CN104238210A - 液晶显示元件 - Google Patents

Abstract

液晶显示元件具有：一对透明基板，其以规定间隔相对配置；多个第1透明电极，其形成于透明基板的一个相对面侧；多个第2透明电极，其以在与第1透明电极正交的方向延伸的方式，形成于透明基板的另一相对面侧；单域垂直配向膜，其形成于透明基板的各个相对面侧，针对该单域垂直配向膜的至少一方，以与第1透明电极的长度方向平行的方式进行了单域垂直配向处理；垂直配向模式的液晶层，其被一对透明基板夹持，具有预倾角；以及一对偏光板，其以夹持一对透明基板的方式配置，其中，在第1透明电极和第2透明电极的各交叉部分形成有1个像素，由形成各像素轮廓的各边处产生的电场引起的液晶配向方向与由配向处理引起的液晶配向方向在面内不相互正对。

Description

液晶显示元件

本申请是基于发明名称为“液晶显示元件”，申请日为2010年7月29日，申请号为201010242544.0的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及液晶显示元件。

背景技术

关于液晶层内的液晶分子相对于基板垂直配向的垂直配向型液晶显示元件，在不施加电压时黑电平非常良好，通过在液晶单元的单侧或两侧的上下偏光板之间导入具有保持适当参数的负光学各向异性的光学补偿板，由此具备非常好的视角特性(例如，参照专利文献1)。

近年来，对于垂直配向型液晶显示元件，为了不仅获得暗显示时的视角特性、即使在亮显示中也获得良好的视角特性，大量使用了在一个像素内液晶配向方向朝向多个方向的“多域配向”。例如，提出了在像素电极内设有开口部以产生倾斜电场来控制配向的多域配向(例如，参照专利文献2)、以及在像素电极内设置突起构造利用倾斜面来控制配向的多域配向(例如，参照专利文献3)等。但是，当设置上述用于产生倾斜电场的电极结构或在基板表面设置突起构造时，例如，在点矩阵显示部的1个像素内，开口率降低，液晶显示元件的透过率降低。

另一方面，在仅重视液晶显示装置的左右方位的视角特性时，可以不是如上所述的多域配向，而是在整个液晶显示元件上实施均匀的配向处理的单域配向。可通过所谓的针对垂直配向膜的光配向处理(例如，参照专利文献4)、或针对具有特定表面自由能量的垂直配向膜的摩擦处理方法(例如，参照专利文献5)，来进行均匀的配向处理。

单域垂直配向型液晶显示元件被配向控制成不管是否施加了电压，液晶层内的配向状态都相同。电光特性中的陡峭性很大程度上还取决于液晶层内的预倾角，发现具有越接近90度则越良好的倾向。此时，为了防止施加电压时的配向缺陷，即使在不施加电压时也需要赋予预倾角，以使液晶分子相对于基板从垂直稍稍倾斜。

另外，对于垂直配向型液晶显示元件，为了在1/32以上的高占空比(Duty)驱动条件下实现良好的ON显示时透过率并且实现高对比度，有效的方式是进行调整使得与1/4以下的低占空比驱动条件相比，较大地设定液晶层中的延迟Δnd(Δn：液晶材料的复折射率，d：液晶层厚)，以使电光特性中的陡峭性变得良好。

另外，驱动方法分为使用TFT等有源元件的有源矩阵和单纯矩阵。在单纯矩阵中具有显示7段或任意标记等的字符显示器、以及利用横纵电极进行点显示的点矩阵显示器。在点矩阵显示器中，通过对横向的扫描电极和纵向的信号电极施加电压波形来进行ON/OFF显示。还称为多重驱动或占空比驱动。此时的电压波形由任意的占空比和偏置比决定，可使用最优偏置法、同时选择所有扫描电极的主动寻址法、同时选择多个扫描电极的多线选择法或多线寻址法。此外，通常在一个方向上依次选择扫描电极。从驱动电路内的显示数据RAM中读入显示内容，经由与信号电极连接的段驱动器以及与扫描电极连接的公共驱动器，逐画面地依次进行驱动。

图17是表示现有垂直配向型液晶显示元件的一例的概略剖视图。此外，是图18的直线X﹣Y间的剖视图。

第1基板(上侧基板)1与第2基板(下侧基板)2相对，其间夹持有液晶层3。第1基板1是这样的基板：在透明基板13的相对表面上形成有透明电极(段电极)14，在该透明电极14上涂敷垂直配向膜15并沿18所示的方向对该垂直配向膜15的表面进行摩擦处理，在外侧表面上配置有视角补偿板12和偏光板11。第2基板2与第1基板1同样，在透明基板23的相对表面上形成有透明电极(公共电极)24，用垂直配向膜25覆盖该透明电极24的表面，沿箭头28的方向进行摩擦处理。在外侧表面上配置有视角补偿板22和偏光板21。液晶层3包含具有与基板1、2的面垂直配向的性质的液晶分子，通过摩擦处理18、28，该液晶层3具有相对于基板的法线方向成一定角度(在此例中，大致为89.9°)的预倾斜。在下侧基板2的下方配置有背光源4以及光源5。

图18是示出图17的透明电极(段电极)14以及透明电极(公共电极)24的电极图案的概略平面图。该平面图是从法线方向观察图17的液晶显示元件的图。此外，与图17相同的标号表示同一部件，所以省略其说明。

在图18中，上侧电极是在6点到12点方位上具有细长电极形状的段电极14，下侧电极是在其正交方向上具有细长电极形状的公共电极24。段电极14与公共电极24交叉的四边形的区域构成1个像素。

