较例的在与上和下配向膜交界处成预倾角的液晶分子的方位角方向、沿液晶层厚度方向的中间区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轴方向的平面图。
图2是例示第一比较例的液晶单元的公共电极和分段电极的图案的平面图。
图3表示并列地例示第一比较例的液晶显示装置的多路驱动的各驱动频率下的显示状态的显微镜照片。
图4是例示第一实施方式的液晶单元的公共电极和分段电极的图案的平面图。
图5表示并列地例示第一实施方式的液晶显示装置的多路驱动的各驱动频率下的显示状态的显微镜照片。
图6A是根据第二实施方式或第二比较例的液晶显示装置的示意截面图,而图6B是表示第二实施方式或第二比较例的在与上和下配向膜交界处成预倾角的液晶分子的方位角方向、沿液晶层厚度方向的中间区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轴方向的平面图。
图7A到7D是并列地例示第二比较例的液晶显示装置的多路驱动的各驱动频率下的显示状态的显微镜照片。
图8A到8D是并列地例示第二实施方式的液晶显示装置的多路驱动的各驱动频率下的显示状态的显微镜照片。
图9A是例示第三比较例的液晶单元的公共电极和分段电极的图案的平面图,图9B是例示第三比较例(或第三实施方式)的指向矢的方位角方向以及上和下偏光板的吸收轴方向的平面图。
图10表示并列地例示第三比较例的液晶显示装置的多路驱动的各驱动频率下的显示状态的显微镜照片。
图11是例示第三实施方式的液晶单元的公共电极和分段电极的图案的平面图。
图12表示并列地例示第三实施方式的液晶显示装置的多路驱动的各驱动频率下的显示状态的显微镜照片。
图13A到13C分别是例示多路驱动的A波形、B波形以及C波形的图。
图14是例示多域像素的示意平面图。
图15是根据另一实施方式的液晶显示装置的示意截面图。
图16A是例示显示图案和电极的实施例的平面图,图16B是例示覆盖电极的黑掩模的布局的实施例的平面图。
具体实施方式
已经发现了以下现象,即,在垂直配向型液晶单元的多路驱动期间液晶分子配向方向相对于所希望的方向发生偏移。本发明人将这种现象称为动态失配(DMA)现象。由于DMA而在显示图案中形成具有低透射率的区域,从而使显示均匀性降低。
首先,参照图1A和1B描述对于第一实施方式和第一比较例而言公共的液晶显示装置的结构。图1A是第一实施方式或第一比较例的液晶显示装置的示意截面图。图1B是分别表示第一实施方式或第一比较例的在与上和下配向膜交界处成预倾角的液晶分子的方位角方向、沿液晶层厚度方向的中间区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轴方向的平面图。
彼此平行且相对地设置上玻璃基板3和下玻璃基板13。与上玻璃基板3或下玻璃基板13的表面平行的平面定义为显示面。假定用户向下观察该装置。由于从正面观看液晶显示装置,因而,视轴垂直于显示面。
在显示面中定义方位角(参照图1B)。假定角度沿逆时针方向增大。由于从正面观看液晶显示装置,因而,向右方向是0°方向(三点钟方向)、向左方向是180°方向(九点钟方向)、向上方向是90°方向(十二点钟方向),向下方向是270°方向(六点钟方向)。
下面,如果包括符号(sign)来表示方向,则使用单方位角并且例如用90°方向来表示,而如果不包括符号来表示方向,则使用两个方位角并且例如用90°-270°方向来表示。
按从基板侧起的顺序在上玻璃基板3的内表面上形成希望形状的公共电极4和垂直配向膜6。按从基板侧起的顺序在下玻璃基板13的内表面上形成希望形状的分段电极14和垂直配向膜16。如果有必要,可以在上玻璃基板侧形成分段电极,可以在下玻璃基板侧形成公共电极。可以从聚酰亚胺(polyimide)膜、无机膜等中适当地选择垂直配向膜。
为了防止基板之间的短路,可以设置绝缘膜5和15中的一个,将绝缘膜5设置在公共电极4与垂直配向膜6之间,而将绝缘膜15设置在分段电极14与垂直配向膜16之间。在第一实施方式和第一比较例中,没有设置绝缘膜5和15。
由具有负介电常数各向异性Δε的液晶材料制成的液晶层7夹在上垂直配向膜6与下垂直配向膜16之间。在第一实施方式和第一比较例中,使用的液晶材料具有-2.2的介电常数各向异性Δε和0.20的折射率各向异性Δn,并且将液晶层7的厚度(单元厚度)设置成4.5μm。液晶层7沿厚度方向在截面中的延迟(retardation)被设置成900nm。如果液晶材料的介电常数各向异性Δε为负,则不具体限定诸如折射率各向异性Δn的其它物理值。单元厚度不限于4.5μm,而可以设置成适于应用的任何值。
形成液晶单元20,其由上玻璃基板3和下玻璃基板13、公共电极4、分段电极14、上垂直配向膜6和下垂直配向膜16以及液晶层7(如果有必要,还有绝缘膜5和15)构成。驱动器30在公共电极4和分段电极14之间施加具有预定驱动波形的电压,以进行多路驱动(单一矩阵驱动)。
使液晶分子具有预倾角以使在没有施加电压的情况下液晶层7中的液晶分子的配向方向相对于基板平面法线方向(垂直方向)稍微倾斜。预倾角定义为相对于显示面的角。当施加电压时,液晶分子相对于显示法线方向发生偏离(fall apart)。
液晶分子在显示面中的偏离(fall)方向由预倾角的方位角方向控制。预倾角和给定的方位角方向由配向处理确定。该配向处理可以是摩擦处理、狭缝(slit)配向处理、突起配向处理、紫外线配向处理等。
在第一实施方式和第一比较例中,对上垂直配向膜6和下垂直配向膜16施以反向平行摩擦处理作为配向处理。利用这种摩擦处理,位于上垂直配向膜6与液晶层7之间的交界处的液晶分子具有方位角方向21U为270°方向的预倾角θU。位于下垂直配向膜16与液晶层7之间的交界处的液晶分子具有与预倾角θU的方位角方向21U相反的、方位角方向为90°方向的预倾角θL。预倾角θU和θL均被设置为89.5°。因此,获得沿显示面内方向具有均匀配向的单域配向。
