專利名稱：液晶顯示器件及其驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器件及其驅(qū)動(dòng)方法，并尤其涉及適用于運(yùn)動(dòng)圖象顯示的液晶顯示器件及其驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，液晶顯示器件(LCD)的使用越來(lái)越廣泛。在各種類型的LCD中，TN LCD已成為主流，其中具有正介電各向異性的向列液晶材料是扭曲的。然而，TN LCD的問(wèn)題在于對(duì)視角的依賴很大，這是液晶分子的排列引起的。
為了降低對(duì)視角的依賴性，已經(jīng)發(fā)展了排列分隔(alignment-divided)的垂直排列LCD，并且這種LCD正廣泛使用。例如，作為排列分隔的垂直排列LCD中的一種，日本專利公報(bào)No.2947350(文獻(xiàn)1)公開(kāi)了MVA LCD。MVA LCD包括置于一對(duì)電極之間的垂直排列液晶層以實(shí)現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)黑色(NB)模式下顯示，MVA LCD設(shè)有疇調(diào)節(jié)裝置(例如，狹縫或突出)以使在施加電壓期間各象素中的液晶分子向多個(gè)不同方向倒(傾斜)。
最近，不僅在LCD TV中，而且在PC顯示器和便攜式終端設(shè)備(例如移動(dòng)電話和PDA)中，對(duì)顯示運(yùn)動(dòng)圖象的需要迅速增加。為了在LCD上顯示高清晰的運(yùn)動(dòng)圖象，需要減小液晶層的響應(yīng)時(shí)間(增加響應(yīng)速度)，從而可以在一個(gè)垂直掃描周期(典型地，一幀)內(nèi)達(dá)到預(yù)定的灰度級(jí)。
對(duì)于MVA LCD，例如上面提到的文獻(xiàn)1公開(kāi)了黑色到白色的響應(yīng)時(shí)間可以縮短到10msec或更短。文獻(xiàn)1中也描述了在各象素中設(shè)有在突出之間距離不同的區(qū)域，以產(chǎn)生響應(yīng)速度不同的區(qū)域，從而不用降低孔徑比就可以獲得響應(yīng)速度的明顯提高(例如，見(jiàn)文獻(xiàn)1的圖107～110)。
作為能夠提高LCD的響應(yīng)特性的驅(qū)動(dòng)方法(該方法被稱作“過(guò)沖(OS)驅(qū)動(dòng)”)，已知一種方法，其中施加的電壓(該電壓被稱作“過(guò)沖(OS)電壓”)高于對(duì)應(yīng)于將要顯示的灰度級(jí)的電壓(灰度電壓)。通過(guò)施加OS電壓，可以改善灰度顯示中的響應(yīng)特性。例如，在日本公開(kāi)專利出版物No.2000-231091(文獻(xiàn)2)中公開(kāi)了采用OS驅(qū)動(dòng)的MVALCD。然而，文獻(xiàn)2描述到，當(dāng)從黑顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換到高亮度灰度顯示狀態(tài)時(shí)，不能施加OS電壓(見(jiàn)文獻(xiàn)2的圖8)。原因描述為，如果像在從黑色顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低亮度灰度顯示狀態(tài)或白色顯示狀態(tài)一樣，在黑色顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換到高亮度灰度顯示狀態(tài)時(shí)施加OS電壓(產(chǎn)生目標(biāo)透射率的電壓的1.25倍的電壓)，透射率會(huì)過(guò)沖。
然而，作為本發(fā)明的發(fā)明人所作的檢驗(yàn)的結(jié)果，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了當(dāng)對(duì)例如上述MVA LCD的排列分隔的垂直排列LCD使用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題。將參考圖20A和20B描述該問(wèn)題。
圖20A和20B示意性示出了通過(guò)常規(guī)驅(qū)動(dòng)方法驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)MVA LCD(圖20A)，以及通過(guò)OS驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)同一MVA LCD時(shí)(圖20B)，當(dāng)一定灰度級(jí)(例如，32/255級(jí))的正方形92在黑色背景90(例如，0級(jí))中運(yùn)動(dòng)時(shí)所觀察到的顯示狀態(tài)。注意，“32/255級(jí)”是當(dāng)灰度顯示設(shè)定為γ2.2時(shí)，產(chǎn)生亮度為(32/255)2.2的灰度級(jí)，相對(duì)于黑色顯示(在施加V0期間)的亮度為0，且白色顯示(在施加V255期間)的亮度為1。
當(dāng)不采用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)，排列分隔的垂直排列LCD的響應(yīng)速度低。因此，如圖20A示意性所示，位于運(yùn)動(dòng)方向下游的正方型92的邊緣92a在某些情況下觀察不清楚。當(dāng)采用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)，響應(yīng)速度提高，因此如圖20B示意性所示，可清楚地觀察到邊緣92a。然而，在某些情況下有新的現(xiàn)象發(fā)生，其中在正方形的稍遠(yuǎn)離邊緣92a的位置觀察到暗帶92b。
本發(fā)明的發(fā)明人以各種方式調(diào)查上述問(wèn)題的起因，并發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象是一個(gè)新問(wèn)題，只要對(duì)傳統(tǒng)TN LCD采用OS驅(qū)動(dòng)便不會(huì)發(fā)生該現(xiàn)象，并且發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象是由使用排列調(diào)節(jié)裝置(疇調(diào)節(jié)裝置)進(jìn)行的排列分隔引起的，排列調(diào)節(jié)裝置在排列分隔的垂直排列LCD中的各象素中線性排列(成條形)。
考慮到上述問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的是提供允許高清晰度運(yùn)動(dòng)圖象顯示的排列分隔的垂直排列LCD。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的液晶顯示器件具有多個(gè)象素，各象素分別具有第一電極、與第一電極相對(duì)的第二電極、以及位于第一和第二電極之間的垂直排列液晶層，該器件包括具有第一寬度的第一排列調(diào)節(jié)裝置，位于第一電極一側(cè)的液晶層中；具有第二寬度第二排列調(diào)節(jié)裝置，位于第二電極一側(cè)的液晶層中；以及具有第三寬度的液晶區(qū)域，其確定在該第一排列調(diào)節(jié)裝置和該第二排列調(diào)節(jié)裝置之間，其中第三寬度為2μm～14μm。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一排列調(diào)節(jié)裝置是具有第一寬度的條形，第二排列調(diào)節(jié)裝置是具有第二寬度的條形，且液晶區(qū)域是具有第三寬度的條形。
在另一實(shí)施例中，第三寬度優(yōu)選為12μm或更小，更優(yōu)選為8μm或更小。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的液晶顯示器件具有多個(gè)象素，每個(gè)象素分別具有第一電極、與第一電極相對(duì)的第二電極、以及位于第一和第二電極之間的垂直排列液晶層，該器件包括具有第一寬度的第一排列調(diào)節(jié)裝置，位于第一電極一側(cè)的液晶層中；具有第二寬度第二排列調(diào)節(jié)裝置，位于第二電極一側(cè)的液晶層中；以及具有第三寬度的液晶區(qū)域，其確定在該第一排列調(diào)節(jié)裝置和該第二排列調(diào)節(jié)裝置之間，其中該液晶區(qū)域包含位于鄰近第一排列調(diào)節(jié)裝置的具有第一響應(yīng)速度的第一液晶部分；位于鄰近第二排列調(diào)節(jié)裝置的具有第二響應(yīng)速度的第二液晶部分；具有第三響應(yīng)速度的第三液晶部分，第三響應(yīng)速度低于第一和第二響應(yīng)速度，該第三液晶部分確定在第一液晶部分和第二液晶部分之間，并且在該第三液晶部分中，有一部分的寬度是2μm或更小，在該部分中在對(duì)應(yīng)于從施加電壓開(kāi)始一個(gè)垂直掃描周期的時(shí)間過(guò)后達(dá)到的透射率是黑色顯示狀態(tài)下透射率的兩倍或不到兩倍，所施加的電壓足夠高以允許透射率在一個(gè)垂直掃描周期內(nèi)從黑色顯示狀態(tài)達(dá)到灰度級(jí)32/255的透射率值。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一排列調(diào)節(jié)裝置是具有第一寬度的條形，第二排列調(diào)節(jié)裝置是具有第二寬度的條形，且液晶區(qū)域是具有第三寬度的條形。
在另一實(shí)施例中一個(gè)垂直掃描周期是16.7msec。
在另一實(shí)施例中，第三寬度優(yōu)選為2μm～14μm，更優(yōu)選為12μm或更小，進(jìn)一步優(yōu)選為8μm或更小。
在另一實(shí)施例中，第一排列調(diào)節(jié)裝置是棱，第二排列裝置是貫穿第二電極形成的狹縫。
在另一實(shí)施例中，第一寬度為4μm～20μm，且第二寬度為4μm～20μm。
