CN1677181A - 液晶显示器件、其驱动方法和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的液晶显示器件包括多个像素，每个像素具有第一电极、面向第一电极的第二电极、以及设置在第一和第二电极之间的垂直配向液晶层。该器件还包括：设置在液晶层的第一电极一侧中的具有第一宽度的条形第一配向调节装置；设置在液晶层的第二电极一侧中的具有第二宽度的条形第二配向调节装置；和在第一和第二调节装置之间限定的具有第三宽度的条形液晶区。第三宽度在2μM和15μM之间的范围内。

Description

液晶显示器件、其驱动方法和电子设备
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件及其驱动方法，特别涉及一种适于显示运动图像的液晶显示器件、其驱动方法以及设有这种液晶显示器件的电子设备。
背景技术
近年来，液晶显示器件(LCD)已经广泛地投入使用。在各种类型的LCD中，其中具有正介电各向异性的向列液晶材料被扭曲的TNLCD已经成为主流。然而TN LCD具有由液晶分子的配向所产生的视角依赖性很大这一问题。
为了改进视角依赖性，已经开发了配向分割垂直配向LCD，并且这些LCD的使用日益增长。例如，日本专利Gazette No.2947350(文献1)公开了一种多畴垂直配向(MAV)LCD作为配向分割垂直配向LCD之一。MAV LCD包括设置在一对电极之间的垂直配向液晶层，以便以常黑(NB)模式进行显示，并设有畴调节装置(例如，狭缝或突起)，以便在施加电压期间使每个像素中的液晶分子在多个不同方向中下落(倾斜)。
近年来，不仅在LCD TV中，而且在PC监视器以及便携式终端设备(如移动电话和PDA)中，显示运动图像信息的需求快速增长。为了在LCD上以高质量显示运动图像，必须缩短液晶层的响应时间(提高响应速度)，从而可以在一个垂直扫描周期内(通常为一帧)达到预定灰度级。
作为可以改进LCD的响应特性的驱动方法，已知一种方法是施加比对应于要显示的灰度级的电压(灰度电压)更高的电压(这个电压被称为“过冲(OS)电压”)(这种方法被称为“过冲(OS)驱动”)。通过施加OS电压，可以提高灰度显示的响应特性。例如，日本特许公开专利公报No.2000-231091(文献2)公开了一种采用OS驱动的MVA LCD。
由于施加电压较低，液晶层的响应速度也较低。因此，常规地假定通过使用OS驱动只提高施加低电压(例如，在从黑色显示状态转移到低亮度灰度显示状态)时的响应速度，将获得良好的运动图像显示。
然而，本发明的发明人已经发现，在上述配向分割垂直配向LCD中，如MVA LCD，当施加的电压很高时(例如，当从黑色显示状态转变到高亮度灰度显示状态或白色显示状态时)，液晶层中的液晶分子呈现唯一的行为，导致响应速度下降。利用OS驱动不能改进这种由本发明人发现的这种现象所产生的响应速度下降，并使显示质量下降。
本发明人已经利用各种方式检验了上述现象，并发现这种现象是一个新问题，即只要常规TN LCD采用OS驱动就永远不会发生，并且是由利用配向分割垂直配向LCD中的每个像素中线性(以条形形状)设置的配向调节装置(畴调节装置)进行配向分割而产生的。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的主要目的是提供一种允许高质量运动图像显示的配向分割垂直配向LCD，其驱动方法以及设有这种LCD的电子设备。
本发明的液晶显示器件包括多个像素，每个像素具有第一电极、面向第一电极的第二电极以及置于第一和第二电极之间的垂直配向液晶层，该器件包括：设置在液晶层的第一电极一侧中的具有第一宽度的条形肋；设置在液晶层的第二电极一侧中的具有第二宽度的条形狭缝；和在肋和狭缝之间限定的具有第三宽度的条形液晶区，其中第三宽度在2μm和15μm之间。
在优选实施例中，第三宽度是13.5μm或以下。
在优选实施例中，该器件还包括设置成彼此面对且液晶层置于其间的一对偏振板，这对偏振板的传输轴彼此垂直，其中一个传输轴在显示平面中的水平方向延伸，并且肋和狭缝设置成在与该其中一个传输轴成大约45°的方向延伸。
在优选实施例中，对应最高灰度级的电压的幅度是7V或以上。
在优选实施例中，对应最低灰度级的电压的幅度是0.5V或以下。
或者，本发明的液晶显示器件具有多个像素，每个像素具有第一电极、面向第一电极的第二电极、以及置于第一和第二电极之间的垂直配向液晶层，该器件包括：设置在第一电极中的具有第一宽度的条形第一狭缝；设置在第二电极中的具有第二宽度的条形第二狭缝；和在第一和第二狭缝之间限定的具有第三宽度的条形液晶区，其中第三宽度在2μm和15μm之间。
在优选实施例中，第三宽度是14.2μm或以下。
在优选实施例中，该器件还包括设置成彼此面对且液晶层置于其间的一对偏振板，该对偏振板的传输轴彼此垂直，其中一个传输轴在显示平面中的水平方向延伸，并且第一和第二狭缝设置成在与该其中一个传输轴成大约45°的方向延伸。
在优选实施例中，对应最高灰度级的电压的幅度是7V或以上。
在优选实施例中，对应最低灰度级的电压的幅度是1.6V或以下。
或者，本发明的液晶显示器件具有多个像素，每个像素具有第一电极、面向第一电极的第二电极、以及置于第一和第二电极之间的垂直配向液晶层，该器件包括：设置在液晶层的第一电极一侧中的具有第一宽度的条形第一配向调节装置；设置在液晶层的第二电极一侧中的具有第二宽度的条形第二配向调节装置；和在第一和第二配向调节装置之间限定的具有第三宽度的条形液晶区，其中第三宽度在2μm和15μm之间。
或者，本发明的液晶显示器件包括具有多个像素的液晶面板，每个像素具有第一电极、面向第一电极的第二电极、以及置于第一和第二电极之间的垂直配向液晶层，该器件包括：设置在液晶层的第一电极一侧中的具有第一宽度的条形第一配向调节装置；设置在液晶层的第二电极一侧中的具有第二宽度的条形第二配向调节装置；和在第一和第二配向调节装置之间限定的具有第三宽度的条形液晶区，其中液晶区具有与第一配向调节装置相邻的第一液晶部分、与第二配向调节装置相邻的第二液晶部分以及在第一和第二液晶部分之间限定的第三液晶部分，第三液晶部分的响应速度低于第一和第二液晶部分的响应速度，并且第三宽度设置在预定值或以下，从而在面板温度为5℃时，在施加对应于黑色显示状态中最高灰度级的电压之后经过对应一个垂直扫描周期的时间时，获得的透射率可以是最高灰度显示状态中的透射率的75％或以上。
在优选实施例中，第一配向调节装置是肋，第二配向调节装置是形成在第二电极中的狭缝。
在优选实施例中，第一配向调节装置是形成在第一电极中的狭缝，第二配向调节装置是形成在第二电极中的狭缝。
在优选实施例中，该器件还包括设置成彼此面对且液晶层置于其间的一对偏振板，这对偏振板的传输轴彼此垂直，其中一个传输轴在显示平面中的水平方向延伸，并且第一和第二配向调节装置设置成在与该其中一个传输轴成大约45°的方向延伸。
在优选实施例中，第一宽度在4μm和20μm之间的范围内，第二宽度在4μm和20μm之间的范围内。
在优选实施例中，液晶层的厚度为3.2μm或以下。
在优选实施例中，第一电极是反向电极，第二电极是像素电极。
在优选实施例中，该器件还包括驱动电路，该驱动电路能施加比灰度显示中给定灰度级所预定的灰度电压更高的过冲电压。
本发明的液晶显示器件的驱动方法是用于驱动上述液晶显示器件的驱动方法，包括以下步骤：施加比给定灰度级的显示中给定灰度级所预定的灰度电压更高的过冲电压，该给定灰度级高于在前一垂直扫描周期中显示的灰度级。
在优选实施例中，过冲电压设置成使显示亮度在对应一个垂直扫描周期的时间内达到对于给定灰度级的给定亮度值。
本发明的电子设备包括上述液晶显示器件。
