專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，特別是涉及具有寬視角特性并進(jìn)行高品質(zhì)的顯示的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，作為在個(gè)人計(jì)算機(jī)的顯示器或便攜式信息終端裝置的顯示部中使用的顯示裝置，利用了薄型輕量的液晶顯示裝置。但是，以前的扭曲向列型(TN型)、超扭曲向列型(STN型)液晶顯示裝置存在視角窄這樣的缺點(diǎn)，為了解決這個(gè)缺點(diǎn)，進(jìn)行了各種各樣的技術(shù)開發(fā)。
作為改善TN型或STN型的液晶顯示裝置的視角特性用的代表性的技術(shù)，有附加光學(xué)補(bǔ)償片的方式。作為其它的方式，有對(duì)于基板的表面對(duì)液晶層施加水平方向的電場(chǎng)的水平電場(chǎng)方式。該水平電場(chǎng)方式的液晶顯示裝置近年來已實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，并越來越引人注目。此外，作為其它的技術(shù)，有使用具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的向列型液晶材料作為液晶材料并使用垂直取向膜作為取向膜的DAP(deformation of vertical aligned phase垂直排列相的變形)。這是電控雙折射(ECBelectrically controlled birefringence)的一種，利用液晶分子的雙折射來控制透射率。
但是，雖然水平電場(chǎng)方式作為寬視角化技術(shù)是有效的方式的一種，但由于在制造工藝中與通常的TN型相比，生產(chǎn)容限顯著地窄，故存在難以進(jìn)行穩(wěn)定的生產(chǎn)這樣的問題。這是由于基板間的間隙不勻或偏振片對(duì)于液晶分子的取向軸的透射軸(偏振軸)方向的偏移對(duì)顯示亮度或?qū)Ρ榷扔泻艽蟮挠绊?，為了高精度地控制這些因素以進(jìn)行穩(wěn)定的生產(chǎn)，必須進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)開發(fā)。
此外，在DAP方式的液晶顯示裝置中，為了進(jìn)行沒有顯示不勻的均勻的顯示，必須進(jìn)行取向限制。作為取向限制的方法，有通過研磨取向膜的表面來進(jìn)行取向處理的方法。但是，如果對(duì)垂直取向膜進(jìn)行研磨處理，則在顯示圖像中容易發(fā)生研磨紋，不適合于批量生產(chǎn)。
因此，本申請(qǐng)的發(fā)明者與其他人一起提出了在隔著液晶層對(duì)置的一對(duì)電極的一方中形成由開口部和實(shí)心部構(gòu)成的預(yù)定的電極結(jié)構(gòu)、通過在開口部的邊緣部上生成的傾斜電場(chǎng)在這些開口部和實(shí)心部上形成采取放射狀傾斜取向的多個(gè)液晶疇的方法(特開2003-043525號(hào)公報(bào))。如果使用該方法，則由于穩(wěn)定地、以具有高的連續(xù)性的方式形成具有放射狀傾斜取向的液晶疇，故可提高視角特性和顯示品質(zhì)。
但是，伴隨液晶顯示裝置的普及，對(duì)液晶顯示裝置要求的顯示特性越來越高，希望實(shí)現(xiàn)進(jìn)行更明亮的顯示用的進(jìn)一步的高開口率化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，其目的在于提供具有廣視角特性、顯示品質(zhì)高且能進(jìn)行明亮的顯示的液晶顯示裝置。
本發(fā)明的液晶顯示裝置是下述的液晶顯示裝置該液晶顯示裝置具備第1基板、第2基板以及在上述第1基板與上述第2基板之間被設(shè)置的液晶層，具有多個(gè)像素區(qū)域，上述第1基板具有在上述液晶層一側(cè)分別按上述多個(gè)像素區(qū)域的每一個(gè)區(qū)域中設(shè)置的像素電極和與上述像素電極電連接的開關(guān)元件，上述第2基板具有隔著上述液晶層與上述像素電極對(duì)置的對(duì)置電極，在上述多個(gè)像素區(qū)域的各自區(qū)域中，上述像素電極具有包含多個(gè)單位實(shí)心部的實(shí)心部，上述液晶層在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間未施加電壓時(shí)采取垂直取向狀態(tài)，而且，在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間施加了電壓時(shí)，通過在上述像素電極的上述多個(gè)單位實(shí)心部的各自的周邊上生成的傾斜電場(chǎng)，在與上述多個(gè)單位實(shí)心部分別對(duì)應(yīng)的區(qū)域中形成采取放射狀傾斜取向狀態(tài)的液晶疇，在上述多個(gè)像素區(qū)域的各自區(qū)域中還具備與由上述像素電極和上述對(duì)置電極與上述液晶層構(gòu)成的液晶電容并聯(lián)地電連接的輔助電容，上述第1基板在上述多個(gè)像素區(qū)域的各自區(qū)域中具有上述像素電極的未設(shè)置上述實(shí)心部的區(qū)域，上述輔助電容的至少一部分位于上述第1基板的未設(shè)置上述實(shí)心部的區(qū)域內(nèi)，通過以上所述來達(dá)到上述目的。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述開關(guān)元件是薄膜晶體管。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述輔助電容具有輔助電容布線、與上述輔助電容布線對(duì)置并電連接到上述薄膜晶體管的漏電極上的輔助電容電極和設(shè)置在上述輔助電容布線與上述輔助電容電極之間的第1絕緣層。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述輔助電容布線的至少一部分、上述輔助電容電極的至少一部分和上述第1絕緣層的至少一部分位于上述區(qū)域內(nèi)。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述第1基板具有電連接到上述薄膜晶體管的柵電極上的掃描布線和電連接到上述薄膜晶體管的源電極上的信號(hào)布線。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述輔助電容布線具有與上述掃描布線大致平行地延伸的至少1個(gè)布線主干部和從上述布線主干部延伸地設(shè)置的布線分支部，上述輔助電容電極具有隔著上述第1絕緣層與上述布線主干部對(duì)置的至少1個(gè)電極主干部和從上述電極主干部延伸地設(shè)置的電極分支部。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，延伸地設(shè)置了上述布線分支部和上述電極分支部，使其與上述多個(gè)單位實(shí)心部中的1個(gè)的中央附近重疊。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述至少1個(gè)布線主干部是多個(gè)布線主干部，上述至少1個(gè)電極主干部是多個(gè)電極主干部。
較為理想的是，上述第1基板還具有至少覆蓋上述薄膜晶體管和上述輔助電容電極的第2絕緣層，在上述第2絕緣層上形成了上述像素電極。
較為理想的是，由樹脂材料形成了上述第2絕緣層。
較為理想的是，上述多個(gè)單位實(shí)心部的各自的形狀具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述多個(gè)單位實(shí)心部的各自的形狀大致是圓形。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述多個(gè)單位實(shí)心部的各自的形狀是角部為大致圓弧狀的大致矩形。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述多個(gè)單位實(shí)心部分別具有角部為銳角的形狀。
較為理想的是，上述多個(gè)單位實(shí)心部實(shí)質(zhì)上以相等的形狀具有相等的大小，形成被配置成具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的至少1個(gè)單位格子。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述像素電極還具有至少1個(gè)開口部，上述液晶層在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間施加了電壓時(shí)，通過上述傾斜電場(chǎng)形成在與上述至少1個(gè)開口部對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)也采取放射狀傾斜取向狀態(tài)的液晶疇。
較為理想的是，上述至少1個(gè)開口部包含實(shí)質(zhì)上以相等的形狀具有相等的大小的多個(gè)開口部，上述多個(gè)開口部的至少一部分的開口部形成被配置成具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的至少1個(gè)單位格子。
較為理想的是，上述多個(gè)開口部的至少一部分的開口部的各自的形狀具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述多個(gè)開口部的至少一部分的開口部的各自的形狀大致是圓形。
較為理想的是，在上述多個(gè)像素區(qū)域的各自區(qū)域中，上述像素電極的上述多個(gè)開口部的面積的合計(jì)比上述像素電極的上述實(shí)心部的面積小。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，本發(fā)明的液晶顯示裝置在上述像素電極的上述多個(gè)開口部的各自的內(nèi)側(cè)還具備凸部，上述凸部的上述基板的面內(nèi)方向的剖面形狀與上述多個(gè)開口部的形狀相同，上述凸部的側(cè)面具有對(duì)上述液晶層的液晶分子與由上述傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制方向相同的方向的取向限制力。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述第1基板具有在上述像素電極的與設(shè)置在上述液晶層相反一側(cè)的電介質(zhì)層和隔著上述電介質(zhì)層與上述像素電極的上述至少1個(gè)開口部的至少一部分對(duì)置的另一個(gè)電極。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述第2基板在分別與上述多個(gè)單位實(shí)心部對(duì)應(yīng)的區(qū)域中具有至少在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間施加了電壓的狀態(tài)下呈現(xiàn)使上述液晶層的液晶分子成為放射狀傾斜取向的取向限制力的取向限制結(jié)構(gòu)。
較為理想的是，在與上述多個(gè)單位實(shí)心部的各自的中央附近對(duì)應(yīng)的區(qū)域中設(shè)置了上述取向限制結(jié)構(gòu)。
較為理想的是，在分別與上述多個(gè)單位實(shí)心部對(duì)應(yīng)地形成的上述液晶疇內(nèi)，由上述取向限制結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的取向限制方向與由上述傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的放射狀傾斜取向的方向吻合。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，即使在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間未施加電壓的狀態(tài)下，上述取向限制結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)取向限制力。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述取向限制結(jié)構(gòu)是在上述對(duì)置電極的上述液晶層一側(cè)突出的凸部。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述輔助電容的一部分與上述取向限制結(jié)構(gòu)重疊。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述液晶疇采取渦旋狀的放射狀傾斜取向狀態(tài)。
本發(fā)明的另一液晶顯示裝置具備第1基板、第2基板以及設(shè)置在上述第1基板與上述第2基板之間的液晶層，具有多個(gè)像素區(qū)域，上述第1基板具有在上述液晶層一側(cè)分別按上述多個(gè)像素區(qū)域的每一個(gè)區(qū)域中設(shè)置的像素電極和與上述像素電極電連接的開關(guān)元件，上述第2基板具有隔著上述液晶層與上述像素電極對(duì)置的對(duì)置電極，在上述多個(gè)像素區(qū)域的各自區(qū)域中，上述像素電極具有至少1個(gè)開口部或縫隙，上述液晶層在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間未施加電壓時(shí)采取垂直取向狀態(tài)，而且，在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間施加了電壓時(shí)，通過在上述像素電極的上述至少1個(gè)開口部或縫隙的邊緣部上生成的傾斜電場(chǎng)對(duì)上述液晶層進(jìn)行取向限制，在上述多個(gè)像素區(qū)域的各自區(qū)域中還具備與由上述像素電極和上述對(duì)置電極與上述液晶層構(gòu)成的液晶電容并聯(lián)地電連接的輔助電容，上述輔助電容的至少一部分與上述像素電極的上述至少1個(gè)開口部或縫隙重疊，通過以上所述來達(dá)到上述目的。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述開關(guān)元件是薄膜晶體管。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述輔助電容具有輔助電容布線、與上述輔助電容布線對(duì)置并電連接到上述薄膜晶體管的漏電極上的輔助電容電極和設(shè)置在上述輔助電容布線與上述輔助電容電極之間的第1絕緣層。
較為理想的是，上述第1基板還具有至少覆蓋上述薄膜晶體管和上述輔助電容電極的第2絕緣層，在上述第2絕緣層上形成了上述像素電極。
較為理想的是，由樹脂材料形成了上述第2絕緣層。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述像素電極具有的至少1個(gè)開口部或縫隙是多個(gè)縫隙。
在某個(gè)合適的實(shí)施方式中，上述第2基板具有設(shè)置在對(duì)應(yīng)于上述像素電極的上述多個(gè)縫隙間的區(qū)域中的多個(gè)棱。
或者，上述對(duì)置電極具有設(shè)置在對(duì)應(yīng)于上述像素電極的上述多個(gè)縫隙間的區(qū)域中的多個(gè)另外的縫隙。
以下，說明本發(fā)明的作用。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，按每個(gè)像素區(qū)域設(shè)置的像素電極具有包含多個(gè)單位實(shí)心部的實(shí)心部，液晶層在未施加電壓的狀態(tài)下采取垂直取向狀態(tài)，而且，在施加了電壓的狀態(tài)下，通過在多個(gè)單位實(shí)心部的各自的周邊上生成的傾斜電場(chǎng)，形成采取放射狀傾斜取向狀態(tài)的多個(gè)液晶疇。即，規(guī)定了像素電極的外形，以便在像素電極與對(duì)置電極之間施加了電壓時(shí)，在單位實(shí)心部的周邊上生成傾斜電場(chǎng)，形成采取放射狀傾斜取向狀態(tài)的液晶疇。在典型的情況下，液晶層由具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的液晶材料構(gòu)成，通過設(shè)置在其兩側(cè)的垂直取向?qū)?例如垂直取向膜)進(jìn)行取向限制。
在與單位實(shí)心部對(duì)應(yīng)的區(qū)域中形成由該傾斜電場(chǎng)形成的液晶疇，通過液晶疇的取向狀態(tài)隨電壓變化來進(jìn)行顯示。由于各自的液晶疇采取放射狀傾斜取向，采取高旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的取向狀態(tài)，故顯示品質(zhì)的視角依存性小，實(shí)現(xiàn)了寬視角特性。
再有，將在像素電極內(nèi)導(dǎo)電膜存在的部分稱為實(shí)心部，將在實(shí)心部?jī)?nèi)發(fā)生形成1個(gè)液晶疇的電場(chǎng)的部分稱為「單位實(shí)心部」。在典型的情況下，由連續(xù)的導(dǎo)電膜形成了實(shí)心部。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，進(jìn)而，由于輔助電容的至少一部分位于未設(shè)置像素電極的上述實(shí)心部的區(qū)域內(nèi)，故可抑制在典型的情況下因包含遮光性的部件構(gòu)成的輔助電容引起的有效開口率(透射率)的下降，可增大有助于顯示的實(shí)心部的面積。因此，實(shí)現(xiàn)了明亮的顯示。
從謀求開口率的充分的提高的觀點(diǎn)來看，最好輔助電容的盡可能多的部分位于未設(shè)置實(shí)心部的區(qū)域內(nèi)。具體地說，輔助電容的大于等于1/4位于未設(shè)置實(shí)心部的區(qū)域內(nèi)是較為理想的，輔助電容的大于等于1/2位于未設(shè)置實(shí)心部的區(qū)域內(nèi)更為理想，輔助電容的大致全部位于未設(shè)置實(shí)心部的區(qū)域內(nèi)最為理想。
作為電連接到像素電極上的開關(guān)元件，例如，可使用薄膜晶體管。
在典型的情況下，輔助電容具有輔助電容布線，與輔助電容布線對(duì)置并電連接到薄膜晶體管的漏電極上的輔助電容電極和設(shè)置在輔助電容布線與輔助電容電極之間的第1絕緣層，輔助電容布線的至少一部分、輔助電容電極的至少一部分和電介質(zhì)層的至少一部分位于未設(shè)置實(shí)心部的區(qū)域內(nèi)。
此外，隔著液晶層對(duì)置的一對(duì)基板中的具備薄膜晶體管的一方的基板在典型的情況下具有電連接到薄膜晶體管的柵電極上的掃描布線和電連接到薄膜晶體管的源電極上的信號(hào)布線。
輔助電容布線和輔助電容電極具有分支結(jié)構(gòu)，由此關(guān)于輔助電容的像素區(qū)域內(nèi)的配置可進(jìn)行自由度高的設(shè)計(jì)，既可確保充分的電容值，又可得到充分的有效開口率。具體地說，采用輔助電容布線具有與掃描布線大致平行地延伸的至少1個(gè)布線主干部和從布線主干部延伸地設(shè)置的布線分支部、輔助電容電極具有隔著第1絕緣層與布線主干部對(duì)置的至少1個(gè)電極主干部和從電極主干部延伸地設(shè)置的電極分支部的結(jié)構(gòu)，由此可得到這樣的效果。延伸地設(shè)置布線分支部和電極分支部，例如使其與單位實(shí)心部中的中央附近重疊。
