Жидкокристаллическое дисплейное устройство

Жидкокристаллическое дисплейное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к жидкокристаллическому дисплейному устройству, а более конкретно, относится к ЖК-дисплею многодоменного типа с жидкокристаллическим слоем с вертикальной ориентацией.

Уровень техники

В последнее время, тонкий и легкий ЖК-дисплей зачастую используется в качестве дисплея персонального компьютера или экрана монитора устройства мобильной связи. Тем не менее, традиционные ЖК-дисплеи c TN (твист-нематическим) режимом и STN (супертвист-нематическим) режимом допускают только узкий угол просмотра. Чтобы преодолевать эту проблему, к настоящему времени исследованы и разработаны различные технологии.

ЖК-дисплей многодоменного типа с жидкокристаллическим слоем с вертикальной ориентацией известен как один из ЖК-дисплеев с улучшенными характеристиками угла просмотра. Такие ЖК-дисплеи обычно называются "ЖК-дисплеями с режимом VA (вертикальной ориентации)". Патентный документ номер 1 раскрывает ЖК-дисплей с режимом MVA (многодоменной вертикальной ориентации), который является одним из различных ЖК-дисплеев с VA-режимом. В ЖК-дисплее с MVA-режимом структура управления ориентацией для управления ориентацией молекул жидких кристаллов предоставляется для каждой из двух подложек, которые располагаются напротив друг друга с жидкокристаллическим слоем, помещенным между ними. В частности, структура управления ориентацией может быть либо выступом, изготовленным из диэлектрического материала, либо щелью, которая вырезана в электроде. С такой структурой управления ориентацией, к примеру выступом или щелью, когда напряжение прикладывается к жидкокристаллическому слою, формируется определенное число областей, в которых молекулы жидких кристаллов наклоняются во взаимно различных направлениях (которые обычно называются "жидкокристаллическими доменами"), тем самым уменьшая зависимость характеристики отображения от азимутального угла и улучшая характеристику угла просмотра.

Как описано выше, ЖК-дисплей с VA-режимом способствует работе с качественным отображением с широким углом просмотра. В последнее время, тем не менее, все большее внимание уделяется тому факту, что характеристика γ должна варьироваться согласно углу просмотра (т.е. тому, просматривает зритель экран прямо или под углом). Другими словами, многие люди теперь знают, что характеристика γ имеет зависимость от угла просмотра. Характеристика γ является зависимостью сигнала яркости дисплея от полутонов. Именно поэтому, если характеристика γ в переднем направлении просмотра отличается от характеристики в наклонном направлении просмотра, то шкала полутонов должна отображаться по-разному согласно направлению просмотра. Следовательно, зритель может иногда находить изображение на экране неестественным в зависимости от направления просмотра.

Таким образом, чтобы преодолевать такую проблему, патентный документ номер 2 раскрывает технологию для размещения непрозрачного слоя в заранее определенной области в рамках каждого пиксела. Этот непрозрачный слой избирательно экранирует некоторые из нескольких жидкокристаллических доменов, которые формируют такое неестественное изображение, от света, когда зритель должен просматривать под углом, тем самым минимизируя такую неестественность на экране.

Патентный документ номер 1. Публикация выложенной патентной заявки (Япония) номер 11-242225

Патентный документ номер 2. Публикация выложенной патентной заявки (Япония) номер 2004-93846

Сущность изобретения

Проблемы, которые должны быть разрешены изобретением

Если непрозрачный слой, такой как раскрытый посредством патентного документа номер 2, предоставлен, тем не менее, оптический коэффициент пропускания также будет понижаться, даже когда зритель просматривает прямо. Это обусловлено тем, что непрозрачный слой, который частично покрывает каждый пиксел, также будет экранировать пиксел избирательно, даже когда зритель находится прямо перед экраном. Чтобы в достаточной степени минимизировать такую неестественность на экране, непрозрачный слой должен иметь некоторую существенную ширину. Именно поэтому оптический коэффициент пропускания в переднем направлении просмотра также неизбежно будет понижаться до определенной степени.

Следовательно, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять жидкокристаллическое дисплейное устройство многодоменного типа с жидкокристаллическим слоем с вертикальной ориентацией, которое может выполнять операцию отображения не вызывая у зрителя чувства какой-либо подобной неестественности и с минимизированным снижением оптического коэффициента пропускания.