在优选实施例中，该设备还包括用于接收电视广播的电路。
根据本发明，液晶区的宽度设置成落入预定范围内，从而可以抑制配向分割垂直配向LCD中的液晶分子的唯一行为(之后将讨论的“配向偏转”)的产生。因此，提高了响应特性，并且可以提高运动图像显示的质量。
从下面参照附图对本发明的优选实施例的详细说明使本发明其它特征、元件、处理、步骤、特性和优点更明显。
附图说明
图1A、1B和1C是示意性地表示本发明实施例的MVA LCD的基本结构的示意剖面图。
图2是示意性地表示本发明实施例的LCD 100的剖面结构的部分剖面图。
图3是LCD 100的像素部分100a的示意平面图。
图4A是表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时观察到的LCD 100中传输的光强度随着时间变化的曲线，图4B表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时用高速照相机拍摄的LCD 100的像素部分的连续照片。
图5A是表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时观察到的LCD 100中传输的光强度随着时间变化的曲线，图5B表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时利用高速照相机拍摄的LCD 100的像素部分的连续照片。
图6A是表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时观察到的LCD 100中传输的光强度随着时间变化的曲线，图6B表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时利用高速照相机拍摄的LCD 100的像素部分的连续照片。
图7A是表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时观察到的LCD 100中传输的光强度随着时间变化的曲线，图7B表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时利用高速照相机拍摄的LCD 100的像素部分的连续照片。
图8A-8C是表示随着改变LC区宽度W3(μm)对响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图9A-9C是表示随着改变LC区宽度W3(μm)对响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图10A-10C是表示随着改变肋偏移量(μm)对响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图11A-11C是表示随着改变肋偏移量(μm)的响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图12A-12C是表示随着改变液晶材料的Δε(介电各向异性)值对响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图13A-13C是表示随着改变液晶层的厚度(μm)对响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图14A-14C是表示随着改变肋宽度W1(μm)对响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图15A-15C是表示随着改变肋高度(μm)对响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图16A-16C是表示随着改变狭缝宽度W2(μm)对响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图17A-17C是表示随着改变LC区宽度W3(μm)对灰度达到率(％)的测量结果的曲线。
图18A-18C是表示随着改变LC区宽度W3(μm)对灰度达到率(％)的测量结果的曲线。
图19是表示在目标灰度级和从级别0转移到预定目标灰度级时给定的OS灰度级之间的关系的曲线。
图20A是表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时观察到的LCD 100中传输的光的强度随着时间变化的曲线，图20B表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时利用高速照相机拍摄的LCD 100的像素部分的连续照片。
图21A是表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时观察到的LCD 100中传输的光强度随着时间变化的曲线，图21B表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时利用高速照相机拍摄的LCD 100的像素部分的连续照片。
图22A是表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时观察到的LCD 100中传输的光强度随着时间变化的曲线，图22B表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时利用高速照相机拍摄的LCD 100的像素部分的连续照片。
图23A是表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时现察到的LCD 100中传输的光强度随着时间变化的曲线，图23B表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时利用高速照相机拍摄的LCD 100的像素部分的连续照片。
图24是表示在狭缝22附近的一部分液晶区13A中的液晶分子13a配向的示意图。
图25A和25B是用于表明LCD的层间绝缘膜对液晶分子配向的影响的示意图。
图26A和26B是表示随着改变肋偏移量(μm)对灰度达到率(％)的测量结果的曲线。
图27A-27C是表示随着改变肋偏移量(μm)对灰度达到率(％)的测量结果的曲线。
图28是示意性地表示本发明另一实施例的LCD 200的剖面结构的部分剖面图。
图29是LCD 200的像素部分200a的示意平面图。
图30A-30C是表示随着改变LC区宽度W3(μm)对响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图31A-31C是表示随着改变LC区宽度W3(μm)对响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图32A-32C是表示随着改变液晶层的厚度(μm)对响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图33A-33C是表示随着改变反向电极11中的狭缝宽度W1(μm)对响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图34A-34C是表示随着改变像素电极12中的狭缝宽度W2(μm)对响应时间(ms)的测量结果的曲线。
图35A-35C是表示随着改变LC区宽度W3(μm)对灰度达到率(％)的测量结果的曲线。
图36A-36C是表示随着改变LC区宽度W3(μm)对灰度达到率(％)的测量结果的曲线。
图37A-37C是表示随着改变液晶层的厚度d(μm)对灰度达到率(％)的测量结果的曲线。