在图18中仅显示了几个细长电极，但实际上下侧基板2在元件内具有64个公共电极24。电极宽度设为0.46mm，电极间距离设为0.015mm。摩擦方位是相对于细长电极的长度方位大致正交的12点方位。另一方面，在上侧基板1上细长段电极14以长度方位相对于元件的上下方位平行的方式配置，电极个数为128个。电极宽度设为0.46mm，电极间距离设为0.015mm。摩擦方位是相对于细长电极的长度方位大致平行的6点方位。因此，上下细长电极交叉的0.46mm四方的部分形成1个像素。

根据液晶层中央分子在施加电压时倒向的方位关系，最佳视觉识别方向为6点方位。另一方面，其相反方位(反视觉识别方向)在改变以元件法线方向为基准的观察极角角度时，存在亮显示变暗难以视觉识别的角度。

【专利文献1】日本特开昭62﹣210423号公报

【专利文献2】日本特开2005﹣252298号公报

【专利文献3】日本特开平11﹣242225号公报

【专利文献4】日本特开平09﹣211468号公报

【专利文献5】日本特开2005﹣234254号公报

图17所示的现有垂直配向型液晶显示元件使用延迟值Δnd设定为约900nm的液晶材料而制作，对于在1/64占空比、1/9偏置驱动条件下获得最大对比度的驱动电压，当观察液晶显示元件的外观时，在最佳视觉识别方位及元件左右方位上即使改变观察极角角度，整个点矩阵显示部也实现均匀的显示状态，与此相对，在以反视觉识别方位为中心顺时针、逆时针旋转70°方位左右的范围，显示均匀性不充分，尤其是从反视觉识别方位观察的情况下，有时感觉散乱状，显示质量显著降低。

另外，还存在如下的问题：在点矩阵显示部中各像素边缘的4个边相对于上下偏光板吸收轴为45°±10°左右的情况下，由于在像素边缘附近产生的倾斜电场的影响，在液晶层的阈值电压附近与像素内部相比边缘附近的液晶分子的倾斜变大并产生漏光，因此给电光特性的阈值附近的陡峭性带来影响，尤其在单纯矩阵驱动中，引起OFF电压时的透过率上升，成为对比度降低的原因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现显示均匀性的垂直配向型液晶显示元件。

另外，本发明的另一目的在于提供如下的垂直配向型液晶显示元件，该垂直配向型液晶显示元件具有对在施加阈值电压附近的电压时像素边缘附近的漏光进行抑制的电极结构。

根据本发明的一个方面，液晶显示元件具有：一对透明基板，其以规定间隔相对配置；多个第1透明电极，其形成于上述透明基板的一个相对面侧；多个第2透明电极，其以在与上述第1透明电极正交的方向延伸的方式，形成于上述透明基板的另一相对面侧；单域垂直配向膜，其形成于上述透明基板的各个相对面侧，针对该单域垂直配向膜的至少一方，以与上述第1透明电极的长度方向平行的方式进行了单域垂直配向处理；垂直配向模式的液晶层，其被上述一对透明基板夹持，具有预倾角；以及一对偏光板，其以夹持上述一对透明基板的方式配置，其中，在上述第1透明电极和上述第2透明电极的各交叉部分形成有1个像素，由形成各像素轮廓的各边处产生的电场引起的液晶配向方向与由上述配向处理引起的液晶配向方向在面内不相互正对。

根据本发明，能够在垂直配向型液晶显示元件中实现显示均匀性。

另外，根据本发明，能够提供一种具有对在施加阈值电压附近的电压时像素边缘附近的漏光进行抑制的电极结构的垂直配向型液晶显示元件。

附图说明

图1是示出本发明第1实施例的液晶显示元件100的结构的概略剖视图。

图2是示出本发明第1实施例的段电极34和公共电极24的电极图案的概略平面图。

图3是在图2所示的第1实施例的电极结构和液晶配向构造中对段电极34与公共电极24之间施加了阈值电压以上的电压时液晶层中央分子指向矢分布的预测概念图。

图4是示出本发明第1实施例的具有开口部34a的电极图案的一例的概略平面图。

图5是示出本发明第1实施例的具有开口部34b的电极图案的一例的概略平面图。

图6是示出第1实施例的电极图案A1～A3的概略平面图。

图7是示出第1实施例的电极图案B1～B3的概略平面图。

图8是本发明第1实施例的液晶显示元件100的正面观察时配向组织照片。

图9是本发明第1实施例的液晶显示元件100的正面观察照片。

图10是图2所示的电极结构的像素9的像素边缘9B和9C处的配向组织的正面观察时配向组织照片。

图11是示出本发明第2实施例的段电极54和公共电极44的电极图案的概略平面图。

图12是在图11所示的第2实施例的电极结构和液晶配向构造中对段电极54与公共电极44之间施加了阈值电压以上的电压时液晶层中央分子指向矢分布的预测概念图。

图13是图11的像素边缘9D处的配向组织的正面观察照片。

图14是示出本发明第3实施例的段电极74和公共电极64的电极图案的概略平面图。

图15是在图14所示的第3实施例的电极结构和液晶配向构造中对段电极74与公共电极64之间施加了阈值电压以上的电压时液晶层中央分子指向矢分布的预测概念图。

图16是示出本发明第3实施例的变形例的段电极和公共电极的电极图案的概略平面图。

图17是示出现有垂直配向型液晶显示元件的一例的概略剖视图。

图18是示出现有垂直配向型液晶显示元件的点矩阵电极图案的概略平面图。

图19是示出图18所示的电极图案以及电极结构在配向方向上施加导通电压时的配向状态的正面观察照片。

图20是示出图18所示的电极图案以及电极结构在配向方向上施加导通电压时的1像素内的液晶指向矢分布的概念图。

符号说明

1，2…基板，3…液晶层，4…背光源，5…光源，11，12…偏光板，13，23…视角补偿板，14，34，54，74，94…段电极，24，44，64，84…公共电极，15，25…垂直配向膜，18，28…摩擦方向

