Жидкокристаллическая панель и устройство жидкокристаллического дисплея

Жидкокристаллическая панель и устройство жидкокристаллического дисплея

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к жидкокристаллической панели и к устройству жидкокристаллического дисплея, в частности, к панели жидкокристаллического дисплея и к устройству жидкокристаллического дисплея, каждое из которых управляет передачей света путем создания искажения изгиба в жидкокристаллическом слое посредством приложения напряжения.

Предшествующий уровень техники

Устройства жидкокристаллического дисплея имеют малую толщину, малый вес и малое потребление энергии и используются в различных областях. Характеристика отображения таких устройств жидкокристаллического дисплея значительно улучшается с каждым годом. В результате в последнее время рабочие характеристики отображения устройств жидкокристаллического дисплея стали гораздо лучше, чем и у CRT (электронно-лучевых трубок).

Режим отображения устройства жидкокристаллического дисплея определяется тем, как жидкий кристалл выровнен в жидкокристаллической ячейке. Обычно различные режимы отображения известны как режимы отображения устройств жидкокристаллического дисплея.

Примеры таких режимов отображения известны как TN (твист Нематический) режим, MVA (режим многодоменного вертикального выравнивания), режим IPS (переключение в плоскости) и режим OCB (оптически компенсированного двойного лучепреломления). Устройства жидкокристаллического дисплея, в которых используются такие способы отображения, обычно изготовляют серийно.

Список литературы

Патентная литература

Патентная литература 1

Публикация заявки на японский патент, Tokukaishou, № 57-618 (опубликована 5 января 1982 г.).

Патентная литература 2

Публикация заявки на японский патент, Tokukaihei, № 10-186351 (опубликована 14 июля 1998 г.).

Патентная литература 3

Публикация заявки на японский патент, Tokukaihei, № 10-333171 (опубликована 18 декабря 1998 г.).

Патентная литература 4

Публикация заявки на японский патент, Tokukaihei, № 11-24068 (опубликована 29 января 1999 г.).

Патентная литература 5

Публикация заявки на японский патент, Tokukai, № 2000-275682 (опубликована 6 октября 2000 г.).

Патентная литература 6

Публикация заявки на японский патент, Tokukai, № 2002-5357 (опубликована 20 февраля 2002 г.).

Непатентная литература

Непатентная литература 1

K. Ohmuro, S. Kataoka, T. Sasaki, and Y. Koike, 'Development of Super-High-Image-Quality Vertical-Alignment-Mode LCD', SID 1997 Digest, No.33.3, p.845-848, 1997.

Непатентная литература 2

H. Yoshida, T. Kamada, K. Ueda, R. Tanaka, Y. Koike, K. Okamoto, P. L. Chen and J. Lin, 'Multi-domain Vertically Aligned LCDs with Super-wide Viewing Range for Gray-scale Images', Asia Display/IMID'04 Digest, No. 12.2 (2004).

Непатентная литература 3

"R. A. Soref, 'Field Effects in Nematic Liquid Crystals Obtained with Interdigital Electrodes', J. Appl. Phys., Vol. 45, No. 12, p.5466-5468, 1974.

Непатентная литература 4

R. Kiefer, B. Weber, F. Windschield, and G. Baur, 'In-Plane Switching of Nematic Liquid Crystals', Proc. The 12th Int'l Disp. Res. Conf. (Japan Display'92), No.P2-30, p.547-550, 1992.

Непатентная литература 5

"P. L. Bos and J. A. Rahman, 'An Optically "Self-Compensating" Electro-Optical Effect with Wide Angle of View', Technical Digest of SID Symp., p.273-276, 1993.

Непатентная литература 6

Y. Yamaguchi, T. Miyashita, and T. Uchida, 'Wide-Viewing-Angle Display Mode for the Active-Matrix LCD Using Bend-Alignment Liquid-Costal Cell', Technical Digest of SID Symp., p.277-280, 1993.

Среди устройств жидкокристаллического дисплея с такими различными режимами отображения, например, как описаны выше, в общем, широкое распространение получило устройство жидкокристаллического дисплея, в котором используется режим TN.

Однако устройство жидкокристаллического дисплея, в котором используется режим TN, имеет недостатки, такие как медленный отклик и узкий угол обзора.