Средство разрешения проблем

Жидкокристаллическое дисплейное устройство согласно настоящему изобретению включает в себя первую подложку, вторую подложку и жидкокристаллический слой с вертикальной ориентацией, размещенный между первой и второй подложками. Устройство имеет определенное число пикселов, каждый из которых включает в себя первый электрод, который размещается на первой подложке так, чтобы быть обращенным к жидкокристаллическому слою, второй электрод, который размещается на второй подложке так, чтобы быть обращенным к жидкокристаллическому слою, и жидкокристаллический слой, размещаемый между первым и вторым электродами. Часть жидкокристаллического слоя, находящаяся в рамках каждого пиксела, имеет несколько жидкокристаллических областей, в которых молекулы жидких кристаллов наклоняются в нескольких различных направлениях, когда напряжение прикладывается между первым и вторым электродами. Каждый пиксел имеет непрозрачную часть, которая размещается на границе раздела между несколькими жидкокристаллическими областями. Непрозрачная часть предоставляется, по меньшей мере, для одной из первой и второй подложек так, что когда напряжение прикладывается между первым и вторым электродами, молекулы жидких кристаллов рядом с границей раздела наклоняются при повороте одного из их концевых участков (концов), который находится ближе к подложке с непрозрачной частью, от границы раздела. Непрозрачная часть включает в себя первый экранирующий слой и второй экранирующий слой, который перекрывается с первым экранирующим слоем, с заранее определенным зазором между ними.

Другое жидкокристаллическое дисплейное устройство согласно настоящему изобретению также включает в себя первую подложку, вторую подложку и жидкокристаллический слой с вертикальной ориентацией, размещенный между первой и второй подложками. Устройство имеет определенное число пикселов, каждый из которых включает в себя первый электрод, который размещается на первой подложке так, чтобы быть обращенным к жидкокристаллическому слою, второй электрод, который размещается на второй подложке так, чтобы быть обращенным к жидкокристаллическому слою, и жидкокристаллический слой, размещаемый между первым и вторым электродами. Часть жидкокристаллического слоя, находящаяся в рамках каждого пиксела, имеет несколько жидкокристаллических областей, в которых молекулы жидких кристаллов наклоняются в нескольких различных направлениях, когда напряжение прикладывается между первым и вторым электродами. Жидкокристаллические области включают в себя первую жидкокристаллическую область, в которой величина задержки, вычисляемая на основе входящего света, который падает на жидкокристаллический слой под углом относительно нормали к экрану дисплея, увеличивается по мере того, как приложенное напряжение возрастает, и вторую жидкокристаллическую область, в которой величина задержки сначала понижается, а затем увеличивается. Каждый пиксел имеет непрозрачную часть, которая предоставляется, по меньшей мере, для одной из первой и второй подложек и которая избирательно экранирует первую жидкокристаллическую область от входящего света, когда зритель просматривает под углом относительно нормали к экрану дисплея. Непрозрачная часть включает в себя первый экранирующий слой и второй экранирующий слой, который перекрывается с первым экранирующим слоем, с заранее определенным зазором между ними.

В одном предпочтительном варианте осуществления жидкокристаллическое дисплейное устройство дополнительно включает в себя два поляризатора, которые размещаются как скрещенные призмы Николя, и направление, в котором молекулы жидких кристаллов наклоняются в каждой из нескольких жидкокристаллических областей, задает угол приблизительно в 45 градусов относительно осей поляризации двух поляризаторов.

В этом конкретном предпочтительном варианте осуществления, жидкокристаллические области включают в себя четыре жидкокристаллические области, в которых молекулы жидких кристаллов наклоняются в первом, втором, третьем и четвертом направлениях, соответственно. Разность между любыми двумя из первого, второго, третьего и четвертого направлений фактически равна целому кратному 90 градусов. В любых двух смежных из четырех жидкокристаллических областей направление, в котором молекулы жидких кристаллов наклоняются в одной из двух областей, отличается приблизительно на 90 градусов от направления, в котором молекулы жидких кристаллов наклоняются в другой области.

В конкретном предпочтительном варианте осуществления первый электрод имеет пересекающиеся стволовые части, которые размещаются так, чтобы перекрываться с осями поляризации двух поляризаторов, и определенное число ответвляющихся частей, которые отходят от стволовой части так, чтобы задавать угол приблизительно в 45 градусов относительно стволовых частей. Непрозрачная часть размещается на первой подложке.