具体实施方式

本发明人针对现有技术分析当从反视觉识别方位观察液晶显示元件时产生显示不均匀性的原因，发现其原因是电极间产生的倾斜电场。

如图17所示，通常公知了在位于2块基板间的电极图案的边缘产生倾斜电场，尤其是垂直配向型液晶显示元件的情况下，容易受到其影响。

用于垂直配向型液晶显示元件的负型液晶倒向相对于电场的电场线垂直的方向。在电极图案的边缘产生的倾斜电场中也以同样的方式倒向。因为在段电极14的侧边产生下扩的电场，所以液晶分子(指向矢)倒向外侧。同样，在公共电极24的侧边产生上扩的电场，液晶分子(指向矢)倒向内侧。因此，由在电极图案边缘产生的倾斜电场引起的液晶指向矢与由配向处理引起的液晶指向矢位于不同方向时，在其边界部识别到黑线状的域边界。

图19是图18所示的电极图案和电极结构的在配向方向上将预倾角设定为89.95°的情况下施加ON电压时的正面观察照片。白区域被认为表示垂直配向的液晶分子倒向配向方向、通过交叉尼科尔(クロスニコル)配置的偏光板透过光的区域。白区域周边的黑区域被认为表示尚未透过光的区域，认为液晶分子的配向被打乱。

如图19所示，对于正方形状的1个像素，在像素周围的电极间部分的暗区域以外，在像素的左右和上面这3个边的周边部观察到暗区域。并且，可知在上边周边部，在暗区域存在奇数个交点(交叉点)CP。参照图20，来说明产生该黑线(黑色交叉BC)的原因。

图20是表示图18所示的电极图案和电极结构在配向方向上施加导通电压时1个像素内的液晶指向矢分布的概念图。

可认为在像素中央部，液晶分子根据上下方向的配向处理倒向图中上方向，产生延迟并透过光。可认为在左右侧边，由于横向的边缘电场与上下方向的配向处理之间的叠加效果，液晶分子倒向倾斜方向，产生与偏光板的吸收轴方向一致的分量，维持着遮光状态。

关于用施加了阴影的箭头表示的像素中心部的液晶指向矢，因为不存在倾斜电场，所以由上侧基板1和下侧基板2这两个基板的摩擦方向确定为12点方向。用白色箭头表示的像素边缘部的液晶指向矢由倾斜电场的影响而确定。液晶层3表示连续体的性质，所以从中心部到左右边缘部，液晶指向矢连续旋转90度。在图中对其进行简略，用涂黑的箭头将中间部分表示为倾斜45度的液晶指向矢。另外，对于像素上部分(图中上部分)的边7，像素中心部的液晶指向矢与像素边缘部的液晶指向矢处于反转的关系，所以存在两液晶指向矢旋转180度的区域(边界区域)和不连续区域。

在这样的状态下，如图所示，当下侧偏光板吸收轴和上侧偏光板吸收轴相对于两基板的摩擦方向配置成倾斜±45度时，用涂黑箭头表示的液晶指向矢区域、以及像素上部分的中心部和边缘部的液晶指向矢反转的边界区域成为与偏光板吸收轴平行或大致平行，因此未获得明亮状态，而观察到黑线。

不连续区域被推测为，即使施加电压液晶也维持垂直。不连续区域是上述黑线的交叉点CP，这里，被认为因为液晶分子无论是否施加电压都不倾斜，所以形成点状的暗区域。在本说明书中，该黑线区域称为“黑色交叉”。

产生黑色交叉BC的原因被认为是：液晶分子的配向方位相对于偏光板吸收轴平行以及接近平行，或者，不论是否施加电压，液晶分子都相对于基板大致垂直。

在图19中，当观察上侧边缘附近的黑色交叉BC时，观察到交叉点CP，观察到交叉点CP的数量及位置针对每个像素而不同的现象。认为由于每个像素的黑色交叉BC的交叉点CP的位置及数量的不同，边缘附近的配向方位不同的区域的面积比发生变化，这可确定为是从反视觉识别方向观察液晶显示时显示不均匀性的原因。

在反视觉识别方向上，可知像素中心部的透过率低，仅透过像素边缘部。该边缘部的透过部分是从正面观察时(例如，图19)的黑色交叉区域BC，在从反视觉识别方向绕顺时针和逆时针改变视觉识别方向时，黑色交叉区域BC的液晶指向矢分布会带来影响。如上所述，因为黑色交叉BC的交点位置和个数针对每个像素而不同，所以可认为黑色交叉区域BC的液晶指向矢分布针对每个像素而不同。这里，假设黑色交叉区域BC的液晶指向矢分布由大致右45度和左45度构成，因为交叉点CP针对每个像素而不同，所以预测到右45度区域和左45度区域的尺寸(面积)也不同。该情况下，从反视觉识别方向绕顺时针改变视角时的透过率与绕逆时针改变视角时的透过率不同，当观察多个像素或整个画面时，观察到散乱状，显示均匀性劣化，成为显示质量低的液晶显示元件。

本发明人认为显示不均匀性的原因在于，针对每个像素，上述黑色交叉BC的产生位置及数量是零散的而没有被固定，因此推断出解决该问题有效的方法是，(1)使得在上侧边缘附近不产生黑色交叉BC本身；(2)使得黑色交叉BC在各个像素中均匀。

另一方面，推断出作为消除在施加阈值电压附近的电压时像素边缘附近的漏光的方法，最有效的是采用像素边缘相对于上下偏光板吸收轴大致平行或正交这样的液晶显示元件构造。

图1是表示本发明第1实施例的液晶显示元件100的结构的概略剖视图。液晶显示元件100是具有矩阵状的点矩阵电极图案的单域垂直配向型液晶显示元件。

段电极基板(上侧基板)1与公共电极基板(下侧基板)2相对，在其间夹持有液晶层3。段电极基板1是这样的基板：在透明基板13的相对表面形成有透明电极(段电极)34，在该透明电极34上涂敷垂直配向膜15，在用18所示的方向对该垂直配向膜15的表面进行了摩擦处理。在段电极基板1的外侧表面上配置有视角补偿板12和偏光板11。