Режим MVA (см., например, Непатентную литературу 1 и 2) представляет собой режим отображения, в соответствии с которым формируется поле окантовки в результате обеспечения прорези для каждого электрода пикселя на подложке активной матрицы и, кроме того, предусмотрено ребро для управления выравниванием молекулы жидкого кристалла к противоэлектроду на противоподложке, обеспечивая, таким образом, множество направлений выравнивания молекул жидкого кристалла.

В режиме MVA устройство жидкокристаллического дисплея достигает широкого угла обзора благодаря наличию множества направлений разделения (многодоменное), в каждом из которых молекулы жидкого кристалла наклоняются в то время, когда подают напряжение. Кроме того, используя режим вертикального выравнивания, устройство жидкокристаллического дисплея в режиме MVA позволяет получать более высокий контраст по сравнению с устройствами жидкокристаллического дисплея, работающими в других режимах, таких как режим TN, режим IPS и режим OCB. Однако устройство жидкокристаллического дисплея с режимом работы MVA имеет недостатки, например: (i) процесс производства является сложным, и (ii) скорость отклика в устройстве жидкокристаллического дисплея, работающего в режиме TN, является низкой.

Среди других режимов отображения, описанных выше, режим IPS (см., например, непатентную литературу 3 и 4) известен как режим отображения, в соответствии с которым достигается широкий угол обзора, при использовании более простой конфигурации. Переключение молекул жидкокристаллического дисплея в пределах плоскости в режиме IPS работы устройства жидкокристаллического дисплея обеспечивает очень широкий угол обзора. Однако режим IPS также имеет недостаток, такой как низкая скорость отклика, как и в режиме TN, так и в режиме MVA. Кроме того, режим IPS не пригоден для мобильных устройств или устройств, установленных на борту транспортного средства, для которых требуется высокая скорость при низкой температуре.

В то же время среди различных режимов отображения режим OCB (см., например, непатентную литературу 5 и 6) представляет собой единственный режим отображения, который позволяет достичь высокой скорости отклика при использовании простой конфигурации, в которой нематические жидкие кристаллы просто расположены между двумя подложками, которые были подвергнуты обработке выравнивания в параллельных направлениях. Поэтому режим OCB особенно рекомендован для применения на борту транспортного средства, в котором характеристика отклика при низкой температуре может стать проблемой.

Однако при проявлении такого высокоскоростного отклика режим OCB требует операцию перехода от выравнивания с перекосом, которое представляет собой исходное выравнивание, к выравниванию с изгибом с управлением, когда источник питания включен. В соответствии с этим режим OCB требует схемы управления исходным переходом в дополнение к обычным схемам управления. Поэтому режиму OCB присущ фактор, связанный с повышением затрат. Кроме того, режим OCB обладает худшими характеристиками угла обзора по сравнению с режимом MVA и режимом IPS.

Кроме режимов отображения, описанных выше, предложен другой режим отображения для решения задачи обработки режима MVA. В таком режиме отображения осуществляют управление посредством поперечного электрического поля в режиме вертикального выравнивания, используя нематический жидкий кристалл p-типа, в качестве жидкокристаллического материала (см., например, патентную литературу 1-6).

В этом режиме отображения, в то время как поддерживаются высокие характеристики контраста благодаря вертикальному выравниванию, управление осуществляют, используя поперечное электрическое поле таким образом, что определяется направление выравнивания молекул жидкого кристалла. В режиме отображения конфигурация пикселей является простой, поскольку управление выравниванием посредством ребра, такого как в режиме MVA, не требуется. Кроме того, режим отображения позволяет получить отличные характеристики угла обзора.

В патентной литературе 3 и 4 описано, что изогнутое электрическое поле формируется посредством электрического поля; формируются два домена, имеющих директоры жидких кристаллов в направлениях, отличающихся друг от друга на 180 градусов; и в результате получают широкий угол обзора.

Однако режим отображения, описанный выше, имеет серьезную проблему, связанную с тем, что напряжение управления является высоким, и обеспечивается низкая пропускная способность света, хотя он имеет высокий контраст и отличные характеристики угла обзора, как описано выше. Кроме того, как и в режиме MVA, характеристика отклика режима отображения не достаточна для отображения движущихся изображений. Поэтому такой режим отображения еще не был введен в практическое использование.