此外，通過輔助電容布線具有多個(gè)布線主干部、輔助電容電極具有多個(gè)電極主干部，由于可進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)的自由度，可使輔助電容的更多的部分位于未設(shè)置實(shí)心部的區(qū)域中，故可實(shí)現(xiàn)更高的開口率的設(shè)計(jì)。
具有像素電極的基板還具有至少覆蓋薄膜晶體管和輔助電容電極的第2絕緣層，如果采用在該第2絕緣層上形成了像素電極的結(jié)構(gòu)，則可將像素電極設(shè)置成與薄膜晶體管或布線部分地重疊，可謀求進(jìn)一步的開口率的提高。
為了生成在得到放射狀傾斜取向方面充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)，最好將第2絕緣層作成厚膜。將構(gòu)成輔助電容的輔助電容電極電連接到薄膜晶體管的漏電極上，使輔助電容電極的電位與像素電極的實(shí)心部的電位實(shí)質(zhì)上相同。因此，如果輔助電容電極的一部分位于未設(shè)置實(shí)心部的區(qū)域中，則在施加電壓時(shí)生成的等電位線在未設(shè)置實(shí)心部的區(qū)域中不充分地下落，有時(shí)在單位實(shí)心部的周邊上未生成充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)。如果將第2絕緣層作成厚膜，則由于可使第2絕緣層產(chǎn)生的電壓降充分地大，可在未設(shè)置實(shí)心部的區(qū)域中使等電位線充分地下落，故可在單位實(shí)心部的周邊上生成充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)。此外，通過將第2絕緣層作成厚膜，由于可實(shí)質(zhì)上使第2絕緣層的液晶層一側(cè)的表面為平坦的，故可防止在其上形成的像素電極的實(shí)心部中發(fā)生等級(jí)差別。為了得到充分地穩(wěn)定的放射狀傾斜取向，第2絕緣層的厚度大于等于1μm是較為理想的，大于等于2.5μm則更為理想。
如果由樹脂材料(例如具有感光性的透明樹脂材料)形成第2絕緣層，則第2絕緣層的厚膜化變得容易。
通過單位實(shí)心部的形狀(從基板法線方向看時(shí)的形狀)具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，可提高在與單位實(shí)心部對(duì)應(yīng)的區(qū)域中形成的液晶疇的放射狀傾斜取向的穩(wěn)定性。為了減少液晶疇的視角依存性，單位實(shí)心部的形狀最好具有高的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性(大于等于2次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性是較為理想的，大于等于4次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性則更為理想。)。
如果單位實(shí)心部的形狀是大致圓形或大致橢圓形，則由于放射狀傾斜取向狀態(tài)的液晶分子的取向的連續(xù)性提高，故取向穩(wěn)定性提高了。
對(duì)此，如果單位實(shí)心部的形狀是大致矩形，則由于像素區(qū)域內(nèi)的單位實(shí)心部的面積比率(有效開口率)提高，故對(duì)于液晶層的電壓的光學(xué)特性(例如透射率)提高了。
此外，如果單位實(shí)心部的形狀是角部為大致圓弧狀的大致矩形，則可提高取向穩(wěn)定性和光學(xué)特性這兩者。
再者，如果單位實(shí)心部具有角部為銳角化的形狀(例如大致星形)，則由于更多地形成生成傾斜電場(chǎng)的電極的邊，故可使傾斜電場(chǎng)作用于更多的液晶分子。因此，響應(yīng)速度提高了。
多個(gè)單位實(shí)心部實(shí)質(zhì)上以相等的形狀具有相等的大小，作成形成以具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的方式被配置的至少1個(gè)單位格子的結(jié)構(gòu)，由此，以單位格子作為單位，由于能以高的對(duì)稱性配置多個(gè)液晶疇，故可提高顯示品質(zhì)的視角依存性。再者，通過將像素區(qū)域的整體分割為單位格子，可在整個(gè)像素區(qū)域中使液晶層的取向變得穩(wěn)定。例如，這樣來排列多個(gè)單位實(shí)心部，使得各自的單位實(shí)心部的中心形成正方格子。
像素電極進(jìn)而也可具有至少1個(gè)開口部。通過在像素電極中設(shè)置開口部，形成多個(gè)單位實(shí)心部變得容易，可容易地在像素區(qū)域內(nèi)形成多個(gè)液晶疇。
如果設(shè)置開口部，則利用在單位實(shí)心部的周邊、即開口部的邊緣部上生成的傾斜電場(chǎng)，在與開口部對(duì)應(yīng)的區(qū)域中也可形成采取放射狀傾斜取向狀態(tài)的液晶疇。由于利用上述傾斜電場(chǎng)形成在單位實(shí)心部中形成的液晶疇和在開口部中形成的液晶疇，故互相鄰接地交替地形成這些液晶疇，而且鄰接的液晶疇間的液晶分子的取向在本質(zhì)上是連續(xù)的。因而，在開口部中形成的液晶疇和在實(shí)心部中形成的液晶疇之間不生成向錯(cuò)線(disclination line)，沒有因此引起的顯示品質(zhì)的下降，液晶分子的取向的穩(wěn)定性也高。
如果不僅在與像素電極的實(shí)心部對(duì)應(yīng)的區(qū)域中、而且在與開口部對(duì)應(yīng)的區(qū)域中液晶分子也采取放射狀傾斜取向，則液晶分子的取向的連續(xù)性高，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的取向狀態(tài)，可得到光滑的均勻的顯示。特別是，為了實(shí)現(xiàn)良好的響應(yīng)特性(快的響應(yīng)速度)，最好使控制液晶分子的取向用的傾斜電場(chǎng)作用于多個(gè)液晶分子，為此，最好形成多個(gè)開口部(邊緣部)。如果與開口部對(duì)應(yīng)地形成具有穩(wěn)定的放射狀傾斜取向的液晶疇，則即使為了改善響應(yīng)特性而形成多個(gè)開口部，也可抑制伴隨于此的顯示品質(zhì)的下降(不光滑的發(fā)生)。
再有，如果與實(shí)心部(單位實(shí)心部)對(duì)應(yīng)采取放射狀傾斜取向的液晶疇，則即使與開口部對(duì)應(yīng)地形成的液晶疇不采取放射狀傾斜取向，由于可得到像素區(qū)域內(nèi)的液晶分子的取向的連續(xù)性，故與實(shí)心部對(duì)應(yīng)地形成的液晶疇的放射狀傾斜取向是穩(wěn)定的。特別是在開口部的面積小的情況下，由于對(duì)顯示的貢獻(xiàn)也少，故即使在與開口部對(duì)應(yīng)的區(qū)域中不形成采取放射狀傾斜取向的液晶疇，顯示品質(zhì)的下降也不成為問題。
多個(gè)開口部的至少一部分的開口部實(shí)質(zhì)上以相等的形狀具有相等的大小，作成形成以具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的方式被配置的至少1個(gè)單位格子的結(jié)構(gòu)，由此，以單位格子作為單位，由于能以高的對(duì)稱性配置多個(gè)液晶疇，故可提高顯示品質(zhì)的視角依存性。再者，通過將像素區(qū)域的整體分割為單位格子，可在整個(gè)像素區(qū)域中使液晶層的取向變得穩(wěn)定。例如，這樣來排列開口部，使得各自的開口部的中心形成正方格子。
通過多個(gè)開口部的至少一部分的開口部(在典型的情況下形成單位格子的開口部)的各自的形狀(從基板法線方向看時(shí)的形狀)具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，可提高在開口部形成的液晶疇的放射狀傾斜取向的穩(wěn)定性。為了減少液晶疇的視角依存性，開口部的形狀最好具有高的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性(大于等于2次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性是較為理想的，大于等于4次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性則更為理想。)。
開口部的形狀(從基板法線方向看時(shí)的形狀)例如是大致圓形或大致正多角形(例如正方形)。
在像素區(qū)域的各自區(qū)域中，在電極中形成的開口部的面積的合計(jì)最好比實(shí)心部的面積小。由于實(shí)心部的面積越大，直接受到因電極生成的電場(chǎng)的影響的液晶層的面積(被規(guī)定在從基板法線方向看時(shí)的平面內(nèi))越大，故對(duì)于液晶層的電壓的光學(xué)特性(例如透射率)提高了。
采用開口部為大致圓形的結(jié)構(gòu)還是采用單位實(shí)心部為大致圓形的結(jié)構(gòu)，在任一種結(jié)構(gòu)中都可由是否能增大實(shí)心部的面積這一點(diǎn)來決定。哪一種結(jié)構(gòu)較為理想，依賴于像素的間距適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。在典型的情況下，在間距超過約25μm的情況下，為使實(shí)心部呈大致圓形，最好形成開口部，在小于等于約25μm的情況下，最好將開口部形成為大致圓形。
此外，為了提高對(duì)抗應(yīng)力的性能，也可在電極的開口部的內(nèi)側(cè)設(shè)置具備具有針對(duì)液晶層的液晶分子與由上述的傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制方向相同的方向的取向限制力的側(cè)面的凸部。該凸部的基板的面內(nèi)方向的剖面形狀與開口部的形狀相同，與上述的開口部的形狀同樣，最好具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。但是，由于由凸部的側(cè)面的取向限制力限制取向的液晶分子對(duì)電壓難以響應(yīng)(因電壓產(chǎn)生的阻滯的變化小)，成為使顯示的對(duì)比度下降的主要原因。因而，最好將凸部的大小、高度或數(shù)目設(shè)定成不使顯示品質(zhì)下降。
在上述的一對(duì)電極中的一方中設(shè)置了開口部的電極結(jié)構(gòu)中，由于不能對(duì)與開口部對(duì)應(yīng)的區(qū)域的液晶層施加充分的電壓，不能得到充分的阻滯變化，故有時(shí)發(fā)生光的利用效率下降這樣的問題。因此，通過在與設(shè)置了開口部的電極的液晶層相反一側(cè)設(shè)置電介質(zhì)層并隔著該電介質(zhì)層設(shè)置與電極的開口部的至少一部分對(duì)置的另一個(gè)電極(2層結(jié)構(gòu)電極)，可對(duì)與開口部對(duì)應(yīng)的液晶層施加充分的電壓，可提高光的利用效率和響應(yīng)特性。
如果與具備像素電極的基板對(duì)置的基板(對(duì)置基板)在分別與多個(gè)單位實(shí)心部對(duì)應(yīng)的區(qū)域中具有呈現(xiàn)至少在施加電壓的狀態(tài)下使液晶層的液晶分子成為放射狀傾斜取向的取向限制力的取向限制結(jié)構(gòu)，則由于至少在施加電壓的狀態(tài)下由具有單位實(shí)心部的像素電極和該取向限制結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的取向限制力作用于液晶分子，故液晶疇的放射狀傾斜取向變得更穩(wěn)定，抑制了因?qū)σ壕拥膽?yīng)力施加導(dǎo)致的顯示品質(zhì)的下降(例如殘像減少的發(fā)生)。
通過在與單位實(shí)心部的中央附近對(duì)應(yīng)的區(qū)域中設(shè)置取向限制結(jié)構(gòu)，由于可固定放射狀傾斜取向的中心軸的位置，故有效地提高了對(duì)放射狀傾斜取向的應(yīng)力的耐性。
在與單位實(shí)心部對(duì)應(yīng)地形成的液晶疇內(nèi)，如果設(shè)定因取向限制結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的取向限制方向使其與因傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的放射狀傾斜取向的方向吻合，則增加了取向的連續(xù)性和穩(wěn)定性，提高了顯示品質(zhì)和響應(yīng)特性。
取向限制結(jié)構(gòu)至少在施加電壓的狀態(tài)下可得到若發(fā)揮取向限制力則可穩(wěn)定取向的效果，但如果采用即使在未施加電壓的狀態(tài)下也發(fā)揮取向限制力的結(jié)構(gòu)，則與施加電壓的大小無關(guān)地可得到能穩(wěn)定取向的優(yōu)點(diǎn)。由于即使取向限制結(jié)構(gòu)的取向限制力比較弱也能起到效果，故即使是比像素的大小小的結(jié)構(gòu)也能充分地穩(wěn)定取向。因而，由于取向限制結(jié)構(gòu)只要呈現(xiàn)比因具有單位實(shí)心部的像素電極產(chǎn)生的取向限制力弱的取向限制力即可，故可使用各種各樣的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
取向限制結(jié)構(gòu)例如是在基板的液晶層一側(cè)突出的凸部。凸部即使在未施加電壓的狀態(tài)下也能呈現(xiàn)取向限制力。此外，由于這樣的凸部可用簡(jiǎn)單的工藝制造，故從生產(chǎn)效率的觀點(diǎn)來看，也是較為理想的。
但是，由于使用在未施加電壓的狀態(tài)下液晶分子對(duì)基板面實(shí)質(zhì)上垂直地取向的垂直取向型的液晶層，故如果使用即使在未施加電壓的狀態(tài)下也呈現(xiàn)取向限制力的取向限制結(jié)構(gòu)，則就伴隨有顯示品質(zhì)的下降。但是，由于即使取向限制結(jié)構(gòu)的取向限制力比較弱也能起到效果，故即使是比像素的大小小的結(jié)構(gòu)也能充分地穩(wěn)定取向，故在未施加電壓時(shí)的顯示品質(zhì)的下降實(shí)質(zhì)上有時(shí)也不會(huì)成為問題。根據(jù)液晶顯示裝置的用途(例如，從外部施加的應(yīng)力的大小)或電極的結(jié)構(gòu)(因像素電極產(chǎn)生的取向限制力的強(qiáng)度)，有時(shí)設(shè)置呈現(xiàn)比較強(qiáng)的取向限制力的取向限制結(jié)構(gòu)。在這樣的情況下，為了抑制因取向限制結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的顯示品質(zhì)的下降，也可設(shè)置遮光層。此外，在該情況下，也可使輔助電容的一部分與取向限制結(jié)構(gòu)重疊，起到遮光層的功能。通過作成這樣的結(jié)構(gòu)，在不伴隨亮度的多余的下降的情況下，可確保充分地大的電容值。
此外，通過作成液晶疇采取渦旋狀的放射狀傾斜取向狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，在取向更穩(wěn)定的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了光滑的均勻的顯示，響應(yīng)速度提高了。例如通過使用在具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的向列液晶材料中添加了旋光性(chiral)試劑的材料來實(shí)現(xiàn)渦旋狀的放射狀傾斜取向狀態(tài)。根據(jù)所使用的旋光性試劑的種類來決定成為右旋轉(zhuǎn)的渦旋狀還是成為左旋轉(zhuǎn)的渦旋狀。
在本發(fā)明的另一液晶顯示裝置中，按每個(gè)像素區(qū)域中被設(shè)置的像素電極具有開口部或縫隙，液晶層在未施加電壓的狀態(tài)下采取垂直取向狀態(tài)，而且，在施加電壓的狀態(tài)下利用在開口部或縫隙的邊緣部上生成的傾斜電場(chǎng)被取向限制，利用這一點(diǎn)來進(jìn)行顯示。在本發(fā)明的另一液晶顯示裝置中，由于輔助電容的至少一部分與像素電極的開口部或縫隙重疊，可抑制因在典型的情況下包含遮光性的部件而構(gòu)成的輔助電容引起的有效開口率(透射率)的下降，可增大有助于顯示的區(qū)域(像素電極中的存在導(dǎo)電膜的部分)的面積。因此，實(shí)現(xiàn)了明亮的顯示。
從謀求開口率的充分的提高的觀點(diǎn)來看，最好輔助電容的盡可能多的部分與開口部或縫隙重疊。具體地說，輔助電容的大于等于1/4的重疊是較為理想的，輔助電容的大于等于1/2的重疊更為理想，輔助電容的大致全部重疊最為理想。
作為電連接到像素電極上的開關(guān)元件，例如可使用薄膜晶體管。
在典型的情況下，輔助電容具有輔助電容布線、與輔助電容布線對(duì)置并電連接到薄膜晶體管的漏電極上的輔助電容電極和設(shè)置在輔助電容布線與輔助電容電極之間的第1絕緣層。
具有像素電極的基板還具有至少覆蓋薄膜晶體管和輔助電容電極的第2絕緣層，如果采用在該第2絕緣層上形成了像素電極的結(jié)構(gòu)，則可將像素電極設(shè)置成與薄膜晶體管或布線部分地重疊，可謀求進(jìn)一步的開口率的提高。
為了生成在進(jìn)行取向限制方面充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)，最好將第2絕緣層作成厚膜。將構(gòu)成輔助電容的輔助電容電極電連接到薄膜晶體管的漏電極上，使輔助電容電極的電位與像素電極的導(dǎo)電膜的電位實(shí)質(zhì)上相同。因此，如果輔助電容電極的一部分與開口部或縫隙重疊，則在施加電壓時(shí)生成的等電位線在開口部或縫隙中不充分地下落，有時(shí)在開口部或縫隙的邊緣部上未生成充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)。如果將第2絕緣層作成厚膜，則由于充分增大第2絕緣膜產(chǎn)生的壓降，在開口部或縫隙中可使等電位線充分的下落，故可在開口部或縫隙的邊緣部上生成充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)。此外，通過將第2絕緣層作成厚膜，由于可實(shí)質(zhì)上使第2絕緣層的液晶層一側(cè)的表面為平坦的，故可防止在其上形成的像素電極上發(fā)生等級(jí)差別。為了得到充分強(qiáng)的取向限制力，第2絕緣層的厚度大于等于1μm是較為理想的，大于等于2.5μm則更為理想。
如果由樹脂材料(例如具有感光性的透明樹脂材料)形成第2絕緣層，則第2絕緣層的厚膜化變得容易。
附圖的簡(jiǎn)單的說明圖1(a)和(b)是示意性地示出本發(fā)明的液晶顯示裝置100的一個(gè)像素區(qū)域的結(jié)構(gòu)的圖，圖1(a)是俯視圖，圖1(b)是沿圖1(a)中的1B-1B’線的剖面圖。
圖2(a)和(b)是示出對(duì)液晶顯示裝置100的液晶層施加了電壓的狀態(tài)的圖，圖2(a)示意性地示出了取向開始變化的狀態(tài)(ON初始狀態(tài))，圖2(b)示意性地示出了穩(wěn)定狀態(tài)。
圖3(a)～圖3(d)是示意性地示出電力線與液晶分子的取向的關(guān)系的圖。
圖4(a)～圖4(c)是示意性地示出本發(fā)明的液晶顯示裝置100中的從基板法線方向看到的液晶分子的取向狀態(tài)的圖。
圖5(a)～圖5(c)是示意性地示出液晶分子的放射狀傾斜取向的例子的圖。
