專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置。更詳細(xì)而言，涉及適用于通過利用施加電壓使液晶層彎曲變形來控制光的透過的顯示方式的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置以薄型、輕量和低消耗電力為特征，在各種領(lǐng)域被廣泛使用。而且， 其顯示性能隨著年月的經(jīng)過而格外地進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到超越CRT(陰極射線管)的程度。液晶顯示裝置的顯示方式根據(jù)在單元內(nèi)使液晶如何排列而被決定。以往， 作為液晶顯示裝置的顯示方式，已知有例如TN(Twisted Nematic 扭轉(zhuǎn)向列)模式、 MVA (Multi-domain Vertical Alignment 多疇垂直取向)模式、IPS (In-plane Switching 面內(nèi)開關(guān)型)模式和OCB(Optically self-Compensated Birefringence 光學(xué)自補(bǔ)償雙折射)模式等各種顯示方式。而且，使用這樣的顯示方式的液晶顯示裝置在被大量地生產(chǎn)。其中，例如TN模式的液晶顯示裝置被廣泛地普遍被使用。但是，TN模式的液晶顯示裝置在響應(yīng)慢、視野角窄等方面存在改善的余地。與此相對，MVA模式是如下的模式在有源矩陣基板的像素電極設(shè)置有狹縫，并且在對置基板的對置電極設(shè)置有液晶分子取向控制用的突起(肋)，通過由它們形成的邊緣場(Fringe Field)使液晶分子的取向方向向多個方向分散(例如，參照非專利文獻(xiàn)1和 2)。而且，MVA模式在施加電壓時將液晶分子傾倒的方向分割(Multi-domain)為多個，由此實現(xiàn)廣視野角。此外，MVA模式因為是垂直取向模式，所以與TN、IPS和OCB各模式相比， 具有能夠獲得高對比度的特征。但是，不僅制造工序復(fù)雜，而且與TN模式一樣在響應(yīng)慢這方面存在改善的余地。針對該MVA模式的工藝上的問題，提案有使用ρ型向列液晶作為液晶材料、保持基于垂直取向的高對比度性、并且利用橫電場進(jìn)行驅(qū)動，由此限定液晶分子的取向方位的顯示方式(例如，參照專利文獻(xiàn)1 6)。該方式因為不需要利用突起物的取向控制，所以像素結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的視野角特性，但是存在驅(qū)動電壓高、光透過率低這樣的大的問題。此夕卜，存在低灰度等級特性變差的情況。另一方面，IPS模式是以更加簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)廣視野角的顯示方式，因為使液晶分子在面內(nèi)開關(guān)，所以視野角非常廣(例如，參照非專利文獻(xiàn)3和4)。但是，IPS模式也與TN 模式和MVA模式一樣在響應(yīng)較慢這方面存在改善的余地。此外，不適合于要求低溫下的高速性的便攜式設(shè)備、車載設(shè)備。在上述各種顯示方式中，OCB模式是唯一能夠以僅在已被平行地取向處理的兩個基板間夾持向列液晶的簡單結(jié)構(gòu)就能夠?qū)崿F(xiàn)高速響應(yīng)的顯示方式(例如，參照非專利文獻(xiàn) 5和6)。因此，OCB模式在低溫的響應(yīng)特性成為問題的車載用途等方面被特別注目。但是，OCB模式雖然表現(xiàn)出高速的響應(yīng)性，但是在電源投入時需要從作為初始取向的顯示器取向向驅(qū)動時的 彎曲取向轉(zhuǎn)移的操作，除了通常的驅(qū)動電路以外還需要初始轉(zhuǎn)移用驅(qū)動電路，因此存在成本上升的問題。此外，在視野角特性不如MVA模式、IPS模式等方面存在進(jìn)一步改善的余地。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開昭57-618號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開平10-186351號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開平10-333171號公報專利文獻(xiàn)4 日本特開平11-24068號公報專利文獻(xiàn)5 日本特開2000-275682號公報專利文獻(xiàn)6 日本特開2002-55357號公報非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn) 1 K. Ohmuro, S. Kataoka, T. Sasaki, and Y. Koike, "Development of Super-High-Image-Quality Vertical-Alignment-ModeLCD", SID 1997 Digest,1997, No. 33. 