通过对位于与上和下垂直配向膜交界处的液晶分子执行反向平行配向处理,使得沿液晶层7的厚度方向的中间区域中的液晶分子具有沿方位角90°方向的预倾角。即,在没有施加电压的情况下,沿液晶层7的厚度方向的中间区域中的液晶分子的指向矢的显示面内分量的方位角方向22被设置成90°方向。即,在有施加电压的情况下,沿液晶层7的厚度方向的中间区域中的液晶分子的偏离方位角方向被控制为处于90°-270°方向。
在有施加电压的情况下,靠近位于与上和下垂直配向膜6和16交界处的液晶分子也难以运动。在有施加电压的情况下配向的变化主要发生在沿液晶层7的厚度方向的中间区域附近的液晶分子中。下面,关注沿液晶层7的厚度方向的中间区域附近的液晶分子,来描述在有施加电压的情况下液晶分子配向的变化。下面使用的指向矢是指在没有施加电压的情况下沿液晶层的厚度方向的中间区域中的液晶分子的指向矢。
偏光板1和11分别被设置在上玻璃基板3和下玻璃基板13的外侧。上偏光板1的吸收轴23U沿45°-225°方向设置,而下偏光板11的吸收轴23L沿135°-315°方向设置。偏光板的吸收轴23U与23L(或偏光板的透射轴)之间的角为90°,并且偏光板以正交尼科耳透镜方式设置。该偏光板可以是由Polatechno Co.,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与偏光板的吸收轴之间的角用0°到90°的量值来表示。在有施加电压的情况下被确定为液晶分子的偏离方向的方位角方向(90°-270°方向)相对于上偏光板1的吸收轴23U(45°-225°方向)成45°(如果加上符号,则为-45°),并且相对于下偏光板11的吸收轴23L(135°-315°方向)也成45°(如果加上符号,则为+45°)。即,被确定为液晶分子的偏离方向的方向相对于上偏光板1和下偏光板11二者的吸收轴均成45°。
在下玻璃基板13与下偏光板11之间插入有层压了三个C板的视角补偿部件12,作为用于对沿厚度方向的截面中的液晶层7的延迟进行补偿的光学补偿板。各C板都具有沿厚度方向在截面中大小为220nm的延迟Δth,并且面内延迟ΔR为0nm。视角补偿部件12沿厚度方向在截面中的延迟为660nm。
视角补偿部件不限于C板,而是根据需要可以使用A板或双轴相差板。如果有必要,可以在液晶单元与上和下偏光器中的一个或二者之间设置视角补偿部件。
液晶显示装置由液晶单元20、夹有该液晶单元的上偏光板1和下偏光板11、驱动器30(以及若有必要还包括视角补偿部件12)构成。如果需要背光和反射部件,则将这些部件设置在下偏光板11下面。
接下来,对垂直配向型液晶显示装置的显示操作进行描述。由于在没有施加电压的情况下通常垂直地设置液晶分子,所以液晶层7在显示面中没有折射率各向异性。由于上偏光板1和下偏光板11以正交尼科耳透镜方式设置,所以透射过下偏光板11的偏光分量不能透射过上偏光板1,从而在没有施加电压的情况下,获得黑显示(暗显示)。
在有施加电压的情况下,夹在上电极与下电极之间的电压施加区域中的液晶分子偏离垂直方向,从而在显示面中形成折射各向异性。如果下偏光板11的透射轴与液晶分子的偏离方位角方向在显示面中既不彼此平行也不彼此垂直,则透射过下偏光板11的偏光分量包含与液晶分子的纵向平行和垂直的两个分量。因此,在透射过液晶层期间,在平行分量与垂直分量之间形成相差,从而形成透射过上偏光板1的偏光分量。即,可以获得白显示(亮显示)。
特别是当液晶分子的偏离方位角方向相对于以正交尼科耳透镜方式设置的上和下偏光板的透射轴成45°时可以获得最大透射率。如果将液晶分子的偏离方位角方向设置为上/下90°-270°方向,则可以获得通常具有相同的右/左视角特性的宽视角显示。
如果下偏光板11的透射轴与液晶分子的偏离方位角方向在显示面中彼此平行或垂直,则不形成上述相差,从而不会形成要透射过上偏光板1的偏光分量。即,即使在有施加电压的情况下液晶分子发生偏离,也不能获得白显示,而是保持黑显示。
接下来,将描述多路驱动的驱动波形。通常将诸如A、B以及C波形之类的波形用作液晶显示装置的多路驱动的驱动波形。例如在TakashiSUGIYAMA和Shunsuke KOBAYASI的论文“An electric driving methodfor LCD”,“Display and Imaging”magazine,1994,Vol.3,pp.117-131,published by Science Communications International中描述了多路驱动法。
如图13A所示,A波形是在一行选择期间(在一个公共电极选择期间)极性发生反转的“帧内反转驱动(一行反转驱动)”的驱动波形。如图13B所示,B波形是极性在每帧发生反转的“帧反转驱动”的驱动波形。如图13C所示,C波形是基于B波形的、极性在每N行发生反转以减小在高占空比驱动期间生成的显示图案串扰的“N行反转驱动”的驱动波形。由于在驱动期间功耗最小,B波形目前广泛用于对多路驱动的液晶显示装置进行驱动。
接下来,将进一步描述第一比较例的液晶显示装置。
图2是例示第一比较例的液晶单元的公共电极4和分段电极14的图案的平面图。公共电极4的图案用左上方向的阴影线表示,而分段电极14的图案用右上方向的阴影线表示。由公共电极4和分段电极14交叠处的交叉阴影线表示的区域可以施加有电压,并且变为能够在黑显示与白显示之间进行切换的显示图案。该实施例的显示图案是由直的垂直线部分和弯曲部分构成的字符“D”。
在室温、驱动波形为B波形、1/64占空比、1/9偏压以及确保足够对比度的电压的条件下对第一比较例的液晶显示装置进行多路驱动。通过改变驱动频率来观察显示状态。