圖6(a)和圖6(b)是示意性地示出本發(fā)明的液晶顯示裝置中使用的其它的像素電極的俯視圖。
圖7(a)和圖7(b)是示意性地示出本發(fā)明的液晶顯示裝置中使用的其它的像素電極的俯視圖。
圖8(a)和圖8(b)是示意性地示出本發(fā)明的液晶顯示裝置中使用的其它的像素電極的俯視圖。
圖9是示意性地示出本發(fā)明的液晶顯示裝置中使用的其它的像素電極的俯視圖。
圖10(a)和圖10(b)是示意性地示出本發(fā)明的液晶顯示裝置中使用的其它的像素電極的俯視圖。
圖11(a)是示意性地示出圖1(a)中示出的模式的單位格子的圖，圖11(b)是示意性地示出圖9中示出的模式的單位格子的圖，圖11(c)是示出間距p與實(shí)心部面積比率的關(guān)系的曲線圖。
圖12(a)和圖12(b)是示意性地示出本發(fā)明的液晶顯示裝置100的一個(gè)像素區(qū)域的結(jié)構(gòu)的圖，圖12(a)是俯視圖，圖12(b)是沿圖12(a)中的12B-12B’線的剖面圖。
圖13是示出本發(fā)明的液晶顯示裝置100的等效電路的圖。
圖14(a)和圖14(b)是示意性地示出具備薄膜作為第2絕緣層的液晶顯示裝置的剖面圖。
圖15(a)和圖15(b)是示意性地示出本發(fā)明的另一液晶顯示裝置200的一個(gè)像素區(qū)域的結(jié)構(gòu)的圖，圖15(a)是俯視圖，圖15(b)是沿圖15(a)中的15B-15B’線的剖面圖。
圖16是示意性地示出本發(fā)明的另一液晶顯示裝置300的一個(gè)像素區(qū)域的結(jié)構(gòu)的圖。
圖17(a)～圖17(d)是示意性地示出具有取向限制結(jié)構(gòu)28的對(duì)置基板400b的圖。
圖18(a)、圖18(b)和圖18(c)是示意性地示出具有取向限制結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置400的一個(gè)像素區(qū)域的剖面結(jié)構(gòu)的圖，圖18(a)示出了未施加電壓的狀態(tài)，圖18(b)示出了取向開始變化的狀態(tài)(ON初始狀態(tài))，圖18(c)示出了穩(wěn)定狀態(tài)。
圖19(a)和圖19(b)是示意性地示出本發(fā)明的另一液晶顯示裝置500的一個(gè)像素區(qū)域的結(jié)構(gòu)的圖，圖19(a)是俯視圖，圖19(b)是沿圖19(a)中的19B-19B’線的剖面圖。
圖20(a)～圖20(d)是說明液晶分子30a的取向與具有垂直取向性的表面的形狀的關(guān)系用的示意圖。
圖21(a)和圖21(b)是示出對(duì)液晶顯示裝置500的液晶層30施加了電壓的狀態(tài)的圖，圖21(a)示意性地示出了取向開始變化的狀態(tài)(ON初始狀態(tài))，圖21(b)示意性地示出了穩(wěn)定狀態(tài)。
圖22(a)、圖22(b)和圖22(c)是開口部和凸部的配置關(guān)系不同的液晶顯示裝置500A、500B和500C的示意性的剖面圖。
圖23是示意性地示出液晶顯示裝置500的剖面結(jié)構(gòu)的圖，是沿圖19(a)中的23A-23A’線的剖面圖。
圖24(a)和圖24(b)是示意性地示出本發(fā)明的另一液晶顯示裝置500D的一個(gè)像素區(qū)域的結(jié)構(gòu)的圖，圖24(a)是俯視圖，圖24(b)是沿圖24(a)中的24B-24B’線的剖面圖。
圖25(a)、圖25(b)和圖25(c)是示意性地示出具備2層結(jié)構(gòu)電極的液晶顯示裝置600的一個(gè)像素區(qū)域的剖面結(jié)構(gòu)的圖，圖25(a)示出了未施加電壓的狀態(tài)，圖25(b)示出了取向開始變化的狀態(tài)(ON初始狀態(tài))，圖25(c)示出了穩(wěn)定狀態(tài)。
圖26是示意性地示出具備2層結(jié)構(gòu)電極的液晶顯示裝置600的一個(gè)像素區(qū)域的剖面結(jié)構(gòu)的圖。
圖27(a)和圖27(b)是示意性地示出本發(fā)明的另一液晶顯示裝置700的一個(gè)像素區(qū)域的結(jié)構(gòu)的圖，圖27(a)是俯視圖，圖27(b)是沿圖27(a)中的27B-27B’線的剖面圖。
用于實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下，參照


本發(fā)明的實(shí)施方式。
首先，說明本發(fā)明的液晶顯示裝置具有的電極結(jié)構(gòu)及其作用。在以下，關(guān)于使用了薄膜晶體管(TFT)的有源矩陣型液晶顯示裝置說明本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，在以下，以透視型液晶顯示裝置為例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明不限于此，可應(yīng)用于反射型液晶顯示裝置或透射反射兩用型液晶顯示裝置。
再有，在本申請(qǐng)的說明書中，將與作為顯示的最小單位的「像素」對(duì)應(yīng)的液晶顯示裝置的區(qū)域稱為「像素區(qū)域」。在彩色液晶顯示裝置中，R、G、B的「像素」與1個(gè)「像素」相對(duì)應(yīng)。在典型的情況下，像素區(qū)域由像素電極和與像素電極對(duì)置的對(duì)置電極來規(guī)定。在設(shè)置超黑矩陣的結(jié)構(gòu)中，嚴(yán)格地說，根據(jù)應(yīng)顯示的狀態(tài)施加電壓的區(qū)域中與超黑矩陣的開口部對(duì)應(yīng)的區(qū)域與像素區(qū)域相對(duì)應(yīng)。
參照?qǐng)D1(a)和(b)，說明本發(fā)明的實(shí)施方式的液晶顯示裝置100的1個(gè)像素區(qū)域的結(jié)構(gòu)。在以下，為了說明的簡(jiǎn)單起見，省略濾色器或超黑矩陣。此外，在以下的圖中，用相同的參照符號(hào)示出具有與液晶顯示裝置100的構(gòu)成要素實(shí)質(zhì)上相同的功能的構(gòu)成要素，省略其說明。圖1(a)是從基板法線方向看的俯視圖，圖1(b)相當(dāng)于沿圖1(a)中的1B-1B’線的剖面圖。圖1(b)示出了未對(duì)液晶層施加電壓的狀態(tài)。
液晶顯示裝置100具有有源矩陣基板(以下稱為「TFT基板」)100a、對(duì)置基板(也稱為「濾色器基板」)100b和設(shè)置在TFT基板100a與對(duì)置基板100b之間的液晶層30。液晶層30的液晶分子30a具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性，由于作為設(shè)置在TFT基板100a與對(duì)置基板100b的液晶層30一側(cè)的表面上的垂直取向?qū)拥拇怪比∠蚰?未圖示)的緣故，在未對(duì)液晶層30施加電壓時(shí)，如圖1(b)中所示，相對(duì)垂直取向膜的表面垂直地取向。此時(shí)，稱為液晶層30處于垂直取向狀態(tài)。但是，處于垂直取向狀態(tài)的液晶層30的液晶分子30a根據(jù)垂直取向膜的種類或液晶材料的種類有時(shí)自垂直取向膜的表面(基板的表面)的法線有一些傾斜。一般來說，將液晶分子軸(也稱為「軸方位」)相對(duì)于垂直取向膜的表面以約大于等于85°的角度取向的狀態(tài)稱為垂直取向狀態(tài)。
液晶顯示裝置100的TFT基板100a具有透明基板(例如玻璃基板)11和在其表面上形成的像素電極14。對(duì)置基板100b具有透明基板(例如玻璃基板)21和在其表面上形成的對(duì)置電極22。根據(jù)對(duì)被配置成隔著液晶層30互相對(duì)置的像素電極14和對(duì)置電極22施加的電壓，每個(gè)像素區(qū)域中的液晶層30的取向狀態(tài)變化。利用透過液晶層30的光的偏振狀態(tài)或量伴隨液晶層30的取向狀態(tài)的變化而變化的現(xiàn)象來進(jìn)行顯示。
液晶顯示裝置100具有的像素電極14具有多個(gè)開口部14a和實(shí)心部14b。開口部14a指的是除去了由導(dǎo)電膜(例如ITO膜)形成的像素電極14內(nèi)的導(dǎo)電膜的部分，實(shí)心部14b指的是導(dǎo)電膜存在的部分(開口部14a以外的部分)。在每1個(gè)像素電極中形成了多個(gè)開口部14a，但由基本上連續(xù)的單一的導(dǎo)電膜形成了實(shí)心部14b。
將多個(gè)開口部14a配置成其中心形成正方格子，由中心位于形成1個(gè)單位格子的4個(gè)格子點(diǎn)上的4個(gè)開口部14a實(shí)質(zhì)上包圍的實(shí)心部(稱為「單位實(shí)心部」)14b’具有大致圓形的形狀。各自的開口部14a具有4個(gè)4分之1的圓弧狀的邊(邊緣)，而且，是在其中心具有4次旋轉(zhuǎn)軸的大致星形。在此，為了在像素區(qū)域的整個(gè)區(qū)域中使取向穩(wěn)定，到像素電極14的端部為止形成了單位格子。即，如圖所示，像素電極14的端部被構(gòu)圖為相當(dāng)于位于像素電極14的中央部的開口部14a的約2分之1(與邊對(duì)應(yīng)的區(qū)域)和約4分之1(與角對(duì)應(yīng)的區(qū)域)的形狀，在像素電極14的端部上也配置了開口部14a。
位于像素區(qū)域的中央部的開口部14a實(shí)質(zhì)上以相同的形狀具有相同的大小，位于由開口部14a形成的單位格子內(nèi)的單位實(shí)心部14b’呈大致圓形，實(shí)質(zhì)上以相同的形狀具有相同的大小?；ハ噜徑拥膯挝粚?shí)心部14b’互相連接，構(gòu)成了實(shí)質(zhì)上起到單一的導(dǎo)電膜的功能的實(shí)心部14b。
如果在具有上述那樣的結(jié)構(gòu)的像素電極14與對(duì)置電極22之間施加電壓，則由于在開口部14a的邊緣部上生成的傾斜電場(chǎng)的緣故，形成分別具有放射狀傾斜取向的多個(gè)液晶疇。在與各自的開口部14a對(duì)應(yīng)的區(qū)域和與單位格子內(nèi)的單位實(shí)心部14b’對(duì)應(yīng)的區(qū)域中分別逐一地形成液晶疇。
在此例示了正方形的像素電極14，但像素電極14的形狀不限于此。由于像素電極14的一般的形狀近似于矩形(包括正方形和長(zhǎng)方形)，故可有規(guī)則地將開口部14a排列成正方格子狀。即使像素電極14具有矩形以外的形狀，如果有規(guī)則地(例如，如例示那樣成為正方格子狀)配置開口部14a以便在像素區(qū)域內(nèi)的整個(gè)區(qū)域中形成液晶疇，則也能得到本發(fā)明的效果。
此外，在此例示了在1個(gè)像素區(qū)域中具有多個(gè)開口部14a的結(jié)構(gòu)，但也可只設(shè)置1個(gè)開口部而在1個(gè)像素區(qū)域中形成多個(gè)液晶疇。例如，著眼于用由圖1(a)中示出的虛線分割的4個(gè)單位構(gòu)成的正方形的區(qū)域，如果將其看作1個(gè)像素電極，則該像素電極由1個(gè)開口部14a和在其周邊配置的4個(gè)單位實(shí)心部14b’構(gòu)成，但在施加電壓時(shí)形成采取放射狀傾斜取向的5個(gè)液晶疇。
再者，即使不形成開口部14a，也可在1個(gè)像素區(qū)域中形成多個(gè)液晶疇。例如，著眼于互相鄰接的2個(gè)單位，如果將其考慮為1個(gè)像素電極，則該像素電極由2個(gè)單位實(shí)心部14b’構(gòu)成，沒有開口部14a，但在施加電壓時(shí)形成采取放射狀傾斜取向的2個(gè)液晶疇。這樣，如果像素電極至少具有在施加電壓時(shí)形成采取放射狀傾斜取向的多個(gè)液晶疇那樣的的單位實(shí)心部14b’(換言之，如果具有這樣的外形)，則由于可得到像素區(qū)域內(nèi)的液晶分子30a的取向的連續(xù)性，故與單位實(shí)心部14b’對(duì)應(yīng)地形成的液晶疇的放射狀傾斜取向是穩(wěn)定的。
參照?qǐng)D2(a)和(b)說明利用上述的傾斜電場(chǎng)形成液晶疇的機(jī)理。圖2(a)和(b)分別示出了對(duì)圖1(b)中示出的液晶層30施加了電壓的狀態(tài)，圖2(a)示意性地示出了根據(jù)對(duì)液晶層30施加的電壓液晶分子30a開始變化的狀態(tài)(ON初始狀態(tài))，圖2(b)示意性地示出了根據(jù)被施加的電壓變化的液晶分子30a的取向達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)的狀態(tài)。圖2(a)和(b)中的曲線EQ表示等電位線EQ。
在像素電極14與對(duì)置電極22為相同的電位時(shí)(未對(duì)液晶層30施加電壓的狀態(tài))，如圖1(a)中所示，像素區(qū)域內(nèi)的液晶分子30a相對(duì)于兩基板11和21的表面垂直地取向。
如果對(duì)液晶層30施加電壓，則形成用圖2(a)中示出的等電位線EQ(與電力線正交)表示的電位梯度。該等電位線EQ在位于像素電極14的實(shí)心部14b與對(duì)置電極22之間的液晶層30內(nèi)相對(duì)于實(shí)心部14b和對(duì)置電極22的表面平行，在與像素電極14的開口部14a對(duì)應(yīng)的區(qū)域中下落，在開口部14a的邊緣部(包含開口部14a的邊界(外延)的開口部14a的內(nèi)側(cè)周邊)EG上的液晶層30內(nèi)形成用傾斜的等電位線EQ表示的傾斜電場(chǎng)。
欲使液晶分子30a的軸方位取向?yàn)橄鄬?duì)于等電位線EQ平行(與電力線垂直)的轉(zhuǎn)矩作用于具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的液晶分子30a。因而，邊緣部EG上的液晶分子30a如圖2(a)中用箭頭所示那樣，在圖中的右側(cè)邊緣部EG中在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上傾斜(旋轉(zhuǎn))，在圖中的左側(cè)邊緣部EG中在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上傾斜(旋轉(zhuǎn))，與等電位線EQ平行地取向。
在此，參照?qǐng)D3詳細(xì)地說明液晶分子30a的取向的變化。
如果在液晶層30中生成電場(chǎng)，則欲使液晶分子30a的軸方位取向?yàn)橄鄬?duì)于等電位線EQ平行的轉(zhuǎn)矩作用于具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的液晶分子30a。如圖3(a)中所示，如果發(fā)生用相對(duì)于液晶分子30a的軸方位垂直的等電位線EQ表示的電場(chǎng)，則在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的方向上使之傾斜的轉(zhuǎn)矩以相等的概率作用于液晶分子30a。因而，在處于互相對(duì)置的平行平板型配置的電極間的液晶層30內(nèi)，混合地存在受到順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩的液晶分子30a和受到逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩的液晶分子30a。其結(jié)果，有時(shí)不是平穩(wěn)地引起朝向與對(duì)液晶層30施加的電壓對(duì)應(yīng)的取向狀態(tài)的變化。
如圖2(a)中所示，如果本發(fā)明的液晶顯示裝置100的開口部14a的邊緣部EG中發(fā)生用相對(duì)于液晶分子30a的軸方位傾斜的等電位線EQ表示的電場(chǎng)(傾斜電場(chǎng))，則如圖3(b)中所示，液晶分子30a在與等電位線EQ成為平行用的傾斜量少的方向(在圖示的例子中是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向)上傾斜。此外，位于發(fā)生用相對(duì)于液晶分子30a的軸方位為垂直方向的等電位線EQ表示的電場(chǎng)的區(qū)域中的液晶分子30a，如圖3(c)中所示，在與位于傾斜的等電位線EQ上的液晶分子30a相同的方向上傾斜，以使與位于傾斜的等電位線EQ上的液晶分子30a的取向成為連續(xù)的(吻合)。如圖3(d)中所示，如果施加形成等電位線EQ連續(xù)的凹凸形狀的電場(chǎng)，則位于平坦的等電位線EQ上的液晶分子30a以與由位于各自的傾斜的等電位線EQ上的液晶分子30a限制的取向方向吻合的方式取向。再有，所謂「位于等電位線EQ上」，意味著「位于用等電位線EQ表示的電場(chǎng)內(nèi)」。
如上所述，如果從位于傾斜的等電位線EQ上的液晶分子30a開始的取向的變化進(jìn)行下去而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則成為在圖2(b)中示意性地示出的取向狀態(tài)。由于位于開口部14a的中央附近的液晶分子30a大致同等地受到開口部14a的互相對(duì)置的兩側(cè)的邊緣部EG的液晶分子30a的取向的影響，故保持相對(duì)于等電位線EQ垂直的取向狀態(tài)，離開了開口部14a的中央的區(qū)域的液晶分子30a分別受到接近的邊緣部EG的液晶分子30a的取向的影響而傾斜，形成關(guān)于開口部14a的中心SA對(duì)稱的傾斜取向。該取向狀態(tài)如果從與液晶顯示裝置100的顯示面垂直的方向(與基板11和21垂直的方向)來看，液晶分子30a的軸方位處于關(guān)于開口部14a的中心以放射狀取向的狀態(tài)(未圖示)。因此，在本說明書中，將這樣的取向狀態(tài)稱為「放射狀傾斜取向」。此外，將關(guān)于1個(gè)中心采取放射狀傾斜取向的液晶層的區(qū)域稱為液晶疇。
即使在與利用開口部14a實(shí)質(zhì)上包圍的單位實(shí)心部14b’對(duì)應(yīng)的區(qū)域中，也形成液晶分子30a采取放射狀傾斜取向的液晶疇。與單位實(shí)心部14b’對(duì)應(yīng)的區(qū)域的液晶分子30a受到開口部14a的邊緣部EG的液晶分子30a的取向的影響，采取關(guān)于單位實(shí)心部14b’的中心SA(與開口部14a形成的單位格子的中心相對(duì)應(yīng))對(duì)稱的放射狀傾斜取向。
在單位實(shí)心部14b’中形成的液晶疇中的放射狀傾斜取向與在開口部14a中形成的放射狀傾斜取向是連續(xù)的，都這樣來取向，使之與開口部14a的邊緣部EG的液晶分子30a的取向吻合。在開口部14a中形成的液晶疇內(nèi)的液晶分子30a以上側(cè)(基板100b一側(cè))打開的圓錐狀取向，在單位實(shí)心部14b’中形成的液晶疇內(nèi)的液晶分子30a以下側(cè)(基板100a一側(cè))打開的圓錐狀取向。這樣，由于在開口部14a中形成的液晶疇和在單位實(shí)心部14b’中形成的液晶疇中形成的放射狀傾斜取向互相連續(xù)，故在這些部分的邊界上不形成向錯(cuò)線(取向缺陷)，由此，不引起因向錯(cuò)線的發(fā)生導(dǎo)致的顯示品質(zhì)的下降。