图38A-38C是表示随着改变反向电极11中的狭缝宽度W1(μm)对灰度达到率(％)的测量结果的曲线。
图39A-39C是表示随着改变像素电极12中的狭缝宽度W2(μm)对灰度达到率(％)的测量结果的曲线。
图40是表示本发明另一实施例的LCD的像素部分300a的示意平面图。
具体实施方式
下面将参照相关附图介绍本发明的LCD实施例以及该LCD的驱动方法。
首先，将参照图1A-1C介绍本发明实施例的配向分割垂直配向LCD的基本结构。
配向分割垂直配向LCD 10A、10B和10C包括多个像素，每个像素具有第一电极11、面向第一电极11的第二电极12、以及置于第一电极11和第二电极12之间的垂直配向液晶层13。垂直配向液晶层13包括具有负介电各向异性的液晶分子，在非电压施加期间，液晶分子大致垂直(例如，角度在87度和90°之间的范围内)于第一和第二电极11和12的平面而配向。通常，这种配向是通过在面向液晶层13的第一电极11和第二电极12的每个表面上提供垂直配向膜(未示出)来实现的。在提供肋(突起)等作为配向调节装置的情况下，液晶分子大致垂直于面向液晶层的肋等的表面而配向。
在液晶层13的第一电极11一侧上提供第一配向调节装置(21、31、41)，而在液晶层13的第二电极12一侧上提供第二配向调节装置(22、32、42)。在第一和第二配向调节装置之间限定的每个液晶区中，液晶分子13a处于由第一和第二配向调节装置施加的配向调节力之下。一旦在第一电极11和第二电极12之间施加电压，液晶分子13a以图1A-1C中的箭头所示的方向下落(倾斜)。就是说，在每个液晶区中，液晶分子13a以均匀方向下落。因此这种液晶区可以看作是畴。作为这里使用的配向调节装置，可以采用在文献1和2中所述的畴调节装置。
第一配向调节装置和第二配向调节装置(下面，在有些情况下这些装置可以统称为“配向调节装置”)在每个像素中设置成条形。图1A-1C是沿着垂直于条形配向调节装置的延伸方向截取的剖面图。液晶分子13a在彼此相差180°的不同方向上下落的液晶区(畴)形成在每个配向调节装置的两侧上。
具体地说，图1A中所示的LCD 10A具有作为第一配向调节装置的肋21，以及作为第二配向调节装置形成在第二电极12中的狭缝(开口)22。肋21和狭缝22以条形形状延伸。肋21用于使液晶分子13a相对于肋21的侧面大致垂直地配向，从而使液晶分子13a在垂直于肋21的延伸方向上配向。狭缝22用于在第一电极11和第二电极12之间给定电位差时，在狭缝22的边缘附近的液晶层13的区域中产生倾斜电场，从而使液晶分子13a在垂直于狭缝22的延伸方向上配向。肋21和狭缝22彼此平行设置，并且其间有预定间隔，在彼此相邻的肋21和狭缝22之间形成液晶区(畴)。
图1B所示的LCD 10B不同于图1A所示LCD 10A之处在于，分别提供肋31和32作为第一和第二配向调节装置。肋31和32彼此平行设置，且其间有预定间隔，并且用于使液晶分子13a配向以便大致垂直于肋31的侧面31a和肋32的侧面32a，由此在这些肋之间形成液晶区(畴)。
图1C所示的LCD 10C不同于图1A所示的10A之处在于，分别提供狭缝41和42作为第一和第二配向调节装置。狭缝41和42用于在第一电极11和第二电极12之间给定电位差时，在狭缝41和42的边缘附近的液晶层13的区域中产生倾斜电场，从而使液晶分子13a以垂直于狭缝41和42的延伸方向配向。狭缝41和42彼此平行设置且其间有预定间隔，并且在这些狭缝之间形成液晶区(畴)。
如上所述，肋和/或狭缝的任意组合都可用作第一和第二配向调节装置。第一电极11和第二电极12可以是彼此面向的电极，且其间有液晶层13。通常，一个电极是反向电极，另一个电极是像素电极。下面将利用具有作为第一电极11的反向电极、作为第二电极12的像素电极、作为第一配向调节装置的肋21、以及作为第二配向调节装置形成在像素电极中的狭缝22的LCD(即，对应图1A中的LCD 10A的LCD)作为例子，介绍本发明的实施例。图1A中所示的LCD 10A的结构对于使制造步骤数量的增加最少化方面是有利的。即，在像素电极中形成狭缝时不需要附加步骤。关于反向电极，在其上放置肋时步骤数量的增加比其中形成狭缝时更少。通常情况下，本发明还可适用于只使用肋和只使用狭缝作为配向调节装置的其它结构。
本发明人从各种实验中已经发现，在从黑色显示状态转移到高亮度灰度显示状态时响应速度不够的上述问题，是由利用设置在像素中的条形的第一和第二配向调节装置进行的配向分割引起的，并且通过将在第一和第二配向调节装置之间限定的液晶区的宽度限制到预定范围(更具体地说，15μm或以下)，可以抑制这个问题的发生。下面将详细介绍这个问题的产生原因和本发明的LCD的效果。
首先，将参照图2和3介绍本发明实施例的LCD的基本结构。图2是示意性地表示LCD 100的剖面结构的部分剖面图，图3是LCD 100的像素部分100a的平面图。LCD 100的基本结构与图1所示LCD 10A大致相同。因此公共部件用相同参考标记表示。
LCD 100具有在第一基板(例如玻璃基板)10a和第二基板(例如，玻璃基板)10b之间的垂直配向液晶层13。反向电极11形成在面向液晶层13的第一基板10a的表面上，肋21形成在反向电极11上。形成垂直配向膜(未示出)，基本上覆盖包括面向液晶层13的肋21的反向电极11的整个表面。肋21以条形形状延伸，如图3所示，从而使相邻的肋21是彼此平行的，且其间有均匀间隔(间距)P。肋21的宽度W1(在垂直于延伸方向的方向上的宽度)也是均匀的。
栅极总线(扫描线)和源极总线(信号线)51以及TFT(未示出)形成在面向液晶层13的第二基板10b的表面上，并且形成覆盖这些部件的层间绝缘膜52。像素电极12形成在层间绝缘膜52上。具有平坦表面的层间绝缘膜52由透明树脂膜构成，其厚度在1.5μm和3.5μm之间的范围内，由此使像素电极12与栅极总线和/或源极总线重叠放置。这对于提高孔径比是有利的。
条形狭缝22形成在像素电极12中，并且垂直配向膜(未示出)形成为基本上覆盖包括狭缝22的像素电极12的整个表面。如图3所示，狭缝22彼此平行地以条形形状延伸，以便大致平分相邻肋21之间的间隔。狭缝22的宽度W2(在垂直于延伸方向的方向上的宽度)是均匀的。在有些情况下，由于制造工艺中的变化、基板的粘接未对准等，可能使上述狭缝和肋的形状和排列偏离相应的设计值。上述描述不排除这些偏差。
在彼此平行延伸的相邻条形肋21和狭缝22之间，限定具有宽度W3的条形液晶区13A。在液晶区13A中，用设置在该区域两侧上的肋21和狭缝22调节配向方向。这种液晶区(畴)形成在肋21和狭缝22每一个的相对侧上，其中液晶分子13a在彼此相差180°的不同方向上倾斜。如图3所示，在LCD 100中，肋21和狭缝22在彼此相差90°的两个不同方向上延伸，并且每个像素部分100a具有四种类型的液晶区13A，在液晶分子13a的配向方向上彼此相差90°。尽管肋21和狭缝22的设置不限于上述例子，但是这种设置保证了良好的视角特性。
一对偏振板(未示出)设置在第一基板10a和第二基板10b的外表面上，从而使其传输轴大致彼此垂直(处于crossed-Nicols状态)。如果偏振板设置成使其传输轴与彼此相差90°的所有四种类型液晶层13A的配向方向形成45°，则可以最有效地使用液晶区13A的延迟的变化。即，偏振板应该优选设置成使其传输轴与肋21和狭缝22的延伸方向大致形成45°。在观察经常在显示平面的水平方向移动的显示器件中，其中一个偏振板的传输轴优选在显示平面中的水平方向上延伸，以便抑制显示质量的视角相关性。