图3表示并列地例示从左侧起在70Hz、80Hz以及90Hz驱动频率下的显示状态的显微镜照片。在70Hz和80Hz驱动频率下,在白显示的显示图案中可以观察到黑阴影区。在垂直线部分和弯曲部分中都观察到该阴影区。其趋势是随着驱动频率变高阴影区减小。在90Hz驱动频率下,在垂直线部分和弯曲部分中阴影区都消失,并且呈现出良好的白显示。
在多路驱动下、特别是在低频下,产生的问题是在垂直配向型液晶显示装置的显示图案中出现阴影区,并且显示均匀性降低。其原因可能是在多路驱动情况下液晶分子的配向方向相对于由配向处理所确定的方向发生偏移,并形成了低透射率区域。本发明人将多路驱动情况下液晶分子的配向方向相对于由配向处理所确定的方向发生偏移的这种现象称为动态失配(DMA)现象。由DMA导致的阴影区不仅从液晶显示装置的前方观察时能够在视觉上识别出,而且以扫掠视角观察也能够在视觉上识别出,从而显示质量降低。
由DMA导致的阴影区形成在各种区域中(DMA出现在各种区域中),并且难以预期阴影区在显示图案中如何分布。然而,已经发现,在显示图案的边界的延伸方向相对于指向矢方位角方向(在第一比较例中为90°-270°方向)成45°的部分(在图2所示实施例中用圆圈A45表示的一部分)附近以及在延伸方向为135°的部分(在图2所示实施例中用圆圈A135表示的一部分)附近,能够在视觉上明显地识别出阴影区。如图3所示,阴影区形成在由图2中的圆圈A45表示的部分附近。
在由图2中的圆圈A45或A135表示的区域中,设置有分段电极14的边界部分,并且设置有公共电极4的平坦部分而非边界部分。在电极的边界部分和平坦部分彼此相对的区域中,易于生成具有与边界延伸方向垂直的显示面内分量的倾斜电场。在由圆圈A45表示的区域中,易于形成具有沿45°-225°方向的分量E45的倾斜电场,而在由圆圈A135表示的区域中,易于形成具有沿135°-315°方向的分量E135的倾斜电场。
在理想情况下,液晶分子沿着由配向处理确定的90°-270°方向发生偏离。然而,在倾斜电场的影响下,液晶分子可能在由圆圈A45表示的边界附近沿45°-225°方向发生偏离,在由圆圈A135表示的边界附近沿135°-315°方向发生偏离。
如果液晶分子沿45°-225°方向或135°-315°方向发生偏离,则出现的关系是下偏光板透射轴与液晶分子偏离方位角在显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电压的情况下发生偏离,也不能获得白显示而是保持黑显示。可以认为,这就是在例如由图2中的圆圈A45表示的部分附近易于形成由DMA导致的阴影区的原因。
在由图2中的圆圈A45表示的区域中,显示图案的轮廓由分段电极14的边界限定。另一方面,在分段电极14的、沿弯曲部分的宽度方向与图2中的圆圈A45表示的边界部分相对的边界部分(由圆圈B45表示)中,分段电极14的边界与公共电极4的边界重合,并且显示图案的轮廓由电极4和14两者的边界而限定。在由圆圈B45表示的区域中,尽管电极边界延伸方向大致为135°-315°方向,但因两个电极的边界重合而难以生成倾斜电场。
类似的是,在显示图案的、与图2中的圆圈A135表示的边界部分相对的、由圆圈B135表示的边界部分中,尽管电极边界延伸方向近似为45°-225°方向,但因两个电极的边界重合而难以生成倾斜电场。
在垂直线部分的上和下边界等处,设置有公共电极4的边界,而设置有分段电极14的平坦部分,显示图案的轮廓由公共电极4的边界限定。
接下来,将进一步描述第一实施方式的液晶显示装置。
图4是例示第一实施方式的液晶单元的公共电极4和分段电极14的图案的平面图。公共电极4的图案用左上方向的阴影线表示,而分段电极14的图案用右上方向的阴影线表示。由公共电极4和分段电极14交叠处的交叉阴影线表示的区域是表示类似于第一比较例的字符“D”的显示图案。
如前所述,已经发现,在易于生成倾斜电场并且边界的延伸方向相对于由配向处理确定的指向矢方位角方向90°-270°成45°的电极边界部分(由图2中的圆圈A45表示的部分)附近、以及在延伸方向为135°的电极边界部分(由图2中的圆圈A135表示的部分)附近,易于形成由DMA导致的阴影区。
在第一实施方式中,靠近分段电极14的这种边界的部分具有Z字形形状,该Z字形形状交替地接合与指向矢的显示面内分量垂直的边界(称为垂直部分)以及与指向矢的显示面内分量平行的边界(称为平行部分)。即,交替地设置沿0°-180°方向延伸的边界和沿90°-270方向延伸的边界,以形成Z字形边界。不存在具有相对于指向矢的显示面内分量成45°或135°的延伸角且易于生成倾斜电场的电极边界部分。将Z字形边界的各垂直部分的长度设置为大约40μm,并且也将各平行部分的长度设置为大约40μm。
与第一比较例类似,在室温、驱动波形为B波形、1/64占空比、1/9偏压以及确保足够对比度的电压的条件下对第一实施方式的液晶显示装置进行多路驱动。通过改变驱动频率来观察显示状态。
图5表示并列地例示从左侧起在70Hz和80Hz驱动频率下的显示状态的显微镜照片。在70Hz驱动频率下,在垂直线部分和弯曲部分中都可观察到由DMA导致的黑阴影区。然而,在80Hz驱动频率下,垂直线部分和弯曲部分两者中的阴影区消失并且呈现良好的白显示。经确认,在不低于80Hz的频率下不出现阴影区。由于以不低于阴影区消失时的最低驱动频率的频率来驱动液晶显示器,因此可以获得良好显示状态。
在第一实施方式中,采用上述Z字形电极边界部分,从而能够降低使得由DMA导致的阴影区消失时的驱动频率。也可以认为,Z字形电极部分在更低驱动频率下抑制了DMA本身。