為了在全方位中改善液晶顯示裝置的顯示品質(zhì)的視角依存性，在各自的像素區(qū)域內(nèi)沿全部的方位角方向分別取向的液晶分子的存在概率最好具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，具有軸對(duì)稱性則更為理想。即，最好配置成在整個(gè)像素區(qū)域中形成的液晶疇具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，進(jìn)而具有軸對(duì)稱性。但是，不一定需要在整個(gè)像素區(qū)域中具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，作為排列成具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性(或軸對(duì)稱性)的液晶疇(例如，以正方格子狀排列的多個(gè)液晶疇)的集合體形成像素區(qū)域的液晶層即可。因而，在像素區(qū)域中形成的多個(gè)開口部14a的配置也不一定需要在整個(gè)像素區(qū)域中具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，作為排列成具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性(或軸對(duì)稱性)的開口部(例如，以正方格子狀排列的多個(gè)開口部)的集合體來表示即可。當(dāng)然，被多個(gè)開口部14a實(shí)質(zhì)上包圍的單位實(shí)心部14b’的配置也是同樣的。此外，由于各自的液晶疇的形狀也最好具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性、進(jìn)而具有軸對(duì)稱性，故各自的開口部14a和單位實(shí)心部14b’的形狀也最好具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性、進(jìn)而具有軸對(duì)稱性。
再有，對(duì)開口部14a的中央附近的液晶層30未施加充分的電壓，有時(shí)開口部14a的中央附近的液晶層30無助于顯示。即，即使開口部14a的中央附近的液晶層30的放射狀傾斜取向有一些紊亂(例如，即使中心軸偏離開口部14a的中心)，有時(shí)顯示品質(zhì)也不下降。因而，至少將與單位實(shí)心部14b’對(duì)應(yīng)地形成的液晶疇配置成具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性、進(jìn)而具有軸對(duì)稱性即可。
如參照?qǐng)D2(a)和(b)說明的那樣，本發(fā)明的液晶顯示裝置100的像素電極14具有多個(gè)開口部14a，在像素區(qū)域內(nèi)的液晶層30內(nèi)形成用具有傾斜的區(qū)域的等電位線EQ表示的電場(chǎng)。在未施加電壓時(shí)處于垂直取向狀態(tài)的液晶層30內(nèi)的具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的液晶分子30a以位于傾斜的等電位線EQ上的液晶分子30a的取向變化為觸發(fā)而改變?nèi)∠蚍较颍陂_口部14a和實(shí)心部14b中形成具有穩(wěn)定的放射狀傾斜取向的液晶疇。通過該液晶疇的液晶分子的取向隨對(duì)液晶層施加的電壓而變化來進(jìn)行顯示。
說明本實(shí)施方式的液晶顯示裝置100具有的像素電極14所具有的開口部14a的形狀(從基板法線方向看的形狀)及其配置。
液晶顯示裝置的顯示特性起因于液晶分子的取向狀態(tài)(光學(xué)的各向異性)而顯示出方位角依存性。為了減少顯示特性的方位角依存性，液晶分子最好相對(duì)于全部的方位角以同等的概率取向。此外，各自的像素區(qū)域內(nèi)的液晶分子相對(duì)于全部的方位角以同等的概率取向則更為理想。因而，開口部14a最好具有形成液晶疇那樣的形狀，以便各自的像素區(qū)域內(nèi)的液晶分子30a相對(duì)于全部的方位角以同等的概率取向。具體地說，開口部14a的形狀最好具有以各自的中心(法線方向)為對(duì)稱軸的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性(最好是大于等于2次旋轉(zhuǎn)軸的對(duì)稱性)，此外，最好將多個(gè)開口部14a配置成具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。此外，被這些開口部實(shí)質(zhì)上包圍的單位實(shí)心部14b’的形狀最好也具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，最好將單位實(shí)心部14b’也配置成具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。
但是，不一定需要在整個(gè)像素區(qū)域中將開口部14a或單位實(shí)心部14b’配置成具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，如圖1(a)中所示，如果例如以正方格子(具有4次旋轉(zhuǎn)軸的對(duì)稱性)為最小單位，如果利用這些組合構(gòu)成像素區(qū)域，則可在整個(gè)像素區(qū)域中相對(duì)于全部的方位角實(shí)質(zhì)上以同等的概率使液晶分子取向。
參照?qǐng)D4(a)～圖4(c)說明以正方格子狀排列了具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的大致星形的開口部14a和大致圓形的單位實(shí)心部14b’的情況的液晶分子30a的取向狀態(tài)。
圖4(a)～圖4(c)分別示意性地示出了從基板法線方向看的液晶分子30a的取向狀態(tài)。在圖4(b)和圖4(c)等示出從基板法線方向看的液晶分子30a的取向狀態(tài)的圖中，示出了液晶分子30a以下述的方式傾斜了，即，以涂黑的方式示出了描繪成橢圓狀的液晶分子30a的尖端的一端與另一端相比，接近于設(shè)置了具有開口部14a的像素電極14的基板一側(cè)。在以下的圖中，也是同樣的。在此，說明圖1(a)中示出的像素區(qū)域內(nèi)的1個(gè)單位格子(由4個(gè)開口部14a形成)。圖4(a)～圖4(c)中的沿對(duì)角線的剖面分別與圖1(b)、圖2(a)和(b)相對(duì)應(yīng)，一起參照這些圖進(jìn)行說明。
在像素電極14與對(duì)置電極22的電位相同時(shí)，即在未對(duì)液晶層30施加電壓的狀態(tài)下，由設(shè)置在TFT基板100a和對(duì)置基板100b的液晶層30一側(cè)表面上的垂直取向?qū)?未圖示)限制了取向方向的液晶分子30a，如圖4(a)中所示，采取垂直取向狀態(tài)。
如果對(duì)液晶層30施加電場(chǎng)而發(fā)生用圖2(a)中示出的等電位線EQ表示的電場(chǎng)，則在具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的液晶分子30a中發(fā)生軸方位與等電位線EQ變成平行的轉(zhuǎn)矩。如參照?qǐng)D3(a)和(b)已說明的那樣，用相對(duì)于液晶分子30a的分子軸垂直的等電位線EQ表示的電場(chǎng)下的液晶分子30a來說，因?yàn)橐壕Х肿?0a傾斜(旋轉(zhuǎn))的方向未唯一確定(圖3(a))，故不容易引起取向的變化(傾斜或旋轉(zhuǎn))，與此相對(duì)，置于相對(duì)于液晶分子30a的分子軸傾斜的等電位線EQ下的液晶分子30a，因?yàn)閮A斜(旋轉(zhuǎn))的方向唯一確定，故容易引起取向的變化。因而，如圖4(b)中所示那樣，從液晶分子30a的分子軸相對(duì)于等電位線EQ傾斜的開口部14a的邊緣部起，液晶分子30a開始傾斜。然后，如參照?qǐng)D3(c)已說明的那樣，周圍的液晶分子30a也傾斜，以便取得與開口部14a的邊緣部的傾斜的液晶分子30a的取向的吻合性，在圖4(c)中示出的那樣的狀態(tài)下，液晶分子30a的軸方位是穩(wěn)定的(放射狀傾斜取向)。
這樣，如果是開口部14a具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的形狀，則由于像素區(qū)域內(nèi)的液晶分子30a在施加電壓時(shí)液晶分子30a從開口部14a的邊緣部朝向開口部14a的中心傾斜，故來自邊緣部的液晶分子30a的取向限制力得到平衡的開口部14a的中心附近的液晶分子30a維持相對(duì)于基板面垂直地取向的狀態(tài)，可得到其周圍的液晶分子30a以開口部14a的中心附近的液晶分子30a為中心呈放射狀地連續(xù)地傾斜的狀態(tài)。
此外，與被排列成正方格子狀的4個(gè)大致星形的開口部14a包圍的大致圓形的單位實(shí)心部14b’對(duì)應(yīng)的區(qū)域的液晶分子30a也傾斜，以便與因在開口部14a的邊緣部上生成的傾斜電場(chǎng)而傾斜的液晶分子30a的取向吻合。來自邊緣部的液晶分子30a的取向限制力得到平衡的單位實(shí)心部14b’的中心附近的液晶分子30a維持相對(duì)于基板面垂直地取向的狀態(tài)，可得到其周圍的液晶分子30a以單位實(shí)心部14b’的中心附近的液晶分子30a為中心呈放射狀地連續(xù)地傾斜的狀態(tài)。
這樣，如果在整個(gè)像素區(qū)域中將液晶分子30a采取放射狀傾斜取向的液晶疇排列成正方格子狀，則各自的軸方位的液晶分子30a的存在概率就具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，由此，可實(shí)現(xiàn)相對(duì)于所有的視角方向呈光滑的高品質(zhì)的顯示。為了減少具有放射狀傾斜取向的液晶疇的視角依存性，液晶疇最好具有高的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性(大于等于2次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性是較為理想的，大于等于4次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性則更為理想。)。此外，為了減少像素區(qū)域整體的視角依存性，在像素區(qū)域中形成的多個(gè)液晶疇最好構(gòu)成用具有高的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性(大于等于2次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性是較為理想的，大于等于4次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性則更為理想。)的單位(例如單位格子)的組合表示的排列。
再有，關(guān)于液晶分子30a的放射狀傾斜取向，與圖5(a)中示出的單純的放射狀傾斜取向相比，圖5(b)和(c)中示出的那樣的左旋轉(zhuǎn)或右旋轉(zhuǎn)的渦旋狀的放射狀傾斜取向是穩(wěn)定的。該渦旋狀取向不象通常的扭曲取向那樣沿液晶層30的厚度方向液晶分子30a的取向方向以螺旋狀變化，如果在微小區(qū)域中看，液晶分子30a的排列方向沿液晶層30的厚度方向幾乎不變化。即，即使在液晶層30的厚度方向的任個(gè)位置的剖面(與層面平行的面內(nèi)的剖面)中都處于與圖5(b)和(c)相同的取向狀態(tài)，幾乎不產(chǎn)生沿液晶層30的厚度方向的扭曲變形。但是，如果看液晶疇的整體，則發(fā)生了某種程度的扭曲變形。
如果使用對(duì)具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的向列液晶材料添加了旋光性試劑的材料，則在施加電壓時(shí)，液晶分子30a以開口部14a和單位實(shí)心部14b’為中心，采取圖5(b)和(c)中示出的左旋轉(zhuǎn)或右旋轉(zhuǎn)的渦旋狀放射狀傾斜取向。根據(jù)所使用的旋光性試劑的種類來決定是右旋轉(zhuǎn)還是左旋轉(zhuǎn)。因而，通過在施加電壓時(shí)使開口部14a內(nèi)的液晶層30進(jìn)行渦旋狀放射狀傾斜取向，由于可在全部的液晶疇內(nèi)使圍繞放射狀傾斜的液晶分子30a的在基板面上垂直地豎立的液晶分子30a的周圍的方向?yàn)楹愣ǎ士蓪?shí)現(xiàn)光滑的均勻的顯示。再者，由于確定了圍繞在基板面上垂直地豎立的液晶分子30a的周圍的方向，故對(duì)液晶層30施加了電壓時(shí)的響應(yīng)速度也提高了。
如果添加旋光性試劑，則進(jìn)而如通常的扭曲取向那樣，沿液晶層30的厚度方向液晶分子30a的取向以螺旋狀變化。在沿液晶層30的厚度方向液晶分子30a的取向不以螺旋狀變化的取向狀態(tài)下，由于相對(duì)于偏振片的偏振軸在垂直方向或平行方向上取向的液晶分子30a不對(duì)入射光提供相位差，故通過這樣的取向狀態(tài)的區(qū)域的入射光無助于透射率。對(duì)此，在沿液晶層30的厚度方向液晶分子30a的取向以螺旋狀變化的取向狀態(tài)下，與偏振片的偏振軸在垂直方向或平行方向上取向的液晶分子30a也對(duì)入射光提供相位差，同時(shí)也可利用光的旋光性。因而，由于通過這樣的取向狀態(tài)的區(qū)域的入射光也有助于透射率，故可得到能進(jìn)行明亮的顯示的液晶顯示裝置。
在圖1(a)中，示出了開口部14a具有大致星形、單位實(shí)心部14b’具有大致圓形、將這些部分排列成正方格子狀的例子，但開口部14a和單位實(shí)心部14b’的形狀以及其配置不限于上述的例子。
在圖6(a)和圖6(b)中分別示出具有不同的形狀的開口部14a和單位實(shí)心部14b’的像素電極14A和14B的俯視圖。
在圖6(a)和圖6(b)中分別示出的像素電極14A和14B的開口部14a和單位實(shí)心部14b’具有圖1(a)中示出的像素電極的開口部14a和單位實(shí)心部14b’畸變的形狀。像素電極14A和14B的開口部14a和單位實(shí)心部14b’具有2次旋轉(zhuǎn)軸(沒有4次旋轉(zhuǎn)軸)，以形成長(zhǎng)方形的單位格子的方式有規(guī)則地被排列。開口部14a都具有畸變的星形，單位實(shí)心部14b’都具有大致橢圓形(畸變的圓形)。即使使用像素電極14A和14B，也能得到顯示品質(zhì)高、在視角特性方面優(yōu)良的液晶顯示裝置。
再者，也可使用圖7(a)和圖7(b)中分別示出的那樣的像素電極14C和14D。
將像素電極14C和14D的大致十字的開口部14a配置成正方格子狀，以使單位實(shí)心部14b’稱為大致正方形。當(dāng)然，也可使其變形，配置成形成長(zhǎng)方形的單位格子。這樣，即使有規(guī)則地排列大致矩形(假定矩形包含正方形和長(zhǎng)方形)，也能得到顯示品質(zhì)高、在視角特性方面優(yōu)良的液晶顯示裝置。
但是，從使放射狀傾斜取向穩(wěn)定的觀點(diǎn)來看，開口部14a和/或單位實(shí)心部14b’的形狀與大致矩形相比成為大致圓形或大致橢圓形是較為理想的。由于能使放射狀傾斜取向穩(wěn)定，故是較為理想的。這是因?yàn)?，如果開口部14a和/或單位實(shí)心部14b’的形狀是大致圓形或大致橢圓形，則由于開口部14a的邊(單位實(shí)心部14b’的邊)連續(xù)地(平滑地)變化，故液晶分子30a的取向方向也連續(xù)地(平滑地)變化。
另一方面，從實(shí)現(xiàn)明亮的顯示的觀點(diǎn)來看，單位實(shí)心部14b’的形狀最好接近于大致矩形。這是因?yàn)?，如果單位?shí)心部14b’的形狀是大致矩形，則可提高像素區(qū)域內(nèi)的實(shí)心部14b的面積比率，由于可增大直接受到由電極生成的電場(chǎng)的影響的液晶層的面積，故可提高有效開口率。
從上述的液晶分子30a的取向方向的連續(xù)性的觀點(diǎn)來看，可考慮圖8(a)和(b)中示出的像素電極14E和14F。圖8(a)中示出的像素電極14E是圖1(a)中示出的像素電極14的變形例，具有只由4個(gè)圓弧構(gòu)成的開口部14a。此外，圖8(b)中示出的像素電極14F是圖7(b)中示出的像素電極14D的變形例，用圓弧形成了開口部14a的單位實(shí)心部14b’一側(cè)。像素電極14E和14F具有的開口部14a和單位實(shí)心部14b’都具有4次旋轉(zhuǎn)軸，而且，被排列成正方格子狀(具有4次旋轉(zhuǎn)軸)，但也可如圖6(a)和圖6(b)中示出的那樣，使開口部14a的單位實(shí)心部14b’的形狀變形，作成具有2次旋轉(zhuǎn)軸的形狀，配置成形成長(zhǎng)方形的格子(具有2次旋轉(zhuǎn)軸)。
在上述的例子中，說明了形成大致星形或大致十字形的開口部14a、將單位實(shí)心部14b’的形狀作成了大致圓形、大致橢圓形、大致正方形(矩形)和去掉了角的大致矩形的結(jié)構(gòu)。對(duì)此，也可使開口部14a與單位實(shí)心部14b’的關(guān)系負(fù)-正反轉(zhuǎn)。例如，在圖9中示出具有對(duì)圖1(a)中示出的像素電極14的開口部14a和單位實(shí)心部14b’進(jìn)行了負(fù)-正反轉(zhuǎn)的圖形的像素電極14G。這樣，具有進(jìn)行了負(fù)-正反轉(zhuǎn)的圖形的像素電極14G也具有與圖1中示出的像素電極14實(shí)質(zhì)上同樣的功能。再有，在如圖10(a)和(b)中分別示出的像素電極14H和14I那樣，開口部14a和單位實(shí)心部14b’都是大致正方形的情況下，即使進(jìn)行負(fù)-正反轉(zhuǎn)，有時(shí)也成為與原來的圖形相同的圖形。
在如圖9中示出的圖形那樣使圖1(a)中示出的圖形負(fù)-正反轉(zhuǎn)的情況下，也最好在像素電極14的邊緣部上形成開口部14a的一部分(約2分之1或約4分之1)，以便形成具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的單位實(shí)心部14b’。通過作成這樣的圖形，即使在像素區(qū)域的邊緣部上，也與像素區(qū)域的中央部同樣，可得到因傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的效果，在整個(gè)像素區(qū)域中可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的放射狀傾斜取向。
其次，以圖1(a)的像素電極14和具有使像素電極14的開口部14a和單位實(shí)心部14b’的圖形負(fù)-正反轉(zhuǎn)的圖形的圖9中示出的像素電極14G為例，說明應(yīng)采用負(fù)-正反轉(zhuǎn)圖形的哪一種。
即使采用負(fù)-正的任一個(gè)圖形，開口部14a的邊的長(zhǎng)度在任一個(gè)圖形中也是相同的。因而，在生成傾斜電場(chǎng)這樣的功能中，沒有因這些圖形產(chǎn)生的差別。但是，單位實(shí)心部14b’的面積比率(對(duì)于像素電極14的整個(gè)面積的比率)在兩者之間可以是不同的。即，生成在液晶層的液晶分子中采用的電場(chǎng)的實(shí)心部14b(實(shí)際上導(dǎo)電膜存在的部分)的面積可以是不同的。
由于對(duì)在開口部14a中形成的液晶疇施加的電壓比對(duì)在實(shí)心部14b中形成的液晶疇施加的電壓低，故例如如果進(jìn)行常黑模式的顯示，則在開口部14a中形成的液晶疇變暗。即，成為若開口部14a的面積比率高則顯示亮度下降的趨勢(shì)。因而，實(shí)心部14b的面積比率高是較為理想的。
在圖1(a)的圖形和圖9的圖形的任一個(gè)中，實(shí)心部14b的面積比率是否變高依賴于單位格子的間距(大小)。
圖11(a)示出了圖1(a)中所示的圖形的單位格子，圖11(b)示出了圖9中所示的圖形的單位格子(但是，將開口部14a定為中心)。再有，在圖11(b)中省略了圖9中的起到單位實(shí)心部14b’的相互連接的作用的部分(從圓形部延伸到四方的分支部)。將正方單位格子的一邊的長(zhǎng)度(間距)定為p，將開口部14a或單位實(shí)心部14b’與單位格子的間隙的長(zhǎng)度(單側(cè)的間隔)定為s。
