CN1908785A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置，包括：液晶显示面板和光学单元。该液晶显示面板包括第一基片、第二基片、多个像素电极(18)和多个突出部(32)。每个像素电极(18)具有长度等于或小于160μm的主轴。将突出部(32)的高度除以第一和第二基片之间的间隙d所获得的值为0.14－0.6。在第一方向上测得该突出部的宽度等于或小于15μm。该装置满足MIN(la，lb)/d＜10的关系。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置。
背景技术
通常，液晶显示装置具有阵列基片、与该阵列基片相对排列的反基片，这些基片之间保持一间隙，以及置于阵列基片和反基片之间的液晶层。液晶显示装置轻而薄并且消耗很少的功率。因此，它用于各种装置中，如办公自动化(OA)装置、信息终端、时钟和电视接收机。如果它具有用作开关元件的薄膜晶体管(TFT)，则它可高速地响应输入信号并可显示高质量的图像。这就是为什么液晶显示器被用作在显示大量信息的电子装置中使用的显示单元，诸如便携式TV接收机、计算机。
近年来，随着信息的大量处理，越来越多地要求高分辨率地显示图像和提高显示速度。图像分辨率通过例如减小构成具有如上所述TFT的阵列基片的元件的大小来增加。在垂直定向模式即一种显示模式中，液晶显示装置可比常规的扭转向列(TN)模式更快地响应输入信号。另外，在垂直定向模式中，不需要执行任何导致缺陷(例如静电损害)的摩擦处理。
特别地，在实践中广泛使用多域垂直定向(MVA)模式，因为在这一模式中较容易加大视角。在MVA模式中，将电压施加于具有突出部的每个像素，从而将液晶分子导向各个方向，并最终改善视角特性的对称性并抑制逆变。在另一模式中，使用负相差板补偿液晶层在液晶分子直立时相位差的视角依赖性，使该层看上去变黑。在又一模式中，将面内相位差授予负相差板，将该板转变成双轴相差板，从而也补偿偏振片的视角依赖性，并获得期望的CR视角特性。
在例如US 6,724,452B1中公开关于MVA模式的技术。上述突出部设置在像素内部。由此突出部限定的步距(step)引起的局部光线发散或电压降减小了像素的透射率。因此，该突出部是降低图像质量的一个因素。如果在阵列基片中形成的任何两个相邻像素电极之间的间隔较大，则开口率将减小，从而不可避免地降低透射率。因此，期望该突出部的大小和像素电极之间的间隔尽可能地小，以确保高透射率和高图像对比度。突出部的大小和像素电极之间的间隔由光学特性和定向稳定性之间的折衷来确定。
近来，极需用于便携式终端中的液晶显示装置显示高对比度和高亮度的图像。另外，需要液晶显示装置以高达300ppi或更高的高分辨率显示图像。分辨率越高，则像素电极将越小。如果采用MVA模式，则突出部与像素电极的表面积比将显著增加。对比度和透射率将不可避免地下降很多。液晶显示装置会不再显示足够高质量的图像。因此，需要既能获得常规地适合折衷关系的高分辨率，又能获得高透射率和高对比率。
考虑到上述内容作出了本发明。本发明的一个目的在于提供一种实现高透射率和高对比率的高分辨率液晶显示装置。
发明内容
为了实现该目的，根据本发明的一个方面，提供了一种液晶显示装置，包括：液晶显示面板，该面板包括第一基片、与第一基片相对并与之有间隔地排列的第二基片、置于第一和第二基片之间并由具有负各向异性的介电常数的液晶制成的液晶层、在第一方向和与第一方向直角相交的第二方向上以矩阵形式排列在第一基片上的多个像素电极、以及设置在第二基片上重叠的多个突出部，它们与像素电极交叠，如在第一方向上所测的与像素电极的一侧分开，向第一基片突出并配置成控制液晶分子定向的方向；和
光学单元，它包括：设置在第一基片外部的第一光学单元，它被配置成接收光并将该光作为圆偏振光发射到液晶显示面板；以及设置在第二基片外部第一光学单元，它被配置成发射穿过液晶显示面板的圆偏振光，并将该光作为线性偏振光发射，
每个像素电极的主轴的长度等于或小于160μm，
通过将突出部的高度除以第一和第二基片之间的间隙d所获得的值为0.14-0.6，
在第一方向上测量到的突出部的宽度等于或小于15μm，
MIN(1a，1b)/d＜10，其中1a是多个像素电极中一个像素电极的位置坐标和突出部中与该像素电极重叠的一个突出部之间最短的距离，1b是位置坐标与比任何其它像素电极更靠近该位置坐标的像素电极的一端之间的最短距离，且MIN(1a，1b)是这些距离1a和1b中较短的。