在另一實(shí)施例中，第一電極是對(duì)立電極，第二電極是象素電極。
在另一實(shí)施例中，液晶層的厚度小于3μm。
在另一實(shí)施例中，第二寬度/液晶層的厚度為3或更大。
在另一實(shí)施例中，第三寬度/第二寬度為1.5或更小。
在另一實(shí)施例中，該器件具有液晶層在其間的一對(duì)相對(duì)的偏振片，這對(duì)偏振片的透射軸相互垂直，其中一個(gè)透射軸沿顯示平面的水平方向延伸，并且放置第一和第二排列調(diào)節(jié)裝置使其沿與該一個(gè)透射軸成約45°的方向延伸。
在另一實(shí)施例中，該器件還包括能夠施加過(guò)沖電壓的驅(qū)動(dòng)電路，該過(guò)沖電壓高于預(yù)先對(duì)應(yīng)于預(yù)定灰度確定的灰度電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的液晶顯示器件具有多個(gè)象素，各象素分別具有第一電極、與第一電極相對(duì)的第二電極，以及位于第一電極和第二電極之間的垂直排列液晶層，該器件包括具有第一寬度的條形第一排列調(diào)節(jié)裝置，位于第一電極一側(cè)的液晶層中；具有第二寬度的條形第二排列調(diào)節(jié)裝置，位于第二電極一側(cè)的液晶層中；以及具有第三寬度的條形液晶區(qū)域，其確定在該第一排列調(diào)節(jié)裝置和該第二排列調(diào)節(jié)裝置之間，其中該第三寬度為2μm～14μm，且該液晶層的厚度小于3μm。
本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法是用于上述液晶顯示器件的驅(qū)動(dòng)方法，包括步驟在顯示高于前面的垂直掃描周期中顯示的灰度級(jí)的給定灰度級(jí)時(shí)施加過(guò)沖電壓，該過(guò)沖電壓高于對(duì)應(yīng)于給定灰度級(jí)的預(yù)定灰度電壓。
在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置該過(guò)沖電壓，使得顯示亮度在對(duì)應(yīng)于一個(gè)垂直掃描周期的時(shí)間內(nèi)達(dá)到對(duì)應(yīng)于給定灰度的預(yù)定值。
本發(fā)明的電子設(shè)備包括上述的液晶顯示器件。
在一個(gè)實(shí)施例中，該電子設(shè)備還包括用于接收電視廣播的電路。
根據(jù)本發(fā)明，提供當(dāng)采用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)能夠展現(xiàn)高清晰度運(yùn)動(dòng)圖象顯示的排列分隔的垂直排列LCD。通過(guò)提供用于接收電視廣播的電路，本發(fā)明的LCD適用于LCD TV。同樣，本發(fā)明的LCD也適用于用于顯示運(yùn)動(dòng)圖象的電子設(shè)備，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)和PDA。


圖1A、1B和1C的剖面圖示意性示出了本發(fā)明的實(shí)施例的MVA LCD的基本結(jié)構(gòu)。
圖2的局部剖面圖是示意性示出本發(fā)明的實(shí)施例的LCD 100的剖面結(jié)構(gòu)。
圖3是該LCD 100的象素部分100a的平面示意圖。
圖4示出了當(dāng)使用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)觀察到的LCD 100的象素中的亮度分布的變化的測(cè)量結(jié)果。
圖5A和5B的曲線圖分別示出了在25℃和5℃下測(cè)量的對(duì)傳統(tǒng)MVALCD使用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)觀察到的透射率隨時(shí)間的變化。
圖6的曲線圖示出了具有不同LC區(qū)域?qū)挾萕3的各種LCD施加OS電壓后獲得的透射率的最低值，由圖5A和5B所示的透射率隨時(shí)間變化的測(cè)量結(jié)果獲得該最低值。
圖7A和7B的曲線圖示出了由角度響應(yīng)引起的問(wèn)題的主觀評(píng)估的結(jié)果。
圖8的曲線圖示出了該LC區(qū)域?qū)挾萕3與第三LC部分R3的寬度之間的關(guān)系。
圖9的曲線圖是將圖6中的值相對(duì)于第三LC區(qū)域R3的寬度再次作圖。
圖10A和10B的曲線圖示出了對(duì)本實(shí)施例的具有各種元件尺寸的LCD確定的透射效率的結(jié)果，圖10C是表示這些LCD的孔徑比的曲線圖。
圖11示意性示出了狹縫22附近的液晶區(qū)域13A的一部分中的液晶分子13a的排列。
圖12A和12B的示意圖說(shuō)明了LCD的層間絕緣膜對(duì)液晶分子的排列的影響。
圖13A的曲線圖示出了LC區(qū)域?qū)挾萕3與液晶層的厚度d的乘積與透射周轉(zhuǎn)時(shí)間之間的關(guān)系，圖13B是透射周轉(zhuǎn)時(shí)間定義圖。
圖14A～14C的曲線圖示出了當(dāng)本發(fā)明的實(shí)施例的LCD和傳統(tǒng)LCD受OS驅(qū)動(dòng)時(shí)，透射率隨時(shí)間的變化。
圖15示出了獲得圖14中的透射率變化所使用的OS電壓的設(shè)定值。
圖16是示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例的LCD的象素結(jié)構(gòu)的平面示意圖。
圖17是示出了本發(fā)明的又一實(shí)施例的LCD的象素結(jié)構(gòu)的平面示意圖。
圖18的曲線圖示出了LC區(qū)域?qū)挾萕3不同的各種LCD施加OS電壓(V32)后獲得的透射率的最低值，其中該最低值隨黑電壓變化。
圖19的曲線圖示出了LC區(qū)域?qū)挾萕3不同的各種LCD施加OS電壓(V64)后獲得的透射率的最低值，其中該最低值隨黑電壓變化。
圖20A和20B的示意圖說(shuō)明了MVA LCD中與運(yùn)動(dòng)圖象顯示有關(guān)的問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式
下面將參照有關(guān)附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例的LCD以及這些LCD的驅(qū)動(dòng)方法。
首先，將參照?qǐng)D1A～1C描述本發(fā)明的實(shí)施例的排列分隔的垂直排列LCD的基本結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的實(shí)施例的LCD包括多個(gè)象素，各象素分別具有第一電極11、與第一電極11相對(duì)的第二電極12，以及置于第一電極11和第二電極12之間的垂直排列液晶層13。該垂直排列液晶層13包括具有負(fù)介電各向異性的液晶分子，這些液晶分子在不施加電壓時(shí)相對(duì)于第一和第二電極11和12的平面大致垂直排列(例如，以87°～90°的角)。典型地，通過(guò)分別在第一和第二電極11和12的與液晶層13相對(duì)的表面上提供垂直排列膜(未示出)來(lái)獲得這種排列。可以提供棱(突出)等作為排列調(diào)節(jié)裝置。在這種情況下，液晶分子大致相對(duì)于棱等與液晶層相對(duì)的表面垂直排列。
在液晶層13中的第一電極11側(cè)提供第一排列調(diào)節(jié)裝置(21、31、41)，并在液晶層13中的第二電極12側(cè)提供第二排列調(diào)節(jié)裝置(22、32、42)。在第一和第二排列調(diào)節(jié)裝置之間確定的各液晶區(qū)域中，液晶分子13a處于第一和第二排列調(diào)節(jié)裝置施加的排列調(diào)節(jié)力下。一旦在第一和第二電極11和12之間施加電壓，液晶分子13a就向圖1A～1C中箭頭所示的方向倒(傾斜)。即，在各液晶區(qū)域中，液晶分子向相同方向倒。因而這種液晶區(qū)域可以被認(rèn)為是疇。注意，此處使用的排列調(diào)節(jié)裝置對(duì)應(yīng)于前述的文獻(xiàn)1和2中所描述的疇調(diào)節(jié)裝置。
第一排列調(diào)節(jié)裝置和第二調(diào)節(jié)排列裝置(在下文中，在某些情況下統(tǒng)一稱為“排列調(diào)節(jié)裝置”)以條形置于各象素中。圖1A～1C是沿垂直于條形排列調(diào)節(jié)裝置的延伸方向截取的剖面視圖。在各排列調(diào)節(jié)裝置的兩側(cè)形成其中液晶分子13a向相互差180°方向倒的液晶區(qū)域(疇)。
具體地，圖1A所示的LCD 10A具有作為第一排列調(diào)節(jié)裝置的棱(rib)21和貫穿第二電極12形成的狹縫(開(kāi)口)22作為第二排列調(diào)節(jié)裝置。棱21和狹縫22以條形延伸。棱21用來(lái)使液晶分子13a大致垂直于棱21的側(cè)面排列，從而液晶分子13a沿垂直于棱21延伸的方向排列。狹縫22用來(lái)在第一和第二電極11和12之間有電勢(shì)差時(shí)，在液晶層的靠近狹縫22邊緣的區(qū)域產(chǎn)生傾斜電場(chǎng)，從而液晶分子13a沿垂直于狹縫22延伸的方向排列。棱21和狹縫22相互平行放置，其間有預(yù)定間隔，并且液晶區(qū)域(疇)在彼此相鄰的棱21和狹縫22之間形成。
圖1B中所示的LCD 10B與圖1A中所示的LCD 10A不同，其中設(shè)有棱31和32分別作為第一和第二排列調(diào)節(jié)裝置。棱31和32相互平行放置，其間有預(yù)定間隔，并用來(lái)使液晶分子13a大致垂直于棱31的側(cè)面31a和棱32的側(cè)面32a排列，從而在這些棱之間形成液晶區(qū)域(疇)。
圖1C中所示的LCD 10C不同于圖1A中所示的LCD 10A，其中設(shè)有狹縫41和42分別作為第一和第二排列調(diào)節(jié)裝置。狹縫41和42用來(lái)在第一和第二電極11和12之間有電勢(shì)差時(shí)，在液晶層的靠近狹縫41和42邊緣的區(qū)域產(chǎn)生傾斜電場(chǎng)，從而液晶分子13a沿垂直于狹縫41和42延伸的方向排列。狹縫41和42相互平行放置，其間有預(yù)定間隔，并在這些狹縫之間形成液晶區(qū)域(疇)。