公共电极基板2与段电极基板1同样，是这样的基板：在透明基板23的相对表面形成有透明电极(公共电极)24，利用垂直配向膜25覆盖该透明电极24的表面，在箭头28的方向进行了摩擦处理。在公共电极基板2的外侧表面配置有视角补偿板22和偏光板21。

液晶层3包含具有相对于基板1、2的面垂直配向的性质的液晶分子，通过配向处理，具有相对于基板的法线方向成一定角度的预倾斜。在下侧基板2的下方配置有背光源4以及光源5。此外，在基板1的透明电极34与垂直配向膜15之间、以及基板2的透明电极24与垂直配向膜25之间，还可以形成防止基板间短路的绝缘膜等。

段电极34由透明电极ITO形成，线宽度460μm，线间15μm，由128个线状电极构成。

公共电极24由透明电极ITO形成，线宽度460μm，线间15μm，由64个线状电极构成。

例如，在各基板上通过CVD、蒸镀、溅射等以500厚度形成作为透明膜的铟锡氧化物(ITO)膜，通过光刻进行整形。此外，在段电极34上设有如后述图3所示的开口部34a。此外，作为第1实施例，使用图6(A)～(C)和图7(A)～(C)所示的电极图案A1～A3和B1～B3设置开口部34a1～34a3和34b1～34b3，实际制作成液晶显示元件。下面参照图6和图7来详细叙述各个电极图案。

在形成有透明电极24的基板2和形成有透明电极34的基板2上，以柔印的方式形成垂直配向膜后进行焙烧，通过摩擦等处理对该膜赋予预倾角。此外，在第1实施例中，针对图6(A)～(C)以及图7(A)～(C)所示的电极图案A1～A3以及B1～B3，分别将预倾角设定为89.95°，制作共计6种的液晶显示元件100。

段电极基板(上侧基板)1的预倾方向设为6点方向(在将右设为0度时，逆时针旋转90度的位置，在图1中为左方向)的反向平行配向，公共电极基板(下侧基板)1的预倾方位角的方向设为12点方向(在将右设为0度时，顺时针旋转90度的位置，在图1中为右方向)的反向平行配向。此外，只要在像素内实现同样的配向处理，不论使用什么的摩擦处理方法均可。例如，可使用对垂直配向膜照射紫外线、金属氧化物的倾斜蒸镀及使用了溅射膜的配向法等。另外，可仅对基板1以及2的任意一方实施摩擦处理。

通过散布于公共基板2上的球状塑料间隔体(积水化学制)，单元厚度d被设为约4.0μm。在液晶层3上，利用真空注入法来注入Δε<0、Δn<0.23的Merck(公司)制作的液晶材料，在利用紫外线固化树脂密封了注入口之后，以比液晶材料的各向同性相转移温度高约20℃的温度焙烧约1小时。此外，如果液晶材料是Δε为负的负用材料，则Δn等的物性值没有限制。

对偏光板11以及21的吸收轴角度进行上侧偏光板11为45度、下侧偏光板21为135度的交叉尼科尔配置。对于偏光板角度，通过设交叉角度为90度可获得良好的黑状态，因此是优选的，不过也可以偏移几度左右。另外，偏光板材料可使用碘系偏光板、染料系偏光板的任意一种。

对于光学补偿板12以及22，在单侧的偏光板与基板之间层叠有两块C板(Re＝0nm，Rth＝220nm)。此外，也可以在两侧的偏光板与基板之间插入光学补偿板(A板、C板、B板：2轴相位差板)。

图2是示出本发明第1实施例的段电极34和公共电极24的电极图案的概略平面图。该平面图是从法线方向观察图1的液晶显示元件的图。在此例中，公共电极34使用后述的图6(B)所示的电极图案A2。

在图2中，用实线表示的上侧电极是在从6点到12点方位较长的段电极34，用虚线表示的下侧电极是在其正交方向上延伸的公共电极24。电极34和公共电极24的各个交叉部形成一个像素9，在第1实施例中，如图2所示成为六边形。

如图所示，对段电极34与公共电极24之间的液晶层3实施使中央分子沿12点方位配向的基板表面配向处理。根据在施加电压时液晶层中央分子倒向的方位关系，最佳视觉识别方向为6点方位。另一方面，当改变以元件法线方向为基准的观察极角角度时，其相反方位存在明亮显示变暗并难以视觉识别的角度。

左右相邻的像素以上下偏移半个像素的方式进行配置，公共电极24以整体弯曲的构造弯曲行进并且在左右方位上延伸。另一方面，段电极34以左右边缘弯曲、如蛇腹这样的构造在上下方位延伸。因此，对于作为段电极34与公共电极24的各交叉部的各像素9，在9点方位、3点方位具有顶角，其角度是90°±10°，优选大约90°。夹着左右顶角的两边与基板水平方向所成的角是45°±10°，优选大约45°。即，夹着左右顶角的4边相对于上下偏光板吸收轴成大致平行或正交的状态，因此可以抑制阈值电压附近的漏光。另外，左右顶角的尖顶朝向相反方位。12点、6点方位的两边为相对于液晶显示元件的左右方位平行的边。