根据本发明的另一方面，提供了一种液晶显示装置，包括：液晶显示面板，该面板包括第一基片、与第一基片相对并与之有间隔地排列的第二基片、置于第一和第二基片之间并由具有负各向异性的介电常数的液晶制成的液晶层、在第一方向和与第一方向直角相交的第二方向上以矩阵形式排列在第一基片上的多个像素电极、以及设置在第二基片上的多个突出部，它们与像素电极交叠，如在第一方向上所测的与像素电极的一侧分开，向第一基片突出，具有范围为0.5μm到2μm的高度，并被配置成控制液晶分子定向的方向；和
光学单元，它包括设置在第一基片外部的第一光学单元，它被配置成接收光并将该光作为圆偏振光发射到液晶显示面板、和设置在第二基片外部的第二光学单元，它被配置成发射穿过液晶显示面板的圆偏振光，并将该光作为线性偏振光发射，
每一像素电极的主轴的长度等于或小于160μm，
第一和第二基片之间的间隙在2μm-5μm的范围内，且
条纹状的在第二方向上延伸、分别沿第二方向设置在像素电极上的突出部被排列成：每个突出部沿第一方向将像素电极分成几乎大小相等的两部分。
根据本发明的又一方面，提供了一种液晶显示装置，包括：液晶显示面板，该面板包括第一基片、与第一基片之间相对并与之有间隔地排列的第二基片、置于第一和第二基片之间的由具有负各向异性的介电常数的液晶制成的液晶层、在第一方向和与第一方向直角相交的第二方向上以矩阵形式排列在第一基片上的多个像素电极，各像素电极具有在第一方向上延伸的主轴，以及设置在第二基片上的多个突出部，它们与像素电极交叠，如在第一方向上所测与像素电极的一侧分开，向第一基片突出并被配置成控制液晶分子定向的方向；和
光学单元，它包括：设置在第一基片外部的第一光学单元，它被配置成接收光并将该光作为圆偏振光发射到液晶显示面板发射；和设置在第二基片外部的第二光学单元，它被配置成发射穿过液晶显示面板的圆偏振光并将该光作为线性偏振光发射，
每一像素电极的主轴的长度等于或小于160μm，
通过将突出部的高度除以第一和第二基片之间的间隙d所获得的值为0.14-0.6，
在第一方向上测量到的突出部的宽度等于或小于15μm，
条纹状的在第二方向上延伸、分别沿第二方向设置在像素电极上的突出部，被排列成每个突出部沿第一方向将像素电极分成几乎大小相等的两部分，且
第一和第二光学单元的每一个都由具有传输轴的偏振片和置于该偏振片上的相差板组成，该相差板具有至少1/4的相位差和与所述传输轴成30°至60°角的易传输轴(transmission-easy axis)。
根据本发明的另一方面，提供了一种液晶显示装置，包括：液晶显示面板，该面板包括第一基片、与第一基片之间相对并与之有间隔的第二基片、置于第一和第二基片之间的由具有负各向异性的介电常数的液晶制成的液晶层、在第一方向和与第一方向直角相交的第二方向上以矩阵形式排列在第一基片上的多个像素电极，各像素电极具有在第一方向上延伸的主轴，以及设置在第二基片上的多个突出部，它们与像素电极交叠，如在第一方向上所测与像素电极的一侧分开，向第一基片突出并被配置成控制液晶分子定向的方向；和
光学单元，它包括设置在第一基片外部的第一光学单元，它被配置成接收光并将该光作为圆偏振光发射给液晶显示面板、和设置在第二基片外部的第二光学单元，它被配置成发射穿过液晶显示面板的圆偏振光并将该光作为线性偏振光发射，
每一像素电极的主轴的长度等于或小于160μm，
通过将突出部的高度除以第一和第二基片之间的间隙d所获得的值为0.14-0.6，
在第一方向上测量到的突出部的宽度等于或小于15μm，且
所述突出部基本上为半圆并分别与像素电极的中心部分相对。
本发明的其它优点将在下面的说明书中阐述，且其一部分将从说明书明显看出或通过本发明的实践认识到。本发明的优点将通过在下面特别指出的手段和组合实现和获得。
附图说明
包括在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，并与以上给出的总的说明以及下面给出的实施例的详细说明一起用来解释本发明的原理。
图1为根据本发明实施例的实施例1的液晶显示装置的截面图；
图2为图1所示的液晶显示装置的另一截面图；
图3为图1和2所示的阵列基片的平面图；
图4为示出从反基片看到的根据实施例1的液晶显示装置的像素电极和突出部的平面图；
图5为示出图4所示的像素电极之一和突出部之一的放大平面图；
图6为示出从反基片看到的根据本发明实施例的实施例4的液晶显示装置的像素电极和突出部的平面图；
图7为示出图6所示的像素电极之一和突出部之一的放大平面图；