3，p. 845-848##^lJiIK 2 :H. Yoshida, T. Kamada, K. Ueda, R. Tanaka, T. Koike, K. Okamoto, P.L.Chen and J. Lin,"Multi-domain Vertically Aligned LCDs with Super-wide Viewing Range for Gray-scale Images",AsiaDisplay/IMID' 04 Digest,2004，No. 12. 2， p.198-201非專利文獻(xiàn)3 :R. A. Soref,‘‘Field Effects in Nematic Liquid Crystals Obtained with Interdigital Electrodes", J. Appl.Phys. ,1974, Vol. 45, No. 12, p. 5466-5468非專利文獻(xiàn)4 :K. Kiefer, B. Weber, F. ffindschield, and G. Baur, " In-Plane Switching of Nematic Liquid Crystals",Proc. The 12th Int' IDisp. Res. Conf. (Japan Display，92)，1992，No.P2-30，p. 547-5505 :P. L. Bos and J. A. Rahman, "An Optically "Self-Compensating" Electro-Optical Effect with Wide Angle of View",1993, Technical Digest of SID Symp. ,p.273-2766 :Y. Yamaguchi, T. Miyashita, and T. Uchida, “Wide—Viewing—Angle Display Mode for the Active-Matrix LCD Using Bend-Alignment Liquid-Crystal Cell”，Technical Digest of SID Symp. ，1993，p.277-280

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，至今尚未發(fā)明出能夠同時實現(xiàn)高速響應(yīng)性、廣視野角特性和高對比度特性的全部的液晶面板和液晶顯示裝置。此外，不需要初始彎曲轉(zhuǎn)移操作、能夠?qū)崿F(xiàn)實用的彎曲取向的液晶面板和液晶顯示裝置也尚未發(fā)明。本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而完成的，其目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)良好的廣視野角特性和高速響應(yīng)性并且能夠通過不需要初始彎曲轉(zhuǎn)移操作的顯示方式進(jìn)行顯示的液晶顯示裝置。
本發(fā)明的發(fā)明者們對能夠同時實現(xiàn)良好的廣視野角特性和高速響應(yīng)性并且能夠通過不需要初始彎曲轉(zhuǎn)移操作的顯示方式進(jìn)行顯示的液晶顯示裝置進(jìn)行了各種研究，著眼于使用P型向列液晶作為液晶材料、保持基于垂直取向的高對比度性、并且利用橫電場進(jìn)行驅(qū)動，由此限定液晶分子的取向方位的顯示方式。而且發(fā)現(xiàn)通過使梳齒狀電極的電極寬度L與電極間隔S滿足(S+1.7)/(S+L)彡0.7的關(guān)系，或者在一個像素區(qū)域內(nèi)設(shè)置第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第二區(qū)域的梳齒狀電極的電極 寬度L和電極間隔S的比S/L與第一區(qū)域不同，能夠同時實現(xiàn)與MVA模式、IPS模式同等的廣視野角特性以及與OCB模式一樣的或者其以上的高速響應(yīng)性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)不需要初始彎曲轉(zhuǎn)移操作的顯示方式，從而想到能夠出色地解決上述問題，完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明是一種液晶顯示裝置，其包括被夾持在兩個基板之間的ρ型向列液晶， 該兩個基板中的至少一個是透明的基板，該液晶顯示裝置(以下也稱為“本發(fā)明的第一液晶顯示裝置”)的特征在于，上述P型向列液晶在未施加電壓時相對于上述兩個基板面垂直地取向，上述兩個基板中的至少一個具有梳齒狀電極，上述梳齒狀電極的電極寬度L與電極間隔S滿足(S+l. 7)/(S+L)彡0. 