CN102566160B - 液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
一种液晶显示元件，其包括：第一基板和第二基板；垂直取向液晶层；以及第一偏振片和第二偏振片，它们被设置为使它们的吸收轴与在未施加电压时的液晶分子的取向方向交叉成大约45度。电极中的至少一个包括一条屈曲线，该屈曲线作为整体向延伸方向延伸并且不具有与沿着电极边缘的延伸方向平行的直线，并且该屈曲线沿着第一电极和第二电极中的至少一个的边缘形成，其中，如果该屈曲线是沿着延伸方向的直线，则当施加电压时的取向方向和当未施加电压时的取向方向彼此相反。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示元件。
背景技术
本申请以2010年10月12日提交的日本专利申请2010-229284为基础，其全部内容以引证的方式并入于此。
一种垂直取向型液晶显示元件通过在以正交尼科尔结构(crossed Nicols)设置的偏振片之间布置垂直取向(VA)模式液晶盒来被形成。该垂直取向模式液晶盒由以下部分构成：液晶层，其设置在正面玻璃基板和背面玻璃基板之间；以及液晶层中的液晶分子，它们取向为近似垂直于基板。从与基板垂直的方向观察时，垂直取向型液晶显示元件的背景显示区域的(无电压施加区域)光透射度很低，与以正交尼科尔结构设置的偏振片的光透射度几乎相同。因此，使用垂直取向型液晶显示元件较易实现高对比度显示。
以下技术被公知用作使液晶分子以远离垂直取向模式液晶盒的正面基板和背面基板的内表面之间的垂直方向均匀倾斜的取向处理：i)一种方法，在该方法中，均匀取向是通过表面形状的效果来实现的，其中表面形状这样的获得的：通过将诸如SiOx之类的金属氧化物膜作为取向膜从倾斜远离基板的垂直方向的方向进行倾斜沉积，从而形成锯齿状沉积膜表面；ii)一种被称作光取向的方法，在该方法中，在基板的内表面上形成诸如聚酰亚胺等有机取向膜材料，其后紫外线从倾斜远离垂直方向的方向照射到该取向膜的表面(参见日本专利No.2872628)；iii)一种方法，在该方法中，在基板的内表面形成具有特定表面自由能的垂直取向膜，其后对其进行摩擦处理(参见日本公开专利No.2005-234254)。这些方法皆为单畴取向方法，在单畴取向方法中，在无电压施加的情况下，可以在垂直取向模式液晶盒的液晶层中沿一个方向对液晶分子进行取向。
图8的(a)为根据现有技术的垂直取向型液晶显示元件的示意性截面图，图8的(b)至(d)为示出了垂直取向型液晶显示元件的电极结构的一部分的示意性平面图。
如图8的(a)所示，传统的垂直取向型液晶显示元件由正面基板11、背面基板12、以及设置在正面基板11和背面基板12之间的垂直取向型液晶层13构成。
正面基板11包括正面玻璃基板11a、形成在正面玻璃基板11a上的分段透明电极11b、以及形成在正面玻璃基板11a和分段透明电极11b上的正面垂直取向膜11c。类似地，背面基板12由背面玻璃基板12a、形成在背面玻璃基板12a上的公共透明电极12b，以及形成在背面玻璃基板12a和公共透明电极12b上的背面垂直取向膜12c构成。举例来说，分段透明电极11b和公共透明电极12b由氧化铟锡(ITO)形成。
例如，通过上述取向方法(ii)或(iii)，沿同一方向对正面垂直取向膜11c和背面垂直取向膜12c进行取向处理。例如，当通过将垂直于纸面朝里的方向定义为12点钟方向(90度方向)、将纸面上的右方定义为3点钟方向(0度方向)、将垂直于纸面朝外的方向定义为6点钟方向(270度方向)、并且将纸面上的左方定义为9点钟方向(180度方向)来定义平行于正面基板11和背面基板12的平面内的方向坐标系时，对正面垂直取向膜11c进行取向处理以使液晶分子沿着12点钟方向进行取向，并且对背面垂直取向膜12进行取向处理以使液晶分子沿着6点钟方向进行取向。