图8为示出当对角线图像尺寸、像素间距、像素大小和突出部宽度变化时根据本发明实施例的实施例1-4的液晶显示装置的开口率和光学特性如何变化的表格；
图9为示出从反基片看到的根据本发明实施例的实施例5的液晶显示装置的像素电极和突出部的平面图；
图10为示出图9所示的像素电极之一和突出部之一的放大平面图；
图11为示出从反基片看到的根据本发明实施例的实施例6的液晶显示装置的像素电极和突出部的平面图；
图12为示出图11所示的像素电极之一和突出部之一的放大平面图；
图13为表示根据本发明实施例的液晶显示装置的响应速度的变化和在第一方向上测量到的各突出部的一侧与相应像素电极的一端之间的最小距离之间的关系；
图14为示出从反基片看到的根据本发明实施例的对比示例的液晶显示装置的像素电极和突出部的平面图；
图15为示出图14所示的像素电极之一和突出部之一的放大平面图；
图16为示出根据本发明实施例的对比示例的液晶显示装置的开口率和光学特性的表格示图。
具体实施方式
下面将参照附图说明根据本发明本实施例的液晶显示装置。
如图1-3所示，透射型的液晶显示装置包括液晶显示面板1、光学单元2和背光灯单元3。
液晶显示面板1包括：阵列基片4、与阵列基片之间相对并与之有间隔地排列的反基片5、及置于阵列基片4和反基片5之间的液晶层6。阵列基片4为第一基片。反基片5为第二基片。液晶显示面板1具有与阵列基片4和反基片5重叠的显示区R1。液晶显示面板1具有多个像素区R2。像素区R2具有设置在显示区R1中的透明区R3。像素区R2排列成行和列，形成矩阵。行在第一方向d1上延伸，而列在第二方向d2上延伸。
阵列基片4包括用作透明绝缘基片的玻璃基片10。在玻璃基片10上，扫描线11和信号线12在显示区R1中排列成矩阵。在玻璃基片10上，还设置与扫描线平行地延伸的辅助电容线(auxiliary capacity line)。在本实施例中，各透明区R3由两条相邻扫描线11和两条相邻信号线围绕。在玻璃基片10上，对每个像素区R2都形成一个像素单元14。
将详细说明同样的像素单元14之一。
像素单元14具有像素电极18、TFT 16及辅助电容元件(未示出)。像素电极18由诸如ITO(氧化铟锡)之类的透明导电薄膜制成。TFT 16与像素电极相连且TFT 16用作开关元件。TFT 16和辅助电容元件以及扫描线11、信号线12和绝缘层15一起在玻璃基片10上形成。层间绝缘薄膜17在绝缘层15和TFT 16上形成。
像素电极18在层间绝缘薄膜17上形成并经由在层间绝缘薄膜17上制成的接触孔17a与TFT 16连接。像素电极18具有在第一方向d1上延伸的主轴。像素电极18的边缘与扫描线11和信号线12重叠。因此，像素电极18与像素区R2和透明区R3重叠。在玻璃基片10和像素电极18上形成垂直定向型的定向薄膜19。
反基片5包括用作透明绝缘基片的玻璃基片30。在显示区中，红色层40R、绿色层40G和蓝色层40B在玻璃基片40上形成。有色层40R、40G和40B形成滤色镜40。在玻璃基片30和滤色镜40上形成由诸如ITO之类的透明导电薄膜制成的反电极31。
在反电极31上形成多个突出部32。突出部32设置在反电极31上并与像素电极18重叠。在第一方向d1上看，突出部32放置在距像素电极18周围相对边的一定间隔处。突出部32向阵列基片4突出。突出部32控制与像素电极18相对的液晶层6的液晶分子6a倾斜的倾斜方向。在玻璃基片30和突出部32上，形成垂直定向类型的定向薄膜33。
阵列基片4和反基片5相对排列，其间由用作间隔物的柱形间隔物(未示出)彼此隔开。阵列基片4和反基片5设置在两个基片的边缘部分中的密封件(未示出)结合在一起。在由阵列基片4、反基片5和密封件围绕的区域中形成液晶层6。液晶层6由基于氟的液晶材料制成。液晶材料为n型并具有0.09的Δn(各向异性折射率)、-5的Δε(各向异性介电常数)和旋转粘度系数100mPa·S。如上所述，液晶层6由具有负各向异性介电常数的液晶材料制成。
光学单元2包括第一光学单元50和第二光学单元60。第一光学单元50设置在阵列基片4外部。第二光学单元60设置在反基片外部。第一光学单元50具有相差板51和偏振片52。相差板51具有1/4的相位差和易传输轴51a。偏振片52在相差板51上形成并具有与易传输轴51a成45°角的传输轴52a。相差板51和起偏振片52相互迭加形成一迭层。
