彩色滤光片基板的制作方法

专利名称：彩色滤光片基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及彩色滤光片基板及液晶显示装置(LCD)，特别涉 及在VA ( Verticably Aligned )型LCD中实现取向分隔的技术。
背景技术：
在与CRT的图象品质相匹敌的平面显示器中，目前使用最广泛 的显示器是液晶显示装置(LCD)。特别是，通过将TFT (薄膜晶 体管)方式的LCD (TFT-LCD)，用于个人计算机、文字处理机、 OA设备等民用设备和携带电视机等家用电器，有望市场的进一步 扩大。随着这一趋势，期望图象品质进一步提高。下面，以TFT-LCD 为例进行了说明，但本发明并不限于TFT-LCD,也可用于单纯矩 阵型LCD和等离子卜'k义型LCD, —般适用于分别在形成电极的 一对基板间夹持液晶，在各基板电极间施加电压，进行显示的各种 LCD,并未限定于TFT-LCD,
目前，TFT-LCD中最广泛使用的方式是标准白色模式的TN(扭 转向列)型LCD。图1是说明TN型LCD的屏结构和工作原理的 图。如图1所示，在玻璃基板上形成的透明电极12和13上，涂上 取向膜，进行研磨处理，使上下基板处液晶分子的取向成90°不同， 夹持TN液晶。根据液晶具有的性质，由于与取向膜接触的液晶沿 取向膜的取向方向排列，沿该液晶分子进行其它液晶分子的取向， 所以如图1(1)所示，液晶分子的方向按90'扭转取向。在电极12 和13的两侧，配置与取向膜的取向方向平行的两块偏振板11和15。
如果在这种结构的屏上射入无偏振的光10，那么通过偏振板11
的光构成直线偏振光进入液晶。由于液晶分子经90扭转取向，入 射光也经90'扭转通过，所以能够通过下偏振板15。该状态为明亮 状态。
接着，如图1(2)所示，当在电极12和13上外加电压，从而 在液晶分子上外加电压时，液晶分子便被垂直扭转。但是，在取向 膜表面，由于取向矫正力的一方较强，液晶分子的取向方向仍沿取 向膜原来的方向。在这种状态下，由于液晶分子相对于通过光是各 向同性的，所以不会使入射液晶层的直线偏振光的偏振方向旋转。 因此，通过上偏振板11的直线偏振光不能通过下偏振板15,变为 暗状态。此后，如果再次处于未外加电压的状态，那么由取向矫正 力使显示返回到明亮状态。
TN型TFT-LCD的制造技术近年来取得了显著的进步，认真地 说，对比度和颜色再现性等正在超过CRT。但是，TN-LCD却有视 野角较窄的较大缺点，因此存在限定其用途的问题。图2是说明该 问题的图，图2 (1)是无外加电压的白色显示状态，图2(2)是外 加中间电压的显示半色调的状态，图2 (3)是外加预定电压显示黑 色的状态。如图2(1)所示，在无外加电压状态下，液晶分子在相 同的方向，具有最小的倾斜角(1~5'左右)并取向。实际上，进 行如图1(1)所示的扭转，但其中为方便起见就如图示。在这种状 态下，无论哪个方位，都可看见大致的白色。此外，如图2(3)所 示，在外加电压状态下，由于除取向膜附近外，其它的液晶分子在 垂直方向上取向，所以不扭转入射的直线偏振光，看到黑色。此时， 由于画面上斜向入射的光斜向通过沿垂直方向取向的液晶分子，偏 振方向被某种程度地扭转，所以可看见不是完全黑的半色调(灰色)。 如图2 (2)所示，在外加比图2 (3)状态低的中间电压的情况下， 取向膜附近的液晶分子仍然水平方向取向，但在单元的中间部分液
晶分子到中途就向上立起。因此，液晶的双折射性多少会失去些， 透射率下降，变成半色调(灰色)显示。但是，这仅是相对于液晶
屏垂直入射光来"i兌的，而对于斜向入射光，即从图的左和右方向，见 察时的状况是不同的。如图所示，相对于从右下到左上方向的光， 液晶分子变为平行取向。因此，由于液晶几乎未发挥出双折射效果， 所以如果从左侧观察，看到黑色。与此相对，由于相对于从左下到 右上方向的光，液晶分子垂直取向，液晶对于入射光发挥出较大的 双折射效果，入射光被扭转，所以变为以接近白色进行显示。这样， 显示状态随视角依存是TN-LCD的最大缺点。
为了解决这样的问题，在特公昭53-48452号公报、特公平 1-120528号公报中披露了称为IPS型方式的LCD的方案。图3是 说明IPS型LCD的图，图3 (1)表示未外加电压时的侧面图，图 3(2)是未外加电压时的顶面图，图3(3)是外加电压时的侧面图， 图3 (4)是外加电压时的顶面图。在IPS型中，如图3所示，在一 块基板17上形成缝隙状电极18、 19，由横向电场驱动缝隙电极间 间隙部分的液晶分子。作为液晶14，使用有正的各向异性介电常数 的材料，在未外加电场时，研磨处理取向膜，使液晶分子的纵轴相 对于电极18、 19的纵轴方向大致平行地均匀取向。在此表示的例子 中，由于外加电压时的液晶分子取向方向的变化方向(旋转方向) 一定，所以把液晶分子在相对于缝隙电极纵轴方向15的方位上均 一取向。在这种状态下，如果在缝隙电极间外加电压，那么如图3 (3)所示，在缝隙电极附近有各向异性介电常数的液晶分子就变化 取向方向，以便其长轴相对于缝隙电极的纵轴方向变成90'。但是， 在另一基板16上，由于把液晶分子以相对于缝隙电极纵轴方向15' 的方位取向进行取向处理，所以基板16附近的液晶分子相对于电极 18、 19的纵轴方向大致平行地取向，从上基板16向下基板17的液 晶分子被扭转取向。在这样的液晶显示装置中，通过配置偏振板ll 和15，基板16与17的上下透射轴相互垂直，使另一方的偏振板的 透射轴平行与液晶分子的长轴，能够实现无外加电压时进行黑色显 示，外加电压时进行白色显示。
如上所述，在IPS方式中，有不使液晶分子上升，在横方向上
开关的特征。如TN方式，如果使液晶分子立起，那么对于视角方 向会产生双折射性不同的不适。如果进行橫方向上的开关，那么由 于在方向上双折射性不大变化，所以可得到非常良好的视角特性。 但是，在IPS方式中存在其它问题。首先，响应速度非常慢。响应 速度慢的理由被认为是相对于通常的TN方式以电极间间隙5 nm进 行开关，IPS方式则在10nm以上的原因。如果使电极间间隙较窄， 能够提高响应速度，但方式上就必须添加邻接电极中反极性的电场， 如果使电极间隙较小，那么由于容易造成短路变成显示缺陷，所以 不能使电极间隙过小。此外，如果使电极间隙较小，那么在显示部 分中电极部分所占的面积比例变得较大，还会发生不能提高透射率 的问题。
这样，在IPS方式中开关较慢，如果显示现状中移动较快的动 画，那么会发生图象流动等不合适。因此，在实际的屏中，为了改 善响应速度，如图3 (2)和(4)所示，相对于电极不进行平行地 研磨，在错开15的方向上进行研磨。在平行取向的情况下，仅在 涂敷取向膜中，液晶分子在左右自在的方向上排列，并不能使液晶 分子沿预定方向取向。因此，为了在预定的方向上取向，在一定方 向上研磨取向膜的表面，进行把液晶分子排列在其方向上的研磨处 理。IPS方式中进行研磨处理的情况下，如果进行与电极平行的研 磨处理，那么电极中央附近的液晶分子在外加电压的情况下旋转方 向很难明确是左还是右，响应被延迟。因此，如图3 (2)和(4) 所示，通过错开15'实施研磨处理，使左右的均等性零乱。但是， 即使象这样错开研磨处理的方向，IPS方式的响应速度仍是TN方 式响应速度的2倍，还是有非常慢的问题。而且，通过象这样错开 15'实施研磨处理，使视角特性未获得左右均等。而且，在IPS方 式中，在特定的视野角会发生灰度等级反向。下面，参照图4至图 6说明这个问题。
图4是在液晶显示装置(这里为IPS方式)的观察中定义坐标 系的图。如图所示，相对于基板16和17、电极18和19、液晶分子
w来定义极化角e、方位角令。图5是表示屏的灰度等级反向特性的
图，表示进行在从白色状态到黑色状态划分为8灰度等级的显示，
变化极化角e和方位角(j)检查亮度变化时，出现的灰度等级反向的发
生区域。图中，在斜线和网格线所示的4个部分发生反向。图6是 表示在反向发生的方位(<|)=75' ， 135')中，对于极化角e的8灰度 等级显示的灰度变化一例的图。白反向是因灰度较高侧的灰度等级
阶梯、即白色亮度随极化角e的增加而下降产生的。黑反向是因黑亮 度随极化角e的增加而上升所产生的。这样，在ips方式中，在4
方位上产生灰度等级反向的问题。而且，ips方式与tn方式相比， 有制造较困难的问题。这样，可以说，ips方式是以牺牲透射率、
响应速度、生产率等其它特性来换取视角特性。
如以上的说明，作为解决tn方式视角特性问题提出的ips方 式，除视角特性以外有许多特性上的问题。因此，提出了使用垂直 取向膜的va (垂直对准)方式(va液晶模式)的建议。在va方 式中，没有tn方式的旋转光模式，变为双折射模式。图7是说明 va方式的图。va方式是把有负介电常数各向异性的负型液晶材料 和垂直方向的取向膜进行组合的方式，如图7 (1)所示，在无外加 电压时液晶分子在垂直方向取向，变为黑色显示。如图7(3)所示， 如果外加预定电压，那么液晶分子在水平方向上取向，变为白色显 示。va方式与tn方式相比，显示的对比度较高，黑电平响应速 度也较快。目前，va方式因以上的理由作为新的液晶显示装置的 方式而引人注目o
但是，在va方式中进行半色调显示的情况下，存在因显示状 态依赖视角这样的与tn方式同样的问题。在va方式中进行半色 调显示的情况下，外加外加比白色显示小的电压，但该情况如图7
(2)所示，液晶分子变为斜向方向地取向。这种情况下，如图所示， 对于从右下向左上的光，液晶分子变为平行地取向。因此，由于液 晶几乎不发挥双折射效果，所以如果从左侧观察，可以看到变为黑
色。与此相对，对于从左下向右上的光，由于液晶分子垂直地取向，
所以液晶对于入射光发挥较大的双折射效果，变为接近白色显示。
这样，存在因显示状态依赖视角的问题。VA方式由于在无外加电 压时取向膜附近的液晶分子也基本上是垂直的，所以比TN方式对 比度格外地高，视角特性也优良，但在视角特性方面，也有比IPS 方式差的情况。
在TN方式中，通过把象素内的液晶分子的取向方向弄成多个 方向，从而改善液晶显示装置(LCD)的视角特性是公知的。 一般 来说，在TN方式中，与基板连接的液晶分子的取向方向(预倾斜 角)用在倾斜面上实施研磨处理的方向来矫正。研磨处理是用人造 丝等布在一个方向上擦拭取向膜表面的处理，液晶分子沿印迹方向 取向。因此，如果在象素内使研磨处理的方向不同，那么能够改善 视角特性。图8是表示使研磨处理的方向在象素内不同的方法的图。 如图所示，在玻璃基板16(省略了电极等)上形成取向膜22。随后， 接触旋转的研磨滚轮201,在一个方向上进行研磨处理。接着，在 取向膜22上涂敷光刻胶，用光刻法曝光显象预定的图形。由此，形 成图示的图形化的光刻胶层202。接着，在与上述相反的方向上接 触旋转滚轮201，仅在图形打开的部分的反方向上进行研磨处理。 这样，在象素内的不同方向上形成研磨处理的多个区域，液晶的取 向方向在象素内变为多个方向。再有，相对于研磨滚轮201，如果 旋转取向膜22，那么在任意不同的方向上都能够进行研磨处理。
研磨处理被广泛使用，但它是附带擦伤上述取向膜表面的处理， 存在灰尘容易产生的问题。
此外，在TN方式中，作为矫正液晶分子的预倾斜角的其它方 法，在电极上设置凹凸图形是公知的。电极附近的液晶分子沿凹凸 图形的表面取向。
在VA方式中，通过把液晶分子的取向方向分隔成象素内多个 不同的方向，来改善视角特性也是公知的。特开平6-301036号公报 披露了通过在朝向对置电极的象素电极中央部分设置开孔部分，在 象素中央部分产生电场倾斜的部分，使液晶分子的取向方向分隔成
两个方向或四个方向的VA方式的液晶显示装置。但是，在特开平
6-301036号公报中披露的液晶显示装置中，存在响应速度较慢的问 题，特别是从无外加电压的状态变化到外加电压状态时的响应速度 较慢。可以认为，这是由于在电极间无外加电压状态下不存在电场 倾斜部分的缘故。此外，可以认为，由于在象素内形成的取向方向 的连续区域的长度达到象素长度的一半左右，所以区域内的整个液 晶的取向达到 一致就需要时间。
此外，特开平7-199193号公报披露了通过在电极方向上设置方 向不同的倾斜面，使液晶的取向方向在象素内分隔为多个区域的 VA方式的液晶显示装置。但是，在披露的结构中，由于把倾斜面 设置在整个象素上，在无外加电压时与取向面接触的液晶完全沿倾 斜面取向，所以存在不能获得完全的黑色显示，产生对比度下降的 问题。此外，由于把倾斜面设置在整个象素上，倾斜面较緩，显然 不能说充分矫正了液晶的取向方向。在使倾斜面陡峭倾斜中，结构 物较厚是必要的，但如果介电体的结构物较厚，那么在装置的工作 中在结构物内会积蓄电荷，由于积蓄的电荷，在电极间即使外加电 压，液晶分子的方向也不变化，发生所谓的称为晒印的现象。
这样，在VA方式的液晶显示装置中，为了改善视角特性，实 现象素内的取向分隔的情况下，存在各种问题。

发明内容
本发明的目的在于通过改善VA方式的液晶显示装置中的视角 特性，实现对比度、动作速度等与以往同样良好，视角特性也在IPS 方式以上的良好的VA方式的液晶显示装置。
图9是说明本发明原理的图。如图9所示，按照本发明，在使 用以往的垂直取向膜，作为液晶材料封入负型液晶的VA方式中， 在外加电压时，液晶为斜向取向的取向方向，但在一象素内，设有 进行矫正的区域矫正装置，以便变为多个方向。把区域矫正装置至 少设置在两块基板的其中一块上。此外，作为区域矫正装置功能的 手段有多种，但至少一个区域矫正装置有斜面。而且，对于截面为
矩形的基板，可在斜面包含略垂直上升的面。在图9中，作为区域 矫正装置，使上侧基板的电极12成为在一象素内带有缝隙的电极， 和在下侧基板的电极13上设有突起20。
如图9 (1)所示，在无外加电压状态下，液晶分子相对于基板 表面垂直地取向。如果外加中间电压，如图9(2)所示，在电极缝 隙部分(电极边缘部分)产生相对于基板表面倾斜的电场。此外， 突起部分20的液晶分子从无外加电压状态勉强地倾斜。用该突起的 倾斜面和斜向电场的影响来决定液晶分子的倾斜方向，在突起20 和缝隙的正中间分隔液晶的取向方向。此时，例如，从正下方向正 上方透射的光由于液晶分子多少有些倾斜，所以受到一些双折射的 影响，可抑制透射，获得灰色的半色调显示。从右下向左上透射的 光在液晶向左方向倾斜的区域不易透射，在向右方向倾斜的区域非 常容易透射，如果进行平均，可获得灰色的半色调显示。从左下向 右上透射的光也按同样的原理变为灰色显示，在全方位上可获得均 一的显示。而且，如果外加预定的电压，那么液晶分子基本变为水 平，可获得白色显示。因此，在黑色、半色调、白色的显示状态的 所有状态中，可获得视角依赖性较少的良好显示。
其中，图IO是说明根据电极上设置的介电体突起的取向生成的 图。本说明书中"介电体"是低介电性的绝缘物。下面， 一边参照 图10， 一边考察由突起产生的取向。
在电极12和13上，形成相互相反的突起，在其上设置垂直取 向膜22。由于使用的液晶为负型，所以如图10(1)所示，在无外 加电压时，由于垂直取向膜22，液晶分子就相对于基板表面垂直地 取向。这种情况下，在垂直取向膜上不必实施研磨处理。由于突起 20部分的液晶分子也会与其斜面垂直地取向，所以突起部分的液晶 分子倾斜。但是，在无外加电压时，在除突起部分外的所有部分， 由于液晶分子相对于基板表面大致垂直地取向，所以如图9 (1)所 示，可获得良好的黑色显示。
在外加电压时，液晶层内的电位分布如图10(2)所示，在无 突起的部分与基板平行(电场与基板垂直)，但在突起的附近倾斜。 如果外加电压，如图7 (2)所示，液晶分子按照电场强度倾斜，但 由于电场朝向与基板垂直的方向，在为规定由研磨产生的倾斜方向 的情况下，对于电场倾斜的方位是360'的所有方向。其中，如果有 图10 (1)所示的预先倾斜的液晶分子，那么由于其周围的液晶分 子也沿该方向倾斜，所以即使为实施研磨处理，按与突起表面邻接 的液晶分子的方位，也能够规定突起间隙部分的液晶分子的倾斜的 方向。如图10(2)所示，在突起的部分，电场倾向与突起的斜面 平行的方向，如果外加电压，那么负型液晶分子就倾向与电场垂直 的方向，该方向与为了突起的原来倾斜方向一致，变成在更稳定方 向上进行取向。这样，形成突起，其倾斜与靠近突起的斜面的电场 两方面的效果得到稳定的取向。而且，如果外加较强的电压，那么 液晶分子就变得与基板大体平行。
象以上那样，突起起到决定外加电压时液晶分子的取向方位的 触发器的作用，不必有大面积的斜面，例如包括象素整个面的面。 但是，过小又得不到倾斜与电场的效果。因此，对于材料、形状， 需定出宽度，5nm宽效果十分明显，可认为最低也要在例如5inm程 度以上。如果有较小的斜面，那么由于即使突起的高度(厚度)较 小，也能够形成陡峭的斜面，所以能够充分矫正液晶的取向方向。 此外，如果有较小的斜面，在无外加电压时除突起部分外的所有部 分，液晶分子相对于基板表面垂直地取向，由于变为大致完全的黑 色显示，所以能够提高对比度。而且，作为区域矫正装置，由于使 用斜面，所以即使未外加电压时与区域矫正装置邻接的液晶也朝向 预先的预定方向，由于在外加电压时该部分的液晶作为触发器把其 它部分的液晶直接变化方向，所以动作速度也良好。
由区域矫正装置决定液晶取向变斜的方向，图ll是表示作为区 域矫正装置使用突起的情况的取向方向的图。图ll(l)有两个斜 面的堤坝，使堤坝在边界上180度不同的两个方向上取向。图11(2)
是四角锥，^吏四角锥的顶点在边界上每90度不同的四个方向地取 向。图11(3)是半球，液晶的取向是以与基板垂直的半球的轴为 中心，变为旋转对称。如果按照图11 (3)，那么对于全视角变为 相同的显示状态。但是，并不是区域数和指向越多就越好。在与偏 振板的偏振方向的关系中，在斜向的液晶取向变为旋转对称的情况 下，会产生光的利用效率较低的问题。这是因为在液晶形成放射状 的无阶梯区域的情况下，偏振板的透射轴和吸收轴方向的液晶成为 损失，相对于轴45'方向的液晶理所当然效率较高的缘故。为了提 高光的利用效率，把液晶的取向变为斜向的方向主要为四个以下的 方向，在四个方向的情况下，期望把向液晶显示装置的显示面的投 影成分变成每90'不同的方向。
在图9中，作为区域矫正装置，使上侧基板电极12作为在一象 素内带有缝隙的电极，在下侧基板的电极13上设有突起20,但用 其它装置也能够实现。图12是表示实现区域矫正装置例的图，(1) 表示仅按电极形状实现的例子，(2)表示对基板表面形状下工夫的 例子，(3)表示对电极形状和基板表面的形状下工夫的例子。这些 例的其中任何一个都能获得图9所示的取向，但各自的结构多少有 些不同。
在图12 (1)中，在两侧或一侧的基板ITO电极41、 42上设有 缝隙。在基板表面实施垂直取向处理，封入负型液晶。在未外加电 压的状态下，液晶分子相对于基板表面垂直地取向，但如果外加电 压，就在电极缝隙部分(电极边缘部分)相对于基板表面产生斜向 方向的电场。由该斜向电场的影响来决定液晶分子的倾斜方向，如 图所示，在左右方向上分隔液晶的取向方向。在本例中，由于用电 极边缘部分产生的斜向电场使液晶在左右方向上取向，所以称为斜 向电场方式。而且，该方式如前所述，由于在电极间未外加电压时 不产生斜向电场，所以未规定液晶的方向，存在从无外加电压状态 到变为外加电压状态时响应速度较低的问题。
在图12(2)中，在两侧的基板上设有突起20。与图12(1)
的情况同样，在基板表面上实施垂直取向处理，封入负型液晶。在 未外加电压状态下，液晶分子基本上相对于基板表面垂直地取向， 但在突起的倾斜面上具有若干倾斜的取向。此外，在突起中如果使
用绝缘物，那么电场被遮断(与斜向电场方式接近的状态与在电 极上设置缝隙相同)，而且可获得稳定的取向分隔。把这种方式称 为两面突起方式。
图12 (3)是组合图12 (1)和图12 (2)方式的例，这里省略 说明。以上，作为区域矫正装置，表示了突起和缝隙的例子，但可以 有各种各样的变形例。例如，在图12(1)中，可以使缝隙凹陷， 使该部分成为倾斜面。在图12(2)中，代替用绝缘性材料制作的 突起，在基板上设置突起，在基板和突起上形成ITO电极，即使成 为带有突起的电极，也能够矫正取向。此外，还能够用凹槽代替突 起。而且，还能够把说明的区域矫正装置仅设置在一侧的基板上， 也可以在设置在两块基板上的情况下使用任何组合。此外，期望突 起和凹槽能够有倾斜面，但即使是垂直的面也有效果。
在突起的情况下，如果进行黑色显示，那么突起间隙部分即使 是黑色显示，在突起部分严格来说光被泄漏。这部分的显示差不易 觉察，不能用肉眼判别，但整体的显示变为其平均，黑色显示的显 示浓度会有些下降，并使对比度下降。因此，通过用不能透射可见 光的材料制作突起，能够进一步提高对比度。
把区域矫正装置形成在一侧或两侧基板的情况下，能够按预定 节距在一方向的点阵状上形成突起或凹槽或缝隙。这种情况下，通 过按预定的周期弯曲各突起或凹槽或缝隙，形成多个突起或凹槽或 缝隙，能够更稳定地进行取向分隔。此外，在两侧基板上配置突起 或凹槽或缝隙的情况下，把它们以半节距配置也可以。