垂直取向液晶层13是这样的液晶层：该液晶层的液晶分子大致垂直地取向，并且设置在正面基板11的正面垂直取向膜11c和背面基板12的背面垂直取向膜12c之间。例如，垂直取向液晶层13由具有负介电各向异性的液晶材料形成，并具有单畴结构。例如，当没有电压施加在分段透明电极11b和公共透明电极12b(以下称作无电压施加状态)之间时(以下称作无电压施加状态)，液晶层13中的液晶分子取向为大致垂直于正面基板11和背面基板12。当施加在电极11b和12b之间的电压大于阈值电压时(以下称作电压施加状态)，液晶层13中的大部分液晶分子沿取向处理方向朝着基板11和12的面内方向倾斜。
例如，隔离物14保持正面基板11和背面基板12之间的间隙。基板11和12两者通过密封部15粘合在一起。
正面视角补偿片16和正面偏振片18依序设置在正面玻璃基板11a与液晶层13相反的一侧上。类似地，背面视角补偿片17和背面偏振片19依序设置在背面玻璃基板12a与液晶层13相反的一侧上。例如，正面偏振片18和背面偏振片19以正交尼科尔结构设置，并且还以这样的方式设置：吸收轴和在无电压施加状态下的在液晶层13厚度中央的液晶分子的取向方向(6点钟方向)在平行于基板表面的平面内以大约45度角互相交叉。例如，将正面偏振片18设置为使其吸收轴成45度到225度方向，并且将背面偏振片19设置为使其吸收轴成135度到315度方向。
正面视角补偿片16和背面视角补偿片17是具有负单轴光学各向异性或负双轴光学各向异性的视角补偿片。当在正面视角补偿片16和背面视角补偿片17中存在面内慢轴时，将正面视角补偿片16和背面视角补偿片17设置为使相邻的偏振片18和19的慢轴和透射轴近似于彼此平行。
在液晶显示元件的应用中，在背面偏振片19后设置背光。从背光发出的光透射经过背面偏振片19和背面视角补偿片17，并且入射到液晶盒。当在分段透明电极11b和公共透明电极12b之间没有施加比阈值电压大的电压时，正面偏振片18阻挡在全部区域中入射并透过液晶盒的光，并且即使施加了比阈值电压大的电压，正面偏振片18也阻挡在显示区域(电极11b和12b二者在垂直于基板11和12的方向上重叠并且进行了显示的区域)之外的区域中入射并透过液晶盒的光。因此，观察者从正面偏振片18外侧观察液晶显示元件时观察到暗显示状态(黑色显示)。另一方面，在显示区域内，当在电极11b和12b之间施加比阈值电压大的电压时，入射到液晶盒的光透过液晶盒和正面偏振片18。因此，观察者从正面偏振片18外侧观察液晶显示元件时观察到亮显示状态(白色显示)。
图8的(b)和图8的(c)为分别示出分段透明电极11b的一部分和公共透明电极12b的一部分的示意性平面图。此外，图8的(d)是示出从垂直于正面基板11的方向观察到的电极11b的一部分和电极12b的一部分的示意性平面图。
图8的(a)至(d)中所示的液晶显示元件为所称的分段液晶显示元件，分段液晶显示元件主要通过分段电极11b的形状实现了显示区域的形状。可以通过分段液晶显示元件的电极的形状来界定任意形状的显示区域。图8的(b)至(d)示出了电极11b和12b区域，电极11b和12b区域形成了读取词“AUTO”的显示区域。此外，分段液晶显示元件由诸如多路驱动器之类的简单矩阵驱动器驱动。
为了显示“AUTO”字样，分段透明电极11b以图8的(b)所示的形状形成于正面玻璃基板11a上。此外，公共透明电极12b以图8的(c)所示的形状形成于背面玻璃基板12a上。正面基板11和背面基板12以大致彼此平行的方式设置，使形成有电极11b和12b的表面彼此相对。此外，通过将正面基板11和背面基板12布置为如图8的(d)所示来将正面基板11和背面基板12彼此粘合在一起，以形成电极11b和12b重叠成“AUTO”字样形状的重叠区域。通过图8的(b)至(d)所示的电极结构和单畴垂直取向液晶层的结合，使得在除显示区域外的区域内实现一种良好的暗显示状态。