第二光学单元60具有相差板61和偏振片62。相差板61具有1/4的相位差和易传输轴61a。偏振片62在相差板61上形成并具有与易传输轴61a成45°角的传输轴62a。相差板61和偏振片62相互迭加形成一迭层。
背光灯单元3设置在偏振片52的外表面一侧。背光灯单元3具有光波导3a、光源3b和反射器3c。光波导3a与偏振片52相对并包括光波导板。光源3b和反射器3c面向光波导3a的一侧。
因此，第一光学单元50接收背光灯并将其转换成施加在液晶显示面板1上的圆偏振光。第二光学单元60接收穿过液晶显示面板1的圆偏振光并将其转换成线性偏振光。在本实施例中，光学单元2以圆偏振光模式操作。
在此模式中，对于具有波长范围为从530nm至580nm的光束，椭圆率被设置成1。
将根据配置说明上述液晶显示装置。
(实施例1)
如从图1、2、4、5和8中可见，实施例1是可用作便携式终端的显示单元的液晶显示装置。该装置的显示器的大小按对角线为2.4英寸。它具有排列成640(在垂直方向，或第一方向d1上)和480(在水平方向或第二方向d2上)的像素。它是VGA彩色有源矩阵型的液晶显示装置。每一像素由三个像素单元即红、绿和蓝单元组成。因此，该装置具有640(在垂直方向上)×1440(在水平方向上)个像素。分辨率(像素间距)为332ppi。
像素单元14的大小为75μm(在垂直方向上)×25μm(在水平方向上)。像素电极18为矩形。任何两个相邻像素电极18的边界之间的间隙1p约为8μm。
突出部32具有基本为半圆的横截面。它们状如条纹，在第二方向d2上延伸(从而平行于各像素电极的较短一侧延伸)。突出部32设置成与排列在第二方向上的像素电极18一一对应。各突出部32位于将设置在透明区R3中的一个像素电极18分成几乎相同大小的两部分的位置(像素中心)处，这两个部分并排地排列在第一方向d1上。突出部32具有第一方向d1上约10μm的宽度W和约1.5μ的高度h。它们由丙烯酸感光树脂制成。液晶显示装置的显示模式为2分区MVA模式。
设置在像元区R2中且不与突出部32重叠的阵列基片4与反基片5分隔开，形成3μm的间隙d。突出部的高度h为间隙d的一半(0.5)。由间隙d分割的突出部32的高度h为0.5。
液晶显示装置被设计成满足下列关系(1)：
MIN(1a，1b)/d＜10        …(1)
其中，如图5所示，1a为突出部32和不与突出部32重叠但与透明区R3重叠的像素电极18的位置坐标P之间的最短距离，1b为位置坐标P和像素电极与比任何其它透明区更靠近位置坐标P的透明区R3重叠的那一端之间最短的距离，且MIN(1a，1b)是这些距离1a和1b中较短的。
在图5中，对于给定的位置坐标P1(1a，1b)＝(7μm，5μm)，MIN(1a，1b)为5μm，而MIN(1a，1b)/d为1.7(＝5/3＜10)。该值满足关系(1)。另外，对于给定的位置坐标P2和P3，MIN(1a，1b)满足关系(1)，具体以下：
对于P2(1a，1b)＝(8μm，10μm)：MIN(1a，1b)/d＝8/3＝2.7＜10
对于P3(1a，1b)＝(20μm，4μm)：MIN(1a，1b)/d＝4/3＝1.3＜10
液晶显示装置被配置成突出部32排列成使有效开口率最大化同时满足以上指定的关系(1)。即，不与突出部重叠但与透明区R3重叠的像素电极18的总面积S(相对开口率)的最大值为34％。
如图8所示，液晶显示装置满足关系(1)并具有透明像素电极的最大总面积S。然而，显示器能在所有像素区R2中保持足够的定向稳定性。透射率为3.3％，对比率为450。因此，液晶显示装置展示出良好的光学特性。
(实施例2)
实施例2的液晶显示装置用作例如便携式终端的显示单元。装置的显示器按对角线大小为2.8英寸并稍大于根据实施例1的显示器。它具有640(在垂直方向上)×480(在水平方向上)像素。它是VGA彩色有源矩阵型的液晶显示装置。其分辨率(即，像素间距p)为286ppi。各像素14的大小为90μm×30μm。
根据实施例2的液晶显示装置满足以上给出的关系(1)。突出部32以满足关系(1)的最佳状态排列。即，它们排列成有效开口率为最大。透明像素电极的总面积S(即，相对开口率)的最大值为45％。
如图8所示，虽然透明像素电极的总面积S为最大，但在满足关系(1)的液晶显示装置中的所有像素区R2中都达到了足够的定向稳定性。透射率为4.3％，对比率为480。因此，根据实施例2的液晶显示装置展示出良好的光学特性。
(实施例3)