图3是关于图2所示的第1实施例的电极结构和液晶配向构造在对段电极34与公共电极24之间施加阈值电压以上的电压时液晶层中央分子指向矢分布的预测概念图。

在各像素9的图中6点方位的边上，配向处理方向(液晶指向矢：液晶分子的倾斜方向)与倾斜电场的配向方位相等。在图中左右方位的下半部分的边上，段电极和公共电极边缘大致平行，几乎没有产生倾斜电场，所以朝向液晶层原来的配向方位。在图中左右方位的上半部分，在段电极34与公共电极24之间产生倾斜电场，配向方位旋转45°。12点方位的边与现有的电极结构相同，倾斜电场的配向方位与液晶层原来的配向方位相差180°，所以认为产生黑色交叉BC。因此，需要控制12点方位的边上产生倾斜电场的状态。

图4是示出本发明第1实施例的具有开口部34a的电极图案的一例的概略平面图。

如上所述，显示不均匀性的原因被认为是没有固定黑色交叉BC的产生位置，因此作为其解决方法，考虑使像素上侧边缘7附近不产生黑色交叉BC本身、或者使黑色交叉BC在各像素中均匀。

因此，在第1实施例中，如图4所示在像素边7附近的段电极34上配置矩形开口部34a，该像素边7处于基于配向处理的像素中心部的液晶分子所倾斜的方向与基于倾斜电场的像素边缘部的液晶分子所倾斜的方向反转(逆方向)的关系。

在图4中，在与配置于左右方向的公共电极24的线间部相对的段电极34上设置矩形开口部34a。开口部34a的上下边缘间距离W大于公共电极24的线间距离d(W>d)，跨越上下相邻的两个像素9形成开口部34a。另外，开口部34a的上侧边缘位置相比于上方向相邻的像素9的下侧边缘8，处于该上方向相邻的像素9的内侧，开口部34a的下侧边缘位置相比于像素9的上侧边缘7，为像素9的内侧位置。

在图4所示的例子中，仅设有一个开口部34a，但如图6(A)所示，也可通过高度W、宽度s的尺寸，与相邻的开口部34a空出间隔e而周期性地配置多个开口部34a。

此外以下，在本说明书中，将该图4所示的开口部34a的上下边缘间距离W大于公共电极24的线间距离d的电极图案设为电极图案A。

图5是示出本发明第1实施例的具有开口部34b的电极图案的一例的概略平面图。

在图5中，在与配置于左右方向的公共电极24的线间部相对的段电极34上设置矩形开口部34b。开口部34b的上侧边缘位置设为相比于公共电极24的线间部的垂直方向的中心，位于接近像素9的上侧边缘7。开口部34b的下侧边缘位置设为相比于像素9的上侧边缘7位于像素9的内侧。开口部34b的上下边缘间距离W设为至少小于公共电极24的线间距离d且大于等于线间距离d的一半(d>W≥1/2d)。此外，以在平面视图中至少使开口部34b的一部分与公共电极24的线间部的一部分重合的方式，配置开口部34b。

在图5所示的例子中，仅设有一个开口部34b，但如图7(A)所示，也可以通过高度W、宽度s的尺寸，与相邻的开口部34b空出间隔e而周期地配置多个开口部34b。

此外以下，在本说明书中，将该图5所示的开口部34b的上下边缘间距离W小于公共电极24的线间距离d的电极图案设为电极图案B。

图6是示出第1实施例的电极图案A1～A3的概略平面图。该平面图是从法线方向观察图1的液晶显示元件的图。图6(A)～(C)分别对应于具有以下表1所示的3种尺寸的开口部34a的图案A1～A3。在表1中示出图4所示的各部位的尺寸。

【表1】

图案	d	W	s	e	P
						A1	30μm	60μm	51.1μm	51.1μm	255.5μm
A2	30μm	60μm	92μm	92μm	276μm
						A3	30μm	60μm	65.7μm	131.4μm	328.5μm

图6(A)是示出电极图案A1的概略平面图。图案A1是每个像素9中配置有两个开口部34a1的例子。如表1所示，在设定为像素9的上侧边缘7的长度P＝255.5μm的情况下，开口部34a1的尺寸设定为高度W＝60μm、宽度s＝51.1μm，开口部34a1之间的间隔e、或各开口部34a1与像素边缘端部(像素9的上侧边缘7的端部)之间的间隔e与开口部34a1的宽度s相同为51.1μm。

图6(B)是示出电极图案A2的概略平面图。图案A2是在每个像素9中配置有一个开口部34a2的例子。如表1所示，在设定为像素9的上侧边缘7的长度P＝276μm的情况下，开口部34a2的尺寸设定为高度W＝60μm、宽度s＝92μm，开口部34a2与像素边缘端部(像素9的上侧边缘7的端部)之间的间隔e与开口部34a2的宽度s相同为92μm。

图6(C)是示出电极图案A3的概略平面图。图案A3是在每个各像素9中配置有一个开口部34a3的例子。如表1所示，在设定为像素9的上侧边缘7的长度P＝328.5μm的情况下，开口部34a3的尺寸设定为高度W＝60μm、宽度s＝65.7μm，开口部34a3与像素边缘端部(像素9的上侧边缘7的端部)之间的间隔e是开口部34a3的宽度s的2倍即131.4μm。

图7是示出第1实施例的电极图案B1～B3的概略平面图。该平面图是从法线方向观察图1的液晶显示元件的图。图7(A)～(C)分别对应于具有以下表2所示的3种尺寸的开口部34b的图案B1～B3。表2示出图5所示的各部位的尺寸。

【表2】

图案	d	w	s	e	P
						B1	30μm	30μm	51.1μm	51.1μm	255.5μm
B2	30μm	30μm	92μm	92μm	276μm
						B3	30μm	30μm	65.7μm	131.4μm	328.5μm