公知的是，图8的(a)至(d)所示的液晶显示元件这样的极角方向观察角度，在该极角方向观察角度，无法从6点钟方向观察光显示状态，然而，可以从12点钟方向观察到良好的光显示状态。12点钟方向被称为最佳观察方向，而6点钟方向被称为反观察方向。
发明内容
本发明的目的是提供显示质量优良的液晶显示元件。
根据本发明的一方面，提供一种液晶显示元件，该液晶显示元件包括：第一基板，其上形成有第一电极；第二基板，其上形成有第二电极，并且该第二基板被设置为平行于所述第一基板，使得所述第一电极和所述第二电极彼此相对；垂直取向液晶层，其被设置在所述第一基板和所述第二基板之间；第一偏振片，其被设置在所述第一基板上与所述液晶层相反的一侧；以及第二偏振片，其被设置在所述第二基板上与所述液晶层相反的一侧，并被设置为与所述第一偏振片形成大致正交尼科尔结构，其中所述第一偏振片和所述第二偏振片被设置为，使所述第一偏振片和所述第二偏振片的吸收轴与在在所述第一电极和所述第二电极之间未施加电压时的位于所述液晶层厚度中央的液晶分子的取向方向交叉成大约45度角，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个沿着划定了显示区域的轮廓的边缘具有屈曲线，该屈曲线作为整体向着延伸方向延伸，并且不具有与所述延伸方向平行的直线，其中在所述显示区域中，所述第一电极和所述第二电极在垂直于所述第一基板和所述第二基板的方向上重叠，并且所述屈曲线沿着所述第一电极和所述第二电极中的至少一个的如下边缘形成：在该边缘处，如果所述屈曲线是沿着所述延伸方向的直线，则在所述第一电极和所述第二电极之间施加电压时位于所述液晶层的厚度中央的液晶分子的取向方向与未施加电压时的取向方向彼此相反。
根据本发明，可以提供具有优良显示质量的液晶显示元件。
附图说明
图1为示意性截面图，以与图8的(a)不同的截面，示出了根据图8的(a)至(d)所示的现有技术的垂直取向型液晶显示元件的液晶盒的一部分。
图2的(a)和(b)为偏光显微镜照片，示出了当在根据图8的(a)至(d)所示的现有技术的垂直取向型液晶显示元件中施加电压时，在显示区域“AUTO”中的接近字符“A”的水平线的取向组织。
图3为示意性平面图，示出了暗区域与液晶层中央的液晶分子13m的取向方向之间的关系。
图4为示意性截面图，示出了根据本发明实施方式的单畴垂直取向型液晶显示元件。
图5的(a)至(c)为示意性平面图，示出了根据本发明实施方式的单畴的垂直取向型液晶显示元件的分段透明电极11B和公共透明电极12B。
图6的(a)和(b)为示意性平面图，示出了形成于分段透明电极11B和公共透明电极12B边缘上的屈曲线(polyline)。
图7的(a)至(c)为偏光显微镜照片，示出了当施加电压时，接近显示区域“AUTO”中的字符“A”的水平线的取向组织。
图8的(a)为示意性截面图，示出了根据现有技术的垂直取向型液晶显示元件，并且图8的(b)至(d)则是其电极结构一部分的示意性平面图。
具体实施方式
当在施加有电的状态下从反观察方向观察常规取向型液晶显示元件时，观察到暗显示状态。然而，在在显示区域中有大致垂直于最佳观察方向或垂直于反观察方向的边(例如，图8的(a)至(d)所示的字符“A”中的水平线)的情况下，那么在接近该边的边缘观察到漏光。在此可发现漏光的程度不均匀，这引起显示质量下降。此外，即使显示图案相同，从反观察方向观察到的靠近显示区域边缘的漏光程度相互之间会彼此不同，并且显示质量会根据显示图案的布置而下降。当在从反观察方向往右方或左方70度范围之内进行观察时，可观察到显示质量的这种下降现象。