具有上述结构的MVA LCD 100可以呈现具有优异视角特性的显示。然而，当从黑色显示状态转移到高电压施加状态(高亮度灰度显示状态和白色显示状态)时，液晶层中的液晶分子呈现唯一的行为，并且这降低了响应速度。这种现象将在下面参照图4A/B-7A/B进行说明。
图4A、5A、6A和7A是表示当从黑色显示状态转移到白色显示状态时，观察到的传输光强度的变化的曲线。图4B、5B、6B和7B表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时，利用高速照相机拍摄的像素部分的连续照片。曲线的y轴表示相对于在施加白色电压之后稳定状态的强度作为100％的百分比形式的强度。本实验中使用的LCD 100的特殊参数示于表1中。对于各个图的黑色电压(V0)和白色电压(V255)示于表2中。
表1
肋宽度W1 狭缝宽度W2  LC区宽度W3 肋高度 LC层的厚度d 测量温度
   8μm   10μm  19μm 1.05μm   2.5μm    25℃
表2
    黑色电压     白色电压
    图4A、4B     0.5V     7V
    图5A、5B     0.5V     10V
    图6A、6B     2V     7V
    图7A、7B     2V     10V
从图4B、5B、6B和7B所示的连续照片发现，在刚刚施加电压之后，在液晶区13A中发生配向干扰(液晶分子以随机方向倾斜)。这种现象被称为“配向偏转”，因为液晶分子13a以不同于原始调整的配向方向的方向倾斜。然后逐渐缓解转变偏转，但是即使在16msec之后也不能完全缓解，如图所示。
发生配向偏转是因为每个液晶区13A具有以两个不同的响应速度为特征的两种类型的部分。位于肋21和狭缝22附近的液晶区13A的部分(称为“第一LC部分R1”)的响应速度很高，因为这些部分直接受肋21和狭缝22的配向调节力的影响。相反，液晶区13A的中心部分(称为“第二LC部分R2”)的响应速度比第一LC部分R1的响应速度低。因此，在电压施加期间，第一LC部分R1中的液晶分子13a在用配向调节装置调节的方向中倾斜，之后，第二LC部分R2中的液晶分子13a倾斜以便符合第一LC部分R1中的液晶分子13a的配向。然而，在施加高电压的情况下，其中用于使液晶分子13a倾斜的扭距剧烈地起作用，紧接在施加电压之后，强制第二LC部分R2中的液晶分子13a以随机方向倾斜(以配向膜的细微不平坦表面等来确定)。以随机方向倾斜的液晶分子13a逐渐改变配向方位角方向，以便与第一LC区域R1中的液晶分子13a的配向方向一致。
在上述说明中，为了简化，使用两种类型的LC部分讨论了配向方向。在上述LCD 100中，第一配向调节装置(肋21)和第二配向调节装置(狭缝22)对响应速度的影响程度彼此不同。因此，严格地讲，形成了响应速度彼此不同的三个LC部分。
如上所述，在施加高电压的情况下，第二LC部分R2中的液晶分子13a呈现2级响应行为，其中紧接在施加电压之后，它们首先利用电场下落(配向偏转)，之后逐渐改变配向方位角方向，以便保证配向的连续性。结果是，整个液晶区13A的响应速度下降。
如上所述，在施加高电压时发生配向偏转。因此，从图4A/B和5A/B之间以及图6A/B和7A/B之间的对比看出，随着白色电压更高，配向偏转的发生和所产生的响应速度下降变得更明显。这是会发生以下现象的原因，即随着白色电压的增加，响应速度不增加而是下降，与通过增加白色电压来提高响应特性的一般认识相反。尽管这些图中示出了向白色显示状态的转移，但是上述说明也适用于向高亮度灰度显示状态的转移，其中即使采用OS驱动也不会使响应速度充分地增加。
而且，从图4A/B和6A/B之间以及图5A/B和7A/B之间的对比明显看出，随着黑色电压更低，响应速度也更低。原因是随着黑色电压更低，液晶分子13a在黑色状态中更接近于垂直而配向。相反，当黑色电压很高从而允许液晶分子13a即使在黑色显示状态下也倾斜得很小时，响应速度增加。然而，在这种情况下，由于液晶分子13a的倾斜而使对比率下降。近年来，对LCD要求更高的对比率，但是如果通过降低黑色电压来提高对比率，响应速度将如上所述那样下降。
如上所述，较高的白色电压和较低的黑色电压导致响应速度下降，并且即使利用OS驱动也不能充分地改进这种响应速度的下降。而且，如果LCD的工作温度改变，则如液晶材料的粘性等性能改变，结果是，LCD的响应特性改变。响应特性随着工作温度下降而变差，并且随着工作温度升高而提高。在常规配向分割垂直配向LCD中，在5℃的面板温度下不能获得足够的响应特性。
OS驱动法也适用于TN LCD，但是在TN LCD中没有观察到上述的配向偏转。原因是，在TN LCD中，通过利用在不同方向摩擦的配向膜，调节各个液晶区(畴)中的液晶分子的配向方向，从而进行配向分割。由于通过平面(两维)配向膜给每个液晶区的整体施加配向调节力，因此在每个液晶区中不产生响应速度分布。相反，在配向分割垂直配向LCD中，利用线性(一维地)设置的配向调节装置进行配向分割。因此，具有不同响应速度的部分形成为不仅具有配向调节装置的配向调节力的差异，而且具有到配向调节装置的距离的差异。
对于防止发生配向偏转的目的，通过改变单元参数(液晶层的厚度、液晶材料的Δε(介电各向异性)、肋宽度W1、狭缝宽度W2、LC区宽度W3、肋高度等)，制造具有图2和3所示的基本结构的MVALCD，并评估这些器件的响应特性。
结果是，发现以下问题。随着液晶材料的Δε、液晶层的厚度d、肋宽度W1、肋高度和狭缝宽度W2的变化，响应特性的变化很微小，由此通过调整这些因素获得的响应速度改进效果都很小。相反，通过使LC区宽度W3变窄，大大提高了响应特性。而且，在实际LCD中，由于制造工艺中的原因(例如，粘接基板的步骤的未对准)，使肋的位置有时偏离设计位置。由此，发现通过减少偏移程度(称为“肋偏移量”)可以将响应特性提高到某种程度。下面将详细介绍评估结果。
图8A-8C和9A-9C表示随着改变LC区宽度W3对响应时间(ms)测量的结果。这里使用的响应时间指的是相对于白色显示状态下的透射率作为100％，从0％达到90％的透射率所需的时间。图8A和9A表示白色电压(这里，是对应灰度级255的电压，用V255表示)为6.0V时的结果，图8B和9B表示在白色电压为7.0V时的结果，图8C和9C表示白色电压为8.0V时的结果。在每个曲线中，示出了黑色电压(这里是对应灰度级0的电压，用V0表示)为0.5V、1.0V和1.6V时获得的结果。在这个实验中使用的LCD的单元参数示于表3中。
表3
肋宽度W1 狭缝宽度W2 肋高度 LC层的厚度d 测量温度
图8A-8C   8μm   10μm  1.05μm   2.5μm     25℃
图9A-9C   8μm   10μm  1.05μm   2.5μm     5℃
从图8A-8C和9A-9C中发现，在LC区宽度W3和响应时间之间存在强的相关性。具体地说，通过减小LC区宽度W3，响应时间减少，即，响应特性提高。从图8A-8C和9A-9C之间的对比看出，当工作温度为5℃时，比在工作温度为25℃的响应时间更长，因此响应特性更低。此外，从图8A、8B和8C之间的对比和图9A、9B和9C之间的对比看出，在白色电压为7.0V和8.0V时，比白色电压为6.0V时响应时间更长，因此响应特性更低。这是与响应特性随着施加电压更高而变高的一般认识相反的现象。
图10A-10C和11A-11C表示随着改变肋偏移量(有意地偏移肋的位置)而测量的响应时间(ms)的结果。这种检测中使用的LCD的单元参数如表4所示。这里使用的“肋偏移量”定义为沿着垂直于肋21延伸的方向的偏移程度。因此，如果发生Xμm的肋偏移，则在经肋21彼此相邻的两个液晶区之间的LC区宽度W3中产生2Xμm的差异。例如，在这次检测中使用的LCD中，没有肋偏移的LC区宽度W3为11μm。如果肋偏移量为2μm，则经肋彼此相邻的两个液晶区的宽度W3为9μm和13μm。