其中，在特开平6-301036号公报中披露的液晶显示装置中，由 于仅在对置电极上设有开孔(缝隙)，所以使区域不能过小。与此 相对，在本发明中，由于在象素电极和对置电极两方面设置了缝隙， 所以使区域能够有任意的形状和大小。
在上下两块基板的一侧把突起或凹槽形成二维点阵状，在另一 侧还可以配置突起或凹槽，以便与二维点阵的中心对置。
总之，上述的取向分隔产生在一象素内是必要的，突起或凹槽 或缝隙的节距比一象素的节距小是必要的。
根据调查采用本发明LCD特性的结果，视角特性非常优良，与 TN方式比就不用说了，即使与IPS方式比较，也可得到同等以上 的视角特性。从正面观看时的特性也非常优良，对比度系数在40 以上(这是TN方式的两倍以上)。透射率是TN方式为30%， IPS 方式为20%，本发明为25%，虽然比TN方式差，但比IPS方式优 良。此外，响应速度比其它方式绝对的快。例如，在同等的屏下， 在TN方式中，打开速度ion (0V—5V)为23ms，关闭速度ioff (5V- 0V)为21ms，响应速度(Ton+Toff)为44 ms，在IPS方式 中，打开速度Ton为42ms，关闭速度i:off为22ms，响应速度为64 ms， 而例如，在使用本发明的突起方式中，打开速度ion为9ms,关闭 速度Toff为6ms，响应速度为15ms,是TN方式的2.8倍，IPS方 式的4倍，即使动画显示等也没有任何速度问题。
而且，在本发明的方式中，由于无外加电压时垂直取向，外加 电压时突起或凹槽或斜向电场决定液晶的倾斜方向，所以不必进行 通常的TN方式和IPS方式那样的研磨处理。在屏制造工序中，研 磨工序是最容易出灰尘的工序，在研磨后必须进行基板的清洗(用 水和IPA清洗)，而且会损伤取向膜，成为取向不良的原因。与此 相对，在本发明中，由于研磨工序的不必要的，所以不需要基板清 洗工序。


图l是说明TN型LCD屏结构和工作原理的图。
图2是说明由TN型LCD的视野角产生的图象变化的图。
图3是说明IPS型LCD的图。
图4是表示以IPS型LCD为例观察中的坐标计定义的图，
图5是表示IPS型LCD中灰度等级反向区域的图。
图6是表示IPS型LCD中灰度等级的变化与灰度等级反向的S。
图7是说明VA (垂直矫正)方式和其问题点的说明图。 图8是研磨处理的说明图。 图9是说明本发明原理的图。 图IO是说明根据突起的取向生成的图。 图ll是表示突起的形状例的图. 图12是表示实现本发明的液晶取向方式的图。 图13是表示第一实施例的液晶屏整体结构的图。 图14是表示第一实施例的屏结构的图。 图15是表示第一实施例的突起图形的图。 图16是表示第一实施例中周边部分的突起图形的图。 图17是第一实施例中屏剖面图。 图18是表示第一实施例的屏的液晶注入口配置的图。 图19是表示第一实施例的突起形状的实测值的图。 图20是表示第一实施例的响应速度的图。 图21是表示第一实施例的响应速度的图。 图22是表示第一实施例的视角特性的图。 图23是表示笫一实施例的视角特性的图。 图24是表示第一实施例的视角特性的图。 图25是表示第一实施例中使用相位差滤光片情况的视角特性 的图。
图26是表示第一实施例中使用相位差滤光片情况的视角特性 的图。
图27是说明突起部分漏光发生的图。
图28是表示第一实施例中变化突起高度时的透射率变化的图。 图29是表示第一实施例中变化突起高度时的对比度变化的图。
图30是表示第一实施例中突起的高度与白状态透射率关系的图。
图31是表示笫一实施例中突起的高度与黑状态透射率关系的图。
图32是表示第一实施例中突起的高度与对比度比例关系的图。 图33是表示第二实施例的突起图形的图。 图34是表示第三实施例的突起图形的图。 图35是表示第三实施例的突起图形的其它例的图。 图36是表示突起上的液晶分子取向的图。 图37是表示第四实施例的突起形状的图。 图38是表示第五实施例的屏结构的图。 图39是表示第五实施例的象素电极图形的图。 图40是表示缝隙连接部分中取向分布例的图。 图41是表示第五实施例的突起与缝隙部分中的区域发生的图。 图42是表示第六实施例的突起和电极缝隙形状的图。 图43是表示第六实施例的突起与缝隙部分中的区域发生的图。 图44是表示第六实施例的液晶显示装置中象素部分的平面图。 图45是表示第六实施例的象素电极图形的图。 图46是第六实施例的象素部分的剖面图。 图47是表示第六实施例的视角特性的图。 图48是表示第六实施例的视角特性的图。 图49是表示第六实施例的象素电极图形变形例的图。 图50是表示本发明第七实施例的象素电极图形和结构的图。 图51是表示本发明第八实施例的液晶显示装置中象素部分的 平面图。
图52是第八实施例的象素部分的剖面图。 图53是说明第八实施例中TFT基板制作方法的图。 图54是说明第八实施例中TFT基板制作方法的图。 图55是表示本发明第九实施例的突起图形的图。
图56是第九实施例的象素部分的平面图。 图57是表示第九实施例的突起图形变形例的图。 图58是表示电极边缘的斜电场影响的图。 图59是表示使用锯齿状弯曲的突起情况的问题的图。 图60是表示使用锯齿状弯曲的突起情况中电极边缘部分取向 的图。
图61是表示使用锯齿状弯曲的突起情况中响应速度降低部分 的图。
图62是表示使用锯齿状弯曲的突起情况中响应速度降低部分 的剖面。
图63是表示本发明第十实施例的基本结构的图。
图64是表示第十实施例的突起列图形的图。
图65是第十实施例特征部分的详细图。
图66是说明由紫外线照射产生的取向方向变化的图。
图67是表示第十实施例的变形例的图。
图68是表示期望的边缘与突起的关系的图。
图69是表示期望的凹槽与突起的关系的图。
图70是表示直线状突起的期望排列的图。
图71是表示本发明第十一实施例的突起图形的图。
图72是表示对每个象素设有不连续突起例的图。
图73是表示本发明第十二实施例的突起图形的图。
图74是表示第十二实施例变形例的图。
图75是表示第十二实施例变形例的图。
图76是表示本发明第十三实施例的突起图形的图。
图77是第三实施例的剖面图。
图78是表示辅助电容的作用和电极结构的图。
图79是表示本发明第十四实施例的突起图形和CS电极的图。
图80是表示第十四实施例变形例的图。
图81是表示第十四实施例变形例的图。
图82是表示第十四实施例变形例的图。
图83是表示本发明第十五实施例的突起图形的图。
图84是说明第十五实施例的液晶取向变化的图。
图85是表示第十五实施例的视角特性的图。
图86是表示第十五实施例的半色调响应速度和用于比较的TN
方式的半色调响应速度的图。
图87是表示其它VA方式的半色调响应速度的图。
图88是表示第十五实施例的突起图形变形例的图。
图89是表示第十五实施例的突起图形变形例的图。
图90是表示第十五实施例的突起图形变形例的图。
图91是表示第十五实施例的突起图形变形例的图。
图92是表示本发明第十六实施例的突起结构的图。
图93是表示第十六实施例的突起图形的图。
图94是表示本发明第十七实施例的屏结构的图。
图95是表示本发明第十八实施例的屏结构的图。
图96是表示本发明第十九实施例的屏结构的图。
图97是表示本发明第二十实施例的屏结构的图。
图98是表示第二十实施例的变形例的屏结构的图。
图99是表示第二十实施例的变形例的屏结构的图。
图IOO是表示第二十实施例的变形例的屏结构的图。
图101是表示本发明第二十一实施例的屏结构的图。
图102是表示有突起的屏剖面图和由组装产生的对取向分配影
响的图。
图103是表示本发明第二十二实施例的屏结构的图。
图104是表示本发明第二十三实施例的屏结构的图。
图105是表示本发明第二十四实施例的屏结构的图。
图106是表示采用第二十四实施例结构的突起图形的图。
图107是表示本发明第二十五实施例的屏结构的图。
图108是表示测定突起间隙与响应速度关系的屏结构的图。
图109是表示突起间隙与响应速度关系的图。
图IIO是表示突起间隙与透射率关系的图。
图lll是第二十五实施例的工作原理的说明图。
图112是表示本发明第二十六实施例的屏结构的图。
图113是表示第二十六实施例的屏的视角特性的图。
图114是表示通常的突起图形的图。
图115是表示液晶的光学各向异性的波长分散的图。
图116是表示本发明第二十七实施例的突起图形的图。
图117是表示外加电压与透射率关系产生的突起间隙差的图。
图118是表示本发明第二十八实施例的突起图形的图。
图119是表示本发明第二十九实施例的突起图形的图。
图120是表示第二十九实施例的象素结构的图。
图121是表示本发明第三十实施例的突起形状的图。
图122是表示变化突起高度时透射率变化的图。
图123是表示变化突起高度时对比度变化的图。
图124是表示突起高度与白色状态透射率关系的图。
图125是表示突起高度与黑色状态透射率关系的图。
图126是表示第三十实施例的变形例的图。
图127是表示本发明第三十一实施例的突起形状的图。
图128是表示VA方式的液晶屏的扭绞角与液晶厚度关系的图。
图129是表示VA方式的液晶屏的白色显示相对亮度与液晶的
延迟And关系的图。
图130是表示VA方式的液晶屏的角波长透射率与液晶的延迟
And关系的图。
图131是表示取向分配VA方式的液晶屏的间隙与响应速度关 系的图。
图132是表示取向分配VA方式的液晶屏的间隙与开孔率关系 的图。
图133是表示本发明第三十二实施例的屏结构的图。
图134是表示第三十二实施例的变形例的屏结构的图。
图135是表示本发明第三十三实施例的TFT基板结构的图。
图136是表示第三十三实施例的突起图形的图。
图137是表示本发明第三十四实施例的屏结构的图。
图138是表示第三十四实施例的突起图形的图。
图l外是表示本发明笫三十五实施例的TFT基板的制作方法的图。
图140是表示第三十五实施例的变形例的TFT基板结构的图。 图141是表示本发明第三十六实施例的TFT基板的制作方法的图。
图142是说明由电极上的介质体产生的问题的图。 图143是表示本发明第三十七实施例的突起结构的图。 图144是表示第三十七实施例的突起制作方法的图。 图145是表示本发明第三十八实施例的突起结构的图。 图146是表示由烧结造成的突起形状变化的图。 图147是表示因烧结温度造成的光刻胶剖面形状变化的图。 图148是表示线宽与光刻胶剖面图形状关系的图。 图149是突起部分的状态与取向膜涂敷中问题的图。 图150是表示本发明第三十九实施例的突起制作方法的一例与 制作的突起的图。
图151是表示第三十九实施例的突起制作方法其它例的图。 图152是表示第三十九实施例的突起制作方法其它例的图。 图153是表示由光刻胶的紫外线曝光产生改良的曲线图。 图154是表示第三十九实施例的突起制作方法的其它例的图。 图155是表示第三十九实施例的突起制作方法的其它例的图。 图156是表示笫三十九实施例的突起制作方法的其它例的图。 图157是表示第三十九实施例的突起制作方法的其它例的图。 图158是表示图157方法的温度变化条件的图。 图159是表示第三十九实施例的突起制作方法的其它例的图。
图160是表示带有黑色矩阵的以往例的屏结构的图。
图161是表示本发明第四十实施例的屏结构的图。
图162是表示第四十实施例的突起图形的图。
图163是表示本发明第四十一实施例的遮光图形(黑色矩阵)的图。
图164是第四十一实施例的剖面图。
图165是表示本发明第四十二实施例的象素和突起图形的图。
图166是表示设有隔板的以往屏结构的图。
图167是表示本发明第四十三实施例和其变形例的屏结构的图。
图168是表示第四十三实施例的屏结构的图。
图169是表示第四十三实施例的变形例的屏结构的图。
图170是表示本发明第四十四实施例的液晶屏制作方法的图。
图171是表示笫四十四实施例中隔板分布密度与单元间隙关系的图。
图172是表示第四十四实施例的液晶屏中隔板分布密度与施加 力时产生不均匀的关系的图。
图173是表示为具有突起中离子吸附能力的添加材料的化学式 的围。
图174 ;Ul示用于使^具有离子吸附能力的添加材料的化学式的
图175是表示本发明第四十五实施例的CF基板结构的图。 图176是表示本发明第四十六实施例的屏结构的图。 图177是表示第四十六实施例的变形例的CF基板结构的图。 困178是表示第四十六实施例的变形例的CF基板其它结构的图。
图179是表示第四十六实施例的变形例的CF基板其它结构的图。
图180是表示第四十六实施例的变形例的CF基板其它結构的图。
图181是表示第四十六实施例的变形例的CF基板其它结构的 图。
图182是表示第四十六实施例的变形例的CF基板其它结构的图。
图183是表示本发明第四十七实施例的CF基板的突起和BM 形成方法的图。
图184是表示第四十七实施例的CF基板的突起和BM形成方 法的图。
图185是表示第四十七实施例的屏结构的图。
图186是表示本发明第四十八实施例的屏结构的图。
图187是表示第四十八实施例的屏结构的图。
图188是表示本发明第四十九实施例的CF基板制作方法的图。
图189是表示笫四十九实施例的屏结构的图。
图190是表示本发明笫五十实施例的CF基板制作方法的图。
图191是表示第五十实施例的屏结构的图。
图192是表示本发明第五十 一 实施例的CF基板制作方法的图。
图193是表示第五十一实施例的变形例的图。
图194是表示第五十一实施例的变形例的图。
图195是表示第五十一实施例的变形例的图。
图196是表示第五十一实施例的变形例的图。
图197是表示采用本发明的液晶屏的显示装置的图。
图198是表示本发明的液晶屏应用例中显示装置结构的图。
图199是表示本发明的液晶屏应用例中突起图形旋转的图。
图200是表示本发明的液晶屏制造工序的流程图。
图201是表示本发明的液晶屏的突起形成工序的流程图。
图202是表示由印刷形成突起的装置结构的图。
图203是表示液晶注入装置结构的图。
图204是表示相对于本发明的液晶屏中的突起的注入口的配置 例的图。
图205是表示相对于本发明的液晶屏中的突起的注入口的配置 例的图。
图206是表示相对于本发明的液晶屏中的突起的注入口的配置
例的图。
图207是表示本发明的液晶屏中的注入口附近的电极结构的图。
图208是表示本发明的液晶屏中混入聚氨酯系树脂情况下的显 示异常发生的图。
图209是表示聚氨酯系树脂大小与液晶污染区域大小关系的图。
图210是表示相对于因电阻率差产生的频率有效电压降低的模 拟结果的图。
图211是表示因电阻率差产生的电荷放电时间的模拟结果的图。
图212是表示因电阻率差产生的电荷放电时间的模拟结果的图。
图213是表示VA方式的液晶显示装置结构的图。
图214是表示VA方式的液晶显示装置中对比度的视角特性的图。
图215是表示VA方式的液晶显示装置中产生灰度等级反向的 视角区域的图。
图216是表示使用带有区域矫正装置的新的VA方式屏的显示 装置结构的图。
图217是表示新的VA方式的液晶显示装置中对比度的视角特 性的图。
图218是表示新的VA方式的液晶显示装置中灰度等级反向的 视角特性的图。
图219是说明相位差滤光片特性的图。
图220是表示本发明第五十二实施例的液晶显示装置结构的图。
图221是表示第五十二实施例的液晶显示装置中对比度的视角 特性的图。
图222是表示第五十二实施例的液晶显示装置中灰度等级反向 的视角特性的图。
图223是表示第五十二实施例的液晶显示装置中变为相对于从 斜向观察的对比度预定值角度的相位差量的变化。
图224是表示本发明第五十三实施例的液晶显示装置结构的图。
图225是表示第五十三实施例的液晶显示装置中对比度的视角 特性的图。
图226是表示第五十三实施例的液晶显示装置中灰度等级反向 的视角特性的图。
图227是表示第五十三实施例的液晶显示装置中变为相对于从 斜向观察的对比度预定值角度的相位差量的变化。
图228是表示本发明第五十四实施例的液晶显示装置结构的图。
图229是表示第五十四实施例的液晶显示装置中变为相对于从 斜向观察的对比度预定值角度的相位差量的变化。
图230是表示第五十四实施例的液晶显示装置中相对于对比度 最佳条件的液晶延迟量变化的图。
图231是表示第五十四实施例的液晶显示装置中相对于不产生 灰度等级反向界限角相位差量变化的图。
图232是表示第五十四实施例的液晶显示装置中相对于灰度等 级反向最佳条件的液晶延迟量变化的图。
图233是表示本发明第五十五实施例的液晶显示装置中对比度 的视角特性的图。
图234是表示第五十五实施例的液晶显示装置中调治反向的视
角特性的图。
图235是表示本发明第五十六实施例的液晶显示装置结构的图。
图236是表示本发明第五十六实施例的液晶显示装置中对比度
的视角特性的图。
图237是表示第五十六实施例的液晶显示装置中调治反向的视 角特性的图。
图238是表示第五十六实施例的液晶显示装置中相对于对比度 最佳条件的液晶延迟量变化的图。
图239是表示本发明第五十七实施例的液晶显示装置结构的图。
图240是表示第五十七实施例的液晶显示装置中对比度的视角 特性的图。
图241是表示第五十七实施例的液晶显示装置中调治反向的视 角特性的图。
图242是表示第五十七实施例的液晶显示装置中相对于对比度 最佳条件的液晶延迟量变化的图。
图243是表示本发明第五十八实施例的液晶显示装置结构的图。
图244是表示第五十八实施例的液晶显示装置中对比度的视角 特性的图。
图245是表示第五十八实施例的液晶显示装置中调治反向的视 角特性的图。
图246是表示第五十八实施例的液晶显示装置中相对于对比度 最佳条件的液晶延迟量变化的图。
图247是表示本发明第五十九实施例的液晶显示装置结构的图。
图248是表示第五十九实施例的液晶显示装置中对比度的视角 特性的图。
图249是表示第五十九实施例的液晶显示装置中调治反向的视 角特性的图。
图250是表示第五十九实施例的液晶显示装置中相对于对比度 最佳条件的液晶延迟量变化的图。 图251是表示第五十九实施例的液晶显示装置中相对于对比度 最佳条件的液晶延迟量变化的图。
图252是表示本发明第三十二实施例的液晶屏特性的测定结果 的图。
图253是表示进行具有突起中离子吸附能力处理时的离子密度 变化的图。
图254是表示本发明第五十一实施例的变形例的液晶屏的制作 方法的图。
图255是表示第二实施例的变形例的突起图形和剖面结构的图。
图256是表示第二实施例的变形例的突起图形的图。
图257是表示第十六实施例的变形例的突起图形和剖面结构的图。
图258是表示第十实施例的变形例中辅助突起的配置。
具体实施例方式
图13是表示本发明第一实施例的液晶屏整体结构的图。如图 ll所示，第一实施例的液晶屏是TFT型的LCD，在一方玻璃基板 16上预先形成相对(共用)电极12,在另一方玻璃基板17上设有 平行形成的多条扫描总线31、与扫描总线的垂直方向平行地形成的 多条数据总线32、相对于扫描总线和数据总线的交点成矩阵状设置 的TFT33和象素(单元)电极13，各基板表面实施垂直取向处理， 在两块基板间密封负型的液晶。由于形成了彩色滤光片，所以把玻 璃基板16称为彩色滤光片基板(CF基板)，把玻璃基板17称为 TFT基板。这里，省略了对TFT-LCD的详细说明，其中仅说明作 为本发明特征的电极部分的形状。
图14是表示本发明第一实施例的屏结构的图，(1)是模式地 表示从斜向观察的状态的图，(2)是侧面图。此外，图15是表示 第一实施例中与突起图形的象素关系的图，图16是表示第一实施例
的液晶屏的显示区域外的突起图形的图，图17是第一实施例的液晶 屏的剖面图。
如图17所示，在CF基板16面向液晶一侧的表面上，形成黑 色矩阵层34、彩色滤光片39、构成共用电极的ITO膜12和按等节 距平行的突起20。再有，在其上还形成垂直取向膜，但这里省略了。 在TFT基板17面向液晶一侧的表面上，形成构成栅极总线的栅极 电极31、 CS电极35、绝缘膜43、 40、构成数据总线的电极、构成 象素电极的ITO膜13和按等节距平行的突起20。再有，也在TFT 基板上，形成垂直取向膜，但这里省略了。参考序号41和42分别 是TFT的源和漏。在本实施例中，用TFT平坦化材料(正型光刻 胶)制成突起20A和20B。
如图14 (1)所示，突起图形20A和20B是分别按等节距配 置的向一个方向延伸的平行图形，并错位半节距地配置。因此，可 实现图14 (2)所示的结构，如用图9说明的，被取向分配成两个 区域。
图15示出了这种突起图形与象素的关系。如图15所示， 一般 来说，在彩色显示的液晶显示装置中，由R、 G、 B三个象素形成 一个彩色象素。使R、 G、 B各象素的横宽约为纵宽的1/3,以便按 上下相同的节距排列彩色象素。象素处于象素电极的范围内，在排 列的象素电极间，在横方向上设有栅极总线(隐藏在突起^B下)， 在纵方向上设有数据总线32，在栅极总线31和数据总线32的交点 附近设有TFT33,连接各象素电极。在各象素电极13的栅极总线 31和数据总线32及TFT33的相对侧，设有用于遮光的黑色矩阵34。
参考序号35表示用于形成辅助电容的CS电极，为使显示稳定而设 置该辅助电容，由于CS电极有遮光性，所以象素电极13的CS电 极部分没有象素的作用。因此，把象素分成上侧的13A和下侧的13B 部分。