本发明的发明人认为，漏光程度的不同由以下原因引起。
图1为示意性截面图，以与图8的(a)不同的截面，示出了根据图8的(a)至(d)所示的现有技术的垂直取向型液晶显示元件的液晶盒的一部分。如上所述，沿12点钟方向对正面垂直取向膜11c进行摩擦处理，并且沿6点钟方向对背面垂直取向膜12c进行摩擦处理。因此，在有电压施加的状态下，在液晶层厚度中央的液晶分子(以下称为液晶层中央分子13m)沿6点钟方向倾斜。因此，液晶显示元件的最佳观察方向为12点钟方向，并且其反观察方向为6点钟方向。
在分段透明电极11b和公共透明电极12b的边缘，在液晶层13中产生倾斜电场20。在图1中，液晶层13中的倾斜电场20由虚线表示。在液晶层13受倾斜电场20强烈影响的区域中，液晶层中央分子13m垂直于倾斜电场20进行取向。因此，靠近电极11b和12b边缘的部分区域中的液晶层中央分子13m的取向方向与位于液晶层13的不受倾斜电场20的影响的区域(通过取向膜11c和12c的取向处理的方向来确定液晶分子的取向方向的区域)中的液晶层中央分子13m的取向方向是相反的(相差180度的方向)。如上所述，即使此液晶显示元件具有所述单畴结构，实质上也在电压施加状态下的显示区域中实现了取向方向在边缘附近不同的多畴结构。由此，可以认为即使从反观察方向观察，在显示区域的边缘附近也会观察到漏光。
在液晶层中央分子13m的取向方向彼此相反的区域之间的中间区域中形成暗区域(暗线)。
图2的(a)和(b)为偏光显微镜照片，示出了在将电压施加到根据图8的(a)至(d)所示的现有技术的垂直取向型液晶显示元件时，在显示区域“AUTO”中字符“A”的水平线附近的取向组织。这两幅照片示出了在同一电极图案中的取向组织。在图2的(a)和(b)两者中可以发现两条弯曲的暗线形成在“A”的水平线的上边缘23附近。
图3为示意性平面图，示出了暗区域与液晶层中央分子13m的取向方向之间的关系。在此图中，箭头的方向表示在电压施加状态下液晶层中央分子13m的取向方向。
如图所示，未被倾斜电场20影响的区域中的液晶层中央分子13m的取向方向(在无电压施加状态下的取向方向)为6点钟方向。此外，字符“A”的水平线的上边缘23的液晶层中央分子13m的取向方向为12点钟方向。所述两个暗区域22(例如，第一暗区域(暗线)22a和第二暗区域(暗线)22b)形成在上边缘23和未被倾斜电场20影响的区域之间。
在液晶层中央分子13m的取向方向彼此相反的中间区域，所述液晶层中央分子13m的取向方向从一个方向到另一个方向连续变化。因此，所述第一暗区域22a形成在例如液晶层中央分子13m的取向方向大致为45度方向(该方向平行于正面偏振片吸收轴方向(45至225度方向))的位置处。此外，例如，所述第二暗区域22b形成在液晶层中央分子13m的取向方向为315度方向(该方向平行于背面偏振片吸收轴方向(135至315度方向))的位置处。
在形成有第一和第二暗区域22的区域中的液晶层中央分子13m的取向方向连续变化的方向(旋转方向)与在3点钟方向-9点钟方向的区域邻接的区域中的液晶层中央分子13m的取向方向连续变化的方向(旋转方向)相反。例如，当液晶层中央分子13m的取向方向在形成有第一和第二暗区域22的区域内连续顺时针旋转时，在相邻的区域中液晶层中央分子13m的取向方向逆时针旋转。因此，例如，通过连接液晶层中央分子13m的取向方向为135度方向的位置来在“A”的水平线的上边缘23附近形成所述暗区域，并且通过连接液晶层中央分子13m的取向方向为225度方向的位置来将所述暗区域形成为远离“A”的水平线的上边缘23。于是，液晶分子取向方向不连续的向错(disclination)21出现在液晶层中央分子13m的取向方向的连续变化方向(旋转方向)的方向变成相反方向的位置。