因为在Z字形电极边界部分的垂直部分处生成的倾斜电场具有沿90°-270°方向的显示面内分量,所以该电场起作用使得液晶分子沿配向处理所确定的方向发生偏离。另一方面,因为在平行部分处生成的倾斜电场具有沿0°-180°方向的显示面内分量,该电场起作用使得液晶分子沿着与配向处理所确定的方向垂直的方向发生偏离。在这种情况下,液晶分子的偏离方向相对于以正交尼科耳透镜方式设置的上和下偏光板的透射轴成45°,从而获得了大透射率。假定Z字形电极边界部分的该功能是使得由DMA导致的阴影区消失时的驱动频率降低的一个因素。
已经发现,在更低驱动频率下阴影区变得难以出现(即,DMA变得难以出现的效果)并不限于Z字形电极边界部分附近,对于显示图案的所有区域也是如此。在第一实施方式中,除了采用Z字形边界的弯曲部分以外,在垂直线部分中也能够降低使阴影区消失的驱动频率。
在第一实施方式中,还将液晶显示装置制造成Z字形电极边界部分的各垂直部分和各平行部分的长度为20μm。已经确认该装置的Z字形电极边界部分的各垂直部分和各平行部分的长度为40μm有类似的效果。
如果Z字形形状的尺寸太小,则Z字形图案的刻蚀精度降低,且Z字形形状的角变圆。如果Z字形形状的尺寸太大,则在视觉上识别为Z字形形状,从而显示图案变得不同于原始显示图案。一般来说,在大小不小于100μm的情况下,在视觉上可以识别出液晶显示装置的显示缺陷。各垂直部分和各平行部分的长度优选地设置在不小于20μm且小于100μm的范围内。
在上述实施例中,对字符“D”的弯曲部分采用Z字形边界。当将Z字形边界应用于一般显示图案时,如果在呈现给观察者的希望显示图案(观察到其微小Z字形边界呈线性的显示图案)中,将Z字形边界应用于其延伸方向与指向矢的显示面内分量既不垂直也不平行的边界部分,则是有效的。将Z字形部分优选地应用于其延伸角相对于指向矢的显示面内分量成45°、135°(225°、315°)的边界部分。
即使Z字形边界的垂直部分与指向矢的显示面内分量之间的角相对于90°偏移了大约10°,也是有效的。基于此,将“与指向矢的显示面内分量垂直”定义为处于与指向矢的显示面内分量成80°到100°范围内的角。此外,即使Z字形边界的平行部分与指向矢的显示面内分量之间的角相对于0°偏移了大约10°,也是有效的。基于此,将“与指向矢的显示面内分量平行”定义为处于与指向矢的显示面内分量成-10°到10°范围内的角。
尽管针对将Z字形部分应用于分段电极的边界的实施例进行了描述,但已经确认,根据电极图案应用于公共电极的边界的Z字形部分呈现出类似的效果。如果有必要,可以采用以下布置,即按混合方式使用分段电极的Z字形电极边界部分和公共电极的Z字形电极边界部分。
如上所述,将Z字形电极边界部分使得由DMA导致的阴影区消失时的驱动频率降低的效果应用于显示图案的更广区域。因此,如果电极边界的具有相对于配向处理所确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倾斜电场的至少一部分改变为Z字形边界,则可以期望抑制比Z字形边界形成区域更宽的区域中的阴影区的效果。可以将Z字形边界部分离散地设置在显示图案的边界上。
在上述描述中,通过交替地设置与指向矢的显示面内分量垂直和平行的边界来形成Z字形边界。如果通过交替地接合与指向矢的显示面内分量垂直的边界和沿着与垂直边界方向交叉的方向延伸的边界来形成Z字形边界,则可以通过按以下方式控制液晶分子的配向方向来抑制DMA,该方式为在垂直边界部分处生成的倾斜电场使得液晶分子沿着与指向矢的显示面内分量平行的方向发生偏离。
如果液晶分子容易沿方位角方向移动,则易于发生倾斜电场的影响,并且可以认为DMA和由DMA导致的阴影区被应用于更广区域。液晶分子容易沿方位角方向移动的现象发生在预倾角几乎垂直且沿方位角方向的锚定弱的情况下、液晶层的粘度低而响应良好的情况下以及其它情况下。良好的响应例如发生在使用低粘度液晶材料的情况下、单元厚度较薄的情况下、工作温度较高的情况下以及其它情况下。如果将手性(chiral)材料添加至液晶层,则液晶分子容易沿方位角方向移动。
例如,良好响应发生在不高于大约50mm/s(对高粘度)的粘度和不高于大约30mm/s(对低粘度)的粘度下(两者都在室温下),或者预倾角不小于85°,优选地不小于89°。
接下来,参照图6A和6B,将描述对于第二实施方式和第二比较例而言共同的液晶显示装置的结构。图6A是第二实施方式或第二比较例的液晶显示装置的示意截面图。图6B是表示在与上和下配向膜交界处成预倾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轴方向的平面图。
在第二实施方式和第二比较例中,对上垂直配向膜6和下垂直配向膜16执行平行(包括符号)摩擦处理。通过该摩擦处理,位于上垂直配向膜6与液晶层7之间的交界处的液晶分子与90°的方位角方向21Ua成预倾角θUa,位于下垂直配向膜16与液晶层7之间的交界处的液晶分子与90°的方位角方向21La成预倾角θLa,该90°的方位角方向21La与预倾角θUa的方位角方向21Ua的角度相同。将预倾角θUa和θLa都设置为89.5°。单域配向具有在显示面内方向内的均匀配向状态。
与第一实施方式和第一比较例类似,在第二实施方式和第二比较例中,液晶层7a由大小为-2.2的负介电常数各向异性Δε和大小为0.20的折射率各向异性Δn并且进一步添加有手性试剂的液晶材料制成。将Merck Japan制造的右手(right-handed)手性试剂R-811作为手性试剂按1%添加至液晶材料,以将关系d/p设置为0.5,其中,d是单元厚度(4.5μm),p是手性间距。液晶层具有扭转角为180°的右手扭曲结构。
如上所述,通过对上和下垂直配向膜6和16执行平行摩擦处理并且添加右手手性试剂,沿厚度方向在液晶层7a的中间区域中的液晶分子具有沿0°方位角方向的预倾角。即,指向矢的显示面内分量的方位角方向22a设置为0°。换言之,将有施加电压的情况下液晶分子的偏离方位角方向控制为0°-180°方向。在第二实施方式和第二比较例中,可以将对上和下垂直配向膜的平行摩擦处理并添加手性试剂视为用于确定指向矢方向的配向处理。