图7(A)是示出电极图案A1的概略平面图。图案A1是在每个像素9中配置有两个开口部34b1的例子。如表1所示，在设定为像素9的上侧边缘7的长度P＝255.5μm的情况下，开口部34b1的尺寸设定为高度W＝30μm、宽度s＝51.1μm，开口部34b1间的间隔e、或各开口部34b1与像素边缘端部(像素9的上侧边缘7的端部)之间的间隔e与开口部34b1的宽度s相同为51.1μm。

图7(B)是示出电极图案A2的概略平面图。图案A2是在每个像素9中配置有一个开口部34b2的例子。如表1所示，在设定为像素9的上侧边缘7的长度P＝276μm的情况下，开口部34b2的尺寸设定为高度W＝30μm、宽度s＝92μm，开口部34b2与像素边缘端部(像素9的上侧边缘7的端部)之间的间隔e与开口部34b2的宽度s相同为92μm。

图7(C)是示出电极图案A3的概略平面图。图案A3是在每个像素9中配置有一个开口部34b3的例子。如表1所示，在设定为像素9的上侧边缘7的长度P＝328.5μm的情况下，开口部34b3的尺寸设定为高度W＝30μm，宽度s＝65.7μm，开口部34b3与像素边缘端部(像素9的上侧边缘7的端部)之间的间隔e是开口部34b3的宽度s的2倍即131.4μm。

图8以及图9是本发明第1实施例的液晶显示元件100的正面观察时配向组织照片。图8(A)～(C)是分别使用图6(A)～(C)所示的电极图案A1～A3来制作液晶显示元件100、拍摄该液晶显示元件100所得的照片。图9(A)～(C)是分别使用图7(A)～(C)所示的电极图案B1～B3来制作液晶显示元件100、拍摄该液晶显示元件100所得的照片。

当观察1个像素的上侧部分(上侧边缘7附近)时可知，无论使用电极图案A1～B3的哪一个，在各像素9中都大致均匀地产生黑色交叉BC的图案，可固定黑色交叉BC。即，无论在哪个电极图案中，都确认不到在各像素内黑色交叉BC的形状显著不同的状态。因此可知，在使用上述电极图案的情况下，即使从作为外观上反视觉识别方位的12点方位进行观察，也能与最佳视觉识别方位相同地确保显示均匀性。

另外可知，在图9(A)～(C)所示的开口部34b1～34b3的边缘附近处，没有产生黑色交叉BC。未产生黑色交叉BC的原因被认为是：由于设置开口部34b，从而该开口部34b的倾斜电场产生方位为相反方位，像素上侧边缘部7附近与液晶指向矢的方位相同。即，认为在开口部34b的上侧边缘7附近，没有引起液晶指向矢的反转。

这样，通过设置开口部34b，虽然电极开口率降低，但在开口部34b的边缘附近没有产生黑色交叉BC，因此可发现1个像素中的实效开口率上升的倾向。

此外，如图8(C)所示的电极图案A3以及图9(C)所示的电极图案B3那样，可知当间隔e或宽度s大致超过100μm时会对各像素的黑色交叉BC的形状产生一些干扰。因此，为了实现良好的显示状态，有效的方式是优选间隔e和宽度s为100μm以下。

另外，优选使出现阈值电压附近的漏光的该上侧边缘7附近尽可能地短，像素9的下侧边缘8附近也是同样。从电极电阻的观点来看，上侧边缘7以及下侧边缘8的左右长度优选是10μm以上，更加优选的是30μm以上。另外认为，在该两边的左右长度是100μm以下的情况下，即使不设置矩形开口部34a或34b，也不会产生来自反视觉识别方位的显示不均。

图10(A)是图2所示的电极结构中的像素9的像素边缘9B的配向组织的正面观察照片。图10(B)是图2所示电极结构中的像素9的像素边缘9C的配向组织的正面观察照片。

像素边缘9B为从12点方位逆时针旋转大致45°平行，相对于上下偏光板吸收轴平行或正交。因为配向方位从像素中央向边缘旋转45°，所以虽然未产生黑色交叉BC，但在边缘附近观察到暗区域。但是与现有构造中的像素左右边附近产生的黑色交叉BC的暗区域相比，前者的面积较小。在像素边缘9C处几乎不受倾斜电场的影响，所以在边缘附近完全没有观察到暗区域。

在以上的研究中，利用相对于基板平面的预倾角为89.95°左右的实际样本进行了验证，但在小于预倾角89.5°的情况下，即使在现有构造中也没有观察到由于像素边缘的黑色交叉BC的干扰而引起的反视觉识别方位的显示不均。因此，本发明的第1实施例在预倾角89.5°以上的情况下是有效的。

以上，根据本发明的第1实施例，在使用点矩阵电极图案的液晶显示元件中，当将公共电极24与段电极34交叉的部分设为1个像素时，在构成边7的段电极34上，在公共电极24的电极间中央部侧从像素边缘向像素内侧的区域，设置有矩形开口部34a或34b，其中，该边7处于由该像素的配向处理引起的像素中心部的液晶指向矢(液晶分子的倾斜方向)与由倾斜电场的像素边缘部引起的液晶指向矢(液晶分子的倾斜方向)反转(逆方向)的关系，由此可以在开口部34a或34b间的区域中固定黑色交叉BC的交叉点CP。另外，在设置开口部34b的情况下，能够抑制在该开口部34b的边缘附近产生黑色交叉BC。由此，能够消除在反视觉识别方向以及以其为中心的顺时针和逆时针旋转70度方位左右产生的显示不均匀性，获得与最佳视觉识别方位等同的显示均匀性。

另外，通过将像素9的形状设为六边形，由此使除了上侧边缘7以及下侧边缘8以外的像素边缘相对于上下偏光板吸收轴大致平行或正交((至少上下偏光板吸收轴中的一个轴与该4个边构成的角为0°±10°或90°±10°范围内的状态))，能够消除在施加阈值电压附近的电压时像素边缘附近的漏光。