В другом предпочтительном варианте осуществления жидкокристаллическое дисплейное устройство дополнительно включает в себя: две пленки с вертикальной ориентацией, которые размещаются между первым электродом и жидкокристаллическим слоем и между вторым электродом и жидкокристаллическим слоем, соответственно; и слой сохранения (поддержания) ориентации, который изготовлен из фотополимеризуемого соединения, которое покрывает соответствующие поверхности двух пленок с вертикальной ориентацией так, чтобы входить в контакт с жидкокристаллическим слоем, и который задает направление предварительного наклона молекул жидких кристаллов жидкокристаллического слоя, когда напряжение не прикладывается к жидкокристаллическому слою.

Преимущество изобретения

Настоящее изобретение предоставляет жидкокристаллическое дисплейное устройство многодоменного типа с жидкокристаллическим слоем с вертикальной ориентацией, которое может выполнять операцию отображения, не вызывая у зрителя чувства какой-либо неестественности и с минимизированным снижением оптического коэффициента пропускания.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является видом сверху, иллюстрирующим часть жидкокристаллического дисплейного устройства 100, которая выделяется каждому одному пикселу, в качестве предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 является видами в поперечном разрезе при просмотре на плоскости 2A-2A', показанной на фиг.1, при этом: (a) иллюстрирует состояние устройства 100, в котором напряжение не прикладывается к жидкокристаллическому слою; и (b) иллюстрирует состояние устройства 100, в котором заранее определенное напряжение прикладывается к жидкокристаллическому слою.

Фиг.3 является видом сверху, иллюстрирующим структуру пикселного электрода, который имеет жидкокристаллическое дисплейное устройство 100.

Фиг.4 является видом в поперечном разрезе, иллюстрирующим жидкокристаллическое дисплейное устройство 500, которое не имеет непрозрачных частей на границе раздела между жидкокристаллическими областями.

Фиг.5 является графиком, показывающим характеристики "напряжение-коэффициент пропускания" жидкокристаллического дисплейного устройства 500 в случае, если зритель просматривает устройство 500 прямо, и в случае, если он просматривает его под углом.

Фиг.6 является графиком, показывающим характеристики "напряжение-коэффициент пропускания" в случае, если зритель просматривает под углом жидкокристаллическую область, в которой молекулы жидких кристаллов наклонены так, чтобы ориентироваться в направлении к зрителю, и в случае, если зритель просматривает под углом жидкокристаллическую область, в которой молекулы жидких кристаллов наклонены так, чтобы ориентироваться в направлении от зрителя, соответственно.

Фиг.7 является схемой, схематично иллюстрирующей область, которая должна экранироваться посредством непрозрачной части, когда жидкокристаллическое дисплейное устройство 100 просматривается прямо.

Фиг.8(a) и (b) схематично иллюстрируют соответствующие области, которые должны экранироваться посредством непрозрачной части, когда жидкокристаллическое дисплейное устройство 100 просматривается под углом.

Фиг.9 является схемой, схематично иллюстрирующей область, которая должна экранироваться посредством непрозрачной части, когда жидкокристаллическое дисплейное устройство 600 с однослойной непрозрачной частью просматривается под углом.

Фиг.10(a), (b) и (c) показывают соответствующие результаты моделирований, которые выполнены, чтобы получать распределение коэффициента пропускания в пикселах в состоянии отображения белого изображения, когда зритель просматривает прямо жидкокристаллическое дисплейное устройство 500, 600 или 100.

Фиг.11(a), (b) и (c) показывают соответствующие результаты моделирований, которые выполнены, чтобы получать распределение коэффициента пропускания в пикселах в состоянии отображения белого изображения, когда зритель просматривает под углом жидкокристаллическое дисплейное устройство 500, 600 или 100.

Фиг.12 является графиком, показывающим оптические коэффициенты пропускания, полученные в прямом направлении просмотра, (1) когда непрозрачные части не предоставлены вообще, (2) когда предоставлена однослойная непрозрачная часть, имеющая экранирующий слой с шириной 1,5 мкм, (3) когда предоставлена однослойная непрозрачная часть, имеющая экранирующий слой с шириной 3,0 мкм, и (4) когда предоставлена многослойная (двухслойная в этом случае) непрозрачная часть, имеющая два экранирующих слоя с шириной 1,5 мкм, соответственно.