如上所述，本发明的发明人认为，在液晶层中央分子13m的取向方向彼此相反的中间区域中生成的暗区域22是由例如倾斜电场20导致的，该倾斜电场20使得液晶层中央分子13m沿与未施加电压状态下的取向方向相反的方向取向，并且本发明的发明人还认为，在液晶层中央分子13m的取向方向大致平行于偏振片的吸收轴方向的位置形成所述暗区域22，并且在液晶层中央分子13m的取向方向的连续变化方向(旋转方向)变成相反方向的位置还形成了向错21。
再次参照图2的(a)和(b)，可以发现上述考虑与照片一致，其中可在“A”水平线的上边缘附近观察到两个曲线暗区域的产生，而在受倾斜电场影响的区域中和在未受倾斜电场影响的区域中液晶分子的取向方向一样的下边缘附近没有产生暗区域。
此外，比较这两幅照片，可以发现，虽然两图的电极图案是一样的，但是向错的位置以及在字符“A”水平线的上边缘附近产生的暗区域的形状彼此完全不同，并且是不规则的。本发明的发明人认为当从反观察方向观察时漏光的非均匀性是由暗区域图案的不规则性导致的。
本发明的发明人制造具有一电极结构的液晶显示元件，在该电极结构中，包括显示区域的电极的边缘与液晶层中央分子13m在未施加电压状态下的取向方向未交叉成直角。所述液晶显示元件通过向错的产生位置来控制暗区域的曲线形状并且消除所述暗区域图案的不规则性，从而防止漏光的非均匀性。
图4为示意性截面图，示出了根据本发明实施方式的单畴的垂直取向型液晶显示元件。根据所述实施方式的垂直取向型液晶显示元件的分段透明电极11B和公共透明电极12B与根据图8的(a)至(d)所示的现有技术的液晶显示元件的分段透明电极和公共透明电极不同。其他组件都和现有技术的相似。
将参照图4来说明一种单畴垂直取向型液晶显示元件的制造方法。
制造两个蓝色玻璃基板，每个基板均有一个表面被抛光并被涂覆有其上形成有ITO膜的SiO2底涂层，并且通过采用光刻和蚀刻来在每个基板上使ITO膜形成图案，一个基板是其上形成有分段透明电极11B的正面玻璃基板11a，另一个基板是其上形成有公共透明电极12B的背面玻璃基板12a。基于需要，可在电极11b和12b的表面的一部分上形成由SiO2制成的绝缘层等等。
在使用碱性或类似溶液清洁具有电极11b和12b的玻璃基板11a和12a之后，由Chisso Petrochemical公司制造的垂直取向膜通过柔版印刷(flexo-printing)涂覆在电极11b和12b以及玻璃基板11a和12a上，并且在清洁烘箱中以180摄氏度烘烤30分钟。通过将棉摩擦布施用于经上述处理处理而获得的正面垂直取向膜11c和背面垂直取向膜12c每一个来执行在基板的面内方向沿预定方向进行的摩擦处理。通过如此处理，得到的正面基板(分段基板)11，其由正面玻璃基板11a、形成在正面玻璃基板11a上的分段透明电极11B、和形成在正面玻璃基板11a和分段透明电极11B上的正面垂直取向膜11c构成。此外，背面基板(公共基板)12由背面玻璃基板12a、成在背面玻璃基板12a上的公共透明电极12B、和形成在背面玻璃基板12a和公共透明电极12B上的背面垂直取向膜12c构成。
在正面基板的11的整个表面上，利用干式喷雾法(dry-spraying)喷射由HayakawaRubber有限公司制造的具有大约5μm的棒直径(rod diameter)的黑色塑性隔离物。在背面基板12上，由Mitsui Chemicals公司制造的热固化(thermal-curing)型密封材料15与棒直径大约为4.5μm的棒形玻璃隔离物14混合并由分配器以预定图案涂布。其后，基板11和12被设置为以形成有电极11b和12b的表面相面对，并且使得取向方向(摩擦方向)反平行(anti-parallel)并彼此大致平行地粘接。然后，密封材料通过热压力粘接(thermo-comperssion bonding)而固化，从而空盒的制造完成。所述正面基板11和背面基板12的取向方向分别为12点钟方向和6点钟方向。