根据实施例3的液晶显示装置用作例如便携式终端的显示单元。该装置的显示器按对角线大小为2.8英寸，并且与根据实施例2的显示器一样大。它具有640(在垂直方向上)×480(在水平方向上)个像素。它是VGA彩色有源矩阵型的液晶显示装置。它的结构与根据实施例2的装置的不同之处仅在于突出部32成形为具有较大的高宽比。更精确地说，突出部32在第一方向d1上测得的宽度W约为7μm，高度h约为1.5μm。
根据实施例3的液晶显示装置满足以上列出的关系(1)。突出部32排列成最佳状态使有效开口率可以最大化，落在关系(1)的范围内。透明像素电极的总面积(即，相对开口率)的最大值为48％。
如图8所示显而易见，虽然透明像素电极的总面积S为最大，但在满足关系(1)的液晶显示装置中的所有像素区R2中都达到了足够的定向稳定性。透射率为4.6％，对比率为500。因此，根据实施例3的液晶显示装置展示出良好的光学特性。
(实施例4)
根据实施例4的液晶显示装置用作例如便携式终端的显示单元。该装置的显示器按对角线大小为2.8英寸，并且与根据实施例2和3的显示器一样大。它具有640(在垂直方向上)×480(在水平方向上)像素。它是VGA彩色有源矩阵型的液晶显示装置。它的结构与根据实施例2和3的装置的不同之处仅在于突出部32。
如图6和7所示，突出部32设置在反基片5上并与像素电极18重叠。各突出部32被定位于面向与透明区R3重叠的像素电极18的中心部分。突出部32为半圆。它们具有约15μm的直径D(在第一方向d1上的宽度W和第二方向d2上的宽度)和约1.5μm的高度h。突出部32由普通感光丙烯酸树脂制成。因此，它们能以低成本制备。
对每个像素电极18都提供突出部32。各突出部32与像素电极18的分别在第一方向d1和第二方向d2上延伸的那些侧面分隔开。根据实施例4的液晶显示装置以连续径向定向型的MVA模式操作。不用说，突出部32可控制构成液晶层6的液晶分子6a倾斜的方向。面向突出部32的液晶层6的液晶分子6a在从突出部32径向定向。
实施例4的液晶显示器满足以上给出的关系(1)。在例如位置坐标P4、P5、P6和P7处满足关系(1)。突出部32排列成这种最佳状态，使得有效开口率可最大化，落在关系(1)的范围内。透明像素电极的总面积S(即，相对开口率)为最大值48％。
如图8所示，虽然透明像素电极的总面积S为最大，但在满足关系(1)的液晶显示装置中的所有像素区R2中达到了足够的定向稳定性。透射率为4.6％，对比率为500。因此，根据实施例4的液晶显示装置展示出良好的光学特性。
(实施例5)
根据实施例5的液晶显示装置用作例如便携式终端的显示单元。该装置的显示器按对角线大小为2.8英寸，并且与根据实施例2的显示器一样大。它具有640(列)×480(在水平方向上)个像素。它也是VGA彩色有源矩阵型的彩色液晶显示装置。它与根据实施例2的装置的不同之处仅在于像素电极18。
如图9和10所示，与实施例2不同，每一像素电极18由相同大小的两个部分组成，这两个部分在第一方向上并排排列并在第二方向上相对彼此位移约Ip/4。不论从第一方向或第二方向看，任两个相邻部分在形状上彼此对称。
根据实施例5的液晶显示装置满足以上列出的关系(1)。在例如位置坐标P8、P9和P10处满足关系(1)。突出部32排列成这种最佳状态，使得有效开口率可最大化，落在关系(1)的范围内。透明像素电极的总面积S(即，相对开口率)为最大值。
虽然透明像素电极的总面积S为最大，但在满足关系(1)的液晶显示装置中的所有像素区R2中达到了足够的取向稳定性，在满足关系(1)的液晶显示装置中的所有像素区R2中达到了足够的定向稳定性。由突出部32在第一方向d1上分隔开的拱形像素电极18相互不对称。因此，实施例5在定向稳定性方面优于实施例2。根据实施例5的液晶显示装置也展示出良好的光学特性。
(实施例6)
根据实施例6的液晶显示装置用作例如便携式终端的显示单元。该装置的显示器按对角线大小为2.8英寸，并且与根据实施例2的显示器一样大。它具有640(在垂直方向上)×480(在水平方向上)像素。它也是VGA彩色有源矩阵型的彩色液晶显示装置。它与根据实施例5的装置的不同之处仅在于突出部32。
如图11和12所示，突出部32与实施例4一样为半圆。各突出部32设置在与透明区R3重叠的像素电极18的中心部分。突出部32具有约15μm的直径D(在第一方向d1上的宽度W和第二方向d2上的宽度)和约1.5μm的高度h。各突出部32与像素电极18的分别在第一方向d1和第二方向d2上延伸的那些侧面分隔开。