Поэтому к настоящему времени не известна жидкокристаллическая панель и устройство жидкокристаллического дисплея, каждый из которых позволил бы одновременно достичь характеристик высокоскоростного отклика, широкого угла обзора и высокого контраста.

Краткое изложение существа изобретения

Настоящее изобретение было разработано с учетом описанных выше недостатков.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить применимую на практике жидкокристаллическую панель и применимое на практике устройство жидкокристаллического дисплея, каждое из которых позволяет одновременно достичь характеристик высокоскоростного отклика, широкого угла обзора и высокого контраста.

В этих условиях в результате тщательных исследований заявители настоящей заявки определили, что: (i) степенью выравнивания с изгибом (степенью изгиба молекул жидких кристаллов p-типа при выравнивании с изгибом) можно управлять путем установки в соответствующие условия конфигурации панели и значений физического свойства жидкокристаллического материала и (ii) высокая степень пропускания света может быть получена при применимом на практике напряжении управления путем управления степенью выравнивания с изгибом. В результате заявители настоящей заявки разработали настоящее изобретение. В результате вначале может быть получена высокая степень пропускания света, используя применимое на практике напряжение управления.

Для решения задач, описанных выше, жидкокристаллическая панель в соответствии с настоящим изобретением включает в себя: жидкокристаллический материал, расположенный между парой подложек, и электроды для приложения к жидкокристаллическому материалу электрического поля, параллельного поверхности подложки, жидкокристаллический материал включает в себя жидкокристаллический материал p-типа, жидкокристаллический материал p-типа вертикально выровнен относительно поверхности подложки, когда электрическое поле не приложено, электроды имеют ширину электрода 5 мкм или меньше, и промежуток между электродами составляет 15 мкм или меньше, жидкокристаллический материал p-типа имеет произведение (Δε · Δn) анизотропии Δε диэлектрической постоянной и анизотропии Δn коэффициента преломления в диапазоне от 1,3 до 3,1.

Следует отметить, что в настоящем изобретении выражение "приложение электрического поля параллельно поверхности подложки" означает "приложение электрического поля так, что оно, по меньшей мере, включает в себя компонент, параллельный поверхности подложки". Кроме того, выражение "жидкокристаллический материал p-типа вертикально выровнен относительно поверхности подложки" означает "жидкокристаллический материал p-типа, по меньшей мере, включающий в себя компонент выравнивания вертикальный относительно поверхности подложки". Другими словами, значения терминов "параллельный" и "вертикальный" включают в себя "по существу, параллельный" и "по существу, вертикальный".

Жидкокристаллической панелью управляют, используя так называемое поперечное электрическое поле, которое расположено параллельно поверхности подложки, в то время как поддерживается высокая характеристика контраста благодаря вертикальному выравниванию. Это позволяет достичь широкой характеристики угла обзора и высокой характеристики контраста с использованием простой конфигурации пикселей. Кроме того, поскольку операция перехода к исходному изгибу не нужна, может быть достигнуто применяемое на практике выравнивание с изгибом.

В жидкокристаллической панели, как и в случае режима OCB, когда молекулы жидких кристаллов должны передвигаться, потоки молекулы жидких кристаллов работают в направлении, которое способствует движению молекул жидких кристаллов. Поэтому становится возможным обеспечить высокоскоростной отклик. Характеристика такого высокоскоростного отклика соответствуют степени выравнивания с изгибом. В жидкокристаллической панели степень выравнивания с изгибом зависит от физических свойств (в частности, Δε · Δn) жидкокристаллического материала. Однако степень выравнивания с изгибом также изменяется в соответствии с шириной электрода и с промежутком между электродами. Путем установки значений ширины электрода и промежутка между электродами в пределах указанного выше диапазона становится возможным получить жидкокристаллическую панель, в которой степень деформации выравнивания жидких кристаллов будет большей, чем в обычной конфигурации.