形成間距p和單側(cè)間隔s的值不同的各種像素電極14，研究了放射狀傾斜取向的穩(wěn)定性。其結(jié)果，首先，使用具有圖11(a)中示出的圖形(以下稱為「正型圖形」)的像素電極14，發(fā)現(xiàn)了為了生成得到放射狀傾斜取向所必要的傾斜電場(chǎng)，單側(cè)間隔s必須大于等于約2.75μm。另一方面，關(guān)于具有圖11(b)中示出的圖形(以下稱為「負(fù)型圖形」)的像素電極14，發(fā)現(xiàn)了為了生成得到放射狀傾斜取向所必要的傾斜電場(chǎng)，單側(cè)間隔s必須大于等于約2.25μm。分別將單側(cè)間隔s作為其下限值，研究了使間距p變化了時(shí)的實(shí)心部14b的面積比率。在表1和圖11(c)中示出結(jié)果。
表1


從表1和圖11(c)可知，在間距p大于等于約25μm時(shí)，正型(圖11(a))圖形的實(shí)心部14b的面積比率提高了，如果比約25μm短，則負(fù)型(圖11(b))圖形的實(shí)心部14b的面積比率增大。因而，從顯示亮度和取向的穩(wěn)定性的觀點(diǎn)來看，以間距p約25μm為邊界，改變應(yīng)采用的圖形。例如，在寬度75μm的像素電極14的寬度方向上設(shè)置了小于等于3個(gè)單位格子的情況下，圖11(a)中示出的正型圖形是較為理想的，在設(shè)置了大于等于4個(gè)單位格子的情況下，圖11(b)中示出的負(fù)型圖形是較為理想的。即使在例示的圖形以外的情況下，也可選擇正型或負(fù)型的某一個(gè)使得實(shí)心部14b的面積比率增大。
如以下那樣來求出單位格子的數(shù)目。對(duì)于像素電極14的寬度(橫或縱)計(jì)算單位格子的尺寸，以便配置大于等于1個(gè)或2個(gè)的整數(shù)個(gè)單位格子，對(duì)于各自的單位格子尺寸計(jì)算實(shí)心部面積比率，選擇實(shí)心部面積比率為最大的單位格子尺寸。但是，如果在正型圖形的情況下單位實(shí)心部14b’的直徑不到15μm、在負(fù)型圖形的情況下開口部14a的直徑不到15μm，則因傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制力下降，難以得到穩(wěn)定的放射狀傾斜取向。再有，這些直徑的下限值是液晶層30的厚度為約3μm的情況，如果液晶層30的厚度比其薄，則即使單位實(shí)心部14b’和開口部14a的直徑比上述的下限值更小，也能得到穩(wěn)定的放射狀傾斜取向，在液晶層30的厚度比其厚的情況下，為了得到穩(wěn)定的放射狀傾斜取向所必要的單位實(shí)心部14b’和開口部14a的下限值比上述的下限值大。
再有，如后述那樣，通過在開口部14a的內(nèi)側(cè)形成凸部或在對(duì)置基板100b上形成凸部，可提高放射狀傾斜取向的穩(wěn)定性。上述的條件都是在未形成凸部的情況下的條件。
其次，參照?qǐng)D12(a)和(b)更詳細(xì)地說明本發(fā)明的液晶顯示裝置100的結(jié)構(gòu)。再有，在圖12(a)中示出了沒有開口部、其外形被規(guī)定為具有3個(gè)單位實(shí)心部14b’的像素電極14。
如圖12(a)和(b)中所示，TFT基板100a具有設(shè)置在每個(gè)像素區(qū)域中的像素電極14、電連接到像素電極14上的薄膜晶體管(在此未圖示)、電連接到薄膜晶體管上的掃描布線2和信號(hào)布線4。TFT基板100a還具有輔助電容布線6和與輔助電容布線6對(duì)置并電連接到薄膜晶體管的漏電極上的輔助電容電極8。
在輔助電容布線6與輔助電容電極8之間，如圖12(b)中所示，設(shè)置了第1絕緣層(第1層間絕緣膜)3。此外，設(shè)置了第2絕緣層(第2層間絕緣膜)7，使其覆蓋上述的布線或薄膜晶體管，在該第2絕緣層7上形成了像素電極14。
利用像素電極14和對(duì)置電極22與液晶層30構(gòu)成「液晶電容」，對(duì)于該「液晶電容」來說，利用輔助電容布線6和輔助電容電極8與第1絕緣層3構(gòu)成「輔助電容」(也稱為「蓄積電容」)。即，液晶顯示裝置100，如圖13中示出等效電路那樣，具有分別電連接到多個(gè)薄膜晶體管50上的像素電容40，該像素電容40具有液晶電容42、并聯(lián)電連接在液晶電容42上的輔助電容44。如果只用液晶電容42來構(gòu)成像素電容40，則由于因液晶電容42的漏泄電流的緣故電壓下降，故為了抑制、防止這一點(diǎn)，設(shè)置了輔助電容44。
在典型的情況下，構(gòu)成輔助電容44的輔助電容布線6和輔助電容電極8由具有遮光性的材料構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，通過對(duì)與薄膜晶體管50的柵電極G和掃描布線2相同的金屬層(例如Al、Ta、W、ITO的單體或由這些金屬的化合物構(gòu)成的單層或疊層)進(jìn)行構(gòu)圖來形成輔助電容布線6。此外，通過對(duì)與薄膜晶體管50的源電極S、漏電極D和信號(hào)布線4相同的金屬層(例如Al、Ta、W、ITO的單體或由這些金屬的化合物構(gòu)成的單層或疊層)進(jìn)行構(gòu)圖來形成輔助電容電極8。
在典型的情況下，第1絕緣層3是在TFT基板100a的大致整個(gè)面上形成使其覆蓋薄膜晶體管50的柵電極G或掃描布線2的柵絕緣膜(例如SiN層、SiO2層)的一部分。此外，在本實(shí)施方式中，第2絕緣層7是由樹脂材料形成使其覆蓋薄膜晶體管50的源電極S、漏電極D、信號(hào)布線4和輔助電容電極8的膜(例如厚度為2.5μm～3.5μm的樹脂膜)。
如圖12(a)和(b)中所示那樣，將輔助電容布線6、輔助電容電極8和第1絕緣層3設(shè)置成其大部分都位于2個(gè)單位實(shí)心部14b’之間。即，在本發(fā)明的液晶顯示裝置100中，輔助電容44的大部分位于像素區(qū)域中的未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域(在TFT基板100a未形成像素電極14的導(dǎo)電膜的區(qū)域)。因而，可抑制因在典型的情況下包含遮光性的部件而構(gòu)成的輔助電容44引起的有效開口率(透射率)的下降，可增大有助于顯示的實(shí)心部14b的面積。因此，實(shí)現(xiàn)了明亮的顯示。
利用上述的結(jié)構(gòu)來提高有效開口率這樣的效果是在具備實(shí)現(xiàn)放射狀傾斜取向用的電極結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中特異性地可得到的效果。這是因?yàn)?，在?shí)現(xiàn)放射狀傾斜取向用的電極結(jié)構(gòu)中，如參照?qǐng)D1～圖11說明的那樣，在像素電極14中形成了開口部14a或規(guī)定了像素電極14的外形以使其具有多個(gè)單位實(shí)心部14b’，在像素區(qū)域內(nèi)以積極的方式形成不存在像素電極14的實(shí)心部14b(導(dǎo)電膜)的區(qū)域。對(duì)此，在一般的液晶顯示裝置(例如TN型的液晶顯示裝置)中，像素電極的形狀與像素區(qū)域的形狀大致相同(在典型的情況下是大致矩形)，即使在像素區(qū)域內(nèi)使輔助電容的位置變化，也不能得到提高開口率的效果。在這樣的液晶顯示裝置中，寧愿通過隔著絕緣膜將輔助電容布線與像素電極的一部分重疊來構(gòu)成輔助電容。
此外，在本實(shí)施方式中，由于采用了TFT基板100a具有覆蓋薄膜晶體管50或輔助電容電極8的第2絕緣層7、在該第2絕緣層7上形成了像素電極14的結(jié)構(gòu)，可將像素電極14設(shè)置成部分地與薄膜晶體管50或掃描布線2、信號(hào)布線4等重疊，可謀求進(jìn)一步的開口率的提高。
為了生成在得到放射狀傾斜取向方面充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)，最好將第2絕緣層7作成厚膜。構(gòu)成輔助電容44的輔助電容電極8電連接到薄膜晶體管50的漏電極G上，其電位與像素電極14的實(shí)心部14b的電位實(shí)質(zhì)上相同。因此，如果輔助電容電極8的一部分位于未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域中，則在施加電壓時(shí)生成的等電位線EQ在未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域中未充分地下落，在單位實(shí)心部14b’的周邊有時(shí)未生成充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)。
如果將第2絕緣層7作成厚膜，則由于充分地增大因第2絕緣層7產(chǎn)生的電壓降，在未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域中可使等電位線EQ充分地下落，故在單位實(shí)心部14b’的周邊可生成充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)。此外，通過將第2絕緣層7作成厚膜，由于可使第2絕緣層7的液晶層30一側(cè)的表面實(shí)質(zhì)上成為平坦的表面，故可防止在其上形成的像素電極14的實(shí)心部14b上發(fā)生等級(jí)差別。
對(duì)此，如果如圖14(a)中所示那樣，第2絕緣層7是薄膜(例如，由無機(jī)材料構(gòu)成的薄膜)，則在實(shí)心部14b的周邊上有時(shí)未生成充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)。此外，在該情況下，在第2絕緣層7的液晶層30一側(cè)的表面上發(fā)生反映輔助電容44的厚度的等級(jí)差別，在像素電極14的實(shí)心部14b上有時(shí)也發(fā)生了等級(jí)差別。再有，即使通過如圖14(b)中所示那樣以輔助電容44與實(shí)心部14b實(shí)質(zhì)上不重疊的程度擴(kuò)展單位實(shí)心部14b’的間隔，也能形成充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)，但如果作成這樣的結(jié)構(gòu)，則結(jié)果由于實(shí)心部14b的面積比率下降了，故不能充分地得到提高有效開口率這樣的效果。
為了得到充分地穩(wěn)定的放射狀傾斜取向，具體地說，第2絕緣層7的厚度大于等于1μm是較為理想的，大于等于2.5μm則更為理想。此外，如果由樹脂材料(例如丙烯酸樹脂等的具有感光性的透明樹脂材料)形成第2絕緣層7，則容易實(shí)現(xiàn)第2絕緣層7的厚膜化。
再有，在圖12(a)和(b)中例示了輔助電容44的大部分位于未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域內(nèi)的情況，但本發(fā)明不限于此，通過輔助電容44的至少一部分位于未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域內(nèi)，可得到提高開口率的效果。但是，從謀求開口率的充分的提高的觀點(diǎn)來看，最好輔助電容44的盡可能多的部分位于未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域內(nèi)。具體地說，輔助電容44的大于等于1/4位于未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域內(nèi)是較為理想的，輔助電容44的大于等于1/2位于未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域內(nèi)更為理想，輔助電容44的大致全部位于未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域內(nèi)最為理想。
由于對(duì)輔助電容44要求的電容值隨液晶顯示裝置的規(guī)格而不同，但使輔助電容44的全部的部分位于未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域內(nèi)有時(shí)在設(shè)計(jì)上是困難的。在該情況下，也可根據(jù)需要適當(dāng)?shù)貙⑤o助電容44與實(shí)心部14b重疊。為了得到所希望的電容值，可單純地?cái)U(kuò)展輔助電容布線6或輔助電容電極8的寬度，但通過在輔助電容布線6或輔助電容電極8上形成分支結(jié)構(gòu)，關(guān)于像素區(qū)域內(nèi)的輔助電容44的配置可自由度高的設(shè)計(jì)，既可確保充分的電容值，又可得到充分的有效開口率。
在圖15(a)和(b)中示意性地示出在輔助電容布線6或輔助電容電極8上形成了分支結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置200。
如圖15(a)和(b)中所示，輔助電容布線6具有與掃描布線2大致平行地延伸的布線主干部6a和從布線主干部6a延伸地設(shè)置的布線分支部6b。此外，輔助電容電極8具有隔著第1絕緣層與布線主干部6a對(duì)置的電極主干部8a和從電極主干部8a延伸地設(shè)置的電極分支部8b。
條狀的布線主干部6a和長(zhǎng)方形的電極主干部8a隔著第1絕緣層3互相對(duì)置，構(gòu)成了輔助電容44的一部分。此外，布線分支部6b和電極分支部8b也隔著第1絕緣層3互相對(duì)置，構(gòu)成了輔助電容44的一部分。在本實(shí)施方式中，延伸地設(shè)置了布線分支部6b和電極分支部8b，使其在單位實(shí)心部14b’的中央附近重疊。
在典型的情況下，在電極分支部8b上的第2絕緣層7中形成接觸孔，在該接觸孔內(nèi)連接了像素電極14與電極分支部8b。即，像素電極14經(jīng)電極分支部8b(輔助電容電極8)電連接到薄膜晶體管的漏電極上。
在液晶顯示裝置200中，如圖15(a)和(b)中所示，輔助電容44的一部分，更具體地說，利用布線主干部6a以及電極主干部8a和位于這些之間的第1絕緣層3構(gòu)成的電容的大部分位于未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域中。因此，與液晶顯示裝置100同樣地可得到通過開口率的效果。
此外，在液晶顯示裝置200中，通過在輔助電容電極8上形成分支結(jié)構(gòu)，在像素電極14的實(shí)心部14b中形成接觸部，同時(shí)通過在輔助電容布線6上也形成分支結(jié)構(gòu)，形成了與實(shí)心部14b重疊的電容(由布線分支部6b以及電極分支部8b和這些之間的第1絕緣層3構(gòu)成的)。這樣，也可根據(jù)需要形成與實(shí)心部14b重疊的電容。
接著，參照?qǐng)D16說明本發(fā)明的另一液晶顯示裝置300。再有，液晶顯示裝置300在像素電極14具有多個(gè)開口部14a這一點(diǎn)上與液晶顯示裝置100和200不同，但在呈現(xiàn)放射狀傾斜取向用的取向限制力的方面沒有不同。
液晶顯示裝置300的輔助電容布線6，如圖16中所示，具有2個(gè)布線主干部6a。輔助電容布線6還具有從第1絕緣層3延伸地設(shè)置的、連接布線主干部6a相互間的布線分支部6b，輔助電容布線6的整體形狀是梯子狀。
此外，液晶顯示裝置300的輔助電容電極8，如圖16中所示，具有分別與布線主干部6a對(duì)置的2個(gè)電極主干部8a。輔助電容電極8還具有從電極主干部8a延伸地設(shè)置的、連接電極主干部8a相互間的電極分支部8b，輔助電容電極8的整體形狀是工的字狀(H字狀)。
即使在液晶顯示裝置300中，輔助電容的一部分也位于未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域中，由于輔助電容布線6和輔助電容電極8分別具有布線分支部6b和電極分支部8b，故可得到與液晶顯示裝置100或液晶顯示裝置200同樣的效果。
再者，由于輔助電容布線6具有多個(gè)布線主干部6a，輔助電容電極8具有多個(gè)電極主干部8a，故可使布線主干部6a的各自的寬度和電極主干部8a的各自的寬度變窄，因此，可使由布線主干部6a和電極主干部8a(進(jìn)而與位于這些之間的第1絕緣層)構(gòu)成的輔助電容的大部分位于未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域中。這樣，通過在輔助電容布線6上形成多個(gè)布線主干部6a、在輔助電容電極8上形成多個(gè)電極主干部8a，由于可進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)的自由度，使輔助電容44的更多的部分位于未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域內(nèi)，故可實(shí)現(xiàn)更高的開口率的設(shè)計(jì)。
其次，參照?qǐng)D17(a)～(d)說明在對(duì)置基板上設(shè)置的取向限制結(jié)構(gòu)。圖17(a)～(d)是示意性地示出具有取向限制結(jié)構(gòu)28的對(duì)置基板400b的圖。圖17(a)～(d)中示出的取向限制結(jié)構(gòu)28起到以下作用，至少在像素電極14與對(duì)置電極22之間施加了電壓的狀態(tài)下，對(duì)液晶層30的液晶分子呈現(xiàn)取向限制力，使液晶層30的液晶分子30a呈放射狀傾斜取向。由取向限制結(jié)構(gòu)28產(chǎn)生的取向限制方向與在單位實(shí)心部14b’的周邊生成的傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制方向吻合。
圖17(a)中示出的取向限制結(jié)構(gòu)28由對(duì)置電極22的開口部22a構(gòu)成。再有，在對(duì)置基板300b的液晶層30的一側(cè)的表面上設(shè)置了垂直取向膜(未圖示)。
該取向限制結(jié)構(gòu)28只在施加電壓時(shí)呈現(xiàn)取向限制力。由于取向限制結(jié)構(gòu)28對(duì)由像素電極14的實(shí)心部14b形成的液晶疇內(nèi)的液晶分子作用取向限制力即可，故開口部22a的大小可比在像素電極14上設(shè)置的開口部14a小，此外，比單位實(shí)心部14b’(例如參照?qǐng)D1(a))小。例如，在小于等于開口部14a或單位實(shí)心部14b’的面積的一半的情況下，可得到充分的效果。在與像素電極14的單位實(shí)心部14b’的中央部對(duì)置的位置上設(shè)置對(duì)置電極22的開口部22a，由此，液晶分子的取向的連續(xù)性提高了，而且，可固定放射狀傾斜取向的中心軸的位置。
這樣，如果采用只在施加電壓時(shí)呈現(xiàn)取向限制力的結(jié)構(gòu)作為取向限制結(jié)構(gòu)，則由于在未施加電壓的狀態(tài)下液晶層30的幾乎全部的液晶分子30a采取垂直取向狀態(tài)，故在采用了常黑模式的情況下，在黑顯示的狀態(tài)下，幾乎不發(fā)生光漏泄，可實(shí)現(xiàn)良好的對(duì)比度。
但是，由于在未施加電壓的狀態(tài)下不發(fā)生取向限制力，故不形成放射狀傾斜取向，此外，由于在施加電壓低時(shí)取向限制力小，故如果對(duì)液晶面板施加過大的應(yīng)力，則有時(shí)辨認(rèn)到殘像。
由于圖17(b)～(d)中示出的取向限制結(jié)構(gòu)28與電壓的施加與否無關(guān)都呈現(xiàn)取向限制力，故可得到在全部的顯示灰度中穩(wěn)定的放射狀傾斜取向，在抗應(yīng)力的性能方面也優(yōu)良。
