[发明专利]液晶显示单元

说明书

本申请是申请日为2008年9月28日、申请号为200810166004.1、发明名称为“液晶显示单元”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及使用液晶的设备，更具体地涉及一种液晶显示单元。

背景技术

垂直配向液晶显示单元有一种现象，即液晶分子因为不同形状的上电极和下电极的边缘部分产生的倾斜电场而在水平方向上倾斜。这种现象发生在阈值电压附近。垂直配向液晶显示单元常常通过使用一对正交尼科耳设置的偏振片(polarizer plate)而运行在常黑模式下。液晶显示单元上发生这种现象的区域进入了透光状态。在施加了关(OFF)电压的简单矩阵驱动中，因为这种光透射(optical through)而降低了对比度。

日本未审实用新型专利申请公报第HEI-7-39076号建议设置覆盖像素边缘部分的金属遮光罩(黑底)，以防止在显示关状态下像素边缘部分产生光透射(光泄漏)。

在没有施加电压的情况下，垂直配向型液晶显示单元的液晶层中的液晶分子配向为垂直于基板，而在没有施加电压情况下，具有非常良好的黑度。在构成了垂直配向型液晶显示单元的液晶单元中，上基板和下基板之一或两者具有光学补偿板，该光学补偿板具有设置在适当位置的负光学各向异性，从而使显示单元具有非常良好的视角特性。

垂直配向型液晶显示单元的定向(orientation)类型包括通过摩擦工艺等形成的单域定向和通过产生倾斜电场而形成的多域定向，这种倾斜电场是通过在像素电极内形成开口而产生的，以对平行于基板的相同平面内的多个方向上的液晶分子进行排列。

对单域垂直配向型液晶显示单元的定向进行控制，从而使液晶层中的面内排列方向变得一致，而不管是否施加了电压。在垂直配向型中，在存在施加电压的情况下，液晶分子倾斜成平行于基板的状态。如果在没有施加电压的情况下液晶分子正好垂直于基板，则可能发生定向缺陷，这种定向缺陷导致在施加了电压的情况下液晶分子的局部定向紊乱。为了避免这种情况，对预倾角进行设定，使液晶分子在没有施加电压的情况下相对于基板的垂直方向略微倾斜。

比如，JP-A-2005-23454中建议了一种经过摩擦工艺的垂直配向液晶显示单元。

在以较高的占空比(如点矩阵显示)来驱动单域垂直配向型液晶显示单元时，基于透射率来确定驱动电压。在这种情况下，根据开(ON)电压的有效值和偏置比来确定关电压的有效值。在高占空比驱动条件下，关电压在某些情况下高于液晶分子开始下降(fall)的阈值电压。因此在这种情况下，液晶的透射率即使在施加了关电压的情况下也会变化，因而可能在显示单元内形成光透射。我们希望避免这种光透射，因为它使对比度下降。

已知的是，为了防止这种光透射，使电压/透射率的变化在阈值电压附近变得急剧。实现此目的的一种方法是执行将液晶分子角度设为相对于基板几乎垂直的较大预倾角定向处理，以升高液晶分子开始下降的阈值电压。另一种方法是增大所谓的液晶单元延迟。

可以在上电极与下电极之间的液晶显示单元的显示图案的边缘部分形成倾斜电场。即使结合了上述防止光透射的方法，施加了倾斜电场的液晶分子也以低于显示区域中心区域内的液晶分子处电压的电压开始下降，从而观察到了光透射。

光透射不仅仅导致对比度降低，而且劣化了视角特性。

用于分段显示的液晶显示单元被用于七段数字显示和特定形状的标志显示等。比如，JP-A-HEI-5-281559、JP-A-2000-250024和JP-A-HEI-5-2161中公开了形成黑膜的技术，黑膜充当分段显示图案的全部背景区域内的遮光膜。JP-A-HEI-5-2161描述了将黑膜形成在甚至用于点矩阵显示的点显示图案的背景区域中。

如JP-A-HEI-5-2161中描述的那样，黑膜的一个效果是可抑制将在显示图案的边缘部分附近产生的倾斜电场所导致的光透射。这种光透射尤其可能形成在垂直配向型液晶显示单元中。

然而，因为背景区域中形成了黑膜，所以出现了一种现象(文中将其称为黑膜所导致的串扰)，即使将黑色显示赋予显示图案，显示图案看起来也发暗。

因为在扭曲向列相(TN)、超扭曲向列相(STN)和垂直配向(VA)等的任何一种显示模式下都无法将显示图案的透射率设定成与黑膜的透射率一样适当的低，所以出现了黑膜所导致的串扰。当视角倾斜时，这种透射率差异变得显著。