表4
 肋宽度W1  狭缝宽度W2  LC区宽度W3* 肋高度   LC层的厚度d   测量温度
图10A-10C   8μm   10μm   11μm  1.05μm   2.5μm   25℃
图11A-11C   8μm   10μm   11μm  1.05μm   2.5μm   5℃
*在没有肋偏移时测量的LC区宽度W3。
从图10A-10C和11A-11C看出，在肋偏移量和响应时间之间存在强的相关性。即，随着肋偏移量越小，响应时间也越短，就是说，响应特性越高。
图12A-12C、13A-13C、14A-14C、15A-15C和16A-16C分别表示随着改变液晶材料的Δε值、液晶层的厚度d、肋宽度W1、肋高度、和狭缝宽度W2，测量的响应时间(ms)的结果。在这次检测中使用的LCD的单元参数示于表5-9中。
表5
肋宽度W1 狭缝宽度W2  LC区宽度W3 肋高度 LC层的厚度d   测量温度
  图12A-12C 8μm 10μm 11μm 1.05μm 2.5μm 25℃
表6
  肋宽度W1 狭缝宽度W2 LC区宽度W3 肋高度   测量温度
图13A-13C   8μm   10μm  15μm，16μm   1.05μm   25℃
表7
狭缝宽度W2  LC区宽度W3  肋高度 测量温度
图14A-14C     10μm     11μm  1.05μm    25℃
表8
肋宽度W1   狭缝宽度W2  LC区宽度W3  测量温度
  图15A-15C 8μm 10μm 11μm 25℃
表9
肋宽度W1  LC区宽度W3   肋高度 测量温度
 图16A-16C 8μm 11μm 1.05μm 25℃
从图12A/B/C到16A/B/C看出，随着液晶材料的Δε、液晶层的厚度d、肋宽度W1、肋高度和狭缝宽度W2的变化，响应特性的变化微小，因此通过调整这些因素获得的响应速度改进效果都很小。
如上所述，发现通过使LCD的各个单元参数当中的LC区宽度W3变窄，可以大大提高响应特性，并且通过减小肋偏移量也可以使响应特性提高到一定程度。
图17A-17C和18A-18C表示随着改变LC区宽度W3测量的灰度达到率(％)的结果。“灰度达到率”指的是在施加电压之后经过对应于一个垂直扫描周期的时间(这里，16.7msec)时获得的透射率与对应于目标灰度级的透射率的比率。这里，灰度达到率是在初始状态为黑色显示状态和目标灰度级为最高灰度级(白色显示状态)时获得的。这次检测中使用的LCD的单元参数与表3中的相同。图17A-17C表示在25℃测量的结果，图18A-18C表示在5℃测量的结果。
从图17A-17C看出，在25℃时在改变LC区宽度W3的范围内(大约8.5μm到大约19.5μm)灰度达到率为75％或以上。从图18A-18C看出，在5℃时，可能不能获得75％或以上的灰度达到率，除非LC区宽度W3为预定值或更小，这取决于白色电压和黑色电压的幅度。
下面将介绍通过保证75％或以上的灰度达到率获得的效果。
在OS驱动中，为了达到良好显示，随着目标灰度级的变化，OS电压的幅度(电平)优选连续改变。这里，按照灰度级表示的OS电压的幅度(电平)被称为“OS灰度级”。例如，“OS灰度级128”表示将与灰度级128的灰度电压相同幅度(电平)的电压施加作为OS电压。
等效于白色显示状态(最高灰度显示)中透射率的75％的透射率对应于在γ2.2中从0级(黑色)到255级(白色)的灰度显示中的灰度级224。如果灰度达到率小于75％，即使在施加最高灰度电压(OS灰度级255)作为OS电压时，在显示从0级转移到224级中的一个垂直扫描周期内也不能达到对应于灰度级224的透射率。这样，从低于224的给定灰度级到高达255级的所有目标灰度级的OS灰度级必须设置为255，并且这导致OS灰度级从给定灰度级向255级变化的连续性的损失。相反，如果灰度达到率为75％或以上，至少从0级到224级的OS灰度级连续变化，由此可以没有实际问题地进行显示。
图19表示在具有给定单元参数的LCD中，对于44.6％、78.5％、88.6％和91.6％的灰度达到率的情况下，在从0级向给定目标灰度级转移时目标灰度级和OS灰度级之间的关系。如图19所示，当在灰度达到率78.5％、88.6％和91.6％的情况下OS灰度级连续变化时，OS灰度级对于灰度级192饱和(OS灰度级被“平坦化”)，并且在44.6％灰度达到率的情况下更高，导致OS电压变化的连续性的损失。
如上所述，通过保证75％或以上的灰度达到率，在采用OS驱动时可获得良好的显示。随着灰度达到率更高，OS灰度级的连续性可以确保高达更高的灰度级，由此可以获得更好的显示。因此，灰度达到率优选在75％或以上，并且更高的灰度达到率是更优选的。
从图18A-18C所示的结果发现，能实现75％或以上灰度达到率的LC区宽度W3如表10-12所示的那样。
应该注意的是表10-12也表示能实现80％或以上灰度达到率和85％或以上灰度达到率的LC区宽度W3。
表10
表11
                              白色电压7.0V
    黑色电压     0.5V     1.0V     1.6V
能实现75％或以上的灰度达到率的LC区宽度W3 15.0μm或更小  16.0μm或更小  19.5μm或更小
能实现80％或以上的灰度达到率的LC区宽度W3 12.8μm或更小  13.5μm或更小  15.5μm或更小
能实现85％或以上的灰度达到率的LC区宽度W3 10.8μm或更小  11.5μm或更小  13.5μm或更小
表12
                            白色电压8.0V
    黑色电压     0.5V     1.0V     1.6V
能实现75％或以上的灰度达到率的LC区宽度W3 13.5μm或更小  14.5μm或更小  17.8μm或更小
能实现80％或以上的灰度达到率的LC区宽度W3 11.0μm或更小  12.0μm或更小  14.5μm或更小
能实现85％或以上的灰度达到率的LC区宽度W3 9.0μm或更小  9.8μm或更小  11.8μm或更小
从上述表中发现，通过将LC区宽度W3设置为大约15μm或更小，在5℃的面板温度下，在利用7.0V的白色电压和0.5V的黑色电压的驱动中可以获得75％或以上的灰度达到率。还发现通过将LC区宽度W3设置为例如为大约13.5μm或更小，在5℃面板温度下，在利用8.0V的白色电压和0.5V的黑色电压的驱动中可以获得75％或以上的灰度达到率。
常规配向分割垂直配向LCD通常利用大约6.0V的白色电压和大约1.6V的黑色电压来驱动。如上所述，通过设置LC区宽度W3大约为15μm或更小(更优选为，例如，大约13.5μm或更小)，可以在比常规采用的更高白色电压和更低黑色电压的驱动条件下，获得75％或以上的灰度达到率，并且可以抑制配向偏转的发生。这样，可以获得运动图像显示特性优异的MVA LCD。
目前商业上可获得的MVA LCD(包括图1C所示的PVA LCD)的LC区宽度W3大于15μm。根据上述结果，如果在5℃的面板温度下利用高白色电压和低黑色电压驱动该器件，则在有些情况下灰度达到率可能达不到75％。
下面将介绍通过减小LC区宽度W3来提高响应特性的原因。