首先，圖17(b)中示出的取向限制結(jié)構(gòu)28在對(duì)置電極22上具有由液晶層30一側(cè)突出的凸部22b。在形成凸部22b的材料方面不作特別限制，但可使用樹脂等的電介質(zhì)材料容易地形成。再有，在對(duì)置基板400b的液晶層30一側(cè)的表面上設(shè)置了垂直取向膜(未圖示)。凹部22b利用其表面(具有垂直取向性)的形狀效果，使液晶分子30a以放射狀進(jìn)行傾斜取向。圖15(a)或圖16中示出的凸部22b也具有同樣的功能。此外，如果使用因熱而變形的樹脂材料，通過構(gòu)圖后的熱處理，由于可容易地形成具有圖17(b)中示出的那樣的平緩的丘陵的剖面形狀的凹部22b，故是較為理想的。如圖示那樣，具有帶有頂點(diǎn)的平緩的剖面形狀(例如球的一部分)的凹部22b或具有圓錐狀的形狀的凸部在固定放射狀傾斜取向的中心位置的效果方面是良好的。
圖17(c)中示出的取向限制結(jié)構(gòu)28是利用在對(duì)置電極22下(基板21一側(cè))被形成的電介質(zhì)層23中被設(shè)置的開口部(也可以是凹部)23a內(nèi)的液晶層30一側(cè)的水平取向性表面構(gòu)成的。在此，通過只是不在開口部23a內(nèi)形成在對(duì)置基板400b的液晶層30一側(cè)形成的垂直取向膜24，使開口部23a內(nèi)的表面成為水平取向性表面。也可代之以如圖17(d)中所示那樣只在開口部23a內(nèi)形成水平取向膜25。
圖17(d)中示出的水平取向膜例如也可如下述那樣來形成，即，一度在對(duì)置基板200b的整個(gè)面上形成垂直取向膜24，通過有選擇地對(duì)在開口部23a內(nèi)存在的垂直取向膜24照射紫外線等，使垂直取向性下降。為了構(gòu)成取向限制結(jié)構(gòu)28所必要的水平取向性，沒有必要如在TN型液晶顯示裝置中使用的取向膜那樣預(yù)傾角(pretiltangle)角小，例如預(yù)傾角只要小于等于45°即可。
如圖17(c)和(d)中所示，由于在開口部23a內(nèi)的水平取向性表面上液晶分子30a要相對(duì)于基板面水平地取向，故形成與周圍的垂直取向膜24上的垂直取向的液晶分子30a的取向保持連續(xù)性那樣的取向，可得到圖示的那樣的放射狀傾斜取向。
在對(duì)置電極22的表面上不設(shè)置凹部(利用電介質(zhì)層的開口部形成的)的情況下，即使只通過有選擇地在對(duì)置電極22的平坦面上設(shè)置水平取向性表面(電極的表面或水平取向膜等)也能得到放射狀傾斜取向，但利用凹部的形狀效果，可進(jìn)一步使放射狀傾斜取向變得穩(wěn)定。
為了在對(duì)置基板400b的液晶層30一側(cè)的表面上形成凹部，例如，如果使用濾色層或?yàn)V色層的覆蓋涂層作為電介質(zhì)層23，則由于不增加工藝，故是較為理想的。此外，由于圖17(c)和(d)中示出的結(jié)構(gòu)，如圖17(a)中示出的結(jié)構(gòu)那樣，不存在經(jīng)凹部22b對(duì)液晶層30施加電壓的區(qū)域，故光的利用效率的下降少。
在圖18(a)中示出具備上述的取向限制結(jié)構(gòu)28的液晶顯示裝置400的剖面結(jié)構(gòu)。再有，在圖18(a)中，省略了TFT基板100a的輔助電容來示出。
液晶顯示裝置400具有具有包含實(shí)心部14b的像素電極14的TFT基板100a；以及具有取向限制結(jié)構(gòu)28的對(duì)置基板400b。在此，作為取向限制結(jié)構(gòu)28，例示即使在未施加電壓時(shí)也呈現(xiàn)取向限制力的結(jié)構(gòu)(圖17(b)～(d))，但也可使用圖17(a)中示出的結(jié)構(gòu)。此外，圖18(a)中示出的TFT基板100a也可以是圖15中示出的TFT基板200a。
將設(shè)置在對(duì)置基板400b上的取向限制結(jié)構(gòu)28配置在與像素電極14的單位實(shí)心部14b’對(duì)應(yīng)的區(qū)域，更具體地說，配置在對(duì)應(yīng)于單位實(shí)心部14b’的中央附近。通過這樣來配置，在對(duì)液晶層30施加了電壓的狀態(tài)、即在像素電極14與對(duì)置電極22之間施加了電壓的狀態(tài)下，由在實(shí)心部14b的周邊生成的傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制方向與由取向限制結(jié)構(gòu)28呈現(xiàn)的取向限制力產(chǎn)生的取向限制方向吻合，放射狀傾斜取向變得穩(wěn)定。在圖18(a)～(c)中示意性地示出了該狀況。圖18(a)示出未施加電壓時(shí)的狀態(tài)，圖18(b)示出在施加電壓后取向開始變化的狀態(tài)(ON初始狀態(tài))，圖18(c)示意性地示出了電壓施加中的穩(wěn)定狀態(tài)。
由取向限制結(jié)構(gòu)(圖17(b)～(d))產(chǎn)生的取向限制力，如圖18(a)中所示那樣，即使在未施加電壓的狀態(tài)下，也作用于附近的液晶分子30a，形成放射狀傾斜取向。
如果開始施加電壓，則發(fā)生用圖18(b)中示出的那樣的等電位線EQ表示的電場(chǎng)(由實(shí)心部14b產(chǎn)生的)，在與開口部14a和實(shí)心部14b對(duì)應(yīng)的區(qū)域中形成液晶分子30a呈放射狀傾斜取向的液晶疇，達(dá)到圖18(c)中示出的那樣的穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)，各自的液晶疇內(nèi)的液晶分子30a的傾斜方向與設(shè)置在對(duì)應(yīng)的區(qū)域中的取向限制結(jié)構(gòu)28的取向限制力產(chǎn)生的液晶分子30a的傾斜方向一致。
這樣，通過在對(duì)置基板400b上設(shè)置取向限制結(jié)構(gòu)28，可使由像素電極14形成的放射狀傾斜取向狀態(tài)變得更加穩(wěn)定，可一致因?qū)σ壕卧膽?yīng)力的施加等引起的顯示品質(zhì)的下降。
如果對(duì)處于穩(wěn)定狀態(tài)的液晶顯示裝置400施加應(yīng)力，則液晶層30的放射狀傾斜取向一度散開，但如果去掉應(yīng)力，則由于由像素電極14和取向限制結(jié)構(gòu)28產(chǎn)生的取向限制力作用于液晶分子30a，故恢復(fù)到放射狀傾斜取向狀態(tài)。因而，抑制了因應(yīng)力產(chǎn)生的殘像的發(fā)生。如果由取向限制結(jié)構(gòu)28產(chǎn)生的取向限制力過強(qiáng)，則即使在未施加電壓時(shí)也發(fā)生因放射狀傾斜取向產(chǎn)生的阻滯，存在降低顯示的對(duì)比度的危險(xiǎn)，但由于由取向限制結(jié)構(gòu)28產(chǎn)生的取向限制力具有使因像素電極14形成的放射狀傾斜取向變得穩(wěn)定和固定中心軸位置的效果即可，故強(qiáng)的取向限制力是沒有必要的，用不發(fā)生使顯示品質(zhì)下降那樣的阻滯的程度的取向限制力就是充分的。
例如，在采用圖17(b)中示出的凹部22b的情況下，如果對(duì)于直徑約30μm～約35μm的單位實(shí)心部14b’分別形成直徑約15μm、高度(厚度)約1μm的凸部22，則可得到充分的取向限制力，而且，也可將因阻滯引起的對(duì)比度的下降抑制為在實(shí)用上沒有問題的水平。
迄今為止說明了在對(duì)置基板上設(shè)置的取向限制結(jié)構(gòu)，但也可代替上述的取向限制結(jié)構(gòu)或與上述的取向限制結(jié)構(gòu)一起在TFT基板上設(shè)置凸部，通過這樣做使放射狀傾斜取向變得穩(wěn)定。
一邊參照?qǐng)D19(a)和(b)，一邊說明在TFT基板500a上具有凸部60的液晶顯示裝置500的結(jié)構(gòu)。圖19(a)是從基板法線方向看的俯視圖，圖19(b)相當(dāng)于沿圖19(a)中的19B-19B’線的剖面圖。圖19(b)示出了未對(duì)液晶層施加電壓的狀態(tài)。再有，在圖19(a)和(b)中，未圖示輔助電容，但即使在液晶顯示裝置500中，也與液晶顯示裝置100、200和300同樣，將輔助電容設(shè)置成其至少一部分位于未設(shè)置實(shí)心部14b的區(qū)域內(nèi)。
如圖19(a)和(b)中所示那樣，在液晶顯示裝置500的TFT基板500a在像素電極14的開口部14a的內(nèi)側(cè)具有凸部60這一點(diǎn)上與上述的液晶顯示裝置不同。在凸部60的表面上設(shè)置了垂直取向膜(未圖示)。
凸部60的基板11的面內(nèi)方向的剖面形狀，如圖19(a)中所示，與開口部14a的形狀相同，在此，是大致星形。但是，鄰接的凸部60互相連結(jié)了，被形成為以大致圓形完全地包圍單位實(shí)心部14b’。該凸部60的與基板垂直的面內(nèi)方向的剖面形狀，如圖19(b)中所示，是梯形。即，具有與基板面平行的頂面60t和相對(duì)于基板面以錐形角θ(＜90°)傾斜的側(cè)面60s。由于將垂直取向膜(未圖示)形成為覆蓋凸部60，故凸部60的側(cè)面60s對(duì)于液晶層30的液晶分子30a就具有與由傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制方向相同的方向的取向限制力，以使放射狀傾斜取向變得穩(wěn)定的方式起作用。
參照?qǐng)D20(a)～(d)和圖21(a)和(b)，說明該凸部60的作用。
首先，參照?qǐng)D20(a)～(d)說明液晶分子30a的取向與具有垂直取向性的表面的形狀的關(guān)系。
如圖20(a)中所示，水平的表面上的液晶分子30a利用具有垂直取向性的表面(在典型的情況下，是垂直取向膜的表面)的取向限制力相對(duì)于表面垂直地取向。如果對(duì)處于這樣地垂直取向狀態(tài)的液晶分子30a施加用相對(duì)于液晶分子30a的軸方位垂直的等電位線EQ表示的電場(chǎng)，則在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上使之傾斜的轉(zhuǎn)矩以相等的概率作用于液晶分子30a。因而，在處于互相對(duì)置的平行平板型配置的電極間的液晶層30內(nèi)，混合地存在受到順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩的液晶分子30a和受到逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩的液晶分子30a。其結(jié)果，有時(shí)不是平穩(wěn)地引起朝向與對(duì)液晶層30施加的電壓對(duì)應(yīng)的取向狀態(tài)的變化。
如圖20(b)中所示，如果對(duì)于與傾斜的表面垂直地取向的液晶分子30a施加用水平的等電位線EQ表示的電場(chǎng)，則液晶分子30a向與等電位線EQ成為平行用的傾斜量少的方向(在圖示的例子中是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向)傾斜。此外，相對(duì)于水平的表面垂直地取向的液晶分子30a，如圖20(c)中所示，向與位于傾斜的表面上的液晶分子30a相同的方向(順時(shí)針旋轉(zhuǎn))傾斜，以使相對(duì)于傾斜的表面垂直地取向的液晶分子30a與取向成為連續(xù)的(吻合)。
如圖20(d)中所示，頂面和底面上的液晶分子30a這樣來取向，使之與對(duì)于剖面為梯形的連續(xù)的凸?fàn)畹谋砻嬗筛髯缘膬A斜的表面上的液晶分子30a限制的取向方向吻合。
本實(shí)施方式的液晶顯示裝置通過使由這樣的表面的形狀(凸部)產(chǎn)生的取向限制力與由傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制方向一致，來使放射狀傾斜取向變得穩(wěn)定。
圖21(a)和(b)分別示出了對(duì)圖19(b)示出的液晶層30施加了電壓的狀態(tài)，圖21(a)示意性地示出了根據(jù)對(duì)液晶層30施加的電壓液晶分子30a開始變化的狀態(tài)(ON初始狀態(tài))，圖21(b)示意性地示出了根據(jù)被施加的電壓變化的液晶分子30a的取向達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)的狀態(tài)。圖21(a)和(b)中的曲線EQ表示等電位線EQ。
在像素電極14的電位與對(duì)置電極22的電位相同時(shí)(未對(duì)液晶層30施加電壓的狀態(tài))，如圖19b所示，像素區(qū)域內(nèi)的液晶分子30a對(duì)于兩基板11和21的表面垂直地取向。此時(shí)，與凸部60的側(cè)面60s的垂直取向膜(未圖示)相接的液晶分子30a相對(duì)于側(cè)面60s垂直地取向，側(cè)面60s的附近的液晶分子30a利用與周邊的液晶分子30a的相互作用(作為彈性體的性質(zhì))，如圖示那樣，采取傾斜的取向。
如果對(duì)液晶層30施加電壓，則形成用圖21(a)中示出的等電位線EQ表示的電位梯度。該等電位線EQ在位于像素電極14的實(shí)心部14b與對(duì)置電極22之間的液晶層30內(nèi)相對(duì)于實(shí)心部14b和對(duì)置電極22的表面平行，在與像素電極14的開口部14a對(duì)應(yīng)的區(qū)域中下落，在開口部14a的邊緣部(包含開口部14a的邊界(外延)的開口部14a的內(nèi)側(cè)周邊)EG上的液晶層30內(nèi)形成用傾斜的等電位線EQ表示的傾斜電場(chǎng)。
利用該傾斜電場(chǎng)，如上所述，邊緣部EG上的液晶分子30a如圖21(a)中用箭頭所示那樣，在圖中的右側(cè)邊緣部EG中向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向傾斜(旋轉(zhuǎn))，在圖中的左側(cè)邊緣部EG中向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向傾斜(旋轉(zhuǎn))，與等電位線EQ平行地取向。由該傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制方向與由位于各自的邊緣部EG的側(cè)面60s產(chǎn)生的取向限制方向是相同的。
如果如上所述那樣從位于傾斜的等電位線EQ上的液晶分子30a開始的取向的變化進(jìn)行下去而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則成為在圖21(b)中示意性地示出的取向狀態(tài)。由于位于開口部14a的中央附近、即凸部60的頂面60t的中央附近的液晶分子30a大致同等地受到開口部14a的互相對(duì)置的兩側(cè)的邊緣部EG的液晶分子30a的取向的影響，故保持相對(duì)于等電位線EQ垂直的取向狀態(tài)，離開了開口部14a(凸部60的頂面60t)的中央的區(qū)域的液晶分子30a分別受到接近的邊緣部EG的液晶分子30a的取向的影響而傾斜，形成關(guān)于開口部14a(凸部60的頂面60t)的中心SA對(duì)稱的傾斜取向。此外，即使在與開口部14a和凸部60實(shí)質(zhì)上所包圍的單位實(shí)心部14b’對(duì)應(yīng)的區(qū)域中，也形成關(guān)于單位實(shí)心部14b’的中心SA對(duì)稱的傾斜取向。
這樣，即使在液晶顯示裝置500中，與液晶顯示裝置100同樣，與開口部14a和單位實(shí)心部14b’對(duì)應(yīng)地形成具有放射狀傾斜取向的液晶疇。由于將凸部60形成為以大致圓形完全地包圍單位實(shí)心部14b’，故與被凸部60包圍的大致圓形的區(qū)域?qū)?yīng)地形成液晶疇。再者，由于在開口部14a的內(nèi)側(cè)被設(shè)置的凸部60的側(cè)面作用于開口部14a的邊緣部EG附近的液晶分子30a，使其向與由傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向方向相同的方向傾斜，故使放射狀傾斜取向變得穩(wěn)定。
由傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制力當(dāng)然只在施加電壓時(shí)起作用，其強(qiáng)度依賴于電場(chǎng)的強(qiáng)度(施加電壓的大小)。因而，如果電場(chǎng)強(qiáng)度弱(即，施加電壓低)，則由傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制力弱，如果對(duì)液晶面板施加外力，則因液晶材料的流動(dòng)使放射狀傾斜取向散開。如果放射狀傾斜取向一度散開，則如果不施加生成充分地強(qiáng)的取向限制力的傾斜電場(chǎng)的電壓，則放射狀傾斜取向不恢復(fù)。對(duì)此，由凸部60的側(cè)面60s產(chǎn)生的取向限制力與施加電壓無關(guān)地起作用，如作為取向膜的連結(jié)(Anchor Link)所知道的那樣，是非常強(qiáng)的。因而，即使產(chǎn)生液晶材料的流動(dòng)，放射狀傾斜取向一度散開，凸部60的側(cè)面60s附近的液晶分子30a也維持了與放射狀傾斜取向時(shí)相同的取向方向。因而，只要液晶材料的流動(dòng)停止，就容易地恢復(fù)放射狀傾斜取向。
這樣，液晶顯示裝置500除了具有液晶顯示裝置100具有的特征外，還具有抗外力的性能強(qiáng)的特征。因而，液晶顯示裝置500適合使用于容易被施加外力、攜帶使用的機(jī)會(huì)多的PC或PDA。
再有，如果使用透明性高的電介質(zhì)形成凸部60，則可得到提高了對(duì)與開口部14a對(duì)應(yīng)地形成的液晶疇的顯示的貢獻(xiàn)率這樣的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，如果使用不透明的電介質(zhì)形成凸部60，則可得到能防止因由于凸部60的側(cè)面60s的緣故而傾斜取向的液晶分子30a的阻滯引起的光漏泄這樣的優(yōu)點(diǎn)。可根據(jù)液晶顯示裝置的用途來決定采用哪一種方式。即使在任一種情況下，如果使用感光性樹脂，則具有可簡(jiǎn)化與開口部14a對(duì)應(yīng)地進(jìn)行構(gòu)圖的工序的優(yōu)點(diǎn)。為了得到充分的取向限制力，凸部60的高度在液晶層30的厚度為約3μm的情況下最好處于約0.5μm～約2μm的范圍內(nèi)。一般來說，凸部60的高度最好處于液晶層30的厚度的約1/6～約2/3的范圍內(nèi)。
如上所述，液晶顯示裝置500在像素電極14的開口部14a的內(nèi)側(cè)具有凸部60，凸部60的側(cè)面60s對(duì)于液晶層30的液晶分子30a具有與由傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制方向相同的方向的取向限制力。參照?qǐng)D22(a)～(c)說明側(cè)面60s具有與由傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制方向相同的方向的取向限制力用的較為理想的條件。
圖22(a)～(c)分別示意性地示出液晶顯示裝置500A、500B和500C的剖面圖，與圖21(a)相對(duì)應(yīng)。液晶顯示裝置500A、500B和500C都在開口部14a的內(nèi)側(cè)具有凸部，但作為1個(gè)結(jié)構(gòu)體的凸部60整體與開口部14a的配置關(guān)系與液晶顯示裝置500不同。