接着，对本发明的第2实施例进行说明。第2实施例与第1实施例相比仅电极结构不同，其它结构实质上相同，因此以下，以电极结构为中心进行说明，省略其它的说明。

图11是示出本发明第2实施例的段电极54以及公共电极44的电极图案的概略平面图。该平面图是从法线方向观察图1的液晶显示元件100的图。

在图11中，用实线示出的上侧电极是在从6点到12点方位较长的段电极54，用虚线示出的下侧电极是在其正交方向上较长的公共电极44。段电极54和公共电极44的各交叉部形成一个像素9，在第2实施例中，为如图11所示的六边形。

第2实施例是与第1实施例的电极结构相比对段电极和公共电极的形状进行了调换的构造。即，左右相邻的像素以上下偏移半像素的方式配置，段电极54以整体弯曲的构造弯曲行进并在上下方位延伸。另一方面，公共电极44以上下边缘弯曲、如蛇腹这样的构造在左右方位上延伸。在一个像素9中在上下方位(12点、6点方位)具有顶点，其角度是90°±10°，优选为大约90°。构成如下六边形：左右方位(9点方位、3点方位)的两边(像素边缘9A)相对于液晶显示元件上下方位平行。夹着上下顶角的4边(像素边缘9B、9C、9D)相对于上下偏光板吸收轴成大致平行或正交的状态(至少上下偏光板吸收轴中的一个轴与该4个边所构成的角处于0°±10°或90°±10°的范围内的状态)，因此能够抑制阈值电压附近的漏光。另外，上下顶角的尖顶相互朝向相反方位。左右方位的两边为相对于液晶分子配向方位平行的边。

液晶层中央分子的配向方位是12点方位，段电极54、公共电极44分别配置在基板面的正面和背面。图11的像素边缘9A(左右边)相当于第1实施例的像素边缘9A，由于液晶分子配向方位与像素边缘9A大致平行，因此是与现有技术的图18的左右两边相同的构造，由于配向组织也与图19相同，所以被认为不需要固定黑色交叉BC，不需要配置如第1实施例的矩形开口部34a或34b。

图12是在图11所示的第2实施例的电极结构以及液晶配向构造中在段电极54与公共电极44之间施加阈值电压以上的电压时液晶层中央分子指向矢分布的预测概念图。

在夹着像素上侧的顶角的两边中，左边因为段电极54和公共电极44的边缘大致相等，所以几乎不产生倾斜电场而在液晶层原来的配向方向排列，右边(图11的像素边缘9B)产生倾斜电场，由此认为在边缘附近指向矢旋转45°。如上所述，左右两边(图11的像素边缘9A)与图20所示的现有技术的配向状态相等。在夹着像素下侧的顶角的两边中，对于左边(图11的像素边缘9C)，因为段电极54和公共电极44的边缘几乎相等，所以认为在液晶层原来的配向方位排列，但在右边边缘(图11的像素边缘9D)倾斜电场的配向方位与液晶层原来的配向方位大致相差135°，所以在边缘附近产生指向矢的旋转，观察到黑色交叉BC。

图13是图11的像素边缘9D的配向组织的正面观察照片。

关于像素边缘9D的配向组织，如图所示在边缘部附近观察到黑色交叉BC的暗区域，但不论在哪个的像素9中都观察不到黑色交叉的交叉点CP，确认到均匀的配向组织。此外，图11的像素边缘9A的配向组织与图19所示的现有技术的像素左右边缘附近的配向组织相同，像素边缘9B和9C分别与图10(A)和(B)所示的配向组织相同。

接着，对本发明的第3实施例进行说明。第3实施例与第1实施例和第2实施例相比，仅电极结构不同，其它结构实质上相同，因此以下，以电极结构为中心进行说明，省略其它的说明。

图14是示出本发明第3实施例的段电极74和公共电极64的电极图案的概略平面图。该平面图是从法线方向观察图1的液晶显示元件100的图。

在图14中，用实线示出的上侧电极是从6点到12点方位较长的段电极74，用虚线示出的下侧电极是在其正交方向上较长的公共电极64。段电极74和公共电极64的各交叉部形成一个像素9，在第3实施例中为如图14所示的六边形。

在像素9的形状为通常六边形的情况下，可以使4个边相对于上下偏光板吸收轴大致平行或正交，但剩余的两边不能相对于上下偏光板吸收轴大致平行或正交，因此在施加阈值电压附近的电压时，在这两个边的边缘部分产生漏光，产生对比度的降低。对于通常的六边形形状的像素9，从抑制漏光的观点出发还不能完全抑制。

因此，在第3实施例中，以第1实施例的电极结构为基础，研究了是否可以对电极结构进行变形，以使上述两条边的部分也相对于液晶显示装置的横向成45°±10°，优选成大约45°(至少上下偏光板吸收轴中的一个与上述两边构成的角为0°±10°或90°±10°)。研究了各种电极图案，结果得到了图14所示的第3实施例的电极结构。

第3实施例的像素9的形状与第1实施例同样为存在6个顶角的六边形，但其区别在于，在上下方位也配置顶角，成为这些顶角的尖顶方位一致的“尖顶型”。由此，由段电极74和公共电极64构成的各像素的连接不会产生问题，可以使像素9的所有的边与偏光板吸收轴大致平行或大致正交。

与第1实施例的电极结构相比，段电极74的形状为从第1实施例的段电极34去掉开口部的形状。公共电极64的形状为上下边缘交替反复大尖顶型和小尖顶型的形状。在第3实施例中，不存在相当于其它实施例中的像素边缘9A的边。