В частности, путем установки ширины электрода для электродов, равной 5 мкм или меньше, и промежутка между электродами для электродов, равного 15 мкм или меньше, можно получить высокую степень пропускания света при практически применимом управляющем напряжении. Кроме того, путем установки (Δε · Δn) в диапазоне от 1,3 до 3,1 можно на практике получить высокую степень пропускной способности и характеристики высокоскоростной обработки. Поэтому в соответствии с описанной выше конфигурацией становится возможным обеспечить жидкокристаллическую панель, применимую на практике, позволяющую одновременно достичь характеристик (i) широкого угла обзора, который эквивалентен режиму MVA и режиму IPS, (ii) высокоскоростного отклика, настолько же быстрого или быстрее, чем в режиме OCB, и (iii) высокого контраста.

В жидкокристаллической панели произведение (Δnd) толщины d слоя и анизотропии Δn коэффициента преломления жидкокристаллического материала предпочтительно составляет 0,3 мкм или больше и 0,7 мкм или меньше.

По мере того как Δnd становится больше, максимальная пропускания способность проявляет тенденцию становиться большей. Однако существует распределение разности фаз в пределах плоскости жидкокристаллической ячейки. В области, где Δnd превышает половину длины волны, пропускная способность проявляет тенденцию уменьшения, в то время как толщина d слоя жидкокристаллического материала увеличивается. Поэтому при установке Δnd в пределах диапазона, указанного выше, достигается высокая пропускная способность и может быть более надежно получен высокоскоростной отклик.

Кроме того, упругая константа k33 жидкокристаллического материала предпочтительно составляет 15 пН или больше.

Время для отклика затухания должно составлять приблизительно 10 мс или меньше таким образом, что затухание заканчивается в пределах одного кадра. Как описано выше, при использовании жидкокристаллического материала, имеющего упругую константу k33 15 пН или больше, затухание может быть закончено в пределах одного кадра. В результате как пропускная способность, так и скорость отклика затухания могут быть удовлетворительными.

Кроме того, жидкокристаллический материал предпочтительно включает в себя 10% или больше тетрациклического жидкокристаллического материала.

Упругая константа k33 становится больше при включении тетрациклического жидкокристаллического материала в жидкокристаллический материал. В частности, при включении 10% или больше тетрациклического жидкокристаллического материала в жидкокристаллический материал затухание может быть закончено в пределах одного кадра. Поэтому описанная выше конфигурация позволяет получить жидкокристаллическую панель, которая имеет очень высокое практическое значение.

Один конкретный пример жидкокристаллической панели, описанной выше, представляет собой жидкокристаллическую панель, в которой: жидкокристаллический материал p-типа представляет собой нематический жидкокристаллический материал p-типа; электроды представляют собой гребенчатые электроды, которые предусмотрены на, по меньшей мере, одной подложке из пары подложек; и нематический жидкокристаллический материал p-типа расположен в гомеотропическом выравнивании в момент времени, когда не приложено электрическое поле.

Жидкокристаллический материал предпочтительно включает в себя соединение, содержащее алкениловую группу.

Соединение, содержащие алкениловую группу, представляет собой материал, Δε которого, по существу, равна 0 и выполняет функции агента уменьшения вязкости. Поэтому при включении соединения, содержащего алкениловую группу, в жидкокристаллический материал вязкость жидкокристаллического материала может быть уменьшена и время отклика может быть существенно сокращено.

Жидкокристаллическая панель предпочтительно включает в себя пленку выравнивания, изготовленную из силоксанового неорганического материала на противоположной поверхности, по меньшей мере, одной подложки из пары подложек, при этом противоположная поверхность обращена к жидкокристаллическому слою, изготовленному из жидкокристаллического материала.

Пленка выравнивания, изготовленная из силоксанового неорганического материала, обладает низким сопротивлением пленки по сравнению с органической пленкой выравнивания, такой как полиимидная пленка выравнивания, и электрический заряд может быть легко высвобожден. Поэтому можно предотвратить формирование послеизображения даже в случае, когда используется жидкокристаллический материал, имеющий высокую анизотропию Δε диэлектрической постоянной, хотя такой жидкокристаллический материал имеет относительно высокое содержание ионных примесей и проявляет тенденцию формирования послеизображения.

Кроме того, предпочтительно, чтобы в жидкокристаллической панели электроды были предусмотрены на одной подложке из пары подложек, и электродная пленка, которая закрывает всю область дисплея, была предусмотрена на другой подложке.