7的關(guān)系。由此，能夠同時實現(xiàn)良好的廣視野角特性和高速響應(yīng)性，并且能夠通過不需要初始彎曲轉(zhuǎn)移操作的顯示方式進(jìn)行顯示。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)高透過率和高對比度。作為本發(fā)明的第一液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)，只要這樣的構(gòu)成要素為必須形成的要素，則既可以包括其它的構(gòu)成要素，也可以不包括其它的構(gòu)成要素，并無特別限定。此外，本發(fā)明是一種液晶顯示裝置，其包括被夾持在兩個基板之間的ρ型向列液晶，該兩個基板中的至少一個是透明的基板，該液晶顯示裝置(以下也稱為“本發(fā)明的第二液晶顯示裝置”)的特征在于，上述P型向列液晶在未施加電壓時相對于上述兩個基板面垂直地取向，上述兩個基板中的至少一個具有梳齒狀電極，上述液晶顯示裝置在一個像素區(qū)域內(nèi)具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第二區(qū)域的上述梳齒狀電極的電極寬度L和電極間隔S 的比S/L與上述第一區(qū)域不同。由此，能夠同時實現(xiàn)良好的廣視野角特性和高速響應(yīng)性，并且能夠通過不需要初始彎曲轉(zhuǎn)移操作的顯示方式進(jìn)行顯示。此外，能夠提高低灰度等級特性。作為本發(fā)明的第二液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)，只要這樣的構(gòu)成要素為必須形成的要素，則既可以包括其它的構(gòu)成要素，也可以不包括其它的構(gòu)成要素，并無特別限定。另外，在本發(fā)明的第一液晶顯示裝置和第二液晶顯示裝置中，所謂“垂直”并不必須是嚴(yán)格地垂直，鑒于本發(fā)明的效果，包括能夠?qū)嵸|(zhì)上視為垂直的方式。更具體而言，上述液晶顯示裝置的預(yù)傾角優(yōu)選為88°以上。此外，也可以包括制造工藝上發(fā)生的誤差。此外，本發(fā)明的第一液晶顯示裝置和第二液晶顯示裝置既可以是進(jìn)行黑白顯示的液晶顯示裝置，也可以是進(jìn)行彩色顯示的液晶顯示裝置，但是在進(jìn)行彩色顯示的情況下，像素(構(gòu)成顯示圖像的最小單位)通常由多色(例如三色)的圖像元素(單色的區(qū)域，子像素)構(gòu)成。因此，在將本發(fā)明的第一液晶顯示裝置和第二液晶顯示裝置用于彩色顯示的液晶顯示裝置的情況下，“像素”通常能夠換作“圖像元素”。以下說明本發(fā)明的第一液晶顯示裝置和第二液晶顯示裝置的優(yōu)選方式。另外，以下所示的各方式也可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合。從提高低灰度等級特性的觀點出發(fā)，優(yōu)選如下方式本發(fā)明的第一液晶顯示裝置在一個像素區(qū)域內(nèi)具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第二區(qū)域的上述電極寬度L和電極間隔S 的比S/L與上述第一區(qū)域不同。另外，在本發(fā)明的第一液晶顯示裝置和第二液晶顯示裝置中，對于同一像素區(qū)域內(nèi)并排設(shè)置幾種比S/L不同的區(qū)域并無特別限定，也可以形成比S/L彼此不同的三個以上的區(qū)域。這樣，本發(fā)明的第一液晶顯示裝置和第二液晶顯示裝置也可以在一個像素區(qū)域內(nèi)具有上述電極寬度L與上述電極間隔S的比S/L彼此不同的多個區(qū)域。 從實現(xiàn)高透過率和高對比度的觀點出發(fā)，優(yōu)選如下方式在本發(fā)明的第二液晶顯示裝置中，上述電極寬度L和上述電極間隔S滿足(S+1.7)/(S+L)彡0.7(以下也稱為式 ⑴)的關(guān)系。這樣，也可以組合本發(fā)明的第一液晶顯示裝置和本發(fā)明的第二液晶顯示裝置。在本發(fā)明的第一液晶顯示裝置和第二液晶顯示裝置中，更加優(yōu)選上述電極寬度L 和上述電極間隔S滿足(S+1.7)/(S+L)彡0.8的關(guān)系。由此，能夠不使用背光源的亮度提高薄膜等用于提高亮度的附加部件，實現(xiàn)與現(xiàn)有的MVA模式同等的亮度。此外，在本發(fā)明的第一液晶顯示裝置和第二液晶顯示裝置中，進(jìn)一步優(yōu)選上述電極寬度L和上述電極間隔S滿足(S+1.7)/(S+L)彡0.9(以下也稱為式(2))的關(guān)系。