Фиг.13(a)-(d) показывают результаты моделирований, которые выполнены, чтобы получать распределения коэффициента пропускания в пикселах в состоянии отображения белого изображения и когда зритель просматривает прямо в этих четырех различных случаях (1)-(4), соответственно.

Фиг.14 является графиком, показывающим зависимости нормализованного сигнала яркости от полутонов в направлениях просмотра прямо и под углом в 45 градусов, соответственно.

Фиг.15 являются видами в поперечном разрезе, иллюстрирующими жидкокристаллическое дисплейное устройство 100A в качестве другого предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, при этом: (a) иллюстрирует состояние, в котором напряжение не прикладывается к жидкокристаллическому слою; и (b) иллюстрирует состояние, в котором заранее определенное напряжение прикладывается к жидкокристаллическому слою.

Фиг.16 (a) и (b) схематично иллюстрируют области, которые должны экранироваться посредством непрозрачной части, когда жидкокристаллическое дисплейное устройство 100A просматривается под углом.

Фиг.17 является видом в поперечном разрезе, схематично иллюстрирующим жидкокристаллическое дисплейное устройство 100B в качестве еще одного другого предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения.

Описание номеров ссылок

11, 21 - прозрачная подложка

12 - пикселный электрод

12a - стволовая часть

12b - ответвляющаяся часть

13, 23 - пленка с вертикальной ориентацией

14, 24 - слой сохранения ориентации

15 - межслойная изолирующая пленка

16, 26 - поляризатор

17, 27 - непрозрачная часть

17a, 27a - первый экранирующий слой

17b, 27b - второй экранирующий слой

22 - противоэлектрод

30 - жидкокристаллический слой

30a - молекула жидких кристаллов

100a - подложка с активной матрицей (TFT-подложка)

100b - подложка с противоэлектродами (подложка с цветными светофильтрами)

100, 100A, 100B - жидкокристаллическое дисплейное устройство

Оптимальный режим осуществления изобретения

Далее описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. В последующем описании настоящее изобретение описывается как применяемое к ЖК-дисплею с активной матрицей с тонкопленочными транзисторами (TFT). Тем не менее, настоящее изобретение никоим образом не ограничено такими конкретными предпочтительными вариантами осуществления.

Фиг.1 и 2 иллюстрирует жидкокристаллическое дисплейное устройство 100 в качестве конкретного предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения. В частности, фиг.1 является видом сверху, иллюстрирующим часть жидкокристаллического дисплейного устройства 100, которая выделяется каждому одному пикселу, при просмотре вдоль нормали к экрану дисплея. Фиг.2(a) и 2(b) являются видами в поперечном разрезе при просмотре на плоскости 2A-2A', показанной на фиг.1. Фиг.2(a) иллюстрирует состояние устройства 100, в котором напряжение не прикладывается к жидкокристаллическому слою 30, при этом фиг.2(b) иллюстрирует состояние устройства 100, в котором заранее определенное напряжение прикладывается к жидкокристаллическому слою 30.

Как показано на фиг.2(a) и 2(b), жидкокристаллическое дисплейное устройство 100 включает в себя подложку 100a с активной матрицей (которая упоминается в данном документе как "TFT-подложка"), подложку 100b с противоэлектродами (которая иногда упоминается в данном документе как "подложка с цветными светофильтрами") и жидкокристаллический слой 30 с вертикальной ориентацией, размещенный между TFT-подложкой 100a и подложкой 100b с противоэлектродами.

Жидкокристаллическое дисплейное устройство 100 также имеет определенное число пикселов, каждый из которых включает в себя пикселный электрод 12, который размещается на TFT-подложке 100a так, чтобы быть обращенным к жидкокристаллическому слою 30, противоэлектрод 22, который размещается на подложке 100b с противоэлектродами так, чтобы быть обращенным к жидкокристаллическому слою 30, и жидкокристаллический слой 30, размещаемый между пикселным электродом 12 и противоэлектродом 22. Пикселный электрод 12 размещается поверх прозрачной подложки (такой как стеклянная подложка) 11 с межслойной изолирующей пленкой 15, вставленной между ними, и имеет прецизионный полосковый шаблон, как подробнее описано ниже. С другой стороны, противоэлектрод 22 размещается на другой прозрачной подложке (например, стеклянной подложке) 21. Хотя не показано на фиг.2, цветные светофильтры размещаются между прозрачной подложкой 21 и противоэлектродом 22.