在象素13A和13B内，突起20A为三条走向，突起20B为四 条走向，分别每三个地形成第一区域和第二区域，在第一区域中突
起208位于上側位置，突起20A位于下侧位置，在第二区域中突起 20A位于上侧位置，突起20B位于下侧位置。因此，在合并象素13A 和13B的一个象素中，分别每六个地形成第一和第二区域。
如图16所示，在液晶屏的周边部分，在第一端的象素外侧也设 有突起图形20A和20B，此外，突起图形20A和20B延伸到第一端 的象素外侧。这是因为对于最外部分的象素，进行与内部象素相同 的取向分配的缘故。
此外，图18是表示第二实施例的液晶屏100中液晶的注入口位 置的图。如下所述，在液晶屏的组装工序中，在粘合CF基板和TFT 基板后，注入液晶，但VA型TFT方式的LCD单元厚度较窄，液 晶注入的时间较长，由于设置突起，所以一层液晶注入的时间变长。 在能够使液晶注入的时间较短时，如图18(1)所示，在周期地平 行配置的突起20的取向方向的垂直边上，设置液晶的注入口 102 也可以。再有，参考序号IOI表示密封线。
此外，在注入液晶时，如果从其它部分设置的排气口 103排气 屏内的气体，那么通过降低内部的压力使液晶的注入变得容易。如 图18 (2)所示，把排气口 103设置注入口 102的对侧边也可以。
图19表示第一实施例中用触针式膜厚计测定实际试作品的形 状。如图所示，在基板上形成的ITO电极12和13的间隔通过隔板 45矫正变为3.5pm。突起20A和20B的高度为1.5nm，宽度为Spm, 按隔开15pm配置上下突起20A和20B。因此，在相同ITO电极上 形成的邻接突起的间隔为30nm。
在第一实施例的屏上通过外加中间电压，用显微镜观察的结果 中，可得到非常稳定的取向。
而且，在笫一实施例的屏中显著地改善了响应速度。图20和图 21是表示第二实施例的屏中以外加电压与上下突起的间隙为参数 进行变化时的响应速度的图，图20 (1)表示打开速度(0—5V)， (2)表示关闭速度(5—OV)，图21表示附加打开速度和关闭响 应的开关速度。如图20和图21所示，下降时间Toff基本上不依赖
于间隙，但上升时间Ton则变化较大。间隙越小，响应速度就越快。 再有，该单元的单元厚度为3.5nm，但该间隙的适用长度根据单元 厚度可稍稍不同。也就是说，在单元厚度较薄的情况下较宽，如果 单元厚度变厚则变窄。如果间隔达到单元厚度的IOO倍左右，那么 实际上可确认液晶充分地进行取向。
总之，在第一实施例的屏中可得到充分的开关速度。例如，突 起的间隔为15fim，单元厚度为3.5nm时的0-5V的响应速度是打开 时间i;oii为9ms，关闭时间ioff为6ms，开关速度T为15ms,能够超 高速开关。
图22到图24是表示笫二实施例的屏的视角特性的图。图22 二维地表示因视角造成的对比度的变化，图23和图24表示相对于 8灰度等级显示亮度的视角的变化，图23 (1)是方位角90'时的变 化，(2)是方位角45'时的变化，(3)是方位角0'时的变化，图 24 (1)是方位角-45'时的变化，(2)是方位角-90'时的变化。图 22中，斜线部分表示对比度为10以下的区域，双重斜线部分表示 对比度在5以下的区域。如图所示，已经获得了良好的特性，但由 于是上下两分隔，所以没有象第一实施例那样完全左右上下均等的 特性。上下方向与左右方向相比，对比度的下降稍大。在左右方向 上，与上下方向相比对比度的下降较小，但如图23 (3)所示，在 30'附近发生黑的灰度等级反向。由于偏振板以吸收轴为45' 、 135' 组合粘接，所以斜方向的视角特性非常好。即使这样，比TN方式 有压倒性的优势，但比ISP方式在视角特性方面仍有若干不足。但 是，通过在第一实施例的屏中配置一块相位差滤光片，进一步改善 视角特性，就能够在IPS方式以上。图25和图26是表示第二实施 例的屏中使用相位差滤光片情况下的视角特性的图，是分别与图22 和图23相对应的图。如图所示，因视角造成的对比度降低被戏剧性 地改善，左右方向的灰度等级反向也消失了。相反，发生上下方向 的白色显示中的灰度等级反向，但一般来说，白色显示中的反向由 于人眼基本不能分辨，所以在显示品质上不会有太多的问题。利用
使用这样的相位差滤光片，在视角特性、响应速度、制造的难易度
等所有方面，可获得超过IPS方式的特性。
在第一实施例的结构中，进行各种变形，同时变化除上述以外 的参数，研究最佳的条件。突起的情况下，如果有黑显示，那么在
突起部分就漏光。图27是说明在该突起部分的漏光发生的图。如图 所示，在下侧基板的电极13对设置突起20部分垂直入射的光，由 于在突起20的斜面上液晶分子如图所示那样斜向地取向，所以光以 某种程度透射，变为半色调显示。对此，突起顶点部分中液晶分子 预先取向成垂直方向，从顶点部分不漏光。对于上侧基板电极12， 也与此相同，在黑显示的情况下，在突起部分进行部分的半色调显 示和黑显示。这种部分的显示差很微弱，用肉眼不能判别，但整体 显示是平均化的显示强度，通过黑显示的显示浓度的若干下降，使 对比度下降。因此，通过以不能通过可见光的材料制成突起，能够 提高对比度。即使在第一实施例中，通过用不能通过可见光的材料 制成突起，也能够进一步提高对比度。
图20和图21表示变化突起间隙时的响应速度的变化，但还测 定了对于突起高度变化的特性变化。形成突起的光刻胶的宽度和间 隙分别是7.5pm和15|iim，单元厚度约为3.5nm，光刻胶的高度为 1.537nm、 1.600nm、 2.3099nm、 2.4486|am时，用实验装置测定透 射率与对比度的比。图28和图29表示其结果。此外，根据该结果， 图30表示白色状态(外加5V时)中相对于透射率的突起(光刻胶) 高度的变化，图31表示黑色状态(无外加电压时)中相对于透射率 的突起(光刻胶)高度的变化，图32表示相对于对比度的突起(光 刻胶)高度的变化。如果光刻胶变高，那么与此对应的白色状态(外 加电压时)透射率也增加。可以认为，这是因为担当使液晶倾斜的 辅助作用的突起较大，液晶分子确实被放倒的缘故。黑状态(无外 加电压时)下的透射率(漏光)也是光刻胶的高度越增加就越增加。 这是因为在去掉黑水平方向上的作用不大好的缘故。图27说明该漏 光的原因。突起的正上面，在间隙部分，液晶分子相对基板表面垂
直。从这个地方不发生漏光。但是，在突起的倾斜部分，液晶分子 保持有些倾斜的取向。如果突起变高，那么该倾斜部分的面积也增
加5 漏光增加0
因此，对比度(白色亮度/黑色亮度)倾向于光刻胶越高就越下 降。但是，由于原来高对比度，增加到与单元厚度相同的高度，能 够有良好的显示。这种情况下，如下所述，在突起上(光刻胶)能 够起到屏隔板的作用。
根据这些结果，试作采用高度为0.7nm、 l.lnm、 1.5pm、 2.0pm 的突起的TFT基板和CF基板的15型的液晶显示器。上述实验结 果中的倾向在实际制作的液晶屏上也表现出来，但在实际的观察中， 即使在无论哪个条件下制作的屏，对比度下降未到有问题的水平， 可获得良好的显示。可以认为，这是因为是原来高对比度的屏，即 使对比度稍稍下降人眼也不能判别的缘故。此外，由于可看清液晶 取向突起高度较小侧的界限，所以也制作突起高度为0.7pm的屏， 获得完全正常的显示。因此，突起(光刻胶)也有0.7nm以下的薄 膜厚，能够充分进行液晶分子的取向。
图33是表示第二实施例的突起图形的图。如图15所示，在第 一实施例中，突起为直线状，突起向象素较长方的边垂直方向延伸。 在第二实施例中，突起向象素9的短方边的垂直方向延伸。第二实 施例的其它部分与第一实施例相同。
图255是表示第二实施例变形例的图，(l)表示突起图形，(2) 表示突起配置的剖面图。在该变形例中，穿过象素9的中心，使CF 基板16侧的电极12上设置的突起20A可在象素9短方边的垂直方 向上延伸。在TFT基板17侧未设有突起。因此，在各象素内液晶 取向在两个方向上。如图255 (2)所示，在象素的中央，利用突起 20A分隔区域。此外，在象素电极13的周围，由于象素电极的边缘 起到区域矫正装置的作用，所以可进行稳定的取向分隔。在本变形 例中，由于每一个象素仅设置一个突起，突起20A与象素电极13 边缘的距离较长，所以响应速度比第二实施例下降，但突起仅设置
在基板的一方，制造工序简单。而且，由于象素内突起所占面积较 小，所以能够提高显示亮度。
图256是表示第二实施例的其它变形例的突起图形的图。在象 素中心9上设置CF基板16侧的电极12上设置的突起20A。突起 20A，例如为四角锥体。因此，在各象素内的液晶取向在四个方向 上。在本变形例中，也能获得与图255的变形例相同的效果，由于 象素内突起所占面积更小，所以显示亮度进一步提高。
在第一实施例和第二实施例中，多个平行地设置一方向上延伸 的直线突起，但由该突起产生的取向分隔主要是两个区域，液晶分 子进行取向时的方位在两个区域，有180的不同。由此，对于包括 与基板垂直取向方位的表面内的成分，改善了如图9所示的半色调 的视角特性，但对于与其垂直的成分，会发生图7所示的问题。为 此，取向分隔有四个方向也可以。
图34是表示第三实施例的突起图形的图。如图34所示，在第 三实施例中，在一象素9内，设有纵方向上延伸的突起图形和横方 向上延伸的突起图形。其中，在一象素的上半部分设有纵方向上延 伸的突起图形，在下半部分设有横方向上延伸的突起图形。如果这 样，由于利用纵方向上延伸的突起图形，在橫方向上以180，不同的 方位取向分隔成两个区域，利用横方向上延伸的突起图形，在纵方 向上以180'不同的方位取向分隔成两个区域，所以一象素9内变为 被取向分隔为四方向。因此，在液晶屏的情况下，可改善上下方向 和左右方向的两方向的视角特性。再有，在第三实施例中，除突起 图形外，与第一实施例相同。
图35是表示变形第三实施例的突起图形例的图，与图34的突 起图形的不同点在于，在一象素的左半部分设有纵方向上延伸的突 起图形，在右半部分设有横方向上延伸的突起图形。这种情况，与 图34的突起图形一样，变成一象素9内变为被取向分隔为四方向， 可改善上下方向和左右方向的两方向的视角特性。
第一至第三实施例中，使用作为产生取向分隔的区域矫正装置
的突起，但如图36所示，在突起的顶部，液晶分子的取向未被矫正。 为此，在突起的顶部，液晶的取向不受控制，使显示品质下降。第 四实施例是解决这种问题的例子。
图37是表示第四实施例的突起形状的图，其它部分与第一至第 三实施例相同。在第四实施例中，如图37(1)所示，使突起20呈 一部分有锥状体的形状。锥状体部分的间隔在50nm左右或50nm 以下就可以。为了制作这样的突起图形，用正型光刻胶形成突起图 形，用滑动腐蚀形成突起和锥状体。如杲这样，在突起的顶部也能 控制取向。
此外，在第四实施例的变形例中，如图37(2)所示，在突起 20上还设有带有锥状体的突起46。这种情况下，锥状体部分的间隔 50nm左右或50nm以下也可以。为了制成这样的突起图形，用正型 光刻胶形成突起图形，用滑动腐蚀形成突起20。而且，形成突起一 半左右厚度的正型光刻胶，用滑动腐蚀留存突起20上锥状体附加的 突起部分46。与此同样地，在突起的顶部也能控制取向。
图38是表示第五实施例中屏结构的图，(1)是模式地表示从 斜向观察状态的图，(2)是侧面图。第五实施例是与图12 (3)结 构对应的例子。在一块基板表面形成的电极12上，用正型光刻胶形 成如图所示的突起20A，在另一块基板电极13上设置缝隙21。实 际上，第五实施例是把第三实施例的象素电极13中设置的突起图形 20B作为缝隙21，象素电极13有如图39所示的图形。
决定液晶显示装置的商业成功的重要条件在于成本问题。如上 所述，通过在VA方式的液晶显示装置中设置区域矫正装置，可提 高显示品质，但存在设置区域矫正装置部分成本变高的问题，有必 要以降低的成本实现区域矫正装置。因此，在第五实施例中，以带 有有源元件的TFT基板17侧的区域矫正装置作为象素电极13的缝 隙，以相对的彩色滤光片基板16侧的区域矫正装置作为突起。
在电极上设置突起的情况下，涂敷光刻胶后，经图形曝光显象 后，进行腐蚀是必要的，为此，存在工序增加，成本增加，同时良
品率下降的问题。对此，象素电极13经构图形成是必要的，即4吏形 成带有缝隙21的象素电极，工序也不会增加。因此，在TFT基板 侧，以由突起产生的缝隙作为区域矫正装置的一方成本较低。另一 方面，彩色滤光片基板(CF基板)的相对电极是通常的p电极，在 相对电极上设置缝隙的情况下，在显象上述构图的光刻胶后，进行 腐蚀的工序是必要的，但由于在相对电极上形成突起时能够原样使 用显象的光刻胶，所以形成突起的一方成本的增加较少。因此，如 第五实施例的液晶显示装置，通过以TFT基板侧的区域矫正装置作 为象素电极的缝隙，以彩色滤光片基板侧的区域矫正装置作为突起， 所以能够使成本的增加较小。
在象素电极中设置缝隙，分成多个分电极的情况下，在各分电 极上外加相同的信号电压是必要的，设置连接分电极间的电连接部 分是必要的，在与象素电极相同的层上设置该电连接部分的情况下， 如下所述，由于在电连接部分中液晶的取向被弄乱，所以在视角特 性的降低上，有屏的显示亮度和响应速度下降的问题。
因此，在第五实施例中，如图39所示，通过用BM34遮光电连 接部分，可获得与在两方设置突起的情况同等的亮度、响应速度。 在本实施例中，在象素的中央设有CS电极35，由于CS电极35有 遮光性，所以把象素分隔成上下两个部分。参考序号34A表示由 BM产生的上侧开孔，34B表示由BM产生的下侧开孔，开孔的内 侧通过光。
栅极总线31和数据总线32等的总线由于用金属材料作成有遮 光性。为了进行稳定的显示，象素电极与总线能够不重叠地形成是 必要的，遮光象素电极和总线之间是必要的。此外，TFT33,具体 地说，作为工作半导体在使用非晶硅的情况下，由于因光的入射变 化元件特性，引起该动作，所以TFT的部分也进行遮光是必要的。 为此，以往，设有用于对这些部分进行遮光的BM34,在本实施例 中，由于把电连接部分设置在象素的周边部分，所以能够用BM34 遮光。此外，由于不必重新设置用于对电连接部分遮光的BM,以
往的BM或仅扩大某些BM就可以，所以开孔率的降低也处于没有 问题的程度。
由于第五实施例为两分隔方式，所以各种特性基本上与第一实 施例完全相同，视角特性与TN方式相比，也大幅度地改善。而且， 通过使用相位差滤光片，与第一实施例的屏有相同的视角特性。由 于在单侧使用由缝隙产生的斜向电场，所以响应速度比第一实施例 慢一些，但即使这样，打开速度Ton为8ms，关闭速度Toff为9ms， 开关速度T为17ms,与以往方式相比高速得多。制造过程比第一实 施例简单。
其中，说明在作为参考的象素电极上设有缝隙，把相对电极作 为P电极试作液晶显示装置时的结果。在象素电极中，由于设有多 个双方向的缝隙，在象素内形成的多个四方向区域，所以大致在360-全方位上可获得稳定的取向。因此，视角特性非常良好，可得到360' 全方位上均等的图象。但是，响应速度未改善，打开速度Ton为42ms， 关闭速度Toff为15ms,其合计的开关速度T为57ms,完全没有改善。 如果减少缝隙的个数，响应速度更会降低。可以认为，这是由于其 分区域变大，所有区域内的液晶分子取向达到相同方向需要时间的 缘故。
因此，作为区域矫正装置仅使用缝隙的结构，具有工序简略的 优点，在以静止图象为主的显示中没有问题，但与IPS方式同样， 在动画显示上就不能说十分充分了 。
在笫五实施例中，外加电压时，可明白整个取向不稳定部分的 存在。参照图40和图41说明其理由。图40是说明电连接部分中液 晶的取向分布的图，在把突起20A和缝隙21平行设置的部分，如 果从上观察，在突起和缝隙延伸方向的垂直方向上液晶进行取向， 在电连接部分，存在不同方向取向的液晶分子14a，发生取向异常。 为此，如图41所示，在突起20A和电极缝隙21的间隙部分，液晶 分子在相对于突起20A和缝隙21垂直方向(图2的上下方向)上 取向，但在突起的顶上和缝隙的中央附近，液晶分子不是垂直方向，而是水平方向上进行取向。由突起的倾斜和缝隙产生的斜向的电场 能够在图中的上下方向控制液晶，但由于在左右方向上不能控制， 所以在突起的顶上和缝隙的中央附近，发生横方向上随机的区域
47，可用显微镜观察确认。由于突起的顶上的区域是无法判别的小， 不会有什么问题，这样，在发生取向异常的部分，亮度降低，而且 有从黑向白变化时白一旦变明亮可看见残象的情况，就被认为异常。 在下面的第六实施例中，要解决这个问题。
第六实施例的屏是变更第五实施例的屏中突起20A和单元电极 13缝隙21形状的屏。图42是表示第六实施例中从垂直于屏的方向 上观察第六实施例的突起20A和单元电极13时的基本形状的图。 如图所示，把突起20A预先弯曲成锯齿状，与此对应地，把单元电 极13的缝隙21也弯曲成锯齿状。由此，生成图43所示的规则的四 分隔区域。因此，能够消除第五实施例中作为问题的取向异常部分。 图44是表示第六实施例的象素部分的实际状态的平面图，图 45是表示第六实施例的象素电极图形的图，图46是表示图44的 A-B表示部分的剖面图。
如图44和图46所示，第六实施例的LCD中，在一块玻璃基板 16上，形成遮光用的黑色矩阵(BM) 34和颜色分解滤光片(彩色 滤光片)39，在其上的一表面形成共用电极12，而且，形成锯齿状 的突起列20A。在另一块玻璃基板17上，设有平行形成的多条扫描 总线31、与扫描总线垂直方向上平行地形成的多条数据总线32、对 应于扫描总线和数据总线的交点矩阵状设置的TFT33和象素电极 13 。扫描总线31形成TFT33中的栅极电极，数据总线32连接TFT33 中的漏电极42。此外，源电极41与数据总线32为相同的层，与漏 电极42同时形成。在扫描总线31和数据总线32之间，在预定部分 形成栅极绝缘膜、a-Si活性层和沟道保护膜，在数据总线32的层上 形成绝缘膜，而且，在象素电极13上形成对应的ITO膜。象素电 极13为如图45所示的1:3的长方形，在相对于边45'倾斜的方向 上，设有多个缝隙21。而且，为了使各象素电极13的电位稳定，
设置CS电极35,形成辅助电容。把玻璃基板17称为TFT基板。
如图所示，把CF基板的突起列20A与TFT基板的缝隙21以 错位各自的排列节距的1/2来配置，基板的关系是相反的，但实现 如图12 (3)所示的突起和缝隙的位置关系，液晶的取向分隔为四 方向。如上所述，在成膜ITO膜后，在其上涂敷光刻胶，咏光显象 电极图形后，通过腐蚀形成象素电极13。因此，如果除缝隙外进行 构图，那么能够用与以往相同的工序来形成缝隙，不会增加成本。
在第六实施例中，如图45所示，象素电极13的周边部分131、 132和133部分留存电极，作为电连接部分。如上所述，由于在电 连接部分液晶的取向混乱，所以在第六实施例中，如图45所示，通 过把电连接部分设置在象素电极13的周边部分，使用带有上侧开孔 34A和下側开孔34B的BM，用BM和CS电极35遮光电连接部分， 可获得与在两方面设置突起情况相同的亮度、响应速度。
图47和图48是表示第六实施例的视角特性的图。如图所示， 视角特性非常良好，几乎没有取向异常部分。此外，响应速度是开
关速度T为17.7ms,能够超高速开关。
图49是象素电极图形的变形例，图49(1)是形成的象素电极， (2)的形成的BM34。再有，象素电极的图形可考虑各种变形例， 例如，在缝隙两侧的周边部分设置电连接部分，使各部分电极间的 阻抗较小也可以。
再有，在第五和第六实施例中，设有代替CF基板16的相对电 极12上设置的突起的缝隙，也能够以两方的区域矫正装置作为缝 隙，但这种情况下，如上所述，响应速度下降。
第六实施例中，电连接部分与分电极为相同的层，但也能够形 成在其它层上。第七实施例就是其例子。
图50是表示第七实施例的象素电极图形和结构的图。除在数据 总线32形成时同时形成连接电极132，在绝缘层135上形成连接被 分隔的象素电极13和连接电极134的接触孔外，第七实施例与第一 实施例相同。再有，在本实施例中，把连接电极134与数据总线32
同时形成，但与栅极总线31或CS电极35同时形成也可以。再有， 总线的形成是个别形成连接电极也可以，但这种情况下必须重新设 置连接电极形成用的工序，会增加这部分新工序。为了工序的简略， 期望连接电极在总线和CS电极形成时同时形成。
第七实施例中，与第六实施例相比，由于作为取向异常原因的 连接电极能够远离液晶层，所以更能够降低取向异常。再有，如果 用遮光性材料形成连接电极，那么由于该部分被遮光，所以显示品 质进一步提高。
图51是第八实施例的象素部分的平面图，图52是图51的A-B 部分的剖面图。除在象素电极13的缝隙内形成突起20外，第八实 施例与第六实施例相同。电极的缝隙与电极上设置的绝缘性突起都 规定液晶的取向区域。如第八实施例所示，在缝隙21内设置突起 20C的情况下，缝隙21与由突起20产生的液晶的取向方向一致， 突起20辅助有缝隙21产生的取向分隔，起到更稳定的作用。因此， 比第六实施例的取向稳定，响应速度也提高。如图52所示，在分别 形成CS电极、数据总线31和数据总线32时，可实现突起20重叠 同时形成的层。