如上所述，可以任意組合棱和/或狹縫用作第一和第二排列調(diào)節(jié)裝置。第一和第二電極11和12可以是相對(duì)的電極，其間有液晶層13。典型地，一個(gè)電極是對(duì)立電極，另一電極是象素電極。下文描述的本發(fā)明的實(shí)施例中，以LCD的對(duì)立電極為第一電極11、象素電極為第二電極12、棱21為第一排列調(diào)節(jié)裝置、貫穿象素電極形成的狹縫22為第二排列調(diào)節(jié)裝置(即，對(duì)應(yīng)于圖1A的LCD 10A的LCD)為例。圖1A中所示的LCD 10A的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于制造步驟的數(shù)量可以最小化。即，在形成貫穿象素電極的狹縫時(shí)，不需要額外步驟。至于對(duì)立電極，在其上安放棱比貫穿其形成狹縫的步驟數(shù)量的增加要少。自然，本發(fā)明也適用于其它只使用棱和只使用狹縫作為排列調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)各種方式的檢查，前面參照?qǐng)D20B討論的問(wèn)題是由于使用放置在象素中的條形第一和第二調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行的排列分隔造成的，并且發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)將相鄰的第一和第二排列調(diào)節(jié)裝置之間的液晶寬度限制為14μm或更小來(lái)抑制這一問(wèn)題的發(fā)生。下文將詳細(xì)描述這一問(wèn)題的起因以及本發(fā)明的LCD的效果。
首先，將參照?qǐng)D2和3描述本發(fā)明的實(shí)施例的LCD的基本結(jié)構(gòu)。圖2是示出了LCD 100的剖面結(jié)構(gòu)的局部剖面圖，圖3是LCD 100的象素部分101a的平面視圖。LCD 100與圖1A中所示的LCD 10A具有基本相同的基本結(jié)構(gòu)。因此用相同的參考數(shù)字代表相同的部件。
LCD 100具有位于第一襯底(如，玻璃襯底)10a和第二襯底(例如玻璃襯底)10b之間的垂直排列液晶層13。對(duì)立襯底11在第一襯底10a的與液晶層13相對(duì)的表面上形成，且棱21在對(duì)立電極11上形成。形成垂直排列薄膜(未示出)基本覆蓋包含棱21的對(duì)立電極11的與液晶層13相對(duì)的整個(gè)表面。棱21成條形延伸，如圖3所示，從而相鄰的棱21相互平行，其間隔開(kāi)統(tǒng)一的間隔(間距)P。棱21的寬度W1(垂直于延伸方向的寬度)也是統(tǒng)一的。
柵極總線(掃描線)和源極總線(信號(hào)線)51，以及TFT(未示出)在第二襯底10b的與液晶層13相對(duì)的表面上形成，并且形成層間絕緣膜52覆蓋這些部件。在層間絕緣膜52上形成象素電極12。具有平坦表面的層間絕緣膜52由厚度為1.5μm～3.5μm的透明樹脂膜形成，因而能使柵極總線和/或源極總線與象素電極12的重疊放置。這有利于提高孔徑比。
貫穿象素電極12形成條形狹縫22，并且形成垂直排列膜(未示出)基本覆蓋包括狹縫22的象素電極12的整個(gè)表面。如圖3所示，狹縫22相互平行以條形延伸，從而粗略地二等分相鄰棱21之間的間隔。狹縫22的寬度W2(垂直于延伸方向的寬度)是統(tǒng)一的。在某些情況下由于制造工藝的差別、襯底焊接中的未對(duì)準(zhǔn)等，上述的狹縫和棱的形狀和排列可能偏離于各設(shè)計(jì)值。上面的描述不排除這些偏離。
具有寬度W3的條形液晶區(qū)域13A限定在相鄰的相互平行延伸的條形棱21和狹縫22之間。在液晶區(qū)域13A中，排列方向由位于該區(qū)域兩側(cè)的棱21和狹縫22調(diào)節(jié)。所述液晶區(qū)域(疇)在每個(gè)棱21和狹縫22的相對(duì)側(cè)上形成，其中液晶分子13a的傾斜方向相互差180°。如圖3所示，在LCD 100中，棱21和狹縫22沿相互成90°的兩個(gè)方向延伸，并且各象素部分100a有四種類型的液晶區(qū)域13A，其中液晶分子13a的排列方向相互差90°。雖然棱21和狹縫22的排列不限于上述例子，但是這種排列保證了優(yōu)良的視角特性。
在第一和第二襯底10a和10b的外表面上放置一對(duì)偏振片(未示出)，使其透射軸大致相互垂直(處于正交偏振狀態(tài))。如果放置偏置片使其透射軸與所有四種類型的液晶層13A的排列方向成45°，這四種液晶層13A的排列相互成90°，就能夠最有效地利用液晶區(qū)域13A的阻滯作用的變化。即，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選偏置片的放置使得其透射軸大致與棱21和狹縫22的延伸方向成45°。在觀察通常相對(duì)于顯示平面水平移動(dòng)的顯示器件中，例如TV，為了抑制顯示質(zhì)量對(duì)視角的依賴，優(yōu)選其中一個(gè)偏振片的透射軸沿顯示平面的水平方向延伸。
具有上述結(jié)構(gòu)的MVA LCD 100能夠表現(xiàn)出視角特性極好的顯示。然而，當(dāng)對(duì)這種LCD采用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)，圖20B中所示的現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生。將參照?qǐng)D4和5詳細(xì)描述這種現(xiàn)象。
使用高速相機(jī)測(cè)量了當(dāng)使用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)所觀察到的LCD 100的象素的亮度分布的變化。圖4示出了該測(cè)量的結(jié)果。注意為了容易理解，示出了5℃下的測(cè)量結(jié)果。該曲線圖的x軸代表在垂直于棱21和狹縫22的延伸方向上的位置，其中相鄰的狹縫22中的一個(gè)的寬度方向的中心確定為原點(diǎn)。測(cè)量了從施加OSV32起0msec(施加V0的狀態(tài)；此時(shí)施加了OSV32)、16msec、18msec和500msec時(shí)亮度分布。注意，在一個(gè)垂直掃描周期(此例中，一幀＝16.7msec)中施加OSV32后，在后面的垂直掃描周期中繼續(xù)施加V32直至施加OSV32持續(xù)了500msec。該曲線圖的y軸代表相對(duì)亮度，相對(duì)于陰影區(qū)的亮度為0且后面將描述的500msec后獲得的第三LC部分R3的亮度為0.1來(lái)確定該相對(duì)亮度。
所說(shuō)明的例子中的LCD 100的具體元件尺寸如下。液晶層的厚度d為3.9μm，棱間的間距P為53μm，棱21的寬度W1為16μm(包括側(cè)面的寬度4μm×2)，狹縫22的寬度W2為10μm，以及液晶區(qū)域13A的寬度W3為13.5μm。黑電壓(black voltage)(V0)為1.2V，白電壓(white voltage)(V255)為7.1V，且當(dāng)γ值為2.2時(shí)，用于灰度級(jí)32(透射率1.04％)的電壓(V32)和OS電壓(OSV32)分別為2.44V和2.67V。設(shè)定該OS電壓(OSV32)使得整個(gè)象素在黑暗狀態(tài)(施加V0狀態(tài))后16msec內(nèi)能夠產(chǎn)生灰度級(jí)32的亮度(透射率)。
從圖4中可以發(fā)現(xiàn)，在每個(gè)液晶區(qū)域13A中，靠近棱21的側(cè)面21a的部分(該部分被稱作“第一LC部分R1”)亮度高，并且在這部分中，亮度在18msec時(shí)達(dá)到其最大值然后減小。相反，在除了第一LC部分R1之外的剩余部分中，亮度隨時(shí)間單調(diào)增加，且一旦增加的亮度不會(huì)再降低。同樣，在各液晶區(qū)域13A中，靠近狹縫22的部分(該部分被稱作“第二LC部分R2”)比棱21和狹縫22之間的中心部分(該部分被稱作“第三LC部分R3”)的響應(yīng)速度高，這是由于前一部分受靠近狹縫22附近產(chǎn)生的傾斜電場(chǎng)的影響。因此，由條形棱21和狹縫22確定的條形液晶區(qū)域13A有三個(gè)響應(yīng)速度相互不同的LC部分(R1、R2和R3)。
在上述的LCD 100中，由于第一排列調(diào)節(jié)裝置(棱21)和第二排列調(diào)節(jié)裝置(狹縫22)對(duì)響應(yīng)速度產(chǎn)生不同程度的影響，所以提供了三個(gè)響應(yīng)速度相互不同的LC部分。如果第一和第二排列調(diào)節(jié)裝置產(chǎn)生相同程度的影響，將會(huì)提供兩個(gè)響應(yīng)速度高且基本相等的LC部分(R1和R2)，以及一個(gè)響應(yīng)速度低于其它兩部分的LC部分(R3)。
接下來(lái)，將參照?qǐng)D5A和5B描述象素部分100a的整體透射率隨時(shí)間的變化。圖5A和5B分別示出了25℃和5℃下的測(cè)量結(jié)果，其中y軸代表透射率，相對(duì)于灰度級(jí)0的透射率為0％且灰度級(jí)32的透射率為100％確定該透射率。
圖5A中的曲線5A-1和5A-2分別代表當(dāng)液晶層的厚度d為3.9μm時(shí)，不使用OS驅(qū)動(dòng)和使用OS驅(qū)動(dòng)獲得的結(jié)果。曲線5A-3和5A-4分別代表當(dāng)元件間隙為2.8μm時(shí)，不使用OS驅(qū)動(dòng)和使用OS驅(qū)動(dòng)獲得的結(jié)果。類似地，圖5B中的曲線5B-1和5B-2分別代表當(dāng)液晶層的厚度d為3.9μm時(shí)，不使用OS驅(qū)動(dòng)和使用OS驅(qū)動(dòng)獲得的結(jié)果。曲線5B-3和5B-4分別代表當(dāng)元件間隙為2.8μm時(shí)，不使用OS驅(qū)動(dòng)和使用OS驅(qū)動(dòng)獲得的結(jié)果。作為用于上面任何情況下的液晶層的液晶材料，所選擇的液晶材料的旋轉(zhuǎn)粘性γ1約為140mPa·s，流動(dòng)粘性ν約為20mm2/s，并產(chǎn)生對(duì)約300nm的液晶層的阻滯作用(厚度d×雙折射Δn)。