Таким образом, электродная пленка, которая закрывает всю область дисплея, предусмотрена на подложке, противоположной подложке, на которой предусмотрен электрод для приложения к жидкокристаллическому материалу электрического поля, параллельного поверхности подложки. Это позволяет улучшить характеристику напряжение/пропускная способность по сравнению со случаем, когда электродная пленка не предусмотрена. Поэтому в соответствии с описанной выше конфигурацией такую же пропускную способность, что и пропускная способность в случае, когда электродная пленка не предусмотрена, можно получить при более низком напряжении, чем напряжение в случае, когда электродная пленка не предусмотрена.

Кроме того, для решения упомянутых выше задач устройство жидкокристаллического дисплея по настоящему изобретению включает в себя жидкокристаллическую панель по настоящему изобретению.

Поэтому настоящее изобретение позволяет обеспечить применяемое на практике устройство дисплея, позволяющее одновременно достичь характеристики высокоскоростного отклика, широкого угла обзора и высокого контраста.

Как описано выше, каждая из жидкокристаллической панели и устройства жидкокристаллического дисплея в соответствии с настоящим изобретением осуществляет управление, используя так называемое поперечное электрическое поле, которое расположено параллельно поверхности подложки при поддержании высокого контраста благодаря вертикальному выравниванию.

Это позволяет достичь характеристики широкого угла обзора и характеристики высокого контраста при простой конфигурации пикселей. Кроме того, поскольку исходная операция перехода к изгибу является ненужной, может быть достигнуто применяемое на практике выравнивание с изгибом.

В частности, когда жидкокристаллическая панель и устройство жидкокристаллического дисплея выполнены так, что имеют электроды, ширина электродов которых установлена равной 5 мкм или меньше, и промежуток между электродами установлен равным 15 мкм или меньше, может быть получена высокая степень пропускной способности при применяемом на практике напряжении управления. Кроме того, при установке Δε·Δn в диапазоне от 1,3 до 3,1 на практике может быть получена высокая пропускная способность и высокоскоростной отклик. Поэтому в соответствии с настоящим изобретением становится возможным обеспечить применяемую на практике жидкокристаллическую панель, позволяющую одновременно достичь характеристик (i) широкого угла обзора, эквивалентного режиму MVA или режима IPS, (ii) высокоскоростного отклика, настолько быстрого или быстрее, чем в режиме OCB, и (ii) высокого контраста.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

Фиг. 1 изображает общий вид с покомпонентным представлением деталей, схематично иллюстрирующий общую конфигурацию существенной части жидкокристаллической панели в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 изображает вид в поперечном сечении, схематично иллюстрирующий общую конфигурацию существенной части жидкокристаллической панели, показанной на фиг. 1.

Фиг. 3 изображает вид в поперечном сечении с покомпонентным представлением деталей, схематично иллюстрирующий общую конфигурацию устройства жидкокристаллического дисплея в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4 изображает схема, иллюстрирующая взаимосвязь между направлениями оси передачи поляризаторов и направлением приложения электрического поля в жидкокристаллической панели, показанной на фиг. 1.

Фиг. 5(а) и 5(b) изображают схемы, иллюстрирующие состояние поворота молекул жидких кристаллов p-типа в жидкокристаллической панели, показанной на фиг. 1, где Фиг. 5(а) изображает общий вид существенной части жидкокристаллической панели в то время, когда электрическое поле не приложено, и фиг. 5(b) изображает общий вид существенной части жидкого кристалла в то время, когда приложено электрическое поле.

Фиг. 6 изображает диаграмму, представляющую эквипотенциальные кривые жидкокристаллической ячейки в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 7 изображает схему, иллюстрирующую распределение директора молекул жидкого кристалла p-типа в жидкокристаллической ячейке, показанной на фиг. 6.

Фиг. 8 изображает схему, иллюстрирующую распределение директора жидкого кристалла p-типа в жидкокристаллической ячейке в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 9 изображает диаграмму, иллюстрирующую распределение пропускной способности в жидкокристаллической ячейке, показанной на Фиг. 8.