Пленки 13 и 23 с вертикальной ориентацией размещаются между пикселным электродом 12 и жидкокристаллическим слоем 30 и между противоэлектродом 22 и жидкокристаллическим слоем 30, соответственно. Соответствующие поверхности пленок 13 и 23 с вертикальной ориентацией покрываются посредством слоев 14 и 24 сохранения ориентации, соответственно, которые изготовлены из фотополимеризуемого соединения и которые находятся в непосредственном контакте с жидкокристаллическим слоем 30.

Слои 14 и 24 сохранения ориентации формируются посредством полимеризации фотополимеризуемого соединения (типично фотополимеризуемого мономера), которое введено заранее в жидкокристаллический материал, с напряжением, приложенным к жидкокристаллическому слою 30 после того, как жидкокристаллическая ячейка подготавливается. Молекулы 30a жидких кристаллов (которые имеют отрицательную анизотропию диэлектрических свойств), содержащиеся в жидкокристаллическом слое 30, имеют состояние ориентации, управляемое посредством пленок 13 и 23 с вертикальной ориентацией до тех пор, пока фотополимеризуемое соединение не полимеризуется. Когда достаточно высокое напряжение (например, напряжение отображения белого) прикладывается к жидкокристаллическому слою 30, молекулы 30a жидких кристаллов будут наклоняться в заранее определенном направлении вследствие формирования наклонного электрического поля по краям прецизионного полоскового шаблона пикселного электрода 12. Слои 14 и 24 сохранения ориентации выполнены с возможностью поддерживать (или сохранять) ориентацию молекул 30a жидких кристаллов в то время, когда напряжение прикладывается к жидкокристаллическому слою 30, как есть, даже после того как напряжение удалено (или даже когда напряжение не прикладывается). Именно поэтому направление предварительного наклона молекул 30a жидких кристаллов, заданное посредством слоев 14 и 24 сохранения ориентации (т.е. направление, в котором наклоняются молекулы 30a жидких кристаллов, когда напряжение не прикладывается к ним), является идентичным направлению, в котором молекулы 30a жидких кристаллов наклоняются, когда напряжение прикладывается к ним.

Два поляризатора 16 и 26 размещаются на противоположной стороне TFT-подложки 100a и подложки 100b с противоэлектродами (т.е. на стороне, которая обращена от жидкокристаллического слоя 30). В этом случае поляризаторы 16 и 26 размещаются как две скрещенные призмы Николя. Другими словами, поляризаторы 16 и 26 размещаются так, что их соответствующие оси поляризации пересекают друг друга под прямым углом.

Как показано на фиг.1, пикселный электрод 12 имеет прецизионный полосковый шаблон, тем самым разделяя каждый пиксел жидкокристаллического дисплейного устройства 100 на несколько областей. Другими словами, жидкокристаллический слой 30 имеет несколько жидкокристаллических областей R, в которых молекулы 30a жидких кристаллов должны наклоняться во взаимно различных направлениях, когда напряжение прикладывается к ним. Кроме того, как подробнее описано ниже, предусмотрена непрозрачная часть 17 на границе раздела между этими жидкокристаллическими областями R. В дальнейшем в этом документе полностью описывается со ссылкой на фиг.3 то, как пикселный электрод 12 с такой уникальной формой определяет направления наклона молекул 30a жидких кристаллов в этих жидкокристаллических областях R.

Как показано на фиг.3, пикселный электрод 12 состоит из двух пересеченных стволовых частей 12a, которые размещаются так, чтобы перекрываться с соответствующими осями поляризации поляризаторов 16 и 26, и определенного числа ответвляющихся частей 12b, которые отходят от этих стволовых частей 12a так, чтобы задавать угол приблизительно в 45 градусов относительно стволовых частей 12a. В примере, проиллюстрированном на фиг.3, один из двух поляризаторов 16 и 26 размещается так, что его ось поляризации идет горизонтально, при этом другой поляризатор 16 или 26 размещается так, что его ось поляризации идет вертикально. Именно поэтому стволовые части 12a имеют пересекающуюся форму, в которой две ее линейных части 12a1 и 12a2, которые, соответственно, идут горизонтально и вертикально, пересекают друг друга вокруг центра. Пикселный электрод 12 с таким прецизионным полосковым шаблоном раскрыт в публикациях выложенных патентных заявок (Япония) номера 2003-149647 и 2006-78968. Кроме того, такой шаблон иногда называется шаблоном "рыбная кость".