由此， 即使不僅能夠削減上述附加部件，而且即使削減光源自身的數(shù)量、降低光源自身的亮度等， 也能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)有的MVA模式同等的亮度。本發(fā)明的第一液晶顯示裝置和第二液晶顯示裝置也可以除了具有上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域以外，進(jìn)一步具有上述電極寬度L和電極間隔S中的至少一個與上述第一區(qū)域以及上述第二區(qū)域不同的一個以上的區(qū)域。此外，優(yōu)選上述第一區(qū)域或上述第二區(qū)域的開口區(qū)域占像素開口區(qū)域的50%以上。由此，能夠使上述第一區(qū)域的開口區(qū)域和上述第二區(qū)域的開口區(qū)域的大小不同，因此能夠有效地抑制像素區(qū)域內(nèi)死區(qū)的發(fā)生。這樣，本發(fā)明的第一液晶顯示裝置和第二液晶顯示裝置也可以在一個顯示區(qū)域內(nèi)具有上述電極寬度L與上述電極間隔S的比S/L彼此不同的多個區(qū)域，并且上述多個區(qū)域中的一個區(qū)域的開口區(qū)域占像素開口區(qū)域的50 %以上。從可靠地實現(xiàn)良好的顯示特性、特別是更可靠地實現(xiàn)其中的高速響應(yīng)性和高透過率的觀點出發(fā)，優(yōu)選上述電極寬度L和上述電極間隔S滿足S/LS 3. 75 (以下，也稱為式 (3))的關(guān)系。從可靠地實現(xiàn)良好的顯示特性、特別是更可靠地實現(xiàn)其中的高透過率的觀點出發(fā)，優(yōu)選上述電極間隔S為3 μ m(更優(yōu)選為3. 5 μ m)以上。從可靠地實現(xiàn)良好的顯示特性、特別是更可靠地實現(xiàn)其中的高速響應(yīng)性的觀點出發(fā)，優(yōu)選上述電極間隔S為10 μ m(更優(yōu)選為8.5 μ m)以下。此夕卜，如果將電極間隔S的上限假定為10 μ m左右，則為了滿足(S+1.7)/ (S+L)彡0.7，根據(jù)(10+1.7)/(10+L)彡0. 7，成為L彡6. 7。因此，優(yōu)選上述電極寬度L為大致7μπι以下。同樣，如果將電極間隔S的上限假定為10 μ m左右，則為了滿足(S+1. 7) / (S+L)彡0.8，根據(jù)(10+1.7)/(10+L)彡0. 8，成為L彡4. 6。因此，優(yōu)選上述電極寬度L為大致5μπι以下。
另一方面，從可靠地實現(xiàn)良好的顯示特性、特別是更可靠地其中的高速響應(yīng)性的觀點出發(fā)，優(yōu)選上述電極寬度L為4μπι(更優(yōu)選為3.5μπι)以下。即，優(yōu)選上述電極寬度L 滿足L彡4μπι(以下也稱為式(4))的關(guān)系。從抑制斷線的發(fā)生的觀點出發(fā)，即從滿足工藝上的制約的觀點出發(fā)，優(yōu)選上述電極寬度L為2μπι(更優(yōu)選為2.5μπι)以上。即，優(yōu)選上述電極寬度L滿足L彡2μπι(以下也稱為式(5))的關(guān)系。此處，上述式(1) (5)的關(guān)系如圖14所示。從抑制短路的發(fā)生的觀點出發(fā)，也可以為如下方式上述梳齒狀電極包括共用電極組和像素電極組，上述共用電極組和上述像素電極組隔著絕緣層配置。 從實現(xiàn)低電壓化、即實現(xiàn)低電壓驅(qū)動的觀點出發(fā)，優(yōu)選上述ρ型向列液晶的介電各向異性Δ ε為10以上(更優(yōu)選為15以上)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，能夠同時實現(xiàn)良好的廣視野角特性和高速響應(yīng)性， 并且能夠通過不需要初始彎曲轉(zhuǎn)移操作的顯示方式進(jìn)行顯示。更詳細(xì)而言，通過梳齒狀電極的電極寬度L和電極間隔S滿足(S+1.7)/(S+L)彡0.7的關(guān)系，能夠同時實現(xiàn)與MVA模式、IPS模式同等的廣視野角特性以及與OCB模式一樣的、或者其以上的高速響應(yīng)性。此外， 通過在一個像素區(qū)域內(nèi)設(shè)置至少兩個以上的電極寬度L和電極間隔S的比S/L彼此不同的區(qū)域(第一區(qū)域和第二區(qū)域)，能夠同時實現(xiàn)與MVA模式、IPS模式同等的廣視野角特性； 與OCB模式一樣的、或者其以上的高速響應(yīng)性；和低灰度等級特性的提高。