從圖5A和5B可明顯看出，在25℃和5℃的溫度下，使用OS驅(qū)動(dòng)均可觀察到下面的現(xiàn)象。即，透射率在施加OS電壓的一個(gè)垂直掃描周期內(nèi)達(dá)到預(yù)定值(100％)之后減小一次，然后逐漸增加最后再次達(dá)到預(yù)定值。這種透射率隨時(shí)間變化具有最低值的現(xiàn)象在某些情況下被稱作“角形響應(yīng)”。
比較圖5A和圖5B，發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象在5℃下更明顯，在5℃下液晶分子的響應(yīng)速度低。即，透射率隨時(shí)間變化中的最低值低并且所需的達(dá)到預(yù)定透射率值的時(shí)間更長(zhǎng)。從圖5A和5B中還發(fā)現(xiàn)，液晶層的厚度d越大響應(yīng)速度越低，即，在兩種溫度下透射率低的時(shí)間周期更長(zhǎng)。這些趨勢(shì)與圖20B中所示的視覺(jué)觀察的結(jié)果相對(duì)應(yīng)。
從上面可以認(rèn)識(shí)到，之所以觀察到了圖20B中所示的暗帶92b，是由于透射率隨時(shí)間變化中有最低值存在，并且透射率隨時(shí)間變化中有最低值存在的原因是由于第一、第二和第三LC部分R1、R2和R3之間的響應(yīng)速度大不相同，如上面參照?qǐng)D4所述。將再次參照?qǐng)D4更詳細(xì)地描述這種現(xiàn)象。
當(dāng)施加電壓時(shí)，靠近棱21的第一LC部分R1中的液晶分子已經(jīng)在棱21的側(cè)面21a的影響下處于傾斜的狀態(tài)，因此這部分的響應(yīng)速度高。一旦施加OS電壓(OSV32)，設(shè)定該OS電壓以保證在一個(gè)幀周期之內(nèi)將整個(gè)象素的透射率從灰度級(jí)0轉(zhuǎn)變?yōu)?2，第一LC部分R1的透射率至少超過(guò)正常施加V32時(shí)獲得的透射率值(圖4中t＝500msec的曲線所代表的透射率值)，并且在某些情況下甚至達(dá)到或接近對(duì)應(yīng)于OS電壓(OSV32)的透射率值。相反，在其它部分(第二和第三LC部分R2和R3)，響應(yīng)速度低，甚至當(dāng)施加OSV32時(shí)在一個(gè)幀周期內(nèi)也達(dá)不到對(duì)應(yīng)于V32的透射率值。
在接下來(lái)的施加V32的幀周期(t＞16.7msec)里，第一LC部分R1的透射率單調(diào)減小到對(duì)應(yīng)于V32的透射率值。相反，第二和第三LC部分R2和R3的透射率單調(diào)增加到對(duì)應(yīng)于V32的透射率值。
即使當(dāng)在其間施加OSV32的幀周期內(nèi)，整個(gè)象素的透射率達(dá)到對(duì)應(yīng)于V32的透射率值，該透射率也包含具有過(guò)高響應(yīng)速度的成分(超過(guò)對(duì)應(yīng)于V32的透射率值的透射率成分)。因此，當(dāng)停止施加OSV32并且施加預(yù)定的灰度電壓V32時(shí)，由于具有過(guò)高響應(yīng)速度的成分減小到預(yù)定折射率的速率高于具有低響應(yīng)速度的成分(第二和第三LC部分R2和R3的透射率成分)增加到預(yù)定折射率的速率，整個(gè)象素的透射率會(huì)暫時(shí)減小。之后，整個(gè)象素的透射率隨具有低響應(yīng)速度的成分的增加而增加。這詳細(xì)解釋了圖5A和5B中所示的象素部分的透射率隨時(shí)間的變化。
同樣對(duì)TN LCD使用OS驅(qū)動(dòng)，但是并未在TN LCD中觀察到上述的角形響應(yīng)。原因是，在TN LCD中是通過(guò)在各液晶區(qū)域(疇)中，使用在不同方向摩擦的排列薄膜調(diào)節(jié)液晶分子的排列方向來(lái)獲得排列分隔的。由于排列調(diào)節(jié)力是從平面(二維)排列薄膜施加到各液晶區(qū)域的整體，因而在各液晶區(qū)域中不出現(xiàn)響應(yīng)速度的分布。相反，在排列分隔的垂直排列LCD中，排列分隔是使用線性(一維)排列調(diào)節(jié)裝置提供的。因此，具有不同響應(yīng)速度的部分的形成不僅與排列調(diào)節(jié)裝置的排列調(diào)節(jié)力的差別有關(guān)，而且也依賴于與排列調(diào)節(jié)裝置之間的距離。
為了找到能夠抑制角形響應(yīng)特性的結(jié)構(gòu)，即，如上所述的在施加OS電壓以后透射率有最低值的現(xiàn)象的發(fā)生，通過(guò)改變?cè)?shù)(液晶層的厚度d，棱間距P，棱寬度W1，狹縫寬度W2，液晶區(qū)域的寬度W3，棱高度等)制作了各種具有圖2和3所示的基本結(jié)構(gòu)的MVA LCD，并且評(píng)估了這些LCD的響應(yīng)特性。
因此，發(fā)現(xiàn)了下述現(xiàn)象。確定了通過(guò)減小液晶層的厚度d響應(yīng)速度增加，如上面參照?qǐng)D5A和5B所述。認(rèn)識(shí)到通過(guò)增加棱寬度W1和狹縫寬度W2響應(yīng)速度在一定程度上趨向增加。增加棱的高度也會(huì)一定程度上增加響應(yīng)速度。然而，通過(guò)調(diào)整棱寬度W1、狹縫寬度W2以及棱高度提高響應(yīng)速度的效果不明顯。相反，通過(guò)減小液晶區(qū)域的寬度W3(LC區(qū)域?qū)挾萕3)可獲得響應(yīng)速度的大幅度提高。圖6示出了部分上述結(jié)果。
圖6示出了施加OS電壓后透射率的最低值隨不同LC區(qū)域?qū)挾萕3的變化，該最低值是從圖5A中所示的透射率隨時(shí)間變化的測(cè)量中觀察到的，不同的LC區(qū)域?qū)挾萕3來(lái)自六種類型的具有不同液晶層厚度d和棱高度的元件結(jié)構(gòu)的LCD。在此測(cè)量中，灰度級(jí)32的透射率確定為100％。透射率的最低值(在某些情況下也稱做“最低透射率”)在不同地液晶層厚度d下基本相同。在此測(cè)量中所使用的LCD的棱寬度W1和狹縫寬度W2大約為5μm～20μm，棱間距P大約為25μm～58μm。圖6中所示的測(cè)量結(jié)果是在25℃下獲得的。
從圖6中可以發(fā)現(xiàn)下面的現(xiàn)象。首先，LC區(qū)域的寬度W3與最低透射率之間存在強(qiáng)相關(guān)聯(lián)系，而與元件結(jié)構(gòu)(如果棱寬度W1和狹縫寬度W2的不同也計(jì)入，則更多類型)的六種類型無(wú)關(guān)。其次，通過(guò)減小LC區(qū)域?qū)挾萕3，最低透射率基本單調(diào)增加，即響應(yīng)特性提高。
圖6中的結(jié)果顯示，將LC區(qū)域的寬度W3減小到約14μm或更小，最低透射率可以增加到85％或更大，并且減小W3到約12μm或更小，最低透射率甚至增加到90％或更大。當(dāng)最低透射率為85％或更大時(shí)圖20B中暗帶92b不易觀察到，當(dāng)然，當(dāng)最低透射率為90％或更大時(shí)，其會(huì)變得更不易觀察到。
實(shí)際制作了13英寸的VGA LCD樣機(jī)，并且25人對(duì)該LCD的響應(yīng)特性的提高的效果做了主觀評(píng)估。該結(jié)果與傳統(tǒng)LCD的結(jié)果一起在圖7A和7B中示出。在此評(píng)估中使用的13英寸的VGA LCD(本發(fā)明的LCD和傳統(tǒng)LCD)與后面將要描述的表現(xiàn)出圖14A～14C中所示的結(jié)果的LCD相同。OS驅(qū)動(dòng)條件也與后面將描述的相同。下面將描述通過(guò)增加最低透射率到85％或更大，或者90％或更大所得到的效果。
在圖7A和7B所示的曲線圖中，x軸代表LCD的顯示平板的溫度(該溫度指“工作溫度”)，y軸代表當(dāng)進(jìn)行OS驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的最低透射率。通過(guò)改變LCD的工作溫度，液晶材料的性質(zhì)例如粘度改變，這導(dǎo)致LCD的響應(yīng)特性變化。隨工作溫度的降低，響應(yīng)特性退化，且隨工作溫度上升，響應(yīng)特性提高。在此測(cè)量中，工作溫度設(shè)定為5℃、15℃、25℃和40℃。當(dāng)灰度級(jí)變化較小時(shí)，OS驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的角形響應(yīng)更容易發(fā)生。圖7A示出了當(dāng)顯示灰度級(jí)從0變化到32(當(dāng)灰度級(jí)為0的正方形在灰度級(jí)為32的背景中移動(dòng)時(shí))時(shí)所觀察到的結(jié)果，而圖7B示出了當(dāng)灰度級(jí)從0變化到64(當(dāng)灰度級(jí)為0的正方形在灰度級(jí)為64的背景中移動(dòng)時(shí))時(shí)所觀察到的結(jié)果。與圖7A和7B中的點(diǎn)重疊的符號(hào)(○、△、×)表示主觀評(píng)估的結(jié)果。當(dāng)在角形響應(yīng)的影響下觀察到類似圖20B所示的暗帶92b的暗帶時(shí)，符號(hào)○表示幾乎所有觀察者都不能視覺(jué)識(shí)別這種暗帶，符號(hào)△表示一些觀察者可以視覺(jué)識(shí)別此暗帶，但受此影響很小，×表示幾乎所有觀察者都能視覺(jué)識(shí)別此暗帶。