如前面已经介绍过的，由于在每个液晶区13A中存在响应速度高的第一LC部分R1和响应速度低的第二LC部分R2，而发生配向偏转。位于配向调节装置附近的第一LC部分R1的宽度(这里，该宽度不是定量表示的)以配向调节装置的配向调节力的强度来确定。因此，认为如果配向调节装置的配向调节力是均匀的(例如，配向调节装置的尺寸是均匀的)，则随着LC区宽度W3的变化，第一LC部分R1的宽度几乎不变。因此，当减小LC区宽度W3时，第二LC部分R2的宽度单独减小。这样，通过减小LC区宽度W3，减小了响应速度低的第二LC部分R2的宽度，由此抑制配向偏转的发生，并提高整个液晶区13A的响应速度。
图20A/B到23A/B表示如何通过将LC区宽度W3设置为预定级或以下来抑制配向偏转。图20A、21A、22A和23A是表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时，观察到的透射光强度随着时间变化的曲线。图20B、21B、22B和23B表示在从黑色显示状态转移到白色显示状态时，利用高速照相机拍摄的像素部分的连续照片。该检验中使用的LCD 100的具体单元参数与表1中所示的相同，除了液晶区13A的宽度W3为8μm以外。对于各个图的黑色电压(V0)和白色电压(V255)示于表13中。即，图20A/B-23A/B分别对应图4A/B-7A/B。
表13
    黑色电压     白色电压
    图20A、20B     0.5V     7V
    图21A、21B     0.5V     10V
    图22A、22B     2V     7V
    图23A、23B     2V     10V
如从图20A/B-23A/B与图4A/B-7A/B的对比明显看出，与LC区宽度W3为19μm时相比，在LC区宽度W3为8μm时抑制了配向偏转并提高了响应特性。
如上所述，通过减小LC区宽度W3，可以抑制配向偏转和提高响应特性。这提供了允许良好运动图像显示的LCD。然而，如果LC区宽度W3小于2μm，则难以制造LCD。因此，LC区宽度W3优选为2μm或以上。对于相同原因，肋宽度W1和狭缝宽度W2优选为4μm或以上。通常，肋宽度W1和狭缝宽度W2为20μm或以下。
从图2和3发现，减小LC区宽度W3导致孔径比{(像素面积-肋面积-狭缝面积)/像素面积}的减小。因此，仅仅考虑到这种原因，假定认为显示亮度也将降低。
然而，从关于本发明进行的一系列检验中清楚看出，尽管与常规使用的相比减小了LC区宽度W3，本实施例的MVA LCD也可以保持其显示亮度不降低。这是由于通过将LC区域宽度W3从常规宽度减小，提高了像素每单位面积的透射率(以下称为“透射效率”)这一无法预料的效果。透射效率是通过实际测量像素的透射率和将测量值除以孔径比来确定的。
下面将参照图24介绍通过减小LC区域宽度W3提高透射效率的原因。图24示意性地示出了位于液晶区13A中的狭缝22附近的液晶分子13a是如何配向的。在液晶区13A中的液晶分子13a当中，位于条形液晶区13A的一边(较长边)13X附近的那些液晶分子在倾斜电场的影响下，在垂直于该边13X的平面内倾斜。相反，位于与边13X相交的液晶区13A的一边(较短边)13Y附近的液晶分子13a在倾斜电场的影响下，在与该边13X附近的液晶分子的倾斜方向不同的方向上倾斜。换言之，位于液晶区13A的边13Y附近的液晶分子13a在与由狭缝22的配向调节力限定的预定配向方向不同的方向上倾斜，起作用从而干扰液晶区13A中的液晶分子13a的配向。通过减小液晶区13A的宽度W3(就是说，减小了(长边长度/短边长度)的值)，在在液晶区13A中的液晶分子13a当中，在狭缝22的配向调节力的影响下，以预定方向倾斜的液晶分子13a的比例增加，导致透射效率增加。以这种方式，通过减小LC区域宽度W3，获得了稳定液晶区13A中的液晶分子13a的配向的效果，结果是，透射效率提高了。
从各种方式的检验发现，当液晶层的厚度d很小时，例如小到小于3.2μm，通过减小LC区域宽度W3而获得的稳定配向的效果(提高透射效率的效果)表现得很明显。原因被认为如下。随着液晶层的厚度d更小，来自狭缝22的倾斜电场的作用更大。然而，同时，液晶层受到来自位于像素电极12附近的栅极总线和源极总线的电场、或者来自相邻像素电极的电场的影响更大。这些电场起作用从而干扰液晶层13A中的液晶分子13a的配向。因此，可以说在液晶层的厚度d很小的情况下，其中液晶分子13a的配向趋于被干扰，上述配向稳定化效果表现为非常明显。
本实施例中所述的LCD包括覆盖栅极总线和源极总线的相对厚的层间绝缘膜52，并且像素电极12形成在层间绝缘膜52上，如图2所示。层间绝缘膜52对液晶分子13a配向的影响将参照图25A和25B进行说明。
如图25A所示，本实施例的LCD的层间绝缘膜52相对厚(例如，其厚度在大约1.5μm和大约3.5μm之间的范围内)。因此，即使像素电极12和栅极总线或源极总线51经其间的层间绝缘膜52而彼此重叠，在其间形成的电容也太小，以至于不会对显示质量产生影响。而且，位于相邻像素电极12之间的液晶分子13a的配向最大程度地受到在反向电极11和像素电极12之间产生的倾斜电场的影响，如通过图25A中的电力线示意性地示出的，并且几乎不受源极总线51的影响。
相反，如图25B中示意性地示出的，当形成相对薄的层间绝缘膜52’(例如，厚度为几百纳米的SiO2膜)时，如果例如源极总线51和像素电极12经其间的层间绝缘膜52’而彼此重叠，则将形成相对大的电容，导致显示质量下降。为了防止这个问题，进行设置以便避免像素电极12和源极总线51之间的重叠。在这种设置中，位于相邻像素电极12之间的液晶分子13a大大受到像素电极12和源极总线51之间产生的电场的影响，如图25B中的电力线所示，从而干扰了位于像素电极12端部的液晶分子13a的配向。
如从图25A和25B之间的对比明显看到的，通过提供相对厚的层间绝缘膜52，如在本实施例的示例性LCD中那样，液晶分子13a基本上不受来自栅极总线/源极总线的电场的影响，因此可以利用配向调节装置在所希望的方向上有利地配向。此外，由于利用相对厚的层间绝缘膜52使来自总线的电场影响最小化，因此可以显著地呈现通过减小液晶层的厚度而获得的配向稳定化效果。
图26A-26C和27A-27C示出了随着改变肋偏移量而测量的灰度达到率(％)的结果。本次检测中使用的LCD的单元参数与表4中所示的相同。图26A-26C表示在25℃测量的结果，图27A-27C表示在5℃测量的结果。
从图26A-26C发现，在25℃下在改变肋偏移量(0μm到大约7μm)的范围内灰度达到率为75％或以上。从图27A-27C发现，在5℃下，可能不能获得75％或以上的灰度达到率，除非肋偏移量为预定值或以下，这取决于白色电压和黑色电压的幅度。
当发生肋偏移时，部分液晶区13A的宽度W3变得大于设计值。因此，如果肋偏移量很大，则部分液晶区13A的的宽度W3将超过可以抑制配向偏转的值的范围。
如上所述，通过将肋偏移量限制为预定值或以下而使灰度达到率可以为75％或以上的事实对应于通过将LC区宽度W3限制为预定值或以下而使灰度达到率可以为75％或以上的事实。
典型地设计在液晶分子13a的配向方向上彼此相差90°的四种不同类型的液晶区13A，因而这些区域的面积在每个像素中大致相同。如果出现肋偏移，则将在这些面积之间产生差异。因此，大的肋偏移可能导致使观察者感觉奇怪的显示。从防止观察者感觉奇怪的角度来看，肋偏移量优选是很小的。根据由本发明人所进行的检验，肋偏移量优选为7μm或以下，更优选为5μm或以下。
前面已经介绍了设有作为第一配向调节装置的肋21和作为第二配向调节装置的狭缝22的MAV LCD的评估结果。下面将介绍设有作为第一和第二配向调节装置的狭缝41和42的MAV LCD 200的评估结果。