Фиг. 10 изображает диаграмму, иллюстрирующую распределение пропускной способности и распределение разности фаз в жидкокристаллической ячейке в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 11 изображает диаграмму, иллюстрирующую распределение пропускной способности и распределение разности фаз в жидкокристаллической ячейке, которая имеет другой интервал между электродами, чем в жидкокристаллической ячейке, показанной на Фиг. 10.

Фиг. 12 изображает диаграмму, иллюстрирующую характеристику напряжения/пропускной способности жидкокристаллической панели, изготовленной в Примере 1.

Фиг. 13 изображает диаграмму, иллюстрирующую зависимость от температуры характеристики отклика жидкокристаллической панели, изготовленной в соответствии с Примером 1.

Фиг. 14 изображает схему, представляющую потоки молекул жидких кристаллов в слое жидких кристаллов в жидкокристаллической панели, изготовленной по Примеру 1.

Фиг. 15 изображает диаграмму, иллюстрирующую взаимозависимость между максимальной пропускной способностью и временем отклика затухания жидкокристаллической панели, изготовленной по Примеру 5.

Фиг. 16 изображает диаграмму, иллюстрирующую взаимосвязь между временем отклика затухания и содержанием тетрациклического жидкокристаллического материала в жидкокристаллической панели, изготовленной по Примеру 6.

Фиг. 17(a) изображает вид в поперечном сечении, схематично иллюстрирующий общую конфигурацию существенной части испытуемой ячейки, используемой при оценке послеизображения, и фиг. 17(b) изображает вид сверху, схематично иллюстрирующий общую конфигурацию существенной части испытуемой ячейки, показанной на фиг. 17(а).

Фиг. 18 изображает вид в поперечном сечении, схематично иллюстрирующий общую конфигурацию существенной части жидкокристаллической ячейки, используемой в устройстве жидкокристаллического дисплея в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 19 изображает диаграмму, иллюстрирующую характеристику напряжения/пропускной способности жидкокристаллической панели, изготовленной по Примеру 9.

Фиг. 20 изображает схему, иллюстрирующую распределение электрического поля и распределение директора жидкого кристалла в жидкокристаллической ячейке в то время, когда напряжение 7В прикладывают к жидкокристаллической панели, изготовленной по Примеру 9.

Фиг. 21 изображает вид в поперечном сечении, схематично иллюстрирующий общую конфигурацию существенной части жидкокристаллической панели в соответствии с еще одним другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Описание вариантов осуществления изобретения

Ниже подробно поясняются варианты осуществления настоящего изобретения.

Вариант 1 осуществления

Один вариант осуществления настоящего изобретения поясняется ниже со ссылкой на фиг. 1 до фиг. 17 (a) и (b).

Фиг. 3 изображает вид в поперечном сечении с покомпонентным представлением деталей, схематично иллюстрирующий общую конфигурацию устройства жидкокристаллического дисплея в соответствии с описываемым вариантом осуществления.

Как показано на фиг. 3, устройство 1 жидкокристаллического дисплея в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя жидкокристаллическую панель 2, схему 3 управления и заднюю подсветку 4 (устройство освещения). Конфигурации схемы 3 управления и задней подсветки 4 являются такими же, как и конфигурации обычной схемы управления и задней подсветки, и поэтому их пояснение здесь опущено.

Фиг. 1 и 2 изображают типичные конфигурации панели, как один пример жидкокристаллической панели 2, в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

Фиг. 1 изображает общий вид с покомпонентным представлением деталей, схематично иллюстрирующий общую конфигурацию существенной части жидкокристаллической панели 2. Фиг. 2 изображает вид в поперечном сечении, схематично иллюстрирующий общую конфигурацию существенной части жидкокристаллической панели 2.

В следующем пояснении предполагается, что подложка на стороне поверхности дисплея (подложка на стороне, где присутствует зритель) представляет собой верхнюю подложку, и другая подложка представляет собой нижнюю подложку.

Как показано на фиг. 1-3, жидкокристаллическая панель 2 в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя пару подложек 10 и 20, предусмотренных как подложка электрода (подложка массива, подложка элемента) и противоположная подложка, которые расположены противоположно друг другу. Между парой подложек 10 и 20 расположен жидкокристаллический слой 30, который предусмотрен как средний слой для отображения и включает в себя жидкокристаллический материал p-типа.