根据实施例6的液晶显示装置满足以上给出的关系(1)。在例如位置坐标P11、P12、P13和P14处满足关系(1)。突出部32排列成这种最佳状态，使得有效开口率可以最大化，落在关系(1)的范围内。透明像素电极的总面积S(即，相对开口率)为最大值。
虽然透明像素电极的总面积S为最大，但根据实施例6的液晶显示装置满足关系(1)并获得了足够的定向稳定性。由突出部32在第一方向d1上分隔开的拱形像素电极18相互不对称。因此，实施例6可具有较高定向稳定性。此液晶显示装置展示出良好的光学特性。
除以上详细说明之外的任何结构特征中，实施例2-6与实施例1相同。因此，与实施例1相同的组件以相同的标号表示且未详细描述。
将描述具有较低透射率和较小对比率的液晶显示器的对比示例。对比示例与上述实施例相似，与任一实施例相同的组件以相同的标号表示且不再赘述。
(可比示例)
如图14、15和16所示，根据对比示例的液晶显示装置的显示器按对角线大小为2.4英寸。它具有640(在垂直方向上)×480(在水平方向上)个像素，并且是VGA彩色有源矩阵型的彩色液晶显示装置。其分辨率(即，像素间距p)为332ppi。
每一像素14的大小为75μm×25μm。像素电极18为矩形。
对比示例的突出部32具有基本为半圆的横截面。它们状如在第一方向d1上延伸的条纹。各突出部32与在第一方向d1上排列的像素电极18重叠，突出部32延伸成好像它沿像素电极18的中心线将与透明区R3重叠的各像素电极18分成相同大小的两个部分一样。突出部32在第二方向d2上宽度约为10μmW，且高度约为1.5μm。根据对比示例的液晶显示装置的显示模式为2分区MVA模式。
根据对比示例的液晶显示装置满足关系(1)。在例如位置坐标P15、P16和P17处满足关系(1)。此装置满足用于显示高分辨率图像的条件并具有在第一方向d1上延伸的突出部32。因此，透明像素电极的总面积S(即，相对开口率)低至12％，而透射率低至1.1％。另外，对比度小到100。因此，根据对比示例的液晶显示装置未展示良好的光学特性。
这是不可避免的，因为突出部32与像素电极18的面积比的增加由于图像的高分辨率和突出部32比开口率的减小要多。结果，有效开口率减小，而通过突出部32的光量增加。在突出部32处通过的光量增加是因为液晶分子在各突出部32的边缘处进行预倾斜。
考虑到透射率和对比率，期望尽可能地减少突出部在透明区R3中占用的面积。在根据对比示例的液晶显示装置中，因为高分辨率、高开口率和高对比率的组成具有折衷关系，所以难以共存。
在根据本实施例的液晶显示装置中，突出部32在第二方向d2上延伸，每一突出部将像素电极18分成在第一方向d1上并排排列的相同大小的两个部分，并且它们状如条纹。如果突出部32为半圆，则每个突出部设置在像素电极18的中心部分并与像素电极18的分别在第一方向d1和第二方向d2上延伸的那些侧面分隔开。本实施例的突出部32排列成这种最佳状态使得有效开口率可以最大化，落在关系(1)的范围内。因此，即使装置满足用于显示高分辨率图像的条件，透明像素电极的总面积也可以是最大值。根据本发明的任一实施例的液晶显示装置能获得良好的光学特性，诸如高透射率和高对比率。因为液晶显示装置满足以上给出的关系(1)，所以突出部32和/或像素电极18的边缘电场在所有位置坐标P处作用。因此，显示器能保持足够的定向稳定性。因此，它不仅展示出高透射率和高对比率，还展示出高定向稳定性。
在本发明的实施例中，各突出部32在第二方向d2上延伸，因此，液晶分子6a取向于第一方向d1或第二方向d2。也就是说，它们在显示屏幕中向上、向下、向左和向右定向。因此，液晶显示装置能具有比突出部32垂直于对角线延伸的情况中更大的视角。
条纹状突出部32排列成好象将每个像素电极18在主轴方向上分割成相同大小的两个部分一样。每个像素电极18的两个部分为正方形或形状象正方形。在与第一方向d1相反的方向上施加到液晶6的边缘电场和在与第二方向d2相反的方向上施加到液晶6的边缘电场同等地作用与每一像素电极18的两个部分上。因此，液晶分子6a可在第一方向d1和第二方向d2上均匀地定向。在此情况下，视角当然能相对于垂直方向和水平方向增大。
如图13所示，任何液晶显示装置必须具有特定的响应时间以显示期望质量的图像。如果各突出部32在第一方向d1的一侧与一像素电极18的相应那端之间最短的距离等于或小于80μm，则本发明实施例可具有至少30ms的响应时间。因此，如果所述最短距离等于或小于80μm，则液晶显示装置能显示期望质量的图像。