從圖7A和7B中可看出，當(dāng)最低透射率為85％或更高時(shí)，客觀評(píng)估的結(jié)果是△或○，并且當(dāng)最低透射率為90％或更高時(shí)，客觀評(píng)估的結(jié)果是○。在傳統(tǒng)LCD中，灰度級(jí)從0轉(zhuǎn)變到32(圖7A)的情況下，只有當(dāng)工作溫度為40℃時(shí)最低透射率才能達(dá)到85％或更高。在通常使用的溫度(室溫)25℃下，最低透射率只有大約80％，客觀評(píng)估為×。相反，在本發(fā)明的LCD中，在灰度級(jí)從0轉(zhuǎn)變到32的情況下，甚至當(dāng)工作溫度為5℃時(shí)，最低透射率也有85％或更高，而在25℃或更高的溫度下最低透射率為90％或更高。在灰度級(jí)從0轉(zhuǎn)變到64的情況下(圖7B)，即使在5℃的工作溫度下也能獲得90％或更高的最低透射率。
如上所述，通過(guò)設(shè)置LC區(qū)域的寬度W3為14μm或更小，最低透射率可以為85％或更高，或者通過(guò)設(shè)置LC區(qū)域的寬度W3為12μm或更小，最低透射率可以為90％或更高。具有所述最低透射率的MVA LCD運(yùn)動(dòng)圖象顯示特性極好，其中即使使用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)也較少看出或幾乎看不出暗帶。
在現(xiàn)有的MVA LCD的12種模式中(包括圖1C中所示的PVA LCD)(三家生產(chǎn)商，面板尺寸15～37英寸)，LC區(qū)域的寬度W3為約15μm～約27μm(第一排列調(diào)節(jié)裝置的寬度為約7μm～約15μm，且第二排列調(diào)節(jié)裝置的寬度為約7μm～約10μm)。根據(jù)上述結(jié)果(例如，圖6)，如果像該實(shí)施例中一樣使用OS驅(qū)動(dòng)，將會(huì)在這些LCD中觀察到暗帶。
將參照?qǐng)D8和4描述為什么通過(guò)減小LC區(qū)域?qū)挾萕3可提高響應(yīng)特性的原因。
圖8的曲線圖示出了LC區(qū)域?qū)挾萕3和第三LC部分R3的寬度之間的關(guān)系。如上面參照?qǐng)D4中描述的，第三LC部分R3是液晶區(qū)域13A中遠(yuǎn)離棱21和狹縫22的部分，并且因此響應(yīng)速度最低。
此處，如下定義第三LC部分R3使能夠定量表達(dá)該部分R3的寬度。即，定義第三LC部分R3為液晶區(qū)域的一部分，其中在施加OS電壓(OSV32)后的一個(gè)幀周期中達(dá)到的透射率是黑暗顯示狀態(tài)時(shí)透射率的兩倍或不到兩倍，其中施加OS電壓使得顯示狀態(tài)由灰度級(jí)0(黑暗顯示狀態(tài))轉(zhuǎn)換到灰度級(jí)32。測(cè)量了具有不同LC區(qū)域?qū)挾萕3的LCD的透射率隨時(shí)間的分布，如圖4所示，其中每個(gè)LCD的第三LC部分R3的寬度都是根據(jù)上面的定義得到的。該結(jié)果在圖8的曲線圖中畫出。圖8示出了25℃和5℃下的測(cè)量結(jié)果。
圖8的曲線圖包括具有相同斜率的兩條直線，表示第一LC部分R1和第二LC部分R2的寬度是常數(shù)，與LC區(qū)域?qū)挾萕3無(wú)關(guān)。因此，R3的寬度＝LC區(qū)域?qū)挾萕3-R1的寬度-R2的寬度，這一關(guān)系是成立的。隨液晶區(qū)域13A的響應(yīng)特性提高，第三LC部分R3將基本不再存在。然而，即使在這種情況下，也可能從圖8的曲線圖(直線)中將該第三LC部分R3的寬度確定為負(fù)值。第三LC部分R3的這一寬度可以用作表示液晶區(qū)域13A的響應(yīng)特性的參數(shù)。
在圖8中發(fā)現(xiàn)，在25℃時(shí)，當(dāng)LC區(qū)域?qū)挾葹?2μm或更小時(shí)，第三LC部分的寬度為零。即，如上定義的響應(yīng)速度低的第三LC部分R3基本消失。這對(duì)應(yīng)于產(chǎn)生圖6中90％或更高的最低透射率的LC區(qū)域?qū)挾萕3，二者之間表現(xiàn)出充分的相關(guān)性。
在圖8所示的5℃下獲得的結(jié)果中，當(dāng)LC區(qū)域?qū)挾萕3約為8μm或更小時(shí)，第三LC部分R3的寬度為零。因此發(fā)現(xiàn)LC區(qū)域的寬度W3優(yōu)選為約8μm或更小，以保證更優(yōu)越的響應(yīng)特性(運(yùn)動(dòng)圖象顯示特性)。
圖9的曲線圖是相對(duì)于第三LC部分R3的寬度從圖6的曲線圖重新畫出的。在圖9中發(fā)現(xiàn)，將第三LC部分R3的寬度減小到約2μm或更小，最低透射率可以為85％或更高，或?qū)3的寬度減小到約0μm或更小，最低透射率可以為90％或更高。
如上所述，通過(guò)減小LC區(qū)域?qū)挾萕3，能夠提高響應(yīng)特性，并且因此當(dāng)使用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)發(fā)生的角形響應(yīng)中的最低透射率(見(jiàn)圖5A和5B)可以增加到預(yù)定折射率的85％或更高。由于這種改善，由角形響應(yīng)引起的現(xiàn)象幾乎觀察不到，因而提供了允許優(yōu)質(zhì)運(yùn)動(dòng)圖象顯示的LCD。
制作LC區(qū)域?qū)挾萕3小于2μm的LCD是困難的。因此，優(yōu)選LC區(qū)域的寬度為2μm或更大，并且也是由于相同的原因，優(yōu)選棱寬度W1和狹縫寬度W2為4μm或更大。
本發(fā)明的LCD所采用的OS驅(qū)動(dòng)方法并不特別限定，可以采用任何已知的OS驅(qū)動(dòng)方法。OS電壓可以例如下設(shè)定。在如上所述的顯示灰度級(jí)每隔32級(jí)轉(zhuǎn)換(例如從V0到V32)中，設(shè)定OS電壓以使在一個(gè)垂直掃描周期內(nèi)達(dá)到預(yù)定透射率時(shí)，可以通過(guò)利用每32灰度級(jí)轉(zhuǎn)換所確定的OS電壓，通過(guò)內(nèi)插法獲得灰度級(jí)轉(zhuǎn)換小于32級(jí)所要施加的OS電壓。該OS電壓可以根據(jù)轉(zhuǎn)換前后的灰度級(jí)變化。或者，如上面的文獻(xiàn)2中提及的，某些灰度級(jí)之間的轉(zhuǎn)換也可以不施加OS電壓。
在本實(shí)施例中，每隔32灰度級(jí)確定通過(guò)其在一幀周期后達(dá)到預(yù)定透射率的OS電壓，利用該已經(jīng)確定的OS電壓值，使用內(nèi)插法獲得對(duì)應(yīng)于32級(jí)以內(nèi)的各灰度級(jí)轉(zhuǎn)換的OS電壓值。使用如此獲得的OS電壓，驅(qū)動(dòng)具有寬W3為14μm或更小的LC區(qū)域的本實(shí)施例的MVA LCD。因此，可以獲得優(yōu)質(zhì)的運(yùn)動(dòng)圖象顯示。
然后，將描述本實(shí)施例的MVA LCD的孔徑比和透射率。從圖2和3中發(fā)現(xiàn)，減小LC區(qū)域?qū)挾萕3意味著降低孔徑比((象素面積-棱面積-狹縫面積)/象素面積)，并因此降低顯示亮度。因此，如果排列調(diào)節(jié)裝置之間的間距(即，LC區(qū)域?qū)挾萕3)統(tǒng)一地減少以提高響應(yīng)特性，孔徑比將減小。為了避免該問(wèn)題，例如在上面提到的文獻(xiàn)1(例如，見(jiàn)圖107)中，當(dāng)一個(gè)象素的某一部分中相鄰的排列調(diào)節(jié)裝置的間距變窄時(shí)，在該象素的其它部分該間距變寬，從而在不降低孔徑比的條件下獲得響應(yīng)特性的提高。然而，由于上述原因，排列調(diào)節(jié)裝置之間的間距有窄的和寬的部分，這將導(dǎo)致形成響應(yīng)速度差別很大的部分(尤其是，導(dǎo)致響應(yīng)速度低的部分的面積增加)，如文獻(xiàn)1中所述。這將使得角形響應(yīng)的問(wèn)題變得顯著。
根據(jù)圖2和3中所示的本發(fā)明的實(shí)施例的LCD的基本結(jié)構(gòu)，第一和第二排列調(diào)節(jié)裝置21和22之間的間隔(即，條形液晶區(qū)域13A的寬度W3)設(shè)定在上述的范圍內(nèi)，因此可以抑制角形響應(yīng)問(wèn)題的發(fā)生。同樣，雖然在所說(shuō)明的實(shí)例中在一個(gè)象素中液晶區(qū)域13A的寬度統(tǒng)一，但是在某些情況下由于與制造工藝有關(guān)的原因(例如，在焊接襯底的工藝中的對(duì)準(zhǔn)錯(cuò)誤)，也可以在一個(gè)象素中形成寬度W3不同的液晶區(qū)域13A。然而，在這種情況下，只要各液晶區(qū)域13A的寬度W3滿足上述條件，就可以抑制角形響應(yīng)問(wèn)題的發(fā)生。
此外，從所進(jìn)行的與本發(fā)明相關(guān)的檢查中澄清，盡管LC區(qū)域?qū)挾萕3比傳統(tǒng)使用的寬度小，但是本實(shí)施例的MVA LCD能夠保持其顯示亮度不降低。這歸功于通過(guò)使LC區(qū)域?qū)挾萕3比傳統(tǒng)寬度小，得到的象素的單位面積的透射率(下文稱作“透射效率”)提高的意外結(jié)果。通過(guò)實(shí)際測(cè)量象素的透射率并用測(cè)量值除以孔徑比來(lái)確定該透射效率。此處，透射效率由0～1之間的某個(gè)值表示。
在圖10A和10B中示出了本實(shí)施例的具有各種元件參數(shù)的LCD的透射效率的結(jié)果，這些不同的元件參數(shù)如上參照?qǐng)D6所述。圖10A和10B的曲線圖中，x軸分別代表(LC區(qū)域?qū)挾萕3/狹縫寬度W2)和(狹縫寬度W2/液晶層的厚度d)。圖10C示出了各LCD的孔徑比。
從圖10A中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)(LC區(qū)域?qū)挾萕3/狹縫寬度W2)為1.5或更小時(shí)，該透射效率相對(duì)于傳統(tǒng)獲得的(約0.7)有相當(dāng)?shù)奶岣?。同樣，在圖10B中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)(狹縫寬度W2/液晶層的厚度d)約為3或更大時(shí)，該透射效率穩(wěn)定在約0.7或更大。