Ответвляющиеся части 12b могут быть классифицированы на четыре группы, ассоциированные с четырьмя областями, которые заданы посредством пересеченных стволовых частей 12a. При сравнении экрана дисплея с циферблатом часов и при условии, что азимутальный угол в нуль градусов представляется посредством направления трех часов, и что направление против часовой стрелки является положительным, ответвляющиеся части 12b могут быть классифицированы на первую, вторую, третью и четвертую группы, состоящие из ответвляющихся частей 12b1, 12b2, 12b3 и 12b4, которые идут так, чтобы задавать азимутальные углы в 45, 135, 225 и 315 градусов, соответственно (относительно направления трех часов).

В каждой из первой, второй, третьей и четвертой групп ширина L этих ответвляющихся частей 12b и промежуток S между двумя смежными ответвляющимися частями 12b типично находится в рамках диапазона 1,5-5,0 мкм. Чтобы ориентировать молекулы 30a жидких кристаллов с хорошей устойчивостью и увеличивать сигнал яркости в максимально возможной степени, ширина L и промежуток S ответвляющихся частей 12b предпочтительно находятся в рамках этого диапазона.

Направление наклона молекул 30a жидких кристаллов (т.е. азимутальный компонент главной оси молекул 30a жидких кристаллов, которые наклоняются посредством электрического поля) определяется посредством наклонного электрического поля, которое должно формироваться между смежными из ответвляющихся частей 12b (т.е. область, в которой проводящая пленка пикселного электрода 12 отсутствует). Так же, это направление не только является параллельным направлению, в котором ответвляющиеся части 12b размещаются в дорожках, но также и направлено на стволовые части 12a. Более конкретно, направления наклона, заданные посредством первой, второй, третьей и четвертой групп ответвляющихся частей 12b1, 12b2, 12b3 и 12b4 (которые, соответственно, упоминаются в данном документе как первое, второе, третье и четвертое направления, которые указываются посредством стрелок A, B, C и D), составляют приблизительно 225, 315, 45 и 135 градусов, соответственно.

Как описано выше, жидкокристаллический слой 30 в рамках каждого пиксела имеет четыре жидкокристаллических области R, в которых молекулы 30a жидких кристаллов наклоняются во взаимно различных направлениях согласно приложенному напряжению. Так же, каждое из направлений A-D, в которых молекулы 30a жидких кристаллов наклоняются в этих жидкокристаллических областях R, задает угол приблизительно в 45 градусов относительно осей поляризации двух поляризаторов 16 и 26. Кроме того, разность между любыми двумя из четырех направлений A-D фактически равна целому кратному 90 градусов. Кроме того, в любых двух смежных областях R из четырех жидкокристаллических областей R, направление, в котором молекулы 30a жидких кристаллов наклоняются в одной из двух областей R, отличается от направления, в котором молекулы 30a жидких кристаллов наклоняются в другой области R, приблизительно на 90 градусов.

Следует отметить, что четыре жидкокристаллические области R, которые должны быть сформированы для приложения напряжения, иногда называются "жидкокристаллическими доменами". Так же, эти четыре направления A-D указываются посредством соответствующих направителей четырех жидкокристаллических доменов, которые должны быть сформированы, когда напряжение прикладывается к ним. Чтобы реализовывать яркое отображение посредством использования задержек, вызываемых посредством молекул 30a жидких кристаллов, максимально эффективно, наиболее предпочтительным является то, что направитель каждого из этих жидкокристаллических доменов задает угол приблизительно в 45 градусов относительно осей поляризации двух поляризаторов 16 и 26. Кроме того, такая структура, в которой четыре жидкокристаллических домена формируются в каждом пикселе, упоминается в данном документе как "четырехдоменная структура" или просто "4D структура". В этом примере одна 4D структура предположительно формируется в каждом пикселе. Необязательно, если каждый пиксел имеет несколько таких электродных структур, несколько 4D структур также могут формироваться в каждом пикселе.