图53和图54是说明第八实施例的TFT基板的制造方法的图。 如图53 (1)所示，在玻璃基板17上成膜栅极层的金属膜311。在 (2)中，用光刻法留存与数据总线31、 CS电极35和突起20对应 的部分312。在(3)中，连续成膜栅极绝缘膜313、 a-Si活性层、 沟道保护膜313。在(4)中由背面啄光等留存与自己匹配的沟道保 护膜65和突起20对应的部分314。在图54(5)中成膜接触层和源 及漏层的金属321。在(6)中，用光刻法形成源电极41、漏电极 42等。在(7)中，成膜钝化膜331。在(8)中形成源电极36和象 素电极的接触孔332。在(9)中，成膜ITO膜341。在(10)中， 用光刻法形成象素电极13。此时，设置缝隙。
如上所述，在本实施例中，在象素电极13的缝隙21内形成突 起20，但与以往相比并未增加工序，利用突起20，可获得取向更稳定的效果。再有，在本实施例中，象素电极的缝隙内的突起以重叠 栅极总线层、沟道保护膜和源及漏层的三层作为突起，但在其内通 过组合一层或两层形成突起也可以。
图55是表示从垂直于屏的方向观看第九实施例的突起20A和 20B时的形状的图，图56是表示第九实施例的象素部分的实际平面 图。本发明第九实施例的屏是把第一实施例的屏中的突起20A和 20B的形状弯曲成第六实施例的锯齿状，以获得四分隔的取向。在 弯曲部分的两侧，由于突起面的方向每90有所不同，液晶分子在 与突起表面垂直的方向上取向，所以可获得四分隔的取向。具体讲， 制作液晶层厚度(盒厚)是4.1nm， CF基板的突起20A宽是l(Him、 高1.4jim， TFT基板的突起20B宽是5Hm、高1.2pm，突起20A 和20B的间隙(图中45。倾斜方向的间隔)是27.5^1111,象素尺寸 (象素排列间距)是99nm x 297pm条件的显示屏板。响应速度与 第一实施例相同，视角特性与第六实施例相同，具有上下左右均等 的非常良好的特性。突起最适合的宽度、高度、和间隙，可根据它 们相互深层关系和突起的材料，以及取向膜材料、液晶材料和盒厚 等条件来变化。
在第九实施例的屏中，能够把液晶的倾斜方向控制主要的四个 方向上。图55中，用A、 B、 C、 D表示的部分表示在该四个方向 上进行控制的区域，但其一象素内的比例则不均等。这是因为使突 起图形成为连续的图形，由于突起图形配置在象素中相同位置，所 以重复突起图形，使节距与象素的排列节距一致的缘故。实际上， 可获得图47和图48所示的视角特性，在视角特性上，取向分隔的 区域不均匀性虽未表现，但不能说是较好的状态，忽略不计整个基 板面上的象素节距，形成图55的突起图形。以该光刻胶的宽度为 7nm，光刻胶间隙为15pm，光刻胶高度为l.lnm，单元厚度为3.5pm, 采用TFT基板和CF基板试作15型的液晶显示器。可看见一些与 栅极总线、数据总线等的干涉图形，但可获得大致良好的显示。把 光刻胶的宽度增加到15jim，光刻胶间隙增加到30nm，仍有大致同
样的结果。因此，通过使突起的宽度、重复的节距为比象素节距充 分小的值，通过忽略象素尺寸，形成突起图形，可获得良好的显示， 再有，可扩大设计的自由度。在完全失去干涉图形时，通过按象素 节距的整数分之一或整数倍进行设定，能够解决突起或凹槽图形的 重复节距。同样地，突起的循环也必须考虑象素的周期的设计，是 象素节距的整数分之一或整数倍就可以。
再有，第九实施例中，如果不使突起图形成为图57所示那样的 连续图形，那么一象素内四个方向上被控制区域的比例就能够均等。 但是，并不因此在制造上有特别的问题。但是，由于突起图形不连 续，在其边缘部分液晶的取向方向被弄乱，所以产生漏光等的显示 品质的下降。根据这点，如图55所示，也应使突起图形的重复节距 与象素的排列节距一致，期望成为连续的突起图形。
在第九实施例中，作为区域矫正装置，在电极12、 13上设有锯 齿状弯曲的介质体的突起，由此矫正液晶的取向方向。如上所述， 如果在电极上设有缝隙，那么在其边缘部分产生斜向电场，起到与 突起类似的区域矫正装置的作用。对于象素电极的边缘，也同样产 生斜向电场。为此，有必要把象素电极的边缘产生的斜向电场也作 为区域矫正装置来考虑。图58是该现象的说明图，其中，表示了来 自垂直方向的一些倾斜垂直取向的情况。如图58(1)所示，在不 外加电压时，各液晶分子14大致垂直地取向。如果在电极U和13 之间外加电压，那么除电极13的周边部分外的区域，在与电极12 和13垂直的方向上产生电场，液晶分子14向该电场的垂直方向倾 斜。由于一方的电极是共用电极，但另一方的电极是显示象素电极， 按每个显示象素分离，所以在其周边(边缘)部分，如图58(2) 所示，倾斜于电场8的方向。由于液晶分子14向与电场8方向垂直 的方向倾斜，所以在如图所示的象素中心部分和边缘上液晶的倾斜 方向不同，发生称为反向激冷的现象。如果发生该反向激冷现象， 那么在显示象素区域内形成紋影组织，显示品质下降。
这种反向激冷的发生，对于第九实施例所示的象素电极边缘，
在把堤坝设置成锯齿状的情况下也是同样的。图59是表示在设有第 九实施例的锯齿状弯曲的突起图形结构中，观察紋影组织的部分51 的图。此外，图60是观察紋影组织部分51附近的放大图，表示外 加电压时的液晶分子14的倾斜方向。在本例中，作为突起材料的 TFT形成象素电极基板和形成共用电极的相对基板，用不同材料形 成突起，在其上印刷垂直取向膜，不经研磨处理组装。单元厚度为 3.5pm。观察紋影组织的部分51,是外加电压时用斜向电场产生的 取向矫正力放倒的液晶分子的倾斜方向，但与因突起造成的取向矫 正方向有较大不同的地方。这成为对比度降低，响应速度降低，显 示品质降低的原因。
此外，在驱动设有第九实施例的锯齿状弯曲的突起图形结构的 液晶显示装置的情况下，在显示象素的一部分中，会发生显示变暗， 在动画和游标移动等显示中可看见不久前显示留下的所谓残象现 象。图61是表示在第九实施例的液晶屏中，在象素内看见黑区域的 图。可以明白，在该区域外加电压时的取向状态的变化非常緩慢。
图62 (1)是图61中A-A'的剖面图，图62 ( 2 )是B-B'的剖 面图。如图61所示，在A-A'的剖面中，左侧边缘附近有可看见黑 的区域，但在右侧边缘附近则没有可看见黑的区域。与此对应地， 在图62 (1)所示的左侧边缘附近，因斜向电场产生的取向矫正力 放倒的液晶分子的倾斜方向与因突起造成的取向矫正方向有较大的 不同，但在右侧边缘附近，因斜向电场产生的取向矫正力放倒的液 晶分子的倾斜方向与因突起造成的取向矫正方向比较一致，同样地， 在B-B'的剖面中，右侧边缘附近有可看见黑的区域，但在左侧边缘 附近则没有可看见黑的区域；与此对应地，在图62(2)所示的右 侧边缘附近，因斜向电场产生的取向矫正力放倒的液晶分子的倾斜 方向与因突起造成的取向矫正方向有较大的不同，但在左侧边缘附 近，因斜向电场产生的取向矫正力放倒的液晶分子的倾斜方向与因 突起造成的取向矫正方向比较一致。
如以上那样，可以明白，外加电压时，因显示象素电极的边缘
生的取向矫正方向有较大的不同地方，是显示品质劣化的原因。
此外，在驱动设有突起图形结构的液晶显示装置情况下，在象 素内总线(栅极总线、数据总线)附近，可看见显示品质的劣化。 这是由于在总线附近会产生不好的微小区域(区域)，伴随它发生 的液晶取向被弄乱，响应速度下降的缘故。由此，会发生半色调中 视角特性的下降和颜色特性下降等问题。
图63是表示第十实施例的LCD中突起的基本配置的图。作为 象素作用是由单元电极13规定的范围，这里把该部分称为显示区 域，把除此以外的部分称为象素区域外。通常，在象素区域外的部 分中设置总线和TFT，用金属材料制作的总线有遮光性，但TFT 透射光。为此，在TFT、单元电极和总线之间的部分设有称为黑色 矩阵(BM)的遮光部件。
在第十实施例中，在CF基板16的相对(共用)电极12上的 象素区域外的部分设有突起20A,以便在由象素电极13边缘产生的 斜向电场造成的取向矫正力的不同方向上，产生取向矫正力。图63 (l)表示无外加电压时的状态，由于进行垂直取向处理，液晶分子 14与电极12、 13和突起20A的表面大致垂直地取向。如果外加电 压，那么如图63(2)所示，液晶分子14在与电场8垂直的方向上 取向。由于在象素区域外没有象素电极13，所以距象素电极13的 边缘附近的象素区域外，电场变为斜向的。由于该斜向的电场，液 晶分子14能够取向在与图58(2)所示的象素区域内的取向的不同 方向，但因突起42的取向矫正力，如图63(2)所示，液晶分子14 变为取向在与象素区域内的取向的相同方向。
图64是表示第十实施例的突起图形的图。此外，图65是用图 64中的圆围成部分的放大图。在第十实施例中，为了实现第九实施 例中图63的基本配置，设有辅助突起。表示在VA方式中，在作为 区域矫正装置设有锯齿状弯曲的突起列的方式中采用实施例的突起 列图形的图。通过与图59比较可明白，在观察紋影组织部分的附近，
设有新的辅助突起52。该辅助突起52与相对电极12上设置的突起 列20A连接， 一体地形成。在设置辅助突起52的部分，实现图63 所示的关系，由于如图65所示的象素电极边缘部分中液晶分子14 的取向与象素区域内的取向一致，所以未观察出图59中观察的紋影 组织，显示品质提高。再有，图258是表示图65中辅助突起52相 对于象素电极13的边缘设置的例子。这时，没有观察到紋影组织。 再有，在第十实施例中，作为突起，使用丙烯基系透明树脂， 但也可以使用黑色的树脂，如果使用黑色树脂，由于能够遮断突起 部分的漏光，所以使对比度提高。
在图63和图64中，表示了在象素区域外设置作为区域矫正装 置的辅助突起52的例子，但也可以设置凹槽(沟)来代替突起。但 是，必须把凹槽设置在TFT基板侧。
区域外区域矫正装置如果是有适当取向矫正力的装置，那么什 么样的装置都可以。例如，已知如果在取向膜上照射紫外线等特点 波长的光，就可改变取向方向，利用它，通过变化象素区域外的一 部分取向方向，也能够实现区域外区域矫正装置。
图66是说明由紫外线照射造成的取向方向变化的图。如图66 (l)所示，在基板面涂敷垂直取向膜，在其上从一个方向开始的某 个角度，在(2)中，如果从45'方向照射无偏振光的紫外线，那么 已知液晶分子14的取向方向会从垂直倒向紫外线的照射方向。
图67是表示第十实施例变形例的图，表示对图64所示的区域 外区域矫正装置的辅助突起52相对的TFT基板侧的取向膜部分 43，从箭头44所示方向照射紫外线。由此，在抵消单元电极"边 缘中的斜向电场影响的方向上，部分53能够具有有效的取向矫正 力。因此，可获得与图64所示的第十实施例相同的效果。再有，在 图67中，仅在TFT基板侧照射紫外线，但仅在CF基板16侧或在 TFT基板和CF基板两方进行照射也可以。再有，根据照射条件的 取向矫正力的强度和与由斜向电场产生的取向矫正力的平衡，最佳 地设定紫外线的照射方向是必要的。
由于为了减小由单元电极产生的斜向电场的显示区域内对液晶 分子取向的影响，稳定显示区域内的液晶分子的取向，设有区域外
区域矫正装置，所以不仅VA方式，在其它方式中也能够适用。
其中，考察起到作为区域矫正装置作用的突起和相对于凹槽的 象素电极13边缘的期望配置。图68是表示象素电极边缘与起到作 为区域矫正装置作用的突起的基本位置关系例子的图。如图68(1) 所示，在象素电极13的边缘上配置突起20B;或如图68(2)所示， 在与象素电极13的边缘相对的相对电极12的部分配置突起20A; 或如图68(3)所示，相对于象素电极13的边缘，能够把CF基板 16侧的突起20A配置在象素区域的内侧，把TFT基板17侧的突起 20B配置在象素区域外。
在图68(1)和(2)中，在象素电极13的边缘或相对部分配 置突起，按区域划分由突起产生的与液晶取向方向有关的区域。为 此，无论象素区域外的斜向电场如何，显示区域内的取向都不受什 么影响。因此，在显示区域内可得到稳定的取向，可改善显示品质。 如果按照图68 (3)的配置条件，由于象素电极13的边缘中斜 向电场产生的取向矫正力与由突起产生的取向矫正力的方向一致， 所以可获得不产生区域的稳定的取向。
再有，使由斜向电场产生的取向矫正力与由区域矫正装置产生 的取向矫正力的方向一致的条件，在使用凹槽代替突起的情况下也 能够实现。图69是表示用凹槽实现与图68 (3)对应的配置条件情 况下的边缘与凹槽配置的图。也就是说，对于象素电极13的边缘， 能够把TFT基板17侧的凹槽23B配置在显示区域的内侧，把CF 基板16侧的凹槽23A配置在象素区域外。
图70是表示作为与第一实施例相同的区域矫正装置，在设有直 线状(线条状)的突起列的LCD中，实现图68 (3)条件的突起列 排列的图，(1)表示从上侧观察的平面图，(2)表示剖面图。在 图70的结构中，突起的高度约2nm、突起的宽度为7nm,突起和 突起的间隙为40jxm，在粘接两块基板后，使TFT基板的突起和CF
基板的突起有相互配置的结构。再有，为了实现图68 (3)的条件， 在TFT基板中，把突起配置在象素电极13之间，但在象素电极13 之间，由于设有栅极总线31，所以在象素电极13间配置的突起处 于栅极总线31上的位置。
在图70的LCD中，由于未观察到以往那样的不好的区域，也 没有开关速度较慢的部分，所以可获得观察不到残象等的良好的显 示品质。再有，图70中，如果把象素电极13间配置的突起20B配 置在象素电极13的边缘，那么就实现了图68 (1)的条件，而在其 配置中如果把突起20A和20B配置在相反的基板上，那么可实现图 68 (2)的条件。配置在边缘上或与边缘相对位置上的突起可以配置 在TFT基板侧，也可以配置在CF基板侧，但如果考虑到基板粘接 的错位，最好形成在TFT基板17侧的单元电极13的边缘上。
图71是表示在其它图形形状的突起中，实现图68(3)条件的 第一实施例的LCD中突起列排列的图，(1)表示从上侧看的平面 图，(2)表示剖面图。如图所示，在单元电极13间配置正方形的 突起点阵，而且，在朝向各象素的内侧顺序形成与此相似形状的突 起。如果使用这样的突起形状，那么能够把各象素内的取向方向四 分隔。但是，不能使各取向方向的比例相等。这种情况下，正方形 状的突起图形就变为配置在单元电极13间设置的栅极总线31和数 据总线32上。
再有，在图71中，如果还把单元电极13间配置的突起20B形 成在TFT基板17的单元电极13的边缘或与CF基板16边缘相对 的部分上，就可实现图68 (1)和(2)的条件。这种情况下，期望 把突起形成在TFT基板17侧的单元电极13的边缘上。
在图71中，表示了与长方形单元电极一致的突起也按长方形的 点阵状形成的例子，但由于突起为长方形，所以使各取向方向的比 例不能相等。因此，考虑使用第九实施例所示的锯齿状弯曲的突起 列。但是，如图59和图61中的说明，在仅限于未设有图64所示突 起的单元电极13的边缘附近发生不好的区域。因此，没有如图72
所示的连续突起，可考虑使用对各象素13独立的突起。但是，在形 成图72所示的突起20A和20B的情况下，由于在象素13的用T 表示的部分产生取向异常，距电场控制部分(TFT)33的距离不同， 所以会产生响应速度下降的问题。用相对应长方形象素的锯齿状弯 曲的突起列，在整个边缘上满足相对于图68所示突起的单元电极边 缘的配置条件是不可能的。在第十二实施例中会解决这个问题。
图73是表示第十二实施例中象素电极13、栅极总线31、数据 总线32、 TFT33和突起20A及20B形状的图。如图所示，在第四 实施例中，象素电极13还与突起20A和20B的锯齿状弯曲的形状 一致。按照该形状，由于不会发生取向异常，从电场控制部分33 到象素电极13端的距离相等，所以还能够改善响应速度。再有，在 第四实施例中，栅极总线31也与象素电极13的形状一致锯齿状地 弯曲。
再有，如果把栅极总线31上配置的突起形成在象素电极13的 边缘或与CF基板16的边缘相对的部分上，那么可实现图68 (1) 和(2)的条件。这种情况下，突起最好形成在TFT基板17侧的象 素电极13的边缘上。
但是，仅在与栅极总线31平行的边缘上实现了图68的条件， 但在与数据总线32平行的边缘上未满足该条件。因此，在该部分， 由于受斜向电场的影响，会发生用图58至图61说明的问题。
图74是表示第十二实施例的变形例的象素电极13、栅极总线 31、数据总线32、 TFT33和突起20A及20B形状的图。在图73的 第十二实施例中，与锯齿状弯曲的单元电极13的形状一致的栅极总 线31也成为锯齿状弯曲的形状，但通过使单元电极13的形状成为 图74所示的形状，栅极总线31也能够是直线，以便数据总线32 变为锯齿状弯曲的形状。再有，图74中，突起20A和20B是未对 每个象素独立、遍及多个象素的连续突起。在单元电极13间的区域 中，在上下方向设置的数据总线32上设有突起20B，可实现图68 (3)的条件。在图74的配置中，如果把数据总线32上配置的突起 形成在单元电极13的边缘或与CF基板16的边缘相对的部分上， 也能够实现图68 (1)和(2)的条件。这种情况下，期望突起形成 在TFT基板17侧的单元电极13的边缘上。
再有，在图74的配置中，突起横切与栅极总线31平行的单元 电极13的边缘。因此，对于该部分，由于受斜向电场的影响，所以 会产生用图58至图61说明的问题。
图75是表示第十二实施例的又一变形例的图。图75所示的配 置是表示突起的弯曲在象素内产生两次的配置。由此，由于象素的 形状比图74更接近长方形，所以变得容易显示。
图76是表示第十三实施例的象素电极13、栅极总线31、数据 总线32、 TFT33和突起20A及20B形状的图，图77是表示图76 所示的A-A'剖面和B-B'剖面。由于在带有锯齿状弯曲的突起列的 情况下，可减少由象素电极13的边缘部分的斜向电场产生的影响， 所以在第十实施例中象素区域外设置区域外区域矫正装置，在第十 二实施例中使象素电极成为锯齿状弯曲的形状，但都很难完全不产 生影响。因此，在第十三实施例中，用黑色矩阵(BM) 34遮光图 59和图61所示的产生取向混乱的不好的区域部分，使显示不受影 响。
由于图76所示的A-A'部分不受斜向电场的影响，所以与以往 同样使图77(1)所示的BM34较窄，由于B-B'部分受斜向电场的 影响较大，所以与以往相比，BM34的宽度较宽，不能被显示。如 果这样，显示品质不会下降，也不发生残象和对比度的下降。但是， 由于BM34的面积增大，所以开孔率减小，显示亮度下降。但是， 如果BM34的增加面积过大，那么一定会出现问题。
如上所述，按照第十实施例至第十三实施例，由于能够减小象 素电极的边缘部分的斜向电荷的影响，所以使显示品质提高。
至此说明的实施例中，通过设置区域矫正装置来分隔液晶的取 向，但如果详细地观察区域边界部分的取向，那么在区域矫正装置 的部分中区域被分隔为180'不同的方位，在区域间的边界部分(突
起、凹槽或缝隙上)存在90'方位不同的微小区域，显然，微小区 域在包含各区域的边界(如果是突起，就在突起的边缘附近)也存 在可看见的较暗区域。这样可看见的较暗区域导致开孔率的下降， 有显示变暗的问题。如上所述，在使用TFT的液晶显示装置中，作 为使开孔率下降的主要原因，是必须设置CS电极，除此之外，设 有遮光TFT部分和显示象素电极周围的黑色矩阵(BM)，尽量不 导致开孔率的下降是必要的。
已经说明了使用CS电极产生的辅助电容，但下面简单地说明 辅助电容的作用和电极结构。图78 (1)是表示带有辅助电容的液 晶屏中每个象素电路的图。如图9所示，CS电极35与电极13平行 地形成，以便通过与单元电极13间的介电体层构成电容元件。由于 CS电极35连接与共用电极12相同的电位，所以如图78(1)所示， 由液晶形成与电容1并联的辅助电容2。在向液晶l外加电压时， 同样地在辅助电容2上也外加电压，液晶l上保持的电压也被保持 在辅助电容2上。与液晶1相比，由于辅助电容2不容易受到总线 等的电压变化的影响，所以可抑制残象和闪烁，有抑制因TFT关闭 电流产生的显示不良的效果。在形成CS电极35的情况下，为了简 化工艺过程，期望在同一层用同一材料形成构成TFT元件的栅极 (栅极总线)、源(数据总线)、或漏(单元)电极。由于把这些 电极按精度关系用不透明的金属形成，所以CS电极35也不透明。 如上所述，由于CS电极与电极13平行地形成，所以CS电极的部 分不能作为显示象素使用，该部分的开孔率下降。
对于液晶显示装置， 一方面要求推进低消耗功率化，另一方面 要求显示亮度的提高。为此，期望尽量提高开孔率。另一方面，在 至此说明的用于显示品质提高的突起和电极上设有缝隙，但由于这 些部分的漏光使显示品质下降，所以在突起上使用遮光材料，同时 如果有缝隙，期望用BM等来遮光。但是，这是使开孔率下降的主 要原因。为此，期望通过尽量重叠它们，来尽量防止开孔率的下降。 图78 (2)是在配置多个宽度窄的突起情况下考虑CS电极35
和突起20A及20B的配置例。在CS电极35的一部分设置突起20A 和:20B以便进行重叠，但由于CS电极35—方的宽度较宽，所以还 存在未重叠的部分。