在上述的液晶顯示裝置500中，如圖21(a)中所示那樣，在開口部14a的內(nèi)側(cè)形成了作為結(jié)構(gòu)體的凸部60的整體，而且，凸部60的底面與開口部14a小。在圖22(a)中示出的液晶顯示裝置500A中，凸部60A的底面與開口部14a是一致的，在圖22(b)中示出的液晶顯示裝置500B中，凸部60B具有比開口部14a大的底面，被形成為覆蓋開口部14a的周邊的實(shí)心部(導(dǎo)電膜)14b。在這些凸部60、60A和60B的任一個(gè)的側(cè)面60s上都未形成實(shí)心部14b。其結(jié)果，如在各自的圖中所示那樣，等電位線EQ在實(shí)心部14b上大致是平坦的，按原樣在開口部14a中下落。因而，液晶顯示裝置500A和500B的凸部60A和60B的側(cè)面60s與上述的液晶顯示裝置500的凸部60同樣地發(fā)揮與由傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制力相同的方向的取向限制力，使放射狀傾斜取向變得穩(wěn)定。
對(duì)此，圖22(c)中示出的液晶顯示裝置500C的凸部60C的底面比開口部14a大，在凸部60C的側(cè)面60s上形成了開口部14a的周邊的實(shí)心部14b。因在該側(cè)面60s上形成的實(shí)心部14b的影響，在等電位線EQ中形成了“峰”。等電位線EQ的“峰”具有與在開口部14a中下落等的等電位線EQ相反的斜率，這示出了生成與使液晶分子30a呈放射狀傾斜取向的傾斜電場(chǎng)相反的方向的傾斜電場(chǎng)的情況，因而，為了側(cè)面60s具有與由傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制力相同的方向的取向限制力，在側(cè)面60s上最好未形成實(shí)心部(導(dǎo)電膜)14b。
其次，參照?qǐng)D23說明沿圖19(a)中示出的凸部60的23A-23A’線的剖面結(jié)構(gòu)。
如上所述，圖19(a)中示出的凸部60被形成為以大致圓形完全地包圍單位實(shí)心部14b’，故如圖23中所示那樣在凸部60上形成起到鄰接的單位實(shí)心部14b’的互相連接的作用的部分(從圓形部到四方的分支部)。因而，在堆積形成像素電極14的實(shí)心部14b的導(dǎo)電膜的工序中，在凸部60產(chǎn)生了斷線或在制造工序的后工序中產(chǎn)生了剝離的可能性高。
因此，如果象圖24(a)和(b)中示出的液晶顯示裝置500D那樣在開口部14a內(nèi)形成為完全包含分別獨(dú)立的凸部60D，則由于在基板11的平坦的表面上形成形成實(shí)心部14b的導(dǎo)電膜，故沒有引起斷線或剝離的危險(xiǎn)性。再有，凸部60D未被形成為以大致圓形完全地包圍單位實(shí)心部14b’，但形成與單位實(shí)心部14b’對(duì)應(yīng)的大致圓形的液晶疇，與前面的例子同樣，使該放射狀傾斜取向變得穩(wěn)定。
通過在開口部14a內(nèi)形成凸部60使放射狀傾斜取向變得穩(wěn)定的效果不限于例示的圖形的開口部14a，對(duì)于在實(shí)施方式1中已說明的全部的圖形的開口部14a，都同樣地適用，可得到同樣的效果。再有，為了充分地發(fā)揮因凸部60產(chǎn)生的對(duì)于外力的取向穩(wěn)定效果，凸部60的圖形(從基板法線方向看時(shí)的圖形)最好是包圍盡可能寬的區(qū)域的液晶層30的形狀。因而，例如與具有圓形的開口部14a的負(fù)型圖形相比，具有圓形的單位實(shí)心部14b’的正型圖形的由凸部60產(chǎn)生的取向穩(wěn)定的效果好。
再有，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，由于在像素電極中設(shè)置開口部，故由于不能對(duì)與開口部對(duì)應(yīng)的區(qū)域的液晶層施加充分的電壓，不能得到充分的阻滯變化，故有時(shí)發(fā)生光的利用效率下降這樣的問題。因此，在與設(shè)置了開口部的電極(上層電極)的液晶層相反一側(cè)設(shè)置電介質(zhì)層、隔著該電介質(zhì)層設(shè)置與電極的開口部的至少一部分對(duì)置的另一個(gè)電極(下層電極)(即作成2層結(jié)構(gòu)電極)，由此，可對(duì)與開口部對(duì)應(yīng)的液晶層施加充分的電壓，可提高光的利用效率及響應(yīng)特性。
在圖25(a)～(c)中示意性地示出具備液晶顯示裝置600的一個(gè)像素區(qū)域的剖面結(jié)構(gòu)，該液晶顯示裝置600具有下層電極12、上層電極14和設(shè)置在其間的電介質(zhì)層13的像素電極(2層結(jié)構(gòu)電極)。像素電極16的上層電極14實(shí)質(zhì)上與上述的像素電極14的等價(jià)的，具有上述的各種各樣的形狀、配置的開口部和實(shí)心部。以下說明具有2層結(jié)構(gòu)的像素電極16的功能。
液晶顯示裝置600的像素電極16具有多個(gè)開口部14a(包含14a1和14a2)。圖25(a)示意性地示出了未被施加電壓的液晶層30內(nèi)的液晶分子30a的取向狀態(tài)(OFF狀態(tài))。圖25(b)示意性地示出了根據(jù)對(duì)液晶層30施加的電壓液晶分子30a開始變化的狀態(tài)(ON初始狀態(tài))。圖25(c)示意性地示出了根據(jù)被施加的電壓變化的液晶分子30a的取向達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)的狀態(tài)。再有，在圖25中，示出了如下例子，被設(shè)置成隔著電介質(zhì)層13與開口部14a1和14a2對(duì)置的下層電極12分別與開口部14a1和14a2重疊，且被形成為在開口部14a1和14a2之間的區(qū)域(上層電極14存在的區(qū)域)中也存在。但下層電極12的配置不限于此，也可分別對(duì)于開口部14a1和14a2，使下層電極12的面積＝開口部14a的面積或下層電極12的面積<開口部14a的面積。即，將下層電極12設(shè)置成隔著電介質(zhì)層13與開口部14a的至少一部分對(duì)置即可。但是，在開口部14a內(nèi)形成了下層電極12的結(jié)構(gòu)中，在從基板11的法線方向看的平面內(nèi)，存在下層電極12和上層電極14都不存在的區(qū)域(間隙區(qū)域)，由于不能對(duì)與該間隙區(qū)域?qū)χ玫膮^(qū)域的液晶層30施加充分的電壓，故最好使該間隙區(qū)域的寬度充分地窄，以使液晶層30的取向變得穩(wěn)定，在典型的情況下，該間隙區(qū)域最好不超過約4μm。此外，在隔著電介質(zhì)層13與上層電極14的導(dǎo)電層存在的區(qū)域?qū)χ玫奈恢蒙闲纬傻南聦与姌O12實(shí)質(zhì)上不影響對(duì)液晶層30施加的電場(chǎng)，故沒有必要特別進(jìn)行構(gòu)圖，但也可進(jìn)行構(gòu)圖。
如圖25(a)中所示，在像素電極16的電位與對(duì)置電極22的電位相同時(shí)(未對(duì)液晶層30施加電壓的狀態(tài))，像素區(qū)域內(nèi)的液晶分子30a相對(duì)于兩基板11和21的表面垂直地取向。在此，為了簡(jiǎn)單起見，假定像素電極16的上層電極14的電位與下層電極12的電位互相相等。
如果對(duì)液晶層30施加電壓，則形成用圖25(b)中示出的等電位線EQ表示的電位梯度。在位于像素電極16的上層電極14與對(duì)置電極22之間的液晶層30內(nèi)，形成用相對(duì)于上層電極14與對(duì)置電極22的表面平行的等電位線EQ表示的、均勻的電位梯度。在位于上層電極14的開口部14a1和14a 2上的液晶層30中形成與下層電極12和對(duì)置電極22的電位差對(duì)應(yīng)的電位梯度。此時(shí)，由于在液晶層30內(nèi)形成的電位梯度受到因電介質(zhì)層13產(chǎn)生的電壓降的影響，故在液晶層30內(nèi)形成的等電位線EQ在與開口部14a1和14a2對(duì)應(yīng)的區(qū)域中下落(在等電位線EQ中形成多個(gè)「谷」)。由于隔著電介質(zhì)層13在與開口部14a1和14a2對(duì)置的區(qū)域中形成了下層電極12，故在位于開口部14a1和14a2的各自的中央附近的液晶層30內(nèi)，也形成用相對(duì)于上層電極14和對(duì)置電極22的面平行的等電位線EQ表示的電位梯度(等電位線EQ的「谷的底」)。在開口部14a1和14a2的邊緣部(包含開口部的邊界(外延)的開口部的內(nèi)側(cè)周邊)EG上的液晶層30內(nèi)形成用傾斜的等電位線EQ表示的傾斜電場(chǎng)。
從圖25(b)與圖2(a)的比較可明白，由于液晶顯示裝置600具有下層電極12，故也可使充分的大小的電場(chǎng)作用于在與開口部14a對(duì)應(yīng)的區(qū)域中形成的液晶疇的液晶分子。
欲使液晶分子30a的軸方位取向?yàn)橄鄬?duì)于等電位線EQ平行的轉(zhuǎn)矩作用于具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的液晶分子30a。因而，邊緣部EG上的液晶分子30a，如在圖25(b)中用箭頭示出的那樣，在圖中的右側(cè)邊緣部EG中向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向傾斜(旋轉(zhuǎn))，在圖中的左側(cè)邊緣部EG中向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向傾斜(旋轉(zhuǎn))，與等電位線EQ平行地取向。
如圖25(b)中所示那樣，如果在液晶顯示裝置600的開口部14a1和14a2的邊緣部EG中發(fā)生用相對(duì)于液晶分子30a的軸方位傾斜的等電位線EQ表示的電場(chǎng)(傾斜電場(chǎng))，則如圖3(b)中所示，液晶分子30a向與等電位線EQ成為平行用的傾斜量少的方向(在圖示的例子中是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向)傾斜。此外，位于發(fā)生用相對(duì)于液晶分子30a的軸方位為垂直方向的等電位線EQ表示的電場(chǎng)的區(qū)域中的液晶分子30a，如圖3(c)中所示，向與位于傾斜的等電位線EQ上的液晶分子30a相同的方向傾斜，以使位于傾斜的等電位線EQ上的液晶分子30a與取向成為連續(xù)的(吻合)。
如上所述，如果從位于傾斜的等電位線EQ上的液晶分子30a開始的取向的變化進(jìn)行下去而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則如在圖25(c)中示意性地示出的那樣，形成關(guān)于開口部14a1和14a2的各自的中心SA對(duì)稱的傾斜取向(放射狀傾斜取向)。此外，位于鄰接的2個(gè)開口部14a1和14a2之間的上層電極14的區(qū)域上的液晶分子30a也進(jìn)行傾斜取向，以使開口部14a1和14a2的邊緣部的液晶分子30a與取向成為連續(xù)的(吻合)。由于位于開口部14a1和14a2的邊緣的中央的部分上的液晶分子30a以相同的程度受到各自的邊緣部的液晶分子30a的影響，故與位于開口部14a1和14a2的中央的液晶分子30a同樣，維持垂直取向狀態(tài)。其結(jié)果，鄰接的2個(gè)開口部14a1和14a2之間的上層電極14上的液晶層也成為放射狀傾斜取向狀態(tài)。但是，在開口部14a1與14a2內(nèi)的液晶層的放射狀傾斜取向、和開口部14a1與14a2之間的液晶層的放射狀傾斜取向中，液晶分子的傾斜方向不同。如果著眼于圖25(c)中示出的位于各自的放射狀傾斜取向的區(qū)域的中央的液晶分子30a附近的取向，則在開口部14a1和b14a2內(nèi)，液晶分子30a傾斜成形成朝向?qū)χ秒姌O擴(kuò)展的圓錐形，而在開口部間，液晶分子30a傾斜成形成朝向上層電極14擴(kuò)展的圓錐形。再有，由于任一種放射狀傾斜取向都被形成為與邊緣部的液晶分子30a的傾斜取向吻合，故2種放射狀傾斜取向互相連續(xù)。
如上所述，如果對(duì)液晶層30施加電壓，則從設(shè)置在上層電極14中的開口部14a1和14a2各自的邊緣部EG上的液晶分子30a起開始傾斜，其后通過周邊區(qū)域的液晶分子30a傾斜成與邊緣部EG上的液晶分子30a的傾斜取向吻合，形成放射狀傾斜取向。因而，由于在1個(gè)像素區(qū)域內(nèi)形成的開口部14a的數(shù)目越多，響應(yīng)于電場(chǎng)最初開始傾斜的液晶分子30a的數(shù)目就越多，故在整個(gè)像素區(qū)域中形成放射狀傾斜取向所需要的時(shí)間縮短了。即，通過增加在每個(gè)像素區(qū)域中在像素電極16中形成的開口部14a的數(shù)目，可改善液晶顯示裝置的響應(yīng)速度。此外，通過將像素電極16作成具有上層電極14和下層電極12的2層結(jié)構(gòu)電極，由于可使充分的電場(chǎng)也作用于與開口部14a對(duì)應(yīng)的區(qū)域的液晶分子，故液晶顯示裝置的響應(yīng)特性提高了。
在采用上述那樣的2層結(jié)構(gòu)電極16的情況下，例如如圖26中所示，可使輔助電容電極8起到下層電極12的一部分的功能，使第2絕緣層7起到電介質(zhì)層13的功能。
具有2層結(jié)構(gòu)的像素電極16的液晶顯示裝置不僅可構(gòu)成透射型或反射型的液晶顯示裝置，也可構(gòu)成透射反射兩用型的液晶顯示裝置(例如，參照特開平11-101992號(hào)公報(bào))。
透射反射兩用型的液晶顯示裝置(以下，簡(jiǎn)單地稱為「兩用型液晶顯示裝置」)指的是在像素區(qū)域內(nèi)具有以透射模式進(jìn)行顯示的透射區(qū)域T和以反射模式進(jìn)行顯示的反射區(qū)域R的液晶顯示裝置(參照?qǐng)D25(a))。在典型的情況下，利用透明電極和反射電極來規(guī)定透射區(qū)域T和反射區(qū)域R。也可利用組合了反射層和透明電極的結(jié)構(gòu)代替反射電極來規(guī)定反射區(qū)域。
該兩用型液晶顯示裝置可轉(zhuǎn)換反射模式和透射模式來顯示，或同時(shí)用兩者的顯示模式來顯示。因而，例如在周圍光明亮的環(huán)境下可實(shí)現(xiàn)反射模式的顯示，在暗的環(huán)境下可實(shí)現(xiàn)透射模式的顯示。此外，如果同時(shí)進(jìn)行兩者的模式的顯示，則可抑制在周圍光明亮的環(huán)境下(熒光燈的光或太陽光以特定的角度直接入射到顯示面上的狀態(tài))使用了透射模式的液晶顯示裝置時(shí)能看到的對(duì)比度的下降。這樣，可彌補(bǔ)透射型液晶顯示裝置的缺點(diǎn)。再有，可根據(jù)液晶顯示裝置的用途適當(dāng)?shù)卦O(shè)定透射區(qū)域T和反射區(qū)域R的面積的比率。此外，在專門作為透射型使用的液晶顯示裝置中，即使將反射區(qū)域的面積比率減小到不能進(jìn)行反射模式下的顯示的程度，也能彌補(bǔ)上述的透射型液晶顯示裝置的缺點(diǎn)。
如圖25(a)中所示，例如通過將液晶顯示裝置600的上層電極14作成反射電極，將下層電極12作成透明電極，可得到兩用型液晶顯示裝置。但是，為了使反射模式和透射模式的顯示的電壓-透射率特性互相吻合，最好調(diào)整反射區(qū)域R的液晶層30的厚度和透射區(qū)域T的液晶層30的厚度或調(diào)整對(duì)上層電極14施加的電壓和對(duì)下層電極12施加的電壓。
(偏振片、相位差片的配置)具備具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的液晶分子在未施加電壓時(shí)垂直取向的液晶層的所謂的垂直取向型的液晶顯示裝置中，可用各種各樣的顯示模式進(jìn)行顯示。例如，除了利用電場(chǎng)控制液晶層的復(fù)折射率來顯示的復(fù)折射模式外，可在旋光模式或組合了旋光模式和復(fù)折射模式的顯示模式中被應(yīng)用。通過在上述的全部的液晶顯示裝置的一對(duì)基板(例如TFT基板和對(duì)置基板)的外側(cè)(與液晶層30相反的一側(cè))設(shè)置一對(duì)偏振片，可得到復(fù)折射模式的顯示。此外，根據(jù)需要，也可設(shè)置相位差補(bǔ)償元件(在典型的情況下，是相位差片)。再者，可得到即使使用大致圓偏振光也能進(jìn)行明亮的顯示的液晶顯示裝置。
(其它的實(shí)施方式)到此，說明了本發(fā)明的控制液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置具備形成采取放射狀傾斜取向狀態(tài)的液晶疇用的取向限制結(jié)構(gòu)(具有單位實(shí)心部和開口部的電極結(jié)構(gòu))，但本發(fā)明不限定于此，可廣泛地用于具備在未施加電壓時(shí)采取垂直取向狀態(tài)的垂直取向型的液晶層、并利用具有開口部或縫隙的電極結(jié)構(gòu)來進(jìn)行取向限制的全部的液晶顯示裝置，可提高這樣的液晶顯示裝置的有效開口率。
參照?qǐng)D27(a)和(b)說明本發(fā)明的另一液晶顯示裝置700。液晶顯示裝置700是所謂的MVA(Multi-down Vertically Aligned，多疇垂直取向)型的液晶顯示裝置。圖27(a)是從基板法線方向看的俯視圖，圖27(b)相當(dāng)于沿圖27(a)中的27B-27B’線的剖面圖。圖27(b)示出了對(duì)液晶層施加了電壓的狀態(tài)。
液晶顯示裝置700具有有源矩陣基板(TFT基板)700a、對(duì)置基板(濾色基板)700b和設(shè)置在TFT基板700a與對(duì)置基板700b之間的垂直取向型的液晶層30。
在液晶層30中包含的液晶分子30a具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性，利用作為在TFT基板700a和對(duì)置基板700b的液晶層30一側(cè)的表面上被設(shè)置的垂直取向?qū)拥拇怪比∠蚰?未圖示)，在未對(duì)液晶層30施加電壓時(shí)，相對(duì)于垂直取向膜的表面垂直地取向。
液晶顯示裝置700的TFT基板700a具有透明基板(例如玻璃基板)11和在其表面上被形成的像素電極19。對(duì)置基板700b具有透明基板(例如玻璃基板)21和在其表面上被形成的對(duì)置電極22。根據(jù)對(duì)被配置成隔著液晶層30互相對(duì)置的像素電極19和對(duì)置電極22施加的電壓，每個(gè)像素區(qū)域的液晶層30的取向狀態(tài)變化。利用透過液晶層30的光的偏振狀態(tài)或量伴隨液晶層30的取向狀態(tài)的變化而變化的現(xiàn)象來進(jìn)行顯示。
TFT基板700a具有的像素電極19，如圖27(a)中所示，具有多個(gè)縫隙19a。在像素的上半部分中，多個(gè)縫隙19a被配置成分別從左上朝向右下延伸，以預(yù)定的間隔互相平行。此外，在像素的下半部分中，多個(gè)縫隙19a被配置成分別從左下朝向右上延伸，以預(yù)定的間隔互相平行。
如果在像素電極19與對(duì)置電極22之間施加電壓，則在像素電極19的縫隙19a的邊緣部(包含縫隙19a的邊界(外延)的縫隙19a的內(nèi)側(cè)周邊)上的液晶層30內(nèi)形成用傾斜的等電位線EQ表示的傾斜電場(chǎng)。因而，在未施加電壓時(shí)處于垂直取向狀態(tài)的具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的液晶分子30a，向施加電壓時(shí)沿在縫隙19a的邊緣部上生成的傾斜電場(chǎng)的傾斜方向傾斜。即，在像素電極19與對(duì)置電極22之間施加了電壓時(shí)，利用在像素電極19的多個(gè)縫隙19a的邊緣部上生成的傾斜電場(chǎng)對(duì)液晶層30進(jìn)行取向限制。