По меньшей мере, одна из пары подложек 10 и 20 включает в себя прозрачную подложку, такую как стеклянная подложка. Кроме того, на одной поверхности подложки 10, поверхность которой противоположна подложке 20, снабжена выравнивающей пленкой 12, то есть так называемой пленкой вертикального выравнивания, и на одной поверхности подложки 20, поверхность которой противоположна подложке 10, снабжена выравнивающей пленкой 22, которая также представляет собой так называемую пленку вертикального выравнивания.

Пленка вертикального выравнивания представляет собой пленку выравнивания, которая выравнивает вертикально относительно поверхности подложки молекулы жидких кристаллов в жидкокристаллическом слое, когда электрическое поле не приложено. Следует отметить, что значение термина "вертикально" включает в себя "по существу, вертикально".

В соответствии с этим, как показано на фиг. 1, молекулы 31 жидких кристаллов p-типа жидкокристаллического слоя 30 проявляют гомеотропическое выравнивание, когда напряжение не приложено.

Кроме того, одна из подложек 10 и 20 включает в себя средство приложения электрического поля, предназначенное для приложения к жидкокристаллическому слою 30 электрического поля, которое расположено параллельно поверхности подложки. Такое электрическое поле представляет собой так называемое поперечное электрическое поле. Следует отметить, что значение термина "параллельный", указанного выше, включает в себя "по существу, параллельный".

В настоящем варианте осуществления подложка 10 включает в себя стеклянную подложку 11, и подложка 20 включает в себя стеклянную подложку 21. На стеклянной подложке 11 подложки 10 предусмотрена пара гребенчатых электродов 13 и 14 (электрод пикселя и общий электрод) как средство приложения электрического поля.

Гребенчатые электроды 13 и 14 могут быть изготовлены из прозрачного электродного материала, такого как ITO (оксид индия и олова), или металла, такого как алюминий. Материал гребенчатых электродов 13 и 14 не ограничен чем-либо конкретным.

Пленка 12 выравнивания предусмотрена так, что она закрывает гребенчатые электроды 13 и 14. Следует отметить, что материал пленок 12 и 22 выравнивания и способ формирования пленок 12 и 22 выравнивания не ограничен чем-либо конкретным. Пленки 12 и 22 выравнивания могут быть сформированы, например, при наложении известного материала пленки выравнивания, имеющего функцию регулирования вертикального выравнивания, на гребенчатые электроды 13 и 14.

Электродная подложка и противоподложка могут быть изготовлены, например, из подложки матрицы, такой как подложка матрицы TFT и подложка цветного светофильтра. Однако в настоящем варианте осуществления электродная подложка и противоподложка не ограничены этим.

Как показано на фиг. 1-3, поляризатор 35 предусмотрен на противоположной поверхности подложки 10 относительно поверхности, которая обращена к жидкокристаллическому слою 30, и поляризатор 36 предусмотрен на противоположной поверхности подложки 20 относительно поверхности, которая обращена к жидкокристаллическому слою 30.

Кроме того, как показано на фиг. 3, в случае необходимости, волновая пластина 37 предусмотрена между подложкой 10 и поляризатором 35, и волновая пластина 38 предусмотрена между подложкой 20 и поляризатором 36. Следует отметить, что волновая пластина 37 или 38 может быть предусмотрена только на одной поверхности жидкокристаллической панели 2. В случае устройства дисплея, в котором используется только свет, пропускаемый из передней поверхности, волновыми пластинами 37 и 38 можно пренебречь.

Жидкокристаллическая ячейка 5 жидкокристаллической панели 2 сформирована, например, как показано на фиг. 2, (i) путем соединения подложки 10 с подложкой 20 через прокладку 33, используя уплотнительный агент 34, и (ii) путем заполнения и уплотнения среды, содержащей жидкокристаллический материал p-типа, в качестве жидкокристаллического материала в промежутке между подложками 10 и 20. Пример жидкокристаллического материала p-типа представляет собой материал из нематических жидких кристаллов p-типа.

Жидкокристаллическая панель 2 сформирована путем закрепления на жидкокристаллической ячейке 5 волнистых пластин 37 и 38 и поляризаторов 35 и 36, как описано выше.