通过使用真空注入法将由Merk有限公司制造的具有负介电各向异性Δε的液晶材料注入到所述空盒中，然后经过按压处理处理并以120摄氏度烘烤1小时来将此盒密封。
偏振片SHC13U是由Polatechno有限公司制造的，其被粘接到正面玻璃基板11a和背面玻璃基板12a的表面，并使得正面偏振片18和背面偏振片19设置为形成正交尼科尔结构，并使得偏振片18和19的每一个的吸收轴与液晶层中央分子13m的取向方向(未施加电压状态下的取向方向；六点钟方向)交叉成约45度。基于需要，正面视角补偿片16可以设置在正面玻璃基板11a和偏振片18之间，并且背面视角补偿片17可以设置在背面玻璃基板12a和偏振片19之间。
此外，作为测量的结果，在根据本实施方式的垂直取向型液晶显示元件中，液晶层13的厚度大约为4.3μm并且液晶层13的预倾角大约为89.9度。液晶层13的延迟大约为1100nm。
图5的(a)至(c)为示意性平面图，示出了根据本发明实施方式的单畴垂直取向型液晶显示元件的分段透明电极11B和公共透明电极12B的一部分。
图5的(a)示出了分段透明电极11B的结构。分段透明电极11B与根据图8的(b)所示的现有技术的分段透明电极11b不同之处在于：图中被粗线围绕的区域(屈曲线区域)27中的电极边缘不以平行于3点钟-9点钟方向(此方向垂直于液晶层中央分子13m在未施加电压状态下的取向方向)的直线(或线段)形成。在本说明书中，术语“屈曲线”指的是由一条或多条线段组成的连续线。
图5的(b)示出了公共透明电极12B的结构。公共透明电极12B与根据图8的(c)所示的现有技术的公共透明电极12b的不同之处在于：图中被粗线围绕的区域(屈曲线区域)27的电极边缘不以平行于3点钟-9点钟方向的直线(或线段)形成。分段透明电极11B和公共透明电极12B的其他特征与根据现有技术的这些分段透明电极11b和公共透明电极12b相似。此外，所述分段透明电极11B和公共透明电极12B的屈曲线区域27作为整体向3点钟-9点钟方向延伸。
图5的(c)为示意性平面图，示出了从垂直于基板11和12的方向观察到的电极11B和12B的位置设置图。与根据图8的(d)所示的现有技术的电极11b和12b类似，将电极11B和12B设置为，使得当从垂直于基板11和12的方向观察时，电极11B和12B二者重叠的区域仅表现词“AUTO”。
在一位置形成根据该实施方式的电极11B和12B的屈曲线区域27，在该位置，在根据图8的(a)至(d)所示的现有技术中，由沿着电极11b和12b的电极边缘的3点钟-9点钟方向的直线形成的电极边缘构成一显示区域的边缘(轮廓)，其中，当从垂直于基板11和12的方向观察时，此显示区域在根据图8的(a)至(d)所示的现有技术的垂直取向型液晶显示元件中显示词“AUTO”。因此，在根据该实施方式的垂直取向型液晶显示元件中，划定显示区域的(电极11B和12B的)边缘没有平行于3点钟-9点钟的方向没有线或线段。
此外，屈曲线区域27形成在实际划定显示区域轮廓的电极之一中。
图6的(a)和(b)为示意性平面图，示出了形成在分段透明电极11B和公共透明电极12B的边缘的屈曲线。在图6的(a)和(b)中，虚线表示3点钟-9点钟方向。