图79是表示第十四实施例中突起20 (20A、 20B)和CS电极 35的配置的图，(l)表示顶面图，(2)表示剖面图。如图所示， CS电极35被分隔，设置在突起20A、 20B下。在实现预定电容的 辅助电容中，CS电极35必须有预定的面积。如果合并图79的被分 割成5个的各CS电极35,那么就变成与图78 (2)所示的CS电极 35相同的面积。而且，在图79中，由于CS电极35与突起20A、 20B完全重叠，所以开孔率的下降实际上只是由CS电极产生的下 降部分。因此，即使设置突起，开孔率也变得不下降。作为区域矫 正装置，如果使用突起的结构，那么可釆用第十四实施例的配置。
图80是表示第十四实施例的变形例中电极12、 13的缝隙21与 CS电极35的配置的图，(l)表示顶面图，(2)表示剖面图。缝 隙21起到区域矫正装置的作用，但由于该部分产生漏光，所以期望 进行遮光。其中，与第十四实施例同样，通过分隔CS电极35,分 别配置在缝隙21的部分中，对漏光进行遮光。再有，由于CS电极 35的合计面积相同，所以没有开孔率的下降。
图81是表示第十四实施例的变形例中电极12、 13的缝隙21与 CS电极35的配置的图，(l)表示顶面图，(2)表示剖面图。除 突起锯齿状地弯曲外，与图79相同。
图82是表示第十四实施例的变形例中电极12、13的缝隙21与 CS电极35的配置的图，(l)表示顶面图，(2)表示剖面图。该 变形例是在突起20A和20B的合计面积比CS电极35的面积大的 情况下，在突起20A和20B的边缘部分设置相应的CS电极35，在 突起的中央部分不设置CS电极。由此，在显示上能够有效地灵活 使用在突起顶上附近存在的90'方位角的不同微小区域，可获得更 亮的显示。
通过分隔CS电极35在区域矫正装置的部分配置的结构，作为
区域矫正装置，还能够用于使用凹槽的结构。
在以上说明的第十四实施例中，能够防止使用区域矫正装置情 况下的开孔率的下降。
图83是表示第十五实施例的突起图形的图。在第十五实施例 中，在上下基板上平行地配置各自直线状的突起20A和20B，在从 基板的表面观察时，这些突起20A和20B相互直角地交叉配置。在 电极间未外加电压的状态下，液晶分子14相对于基板表面垂直取 向，但突起20A和20B的斜面附近的液晶分子则与斜面垂直地取向。 因此，该状态下，突起20A和20B的斜面附近的液晶分子倾斜，而 且倾斜的方向在突起20A附近和突起20B附近有90度不同。如果 在电极间外加电压，那么液晶分子向与基板平行的方向倾斜，在突 起20A附近和突起20B附近，由于被矫正成90度不同的方向进行 扭转(扭转)。第十五实施例中扭转情况的图象的变化与图2所示 的TN型相同，无外加电压时为图2 (3)所示的状态，不同点在于 外加电压时为(1)所示的状态。此外，如图83所示，在第十五实 施例中，在用突起20A和20B围住的范围内形成四个不同的扭转区 域。因此，视角特性也很良好。再有，邻接的区域中扭转的方向不 同。
图84是说明第十五实施例中响应速度比第一实施例中响应速 度快的理由。图84 (1)表示未外加电压的状态，液晶分子与基板 垂直地取向。如果外加电压，在第十五实施例的LCD中如图84(2) 所示，变为倾斜扭转。对此，在第一实施例的LCD中如图84 (3) 所示，以突起连接的液晶分子作为触发器，其它部分的液晶分子进 行取向，但上下突起的中央附近的液晶由于为被矫正，所以在变化 取向时凌乱，在经过某段时间后，如图84 (4)所示，在相同方向 上取向。 一般来说，并不限于使用突起的VA方式的LCD, LCD 的扭转变化的高速的，第十五实施例的一方变得比第一实施例的响 应速度高。
图85是表示第十五实施例的LCD的视角特性的图。视角特性
与第一实施例的VA方式的LCD同样非常良好，当然比TN方式良 好，与IPS方式相比也在同等以上。
图86 (1)是表示第十五实施例的LCD中进行64灰度等级显 示情况下，第16灰度等级、第32灰度等级、第48灰度等级、第 64灰度等级与黑色(l灰度等级)之间的变化中响应速度的图。作 为参考，图86 (2)表示TN方式的响应速度，图87(2)表示未分 隔取向的多区域VA方式的响应速度。例如，从全黑到全白的响应 速度，相对于TN方式为58ms，单区域VA方式为19 ms，多区域 VA方式为19ms，在第十五实施例中为19ms，与其它VA方式处 于相同水平。从全白到全黑的响应速度，相对于TN方式为21ms， 单区域VA方式为12ms，多区域VA方式为12 ms，在第十五实施 例中为6ms,比其它VA方式还良好。而且，从全黑到第16灰度 等级的响应速度，相对于TN方式为30ms，单区域VA方式为50 ms， 多区域VA方式为130 ms，在第十五实施例中为28 ms，与TN方 式处于相同的水平，比其它方式明显良好。从第16灰度等级到全黑 的响应速度，相对于TN方式为21ms，单区域VA方式为9ms,多 区域VA方式为18ms，在第十五实施例中为4 ms,比其它任何方 式都良好。再有，对于IPS方式，与其它方式相比，响应速度非常 慢，从全黑到全白的响应速度为75ms，从全黑到第16灰度等级的 响应速度为200ms，从第16灰度等级到全黑的响应速度为75ms。
这样，第十五实施例的LCD在视角特性和响应速度上都非常良好。
图88是表示实现上述扭转型的VA方式的其它突起图形的图。 在图88(1)中，在各自基板上设有在直角的两方向上延伸、可不 交叉间断的突起20A和20B，从基板观察各个突起时，配置有可交 叉的两块基板。在各扭转区域，扭转的方向是相同的，旋转位置每 90度错位一次。此外，图88(2)中，在各自基板上设有在直角的 两方向上延伸、相互交叉的突起20A和20B，在两方向上错开配置。 本例中，形成扭转方向不同的两个扭转区域。
在图83和图88中，在两块基板上设置的突起20A和20B不必 相互垂直交叉。图89表示图83的突起20A和20B以90度以外的 角度交叉配置的例子。这种情况下，也形成扭转方向不同的四个扭 转区域，但在相对的两个区域中，扭转量不同。
而且，设有缝隙来代替图83、图88和图89所示的突起20A和 20B,也能获得同样的结果。
在图83的第十五实施例中，在用突起20A和20B围住的框中， 与突起附近相比，在中央部分没有控制取向的装置，由于远离突起， 所以取向容易变乱。为此，需要用于稳定取向的时间，可以设想中 央部分的响应速度会变慢。由于受相邻两边突起的影响较强，所以 框的角部分响应最快。该角部分的取向影响传到中央部分，因此与 其它区域的影响不一致，使区域确实稳定。这样，外加电压时，由 于所有液晶并不是同时取向，某些部分先取向，而后传向周围，所 以离开突起的中央部分响应速度变慢。此外，例如，在如图83所示 的交叉制成的框构成正方形的情况下，从四角传送，但在如图89 所示的交叉制成的框为平行四边形的情况下，从比突起影响变强的 锐角部分传向中央部分，在中央部分影响不一致，而且传向钝角部 分的角。因此，框为正方形比框为平行四边形的情况来说，响应速 度变慢。为了解决这样的问题，如图90所示，在框的中央部分设有 与框相似的突起20D。例如，突起20A和20B，宽度为5pm，高度 为1.5nm，突起的间隔为25nm，突起20D是底面为5pm的正方形 的四角锥，可获得良好的响应速度。
图91是在图89的突起图形的框中心设置突起的例。由此，可 获得与图83同样的结果。
在图83、图88和图89所示的突起20A和20B为交叉的结构中， 如果突起20A和20B的高度和等于基板的间隔，即等于液晶层的厚 度，那么在突起20A和20B的交叉部分能够规定液晶层的厚度。由 此，不必使用隔板。
图92是表示第十六实施例的屏结构的图，图92(1)表示侧面
图，图92 (2)表示与一个点阵相当部分的透视图。此外，图93是 第十六实施例中从与屏垂直的方向观察突起图形的图。如图所示， 在第十六实施例中，在一块基板上设置的电极12上形成交叉的矩阵 状突起20A，在另一块基板的电极上与相对的点阵中心位置对应的 位置上形成四角锥状的突起20B。在图92 (2)所示的区域中，按 图12 (2)所示的原理分隔取向，而且进行上下左右均等的分隔。 实际上，在按电极间的距离(液晶的厚度)为3.5nm，突起20A和 20B的横方向间隔为lOpm，突起的高度为5nm试作的结果中，视 角特性与图22所示的第一实施例的视角特性为相同程度。
图257是表示第十六实施例的变形例的图，(l)表示突起图形， (2)表示剖面图。该变形例是使第十六实施例的矩阵状的突起与四 角锥状的突起的配置相反。也就是说，使CF基板16的电极12上 配置的突起20A为四角锥状，使TFT基板17侧的突起20B为交叉 的二维矩阵状。突起20A配置在象素9的中心，突起20B按与象素 排列相同的节距配置在象素9间的总线上。因此，在各象素内，液 晶在四个方向上取向。如图257 (2)所示，在象素的中央，由突起 20A分隔区域。此外，在象素电极13的外侧配置的突起20B按图 示的象素边界分隔取向。而且，在该部分，象素电极的边缘起到区 域矫正装置的作用。由于突起20B产生的取向矫正力与象素电极边 缘的取向矫正力一致，所以可进行稳定的取向分隔。在本变形例中， 由于突起20A和突起20B与象素电极13的边缘的距离较长，所以 响应速度会有些下降，但由于象素内只有突起20A，在象素内突起 所占面积较小，所以能够提高显示亮度。而且，如果在总线形成工 序中形成突起20B，那么由于未增加工序，所以能够降低制造成本。
在以上说明的第一实施例至第十六实施例中，作为分隔液晶取 向的区域矫正装置，使用用绝缘材料的某些光刻胶制作的突起，在 这些实施例中，主要利用突起的斜面形状。但是，绝缘性的突起对 电场屏蔽效果也非常重要。液晶的驱动一般按交流波形进行，但随 着液晶材料表面的响应速度的改善，充分考虑一帧内(外加直流)
的影响，即充分考虑直流波形造成的影响是必要的。因此，在液晶 的驱动波形中，有交流特性和直流特性两方面，必须满足双方的必 要条件。因此，在该液晶驱动特性上，用于减小电场提供期望的影 响所配置的所述光刻胶，在交流特性和直流特性双方设定为预定的 条件是必要的。具体地说，无论交流特性还是直流特性，以减小电 场设定光刻胶是必要的。
首先，从直流特性的观点看，电阻率p相对于液晶层阻抗，在影 响涉及的程度上必须较高，也就是说，为了设定为与液晶的电阻率
(例如，TFT驱动用的液晶为10120 11或在其以上的值)同等之上 的值，有必要在1012Qcm以上的值，如果在1013ricm以上就更好。 接着，从交流特性的观点看，为了使光刻胶具有直接降低液晶 层电场的作用，其电容值(由介电常数s、膜厚和剖面面积决定的值) 与其光刻胶下的液晶层的电容值相比必须为约IO倍以下的值(约阻 抗的1/10以上的值)。例如，在光刻胶的介电常数s大约为3，大约 为液晶层的介电常数s (约10 )的1/3，膜厚在约为O.lnm的情况下 大约是液晶层膜厚(例如约3.5nm)的1/35。这种情况下，绝缘膜 的电容值是绝缘膜下的液晶层电容值的约10倍。也就是说，由于其 阻抗为在其下的液晶层阻抗的约1/10的值，所以光刻胶(绝缘膜)
能够在液晶层的电场分布中施加影响。
因此，通过附加光刻胶的斜面产生的形状效果，可获得电场分 布产生的影响，可得到更稳定的牢固取向。如果外加电压，液晶分 子就倾斜，取向分隔区域(光刻胶上)中有很低强度的电场，在该 电场中大致垂直取向的液晶分子稳定地存在，起到在其两侧产生的 区域的阻挡层(分离壁)的作用。而且，如果外加更高的电压，那 么本次分隔区域(光刻胶上)中的液晶也产生倾斜。但是，这次刚 在光刻胶两侧形成的区域就向与光刻胶大致平行的方向倾斜(可得 到非常牢固的取向)。在得到该状态中，分隔区域的绝缘层(光刻
胶)有其正下方的液晶层的约IO倍以下的电容值是必要的。也就是 说，介电常数s较小的材料较好，膜厚越厚越好。介电常数s约为3，
O.lpm以上的膜厚的绝缘膜就可以，但如果使用具有更小介电常数s 和更厚膜厚的绝缘膜，那么能够获得更好的作用和效果。在第一实 施例至第十六实施例中，用介电常数s为3的酚醛系的光刻胶，设有 膜厚l.Snm的突起，观察取向分隔状况，可得到非常稳定的取向。 由于酚醛系的光刻胶在TFT和CF的制造工序中广泛使用，所以所 以当采用时有较大的区域(不用增设设备等)。
此外，与其它光刻胶和平坦化材料相比，可确认在获得高可靠 性上没有问题。
此外，通过在两侧的基板上使用这样的绝缘膜，能够获得更好 的作用和效果。
再有，作为绝缘膜，除上述酚醛系光刻胶以外，还确认了丙烯 基系的光刻胶(S-3.2)的效果，可获得同样的结果。
在第一至第十六实施例中，在电极上设有缝隙部分，或在电极 上通过形成绝缘体的突起分隔液晶分子的取向，但也可以采用其它 形式，下面，说明几个例子。
图94是表示第十七实施例的屏结构的图，(l)是透视图，(2) 是侧面图。如图所示，在第十七实施例中，在玻璃基板16和17上 形成向一个方向延伸的突起50，在其上形成电极12和13。以错位 半节距配置突起50。因此，电极12和13变为一部分突出的形状。 在电极上进行垂直取向处理。在使用这样形状电极的情况下，如果 在电极间外加电压，那么电场变为垂直方向，取向的方向以突起部 分为界分为两个方向。因此，比以往改善了视角特性。但是，在突 起为绝缘物的情况下，电场分布不同，变为^5l利用形状的效果分隔 取向。因此，与绝缘体的突起相比，取向的稳定性稍差。但是，在 上述电极上设置的突起必然受到使用低介电常数的绝缘材料的制 约，在能够使用的材料上有制约。而且，为了用其材料形成突起， 就必须满足各种条件，在工序的简略化上有问题。对此，按照第十 七实施例的屏结构，具有没有这些制约的优点。
图95是表示第十八实施例的屏结构的图。本实施例，作为区域 矫正装置，是在ITO电极12和13上设置的绝缘层51中设有沟， 沟的形状能够采用第二实施例至第九实施例中所示的突起和电极缝 隙的形状。这种情况下，由上述斜向电场产生的效果与突起情况同
样起到使取向在稳定的方向上的作用。
图96是表示第十九实施例的屏结构的图。如图所示，在本实施 例中，在玻璃基板16、 17上分别形成电极12、 13,在其上用导电 体材料形成带有宽度10nm，深度1.5nm的沟23A、 23B的层62， 在其上形成垂直取向膜22。再有，液晶层的厚度为3.5nm，图中省 略了彩色滤光片层39、总线、TFT等。在凹槽部分，观察液晶取向 的分隔。也就是说，确认把凹槽也作为区域矫正装置的作用。
在第十九实施例的屏结构中，与突起的情况同样，由于在基板 上按预定节距40pm配置凹槽23A、 23B，按错位半节距配置上和下 的凹槽23A、 23B，所以在邻接的上下凹槽间形成变为相同取向的 区域。
图97是表示第二十实施例的屏结构的图。在第二十实施例中， 在玻璃基板16、 17上分别使用彩色滤光片(CF)树脂，形成带有 宽度10jjm，深度1.5fim的沟23A、 23B的层62，在其上形成电极 12、 13，并形成垂直取向膜。也就是说，电极12、 13的一部分凹陷。 而且，按预定节距40nm配置突起23A、 23B，以错位半节距配置上 和下的凹槽23A、 23B。这种情况下，也可获得与第十九实施例同 样的结果。再有，在第二十实施例中，由于在电极下设有带有凹槽 的构件，所以有关材料的制约较少，能够使用CF树脂等其它部分 中使用的材料。
在突起和缝隙的情况下，进行取向分隔，以便在其部分中使液 晶分子向反方向展宽，但在凹槽的情况下，进行取向分隔，以便使 液晶分子方向一致。也就是说，凹槽的取向分隔作用有与突起和缝 隙作用相反的关系。因此，在组合使用作为区域矫正装置的凹槽和 突起或缝隙的情况下，与至此的实施例期望的配置不同。下面，说 明作为区域矫正装置使用凹槽情况下的配置。
图98是表示在组合凹槽和缝隙情况下一个期望的配置例的图。 如图所示，在与图97所示的第二十实施例的凹槽23A和23B相对 的位置上配置缝隙21A和21B。由于因相对的凹槽和缝隙产生的液 晶取向分隔方向相同，所以取向更稳定。例如，按第二十实施例的 条件形成凹槽，在缝隙宽度为15nm，凹槽与缝隙的中心间隔为20jam 的情况下，开关时间在0-5V的驱动条件下为25ms，在0-3 V的驱 动条件下为40ms。与此对应的，在仅使用缝隙的情况下，则分别为 50ms和80ms。
图99是在图98的屏结构中，除一块基板(这种情况下是基板 16)侧的凹槽20A和缝隙21A外，在邻接的凹槽20B和缝隙21B 间形成相同取向方向的区域。
再有，在图98和图99的屏结构中，还在取代缝隙的相同位置 设有突起，可获得同样的特性，更加改善响应速度。
图100是在一块基板17的电极13上设置凹槽23B，在相对的 基板16上与凹槽23B相对位置交叉地配置突起20A和缝隙21A。 这种情况下，由于在邻接的凹槽23B和突起20A的组与凹槽23B 和缝隙21A的组中取向方向不同，所以在凹槽的中央附近生成取向 区域的边界。
图101是表示第二十一实施例的屏结构的图。第二十一实施例 是在单纯矩阵型LCD中采用在第十九实施例的电极中设置凹槽结 构的实施例。这种情况下，电极12、 13的表面一部分也凹陷，以凹 陷的部分为边界分隔取向方向。
如上所述，凹槽的取向分隔作用与突起和缝隙的作用有相反关 系。利用这种关系，即使存在组装误差，也能够不改变取向分隔的 比例。首先，说明第一实施例的屏结构中的组装误差。
图102是作为区域矫正装置，在两块基板上设有突起的情况下 的屏剖面。如至此的说明，由在共用电极12上设置的突起20A和 在单元电极13上设置的突起20B，矫正取向被矫正的区域。在图 102 (1)中，用突起20B右侧的倾斜面和突起20A左侧的倾斜面规
定的区域为A，用突起20B左侧的倾斜面和突起20A右侧的倾斜面 规定的区域为B。
其中，如图102(2)所示，因组装误差，如果CD基板16相 对于TFT基板16向左侧错位，那么区域A减小，区域B增加。因 此，由于区域A与区域B的比率不是1比1,取向分隔的液晶分子 的比例不相等，所以视角特性劣化。
图103是表示第二十二实施例的屏剖面的图。在第二十二实施 例中，如图103(1)所示，在TFT基板17上设有凹槽22B和突起 20B,接着，在CF基板16上设有凹槽20A和突起22A，并这样重 复。如图103(2)所示，在组装时CF基板16相对于TFT基板17 错位的情况下，由于用突起20B和突起20A规定的区域A'减小， 用凹槽22B和凹槽22A规定的区域A''仅增加减小部分，所以区域 A不变化。区域B是由突起20B和凹槽22B及突起20A和凹槽22A 规定的，由于该间隔不变化，所以区域B—定。因此，区域A与区 域B的比率一定，可良好地原样维持视角特性。
图104是表示第二十三实施例的屏剖面的图。在第二十三实施 例中，如图所示，在CF基板16上交叉地设置突起和凹槽20A， 并这样重复。区域A由突起20A左侧的倾斜面和凹槽22A右侧的 倾斜面规定，区域B由突起20A右侧的倾斜面和凹槽22A左侧的 倾斜面规定。因此，由于用一块基板上设置的突起和凹槽规定了取 向的区域，所以组装的精度没有影响。
至此说明的实施例是以得到遍及全方向的较大视野角为目的的 实施例。但是，对于液晶屏的用途而言，也有未必视野角较大的情 况和在特定方位上必须具有较大视野角的情况.通过使用至此说明 的由区域矫正装置产生取向分隔的技术，能够实现适于这种用途的 LCD。下面，说明在这种特殊用途的LCD中采用本发明技术的实 施例。
图105是表示第二十四实施例的屏结构的图，(l)表示顶面图， (2)表示(1)的Y-Y'剖面图。如图所示，在基板16和17上按相
同的节距分别设置直线状的突起20A和20B，以从相对位置稍稍错 位地配置突起20A和20B。换句话说，在图102所示的结构中，使 B的区域非常窄，几乎在区域A中。
笫二十四实施例的屏，例如是投影型LCD中使用的屏。对投影 型LCD的要求是视角特性较窄，响应速度较快，在高对比度下有 高亮度。第二十四实施例的屏，由于取向方向实际上为一个方向(单 区域)，所以视角特性与以往的VA方式相同，不能说良好。但是， 由于设有突起20A和20B,设有与至此说明的实施例的LCD同样， 响应速度与以往相比被充分地改善。此外，在对比度上，由于得到 与其它VA方式同样水平的对比度，所以与以往的TN方式和IPS 方式相比是良好的。如图27说明所示，由于突起20A和20B透射 取向混乱的漏光，所以在提高对比度方面，期望遮光突起20A和20B 部分。另一方面，对于亮度来说，期望提高象素电极13的开孔率。 因此，如图15所示，在象素电极13的边缘部分设有突起20A和20B。 由此，通过不下降开孔率，使突起20A和20B变为高亮度。
从响应速度来看，期望把突起20A和20B的间隔变窄，因此， 在象素电极13的范围内配置突起20A和20B是必要的。如果在象 素电极13的范围内设置突起20A和20B，那么遮光该部分是必要 的，但该部分的开孔率会下降。这样，响应速度、对比度和亮度有 交换关系，根据使用目的等适当设定是必要的。