Жидкокристаллическое дисплейное устройство 100 дополнительно включает в себя слои 14 и 24 сохранения ориентации, которые выполнены с возможностью задавать направления предварительного наклона молекул 30a жидких кристаллов в четырех жидкокристаллических областях R, когда напряжение не прикладывается к жидкокристаллическому слою 30. Так же, эти направления предварительного наклона согласуются с направлениями A-D, указываемыми посредством соответствующих направителей жидкокристаллических доменов с 4D структурой, которая задана посредством электродной структуры, описанной выше. Когда такие слои 14 и 24 сохранения ориентации предоставлены, устойчивость ориентации и характеристика быстроты отклика улучшаются.

Слои 14 и 24 сохранения ориентации изготовлены посредством так называемой "ориентации на полимерах с микрорельефной поверхностью" (которая иногда упоминается в данном документе как "технология PSA"). Конкретные способы изготовления слоев 14 и 24 сохранения ориентации посредством технологии PSA раскрыты в публикации выложенной патентной заявки (Япония) номер 2002-357830, а также в публикациях выложенных патентных заявок (Япония) номера 2003-149647 и 2006-78968, упомянутых выше.

Далее подробнее описывается конфигурация жидкокристаллического дисплейного устройства 100 со ссылкой на фиг.1 и 2. В жидкокристаллическом дисплейном устройстве 100 этого предпочтительного варианта осуществления каждый пиксел имеет непрозрачную часть 17, которая размещается на границе раздела между жидкокристаллическими областями R. Поскольку стволовые части 12a пикселного электрода 12 находятся прямо над границей раздела между жидкокристаллическими областями R в этом предпочтительном варианте осуществления, непрозрачная часть 17 выполнена с возможностью перекрываться со стволовыми частями 12a пикселного электрода 12.

В этом примере непрозрачная часть 17 размещается на TFT-подложке 100a, как показано на фиг.2. Когда напряжение прикладывается между пикселным электродом 12 и противоэлектродом 22, молекулы 30a жидких кристаллов рядом с границей раздела между жидкокристаллическими областями R наклоняются при повороте одного из их концов, который находится ближе к подложке с непрозрачной частью 17 (т.е. TFT-подложке 100a), от границы раздела, как можно видеть из фиг.2(b).

Непрозрачная часть 17 включает в себя первый экранирующий слой 17a и второй экранирующий слой 17b, который перекрывается с первым экранирующим слоем 17a, с заранее определенным зазором G между ними. Другими словами, непрозрачная часть 17 состоит из двух экранирующих слоев 17a и 17b, которые перекрываются друг с другом при просмотре вдоль нормали к экрану дисплея. В примере, проиллюстрированном на фиг.2(a) и 2(b), соответствующие ширины Wa и Wb первого и второго экранирующих слоев 17a и 17b предположительно равны друг другу и меньше ширины стволовых частей 12a пикселного электрода 12. Тем не менее, настоящее изобретение никоим образом не ограничено этим конкретным предпочтительным вариантом осуществления. Альтернативно, ширины Wa и Wb первого и второго экранирующих слоев 17a и 17b могут отличаться друг от друга и могут быть равными или превышать ширину стволовых частей 12a пикселного электрода 12.

Жидкокристаллическое дисплейное устройство 100 имеет такую непрозрачную часть 17 и, следовательно, может осуществлять операцию отображения, чтобы практически не придавать зрителю чувство неестественности с минимизированным изменением характеристики отображения, которое в ином случае должно возникать в зависимости от того, просматривает зритель прямо или под углом. Ниже поясняется причина.

Прежде всего, описывается то, почему традиционное жидкокристаллическое дисплейное устройство без таких непрозрачных частей должно придавать зрителю чувство такой неестественности. Фиг.4 иллюстрирует сравнительное жидкокристаллическое дисплейное устройство 500, которое имеет конфигурацию, практически идентичную конфигурации жидкокристаллического дисплейного устройства 100 за исключением того, что устройство 500 не имеет непрозрачных частей на границе раздела между жидкокристаллическими областями R.

В жидкокристаллическом дисплейном устройстве 500 каждый пиксел также разделяется на несколько жидкокристаллических областей R и, следовательно, характеристика отображения имеет меньшую зависимость от азимутального угла. Тем не менее, характеристика отображения жидкокристаллического дисплейного устройства 500 варьируется значительно в зависимости от того, находится зритель прямо перед экраном или под углом к экрану.