该装置能获取高透射率和高对比率。因此，该装置能显示高分辨率图像。能高产量、低成本地提供显示高分辨率图像的液晶显示装置。
本发明不限于上述实施例。在本发明的范围和精神内能进行各种变化和修改。例如，即使透明像素电极的总面积接近于但不是确切的最大值，则能获得与总面积S为最大值的情况中相同的有利条件。这里使用的接近最大值的值，指最大值的至少70％但小于100％。
像素电极18的主轴应等于或小于160μm，最好应等于或小于67.5μm。h/d的值应为0.14-0.6。突出部32在第一方向d1上测量到的宽度应等于或小于15μm。如果高宽比h/d的范围为0.14-0.6，则突出部32应具有0.5μm-2μm的高度和2μm-5μm的宽度。突出部32如果状如条纹则可具有三角形横截面或任何其它多边形横截面。
对于相差板51和61而言具有至少1/4的相位差就足够了。传输轴52a与易传输轴51a之间角度的范围可以是30°-60°。传输轴62a与易传输轴61a之间角度的范围可以是30°-60°。对于波长范围为530nm-580nm的光束，可以将光学单元2设置成圆偏振光模式或其中椭圆率等于或大于0.4但不超过1的椭圆偏振光模式。
定向稳定性可通过在像素电极18中制造缝隙、孔或槽增强，从而改善施加于液晶层6的电场的非对称性，或者定向稳定性可通过最优化液晶分子6a的电场响应增强。
即使分辨率(即，像素间距p)等于或大于210ppi，液晶显示装置也能获得上述优点。可以在各像素电极上迭加放置几个突出部32。液晶显示装置不限于透射型；它可以是半透射型。

Claims (9)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
液晶显示面板，所述面板包括第一基片、与第一基片相对但与之有间隙地排列的第二基片、置于所述第一和第二基片之间并由具有负各向异性的介电常数的液晶制成的液晶层、在第一方向和与所述第一方向直角相交的第二方向上以矩阵形式排列在所述第一基片上的多个像素电极、以及设置在所述第二基片上的多个突出部，每个像素电极具有在所述第一方向上延伸的主轴，所述多个突出部与像素电极交叠，如在第一方向上测得的与像素电极的一侧分隔开，向所述第一基片突出并被配置成控制液晶分子定向的方向；以及
光学单元，它包括：设置在所述第一基片外部的第一光学单元，它被配置成接收光并将所述光作为圆偏振光发射到所述液晶显示面板、和设置在所述第二基片外部的第二光学单元，它被配置成发射穿过所述液晶显示面板的圆偏振光并将所述光作为线性偏振光发射，
所述每一像素电极的主轴的长度等于或小于160μm，
通过将所述突出部的高度除以所述第一和第二基片之间的间隙d所获得的值为0.14-0.6，
在所述第一方向上测量到的所述突出部的宽度等于或小于15μm，且
MIN(1a，1b)/d＜10，其中1a是多个像素电极中一个像素电极的位置坐标和突出部中与所述像素电极重叠的一个突出部之间的最短距离，1b是所述位置坐标与比任何其它像素电极更靠近所述位置坐标的像素电极的一端之间的最短距离，且MIN(1a，1b)是这些距离1a和1b中较短的。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述光学单元以椭圆偏振光模式或圆偏振光模式操作，所述椭圆偏振光模式对具有波长范围为530nm-580nm的光束采用等于或大于0.4但不超过1的椭圆率。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述突出部的形状如条纹，且在所述第二方向上延伸，分别沿所述第二方向设置在所述像素电极上，并排列成每一突出部沿所述第一方向将所述像素电极分成几乎相同大小的两个部分；所述突出部具有范围为0.5μm-2μm的高度；且所述间隙d的范围为2μm-5μm。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述突出部的形状如条纹，且在所述第二方向上延伸，分别沿所述第二方向设置在所述像素电极上，并排列成每一突出部沿所述第一方向将所述像素电极分成几乎相同大小的两个部分；所述第一和第二光学单元中的每一个都由具有传输轴的偏振片和放置在所述偏振片上的相差板组成，所述相差板具有至少1/4的相位差且易传输轴与传输轴之间成30°-60°角。
5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述突出部基本上为半圆且分别与所述像素电极的中心部分相对。