Фиг. 4 изображает взаимосвязь направления оси пропускания поляризаторов 35 и 36 и направления приложения электрического поля. Как показано на фиг. 4, поляризаторы 35 и 36 предусмотрены таким образом, что направления осей передачи поляризаторов 35 и 36 являются ортогональными, и угол между каждым из направлений осей передачи и направлением приложения электрического поля составляет 45 градусов.

Далее поясняется режим отображения (ниже называется "настоящим режимом") жидкокристаллической панели 2.

Фиг. 5(а) и 5(b) изображают состояния поворота молекул 31 жидких кристаллов p-типа в результате приложения электрического поля по направлениям директоров жидких кристаллов. Фиг. 5(а) изображает общий вид существенной части жидкокристаллической панели 2 в то время, когда электрическое поле не приложено. Фиг. 5(b) изображает общий вид существенной части жидкого кристалла в то время, когда электрическое поле приложено.

Настоящий режим, как описано выше, представляет собой один тип режимов отображения, в соответствии с которым электрическое поле, параллельное поверхности подложки, приложено в результате использования гребенчатых электродов 13 и 14.

В настоящем режиме, как показано на фиг. 5(а), когда электрическое поле не приложено, молекулы 31 жидких кристаллов выравниваются вертикально относительно поверхности подложки. С другой стороны, когда приложено электрическое поле, линия электрического потока изгибается так, что формируется полукруг. В соответствии с этим, как показано на фиг. 5(b), молекулы 31 жидкого кристалла p-типа расположены с выравниванием с изгибом в виде дуги в направлении толщины подложки. В результате молекулы 31 жидких кристаллов p-типа проявляют двойное лучепреломление относительно света, пропускаемого в направлении, перпендикулярном поверхности подложки.

В этом режиме, хотя поддерживается высокий контраст, благодаря вертикальному выравниванию управление с использованием поперечного электрического поля осуществляется таким образом, что определяют направление, в котором выровнены молекулы 31 жидких кристаллов p-типа. В соответствии с этим нет необходимости управлять выравниванием, используя ребро, как в режиме MVA. Кроме того, настоящий режим обладает отличной характеристикой угла обзора при простой конфигурации пикселя.

Кроме того, поскольку управление с использованием поперечного электрического поля осуществляют путем использования жидкокристаллического материала p-типа в режиме вертикального выравнивания, как описано выше, изогнутое электрическое (дуговое электрическое поле) формируется в результате приложения электрического поля, и формируются два домена, имеющих направления директоров, отличные друг от друга на 180 градусов. В результате может быть получена характеристика широкого угла обзора.

Настоящее изобретение достигается на основе определения того, что степенью выравнивания с изгибом можно управлять без ограничений путем изменения конфигурации панели и физических свойств используемого жидкокристаллического материала. "Степень выравнивания с изгибом" означает, в какой степени молекулы 31 жидкого кристалла p-типа, расположенные с выравниванием с изгибом, как показано на фиг. 5(b), изогнуты (ниже называется "кривизной").

В соответствии с настоящим изобретением степень выравнивания с изгибом может быть увеличена таким образом, что может быть получена высокая степень пропускания света. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, поскольку, как описано выше, степенью выравнивания с изгибом можно управлять без ограничений, может быть достигнута характеристика высокоскоростного отклика при использовании эффекта потока, как в режиме OCB. В соответствии с этим настоящее изобретение имеет очень высокое практическое значение.

В режиме OCB переход от выравнивания с перекосом к выравниванию с изгибом возникает при несколько большем напряжении, чем критическое напряжение управления. Выравнивание с изгибом в это время проявляет максимальную кривизну. Поэтому в режиме OCB осуществляется отображение серой шкалы между выравниванием с изгибом, представляющим максимальную кривизну, и выравниванием с изгибом, имеющим меньший изгиб в момент времени, когда приложено высокое напряжение.

В то же время в настоящем режиме отображение серой шкалы осуществляют между (i) выравниванием с изгибом, имеющим большую кривизну в момент времени, когда приложено высокое напряжение, и (ii) вертикальным выравниванием в момент времени, когда напряжение не приложено. В этом случае максимальная кривизна зависит от приложенного напряжения. Чем больше становится напряженность электрического поля, тем большей становится максимальная кри