Фиг.5 показывает нормализованные характеристики "напряжение-коэффициент пропускания", которые получены в случае, если зритель просматривает жидкокристаллическое дисплейное устройство 500 непосредственно перед устройством 500 (т.е. в направлении, указываемом посредством стрелки V1 на фиг.4), и в случае, если он просматривает его под углом (т.е. в направлении, указываемом посредством стрелки V2 на фиг.4), когда угол просмотра наклонен вдоль оси поляризации. На фиг.5, абсцисса представляет напряжение (В), приложенное к жидкокристаллическому слою 30, а ордината представляет нормализованный коэффициент пропускания.

Как можно видеть из фиг.5, кривая L2 "напряжение-коэффициент пропускания", ассоциированная с наклонным направлением просмотра, круче кривой L1 "напряжение-коэффициент пропускания", ассоциированной с прямым направлением просмотра. Так же, когда полутоновое напряжение прикладывается, коэффициент пропускания в наклонном направлении просмотра выше коэффициента пропускания в прямом направлении просмотра.

Коэффициент пропускания в наклонном направлении просмотра увеличивается при полутоновом напряжении вследствие характера поведения молекул 30a жидких кристаллов, в частности, одной из жидкокристаллических областей R в рамках каждого пиксела. Более конкретно, коэффициент пропускания увеличивается посредством характера поведения молекул 30a жидких кристаллов, которые наклоняются в противоположном направлении к наклонному направлению просмотра (т.е. молекул 30a, которые наклоняются при повороте одного из их концов, который находится ближе к подложке 100b с противоэлектродами, от зрителя).

Теперь рассмотрим две жидкокристаллических области R, показанные на фиг.4. Когда эти две жидкокристаллических области R просматриваются с углом просмотра, наклоненным вдоль оси поляризации (т.е. в направлении, указываемом посредством стрелки V2 на фиг.4), молекулы 30a жидких кристаллов в обеих из двух жидкокристаллических областей должны наклоняться, чтобы задавать угол в 45 градусов относительно оси поляризации. Тем не менее, молекулы 30a жидких кристаллов в жидкокристаллической области R слева должны ориентироваться в направлении к зрителю, при этом молекулы 30a жидких кристаллов в жидкокристаллической области R справа должны быть ориентированы в направлении от зрителя.

Фиг.6 показывает характеристики "напряжение-коэффициент пропускания", которые получены в случае, если две жидкокристаллические области R, показанные на фиг.4, просматриваются под углом. Более конкретно, он является графиком, показывающим кривые L3 и L4 "напряжение-коэффициент пропускания", ассоциированные, соответственно с жидкокристаллической областью R, в которой наклоненные молекулы 30a жидких кристаллов ориентируются в направлении к зрителю (т.е. жидкокристаллической областью R, показанной слева по фиг.4), и жидкокристаллической областью R, в которой наклоненные молекулы 30a жидких кристаллов ориентируются в направлении от зрителя (т.е. жидкокристаллической областью R, показанной справа по фиг.4).

Как показано на фиг.6, в жидкокристаллической области R, в которой молекулы 30a жидких кристаллов ориентируются в направлении к зрителю, по мере того как напряжение возрастает, коэффициент пропускания сначала понижается, а затем увеличивается, как представлено посредством кривой L3. С другой стороны, в жидкокристаллической области R, в которой молекулы 30a жидких кристаллов ориентируются в направлении от зрителя, по мере того как напряжение возрастает, коэффициент пропускания увеличивается почти монотонно, как представлено посредством кривой L4. Эти результаты получены, поскольку величина задержки относительно входящего света, который проходит под углом жидкокристаллический слой 30 (т.е. под углом относительно нормали к экрану дисплея), сначала должно понижаться, а затем увеличиваться с повышением напряжения в жидкокристаллической области R, в которой молекулы 30a жидких кристаллов ориентируются в направлении к зрителю, но должно увеличиваться почти монотонно с повышением напряжения в жидкокристаллической области R, в которой молекулы 30a жидких кристаллов ориентируются в направлении от зрителя.

Характеристика "напряжение-коэффициент пропускания", ассоциированная с наклонным направлением пр