根据该实施方式的垂直取向型液晶显示元件的电极11B和12B的边缘具有例如如图6的(a)所示的由实线段表示的屈曲线。屈曲线的形状为，两种向两个不同方向(一个方向为3点钟方向逆时针转角度θ1的方向，另一个方向为3点钟方向顺时针转角度θ2的方向)延伸的线段(长度分别为l1和l2)在线段的端点(屈曲点(flexionpoints))彼此连接。在此图6的(a)所示的示例中，角度θ1和θ2是相同的，长度l1和l2也是相同的。角度θ1(θ2)大于5度但小于等于15度。优选地，角度θ1(θ2)大于等于10度但小于等于15度。当把连接着的两条线段(以长度l1和l2延伸至不同方向)看做一个单元时，此线段单元以例如0.2174mm的节距沿着3点钟-9点钟方向取向。此外，两条线段在端点(屈曲点)连接，并且作为整体沿着3点钟-9点钟方向延伸。沿着3点钟-9点钟方向的相邻屈曲点之间的距离为例如0.1087mm。
图6的(b)示出了屈曲线变型示例。例如，该屈曲线可以由两条线段组成，这两条线段的旋转角度θ1和θ2彼此不同，并且一条线段的长度(l1)是另一条线段的长度(l2)的三倍或三倍还多。在此情况下，角度θ1大于5度但小于等于15度，并且更优选地是，角度θ1大于等于10度且小于等于15度。此类屈曲线形成如图所示的锯齿状。此外，在此情况下，角度θ2可以为90度。
如图6的(a)和(b)所示，可通过可选地将长度为l1并且向相对于3点钟-9点钟方向的角度θ1的方向延伸的第一线段连和长度为l2并且向相对于3点钟-9点钟方向的角度θ2的方向延伸的第二线段连接来形成屈曲线，其中，角度θ1和θ2中至少一个大于5度且小于等于15度，更优选地为大于等于10度且小于等于15度。
图7的(a)至(c)为偏光显微镜照片，示出了在施加电压状态下，显示区域“AUTO”中的字符“A”的水平线附近的取向组织。显示区域“A”的水平线的上边缘和下边缘由屈曲线组成，屈曲线由该区域中的分段透明电极11B的上边缘和下边缘的屈曲线形状来表现。图7的(a)至(c)为液晶显示元件的显示区域照片，液晶显示元件的图6的(a)中的角度θ1(θ2)分别为5、10和15度。
在图7的(a)至(c)的全部照片中，可以识别出在屈曲点附近的显示区域中出现了向错21。此外，可以理解，暗区域的曲线形状彼此类似且暗区域图案是规则的。暗区域的曲线形状的类似性和暗区域图案的规则性似乎由以下因素导致：在屈曲点附近产生向错21并且暗区域起始于屈曲点。
当图7的(b)或(c)所示的角度θ1(θ2)为10度或15度时，暗区域的曲线形状的类似性和暗区域图案的规则性是显而易见的。与这些角度相比，图7的(a)所示的角度θ1(θ2)为5度不够充分。因此，根据该实施方式的角度θ1(θ2)被优选设置为大于5度且小于等于15度。此外，更优选地将角度θ1(θ2)设置为大于等于10度且小于等于15度。对根据该实施方式的变型示例的角度θ1进行类似设置。
此外，通过从正面观察可以理解，当角度θ1(θ2)小于等于15度时，允许通过把直线改为屈曲线来降低显示质量。
通过观察多个相同的显示图案，已经确认，当角度θ1(θ2)为10或15度时，具有几乎相同的曲线形状和几乎相同的暗区域图案的暗区域形成在字符“A”的水平线的上边缘。此外，作为从反观察方向观察根据根据该实施方式的的液晶显示元件的结果，已经确认，显示区域边缘附近的漏光的非均匀性有显著改善。
根据该实施方式的液晶显示元件的显示质量良好，其中，通过控制向错21的产生位置使暗区域图案规则，使得暗区域的曲线形状均匀，并防止漏光的非均匀性。
已经结合优选实施方式描述了本发明。但本发明不受上述实施方式的局限。
例如，在实施方式中，划定显示区域的电极边缘具有如图5的(a)至(c)所示的结构，此结构在无电压施加状态下没有垂直于液晶层中央分子的取向方向的直线部分。然而，例如，在不使用屈曲线的情况下，字符“A”的水平线的下边缘可由直线形成。其原因是：在有电压施加的状态下，由倾斜电场20引起的液晶层中央分子的取向方向与无电压施加状态下的情况类似。