將參照?qǐng)D11描述圖10A中所示的減小LC區(qū)域?qū)挾萕3會(huì)提高透射效率的原因。圖11示意性地示出了液晶區(qū)域13A中位于狹縫22附近的液晶分子13a是如何排列的。在液晶區(qū)域13A的液晶分子13a中，那些靠近條形液晶區(qū)域13A的邊13X(長(zhǎng)邊)的在傾斜電場(chǎng)的影響下在垂直于長(zhǎng)邊13X的平面內(nèi)傾斜。相反，位于液晶區(qū)域13A的與長(zhǎng)邊13X相交叉的邊13Y(短邊)附近的液晶分子13a在傾斜電場(chǎng)下，沿不同于長(zhǎng)邊13X附近的液晶分子13a的傾斜方向傾斜。換言之，靠近液晶區(qū)域13A的短邊13Y的液晶分子13a沿不同于由狹縫22的排列調(diào)節(jié)力確定的預(yù)定排列方向傾斜，其擾亂了液晶區(qū)域13A中的液晶分子13a的排列。通過(guò)減小液晶區(qū)域13A的寬度W3(即，減小(短邊長(zhǎng)度/長(zhǎng)邊長(zhǎng)度)的值)，在狹縫22的排列調(diào)節(jié)力的影響下沿預(yù)定方向傾斜的液晶分子13a在液晶區(qū)域13A的所有液晶分子13a中的比例增加，從而增加了透射效率。通過(guò)這種減小LC區(qū)域?qū)挾萕3的方式，獲得的是液晶區(qū)域13A中的液晶分子13a穩(wěn)定排列的效果，由此透射效率提高。
從各種方式的檢查中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)液晶層的厚度d小，例如小于3μm時(shí)，通過(guò)減小LC區(qū)域?qū)挾萕3獲得的使排列穩(wěn)定的效果(提高透射效率的效果)表現(xiàn)顯著。原因分析如下。當(dāng)液晶層的厚度d較小時(shí)，來(lái)自狹縫22的傾斜電場(chǎng)的作用更強(qiáng)。然而，此時(shí)，來(lái)自位于象素電極12附近的柵極總線和源極總線的電場(chǎng)，或者來(lái)自相鄰的象素電極的電場(chǎng)對(duì)液晶層的影響更大。這些電場(chǎng)產(chǎn)生擾亂液晶層13A中的液晶分子13a的排列的效果。因此，可以說(shuō)在液晶層的厚度d小的情況下，上述的排列穩(wěn)定的效果表現(xiàn)顯著，其中液晶分子13a的排列趨向于被擾亂。
本實(shí)施例中例舉的LCD包括相對(duì)厚的覆蓋柵極總線和源極總線的層間絕緣膜52，并且象素電極12在層間絕緣膜52上形成，如圖2所示。將參照?qǐng)D12A和12B描述層間絕緣膜52對(duì)液晶分子13a的排列的影響。
如圖12A所示，本實(shí)施例的層間絕緣膜52相對(duì)較厚(例如，厚度為約1.5μm～約3.5μm)。因此，即使象素電極12和柵極總線或源極總線51通過(guò)其間的層間絕緣膜52相互重疊，其間形成的電容也太小而不會(huì)對(duì)顯示質(zhì)量有影響。同樣，存在于相鄰的象素電極12之間的液晶分子的排列也是主要受對(duì)立電極11和象素電極12之間的傾斜電場(chǎng)影響，這在圖12A中通過(guò)電力線示意性示出，而幾乎不受源極總線51影響。
相反，當(dāng)形成相對(duì)薄的層間絕緣膜52’(例如厚度為幾百納米的SiO2薄膜)時(shí)，如果例如源極總線51和象素電極12通過(guò)其間的層間絕緣膜52’相互重疊，會(huì)形成相對(duì)大的電容，導(dǎo)致顯示質(zhì)量退化。為了防止這種問(wèn)題，如圖12B所示，所作的排列避免象素電極12和源即總線51之間的重疊。在這種排列中，象素電極12和源極總線51之間的產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)存在于相鄰的象素電極12之間的液晶分子13a影響大，這在圖12B中通過(guò)電力線示出，導(dǎo)致對(duì)位于象素電極12末端的液晶分子13a的排列的擾亂。
比較圖12A和12B可明顯看出，通過(guò)像本實(shí)施例所例舉的LCD那樣提供相對(duì)厚的層間絕緣膜52，液晶分子13a基本不受來(lái)自柵極總線/源極總線的電場(chǎng)影響，因而可以使用排列調(diào)節(jié)裝置方便地使其沿所需方向排列。此外，由于使用相對(duì)厚的層間絕緣膜52使來(lái)自總線的電場(chǎng)的影響被最小化，所以通過(guò)減小液晶層的厚度獲得的排列穩(wěn)定效果能夠顯著表現(xiàn)。
在上述的實(shí)施例中，棱21和狹縫22的組合被用作第一和第二排列調(diào)節(jié)裝置的組合。通過(guò)棱-棱組合和狹縫-狹縫組合也可以獲得基本相同的效果?；蛘?，為了加強(qiáng)狹縫22的排列調(diào)節(jié)力，可以在狹縫22的較低的面(與液晶層13相對(duì)的面)上放置電極(例如，當(dāng)狹縫貫穿象素電極形成時(shí)的存儲(chǔ)電容器電極)，該電極的電勢(shì)不同于貫穿其形成狹縫22的電極的電勢(shì)。
以響應(yīng)特性為出發(fā)點(diǎn)，優(yōu)選小的液晶層13的厚度d(例如，見(jiàn)圖5A和5B)。通過(guò)在具有上述結(jié)構(gòu)的LCD中將液晶層13的厚度d設(shè)定為小于3μm，能夠提供允許更高清晰度運(yùn)動(dòng)圖像顯示的MVA LCD。
將參照?qǐng)D13A和13B描述為什么通過(guò)減小液晶層13的厚度d會(huì)提高響應(yīng)特性的原因。
在圖13A的曲線圖中，x軸代表液晶區(qū)域13A的寬度W3和液晶層13的厚度d的乘積，y軸代表透射率周轉(zhuǎn)時(shí)間。參照?qǐng)D13B描述此處“透射率周轉(zhuǎn)時(shí)間”的定義。如上所述，在OS驅(qū)動(dòng)中，圖13B示意性示出了透射率隨時(shí)間的變化。具體說(shuō)來(lái)，通過(guò)施加OS電壓(在0ms時(shí)刻)，透射率在一幀(16.7ms時(shí)刻)后達(dá)到預(yù)定值，然后減小到最低值。然后，透射率逐漸增加到接近對(duì)應(yīng)于預(yù)定灰度電壓的值。在透射率的這種變化中，從第一次到達(dá)預(yù)定透射率的時(shí)刻(16.7ms)經(jīng)過(guò)最低值到達(dá)預(yù)定透射率的99％的時(shí)刻之間的時(shí)間長(zhǎng)度被稱為“周轉(zhuǎn)時(shí)間”。注意所說(shuō)明的結(jié)果是當(dāng)灰度級(jí)從0轉(zhuǎn)變到32時(shí)獲得的。
從圖13A中發(fā)現(xiàn)，(d×W3)越小，透射率周轉(zhuǎn)時(shí)間越短，表現(xiàn)出越優(yōu)秀的響應(yīng)特性。優(yōu)選LC區(qū)域的寬度W3設(shè)定為14μm或更小，如上所述。在這種情況下，如果液晶層的厚度設(shè)定為小于3μm，則透射率周轉(zhuǎn)時(shí)間將約為100ms或更短。
如上所述，通過(guò)將LC區(qū)域的寬度W3設(shè)定為14μm或更小且將液晶層的厚度d設(shè)定為小于3μm，可以抑制與角形響應(yīng)有關(guān)的問(wèn)題的發(fā)生，并且進(jìn)一步提高響應(yīng)特性。
如上所述，實(shí)際制作了13英寸VGA LCD的樣機(jī)，并且評(píng)估了其運(yùn)動(dòng)圖象顯示的性能。評(píng)估結(jié)果如下。對(duì)于元件尺寸，使用基本與圖4所示的LCD 100中所例舉的相同的值，除了在此例中LC區(qū)域?qū)挾萕3設(shè)定為10.7μm。為了比較，也評(píng)估了其中液晶層厚度d為3.4μm且LC區(qū)域?qū)挾葹?5.4μm的傳統(tǒng)LCD的特性。
圖14A～14C示出了傳統(tǒng)LCD和本發(fā)明的LCD的象素部分的整體透射率隨時(shí)間變化的評(píng)估結(jié)果。具體說(shuō)來(lái)，圖14A～14C示出了當(dāng)灰度級(jí)顯示從0轉(zhuǎn)變到32(圖14A)，從0轉(zhuǎn)變到64(圖14B)以及從0轉(zhuǎn)變到96(圖14C)時(shí)所觀察到的角形響應(yīng)的特性。注意本發(fā)明的LCD和傳統(tǒng)LCD均使用OS驅(qū)動(dòng)，且工作溫度為5℃。
從圖14A～14C中發(fā)現(xiàn)，在上面的任何情況下，在其中響應(yīng)特性已經(jīng)得到提高的本發(fā)明的LCD中，最低透射率高于傳統(tǒng)LCD中的，可獲得對(duì)應(yīng)于預(yù)定的灰度級(jí)的透射率的80％或更大。此外，作為以上述方式進(jìn)行的客觀評(píng)估的結(jié)果，當(dāng)對(duì)傳統(tǒng)LCD進(jìn)行OS驅(qū)動(dòng)時(shí)觀察到暗帶，而對(duì)本發(fā)明的LCD進(jìn)行OS驅(qū)動(dòng)時(shí)幾乎識(shí)別不出暗帶。
接下來(lái)，將參照下面的表1～6描述本發(fā)明的LCD和傳統(tǒng)LCD的OS驅(qū)動(dòng)的具體條件和響應(yīng)特性。注意，表1～6示出的是5℃下獲得的結(jié)果。
在表1～6中，左端(起)的值表示原始狀態(tài)中的顯示灰度級(jí)，最上行的(端)的值表示重寫后的顯示灰度級(jí)。此處，將描述的是原始狀態(tài)的顯示灰度級(jí)是0的情況。
表1和表4中分別示出了用于本發(fā)明的LCD和傳統(tǒng)LCD的所設(shè)定OS電壓值(此處由相對(duì)應(yīng)的顯示灰度級(jí)表示)的設(shè)定。例如，如表1所示，對(duì)于顯示從灰度級(jí)0到32的轉(zhuǎn)變，施加對(duì)應(yīng)于灰度級(jí)94的電壓值作為OS電壓。至于表1和4中未示出的灰度級(jí)，基于表1和4中設(shè)定的關(guān)系準(zhǔn)備了圖15所示的曲線圖，以通過(guò)內(nèi)插法獲得相應(yīng)的OS灰度級(jí)。