图106是表示利用形成第二十四实施例的单区域技术，实现三 方向视角特性良好的LCD屏的结构图。在该结构中，在一个象素 内，设有相同分隔的两个横方向的取向区域，和用于形成一个纵方 向的取向区域设置的突起20A和20B。如图102所示，按错位半节 距配置突起20A和20B来形成相同分隔的两个橫方向的取向区域； 如图105所示，按邻近配置突起20A和20B来形成一个纵方向的取 向区域。由此，可实现左右和下侧的视角特性良好，但上侧的视角 特性比其它方向差的屏。
第二十四实施例的LCD，例如，可用于电车门上设置的显示装
置等i殳置在较高位置的多数人从下向上看的显示装置中。
如图87所示，未进行取向分隔VA方式的LCD和用突起等进 行取向分隔的VA方式的LCD,从黑色到白色或从白色到黑色的响 应速度与TN方式等相比是良好的，但半色调期间的响应速度是不 充分的。在第二十五实施例中，对此进行了改善。
图1(V7是表示第二十五实施例中屏结构的图，(l)表示从屏面 观察的突起形状，(2)是剖面'图。如图所示，在一个象素内，改变 突起20B位置，设有与突起20A的间隔不同的部分。因此，能够使 两方向上取向的区域比例相等，视角特性对称。通过如图所示的结 构，显然改善了半色调期间的响应速度。下面，参照图108至图111 说明其原理。
图108是表示用于测定由突起间隔产生的响应速度和透射率变 化所制作的屏的结构的图。突起20A和20B的高度为1.5nm，宽度 为10nm，液晶层的厚度为3.5pm。突起一方的间隙dl为20nm, 测定改变其它间隙d2，在与半色调对应的OV和3V间变化在电极 间外加的电压时的间隙dl和间隙d2区域的响应速度及透射率。
图109是表示上述测定的响应速度结果的曲线图。该曲线与抽 出图20所示的对象部分的情况相当。从图可以明白，随着间隙d2 变窄，响应时间下降。
图110 (1)表示以间隙d2为参数，变化外加电压时的透射率 变化。图110 (2)表示以间隙d2为参数，把电压从0V变化到3V 时的透射率变化。从图IIO可以明白，通过使突起间隙d2变小， 可大幅度地改善半色调的响应速度。但是，通过使突起间隙d2变 小，最大透射率下降。
图111 (1)是表示使各d2中的透射率的时间变化正规化的曲 线图，(2)是说明液晶取向变化的图。如图lll(l)所示，以透 射率达到最大透射率的90%的时间为打开响应时间，如果d2为 10nm时的打开响应时间为Tonl， d2为20nm时的打开响应时间为 Ton2， d2为30nm时的打开响应时间为Ton3，那么有Tonl< Ton2
〈Ton3的顺序。产生这种差的原因，如图111 (2)所示，在无外加 电压时只有突起附近的液晶与突起的斜面垂直地取向，离开突起的
液晶与电极垂直地取向。如果外加电压，液晶就倾斜，但倾斜在什 么方向则是相对于电极垂直轴360度方向的交替。突起附近的液晶 在无外加电压时预先取向，以此作为触发器，使突起间的液晶沿它 取向。这样，形成相同方向上取向的区域。因此，离突起越近，就 越高速地取向。
如上所述，在目前的VA方式的LCD中，黑色和白色间的响应 时间十分短，响应时间有问题的是半色调的响应时间。图107所示 结构的情况下，间隙d2''的较窄区域中的透射率在短时间内变化， 间隙d2'的较宽区域中的透射率慢慢变化。间隙d2''的区域比间隙 d2'区域窄，提供透射率的比例较小，但由于人眼具有对数的特性， 所以即使间隙d2''的较窄区域中的透射率稍稍变化，也能捕捉到比 较大的变化。因此，如果间隙d2''的较窄区域中的透射率在短时间 内变化，就会感到整体上陡峭地变化。
如上所述，按照第二十五实施例的屏，在不下降透射率中，可 明显改善半色调的响应速度。
图112是表示第二十六实施例的屏结构的图。如图所示，在第 二十六实施例中，在基板16、 17上按等节距设置突起20A和20B， 在其上形成电极12和13，但在突起20A和20B的一方斜面上不形 成电极，并且形成垂直取向膜。而且，把突起20A和20B形成的斜 面与未形成电极的斜面之间邻接配置。在未形成电极的斜面间的区 域中，液晶与该斜面垂直地取向，由此决定取向方向。再有，液晶 层中的电场在图中用虚线表示，由于液晶沿电场取向，所以未形成 电极的斜面附近的电场产生的取向方向与斜面产生的取向方向一 致。
另一方面，在电极形成的斜面间，斜面附近的液晶相对于斜面 垂直地取向，但该区域中的电场取向方向与斜面产生的取向方向不 同。因此，该区域的液晶，如果外加电压，那么除斜面附近外，均
沿电场取向。由此，两个区域中的取向方向相同，可得到单区域取 向。
在第二十六实施例的屏上有负的折射率的各向异性，图113表 示有关重叠与液晶屏的延迟相同的相位差滤光片时对比度的视角特 性。在整个较宽的视野角上可得到高对比度。再有，在把该屏装入 投影型投影器时，对比度系数变为300以上。再有，在把通常的TN 方式的LCD装入投影型投影器时，得到的对比度系数为100左右， 显然被大幅度地改善。
作为第一实施例等的区域矫正装置，在驱动设有突起的屏的情 况下，在栅极总线、数据总线的附近，可看见显示品质的劣化。显 然，这是由于在总线附近产生了不期望的微小区域，伴随它的产生， 液晶的取向被弄乱，响应速度下降的缘故。如果发生这样的混乱， 那么视角特性和颜色特性还会下降。在下面说明的第二十七实施例 中，解决这个问题。
图114是表示重复第一实施例所示的直线突起的图形例的图。
该突起图形按预定节距重复一定宽度一定高度的突起。因此，在图 114中，突起的宽度l和间隙m分别是固定值h和mL再有，对于
突起宽度来说，表示了在一块基板上形成的突起与在另一基板上形 成的突起宽度不同的例，但在每块基板上形成的突起宽度l是固定 的。此外，突起的高度h也是固定的。
图115是表示使用的液晶的光学各向异性的波长分散特性的 图。如图所示，显然越是短波长延迟An就变得越大。因此，按蓝(B) 象素、绿(G)象素、红(R)象素的顺序，延迟An变大，根据颜 色，产生通过液晶层期间的延迟An上的差。期望这种差尽可能较小。
图116是表示本发明第二十七实施例的突起图形的图。在第二 十七实施例中，在蓝(B)象素13B、绿(G)象素13G、红(R) 象素13R的各象素中，突起的宽度l相同，但突起的间隙m不同。 具体的m是B象素13B中为mi， G象素13B中为m2, R象素13R 中为m3， 并有m2> m3。
突起的间隙m越小，液晶分子受电场矢量的影响就越强，能够 抑制伴随驱动的电场矢量问题。图117是表示通过变化突起的间隙 测定外加电压与透射率关系结果的图，如果间隙m较大，那么由于 相应地增加了开孔率，所以透射率也提高。液晶的光学各向异性的 波长分散特性如图115所示，通过改变图116所示的各颜色象素中 突起的间隙m，能够使根据颜色通过液晶层期间的延迟An的差变 小，能够改善颜色特性。
图118是表示本发明第二十八实施例的突起图形的图。在第二 十八实施例中，在蓝(B)象素13B、绿(G)象素13G、红(R) 象素13R的各象素中，突起的间隙m相同，但突起的宽度l是不同 的值。效果与第二十七实施例相同。
图119是表示本发明第二十九实施例的突起图形的图。在第二 十九实施例中，在各象素内，突起的间隙为m，上侧和下侧的栅极 总线附近区域中变为较小的值im,在中央区域变成较大的值m2。 在栅极总线和数据总线等总线附近，利用伴随驱动的电场矢量，在 产生液晶分子倒向不适合显示状态区域的情况下，因此使显示品质 下降。在第二十九实施例中，在栅极总线附近的区域中，通过使突 起的间隙较窄，不易受到栅极总线产生的电场矢量的影响。由此， 可抑制不期望的区域的发生，提高显示品质。再有，如果使突起的 间隙较窄，那么由于其开孔率下降会变暗，所以从开孔率方面说， 突起的间隙较宽较好。通过形成第二十九实施例的突起图形，使开 孔率的下降在最小限度，能够减小栅极总线产生的电场矢量的影响。
图120是表示实际中卖现图119的第二十九实施例的突起图形 情况下的象素结构的图。
图121是表示本发明第三十实施例的突起列的图。如图所示， 在第三十实施例中，緩慢变化突起的高度。
图122是表示变化突起高度时的外加电压与透射率关系变化的 图，图123是表示变化突起高度时的外加电压与对比度系数关系变 化的图，图124是表示相对于突起高度的白色状态的透射率变化的
西，图125是表示相对于突起高度的黑色状态的透射率变化的图。 这些图表示形成突起的光刻胶的宽度和间隙分别为7.5nm和15jam， 单元厚度为3.5jim，光刻胶的高度为1.537^im、 1.600nm、 2.3099nm、 2.4486nm，用实验装置测定透射率和对比度系数的结果。
根据该结果，如果光刻胶变高，那么与其对应的白色状态(外 加5V时)透射率也增加。可以认为，这是由于担当使液晶倾斜的 辅助作用的突起较大，确实放倒液晶分子的缘故。在黑色状态(无 外加电压时)下的透射率(漏光)也是突起的高度越增加就越增加。
这是由于在使黑色水平下降的方向的作用不好的缘故。因此，由于 对比度(白色亮度/黑色亮度)是突起越高就越下降，所以作为突起 的材料，期望使用遮光材料，突起的高度不要过高。
总之，通过变化突起的高度，由于能够改变液晶的取向状态， 所以通过变化每个彩色象素中突起的高度，调整颜色特性，按照与 总线的距离，通过设定适当的突起高度，使更良好的显示成为可能。 例如，在r象素中使突起的高度较高，按G象素、b象素的顺序使 突起高度较小，在一象素内，在总线的附近，使突起的高度较高， 在中央部分使突起的高度较低。
再有，即使把突起的高度增加到与单元厚度相同的高度，可确 认画面显示能够大致没有问题。因此，使突起的高度与图126 (1) 所示的单元厚度相同，或如图126 (2)所示，在两块基板的相对位 置上设有突起，通过使这些高度的和与单元厚度相等，在突起上能 够起到屏隔板的作用。
图127是表示第三十一实施例的突起图形的图。其中，如图127
(i)所示，用侧面与基板(电极)成角e规定突起的侧面倾斜。把
该角度称为锥角。在第三十一实施例中，突起20的锥角e可设成如
图127 (2)所示的几个值。 一般来说，锥角e越大，液晶的倒入取 向状态就变得越好。因此，由于通过变化锥角e，能够改变液晶的取 向状态，所以通过变化各彩色象素的锥角e来调整颜色特性，按照与 总线的距离设定适当的锥角e，使良好的显示成为可能。例如，使r
象素中锥角e较大，按g象素、b象素的顺序使锥角e较小，同时在 一象素内，使总线附近的锥角e较大，使中央部分的锥角G较小。
如以上说明，由于通过变化突起的间隙、宽度、高度、锥角等， 变化突起的取向矫正力，所以在每个彩色象素或一象素内使这些条 件不同，在局部突起的取向矫正力上附加差别，使液晶的视角特性 和响应速度能够接近理想的状态。
如图115所示，液晶的延迟取决于波长。因此，说明通过着眼 与该特性，提高白色显示亮度，同时对所有彩色象素实现较高响应 速度的液晶屏的实施例。
首先，简单说明VA方式的波长依赖性。图128是表示在使用 带有负的各向异性介电常数的液晶(n型液晶)的垂直取向(VA) 方式的液晶显示屏中具有扭转角的情况下，因液晶层的扭转角的外 加电压产生的变化的图。在无外加电压时，在一方基板表面以90 度的方向取向，在另一基板表面以0度方向取向，进行90度扭转。 在该状态下如果外加电压，那么只有基板表面附近的液晶分子随着 基板表面的圆环面能量进行扭转，但除此以外的层上几乎不引起扭 转。因此，实质上未变成旋光(TN)模式，而变成双折射模式。图 129是表示相对于TN模式和双折射模式中延迟And变化的相对亮 度(透射率)变化的图。如图所示，与TN模式相比，对于液晶的 And,双折射模式显示出更陡峭的透射率特性。如上所述，在使用n 型液晶的垂直取向液晶中，以偏振板为正交棱镜，在无外加电压时 为黑色显示，在外加电压时为白色显示。
图130是表示各波长(R: 670nm, G: 550nm， B: 450nm) 中对应于And变化的透射率变化的图。根据该图，如果白色显示中 亮度变为最大的And，即透射率把相对于550nm波长的透射率设定 为最大And中液晶层的厚度，那么由于相对于450nm的透射率变得 过低，所以按薄于根据亮度最大求出的厚度设定液晶层的厚度，能 够抑制白色显示中的着色。因此，与TN模式相比，白色显示中的 亮度较暗，为了达到与TN模式的液晶显示屏同等的白色亮度，就
必须使背景光亮度变亮。但是，在背景光亮度变亮中必然使照明的 消耗功率变大，限定了屏的适用范围。此外，在重视白色亮度使液
晶层厚度变厚的情况下，与TN模式相比，由于相对于450nm的透 射率变得过低，所以存在白色显示中屏会附着黄色的问题。
另一方面，为了扩大视野范围，实施附加相位差滤光片，但如 果液晶层的厚度变厚，那么存在极化角(左右)方向的颜色变化变 大，即使相位差滤光片的延迟值相同，色差也会变得更大的问题。
因此，在第三十二实施例中，单独地设定各彩色象素的液晶层 厚度，以便在外加驱动电压时透射率变得最大。但是，如果液晶层 的厚度不同，那么在响应速度上会产生差，在进行动作显示的情况 下，不能正确地显示色调。因此，在每个彩色象素中以不同值设定 液晶层厚度的情况下，有必要有使液晶的响应速度均勻的手段。
图131是表示使液晶层在上述三种波长下获得最大透射率所设 定的液晶层And的情况下，相对于突起或缝隙的液晶响应速度变化 的图。液晶响应速度随着液晶层厚度变厚下降。在使用突起控制取 向的VA方式的LCD屏中，液晶响应速度依据突起的介电常数、突 起形状、突起的间隙等变化，但如果介电常数、突起形状、突起高 度一定，那么突起的间隙越窄，响应速度就越快。在图131中，可 以明白，例如，使液晶的响应速度为25ms,那么必须按在R象素 中20nm、 G象素中25nm、 B象素中3(Him来设定突起或缝隙的间 隙。
此外，图132是表示相对于突起或缝隙的间隙的开孔率变化的 图。根据图131，在按R象素中20nm、 G象素中25nm、 B象素中 30nm设定突起或缝隙的间隙的情况下，各自透射率变为80%、 83.3%、 85.7%,在透射率上产生了差。
考虑以上各点，在第三十二实施例中，单独地设定各彩色象素 的液晶层厚度，以便使外加驱动电压时透射率变得最大，同时调整 突起的间隙，使各彩色象素中的响应速度一致，而且改变各彩色象 素的面积，以便使透射率一致。
图133是表示第三十二实施例的屏结构的图。如图所示，在两 块基板16、 17上设有R象素部分无厚度，G象素部分为0.55nm厚 度，B象素部分厚度为0.55nm的构件71。该厚度是根据在使用n 型液晶的VA方式的双折射模式中延迟算出的最佳条件。而且，突 起20A的高度在R象素中为2.45nm，在G象素中为1.9pm,在B 象素中为1.4nm。并且，突起的间隙在R象素中为20nm，在G象 素中为25nm,在B象素中为30nm。再有，B象素:G象素:R象素 的面积比为1:1.03:1.07。也就是说，象素面积有R象素〉G象素〉B 象素的顺序。
构件71使用丙烯基树脂，在涂敷使B象素中达到1.4n厚度的 光刻胶上，用光刻构成宽度5nm的突起。在它上面，涂敷垂直取向 膜，散布3.6pm的隔板，形成粘接密封，在密封硬化后进行液晶的 注入。这样，液晶层的厚度在R象素中变为5.7nm，在G象素中变 为4.6nm，在B象素中变为3.6pm。
图134是表示在CF基板16上形成突起，在TFT基板17的象 素电极13上形成缝隙21的第三十二实施例的变形例的屏结构图。 在该变形例中，在CF基板16上，设有R象素部分无厚度，G象 素部分为l.lpm厚度，B象素部分的厚度为2.1nm的丙烯基系树脂 的构件71。在它上面，在涂敷使B象素中达到1.4p厚度的光刻胶上， 用光刻构成宽度5pm的突起。由此，突起的高度在R象素中变为 3.5nm,在G象素中变为2.5nm,在B象素中变为1.4pm。突起20A 与缝隙的间隙在R象素中为2(Him，在G象素中为25nm，在B象 素中为30nm。 B象素:G象素:R象素的面积比为1:1.03:1.07。
把以上制成的第三十二实施例和其变形例的屏附加与G象素液 晶层And—致的双轴相位差滤光片(延迟值320nm)，测定屏透射 率、视野角、极化角方向(0度-80度)的色差。图252表示其结果。 再有，在图252中，用实施例A表示第三十二实施例，用实施例B 表示变形例，把改变液晶层厚度的以往例中的测定结果作为参考值 来表示。
从图252可以明白，为了提高如以往例1所示的透射率，如果 使液晶层的厚度变厚，那么由于要尽量使正面的透射率(亮度)提 高，极化角方向上光路长变长，所以角波长的透射率变动较大，色 差变得较大。对此，在第三十二实施例和其变形例的屏中，为了使 液晶的响应速度均匀化，使突起或缝隙的间隙在R象素和G象素中 变窄，开孔率较低部分的透射率比以往例2下降。但是，由于设定 了各自液晶层的厚度，使外加驱动电压时(白色显示)的透射率变 得最大，所以在极化角方向的色差变得较小。
按照第三十二实施例和其变形例的屏，在较宽的视野角范围中 能够使屏不着色，能够使白色亮度达到TN模式的一般亮度。此外， 由于按照液晶层的厚度均匀化液晶响应速度，所以即使在进行动画 显示的情况下，也可获得颜色再现性较好的显示。
下面，说明突起的制作形状。
在CF基板16和TFT基板17的电极12、 13上形成突起的情 况下，在ITO膜中形成电极后，可考虑涂敷光刻胶，用光刻进行构 图。按照该方法，由于是用公知技术制作，所以这里省略说明。
用上述方法制作突起的情况下，必须另外设置用于形成突起图 形的工序。如果原样利用以往的工序，在TFT基板上能够形成突起 的话，那么可防止工序的增加。在形成绝缘性突起的情况下，可考 虑再次构图以往工序中使用的绝缘层，残留突起图形；在形成导电 性突起的情况下，可考虑再次构图以往工序中使用的导电层，残留 突起图形。
图135是表示第三十三实施例的TFT基板结构的图。在第三十 三实施例中，是利用以往工序中使用的绝缘层形成绝缘性突起的结 构。在该结构中，首先形成ITO电极13，在其上形成绝缘层，除 去ITO电极13的部分。此时，突起68的部分留存。而且，形成栅 极电极31，并且形成绝缘层，除去必要部分以外的部分，但如果此 时突起的厚度是必要的，那么留存突起68部分。随后，与以往同样， 形成数据总线和TFT。图中，参考序号41是漏电极(数据总线)， 65是沟道保护膜，66是用于分离元件的布线层，67是晶体管的工 作层。ITO电极13和源电极由孔连接。
图136是第三十三实施例中制作的突起图形的例，(l)是用于 形成两个取向分隔区域的直线状的平行突起，(2)用于形成四个取 向分隔区域的锯齿形的突起。图中，参考序号68所示的部分与突起 相当，69相当于象素部分。
图137是表示第三十四实施例的屏结构的图。在第三十四实施 例中，是利用以往工序中使用的导电层形成导电性突起的结构。在 该结构中，首先形成用于遮光TFT的TFT遮光金属层70,在其上 形成绝缘层，并且形成ITO电极13。再有，形成绝缘层，形成数 据总线和TFT的源41、漏42，在其上形成绝缘层72。而且，形成 栅极电极31的层，除栅极电极部分外除去该层，但此时留存突起部 分20B。
图138是第三十四实施例中制作的突起图形的例，图138 (1) 是用于形成两个取向分隔区域的直线状的平行突起，图138 (2)用 于形成四个取向分隔区域的锯齿形的突起。图中，参考序号20所示 的部分与突起相当。参考序号35是C，电极。CS电极35沿象素电 极的边缘延伸，以起到黑色矩阵的作用'，但与突起20B分离。这是 由于CS电极35变为相对于象素电极(ITO电极)13的电压，但 如果在突起20B上外加电压，就会在液晶的取向方向上产生不良影 响的缘故。
图139是表示制作第三十五实施例的屏的TFT基板的工序图。 如图139 (1)所示，在玻璃基板17上构图栅极电极31。接着，顺 序形成SiNx层40、非晶硅(a-Si)层72、 SiNx层65。而且，如图 139(2)所示，仅留存SiNx层65的沟道保护膜部分，腐蚀到a-Si 层72。而且，形成n+a-Si层和与数据总线、源41、漏42相当的 Ti/Al/Ti层，在构图中进行腐蚀，以便仅留存与数据总线、源41、 漏42相当的部分。如图139(4)所示，在形成与最终保护膜43相 当的SiNx层后，留存绝缘上必要部分和突起相当的部分43B、 40R，
腐蚀到玻璃基板17的表面。此时，还同时形成源电极41与象素电 极的接触孔。此时，源电极41变为腐蚀阀。而且，形成ITO电极 并构图，形成象素电极13。因此，突起的高度变为SiNx层40和最 终保护膜43之和。
图140是表示第三十五实施例的屏的变形例结构的图，在腐蚀 与最终保护膜43对应的SiNx层时，腐蚀至SiNx层40的上面。因 此，突起的高度为最终保护膜43的厚度。
图141是表示制作第三十六实施例的屏的TFT基板工序的图。 如图(l)所示，在玻璃基板17上构图栅极电极31。接着，形成ITO 电极层并构图，形成象素电极13。如图(2)所示，顺序形成SiNx 层40、非晶硅(a-Si)层72、 SiNx层65。而且，仅留存SiNx层 65的沟道保护膜部分，并腐蚀至a-Si层72。而且，形成n+a-Si层。 如图(3)所示，留存与必要部分和突起对应的部分40B,并腐蚀至 象素电极13的表面。如图(4)所示，形成与数据总线、源41、漏 42对应的Ti/Al/Ti层，并进行构图，以便仅留存与数据总线、源41、 漏42对应的部分。而且，掩模数据总线、源41、漏42并腐蚀n+a-Si 层和a-Si72。如图(5)所示，在形成对应于最终保护膜43的SiNx 层后，留存绝缘上必要的部分和与突起对应于的部分43B、 40B, 并腐蚀至象素电极13的表面。