在第二实施方式和第二比较例中,尽管偏离方位角方向是0°-180°方向,但与第一实施方式和第一比较例类似,液晶分子的偏离方位角方向相对于上偏光板1的透射轴(或吸收轴)成45°,相对于下偏光板11的透射轴(或吸收轴)也成45°,从而使透射率最大化。
接下来,将进一步描述第二比较例的液晶显示装置。第二比较例具有无Z字形边界的公共电极4和分段电极14,并且显示字符“D”。
在室温、驱动波形为B波形、1/4占空比以及1/3偏压的条件下对第二比较例的液晶显示装置进行多路驱动。通过改变驱动频率来观察显示状态。
图7A表示并列地例示从左侧起在60Hz、70Hz、80Hz以及90Hz驱动频率下的显示状态的显微镜照片。图7B表示并列地例示从左侧起在100Hz、110Hz、120Hz以及130Hz驱动频率下的显示状态的显微镜照片。图7C表示并列地例示从左侧起在140Hz、150Hz、160Hz以及170Hz驱动频率下的显示状态的显微镜照片。图7D表示并列地例示从左侧起在180Hz、190Hz、200Hz以及250Hz驱动频率下的显示状态的显微镜照片。在些这照片中,字符“D”的右侧和左侧反转。
此外,在添加有手性试剂的第二比较例中,观察到由DMA导致的阴影区。然而,出现的阴影区图案与没有添加手性试剂的第一比较例(和第一实施方式)不同。在第二比较例中,尽管在字符“D”的显示图案的弯曲部分中观察到了阴影区,但在垂直线部分中没有观察到阴影区。这表明尽管因添加手性试剂而变得易于形成阴影区,但可能抑制阴影区的扩展。
在60Hz到170Hz驱动频率下清楚地观察到阴影区。随着驱动频率变高,阴影区减小。在不低于180Hz驱动频率下,很少观察到阴影区,并且获得了良好的白显示。
接下来,将进一步描述第二实施方式的液晶显示装置。第二实施方式具有公共电极4和分段电极14,它们具有与第一实施方式的图案类似的图案,并且显示字符“D”。Z字形边界形成在分段电极14上。
在第一实施方式中,指向矢方位角方向为90°-270°方向,并且Z字形边界形成在与指向矢方位角方向垂直的边界处(垂直部分)以及与指向矢方位角方向平行的边界处(平行部分)。在第二实施方式中,因为指向矢方位角方向为0°-180°方向,所以第一实施方式的垂直部分对应于与指向矢方位角方向平行的平行部分,而第一实施方式的平行部分对应于与指向矢方位角方向垂直的垂直部分。然而,与第一实施方式类似,Z字形边界形成在与指向矢方位角方向垂直和平行的边界处。
与第二比较例类似,在室温、驱动波形为B波形、1/4占空比以及1/3偏压的条件下对第二实施方式的液晶显示装置进行多路驱动。通过改变驱动频率来观察显示状态。
图8A表示并列地例示从左侧起在60Hz、70Hz、80Hz以及90Hz驱动频率下的显示状态的显微镜照片。图8B表示并列地例示从左侧起在100Hz、110Hz、120Hz以及130Hz驱动频率下的显示状态的显微镜照片。图8C表示并列地例示从左侧起在140Hz、150Hz、160Hz以及170Hz驱动频率下的显示状态的显微镜照片。图8D表示并列地例示从左侧起在180Hz、190Hz、200Hz以及250Hz驱动频率下的显示状态的显微镜照片。在这些照片中,字符“D”的右侧和左侧反转。
与第二比较例类似,在第二实施方式中,在字符“D”的显示图案的弯曲部分中也清楚地观察到由DMA导致的阴影区,尽管在垂直线部分中很少看到它。
在60Hz到110Hz驱动频率下清楚地观察到阴影区。在第二实施方式中,也存在随着驱动频率变高阴影区减小的趋势。在不低于120Hz的驱动频率下,很少观察到阴影区,并且获得良好的白显示。与第一实施方式类似,在添加有手性试剂的第二实施方式中,Z字形电极边界部分也能够降低观察不到由DMA导致的阴影区时的驱动频率。
在第二实施方式中,通过添加手性试剂而将指向矢方位角方向设置为0°。即,将液晶分子的偏离方向设置为0°-180°方向。在Z字形电极边界部分的、相对于指向矢方位角方向的垂直部分处生成的倾斜电场具有0°-180°分量,并且起作用使得液晶分子沿着由配向处理确定的方向发生偏离。另一方面,在Z字形电极边界部分的、相对于指向矢方位角方向的平行部分处生成的倾斜电场具有90°-270°分量,并且起作用使得液晶分子沿着与配向处理确定的方向垂直的方向发生偏离。然而,液晶分子的偏离方向相对于以正交尼克耳透镜方式设置的上和下偏光板的透射轴成45°,从而获得大的透射率。
与第一实施方式类似,假定Z字形电极边界部分的该功能是降低使得由DMA导致的阴影区消失时的驱动频率的一个因素。可以认为,因为液晶分子的偏离方向为0°-180°方向,所以即使通过使用左手手性试剂将指向矢方位角方向设置为180°,也可以获得类似效果。
接下来,将描述第三实施方式和第三比较例。与第一实施方式和第一比较例类似,在第三实施方式和第三比较例中,使用未添加手性试剂的液晶材料,并且执行反向平行配向处理来制造垂直配向型液晶显示装置。第三实施方式和第三比较例使用点矩阵图案作为显示图案。
图9A是例示第三比较例的液晶单元的公共电极4和分段电极14的图案的平面图。公共电极4的图案用左上方向的阴影线表示,分段电极14的图案用右上方向的阴影线表示。
每一个都具有沿0°-180°方向延长的条纹形状的多个公共电极4沿90°-270°方向并列设置,而每一个都具有沿90°-270°方向延长的条纹形状的多个分段电极14沿0°-180°方向并列设置。这两个电极叠置的并由交叉阴影线表示的方形点区域(像素)构成显示图案。
如图9B所示,在第三实施方式和第三比较例中,上偏光板1的吸收轴23Ub沿上/下90°-270°方向设置,而下偏光板11的吸收轴23Lb沿左/右0°-180°方向设置。偏光板的吸收轴23Ub与23Lb之间的角为90°,并且偏光板以正交尼科耳透镜方式设置。
