[发明专利]液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示装置，特别是涉及在像素间距比较小的液晶显示装置中适宜地适用的取向控制构造。

背景技术

当前，作为具有广视野角特性的液晶显示装置，正在利用横电场模式(包括IPS模式和FFS模式)和垂直取向(VA)模式。VA模式由于在批量生产性方面比横电场模式优秀，因此在TV用途或者移动用途中正在广泛利用。

VA模式的液晶显示装置进一步大致分为MVA模式(参照专利文献1)和CPA模式(参照专利文献2)。

在MVA模式中，沿着相互正交的2个方向配置直线状的取向限制单元(狭缝或肋)，在取向限制单元之间，形成代表各畴的指向矢的方位角相对于正交尼科尔配置的偏光板的偏光轴(透过轴)构成45度的4个液晶畴。当将方位角的0度作为钟表文字盘的3点方向，以逆时针方向为正时，4个畴的指向矢的方位角成为45度、135度、225度、315度。相对于偏光轴45度方向的直线偏振光由于没有被偏光板吸收，因此从透过率的观点出发最优选。像这样，将1个像素中形成4个畴的结构称为4分割取向构造或仅称为4D构造。

然而，上述的MVA模式不适于小的像素(例如，短边不足100μm，特别是不足60μm)。例如，在作为取向限制单元利用狭缝的情况下，为了得到充分的取向限制力，需要狭缝的宽度在10μm程度以上，为了形成4个畴，需要在像素电极上形成当从基板法线方向观看时，在对置电极上形成沿着互差90度的方向延伸的狭缝(く字形的狭缝)，以该狭缝为中心，隔开一定的间隔平行的2条く字形的狭缝。即，需要将各3条大约10μm宽度的狭缝平行地沿着45度-225度方向和135度-315度方向配置。由于设置有狭缝(或者肋)的部位无助于显示，因此如果适用在短边不足100μm的像素中，则透过率(亮度)极度降低。进而，在高精细的小型的液晶显示装置，例如便携式电话用的2.4型VGA中，像素的间距(行方向×纵方向)例如是25.5μm×76.5μm，在这样小的像素中，也不能形成上述的狭缝。如果使狭缝的宽度狭窄，则当然不能得到充分的取向限制力。

因此，在比较小的像素的液晶显示装置中，采用CPA模式。参照图9(a)～(c)，简单地说明CPA模式的液晶显示装置的结构。

图9(a)是CPA模式的液晶显示装置90A的1个像素的示意性的剖视图，图9(b)是示意性的俯视图。在图9(a)中表示中间灰度显示状态的液晶分子42a的取向状态。图9(c)是示意性地表示白显示状态的液晶分子的取向状态的俯视图。另外，在以下的附图中，共同的构成要素用共同的参考附图标记表示，有时省略说明。

液晶显示装置90A在一对基板11与21之间具有由垂直取向膜32a和32b进行了取向限制的垂直取向型的液晶层42。液晶分子42a具有负的介电各向异性，由在像素电极12的边缘部产生的斜电场和设置在对置电极22的液晶层42一侧的铆钉(凸部)92的取向限制力，在施加电压时，规定液晶分子42a倾斜的方位。如果施加充分高的电压，则如图9(c)所示，以铆钉92为中心，液晶分子42a成为放射状倾斜的取向。这时，液晶分子42a的取向状态以铆钉92为中心具有轴对称性(C_∞)，将取这种取向状态的畴称为放射状倾斜取向畴或者轴对称取向畴。

液晶显示装置90A具有以隔着液晶层42相互相对的方式配置的一对偏光板52a和52b，在偏光板52a与液晶层42之间和偏光板52b与液晶层42之间分别有1/4波长板(四分之一波长板)72a和72b。偏光板52a和偏光板52b的偏光轴配置成相互正交(正交尼科尔配置)。通过利用全方位的放射状倾斜取向畴和圆偏振光，能够得到高透过率(亮度)。图11(a)表示液晶显示装置90A的白(最高灰度)显示状态的像素的透过率分布的模拟结果。除去在铆钉92的中心附近形成透过率低的区域以外，显示出均匀的高透过率。

利用1/4波长板的CPA模式虽然透过率高，但是与MVA模式相比较，存在对比度低，视野角也窄的问题。即，如果使用1/4波长板，则在斜视角，与从正面(显示面法线方向(视角0度))观察时相比较，能够明亮地看到显示(特别是低灰度(亮度低)显示)那样的所谓“泛白”也比MVA模式显著。

通过省略液晶显示装置90A的1/4波长板72a和72b，即，将CPA模式与直线偏振光组合，能够抑制泛白，提高对比度，扩展视野角。但是，如图11(b)所示，透过率降低。图11(b)表示省略液晶显示装置90A的1/4波长板72a和72b的液晶显示装置的白显示状态的像素的透过率分布的模拟结果，液晶分子的取向方向与偏光板的吸收轴平行的区域中的透过率非常低。