以上，说明了 TFT基板17侧的突起20B制作的实施例，但对 应TFT基板17的结构有各种变形例。总之，通过与TFT17的其它 部分工序处理的共用制作突起，能够降低制造成本。
如前面的说明，由于与因斜面产生的取向矫正方向和突起部分 的电场产生的取向矫正方向一致，所以在电极上设置的介电体突起 具有获得稳定取向的优点。但是，由于突起是电极上设置的介电体， 在其上形成取向膜，所以在一对电极间液晶单元内变为非对称结构， 随着外加电压，电荷容易积存。因此，存在留存的DC电压变高， 即发生称为'晒印，现象的问题。
图142是表示电极上的介电体厚度与残留DC电压的大小的关
系的图，(l)表示其关系的曲线，(2)表示对应于介电体厚度部
分和引起'晒印，的场所。垂直取向膜22也是介电体，如图142(2) 所示，突起的高度与垂直取向膜22的和与介电体的厚度d相当。 如图142 (1)所示，随着d的增加，残留的DC电压也增加。因此， 在如图142 (2)所示的突起20部分容易发生晒印。这与图95的第 十八实施例所示的在电极上用介电体形成凹槽的情况相同。在下面 说明的第三十七实施例中，不会发生这样的问题。
图143是表示第三十七实施例的突起结构的图，(l)是突起 20的透视图，(2)是剖面图。如图所示，突起20有7nm的宽度， 上面的宽度为5nm左右，高度为1 1.5nm左右。在它上面设有多 个微细孔。该微细孔的直径为2pm。
图144是表示带有上述微细孔的突起(CF基板侧)的制作情况 的图。如图(l)所示，清洗形成ITO膜的相对电极12的玻璃基板。 如图(2)所示，在它上面涂敷感光树脂(光刻胶)，经烘烤形成光 刻胶层351。如图(3)所示，粘接膝光透射突起以外的部分和孔部 分的掩模图形352。对它进行显象，得到(4)所示的突起20。再次 进行烘烤，收缩突起20，使(5)所示的侧面变为斜面。
组装上述那样的在突起上形成微细孔的基板和未形成微细孔的 基板，用闪烁法测定残留DC电压时(DC: 3V, AC: 2.5V，温度 50匸，DC外加时间IO分钟)，形成微细孔的情况下为0.9V,未形 成微细孔的情况下为0.25V。这样，由于使残留DC电压降低，所 以不容易造成晒印。液晶分子在突起等的斜面上垂直地取向，在电 场中垂直地取向。但是，可以明白，如果上述微细孔的程度变小， 那么突起的间隔相对于微细部分的斜面就不进行取向。因此，在突 起的上面部分，接受由两侧的斜面产生的取向影响，随它取向。
图145是表示笫三十八实施例的突起结构的图，在第三十八实 施例中，在TFT基板侧7.5nm宽度的突起20下，设有宽度3nm的 厚度较浅的沟。而且，在突起20B下，设有正交性的遮光层34。这 样的突起20B能够用与第三十七实施例同样的方法制作。用第三十 八实施例的突起结构测定残留DC电压的结果为O.IV，可得到与第 三十七实施例相同程度的结果。
在第三十八实施例的突起结构中，如图所示，在无外加电压时
沟的部分中，液晶分子未取向在与基板垂直的方向上，垂直取向性 有劣化，但由于设有遮光膜34，对该部分取向异常产生的漏光进行 遮光，所以对比度不会下降。
下面，调查用光刻胶制作的突起剖面形状。通常，光刻胶在构 图后就如图146 (1)所示的剖面形状。但是，在本发明方式的情况 下，作为剖面形状，可得到多少带有平緩倾斜的比圃锥状体(圃柱) 剖面更稳定的取向。其中，以200C烧结构图后的基板，使光刻胶 的剖面形状按如图146 (2)所示形状变化。图147是表示变化烧结 构图后的光刻胶的温度时，光刻胶剖面形状变化的图。即使把烧结 温度提高到150t:，剖面形状以上的变化也较小。
用200t:烧结光刻胶，除变化光刻胶的剖面形状以外，还有其 它重要的理由。其理由是，试作中使用的光刻胶仅进行通常的烧结 处理(135t:， 40分钟)，可能会与取向膜溶剂反应并溶解。在本 实施例中，在取向膜形成前，事先以充分高的温度烧结光刻胶，防 止与取向膜的反应。
再有，在第一实施例等至此说明的突起和作成例中，以20ox: 烧结光刻胶，并把光刻胶的剖面形状变成圆锥体状，至此说明的数 据也是圆锥体状剖面形状的突起图形产生的数据。
在上述例中，用烧结温度把光刻胶的剖面形状变成圃锥体状(圆
柱体)，但利用光刻胶的镨线宽度，可变为自然的圆锥体状。图148 是表示光刻胶语线宽度与剖面形状关系的图。镨线宽度为5pm左 右，就变为期望的自然圆锥体状。因此，如果谱线宽度为7nm左右， 就可认为可获得自然圆锥体状的光刻胶。在目前的装置中，可考虑 利用谱线宽度为5nm的曝光装置的性能，具有亚微细粒的谱线宽度 的原理上相同的取向。
如果使用JSR公司制造的TFT平坦化剂HRC-135等正型光刻
胶生成突起，那么其表面与垂直取向膜材料的浸润性不充分，可能 不沾涂敷的垂直取向膜的材料，发生在突起的表面上未形成垂直取
向膜的问题。图8是作为区域矫正装置使用突起情况下的屏剖面图， 是表示突起部分状况的图。如图149 (1)所示，在基板16、 17上 形成彩色滤光片和总线等，并且形成ITO电极12、 13。在其上形 成突起20A和20B，在包括突起20A和20B的ITO电极12、 13上 涂敷垂直取向膜22的材料。但是，突起20A和20B的光刻胶的表 面与垂直取向膜材料的浸润性不充分，如图8(2)所示，可能不沾 涂敷的垂直取向膜的材料，发生在突起20A和20B的表面上未形成 垂直取向膜的问题。在第三十九实施例中，要解决这样的问题。
在第三十九实施例中，进行突起表面处理，以便使垂直取向膜 的材料容易附着在突起的表面。在进行使垂直取向膜的材料容易附
着在突起表面的处理中，可考虑在突起表面上形成微细的凹凸来提 高取向膜材料的涂敷性，或提高与突起表面的垂直取向膜材料的浸 润性。如果在突起的表面上形成微细的凹凸，具体地说，通过在凹 部积存取向膜的材料液，可降低突起表面的取向膜材料的鼓包。作 为凹凸的形成方法，有化学处理和物理处理方法，作为化学处理， 灰浆化处理较有效。
图150是说明第三十九实施例的突起制作方法一例的图，以使 用灰浆化处理为例。如图150(1)所示，在电极13(此情况下是象 素电极13,但也可以是相对电极)上使用上述光刻胶形成突起20。 例如，突起20有宽度为10jim，高度为1.5nm的条紋状。对它进行 退火处理，使剖面为圆锥体状。把该基板用公知的等离子体研磨灰 浆化处理突起表面。通过这样的等离子体研磨处理，在突起表面形 成如图150 (2)所示的微细凹槽。把这样得到的基板清洗、干燥， 使用印刷机涂敷垂直取向材料。此时，利用突起上形成的凹凸效果， 不会导致取向材料的鼓包，，在如图150 (3)所示的整个突起面上 形成垂直取向膜。随后，进入与通常多区域VA方式同样的处理工 序。这样得到的液晶显示装置，没有因取向膜的鼓包造成的显示不
良，具有良好的显示特性。
作为灰浆化处理，还有其它的臭氧研磨处理，可获得与等离子 体研磨处理同样的效果。
作为形成物理上凹凸的方法，在突起的退火处理后，使用基板 清洗机，毛刷清洗基板。由此，在突起上形成筋状的凹凸。作为形
成物理上凹凸的方法，有另外在如图151 (1)所示的表面上用带有 纤维211的研磨滚轮210进行研磨，在突起20形成的基板上按压(2 ) 所示的有凹凸的滚轮213，复制滚轮213的凹凸的方法。
图152是说明作为提高与突起表面的垂直取向膜材料的浸润性 处理的照射紫外线处理的图。如至此的说明，在基板上用光刻胶形 成与图150同样的突起20。在该基板上使用受激UV照射装置，在 氣浓度20%以上的环境下以1000mJ/cm2的照射量照射主波长 172nm的紫外线。由此，提高基板与相对于突起上的垂直取向膜材 料的浸润性。清洗、干燥这样得到的基板，使用印刷机涂敷垂直取 向材料。此时，利用由紫外线改善浸润性的效果，不会引起取向材 料的鼓包，在整个突起的表面形成垂直取向膜。随后，进入与通常 多区域VA方式同样的处理工序。这样得到的液晶显示装置，没有 因取向膜的鼓包造成的显示不良，具有良好的显示特性。
图153是表示在用光刻胶形成的突起上变化紫外线条件时垂直 取向膜材料的鼓包率变化的曲线。图153 (1)是表示波长和照射量 与鼓包率关系的曲线。紫外线的波长在200nm以下时较有效，在该 波长以上的情况下，改善的效果极小。此外，紫外线的波长在200nm 以下时，使用1000mJ/cn^的照射量不发生鼓包。图153 (2 )是表 示以1000mJ/cm2照射波长200 nm以下紫外线时氧浓度与鼓包率的 关系的曲线。在氧浓度较低的环境下，由于未发生大量的臭氧，可 认为改善效果较小。因此，期望在氧浓度20%以上的环境下以 1000mJ/cm2以上的照射量照射波长200 nm以下紫外线。
作为产生波长200nm以下紫外线的装置，除上述受激UV照射 装置外，还有低压水银灯，使用它也可以。
此外，在上述处理中，在紫外线照射后进行基板清洗和干燥， 但在基板清洗和干燥后进行紫外线照射也可以。这种情况下，由于 在取向膜印刷前进行紫外线的照射，所以能够防止照射后放置和清 洗造成的浸润性改善效果的降低。
此外，在取向膜的涂敷前，如果涂敷硅烷耦合剂、取向膜溶剂 等形成取向膜，那么可大幅度地改善突起上的鼓包。具体地说，通
过烘烤(退火)处理基板，把突起的形状变成图146所示的圆锥体 型。清洗该基板后，使用旋转器涂敷己烷甲基乙硅烷(HMDS)。 之后，使用印刷机涂敷垂直取向材料。由此，在突起的表面良好地 形成垂直取向膜。再有，以涂敷N-甲基吡咯烷酮(NMP )代替HMDS 也可以。而且，在密闭的NMP气氛内进行垂直取向膜的印刷，也 能够在突起的表面上良好地形成垂直取向膜。再有，作为垂直取向 膜形成前涂敷的溶剂，除此之外还有多种，例如，能够使用作为垂 直取向膜溶剂的Y-丁内酯、丁基溶纤剂等。
图154是说明第三十九实施例突起制作方法一例的图，是用分 散微粒子材料形成突起的例子(CF基板侧的例子)。如图154 (1) 所示，把混入5~20%的粒径为0.5jim以下的铝微粒357的正型感光 性树脂355 (光刻胶)涂敷在电极12上。如图154(2)所示，随后 使用、瀑光并显象遮光突起部分的光掩模356。而且，进行烘烤， 可得到如图154(3)所示的突起20A。在该突起20A的表面上使铝 微粒357突出，同时形成铝微粒357脱落的孔，在表面上形成微细 的凹凸。因此，提高了涂敷垂直取向膜时的浸润性。
在上述例中，在使突起表面的凹凸较多时，在光刻胶中增加混 入铝微粒的比例是必要的，但如果铝微粒的比例超过20%，那么光 刻胶的感光性下降，就不能由瀑光进行构图。图155是表示使突起 表面的凹凸较多的必要情况下的突起制作方法的图。
如图155 (1)所示，在电极12上涂敷按较大比例混入粒径为 0.5jLim以下的铝微粒357的非感光性树脂。并且，如图155(2)所 示，在其表面上涂敷光刻胶，使用、膝光并显象遮光突起部分的光掩模358。由此，由于仅残留对应光掩模358部分的光刻胶，所以 进行腐蚀，就除去除突起部分以外的非感光性树脂。而且，进行烘 烤，可得到如图155 (3)所示的突起20A。在该突起20A的表面上 同样形成凹凸，但由于混入的铝微粒357的比例较大，所以形成多 个凹凸，比图154例更进一步地提高涂敷垂直取向膜情况下的浸润 性。
图156是表示由微粒子在突起表面形成凹凸的其它制作方法的 图。在该例中，在电极12的表面上涂敷光刻胶360后，散布铝微粒 361，粘接在光刻胶360的表面上，随后进行预烘烤。之后，与以往 同样，如果对突起进行构图，可得到如图156(2)所示的突起20A。 如果清洗它，那么在突起20A的表面，由于存在铝微粒361,同时 存在铝微粒361脱落的孔，所以形成凹凸。
图157是说明第三十九实施例中突起制作方法一例的图，表示 使突起材料发泡形成表面上凹凸的例子。例如在PGMEA (丙二醇 甲基醚醋酸酯)等溶剂溶化后，用旋转器等涂敷形成突起20A的光 刻胶。随后，按60t:进行预烘烤(预固化)。在该状态下，在光刻 胶中残留大量的溶剂。对它通过掩模膝光和显象进行构图。
以往，如图158中虚线所示，在清洁烘箱内用IO分钟緩慢上升 到200t:，在该状态下保持75分钟以上后，用10分钟降到常温。 对此，在本实施例中，装载在200"C的热板上加热IO分钟。此时， 基板的温度上升到200"C约需要1分钟。随后，经10分钟冷却返回 常温。这样，如果进行急加热，如图157 (1)所示的光刻胶内的溶 剂经突沸在内部产生泡362。该泡362如图157 (2)所示，从突起 20的表面向外部放出上述泡。此时在突起的表面上形成发泡痕迹 363，产生凹凸。
再有，如果在涂敷前搅拌溶剂中溶解的光刻胶，在光刻胶中导 入气泡，那么使由急加热光刻胶时产生的发泡变得容易。此外，一 边导入氮气和碳酸气体等一边进行搅拌也可以。由此，由于气体的 气泡被导入光刻胶中，同时一部分气体溶解在溶剂中，所以使加热
时的发泡性增加。此外，混合放出光刻胶中按120 200X:左右进行
脱水的结晶水和客体溶剂的包接化合物也可以。由此，由于加热时 从结晶水中水放出水变为水蒸气，放出客体溶剂，所以变得更容易 发泡。此外，在光刻胶中混入吸附溶剂或气体的氧化硅胶也可以。 由此，由于加热时放出氧化硅胶中吸附的溶剂或气体，所以更容易 发泡。再有，混入的固形材料的大小必须在突起高度和宽度以下， 为了达到那样的大小要预先进行粉碎。
在第三十七实施例中，在突起上设有微细孔，在第三十八实施 例中，在突起上设有沟，但利用这样的结构，在突起的表面上还容
易形成垂直取向膜。图159是表示制作带有第三十八实施例结构的 其它方法的图。
如图159 (1)所示，使用在正交透镜的作成中使用的光刻胶， 靠近形成突起365和366。该光刻胶能够改变因光的照射强度、烧 结(烘烤)温度、组成等产生的构图形状，通过设定适当的烧结条 件，使突起崩溃如图159 (2)所示。随后，如果涂敷垂直取向膜， 那么如图159 (3)所示，由于突起20A的中央部分凹陷，所以良好 地形成垂直取向膜22。在按1.5nm的厚度涂敷上述材料后，构图突 起365和266，使宽度变为3nm,突起的间隔变为lnm。而且，在 1801C下进行10分钟至30分钟的烘烤。由此，融合两个突起，如图 159 (2)所示。通过控制烘烤的时间，得到期望的形状。如果突起 365和266的高度为0.5拜至5拜，宽度为2拜至IO拜，间隔为 0.5nm至5nm的范围，那么融合两个突起，但如果突起的高度在5nm 以上，那么就影响单元厚度(液晶层的厚度)，在注入液晶上产生 妨碍。此外，如果突起的宽度在2jxm以下，那么突起的取向矫正力 会下降。而且，如果突起的间隔在5nm以上，那么融合两个突起就 较难，而如果在0.5nm以下，，那么在中央部分就没有凹槽。
以上，说明了第三十九实施例中相对于突起的取向膜材料的浸 润性的改善处理，但突起是哪种图形都可以，剖面形状也不必是圆 锥体型。而且，形成突起的材料也不限于光刻胶，只要能够形成期
望形状的突起就可以。而且，如果考虑到在随后的处理中形成化学 的或物理的凹凸，那么作为材质，不易软剥离的可研磨的材质较合 适。作为适合该条件的材料，有光刻胶、黑色矩阵树脂、彩色滤光 片树脂、涂层树脂、聚酰亚胺等树脂材料较合适。此外，如果有这
样的有机材料，那么利用研磨和uv照射，表面的改良(处理)就
有可能。
按以上说明，在第三十九实施例中，由于改善了相对于突起表 面的取向膜材料的浸润性，所以能够防止在突起表面上未形成取向 膜的故障，提高显示品质，同时提高良品率。
以往，为了防止由通过各象素间部分的漏光产生的对比度的下
降，在各象素的周边部分进行设置黑色矩阵。图160是表示设有黑 色矩阵的以往例的屏结构的图。如图所示，在彩色滤光片(CF)基 板上，相对于RGB象素形成R(红)滤光片39R、 G(绿)滤光片 39G、 B (蓝)滤光片39B,在其上形成ITO电极12。而且，在各 RGB象素的交界部分形成黑色矩阵34。在TFT基板17上，与ITO 电极12 —起形成数据总线、栅极总线或TFT元件33。在两块基板 16和17之间，设置液晶层3。
图161是表示本发明第四十实施例的屏结构的图，图162是表 示第四十实施例的象素中突起图形的图。如图所示，在CF基板16 上形成R滤光片39R、 G滤光片39G和B滤光片39B。在图161 中虽未示出，但如图162所示，在CF基板16上形成笫一实施例的 液晶屏中设置的取向控制用的突起20A。该突起20A用遮光性材料 制成。在各象素的周边部分设有突起61，该突起61也预先用遮光 性材料制成，具有黑色矩阵的功能。因此，不必象以往例那样形成 黑色矩阵34。具有该黑色矩阵功能的突起61能够与突起20A同时 形成，如果使用这样的制作方法，能够省去CF基板16作成时的黑 色矩阵作成工序。再有，参考序号62是各象素的TFT部分，设有 突起61也便于遮光该部分。
再有，在图161中，在CF基板侧设有突起20A和61，但在 TFT基板17侧i殳置突起20A和61两者也可以。由此，不必考虑 CF基板16与TFT基板粘接的错位，能够使屏的开孔率和粘接工序 的良品率有飞跃性地提高。在CF基板16侧设有黑色矩阵的情况下， 如果设计完全相同的TFT基板17的ITO电极13和CF基板16的 开孔部分(无黑色矩阵的部分)，那么在屏制造工序中发生粘接错 位的情况下，错位场所会引起漏光，不能获得正常的显示。通常， 无论使用怎样高精度的粘接装置，累计误差都在士5nm左右。因此， 考虑到这部分的差额，通过较小地设计黑色矩阵的开孔，就不会发 生这样的问题。也就是说，由TFT基板17侧的ITO电极13到达 5~10nm左右的内侧，以覆盖黑色矩阵。如果在TFT基板17侧设 置突起61，那么由于不受粘接错位产生的影响，所以能够最大限度 地提高开孔率。其效果是，屏的象素变得越小，那么清晰度就越提 高，变得很大。例如，在本实施例中，使用象素ITO电极的尺寸为 宽80jim，长240nm的基板，但如果是以往的方式，那么由于要得 到每5nm的余地，所以变为宽70nm，长230pm的开孔，象素的开 孔面积为16100nm2。与此相对，在本实施例中，象素的开孔面积为 19200nm2，开孔率改善为以往方式的约1.2倍。假如是该屏两倍清 晰度的显示器，那么电极的尺寸为宽40pm，长120nm，如果是以 往方式，那么象素的开孔面积为3300nm2;按照本实施例，象素的 开孔面积为4800nm2，约改善为1.5倍。这样，清晰度约提高就越 有效。
图163是表示第四十一实施例的黑色矩阵(BM)图形的图。如 前所述，在区域矫正装置的部分产生漏光。如上所述，也可考虑利 用在突起顶上附近存在的90'方位角不同的微小区域，但在突起的 顶上附近，不能得到稳定的取向时会产生漏光。因此，为了提高对 比度等，期望遮光区域矫正装置的部分。在遮光突起部分中，可考 虑用遮光材料形成突起，但第四十一实施例是用黑色矩阵(BM) 遮光区域矫正装置部分。
如前所述，为了遮光TFT和单元电极及总线的边界部分的漏光
使用BM34,但在第四十一实施例中，在区域矫正装置部分也设有 该BM。由此，能够遮光区域矫正装置部分的漏光，使对比度提高。
图164是第四十一实施例的屏的剖面图。如图所示，对应于突 起20A和20B、 TFT33、总线(这里仅示出了栅极总线31)和单元 电极13的间隙，设有BM34。
图165是第四十二实施例的象素图形。以往，显示象素大致为 正方形，把邻接列的显示象素按错位显示象素的排列节距的1/2排 列的三角形排列是已知的。在彩色液晶显示装置的情况下，形成按 相互邻接的三个象素13B、 13G、 13R为一组的彩色象素群。由于 各象素为近似正方形的形状，所以与1比3的长方形的情况相比， 即使突起的间隙变得很小，也容易使各方位上取向分隔的液晶分子 的比例变得相等。这种情况下，数据总线能够沿象素的周缘锯齿状 地延伸。这样，在整个基板上形成连续的突起或凹槽列，并进行取 向分隔的情况下，三角形排列是非常有效的。
下面说明的第四十三实施例，是利用具有取向控制用突起或第 四十实施例的黑色矩阵功能的突起61作为隔板的实施例。如图18 所示，为了使两块基板间的距离(单元厚度)为预定值，使用隔板。 图166是表示以往例的屏结构的图，在象素的边界部分配置隔板45， 规定单元厚度。例如，隔板45是有预定直径的球。
图167是表示第四十三实施例的屏结构的图，(l)表示第四十 三实施例的屏结构，(2)表示其变形例。如图167 (1)所示，在 第四十三实施例的屏中，使象素周边部分设置的突起64达到单元厚 度，由突起64规定单元厚度。再有，在该图中，突起64形成在TFT 基板17侧，但形成在CF基板16侧也可以。利用构成这样的结构， 可不必设置隔板。再有，由于在该突起64部分没有液晶，所以在垂 直取向型的情况下，突起部分(单元保持部分)与外加电压无关， 时常变为黑色显示。因此，不必需要黑色矩阵，也不必用具有遮光 性的材料形成突起64,用透明材料制作它也可以。