图28和29所示的LCD 200在结构上与图2和3中所示的LCD 100相同，除了形成了狭缝41和42作为第一和第二配向调节装置之外，它具有与图1C所示的LCD 10C基本相同的结构。因此相同的部件用相同的参考标记表示，并且这里省略了其说明。与LCD 200类似，设有作为第一和第二配向调节装置的狭缝的MVA LCD也可以被称为构图垂直配向(PVA)LCD。
为了防止发生配向偏转，通过改变单元参数(液晶层的厚度d、反向电极11中的狭缝宽度W1、像素电极12中的狭缝宽度W2、LC区域宽度W3等)来制造具有图28和29所示的基本结构的MVA LCD，并且评估这些器件的响应特性。
结果是，发现如下情况。随着反向电极11中的狭缝宽度W1和像素电极12中的狭缝宽度W2变化，响应特性的变化微小，因此通过调节这些因素获得的响应速度提高效果都很小。相反，如LCD 100中那样，通过使LC区域宽度W3变窄，可以大大提高响应特性。下面将详细介绍评估结果。
图30A-30C和31A-31C表示随着改变LC区域宽度W3而测量响应时间(ms)的结果。这个检测中使用的LCD的单元参数示于表14中。
表14
反向电极中的狭缝宽度W1 像素电极中的狭缝宽度W2  LC层的厚度d 测量温度
图30A-30C     10μm     10μm   2.5μm     25℃
图31A-31C     10μm     10μm   2.5μm     5℃
从图30A-30C和31A-31C看出，在LC区域宽度W3和响应时间之间存在很强的关联性。具体地说，通过减小LC区域宽度W3，响应时间也减小，就是说，响应特性提高。从图30A-30C和图31A-31C之间的对比来看，也发现了当工作温度为5℃时比工作温度为25℃时的响应时间更长，因此响应特性更低。
图32A-32C、33A-33C以及34A-34C表示随着分别改变液晶层的厚度d、反向电极11中的狭缝宽度W1和像素电极12中的狭缝宽度W2而测量响应时间(ms)的结果。这次检测中使用的LCD的单元参数示于表15到17中。
表15
反向电极中的狭缝宽度W1 像素电极中的狭缝宽度W2  LC区域宽度W3 测量温度
图32A-32C     10μm     10μm   10μm     25℃
表16
像素电极中的狭缝宽度W2  LC区域宽度W3  LC层的厚度d 测量温度
图33A-33C     10μm   10μm   2.5μm   25℃
表17
反向电极中的狭缝宽度W1  LC区域宽度W3  LC层的厚度d 测量温度
图34A-34C     10μm   10μm   2.5μm   25℃
从图32A-32C、33A-33C和34A-34C中发现，随着液晶层的厚度d、反向电极11中的狭缝宽度W1和像素电极12中的狭缝宽度W2变化，响应特性的变化微小，因此通过调节这些因素获得的响应速度提高效果都很小。
如上所述，发现在LCD的各个单元参数当中，通过使LC区域宽度W3变窄可以大大提高响应特性。图35A-35C和36A-36C表示随着改变LC区域宽度W3而测量的灰度达到率(％)的结果。此次检测中使用的LCD的单元参数与表14中所示的相同。图35A-35C表示在25℃下测量的结果，图36A-36C表示在5℃下测量的结果。
从图35A-35C中发现，在25℃下在改变LC区域宽度W3(大约7.0μm到大约18.5μm)的范围内灰度达到率为大约75％或以上。从图36A-36C中发现，在5℃下，可能不能获得75％或以上的灰度达到率，除非LC区域宽度W3为预定值或以下，这取决于白色电压和黑色电压的幅度。
从图36A-36C所示的结果看出，能实现75％或以上的灰度达到率的LC区域宽度W3如表18-20中所示。应该注意的是，表18-20也表示能实现805或以上的灰度达到率和85％或以上的灰度达到率的LC区域宽度W3。
表18
                              白色电压6.0V
    黑色电压     0.5V     1.0V     1.6V
能实现75％或以上的灰度达到率的LC区域宽度W3  14.3μm或以下 14.5μm或以下 17.0μm或以下
能实现80％或以上的灰度达到率的LC区域宽度W3  12.2μm或以下 12.5μm或以下 15.0μm或以下
能实现85％或以上的灰度达到率的LC区域宽度W3  10.0μm或以下 10.3μm或以下 12.7μm或以下
表19
                              白色电压7.0V
    黑色电压     0.5V     1.0V     1.6V
能实现75％或以上的灰度达到率的LC区域宽度W3  11.3μm或以下 12.2μm或以下 15.0μm或以下
能实现80％或以上的灰度达到率的LC区域宽度W3  9.2μm或以下 9.8μm或以下 12.2μm或以下
能实现85％或以上的灰度达到率的LC区域宽度W3  7.6μm或以下 8.0μm或以下 9.6μm或以下
表20
                              白色电压8.0V
    黑色电压     0.5V     1.0V     1.6V
能实现75％或以上的灰度达到率的LC区域宽度W3  10.5μm或以下  11.5μm或以下 14.2μm或以下
能实现80％或以上的灰度达到率的LC区域宽度W3  8.5μm或以下  9.0μm或以下 11.2μm或以下
能实现85％或以上的灰度达到率的LC区域宽度W3  7.0μm或以下  7.7μm或以下 8.9μm或以下
从表18-20看出，通过设置LC区域宽度W3为大约15μm或以下，在5℃的面板温度下，在用7.0V的白色电压和1.6V的黑色电压驱动中可以获得75％或以上的灰度达到率。还发现通过设置LC区域宽度W3为大约14.2μm或以下，例如，在5℃的面板温度下，在用8.0V的白色电压和1.6V的黑色电压驱动中可以获得75％或以上的灰度达到率。
如上所述，通过设置LC区域宽度W3为大约15μm或以下(更优选地，例如大约14.2μm或以下)，在比常规所采用的更高白色电压的驱动条件下可以获得75％或以上的灰度达到率，并且可以抑制配向偏转的发生。因此，可以获得运动图像显示特性优异的MVA LCD。通过减小LC区域宽度W3而提高了响应特性的原因与涉及图2和3所示的LCD 100所述的相同。尽管给定0.5V的黑色电压作为LCD 100的其中一个评估标准，然而对LCD 200给定1.6V的黑色电压。其原因是尽管LCD 100具有作为配向调节装置的肋21，但LCD 200没有肋而是仅具有作为配向调节装置的狭缝41和42。在LCD 100中，即使在没有电压施加期间，对比率随着肋附近的倾斜液晶分子而下降，因此优选使用较低的黑色电压来提高对比率。在LCD 200中，没有这种问题，对比率可以用较高的黑色电压而保持很高。通常，在LCD 200中，较低的黑色电压将呈现较高的对比率。
对于与涉及LCD 100所述的相同原因(涉及制造的原因)，LC区域宽度W3优选为2μm或以上，反向电极11中的狭缝宽度W1和像素电极12中的狭缝宽度W2优选为4μm或以上。通常，狭缝宽度W1和W2为20μm或以下。
作为参考，图37A-37C、38A-38C和39A-39C表示随着分别改变液晶层的厚度d、反向电极11的狭缝宽度W1和像素电极12的狭缝宽度W2而测量的灰度达到率(％)的结果。这次检测中使用的LCD的单元参数与表15-17中所示的相同。
从图37A-37C、38A-38C和39A-39C中发现，随着改变液晶层的厚度d、反向电极11中的狭缝宽度W1和像素电极12中的狭缝宽度W2，灰度达到率的变化微小，因此通过调节这些因素获得的灰度达到率提高效果都很小。