将指向矢的显示面内分量的方位角方向22b设置为45°,从而在有施加电压的情况下液晶分子的偏离方位角方向被限制在45°-225°方向。与第一实施方式和第一比较例类似,液晶分子的偏离方位角方向相对于上偏光板1的吸收轴(或透射轴)成45°,并且相对于下偏光板11的吸收轴(或透射轴)也成45°。因此,透射率被最大化。
通过将上和下偏光板的透射轴设置成上/下和左/右方向,特别是在深视角下的黑显示变得有利于沿上/下方向和左/右方向的观察。
在第三比较例中,显示图案的各点的沿90°-270°方向的边界由分段电极14的边界限定,而各点的沿0°-180°方向的边界被公共电极4的边界限定。在这些边界处易于生成倾斜电场。因为沿90°-270°方向和0°-180°方向的边界都具有相对于液晶分子的偏离方位角方向成45°或135°的角,所以可以认为尤其是在这些边界附近易于形成由DMA导致的阴影区。
在室温、驱动波形为B波形、1/64占空比以及1/9偏压的条件下对第三比较例的液晶显示装置进行多路驱动。通过改变驱动频率来观察显示状态。
图10表示并列地例示从左侧起在60Hz、70Hz以及80Hz驱动频率下的显示状态的显微镜照片。在60Hz和70Hz驱动频率下观察到阴影区,而随着驱动频率上升至80Hz,阴影区消失。
图11是例示第三实施方式的液晶单元的公共电极4和分段电极14的图案的平面图。公共电极4的图案用左上方向的阴影线表示,而分段电极14的图案用右上方向的阴影线表示。
在第三实施方式中,将第三比较例的公共电极4和分段电极14的边界改变为交替地接合与指向矢的显示面内分量垂直和平行的边界的Z字形边界。即,Z字形边界由沿着45°-225°方向和135°-315°方向延伸的交替地接合的边界构成。
在室温、驱动波形为B波形、1/64占空比以及1/9偏压的条件下对第三实施方式的液晶显示装置进行多路驱动。通过改变驱动频率来观察显示状态。
图12表示并列地例示从左侧起在60Hz、70Hz以及80Hz驱动频率下的显示状态的显微镜照片。尽管在60Hz驱动频率下观察到阴影区,但在不低于70Hz驱动频率下阴影区消失。此外,在使用点阵作为显示图案的第三实施方式中,采用Z字形电极边界部分,能够降低观察不到由DMA导致的阴影区时的驱动频率。
在第三实施方式中,可以对各点(像素)执行多域配向处理,以将该像素划分为具有不同配向方向的多个区域。每个划分区域为一个单域。
如图14所示,例如,将点(像素)40分成分别位于左侧和右侧的第一区域41和第二区域42。在第一区域41中,指向矢方位角方向为45°-225°方向,而在第二区域42中,指向矢方位角方向为135°-315°方向。即使将指向矢方位角方向设置成135°-315°方向,第三实施方式的Z字形电极边界部分也由相对于指向矢方位角方向垂直和平行的部分构成,从而可以获得抑制阴影区的效果。
如上所述,驱动频率越低,越容易出现DMA和由DMA导致的阴影区,而驱动频率越高,越不容易出现DMA和由DMA导致的阴影区。在多路驱动波形中,在一行选择期间极性发生反转的A波形和每N行极性发生反转的C波形比在每帧极性发生反转的B波形具有更高的频率分量。因此,假定驱动频率相同,与A或C波形相比,针对B波形更容易发生DMA和由DMA导致的阴影区。
通过利用与B波形的频率分量相比具有更高频率分量的A波形、C波形等来驱动该装置,可以抑制由DMA导致的阴影区(参见JP-2007-125596)。然而,与B波形的功耗相比,利用具有更高频率分量的A或C波形进行驱动要求更大的功耗。从功耗观点来看,B波形是优选的。
与在上述实施方式中一样,通过利用Z字形电极边界部分,即使利用B波形进行驱动也可以抑制DMA和由DMA导致的阴影区。利用Z字形电极边界部分的这些实施方式的技术在将该技术用于利用B波形进行驱动时特别有效。即使针对利用A波形或C波形进行驱动而采用Z字形电极边界部分,预计对于DMA和由DMA导致的阴影区也有抑制效果。
如前所述,工作温度越高,由DMA导致的阴影区变得越易于形成。采用Z字形电极边界部分的这些实施方式的技术抑制了阴影区的形成。与未采用Z字形电极边界部分的常规技术相比,假设以相同的驱动频率进行驱动,预计这些实施方式的技术将提高阴影区形成时的工作温度。即,在相同驱动条件下,变得可以执行能够抑制在比常规温度更高的温度下出现由DMA导致的阴影区的驱动。
在上述实施方式中,尽管上和下偏光板的吸收轴(或透射轴)之间的角在显示面中被设置为90°,但即使上和下偏光板的吸收轴(或透射轴)之间的角相对于90°偏移了大约5°也足够了。将上和下偏光板的吸收轴(或透射轴)之间的角处于85°到95°的范围内称为以正交尼科耳透镜方式设置。
被确定为液晶分子的偏离角的方位角方向(指向矢的显示面内分量的方位角方向)与以正交尼科耳透镜方式设置的上和下偏光板的透射轴(或吸收轴)之间的角可以相对于45°偏移大约5°。如果该角处于40°-50°的范围内,则可以获得足够大的透射率。
这些实施方式的技术适用于要被多路驱动的一般垂直配向型液晶显示装置。例如,这些实施方式的技术适用于分段显示液晶显示装置、点阵显示液晶显示装置以及利用分段显示和点阵显示两者的液晶显示装置。这些实施方式的技术适用于透射型、反射型以及透射/反射型中的任意一种液晶显示装置。
这些实施方式提供了一种液晶显示装置,该液晶显示装置包括:垂直配向型液晶单元,该垂直配向型液晶单元包括形成有第一电极的第一基板、形成有第二电极并且与该第一电极相对的第二基板、以及夹在第一基板与第二基板之间并且包含具有预倾角的液晶分子的液晶层;将垂直配向型液晶单元夹在其中的一对偏光板;以及用于在第一电极和第二电极之间施加具有多路驱动波形的电压的驱动设备,其中,在与第一基板的表面或第二基板的表面平行的显示面内,第一电极和第二电极中的至少一个具有与第一边界以及第二边界交替地接合的Z字形边界,该第一边界与在没有施加电压的情况下沿液晶层的厚度方向的中间区域中的液晶分子的指向矢的显示面内分量垂直,该第二边界沿着与第一边界交叉的方向延伸。