圖1是表示實施方式1的液晶顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)的立體示意圖。圖2是表示向?qū)嵤┓绞?的液晶顯示裝置施加了電壓時的單元內(nèi)的電位分布的一個例子的截面圖。圖3是表示向?qū)嵤┓绞?的液晶顯示裝置施加了電壓時的液晶取向分布的一個例子的截面圖。圖4是表示實施例1的液晶顯示元件的基本結(jié)構(gòu)的截面示意圖。圖5是用于說明實施例1的液晶顯示裝置的透過軸方位和電場施加方向的平面圖。圖6是表示實施例1的液晶顯示裝置的電極寬度和電極間隔與最大透過率的關(guān)系的圖表。圖7是表示實施例1的液晶顯示裝置的響應(yīng)特性的溫度依賴性的圖表。圖8是用于說明實施方式1的液晶顯示裝置的高速響應(yīng)性的截面示意圖。圖9是表示實施例3的液晶顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)的截面示意圖。圖10是表示實施例4的液晶顯示裝置的電壓_透過率特性的圖表。圖11是表示比較例2的MVA模式的液晶顯示元件的基本結(jié)構(gòu)的截面示意圖。圖12是用于說明比較例2的液晶顯示裝置的透過軸方位和電場施加方向的平面圖。圖13是用于說明施加電場時的比較例2的MVA模式的液晶顯示元件的液晶取向的截面示意圖。 圖14是表示本發(fā)明的電極寬度L和電極間隔S的優(yōu)選范圍的圖表。圖15是表示實施例7的液晶顯示元件的基本結(jié)構(gòu)的截面示意圖。圖16是表示實施例7的液晶顯示裝置的電壓_透過率特性的圖表。附圖標(biāo)記的說明11，12，42，43，92，96，142，143，242，243 基板13，14，44，45，95，97，144，145，244，245 取向膜15，48，100，248 液晶(ρ 型向列液晶)16，41，91，94，241 電極(梳齒狀電極)17，18，49，50，101，102，149，150，249，250 偏光板46，98，146，246 球形間隔物47，99，147，247 密封部件93 絕緣層148 液晶(η型向列液晶)151，152:透明電極151a:開口部153:突起(肋)254 彩色濾光片255 平坦化層
具體實施例方式以下列舉實施方式，參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，本發(fā)明并不僅限于這些實施方式。(實施方式1)本實施方式的液晶顯示裝置是通過施加電場來在單元內(nèi)形成電場強(qiáng)度的分布、實現(xiàn)液晶的彎曲排列的液晶顯示裝置。此外，本實施方式的液晶顯示裝置是相對于基板面在橫方向上對垂直取向的P型向列液晶(具有正的介電各向異性的向列液晶)施加電場的液晶顯示裝置，其特征在于通過施加電場形成更加彎曲的排列。圖1是表示實施方式1的液晶顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)的立體示意圖。在兩片透明基板11、12上設(shè)置有垂直取向膜13、14， 在未施加電壓時P型向列液晶(液晶分子15)表現(xiàn)為垂直取向。更具體而言，垂直取向膜 13、14附近的液晶分子15以長軸在未施加電壓時大致垂直地朝向基板11、12的各個的方式取向。這樣，液晶分子15的預(yù)傾角只要是大致垂直便不需要被嚴(yán)格地控制，但是，從獲得高對比度的觀點出發(fā)，優(yōu)選為88°以上。此外，基板11、12與一般的液晶顯示裝置中利用的由玻璃、塑料構(gòu)成的透明基板相同即可，但是，更具體而言，優(yōu)選光透過率為75%以上(更優(yōu)選為90%以上)，優(yōu)選霧度為5%以下(更優(yōu)選為3%以下)。通過使光透過率為75%以上，能夠?qū)⒈緦嵤┓绞接糜诹畠r的觸摸面板。此外，通過使光透過率為90%以上，能夠?qū)⒈緦嵤┓绞接糜谕ǔ５腡FT-IXD液晶顯示面板。此外，在一個基板12上形成有以梳齒狀的共用電極組與梳齒狀的像素電極組相互咬合的方式相對配置的梳齒狀電極16。另外，共用電極組包括相互平行的多個共用電極，各共用電極在像素(或圖像元素)的周邊區(qū)域相互連接。在共用電極組，各像素(或圖像元素)被供給共用的信號(共用信號)。此外，像素電極組也包括相互平行的多個像素電極，各像素電極在像素(或圖像元素)的周邊區(qū)域相互連接。像素電極組與各像素(或圖像元素)對應(yīng)地設(shè)置，在像素電極組，每個像素(或圖像元素)在規(guī)定的定時被供給圖像信號。進(jìn)一步，在兩個基板11、12的外主面上設(shè)置有偏光板17、18。這樣的單元結(jié)構(gòu)在專利文獻(xiàn)1中被公開，在專利文獻(xiàn)3和4中公開有通過施加電場來形成彎曲狀的電場從而形成彼此的指向矢方位180°不同的兩個疇的方式和隨之能夠獲得廣視野角特性的情況。