本发明不限于示例性的LCD 100和200，而是可以广泛地应用于使用条形第一配向调节装置和条形第二配向调节装置进行配向调节的配向分割垂直配向LCD。在配向分割垂直配向LCD中，通过设置LC区域宽度为预定值或以下，可以抑制配向偏转的发生，因此在5℃的面板温度下，可以获得75％或以上的灰度达到率，实现了良好的运动图像显示。
根据本发明，可以使用具有从顶部观看为梳状的配向调节装置，例如如图40中所示的MVA。在如图40所示的具有像素300a的MVA LCD中，垂直配向液晶层以像素电极72、形成在像素电极72中的开口62、以及位于借助液晶层面向像素电极72的反向电极(未示出)上的肋(突起)61进行配向分割。如在上述实施例的MVA LCD中那样，肋61具有恒定宽度W1的条形形状。每个开口62具有条形主干62a和在与主干62a的延伸方向垂直的方向上延伸的分支62b。条形肋61和条形主干62a彼此平行设置，在其间限定具有宽度W3的液晶区。开口62的分支62b在液晶区的宽度方向上延伸，因此每个开口62具有从顶部观看时作为整体的梳状。如日本特许公开专利公报No.2002-107730中所述，利用梳状开口62，暴露于倾斜电场的液晶分子的比例增加，因此可以提高响应特性。然而，由于液晶分子的响应速度的分布唯一地受到肋61和开口62的主干62a之间的距离影响，因此在开口62和开口62的主干62a之间形成上述的响应速度低的第二LC部分，而与开口62的分支62b的存在无关。
相应地，在具有像素300a的MVA LCD中，如上述实施例的LCD中那样，通过设置宽度W3可以获得上述效果。
本发明的LCD可以抑制配向偏转，因此可以有利地采用OS驱动。通过采用OS驱动，可以呈现优异的运动图像显示特性。因而，通过另外具有用于接收电视广播的电路，LCD可以用做允许高质量运动图像显示的液晶电视机。为了实现OS驱动，可以广泛地采用公知方法。可以附加地提供允许施加比给定灰度级所预定的灰度电压更高的OS电压(或可以施加灰度电压本身)的驱动电路。否则，OS驱动可以由软件来执行。OS电压通常设置成使得在对应于一个垂直扫描周期的时间内，显示亮度达到对应于目标灰度级的预定值。
根据本发明，提供了允许高质量运动图像显示的配向分割垂直配向LCD及其驱动方法。本发明的LCD适合用做设有例如用于接收电视广播的电路的液晶电视。LCD也适合于应用于个人计算机和用于显示运动图像的PDA等的电子设备。
前面已经关于其优选实施例介绍了本发明，显然对于本领域技术人员来说，所公开的发明可以以各种方式进行修改并且除了上面具体提到的实施例之外还可以假设很多实施例。因而，所附权利要求书应该覆盖落入本发明的实际精神和范围内的本发明的所有修改形式。

Claims (27)

1、一种液晶显示器件，具有多个像素，每个像素具有第一电极、面向第一电极的第二电极、以及设置在第一和第二电极之间的垂直配向液晶层，该器件包括：
设置在液晶层的第一电极一侧中的具有第一宽度的条形肋；
设置在液晶层的第二电极一侧中的具有第二宽度的条形狭缝；和
在肋和狭缝之间限定的具有第三宽度的条形液晶区，
其中第三宽度在2μm和15μm之间的范围内。
2、根据权利要求1的液晶显示器件，其中第三宽度为13.5μm或以下。
3、根据权利要求1的液晶显示器件，还包括彼此面向设置且其间具有液晶层的一对偏振板，该对偏振板的传输轴彼此垂直，其中一个传输轴在显示平面中的水平方向上延伸，肋和狭缝设置成与该其中一个传输轴成大约45°的方向上延伸。
4、根据权利要求1的液晶显示器件，其中对应最高灰度级的电压幅度为7V或以上。
5、根据权利要求1的液晶显示器件，其中对应最低灰度级的电压幅度为0.5V或以下。
6、一种液晶显示器件，具有多个像素，每个像素具有第一电极、面向第一电极的第二电极、以及设置在第一和第二电极之间的垂直配向液晶层，该器件包括：
设置在第一电极中的具有第一宽度的条形第一狭缝；
设置在第二电极中的具有第二宽度的条形第二狭缝；和
在第一和第二狭缝之间限定的具有第三宽度的条形液晶区，
其中第三宽度在2μm和15μm之间的范围内。
7、根据权利要求6的液晶显示器件，其中第三宽度为14.2μm或以下。
8、根据权利要求6的液晶显示器件，还包括彼此面向设置且其间具有液晶层的一对偏振板，该对偏振板的传输轴彼此垂直，其中一个传输轴在显示平面中的水平方向上延伸，第一和第二狭缝形成为与该其中一个传输轴成大约45°的方向上延伸。
9、根据权利要求6的液晶显示器件，其中对应最高灰度级的电压幅度为7V或以上。
10、根据权利要求6的液晶显示器件，其中对应最低灰度级的电压幅度为1.6V或以下。
11、一种液晶显示器件，具有多个像素，每个像素具有第一电极、面向第一电极的第二电极、以及设置在第一和第二电极之间的垂直配向液晶层，该器件包括：
设置在液晶层的第一电极一侧中的具有第一宽度的条形第一配向调节装置；
设置在液晶层的第二电极一侧中的具有第二宽度的条形第二配向调节装置；和
在第一和第二配向调节装置之间限定的具有第三宽度的条形液晶区，
其中第三宽度在2μm和15μm之间的范围内。
12、一种液晶显示器件，具有多个像素，每个像素具有第一电极、面向第一电极的第二电极、以及设置在第一和第二电极之间的垂直配向液晶层，该器件包括：
设置在液晶层的第一电极一侧中的具有第一宽度的条形第一配向调节装置；
设置在液晶层的第二电极一侧中的具有第二宽度的条形第二配向调节装置；和
在第一和第二配向调节装置之间限定的具有第三宽度的条形液晶区，
其中液晶区具有与第一配向调节装置相邻的第一液晶部分、与第二配向调节装置相邻的第二液晶部分、以及在第一和第二液晶部分之间限定的第三液晶部分，第三液晶部分的响应速度低于第一和第二液晶部分的响应速度，和
第三宽度设置在预定值或以下，从而在5℃的面板温度下，在施加对应于黑色显示状态下最高灰度级的电压之后已经经过对应于一个垂直扫描周期的时间时，所获得的透射率可以是在最高灰度显示状态下的透射率的75％或以上。
13、根据权利要求12的液晶显示器件，其中第一配向调节装置是肋，第二配向调节装置是形成在第二电极中的狭缝。
14、根据权利要求12的液晶显示器件，其中第一配向调节装置是形成在第一电极中的狭缝，第二配向调节装置是形成在第二电极中的狭缝。
15、根据权利要求12的液晶显示器件，还包括彼此面向设置且其间具有液晶层的一对偏振板，该对偏振板的传输轴彼此垂直，其中一个传输轴在显示平面中的水平方向上延伸，第一和第二配向调节装置设置成与该其中一个传输轴成大约45°的方向上延伸。
16、根据权利要求1的液晶显示器件，其中第一宽度在4μm和20μm之间的范围内，第二宽度在4μm和20μm之间的范围内。
17、根据权利要求1的液晶显示器件，其中液晶层的厚度为3.2μm或以下。
18、根据权利要求1的液晶显示器件，其中第一电极是反向电极，第二电极是像素电极。
19、根据权利要求1的液晶显示器件，还包括能施加过冲电压的驱动电路，该过冲电压高于对灰度显示中给定灰度级所预定的灰度电压。
20、一种用于权利要求1的液晶显示器件的驱动方法，包括如下步骤：施加比给定灰度级的显示中给定灰度级所预定的灰度电压更高的过冲电压，该给定灰度级高于前一垂直扫描周期中显示的灰度级。
21、根据权利要求20的驱动方法，其中过冲电压设置成使得在对应于一个垂直扫描周期的时间内，对于给定灰度级，显示亮度达到给定亮度值。
22、一种包括权利要求1的液晶显示器件的电子设备。
23、根据权利要求22的电子设备，还包括用于接收电视广播的电路。
24、一种包括权利要求6的液晶显示器件的电子设备。
25、根据权利要求24的电子设备，还包括用于接收电视广播的电路。
26、一种包括权利要求12的液晶显示器件的电子设备。
27、根据权利要求26的电子设备，还包括用于接收电视广播的电路。
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