在第一边界处生成的倾斜电场可以控制液晶分子的配向状态,从而使液晶分子沿着与指向矢的显示面内分量平行的方向发生偏离,并且与没有设置第一边界的情况相比可以更多地抑制DMA。在与第一边界隔开的区域中DMA抑制效果也是有效的。
已经研究了具有Z字形图案作为显示电极的边缘的至少一部分的液晶显示装置,以抑制DMA。
这些实施方式的技术抑制了DMA。然而,有可能的是在视觉上识别出Z字形图案并且在Z字形形状的边缘部分处生成的倾斜电场增大了在暗显示期间该边缘部分处的透光。
JP-A-2000-250024公开了一种通过在背景的整个区域中设置黑掩模来限定显示图案从而防止透光的方法。
尽管可以通过在背景的整个区域中设置黑掩模来防止透光,但因为在没有显示的分段与包围黑压模之间存在透射率差异(黑掩模的透射率几乎为0%,接近于黑色,比未显示分段更黑),因此观察者会感觉不舒适(与所谓串扰类似的现象)。
下面,对可以抑制在视觉上识别出Z字形形状和因Z字形形状的边缘而造成的透光的液晶显示装置进行研究。
图15是例示根据第四实施方式的液晶显示装置的示意截面图。图15所示液晶显示装置具有由玻璃制成的后(下)基板101a和由玻璃制成并与后基板相对的前(上)基板101b。在基板101a与101b之间设置有液晶层102。
在后基板101a的、位于液晶层102侧的表面上形成有作为分段电极的后透明电极103a,而在前基板101b的、位于液晶层102侧的表面上形成有作为公共电极的前透明电极103b。
按照将液晶层102夹在其中的方式将透明电极103a和103b叠置,并且叠置区构成显示区(显示图案)。
在基板101a和101b的、位于液晶层102侧的上方形成覆盖透明电极的垂直配向膜104a和104b。如果有必要,可以在垂直配向膜与透明电极之间插入绝缘膜。
沿基板法线方向在上基板101a和下基板101b外侧设置一对偏光板105a和105b。偏光板105a和105b的轴设置成90°角。如果有必要,可以在基板与偏光板之间(例如,在下基板101a与下偏光板105a之间)设置光学补偿板106。
对垂直配向膜104a和104b执行摩擦处理,以将液晶分子的偏离方向(液晶指向矢)与偏光板的轴向之间的角设置为45°。
设置密封部件107,作为用于密封液晶层102并且粘合基板101a和101b的壁。
在显示区中的电极的边缘部分形成黑掩模108。在这种情况下,在下基板侧形成各黑掩模。
图16A例示了显示图案和电极的实施例,而图16B例示了将电极局部覆盖的黑掩模的实施例。在图16A中,右上方向的阴影线表示下电极103a,而右下方向的阴影线表示上电极103b。交叉阴影线表示叠置这两个电极的显示图案。
在显示图案中,与上/下方向和右/左方向不平行的边具有用于抑制DMA的Z字形形状。Z字形形状具有由沿0点钟-6点钟(90°-270°)方向的边和沿3点钟-9点钟(0°-180°)方向的边构成的图案,其中,0点钟(90°)方向在该图中为向上方向。Z字形形状的宽度(形成Z字形形状的宽度)大约为40μm。
图16B中的细交叉阴影线表示黑掩模108。黑掩模108的宽度大约为50μm,以覆盖Z字形形状部分。如果黑掩模太大,则可以在视觉上识别出。因此,该宽度的上限设置为200μm。可以使区域中除了Z字形形状以外的黑掩模宽度更窄(例如,大约20μm)。该宽度的下限为10μm。
下面,将描述垂直配向型液晶显示装置的制造方法。
参照图15,首先,在基板101a和101b上形成主要由铟锡氧化物(ITO)制成的透明电极103a和103b。此后,通过构图在分段电极103a的边缘部分处形成Z字形图案。通过在ITO上涂覆光刻胶、使该光刻胶曝光,并且此后利用该光刻胶作为掩模对ITO进行刻蚀,并随后去除该光刻胶来进行该构图。
可以在与显示图案相对应的区域中的公共电极上形成Z字形形状。
接下来,如前所述,在显示图案的边缘部分处形成黑掩模108。在该实施例中,在分段电极103a上形成黑掩模。黑掩模可以由树脂或金属制成。如果黑掩模由树脂制成,则使用具有分散色素的抗蚀剂、具有分散碳的抗蚀剂等。如果黑掩模由金属制成,则使用铬、钼等。如果使用导电材料,则要在黑掩模108与透明电极103a之间插入绝缘层。
没有具体限制黑掩模的厚度。如果黑掩模的厚度为例如3μm或更厚(相对于液晶层太厚),则需要将边缘形状改变成锥形形状或者形成平坦层,以防止液晶的配向扰动。
黑掩模108与分段电极103a之间的位置关系可以上下颠倒,即,分段电极103a可以形成在黑掩模108上。
涂覆并烘烤垂直配向膜104a和104b,从而覆盖透明电极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SE1211。
对垂直配向膜执行摩擦处理,以具有例如89.5°的预倾角,其中基板法线方向为90°。沿图16A和16B所示的0点钟、3点钟、6点钟以及9点钟方向中的任一方向对上和下基板执行反向平行摩擦处理。对液晶分子的偏离方向的控制(配向处理)可以是狭缝配向、突起配向、紫外线配向等。
接下来,在基板101a和101b上涂覆主密封材料,并且分布具有预定直径(在该实施例中,为4μm)的间隙控制部件,此后,将基板101a和101b以电极侧在内的方式叠在一起,并且将主密封部件固化以形成空单元。
将液晶注入该空单元中,以形成液晶层102。使用具有负介电常数各向异性Δε和双折射率大约为0.09的液晶材料。液晶层102中的液晶分子102m通常借助于垂直配向膜而垂直地配向。如果液晶材料具有负介电常数各向异性,则不具体限定其它物理值和单元厚度。
此后,将光学补偿板106和后偏光板105a粘合至后基板101a的外侧(图15中的下侧),而将前偏光板105b粘合至前基板101b的外侧(图15中的上侧)。例如,将Polatechno Co.,Ltd制造的SHC-125U用作偏光板。一偏光板的轴向是一点半钟-七点半钟(45°-225°)方向,而另一偏光板的轴向是四点半钟-十点半钟(135°-315°)方向。偏光板以正交尼科耳透镜方式设置。