但是，在專利文獻(xiàn)1 4中記載的公知的單元結(jié)構(gòu)中，雖然具有良好的視野角特性，但是存在驅(qū)動電壓高、單元透過率低等問題，不能進(jìn)行實際應(yīng)用。基于這樣的狀況，我們對上述問題進(jìn)行了專心探討，結(jié)果發(fā)現(xiàn)能夠通過使電極寬度和電極間距離(電極間隔)為恰當(dāng)?shù)臈l件來控制上述彎曲取向的程度。由此，首次實現(xiàn)了以實用的驅(qū)動電壓獲得高的光透過率。此外，在本發(fā)明中，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠任意地控制彎曲取向的程度，因此能夠與OCB模式一樣利用流動效果實現(xiàn)高速度響應(yīng)特性等，其實用價值極高。在OCB模式中，在比臨界電壓稍高的電壓，從展曲取向向彎曲取向轉(zhuǎn)移。此時的彎曲取向表現(xiàn)出最大的曲率，在與施加高電壓時的緩和的彎曲取向之間進(jìn)行灰度等級顯示。 與此相對，在本實施方式的液晶顯示裝置中，在施加高電壓時的曲率大的彎曲取向和未施加電壓時的垂直取向之間進(jìn)行灰度等級顯示。此時的最大曲率依賴于施加電壓，電場強(qiáng)度越大就變得越大。即，能夠利用電極寬度和電極間距離任意地控制施加高電壓時的最大曲率，能夠使施加高電壓時的最大曲率為OCB模式以上，能夠?qū)崿F(xiàn)OCB模式以上的高速響應(yīng)。 另外，此處的曲率是“彎曲的程度”的意思，并不是物理上定義的曲率。另一方面，在“彎曲的程度”大到必要以上的情況下，像將一根棒子折彎那樣，彎曲取向被破壞。對于此，本發(fā)明能夠通過減小取向膜的表面錨定能來實現(xiàn)更加穩(wěn)定的彎曲取向狀態(tài)。圖2表示被施加7V的電壓時的單元內(nèi)的等電位曲線。此時，液晶分子根據(jù)該電場強(qiáng)度分布和來自界面的束縛力排列。在圖3表示此時的情況。通過施加電壓，液晶分子從垂直取向向彎曲狀排列連續(xù)地變化。即，在通常的驅(qū)動中，液晶層常呈彎曲狀排列，能夠以不同的灰度等級間的響應(yīng)進(jìn)行高速響應(yīng)。此外，由圖3可知，與電極(梳齒狀電極16)上相比，未存在電極的區(qū)域一方的彎曲變形的程度大，光調(diào)制率大。本發(fā)明基于以下發(fā)現(xiàn)而完成，該發(fā)現(xiàn)為能夠通過使面板結(jié)構(gòu)最佳化來控制該彎曲狀排列的程度。根據(jù)本發(fā)明，能夠加大彎曲的程度，能夠獲得高的光透過率。此外，在本實施方式的液晶顯示裝置中，與OCB模式一樣，在液晶分子要運動時，液晶分子的流動(flow) 向有助于它的方向運動，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高速的響應(yīng)。以下列舉實施例，參照附圖更加詳細(xì)地說明本發(fā)明。(實施例1)表示實施例1的液晶顯示元件的基本結(jié)構(gòu)的截面示意圖在圖4中表示。制作了被設(shè)定為各種電極寬度L和電極間隔S的多個液晶顯示元件。首先，在具有被設(shè)定為電極寬度L和電極間隔S的ITO制的梳齒狀電極(梳齒電極)41的玻璃基板42上，利用旋涂法涂敷JSR公司制造的取向膜涂料JALS-204(5wt. %, Y - 丁內(nèi)酯溶液)后，在200°C燒制兩小時，形成了取向膜44。此時的取向膜44的膜厚為60nm。同樣，使用與取向膜44相同的取向膜涂料在玻璃基板43上制作了膜厚為60nm的取向膜45。之后，使積水化學(xué)工業(yè)公司制造的直徑為4 μ m的樹脂珠46 (Micropearl SP 微珠SP)分散在基板42上，在基板43上印刷三井東壓化學(xué)工業(yè)公司制造的密封樹脂47 ( ^卜，夕卜K XN-21-S:結(jié)構(gòu)體粘合劑 XN-21-S)，將這些基板貼合并在250°C燒制3小時，由此，制作出液晶單元。之后，將★夂” 公司(CHISS0C0RP0RATI0N)制造的液晶材料 48 :SD_5654(A ε = 16. 2, Δη = 0. 099)利用真空注入法封入并貼合偏光板49、50，制作出了多個實施例1的液晶顯示元件。此時的電場施加的方向與偏光板49、50的軸方位的關(guān)系在圖5中表示。這樣，偏光板49、50以正交尼科爾的方式配置，并且在將偏光板49、50的透過軸方位所形 成的角二等分的方向上施加電場。圖6表示在向各個液晶顯示元件施加OV 20V的30Hz矩形波時的室溫(25°C ) 下的最大透過率。橫軸表示在單元內(nèi)有助于透過率的區(qū)域的比例。數(shù)學(xué)式中1.7的值為實驗值，表示從電極端起1. 7μπι的區(qū)域有助于提高透過率。此外，圖中的數(shù)字表示電極寬度 L/電極間隔S。