表2和3分別示出了當(dāng)對(duì)本發(fā)明的LCD不使用OS驅(qū)動(dòng)和使用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)所需的響應(yīng)時(shí)間。類似地，表5和6分別示出了當(dāng)對(duì)傳統(tǒng)LCD不使用OS驅(qū)動(dòng)和使用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)所需的響應(yīng)時(shí)間。該測(cè)量中使用的響應(yīng)時(shí)間(單位msec)是指當(dāng)灰度級(jí)的每個(gè)轉(zhuǎn)換中預(yù)定透射率從0％變到100％時(shí)，透射率從10％變化到90％所需要的時(shí)間。
如表1和4所示，每隔32灰度級(jí)設(shè)定OS電壓以便在一幀周期內(nèi)達(dá)到預(yù)定灰度級(jí)。例如，如表1中所示，對(duì)于本發(fā)明的LCD，用于使灰度級(jí)從0轉(zhuǎn)換到32的OS電壓(OSV32)設(shè)定為V94(對(duì)應(yīng)于灰度級(jí)94的電壓)。這意味著施加V94代替常規(guī)驅(qū)動(dòng)中施加的V32。對(duì)于傳統(tǒng)LCD，如表4所示，用于使灰度級(jí)從0轉(zhuǎn)換到32的OS電壓(OSV32)設(shè)定為V156(對(duì)應(yīng)于灰度級(jí)156的電壓)。傳統(tǒng)LCD中的OS電壓值較高的原因在于本發(fā)明的LCD響應(yīng)特性更優(yōu)秀(響應(yīng)時(shí)間更短)，從表2和5之間的比較這是明顯的。
從表2所示的響應(yīng)時(shí)間中發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的LCD中，當(dāng)不使用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)，在低灰度級(jí)顯示中響應(yīng)時(shí)間趨向于大于一幀周期(16.7msec)。然而，使用OS驅(qū)動(dòng)，對(duì)于所有灰度級(jí)，響應(yīng)時(shí)間可以變得小于一個(gè)幀周期，如表3所示。此外，如上所述角形響應(yīng)的問(wèn)題不再發(fā)生。相反，當(dāng)對(duì)傳統(tǒng)LCD使用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)，響應(yīng)時(shí)間大大提高，如表6所示，但是在某些情況下仍然大于一個(gè)幀周期，而且如上所述還會(huì)發(fā)生角形響應(yīng)的問(wèn)題。
表1OS數(shù)量 結(jié)束

表2(無(wú)OS，10-90％)結(jié)束

表3(有OS，10-90％)結(jié)束

表4OS數(shù)量 結(jié)束

表5(無(wú)OS，10-90％)結(jié)束

表6(有OS，10-90％)結(jié)束

如上所述，通過(guò)采用OS驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的LCD表現(xiàn)出極好的運(yùn)動(dòng)圖象顯示特性。因此，通過(guò)另外提供用于接收電視廣播的電路，該LCD適合用作允許高清晰度運(yùn)動(dòng)圖象顯示的LCD TV。為了獲得OS驅(qū)動(dòng)，可以廣泛采用已知的方法。還可以提供用于施加OS電壓的驅(qū)動(dòng)電路，所施加的OS電壓高于提前確定的對(duì)應(yīng)于預(yù)定灰度級(jí)的灰度電壓(或者可能施加該灰度電壓)?；蛘撸琌S驅(qū)動(dòng)可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。
在上面的實(shí)施例中，描述了采用OS驅(qū)動(dòng)的本發(fā)明。也有不采用OS驅(qū)動(dòng)而以類似的方法施加電壓的情況(例如，以V0→V94→V32的順序施加顯示信號(hào)電壓)。在這種情況下，同樣可以獲得本發(fā)明的效果。
本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于上述的MVA LCD，也可以應(yīng)用于其它排列分隔的垂直排列LCD，其中液晶層的對(duì)準(zhǔn)是分開(kāi)的，不使用平面(二維)排列膜，而使用線性(一維)排列調(diào)節(jié)裝置(狹縫和棱)，即，液晶分子的排列狀態(tài)和響應(yīng)速度隨距排列調(diào)節(jié)裝置的距離變化。例如，本發(fā)明也適用于圖16中所示的連續(xù)風(fēng)車狀排列(continuous pinwheelalignment)(CPA)的LCD。
在圖16所示的具有象素200a的CPA LCD中，液晶層的排列被象素電極32分隔開(kāi)(固體部分，其中實(shí)際存在導(dǎo)電層的部分)，開(kāi)口42貫穿象素電極32形成，并且棱41(突出)經(jīng)過(guò)其間的垂直排列液晶層放置在與象素電極32相對(duì)的對(duì)立電極(未示出)上。在該CPA LCD中，垂直排列液晶層被分隔從而產(chǎn)生環(huán)繞每個(gè)棱41的連續(xù)變化的排列方向。棱41對(duì)應(yīng)于第一排列調(diào)節(jié)裝置，開(kāi)口42對(duì)應(yīng)于第二排列調(diào)節(jié)裝置。象素電極32的外邊緣具有像開(kāi)口42一樣允許產(chǎn)生傾斜電場(chǎng)的形狀。
在上述的CPA LCD中，如圖16所示，棱41的寬度對(duì)應(yīng)于第一排列調(diào)節(jié)裝置的寬度W1，開(kāi)口42的寬度對(duì)應(yīng)于第二排列調(diào)節(jié)裝置的寬度W2，在象素電極32上的棱41和開(kāi)口42之間的區(qū)域被定為具有寬度W3的液晶區(qū)域。通過(guò)設(shè)定這些寬度使其滿足上面的實(shí)施例中所述的條件，可以獲得與上述MVA LCD獲得的基本相同的效果。注意，在該CPALCD中，其中排列調(diào)節(jié)裝置(棱和開(kāi)口)的形狀和寬度隨方向變化，可以在其中液晶區(qū)域的寬度W3最大的方向上進(jìn)行滿足上述條件的設(shè)定。
在上面的實(shí)例中，在MVA LCD和CPA LCD中，從頂部(垂直于顯示平面的方向)看，第一排列調(diào)節(jié)裝置(例如，棱)和第二排列調(diào)節(jié)裝置(例如，狹縫)的由這些裝置確定的與液晶區(qū)域接觸的邊是直線或曲線。這些邊的形狀不限于此。
例如，對(duì)于圖17中所示的MVA LCD，使用從頂部看具有梳狀的排列調(diào)節(jié)裝置。在圖17中所示的具有象素300a的MVA LCD中，液晶層的排列被象素電極72分隔開(kāi)，開(kāi)口62貫穿象素電極72形成，并且棱(突出)61經(jīng)過(guò)其間的垂直排列液晶層放置在與象素電極72相對(duì)的對(duì)立電極(未示出)上。如同上述實(shí)施例中的MVA LCD中的一樣，棱61是具有恒定寬度W1的條形。每個(gè)開(kāi)口62包括條形主干62a和沿與主干62a垂直的方向延伸的分支62b。條形棱61和條形主干62a相互平行放置，確定了其間具有寬度W3的液晶區(qū)域。開(kāi)口62的分支62b沿液晶區(qū)域的寬度方向延伸，因此每個(gè)開(kāi)口62從頂部看整體為梳狀。如日本公開(kāi)專利出版物No.2002-107730中所述，使用梳狀開(kāi)口62，暴露在傾斜電場(chǎng)下的液晶分子的比例增加，因而能夠提高響應(yīng)特性。然而，由于液晶分子的響應(yīng)速度的分布只受棱61和開(kāi)口62之間的距離影響，不管開(kāi)口62的分支62b是否存在，都會(huì)在開(kāi)口62和開(kāi)口62的主干62a之間形成上述的響應(yīng)速度低的第三LC部分。
因此，在具有象素300a的MVA LCD中，同樣可以通過(guò)如上述實(shí)施例中的LCD中那樣設(shè)定寬度W1、W2和W3，來(lái)獲得上述的效果。這也適用于圖16中所示的CPA LCD。
在上面對(duì)于排列分隔的垂直排列LCD的結(jié)構(gòu)(尤其是LC區(qū)域?qū)挾萕3)的描述中沒(méi)有提及黑電壓的影響，該排列分隔垂直排列LCD在使用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出極好的運(yùn)動(dòng)圖象顯示性能。例如在圖6的曲線圖中作為典型例子黑電壓實(shí)際設(shè)定為1.2V，圖6表示的是最低透射率與LC區(qū)域?qū)挾萕3之間的關(guān)系。
下面，將參照?qǐng)D18和19描述黑電壓對(duì)最低透射率與LC區(qū)域?qū)挾萕3的關(guān)系的影響。此例中LCD的元件參數(shù)如表7所示。注意，圖18和19中的測(cè)量結(jié)果是在25℃(面板表面溫度)下獲得的。對(duì)于所有的LCD，白電壓為7.6V。圖18示出了在顯示從灰度級(jí)0轉(zhuǎn)換到32時(shí)，施加OS電壓后所觀察到的最低透射率相對(duì)于灰度級(jí)32的透射率為100％的百分比。圖19示出了在顯示從灰度級(jí)0轉(zhuǎn)換到64時(shí)，施加OS電壓后所觀察到的最低透射率相對(duì)于灰度級(jí)64的透射率為100％的百分比。作為用于任何LCD的液晶層的液晶材料，所選擇的是具有旋轉(zhuǎn)粘性γ1約為133mPa·s，流動(dòng)粘性ν約為19mm2/s，并產(chǎn)生對(duì)約300nm的液晶層的阻滯作用(厚度d×雙折射Δn)。
在圖18和19中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于LC區(qū)域?qū)挾萕3的所有值，黑電壓越表7