屈曲线区域可沿着电极边缘形成，该屈曲线区域中，如果屈曲线是一条沿着其延伸方向的直线，则液晶层中央分子的取向方向在有电压施加状态下和无电压施加状态下彼此相反。如果此电极边缘只存在于分段透明电极11B中，则屈曲线区域可只形成在分段透明电极11B中。如果此电极边缘只存在于公共透明电极12B中，则屈曲线区域可只形成在公共透明电极12B中。屈曲线区域可形成在分段透明电极11B和公共透明电极12B的至少一个中。
尽管屈曲线区域形成在不是图5的(b)所示的实施方式的显示区域边缘的电极边缘，但是屈曲线区域仍可仅形成在上述位置的电极边缘。
为了便于设置电极图案，划定显示区域的电极边缘可具有一结构，此结构在无电压施加状态下不具有垂直于位于液晶层中央的液晶分子的取向方向的直线部分，并且屈曲线区域可形成在未划定显示区域的电极边缘。
此外，尽管通过对向交替方向延伸的线段进行连接来组成屈曲线，也可通过对向两个以上的方向延伸的两条以上的线段进行连接来组成屈曲线。更进一步说，屈曲线不局限于只由直线段组成，也可由多条曲线段组成。
例如，尽管垂直取向膜11c和12c在实施方式中都经过了取向处理，但也可以只有其中一个取向膜经过取向处理。此外，可执行取向处理以扭转液晶层13中的液晶分子，也可以添加手性掺杂剂。
对本领域的技术人员来说，各种变型，改进，结合和类似的修改是明显可以实施的。
例如，本发明的实施方式可以应用到任一个具有分段的垂直取向型液晶显示元件中，例如车载信息显示设备、个人信息显示设备等。
Claims (3)
1.一种液晶显示元件，该液晶显示元件包括：
第一基板，其上形成有第一电极；
第二基板，其上形成有第二电极，并且该第二基板被设置为平行于所述第一基板，使得所述第一电极和所述第二电极彼此相对；
垂直取向液晶层，其被设置在所述第一基板和所述第二基板之间；
第一偏振片，其被设置在所述第一基板上与所述液晶层相反的一侧；以及
第二偏振片，其被设置在所述第二基板上与所述液晶层相反的一侧，并被设置为与所述第一偏振片形成大致正交尼科尔结构，其中
所述第一偏振片和所述第二偏振片被设置为，使所述第一偏振片和所述第二偏振片的吸收轴与在所述第一电极和所述第二电极之间未施加电压时所述液晶层的厚度中央的液晶分子的取向方向交叉成大约45度角，
所述第一电极和所述第二电极沿着划定了显示区域的轮廓的边缘具有屈曲线，该屈曲线作为整体向着延伸方向延伸，并且不具有与所述延伸方向平行的直线，其中在所述显示区域中，所述第一电极和所述第二电极在垂直于所述第一基板和所述第二基板的方向上重叠，
所述屈曲线沿着所述第一电极和所述第二电极中的至少一个的如下边缘形成：在该边缘处，如果所述屈曲线是沿着所述延伸方向的直线，则在所述第一电极和所述第二电极之间施加电压时位于所述液晶层的厚度中央的液晶分子的取向方向与未施加电压时的取向方向彼此相反，
所述屈曲线由具有第一长度的第一线段和具有第二长度的第二线段组成，所述第一线段和所述第二线段向着交替的方向延伸并且在端点彼此连接，
所述第一线段相对于所述延伸方向转动第一角度以朝向第一方向，
所述第二线段相对于所述延伸方向转动第二角度以朝向不同于所述第一方向的第二方向，并且
所述第一角度和所述第二角度中的至少一个大于5度且小于等于15度。
2.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其中
所述第一长度和所述第二长度相同，并且
所述第一角度和所述第二角度相同，都大于5度且小于等于15度。
3.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其中
所述第一长度大于或等于所述第二长度的三倍，并且
所述第一角度与所述第二角度不同，并且所述第一角度大于5度且小于等于15度。
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Granted publication date: 20161005 |