其中，電極寬度L是共用電極和像素電極相對配置的部分的寬度(較短方向上的長度)，電極間隔S是共用電極和像素電極相對配置的部分的、相鄰的共用電極與像素電極間的間隔。從圖6可知，(S+1.7)/(S+L)的值越大，最大透過率越高。現(xiàn)有的MVA模式的模式透過率為80%左右，但是由于由肋區(qū)域?qū)е碌墓饬康膿p失等，液晶層的透過率為50%或其以下。因為在實際的液晶面板(MVA模式)中成為像素開口率、彩色濾光片透過率和偏光板透過率的積，所以只能實現(xiàn)4% 5%的面板透過率。因此，如何提高液晶層的光透過率(模式透過率)是重要的。因為在本發(fā)明的顯示方式中不需要肋，所以液晶層的光透過率只要為50 55%以上，便能夠?qū)崿F(xiàn)實用的顯示方式。這樣，如果模式透過率為50%左右以上，則成為與現(xiàn)有顯示模式(例如MVA模式)相同程度的面板透過率，能夠?qū)崿F(xiàn)更加明亮(更低消耗電力的)液晶顯示裝置，但是，即使模式透過率不足50%，因為面板結(jié)構(gòu)簡單，所以制造成本也低，其實用價值非常大。如果僅為了單純地提高透過率，則將電極間隔S變寬即可，但是如果將電極間隔S 變寬，則響應(yīng)時間變大。圖6表示即使不將電極間隔S變寬也能夠通過加大(S+1.7)/(S+L) 的值提高透過率的情況，通過本發(fā)明而首次變得明白。此外，圖7表示電極寬度L為4 μ m、電極間隔S為4 μ m的情況下的響應(yīng)特性的溫度依賴性。如通過該圖所能明白的那樣，本發(fā)明即使在低溫時也表現(xiàn)出高速的響應(yīng)，其實用的價值非常大。本發(fā)明的液晶顯示裝置中包括的液晶顯示元件表現(xiàn)出高速響應(yīng)的理由是 通過施加電壓，液晶分子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和彎曲變形。如圖8所示，施加電壓時，在液晶層中發(fā)生流動(圖8中以箭頭表示的方向的流動)，但是，以在相鄰的共用電極和像素電極間的大致中央產(chǎn)生的向錯線(disclinationline)(暗的線)對稱，發(fā)生相反方向的旋轉(zhuǎn)，在向錯線附近，同一方向的轉(zhuǎn)矩發(fā)揮作用。因此，由于不會如TN模式、MVA模式那樣發(fā)生液晶層中的流動阻礙彼此的運動的情況，所以與OCB模式一樣能夠表現(xiàn)出高速響應(yīng)。這樣的高速響應(yīng)性與彎曲的程度(曲率)相對應(yīng)。該彎曲的程度依賴于液晶材料的物性(特別是其中的介電常數(shù)△ ε和彈性系數(shù))，但是也根據(jù)梳齒狀電極的電極寬度L、電極間隔S和液晶層厚度(單元縫隙)等變化。即，在本發(fā)明中，能夠通過單元內(nèi)的電場強(qiáng)度的分布任意地控制彎曲的程度，能夠?qū)崿F(xiàn)OCB模式以上的高速響應(yīng)。至此，對使用子7 乂公司制造的SD-5654(A ε = 16.2, Δη = 0,099)作為液晶材料、分散直徑4μπι的珠的試驗單元(單元縫隙=4μπι)時的實驗結(jié)果進(jìn)行了說明，將對其它系統(tǒng)中的實驗結(jié)果也進(jìn)行說明。除了使用夕公司(默克公司)制造的MJ08420X(A ε = 18.9, Δη = 0. 10) 作為液晶材料、分散直徑3. 4μ m的珠以外，對與上述方法同樣地制作的試驗單元(單元縫隙=3.4μπι)在各種電極寬度L/電極間隔S下測定了電壓-透過率特性。下表表示施加電壓6V時的透過率。(表1)
權(quán)利要求
1. 一種液晶顯示裝置，其包括被夾持在兩個基板之間的P型向列液晶，該兩個基板中的至少一個是透明的基板，該液晶顯示裝置的特征在于所述P型向列液晶在未施加電壓時相對于該兩個基板面垂直地取向， 所述兩個基板中的至少一個具有梳齒狀電極，所述梳齒狀電極的電極寬度L與電極間隔S滿足(S+1.7)/(S+L)彡0.7的關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于在一個像素區(qū)域內(nèi)具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第二區(qū)域的所述電極寬度L和所述電極間隔S的比S/L與所述第一區(qū)域不同。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一區(qū)域或所述第二區(qū)域的開口區(qū)域占像素開口區(qū)域的50 %以上。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述電極寬度L和所述電極間隔S滿足S/L ( 3. 75的關(guān)系。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述電極寬度L為2μπι以上。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述電極寬度L為4μπι以下。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述梳齒狀電極包括共用電極組和像素電極組，該共用電極組和該像素電極組隔著絕緣層配置。