6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述每一像素电极由在所述第一方向上并排排列并在所述第二方向上相互相对偏移的相同大小的两个部分组成。
7.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
液晶显示面板，所述面板包括第一基片、与所述第一基片相对但与之有间隙地排列的第二基片、置于所述第一和第二基片之间并由具有负各向异性的介电常数的液晶制成的液晶层、在第一方向和与第一方向直角相交的第二方向上以矩阵形式排列在所述第一基片上的多个像素电极、以及设置在所述第二基片上的多个突出部，每个像素电极具有在所述第一方向上延伸的主轴，所述多个突出部与像素电极交叠，如在所述第一方向上测得的与像素电极的一侧分隔开，向所述第一基片突出，具有范围为0.5μm-2μm的高度，并被配置成控制液晶分子定向的方向；以及
光学单元，它包括：设置在所述第一基片外部的第一光学单元，它被配置成接收光并将所述光作为圆偏振光发射到所述液晶显示面板、和设置在所述第二基片外部的第二光学单元，它被配置成发射穿过所述液晶显示面板的圆偏振光并将所述光作为线性偏振光发射，
所述每一像素电极的主轴的长度等于或小于160μm，
所述第一和第二基片由其范围为2μm-5μm的间隙d分隔开，
在所述第一方向上测量到的所述突出部的宽度等于或小于15μm，且
所述突出部呈条纹状，在所述第二方向上延伸，分别沿所述第二方向设置在所述像素电极上，并排列成所述每个突出部沿所述第一方向将像素电极分成几乎大小相等的两个部分。
8.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
液晶显示面板，所述面板包括第一基片、与第一基片相对但与之有间隙地排列的第二基片、置于所述第一和第二基片之间并由具有负各向异性的介电常数的液晶制成的液晶层、在第一方向和与第一方向直角相交的第二方向上以矩阵形式排列在所述第一基片上的多个像素电极，所述各像素电极具有在第一方向上延伸的主轴，以及设置在所述第二基片上的多个突出部，它们与所述像素电极交叠，如在第一方向上测得的与所述像素电极的一侧分隔开，向所述第一基片突出并被配置成控制液晶分子定向的方向；和
光学单元，它包括：设置在所述第一基片外部的第一光学单元，它被配置成接收光并将所述光作为圆偏振光发射到所述液晶显示面板、和设置在所述第二基片外部的第二光学单元，它被配置成发射穿过所述液晶显示面板的圆偏振光并将所述光作为线性偏振光发射，
所述每一像素电极的主轴的长度等于或小于160μm，
通过将所述突出部的高度除以所述第一和第二基片之间的间隙d所获得的值为0.14-0.6，
在第一方向上测量到的所述突出部的宽度等于或小于15μm，
所述突出部呈条纹状，在第二方向上延伸，分别沿第二方向设置在所述像素电极上，并排列成所述每个突出部沿第一方向将所述像素电极分成几乎大小相等的两个部分，且
所述每个第一和第二光学单元由具有传输轴的偏振片和放置在所述偏振片上的相差板组成，所述相差板具有至少1/4的相位差和与所述传输轴成30°至60°角的易传输轴。
9.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
液晶显示面板，所述面板包括第一基片、与所述第一基片相对但与之有间隙地排列的第二基片、置于所述第一和第二基片之间并由具有负各向异性的介电常数的液晶制成的液晶层、在第一方向和与所述第一方向直角相交的第二方向上以矩阵形式排列在所述第一基片上的多个像素电极，所述各像素电极具有在所述第一方向上延伸的主轴、以及设置在所述第二基片上的多个突出部，它们与所述像素电极交叠，如在第一方向上测得的与像素电极的一侧分隔开，向所述第一基片突出并被配置成控制所述液晶分子定向的方向；以及
光学单元，它包括：设置在所述第一基片外部的第一光学单元，它被配置成接收光并将所述光作为圆偏振光发射到液晶显示面板、和设置在所述第二基片外部的第二光学单元，它被配置成发射穿过所述液晶显示面板的圆偏振光并将所述光作为线性偏振光发射，
所述每一像素电极的主轴的长度等于或小于160μm，
通过将所述突出部的高度除以所述第一和第二基片之间的间隙d所获得的值为0.14-0.6，
在所述第一方向上测量到的突出部的宽度等于或小于15μm，且
所述突出部基本上为半圆并分别与像素电极的中心部分相对。
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