在液晶顯示裝置700中，利用在縫隙19a的邊緣部上生成的傾斜電場(chǎng)對(duì)液晶層30進(jìn)行取向限制的結(jié)果，在施加電壓時(shí)，像素區(qū)域內(nèi)的液晶分子30a在與縫隙19a的端邊正交的4個(gè)方位(圖27(a)的右上方向、右下方向、左上方向、左下方向)上取向。換言之，在液晶顯示裝置700中，對(duì)像素區(qū)域進(jìn)行了取向分割。因此，液晶顯示裝置700具有良好的視角特性。
此外，液晶顯示裝置700的對(duì)置基板700b在液晶層30一側(cè)的表面上具有多個(gè)肋29。肋29延伸的方向與縫隙19a延伸的方向一致，將肋29設(shè)置在位于2個(gè)鄰接的縫隙19a之間。
肋29的表面具有垂直取向型(在典型的情況下，形成了垂直取向膜(未圖示)使其覆蓋肋29)，利用肋29具有的傾斜側(cè)面29s的連結(jié)效應(yīng)，液晶分子30a相對(duì)于傾斜側(cè)面29s大致垂直地取向。如果對(duì)這樣的狀態(tài)的液晶層30施加電壓，則肋29附近的其它的液晶分子30a傾斜以與由肋29s的傾斜側(cè)面29s的連結(jié)效應(yīng)產(chǎn)生的傾斜側(cè)面29s上的傾斜取向吻合。
由于因在像素電極19的縫隙19a的邊緣部上生成的傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制方向與肋29產(chǎn)生的取向限制方向吻合，故利用肋29使施加電壓時(shí)由傾斜電場(chǎng)進(jìn)行取向分割的液晶層的取向變得更加穩(wěn)定。再有，在本實(shí)施方式中，示出了對(duì)置基板700b具有在與像素電極19的多個(gè)縫隙19a之間對(duì)應(yīng)的區(qū)域中被設(shè)置的多個(gè)肋29的結(jié)構(gòu)，但代替該結(jié)構(gòu)，也可作成對(duì)置電極22具有設(shè)置在與像素電極19的多個(gè)縫隙19a之間對(duì)應(yīng)的區(qū)域中的多個(gè)縫隙的結(jié)構(gòu)。
在液晶顯示裝置700的TFT基板700a中形成了輔助電容44。輔助電容44，具體地說，由下述部分構(gòu)成輔助電容布線6；與該輔助電容布線6對(duì)置并電連接到薄膜晶體管(未圖示)的漏電極上的輔助電容電極8；以及設(shè)置在其間的第1絕緣層(第1層間絕緣膜)3。
輔助電容布線6具有與掃描布線(在此未圖示)大致平行地延伸的布線主干部6a和從布線主干部6a延伸地設(shè)置的、沿縫隙19a延伸的4個(gè)布線分支部6b。此外，輔助電容電極8具有隔著第1絕緣層3與布線主干部6a對(duì)置的電極主干部8a和從電極主干部8a延伸地設(shè)置的、隔著第1絕緣層3與布線分支部6b對(duì)置的電極分支部8b。
設(shè)置了第2絕緣層(第2層間絕緣膜)使其覆蓋上述的布線或薄膜晶體管，在該第2絕緣層7上形成了像素電極19。在本實(shí)施方式中，第2絕緣層7是由樹脂材料構(gòu)成的厚膜。
在液晶顯示裝置700中，如圖27(a)和(b)中所示，輔助電容44的一部分與像素電極19的縫隙19a重疊。具體地說，被配置成布線主干部6a和電極主干部8a的一部分、布線分支部6b和電極分支部8b與縫隙19a重疊，通過這樣做，輔助電容44的一部分與像素電極19的縫隙19a重疊。
因而，可抑制因在典型的情況下包含遮光性的部件而構(gòu)成的輔助電容44引起的有效開口率(透射率)的下降，可增大有助于顯示的區(qū)域(像素電極19中的存在導(dǎo)電膜的部分)的面積。因此，實(shí)現(xiàn)了明亮的顯示。
此外，在本實(shí)施方式中，由于采用了TFT基板700a具有覆蓋薄膜晶體管或輔助電容電極8的第2絕緣層7、在該第2絕緣層7上形成了像素電極19的結(jié)構(gòu)，故可將像素電極19設(shè)置成與薄膜晶體管或掃描布線、信號(hào)布線等部分地重疊，可謀求進(jìn)一步的開口率的提高。
再有，為了在縫隙19a的邊緣部上生成在進(jìn)行取向限制方面充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)，最好如本實(shí)施方式那樣將第2絕緣層7作成厚膜。將構(gòu)成輔助電容44的輔助電容電極8電連接到薄膜晶體管的漏電極上，使輔助電容電極8的電位與像素電極19的導(dǎo)電膜的電位實(shí)質(zhì)上相同。因此，如果輔助電容電極8的一部分與縫隙19a重疊，則在施加電壓時(shí)生成的等電位線EQ在縫隙19a中不充分地下落，有時(shí)在縫隙19a的周邊上未生成充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)。
如果將第2絕緣層7作成厚膜，則由于充分地增大因第2絕緣層7產(chǎn)生的電壓降，在縫隙19a中可使等電位線EQ充分地下落，故在縫隙19a的邊緣部上可生成充分的強(qiáng)度的傾斜電場(chǎng)。此外，通過將第2絕緣層7作成厚膜，由于可使第2絕緣層7的液晶層30一側(cè)的表面實(shí)質(zhì)上成為平坦的表面，故可防止在其上形成的像素電極19上發(fā)生等級(jí)差別。
為了得到充分地穩(wěn)定的取向限制力，具體地說，第2絕緣層7的厚度大于等于1μm是較為理想的，大于等于2.5μm則更為理想。此外，如果由樹脂材料(例如丙烯酸樹脂等的具有感光性的透明樹脂材料)形成第2絕緣層7，則容易實(shí)現(xiàn)第2絕緣層7的厚膜化。
從謀求開口率的充分的提高的觀點(diǎn)來看，最好輔助電容44的盡可能多的部分與像素電極19的縫隙19a重疊。具體地說，輔助電容44的大于等于1/4的部分與縫隙19a重疊是較為理想的，輔助電容44的大于等于1/2的部分與縫隙19a重疊更為理想，輔助電容44的大致全部的部分與縫隙19a重疊最為理想。在本實(shí)施方式中，輔助電容布線6和輔助電容電極8具有沿縫隙19a延伸的布線分支部6b和電極分支部8b。這樣，如果輔助電容布線6和輔助電容電極8具有分支結(jié)構(gòu)，則可使輔助電容44的更多的部分與縫隙19a(或開口部)重疊，可容易地實(shí)現(xiàn)開口率高的設(shè)計(jì)。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性按照本發(fā)明，可提供具有寬的視角特性、顯示品質(zhì)高且能進(jìn)行明亮的顯示的液晶顯示裝置。
按照本發(fā)明，由于穩(wěn)定地、以具有高的連續(xù)性的方式形成具有放射狀傾斜取向的液晶疇，故可進(jìn)一步提高具有現(xiàn)有的寬視角特性的液晶顯示裝置的顯示品質(zhì)。
再者，由于輔助電容的至少一部分位于未設(shè)置像素電極的實(shí)心部的區(qū)域內(nèi)，故可抑制因在典型的情況下包含遮光性的部件而構(gòu)成的輔助電容引起的有效開口率(透射率)的下降，可增大有助于顯示的實(shí)心部的面積。因此，實(shí)現(xiàn)了明亮的顯示。
或者，按照本發(fā)明，由于輔助電容的至少一部分與像素電極的開口部或縫隙重疊，故可抑制因輔助電容引起的有效開口率(透射率)的下降，可實(shí)現(xiàn)明亮的顯示。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，具備第1基板、第2基板以及設(shè)置在上述第1基板與上述第2基板之間的液晶層，具有多個(gè)像素區(qū)域，上述第1基板具有在上述液晶層一側(cè)分別按上述多個(gè)像素區(qū)域的每一個(gè)設(shè)置的像素電極和與上述像素電極電連接的開關(guān)元件，上述第2基板具有隔著上述液晶層與上述像素電極對(duì)置的對(duì)置電極，在上述多個(gè)像素區(qū)域的各自區(qū)域中，上述像素電極具有包含多個(gè)單位實(shí)心部的實(shí)心部，上述液晶層在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間未施加電壓時(shí)采取垂直取向狀態(tài)，而且，在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間施加了電壓時(shí)，利用在上述像素電極的上述多個(gè)單位實(shí)心部的各自的周邊上生成的傾斜電場(chǎng)，在與上述多個(gè)單位實(shí)心部分別對(duì)應(yīng)的區(qū)域中形成采取放射狀傾斜取向狀態(tài)的液晶疇，其中，在上述多個(gè)像素區(qū)域的各自區(qū)域中，還具備與由上述像素電極以及上述對(duì)置電極和上述液晶層構(gòu)成的液晶電容并聯(lián)地電連接的輔助電容，上述第1基板在上述多個(gè)像素區(qū)域的各自區(qū)域中具有上述像素電極的未設(shè)置上述實(shí)心部的區(qū)域，上述輔助電容的至少一部分位于上述第1基板的未設(shè)置上述實(shí)心部的區(qū)域內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1中所述的液晶顯示裝置，其中，上述開關(guān)元件是薄膜晶體管。
3.如權(quán)利要求2中所述的液晶顯示裝置，其中，上述輔助電容具有輔助電容布線、與上述輔助電容布線對(duì)置并電連接到上述薄膜晶體管的漏電極上的輔助電容電極和設(shè)置在上述輔助電容布線與上述輔助電容電極之間的第1絕緣層。
4.如權(quán)利要求3中所述的液晶顯示裝置，其中，上述輔助電容布線的至少一部分、上述輔助電容電極的至少一部分和上述第1絕緣層的至少一部分位于上述區(qū)域內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3或4中所述的液晶顯示裝置，其中，上述第1基板具有電連接到上述薄膜晶體管的柵電極上的掃描布線和電連接到上述薄膜晶體管的源電極上的信號(hào)布線。
6.如權(quán)利要求5中所述的液晶顯示裝置，其中，上述輔助電容布線具有與上述掃描布線大致平行地延伸的至少1個(gè)布線主干部和從上述布線主干部延伸地設(shè)置的布線分支部，上述輔助電容電極具有隔著上述第1絕緣層與上述布線主干部對(duì)置的至少1個(gè)電極主干部和從上述電極主干部延伸地設(shè)置的電極分支部。
7.如權(quán)利要求6中所述的液晶顯示裝置，其中，延伸地設(shè)置了上述布線分支部和上述電極分支部，使其在上述多個(gè)單位實(shí)心部中的1個(gè)的中央附近重疊。
8.如權(quán)利要求6或7中所述的液晶顯示裝置，其中，上述至少1個(gè)布線主干部是多個(gè)布線主干部，上述至少1個(gè)電極主干部是多個(gè)電極主干部。
9.如權(quán)利要求3至8的任一項(xiàng)中所述的液晶顯示裝置，其中，上述第1基板還具有至少覆蓋上述薄膜晶體管和上述輔助電容電極的第2絕緣層，在上述第2絕緣層上形成了上述像素電極。
10.如權(quán)利要求9中所述的液晶顯示裝置，其中，由樹脂材料形成了上述第2絕緣層。
11.如權(quán)利要求1至10的任一項(xiàng)中所述的液晶顯示裝置，其中，上述多個(gè)單位實(shí)心部的各自的形狀具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。
12.如權(quán)利要求1至11的任一項(xiàng)中所述的液晶顯示裝置，其中，上述多個(gè)單位實(shí)心部的各自的形狀大致是圓形。
13.如權(quán)利要求1至11的任一項(xiàng)中所述的液晶顯示裝置，其中，上述多個(gè)單位實(shí)心部的各自的形狀是角部為大致圓弧狀的大致矩形。
14.如權(quán)利要求1至11的任一項(xiàng)中所述的液晶顯示裝置，其中，上述多個(gè)單位實(shí)心部分別具有角部被銳角化的形狀。
15.如權(quán)利要求1至14的任一項(xiàng)中所述的液晶顯示裝置，其中，上述多個(gè)單位實(shí)心部實(shí)質(zhì)上以相等的形狀具有相等的大小，形成被配置成具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的至少1個(gè)單位格子。
16.如權(quán)利要求1至15的任一項(xiàng)中所述的液晶顯示裝置，其中，上述像素電極還具有至少1個(gè)開口部，上述液晶層在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間施加了電壓時(shí)，利用上述傾斜電場(chǎng)在與上述至少1個(gè)開口部對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)也形成采取放射狀傾斜取向狀態(tài)的液晶疇。
17.如權(quán)利要求16中所述的液晶顯示裝置，其中，上述至少1個(gè)開口部包含實(shí)質(zhì)上以相等的形狀具有相等的大小的多個(gè)開口部，上述多個(gè)開口部的至少一部分的開口部形成被配置成具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的至少1個(gè)單位格子。
18.如權(quán)利要求17中所述的液晶顯示裝置，其中，上述多個(gè)開口部的至少一部分的開口部的各自的形狀具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。
19.如權(quán)利要求17或18中所述的液晶顯示裝置，其中，上述多個(gè)開口部的至少一部分的開口部的各自的形狀大致是圓形。
20.如權(quán)利要求17至19的任一項(xiàng)中所述的液晶顯示裝置，其中，在上述多個(gè)像素區(qū)域的各自區(qū)域中，上述像素電極的上述多個(gè)開口部的面積的合計(jì)比上述像素電極的上述實(shí)心部的面積小。
21.如權(quán)利要求17至20的任一項(xiàng)中所述的液晶顯示裝置，其中，在上述像素電極的上述多個(gè)開口部的各自的內(nèi)側(cè)還具備凸部，上述凸部的上述基板的面內(nèi)方向的剖面形狀與上述多個(gè)開口部的形狀相同，上述凸部的側(cè)面具有對(duì)上述液晶層的液晶分子與由上述傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的取向限制方向相同的方向的取向限制力。
22.如權(quán)利要求1至21的任一項(xiàng)中所述的液晶顯示裝置，其中，上述第2基板在分別與上述多個(gè)單位實(shí)心部對(duì)應(yīng)的區(qū)域中具有取向限制結(jié)構(gòu)，該取向限制結(jié)構(gòu)至少在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間施加了電壓的狀態(tài)下呈現(xiàn)使上述液晶層的液晶分子成為放射狀傾斜取向的取向限制力。
23.如權(quán)利要求22中所述的液晶顯示裝置，其中，在與上述多個(gè)單位實(shí)心部的各自的中央附近對(duì)應(yīng)的區(qū)域中設(shè)置了上述取向限制結(jié)構(gòu)。
24.如權(quán)利要求22或23中所述的液晶顯示裝置，其中，在分別與上述多個(gè)單位實(shí)心部對(duì)應(yīng)形成的上述液晶疇內(nèi)，由上述取向限制結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的取向限制方向與由上述傾斜電場(chǎng)產(chǎn)生的放射狀傾斜取向的方向吻合。
25.如權(quán)利要求22至24的任一項(xiàng)中所述的液晶顯示裝置，其中，即使在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間未施加電壓的狀態(tài)下，上述取向限制結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)取向限制力。
26.如權(quán)利要求22至25的任一項(xiàng)中所述的液晶顯示裝置，其中，上述取向限制結(jié)構(gòu)是在上述對(duì)置基板的上述液晶層一側(cè)突出的凸部。
27.如權(quán)利要求25或26中所述的液晶顯示裝置，其中，上述輔助電容的一部分與上述取向限制結(jié)構(gòu)重疊。
28.如權(quán)利要求1至27的任一項(xiàng)中所述的液晶顯示裝置，其中，上述液晶疇采取渦旋狀的放射狀傾斜取向狀態(tài)。
29.一種液晶顯示裝置，具備第1基板、第2基板以及設(shè)置在上述第1基板與上述第2基板之間的液晶層，具有多個(gè)像素區(qū)域，上述第1基板具有在上述液晶層一側(cè)分別按上述多個(gè)像素區(qū)域的每一個(gè)區(qū)域設(shè)置的像素電極和與上述像素電極電連接的開關(guān)元件，上述第2基板具有隔著上述液晶層與上述像素電極對(duì)置的對(duì)置電極，在上述多個(gè)像素區(qū)域的各自區(qū)域中，上述像素電極具有至少1個(gè)開口部或縫隙，上述液晶層在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間未施加電壓時(shí)采取垂直取向狀態(tài)，而且，在上述像素電極與上述對(duì)置電極之間施加了電壓時(shí)，通過在上述像素電極的上述至少1個(gè)開口部或縫隙的邊緣部上生成的傾斜電場(chǎng)進(jìn)行取向限制，其中，在上述多個(gè)像素區(qū)域的各自區(qū)域中還具備與由上述像素電極以及上述對(duì)置電極和上述液晶層構(gòu)成的液晶電容并聯(lián)地電連接的輔助電容，上述輔助電容的至少一部分與上述像素電極的上述至少1個(gè)開口部或縫隙重疊。
30.如權(quán)利要求29中所述的液晶顯示裝置，其中，上述開關(guān)元件是薄膜晶體管。
31.如權(quán)利要求30中所述的液晶顯示裝置，其中，上述輔助電容具有輔助電容布線、與上述輔助電容布線對(duì)置并電連接到上述薄膜晶體管的漏電極上的輔助電容電極和設(shè)置在上述輔助電容布線與上述輔助電容電極之間的第1絕緣層。
32.如權(quán)利要求31中所述的液晶顯示裝置，其中，上述第1基板還具有至少覆蓋上述薄膜晶體管和上述輔助電容電極的第2絕緣層，在上述第2絕緣層上形成了上述像素電極。
33.如權(quán)利要求32中所述的液晶顯示裝置，其中，由樹脂材料形成了上述第2絕緣層。
全文摘要
本發(fā)明的液晶顯示裝置(100)具有設(shè)置在第1基板(100a)的液晶層(30)一側(cè)的像素電極(14)和設(shè)置在第2基板(100b)上的對(duì)置電極(22)。像素電極(14)具有包含多個(gè)單位實(shí)心部(14b’)的實(shí)心部(14b)，液晶層(30)在無電壓施加的狀態(tài)下，采取垂直取向狀態(tài)，在施加了電壓的狀態(tài)下，通過在單位實(shí)心部(14b’)的周邊生成的傾斜電場(chǎng)，在與單位實(shí)心部(14b’)對(duì)應(yīng)的區(qū)域中形成采取放射狀傾斜取向狀態(tài)的液晶疇。液晶顯示裝置(100)還具備與液晶電容并聯(lián)地電連接的輔助電容(44)，輔助電容(44)的至少一部分位于第1基板(100a)的未設(shè)置實(shí)心部(14b)的區(qū)域內(nèi)。
文檔編號(hào)G02F1/1368GK1806195SQ20048001622
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2004年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者久保真澄, 山本明弘 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社