高，最低透射率越低。因此，為了提高運(yùn)動(dòng)圖象顯示性能，優(yōu)選設(shè)定高黑電壓。這種趨勢(shì)的原因在于使用的黑電壓越高，與傾斜電場(chǎng)一起產(chǎn)生的排列調(diào)節(jié)力越強(qiáng)，這增加了液晶分子的傾斜的角度。從這點(diǎn)很容易理解黑電壓越高透射率變得越高。因此，從這一點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選低的黑電壓以獲得高反差比。具有LC區(qū)域?qū)挾萕3為11μm的LCD，在使用0V、0.5V、1.0V和1.6V的黑電壓時(shí)，其反差比的順序?yàn)?57、613、573和539。
在圖18中，通過(guò)將LC區(qū)域?qū)挾萕3設(shè)定為14μm或更小，即使當(dāng)黑電壓為0V時(shí)也能夠保證85％或更大的最低透射率。類似地，在圖19中，可以保證超過(guò)85％的最低透射率。進(jìn)一步，通過(guò)將LC區(qū)域?qū)挾萕3設(shè)定為12μm或更小，在圖18中可以保證約85％或更大的透射率，并且在圖19中可以保證90％或更大的透射率。
如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例提供的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)圖象顯示性能，即使設(shè)定黑電壓小于傳統(tǒng)設(shè)定時(shí)，其運(yùn)動(dòng)圖象顯示性能也能夠等于或高于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。換言之，不用犧牲運(yùn)動(dòng)圖象顯示性能就可以提高反差比。注意，由于所需的運(yùn)動(dòng)圖象顯示性能和反差比的級(jí)別依賴于LCD的使用，所以可以對(duì)二者進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。
因此，根據(jù)本發(fā)明，提高了諸如MVA LCD、CPA LCD的具有大視角特性的排列分隔的垂直排列LCD的響應(yīng)特性，并且因此提供了允許高清晰度運(yùn)動(dòng)圖象顯示的LCD。尤其是，可以對(duì)排列分隔的垂直排列LCD采用OS驅(qū)動(dòng)，而不發(fā)生由于角形響應(yīng)導(dǎo)致的顯示質(zhì)量的退化，并且由此提供了允許高清晰度運(yùn)動(dòng)圖象顯示的LCD。本發(fā)明的LCD有各種應(yīng)用，例如TV。
雖然以優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，對(duì)所公開(kāi)的發(fā)明做多種修改以及采用多種上述具體列出的實(shí)施例之外的實(shí)施例是顯而易見(jiàn)的。因此，通過(guò)附加權(quán)利要求書覆蓋所有的在本發(fā)明的宗旨和范圍之內(nèi)的對(duì)本發(fā)明的修改。
權(quán)利要求
1.具有多個(gè)象素的液晶顯示器件，每個(gè)象素具有第一電極、與第一電極相對(duì)的第二電極，以及置于第一和第二電極之間的垂直排列液晶層，該器件包括具有第一寬度的第一排列調(diào)節(jié)裝置，位于液晶層的第一電極側(cè)；具有第二寬度的第二排列調(diào)節(jié)裝置，位于液晶層的第二電極側(cè)；以及確定在第一排列調(diào)節(jié)裝置和第二排列調(diào)節(jié)裝置之間的具有第三寬度的液晶區(qū)域，其中該第三寬度為2μm～14μm。
2.權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中第一排列調(diào)節(jié)裝置為具有第一寬度的條形，第二排列調(diào)節(jié)裝置為具有第二寬度的條形，并且液晶區(qū)域?yàn)榫哂械谌龑挾鹊臈l形。
3.權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中第三寬度為12μm或更小。
4.權(quán)利要求3的液晶顯示器件，其中第三寬度為8μm或更小。
5.具有多個(gè)象素的液晶顯示器件，每個(gè)象素具有第一電極、與第一電板相對(duì)的第二電極，以及置于第一和第二電板之間的垂直排列液晶層，該器件包括具有第一寬度的第一排列調(diào)節(jié)裝置，位于液晶層的第一電極側(cè)；具有第二寬度的第二排列調(diào)節(jié)裝置，位于液晶層的第二電極側(cè)；以及確定在第一排列調(diào)節(jié)裝置和第二排列調(diào)節(jié)裝置之間的具有第三寬度的液晶區(qū)域，其中液晶區(qū)域包括位于第一排列調(diào)節(jié)裝置附近的具有第一響應(yīng)速度的第一液晶部分；位于第二排列調(diào)節(jié)裝置附近的具有第二響應(yīng)速度的第二液晶部分；以及具有低于第一和第二響應(yīng)速度的第三響應(yīng)速度的第三液晶部分，該第三液晶部分確定在第一液晶部分和第二液晶部分之間，以及在該第三液晶部分中，一部分的寬度是2μm或更小，在該部分中在對(duì)應(yīng)于從施加電壓開(kāi)始的一個(gè)垂直掃描周期的時(shí)間過(guò)后達(dá)到的透射率是黑色顯示狀態(tài)下透射率的兩倍或不到兩倍，所施加的電壓足夠高以允許透射率在一個(gè)垂直掃描周期內(nèi)從黑色顯示狀態(tài)達(dá)到灰度級(jí)32/255的透射率值。
6.權(quán)利要求5的液晶顯示器件，其中第一排列調(diào)節(jié)裝置為具有第一寬度的條形，第二排列調(diào)節(jié)裝置為具有第二寬度的條形，并且液晶區(qū)域?yàn)榫哂械谌龑挾鹊臈l形。
7.權(quán)利要求5的液晶顯示器件，其中一個(gè)垂直掃描周期是16.7msec。
8.權(quán)利要求5的液晶顯示器件，其中第三寬度為2μm～14μm。
9.權(quán)利要求8的液晶顯示器件，其中第三寬度為12μm或更小。
10.權(quán)利要求9的液晶顯示器件，其中第三寬度為8μm或更小。
11.權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中第一排列調(diào)節(jié)裝置是棱，且第二排列調(diào)節(jié)裝置是貫穿第二電極形成的狹縫。
12.權(quán)利要求11的液晶顯示器件，其中第一寬度為4μm～20μm，且第二寬度為4μm～20μm。
13.權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中第一電極是對(duì)立電極，且第二電極是象素電極。
14.權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中液晶層的厚度小于3μm。
15.權(quán)利要求14的液晶顯示器件，其中第二寬度/液晶層的厚度為3或更大。
16.權(quán)利要求14的液晶顯示器件，其中其中第三寬度/第二寬度為1.5或更小。
17.權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其中該器件有彼此相對(duì)放置的一對(duì)偏振片，其間有液晶層，該對(duì)偏振片的透射軸相互正交，其中一個(gè)透射軸沿顯示面的水平方向延伸，并且放置第一和第二排列調(diào)節(jié)裝置以便沿與該一個(gè)透射軸成約45°的方向延伸。
18.權(quán)利要求1的液晶顯示器件，還包括能夠施加過(guò)沖電壓的驅(qū)動(dòng)電路，該過(guò)沖電壓高于預(yù)先對(duì)應(yīng)于預(yù)定的灰度確定的灰度電壓。
19.具有多個(gè)象素的液晶顯示器件，每個(gè)象素具有第一電極、與第一電極相對(duì)的第二電極，以及置于第一電極和第二電極之間的垂直排列液晶層，該器件包括具有第一寬度的條形第一排列調(diào)節(jié)裝置，位于液晶層的第一電極側(cè)；具有第二寬度的條形第二排列調(diào)節(jié)裝置，位于液晶層的第二電極側(cè)；以及確定在第一排列調(diào)節(jié)裝置和第二排列調(diào)節(jié)裝置之間的具有第三寬度的條形液晶區(qū)域，其中該第三寬度為2μm～14μm，并且液晶層的厚度小于3μm。
20.用于權(quán)利要求1的液晶顯示器件的驅(qū)動(dòng)方法，包括在顯示高于在前的垂直掃描周期中顯示的灰度級(jí)的給定灰度級(jí)時(shí)施加過(guò)沖電壓的步驟，該過(guò)沖電壓高于對(duì)應(yīng)于給定灰度級(jí)的預(yù)定灰度電壓。
21.權(quán)利要求20的驅(qū)動(dòng)方法，其中設(shè)定該過(guò)沖電壓使得在對(duì)應(yīng)于一個(gè)垂直掃描周期的時(shí)間內(nèi)顯示亮度達(dá)到對(duì)應(yīng)于給定灰度級(jí)的預(yù)定值。
22.電子設(shè)備，包括權(quán)利要求1中的液晶顯示器件。
23.權(quán)利要求22的電子設(shè)備，還包括用于接收電視廣播的電路。
全文摘要
提供了排列分隔的垂直排列液晶顯示器件，當(dāng)采用OS驅(qū)動(dòng)時(shí)其允許高清晰度運(yùn)動(dòng)圖象顯示。該器件具有多個(gè)象素，每個(gè)象素具有第一電極11、與第一電極相對(duì)的第二電極12，以及置于第二和第二電極之間的垂直排列液晶層13。該器件包括具有第一寬度的第一排列調(diào)節(jié)裝置，位于第一電極一側(cè)的液晶層中；具有第二寬度的第二排列調(diào)節(jié)裝置，位于第二電極一側(cè)的液晶層中；以及確定在第一和第二排列調(diào)節(jié)裝置之間的具有第三寬度的液晶區(qū)域。該第三寬度為2μm～14μm。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1576976SQ20041005895
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月24日
發(fā)明者久保真澄, 山本明弘, 大上裕之, 越智貴志 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社