8.如權(quán)利要求1 7中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述電極寬度L和所述電極間隔S滿足(S+1.7)/(S+L)彡0.8的關(guān)系。
9.如權(quán)利要求1 8中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述電極寬度L和所述電極間隔S滿足(S+1.7)/(S+L)彡0.9的關(guān)系。
10.一種液晶顯示裝置，其包括被夾持在兩個基板之間的ρ型向列液晶，該兩個基板中的至少一個是透明的基板，該液晶顯示裝置的特征在于所述P型向列液晶在未施加電壓時相對于該兩個基板面垂直地取向， 所述兩個基板中的至少一個具有梳齒狀電極，所述液晶顯示裝置在一個像素區(qū)域內(nèi)具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第二區(qū)域的該梳齒狀電極的電極寬度L和電極間隔S的比S/L與該第一區(qū)域不同。
11.如權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一區(qū)域或所述第二區(qū)域的開口區(qū)域占像素開口區(qū)域的50 %以上。
12.如權(quán)利要求10或11所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述電極寬度L和所述電極間隔S滿足(S+1.7)/(S+L)彡0.7的關(guān)系。
13.如權(quán)利要求10 12中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述電極寬度L和所述電極間隔S滿足S/L ( 3. 75的關(guān)系。
14.如權(quán)利要求10 13中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述電極寬度L為2μπι以上。
15.如權(quán)利要求10 14中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述電極寬度L為4μπι以下。
16.如權(quán)利要求10 15中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述梳齒狀電極包括共用電極組和像素電極組，該共用電極組和該像素電極組隔著絕緣層配置。
17.如權(quán)利要求10 16中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述電極寬度L和所述電極間隔S滿足(S+1.7)/(S+L)彡0.8的關(guān)系。
18.如權(quán)利要求10 17中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述電極寬度L和所述電極間隔S滿足(S+1.7)/(S+L)彡0.9的關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置能夠同時實現(xiàn)良好的廣視野角特性和高速響應(yīng)性，并且能夠通過不需要初始彎曲轉(zhuǎn)移操作的顯示方式進(jìn)行顯示。本發(fā)明的液晶顯示裝置包括被夾持在兩個基板之間的p型向列液晶，該兩個基板中的至少一個是透明基板，上述p型向列液晶在未施加電壓時相對于上述兩個基板面垂直地取向，上述兩個基板中的至少一個具有梳齒狀電極，該液晶顯示裝置構(gòu)成為上述梳齒狀電極的電極寬度L與電極間隔S滿足(S+1.7)/(S+L)≥0.7的關(guān)系的方式，在一個像素區(qū)域內(nèi)具有第一區(qū)域以及上述梳齒狀電極的電極寬度L和電極間隔S的比S/L與上述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域的方式，或者組合有這些方式。
文檔編號G02F1/139GK102317849SQ200980113309
公開日2012年1月11日 申請日期2009年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者村田充弘, 櫻井猛久, 石原將市, 神崎修一 申請人:夏普株式會社