例如,将双轴板(面内延迟ΔR=50nm,厚度方向延迟Δth=220nm)用作光学补偿板106。双轴板按以下方式设置,即该双轴板的面内滞相轴(delay phase axis)与后偏光板105a的吸收轴垂直。可以将A板、双轴相差板等用作光学补偿板106,来代替双轴板。
对按照上述方式制造的液晶显示装置进行多路驱动并且观察显示状态。在80Hz低频下进行驱动未出现DMA并且在视觉上未识别出类似于串扰的现象。因为黑掩模具有50μm的较窄宽度,所以不能在视觉上识别出黑掩模。为了比较进行,将液晶显示装置制造成具有相同显示图案、无Z字形形状并且无黑掩模(其它结构相同)。对该液晶显示装置进行驱动。出现DMA并且显示质量较差。
通过以Z字形形状形成电极图案边缘,通过配向处理确定的液晶分子的偏离方向与电极边缘处生成的倾斜电场的方向平行或垂直。这被认为是抑制DMA的原因。
然而,Z字形边缘可能导致暗显示期间的漏光,从而存在不能获得大对比度的担心。
在该实施方式中,通过设置覆盖了包括Z字形图案在内的显示边缘部分的黑掩模来切断漏光。因为黑掩模的宽度较窄,所以几乎观察不到背景与远离分段(off segment)之间的白色和黑色的浓度差,从而可以获得具有改进显示质量的液晶显示装置。
在低频驱动下易于发生DMA。根据该实施方式,甚至在低频下也可以防止DMA出现和漏光,并且改进了显示质量。作为针对DMA的对策,可以使用具有高脉冲频率和帧内反转的A或C波形。因为可以执行低频驱动,所以可以采用通常使用帧反转的B波形,从而可以简化驱动电路并且降低制造成本。因为可以进行低频驱动,所以可以抑制功耗。
已经结合实施方式对本发明进行了描述。本发明不限于这些实施方式。例如,对于本领域技术人员来说,显见的是,可以做出各种修改、改进以及组合。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置,其包括:
垂直配向型液晶单元,该垂直配向型液晶单元包括形成有第一电极的第一基板、形成有第二电极并且与所述第一基板相对的第二基板、以及夹在所述第一基板与所述第二基板之间并且包含具有预倾角的液晶分子的液晶层;
将所述垂直配向型液晶单元夹在其中的一对偏光板;以及
用于在所述第一电极与所述第二电极之间施加具有多路驱动波形的电压的驱动设备,
其中,在与所述第一基板的表面或所述第二基板的表面平行的显示面内,所述第一电极和所述第二电极中的至少一个具有与第一边界和第二边界交替地接合的Z字形边界,该第一边界与没有施加电压的情况下沿着所述液晶层的厚度方向的中间区域中的液晶分子的指向矢的显示面内分量垂直,该第二边界与没有施加电压的情况下沿着所述液晶层的厚度方向的中间区域中的液晶分子的指向矢的显示面内分量平行,
其中,所述Z字形边界设置在要由观察者进行观察的显示图案的边界部分处,所述边界部分与在没有施加电压的情况下沿着所述液晶层的厚度方向的中间区域中的液晶分子的指向矢的显示面内分量既不垂直也不平行。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,所述第一边界和所述第二边界中的每一个的长度均比100μm短。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,该对偏光板是按所述偏光板的透射轴之间的角在所述显示面内处于85°-95°范围内的正交尼科耳透镜方式设置,并且所述偏光板的透射轴中的每一个与没有施加电压的情况下沿着所述液晶层的厚度方向的中间区域中的液晶分子的指向矢的所述显示面内分量之间的角在40°-50°的范围内。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,将手性试剂添加至所述液晶层。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,所述驱动波形是在每帧处极性发生反转的用于执行帧反转驱动的B波形。
6.一种液晶显示装置,其包括:
一对相对的基板;
形成在该对相对基板中的每一个上的各相对表面侧的相对电极图案;
形成在该对相对基板中的每一个上以覆盖所述相对电极图案的垂直配向膜;
夹持在该对相对基板之间的垂直配向液晶层;以及
设置在该对相对基板外侧的一对偏光板,
其中:
所述相对电极图案的边缘包括Z字形图案,该Z字形图案由分别与所述液晶层的沿着由配向处理确定的面内方向发生偏离的液晶指向矢的面内方向平行和垂直的两组边构成;并且
将黑掩模设置为覆盖由所述相对电极图案限定的显示图案的所述边缘,
其中,所述Z字形图案设置在要由观察者进行观察的显示图案的边界部分处,所述边界部分与在没有施加电压的情况下沿着所述液晶层的厚度方向的中间区域中的液晶分子的指向矢的显示面内分量既不垂直也不平行。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置,其中,所述黑掩模的宽度为10μm到200μm。
8.根据权利要求6所述的液晶显示装置,其中,所述Z字形图案由沿着零点钟-六点钟方向的边和沿着三点钟-九点钟方向的边构成,其中,垂直方向为零点钟-六点钟方向。
9.根据权利要求6所述的液晶显示装置,其中,所述偏光板以正交尼科耳透镜方式设置,所述偏光板中的一个的轴向为一点半钟-七点半钟方向,而所述液晶指向矢的面内方向为零点钟方向、三点钟方向、六点钟方向以及九点钟方向中的一个。
10.根据权利要求6所述的液晶显示装置,其中,所述相对电极图案包括表示显示图案的分段电极。
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