图15是在图14所示的第3实施例的电极结构以及液晶配向构造中对段电极74与公共电极64之间施加阈值电压以上的电压时液晶层中央分子指向矢分布的预测概念图。

像素9的12点方位顶点附近的左右边(像素边缘9D)的指向矢由于倾斜电场的影响，成为从液晶层3原来的配向方位旋转135°后的方位，所以认为在像素边缘9D(图14)周边产生黑色交叉BC。在像素边缘9C中，段电极74和公共电极64的边缘大致相等，所以几乎不产生倾斜电场而液晶层在原来的配向方向排列，在像素边缘9B中，由于产生倾斜电场，因此认为在边缘附近指向矢旋转45°。

此外，像素边缘9B～9D的电压施加时配向组织分别与图10(A)、10(B)、图13所示的相同。

在第3实施例的电极结构中，几乎未发现像素边缘附近的黑色交叉BC的每个像素的差，在外观上也观察到均匀。而且，确认到对于像素9的所有的边消除了阈值电压附近的漏光并改善了对比度。

作为第3实施例的变形例，如图16(A)所示，还可以使第3实施例的像素9在上下方向上反转。但是，如图16(A)所示，在像素边缘部中指向矢相对于液晶层原来的配向方位旋转135°的边(像素边缘9D)的长度与第3实施例相比变长。与第3实施例相比，暗区域有可能稍微变多。

此外，作为第3实施例的另一变形例，如图16(B)所示，可以使第3实施例的电极结构整体旋转90°，并且调换段电极和公共电极的形状。另外，还可以将图16(B)所示的另一变形例设为旋转180度的构造。即，还可以使存在于上下方向的朝向相同方位的顶角的尖顶的方位都朝向左方位、或都朝向右方位。

以上，根据本发明的各实施例，在使用点矩阵电极图案的液晶显示元件中，当设公共电极与段电极交叉的部分为1个像素时，通过将像素形状设成包含相对于上下偏光板吸收轴(至少上下偏光板吸收轴中的一个轴)大致平行或正交状态的边(至少上下偏光板吸收轴中的一个轴与该边所构成的角为0°±10°或90°±10°)的六边形，由此能够抑制阈值电压附近的漏光。

另外，根据第1实施例，在构成边7的段电极34上，在公共电极24的电极间中央部侧从像素边缘到像素内侧的区域设置矩形开口部34a或34b，其中该边7处于由像素的配向处理引起的像素中心部的液晶指向矢(液晶分子的倾斜方向)与由倾斜电场引起的像素边缘部的液晶指向矢(液晶分子的倾斜方向)反转(逆方向)的关系，由此能够在开口部34a之间或开口部34b之间的区域中对黑色交叉BC的交叉点CP进行固定。由此，能够实现显示均匀性。

另外，根据第2、第3实施例以及它们的变形例，可以通过取消与液晶指向矢(液晶分子的倾斜方向)正交的边，来抑制黑色交叉BC的交叉点CP的产生，实现显示均匀性。

根据以上实施例对本发明进行了说明，但本发明不限于此。例如，对本领域技术人员而言，可进行各种变更、改良、组合等。

Claims (10)

1.一种液晶显示元件，其具有：

一对透明基板，其以规定间隔相对配置；

多个第1透明电极，其形成于上述透明基板的一个相对面侧；

多个第2透明电极，其以在与上述第1透明电极正交的方向延伸的方式，形成于上述透明基板的另一相对面侧；

单域垂直配向膜，其形成于上述透明基板的各个相对面侧，针对该单域垂直配向膜的至少一方，以与上述第1透明电极的长度方向平行的方式进行了单域垂直配向处理；

垂直配向模式的液晶层，其被上述一对透明基板夹持，具有预倾角；以及

一对偏光板，其以夹持上述一对透明基板的方式配置，

其中，

在上述第1透明电极和上述第2透明电极的各交叉部分形成有1个像素，

由形成各像素轮廓的各边处产生的电场引起的液晶配向方向与由上述配向处理引起的液晶配向方向在面内不相互正对。

2.权利要求1所述的液晶显示元件，其中，

上述各边相对于上述配向处理的方位具有60°以下的角度。

3.根据权利要求2所述的液晶显示元件，其中，

上述六边形像素在上下方向上具有两个顶角以及针对各顶角分别夹着该顶角的两个边，上述两个顶角的尖顶所朝向的方位是相反的方位，上述两个边相对于上述液晶显示元件的左右方向朝向45°±10°方位，上述一对偏光板的吸收轴中的至少一个与该两个边所构成的角在0°±10°或90°±10°范围内。

4.根据权利要求3中任一项所述的液晶显示元件，其中，

上述六边形像素的左右两个边为相等的长度，相邻的左右像素配置在相对于上述液晶显示元件的上下方位偏移半周期的位置处。

5.根据权利要求3所述的液晶显示元件，其中，

上述六边形像素的左右两边的长度是10μm以上100μm以下。

6.根据权利要求2所述的液晶显示元件，其中，

上述六边形像素在上下左右方向上具有4个顶角以及针对各顶角分别夹着该顶角的两个边，上下方向或左右方向的任意一方的两个顶角的尖顶所朝向的方位是相反的方位，另一方的两个顶角的尖顶所朝向的方位是相同的方向，上述两个边相对于上述液晶显示元件的左右方向朝向45°±10°方位，上述一对偏光板的吸收轴中的至少一个与该两个边所构成的角在0°±10°或90°±10°的范围内。

7.根据权利要求6所述的液晶显示元件，其中，

与上述六边形像素的上下左右方位中的某1方位的顶角相邻的两边为相等长度，且比另外的4个边长。

8.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其中，

对上述配向膜的配向是通过摩擦来实施的。

9.根据权利要求8所述的液晶显示元件，其中，

上述垂直配向膜的配向容易轴被配置成反向平行配向。

10.根据权利要求8所述的液晶显示元件，其中，

上述液晶层的预倾角为89.5°以上。