图167 (1)所示的第四十三实施例中，用突起64规定了单元
厚度，但也可用突起的形成精度来左右单元厚度的精度，与使用隔 板的情况相比，精度会下降。实际上，按第十六实施例的情况制作
屏的结果，可把单元厚度的离散控制在土O.lnm以内，如果达到该 水平，就没有现状中存在的那种特殊问题，在必要的情况下不用面 对严密的单元厚度控制。图167 (2)所示的变形例是用于解决该问 题的结构。在图167 (2)所示的变形例中，在形成突起65的树脂 中混合涂敷隔板45，对它进行构图并形成突起。在该变形例中，虽 失去了不要隔板的第四十三实施例的优点，但却有能够不受突起图 形的形成精度左右来规定单元厚度的优点。实际上，在图167(2) 的情况下制作屏的结果，单元厚度能够达到土0.5nm的精度。此夕卜， 虽未改变必须有隔板，但由于在树脂中混入隔板，把隔板与突起的 树脂同时配置在单元上，所以在再次屏化工序中不必散布隔板，处 理工序不增加。
图168也是第四十三实施例的变形例的图，(l)是把图167(1) 的第四十三实施例中的突起64作为用遮光性材料制作的突起66, (2)是把图167 (2)的突起65作为用遮光性材料制作的突起67。 如前所述，在图167(1)和(2)中，用透明材料形成突起64或65, 这些突起可充分起到黑色矩阵功能的作用，但用遮光性材料形成它 的一方，可得到更完善的遮光性。
图169也是表示第四十三实施例的变形例的图，分别在CF基 板16上形成突起68，在TFT基板17上形成突起69，通过接触它 们来规定单元厚度。对于效果，与第四十三实施例和其变形例相同。
在第四十三实施例和其变形例中，用象素周边部分设置的突起 规定单元厚度，但取向控制用的突起，也能够例如用图162的突起 20A来规定单元厚度，
而且，在第四十实施例、第四十三实施例和第四十三实施例的 变形例中，形成遍及整个象素的周边部分的突起，但也可以仅在象 素周边部分的一部分形成突起。例如，用遮光性材料在各象素的 TFT部分，即仅在图162的参考序号62所示部分形成第四十一实
施例和第四十一实施例的突起61、 64~69。如前所述，在VA (Vertically Aligned)方式的ITO电极上不加电压时显示黑色的标 准黑色模式的屏中，即使省略了黑色矩阵，也几乎不会有漏光问题。 因此，按照本实施例，用遮光性树脂仅覆盖TFT的部分，而不必设 置在象素周边部分的漏总线、栅极总线上。此外，如上所述，如果 减去遮光部分，相应地有利于提高开孔率。仅在TFT部分形成突起 的结构也可以用于图167至图169所示的第四十一实施例和其变形 例中。
在第四十三实施例中，在黑色矩阵中具有隔板功能，但在没有 黑色矩阵和突起中没有隔板功能的情况下，与以往同样，在形成垂 直取向膜一方的基板上，散布与单元厚度相等直径的球状隔板后， 粘接另一基板。但是，如果在电极上形成突起，那么散布的隔板的 一部分就处于突起上的位置。如果使隔板的直径与没有突起情况的 单元厚度相等，那么由于突起上搭载的隔板，所以单元厚度变得比 期望值大。而且， 一旦在组装后的屏上施加来自外部的力，那么如 果隔板在突起上移动，所以仅该部分的单元厚度变大，会产生显示 不均等问题。在下面说明的第四十四实施例中，通过考虑突起的厚 度，预先减小隔板的直径，从而不产生这样的问题。
图170是表示第四十四实施例的屏结构的图，(l)表示组装前 的TFT基板17， ( 2 )表示组装前的CF基板16， ( 3 )表示组装 后的状态。如图170 (1)和(2)所示，在CF基板16的电极12 上形成突起20A，而且预先形成垂直取向膜22，在TFT基板17的 电极13上形成突起20B，并预先形成垂直取向膜22。突起20A和 20B有相同的高度lnm，从屏面观察时，是相互不交叉地进行组装。 单元厚度是4nm，塑料制成的隔板85的直径是从单元厚度中减去 突起的高度，为3nm。如图170 (1)所示，在TFT基板17上按 150 300个/mm2散布隔板85,粘接在TFT基板17上。如图170(3) 所示，使隔板85以某个概率处于突起20B上或20A下的位置。此 概率是相对于突起20A和20B部分的整体面积的比例。按照图170
(3)的状态，按处于突起20B上或20A下位置的隔板和突起的厚 度来矫正单元厚度。位于突起20A和20B以外部分的隔板45成为 对单元厚度无影响的浮置隔板。由于用突起20A和20B矫正单元厚 度，所以单元厚度基本上不会比期望值大。此外，在屏的使用中， 即使突起部分以外的隔板向突起部分移动，单元厚度也不变厚，即 使突起部分的隔板向突起部分移动，也只会变为浮置隔板。
图171是表示隔板的散布密度与单元厚度关系的图。如果使隔 板的散布密度为100 500个/mm2，那么单元厚度就在4^im ± 0.5nm 的范围。
下面，图173表示在屏上施加来自外部力的情况下产生的单元 厚度不均和隔板散布密度的实验结果。根据该结果，散布密度在150 个/mm2以下时，相对于外力容易产生不均，而在300 个/mm以上 时，相对于拉力容易产生不均。因此，散布密度最好为150 300个 /mm20
在液晶显示屏的制造工序中， 一边取入离子性杂质，同时液晶 中包含的离子和从取向膜及突起材料、密封材料等中不断熔出的离 子又不断混入液晶屏中。如果离子混入液晶屏中，那么为了使屏的 电阻率下降，就要把屏上外加的有效电压降低，成为发生显示不均 的原因。此外，离子的混入，还成为屏上发生显示晒印的原因，而 且还和电压保持率的下降有关。这样，由于离子混入屏中，会使液 晶屏的显示品质和可靠性下降。
因此，在至此的实施例中说明的区域矫正装置使用的电极上形 成的介电体突起中，期望设有离子吸附能力。在具有离子吸附能力 上有两种方法。 一种方法是照射紫外线，另一种方法是在突起材料 中添加有离子吸附能力的材料。
如杲照射紫外线，由于突起形成材料的表面能量上升，所以可 提高离子吸附能力。表面能量Y用表面能量的极性项yp和表面能量 的分散项Yd之和来表示。极性项是正交静功率产生的，分散项是依 据范德瓦尔斯(Vande Waals)力产生的。如果照射紫外线，可造
成结合能量较低部位的结合切断，而切断的地方与空气中的氧结合。 由此，表面的极化率增加，极性项变大，表面能量增大。如果分极 的程度增加，那么使离子容易被吸附在表面上。也就是说，通过照 射紫外线，可使突起表面具有离子吸附能力。在照射紫外线时，对 突起仅进行有选择地照射就可以，但由于与基板表面的结合比还容 易切断突起形成材料的结合方，所以即使在整个屏表面照射紫外线， 也只有突起变得具有离子吸附能力。在照射紫外线后，形成垂直取 向膜。
作为具有离子吸附能力的材料，已知有离子交换树脂、螯合剂、 硅烷耦合剂、氧化硅胶、铝、沸石等，其中，由于离子交换树脂进 行离子交换，所以作为杂质补充最初存在的离子，但由于放出替代 它的其它离子，所以不适合添加在突起形成材料中。在具有螯合形 成能力的材料中，由于没有放出替代离子，存在具有补充离子能力
的材料，所以期望使用这样的材料。作为这样的材料，有图173所 示化学式的冠醚和图174所示化学式的穴状配体。而且，铝和沸石 等无机材料也不放出离子，具有补充离子的能力。因此，使用这些 材料。再有，由于仅在一种离子吸附材料中限定了被吸附的离子种 类，所以组合使用吸附不同离子的材料也可以。
图253表示在正型光刻胶中，形成宽度7.5nm、高度1.5nm、 突起间的间隙15nm的突起列，进行保持上述各种离子吸附能力的 处理，测定制作的屏中初期离子密度和使用200小时后的离子密度 (单位pc)的结果。在图253中，在例C中照射1500mJ的紫外线， 在例D中添加0.5wt。/。的冠醚，在例E中添加沸石，在例F中添加 冠醚和沸石。再有，为了参考，表示了在不进行保持离子吸附能力 处理的情况下的比较例。在使用时，外加0.1Hz的IOV三角波，测 定时的温度为50X:。根据该结果，无论离子吸附能力的有无，离子 密度的初期值为大致相同的水平。但是，可以明白，200小时后的 离子密度在未进行处理时大幅度地增加，但如果进行处理，那么增 加就很少。
此外，对照射紫外线和未进行任何处理的样品进行实际上500
小时的运行试验时，在未进行处理情况下会发生晒印，而照射紫外 线的样品未发生晒印。
在第四十实施例中，披露了用黑色矩阵形成CF基板16侧的突 起图形的结构，后面会更详细地说明。
如前所述，如果能够利用以往工序在CF基板16上形成突起图 形，那么由于未追加新的工序，所以可以把用于突起图形形成的成 本抑制到最小限度。第四十五实施例是利用以往工序在CF基板16 上形成突起图形的实施例。
图175是表示第四十五实施例的CF基板结构的图。如图175 (l)所示，在第四十五实施例中，在CF基板16上把彩色滤光片 树脂(CF树脂)39R和39G (此外还有39B )形成在每个象素中。 而且，在其上用黑色矩阵、CF树脂、其它平坦化树脂等适当材料， 在预定位置形成突起图形50A，在它上面形成ITO(透明电极)12。 黑色矩阵的材料并未特别限定，但为了形成突起，达到某个厚度是 必要的，如果考虑到这些，期望使用树脂。
图175 (2)是表示第四十五实施例的CF基板的变形例的图， 在CF基板16上，用黑色矩阵、CF树脂、其它平坦化树脂等适当 材料，在预定位置形成突起图形50B。随后，如果形成CF树脂39R 和39G，那么突起部分由于重叠CF树脂，所以变得厚于原来的突 起。在它上面形成ITO (透明电极)12。
按照第四十五实施例的结构，在CF基板的错位位置也能够形 成突起。
图176是表示第四十六实施例的屏结构的图。在第四十六实施 例中，在CF基板16的象素周边部分，即CF树月旨39R、 39G、 39B 和黑色矩阵34的接缝部分形成突起50，在TFT基板17上该接缝 中间形成突起20B。因此，在CF基板16中，在各象素接缝的相对 的一组边上形成连续的突起，即形成直线状突起图形的情况下，在 TFT基板的象素中心附近形成平行与该突起图形的直线状突起图
形。此外，在CF基板16中各象素的所有接缝的边上形成连续突起 的情况下，由于变为图80和图81所示的图形，所以在TFT基板 17上，在象素中心附近形成四角锥状的突起。
按照第四十六实施例的屏结构，其结构能够有各种各样的状态。 下面，说明第四十六实施例的CF基板结构例。
从图177至图182,是表示笫四十六实施例的CF基板结构例的 图。在图177( 1 )中，在CF树脂39R和39G之间设有黑色矩阵(BM) 34，以比CF树脂厚来形成BM34，在其上形成ITO电极12。 BM34 的部分变为突起。这种情况下，期望也用树脂等形成BM34。
在图177(2)中，在CF基板12上用金属等形成较薄的BM34， 在其上用CF树脂39R、 39F形成彩色滤光片后，随后用CF树月旨 39R形成突起70，并形成ITO电极12。
在图178(1)中，在CF基板12上用金属等形成较薄的BM34, 在其上用CF树脂39R、 39F形成彩色滤光片后，用BM34和CF 树脂以外的树脂、例如在平坦化材料中使用的树脂形成突起71，随 后形成ITO电极12。这种情况下，与图177(1)同样，以厚于CF 树脂来形成平坦化材料。
在图178(2)中，用树脂等形成CF基板12上突起厚度部分的 BM34，在用可重叠在BM34上的CF树脂39R、 39G形成彩色滤光 片后，随后形成ITO电极12。重叠在BM34上的CF树脂部分作为 突起。
在图179(1)中，在CF基板12上用金属等形成较薄的BM34， 在其上形成CF树脂39R后，形成可重叠在CF树脂39R上的CF 树脂39G，随后形成ITO电极12。 CF树脂的重叠部分作为突起。 在突起部分上，由于有BM34,不能通过光，所以哪种彩色滤光片 树脂在上面都可以。按照该结构，由于在形成彩色滤光片的工序中 能够形成突起，所以工序没有增加。
在图179 ( 2 )中，按图177 (1)形成，使平坦化材料71与CF 树脂39R、 39G的一部分能够重叠。平坦化材料71与CF树脂重叠 的部分作为突起。由此，能够使平坦化材料71达到较薄的突起的高 度部分。
以上的结构是在突起上形成ITO电极，在电极上有突起的结构， 而下面说明在ITO电极上用绝缘材料形成突起的例子。
在图180中，在CF基板16上用CF树脂39R、 39G形成彩色 滤光片后，随后形成ITO电极12，在其上用BM34形成突起。这 种情况下工序也没有增加。
在图181 (1)中，在CF基板16上形成较薄的BM34后，形 成ITO电极12，在其上用CF树脂39R、 39G形成彩色滤光片。此 时，重叠CF树脂39R、 39G作为突起。这种情况下工序也没有增 加。
在图181 (2)中，在CF基板16上形成较薄的BM34后，在 其上用CF树脂39R、 39G形成彩色滤光片，随后形成ITO电极12, 在其上用平坦化材料形成突起50E。
在图182 (1)中，在CF基板16上形成ITO电极12后，在其 上用CF树脂39R、 39G形成彩色滤光片，用BM34形成突起。
在图182 (2)中，在CF基板16上形成较薄的BM34后，在 其上用CF树脂39R、 39G形成彩色滤光片，使平坦化材料50F表 面平坦。在其上形成ITO电极12，随后形成BM34，作为突起。
图183和图184是说明第四十七实施例中彩色滤光片(CF)基 板的制造工序的图。该CF基板有作为区域矫正装置的突起。
如图183 (1)所示，预备玻璃基板16。接着，如图183 (2) 所示，在玻璃基板16上涂敷1.3nm的负型的CF蓝色滤光片用树脂 (B树脂富士"》卜制造CB-7001) 39B'。如图183 (3)所示， 使用图示的光掩模370，按照光刻法，在蓝色(B)象素部分、BM 部分和突起20A部分形成B树脂。接着，如图183(4)所示，涂 敷红色滤光片用树脂(B树脂富士"》卜制造CR-7001 ) 39R'， 使用光掩模371，按照光刻法，在红色(R)象素部分、BM部分和 突起20A部分形成R树脂。再有，如图183(5)所示，涂敷绿色
滤光片用树脂(G树脂富士"7卜制造CG-7001 ) 39G'，使用光 掩模372，按照光刻法，在绿色(G)象素部分、BM部分和突起 20A部分形成G树脂。通过以上工序，与B、 G、 R的各象素部分 对应的彩色滤光片(CF)树脂仅形成一层，在BM部分和突起20A 上重叠形成三层B、 G和R树脂。B、 G和R树脂重叠三层的部分 变为几乎不透光的黑色部分。
接着，用旋转器涂敷约1.5nm的透明平坦化树脂(日立化成制 造HP-1009)，在230C的烘箱中进行一小时后焙烘后，由掩模濺 射成膜ITO膜。接着，如图183(6)所示，用旋转器涂敷约1.0~1.5nm 的黑色正型光刻胶(东京应化制造CFPR-BKP)后，进行预烘烤， 从玻璃基板16的背面穿过CF树脂，用包舍365nm波长的紫外线 进行1000mJ/mm2瀑光。B、 G和R树脂的三层重叠部分，由于紫 外线的透射率比其它部分低，所以未达到曝光的阈值。而且，如果 用碱性显象液进行显象，那么由于形成未膝光的BM34和突起20A， 所以在230X:的烘箱中进行一小时后焙烘。并且，形成垂直取向膜 22，完成CF基板。
图185是粘接完成如上述制作的CF基板16和TFT基板17的 液晶屏的剖面图。在TFT基板17上，作为区域矫正装置，在象素 电极13上设有缝隙21，在其上形成垂直取向膜22。参考序号40 是栅极保护膜和沟道保护膜。再有，在必须遮光的部分，重叠BM34 和B、 G及R三层树脂，遮光性是良好的。此外，CF基板16的突 起20A和TFT基板17的缝隙21分隔液晶的取向，可得到良好的 视角特性和较高的动作速度。
如以上的说明，在第四十七实施例中，在作为CF基板的区域 矫正装置形成突起20A和BM34的情况下，由于不必进行图形膝光， 能够由背面曝光来构图，所以突起20A和BM34的形成工序变得简 单，可降低成本，提高良品率。
再有，在第四十七实施例中，在CF的形成中使用颜料分散法， 但也同样适用于染色法和用腐蚀形成在聚酰亚胺中分散颜料的非感
光性光刻胶的情况，不必进行突起20A和BM34的构图。此外，在 第四十七实施例中，在突起20A和BM34部分重叠了三层CF树脂， 但如果适当地选择背面膝光时的照射光波长和照射能量，那么重叠 两层也可以。
在第四十七实施例中，在CF基板上未构图形成与BM同时作 为区域矫正装置的突起，但当然也适用于不形成突起仅形成BM的 情况。在第四十八实施例是按照与第四十七实施例同样的方法不形 成突起而形成BM的实施例。
图186是说明第四十八实施例中CF基板的制造工序的图，图 187是表示第四十八实施例的屏结构的图。
第四十八实施例，是在与突起对应的部分不重叠CF树脂，仅 在与BM对应的部分重叠CF，形成BM突起381。接着，不进行平 坦化，而是如图186 (1)所示，成膜ITO膜12，以预定的厚度、 例如涂敷约2.0nm 2.5nm的上述黑色正型光刻胶380。在其上通过 背面膝光显象，可得到在图186 (2)所示的BM381上重叠BM光 刻胶380的屏。用BM突起381和BM光刻胶380两者构成BM。
通过粘接这样的CF基板和TFT基板，制作如图187 (1)所示 的屏。图187 (2)是图187 (1)的虚线圆部分的放大图，BM光刻 胶380接触TFT基板17，用BM突起381和BM光刻胶380两者 规定基板间的距离。也就是说，BM突起381和BM光刻胶380起 到隔板的作用。
如以上说明，在第四十八实施例中，在不必对BM构图工序变 得简单方面，由于BM起到隔板的作用，所以不必设置隔板。再有， 在第四十八实施例中，使用正型光刻胶，由背面膝光不进行构图形 成BM，但如果按照光刻法，使用负型、正型两方的光刻胶也可以。 此外，即使不是黑色，由于作为区域矫正装置的突起和隔板的作用， 所以在第四十七实施例中当然也有效。
下面，说明在第四十八实施例中把重叠CF树脂的突起381原 样作为BM利用的例子。
图188是说明第四十八实施例的CF基板的制造工序的图，图 189是表示第四十八实施例的屏结构的图。
如图188(1)所示，在BM部分重叠三层CF树脂，形成几乎 不透光的突起381。接着，如图188(2)所示，用旋转器涂敷约1.5fim 的上述平坦化树脂，在230X:下进行一小时后焙烘后，形成ITO膜 12。而且，如图188(3)所示，涂敷约1.0~1.5nm的正型光刻胶('》 :/k 4 7 7 —>f—义卜公司制造SC-1811)，预干燥后用光刻法 形成突起20A。重叠三层的B、 G和R的CF树脂的突起381,由 于几乎不透光，所以起到BM的作用。把这样完成的CF基板16通 过粘接TFT基板16和隔板45，完成图189所示的屏。
根据第四十七实施例，在第四十九实施例中，说明了重叠CF
树脂形成BM的例子，^L夹持负型液晶的VA方式的液晶显示装置 有标准黑色，无外加电压的非象素部分几乎不透光。因此，遮光非 象素部分的BM在标准白色的情况下即使有成为问题的光透射率也 能够使用。也就是说，BM如果有某种较低程度的光透射率也可以。 第五十实施例是着眼于这点简单进行CF基板的制造的实施例，把 一种CF树脂、具体地说把B树脂作为BM使用。即使这样，也不 会产生显示品质的问题。
图190是说明第五十实施例的CF基板的制造工序的图，图191 是表示第五十实施例的屏结构的图。
如图l卯所示，在玻璃基板上形成R、 G (富士,、》卜公司制 造CR-7001、 CG-7001)两色的CF树脂后，由旋转涂料器或滚轮 涂料器涂敷负型B感光性树脂(富士"7卜公司制逄CB-7001)， 并进行预干燥。随后，由玻璃基板16的背面，用包含365nm波长 的紫外线进行300mJ/cn^膝光，用碱性显象液(富士乂、》卜公司制 造CD)显象，在230C的烘箱中进行一小时后续干燥。之后，成 膜ITO膜，并且形成垂直取向膜。也就是说，除形成R、 G的CF 树脂的部分以外，形成B树脂。因此，通过形成BM,在必须遮光 的部分，如果不能形成R、 G的CF树脂，那么在必须遮光的部分
形成B树脂。
如图191 (1)所示，在必须遮光的总线31、 32部分和TFT部 分形成作为BM的B树脂。再有，图191 (2)是放大图191 (1) 虚线圆部分的图，如图所示，通过把箭头所示的CF侧遮光部分(B 树脂)382的宽度、在TFT基板17的总线31、 32的宽度上粘接两 块基板时的界限①变成增加的宽度，还能够获得高开孔率。
在第五十实施例中， 一般来说，由于感光波长的g、 h、 i线的 透射率为B树脂〉R树脂〉G树脂，所以最后形成B树脂，但如果最 后形成膝光感度较高的(膝光量不小也可以)CF树脂、感光波长 透射率较高的CF树脂，那么在已经形成的树脂上有最终形成色的 树脂残留不易发生的效果。
并且，在第一颜色上使用爆光装置的位置校准标志识别容易的 颜色(在透射光中， 一般来说B>R>G)树脂，与象素图形同时形成 校准标志也有效。
图192是表示第五十一实施例的CF基板结构的图。在以往的 液晶显示装置中，在玻璃基板16上形成金属膜的BM34，在其上形 成CF树脂，在它上面再形成ITO膜。与此相对，在第五H~ —实施 例中，在ITO膜上形成BM。
在第五i~一实施例中，如至此说明的实施例，在玻璃基板16 上构图并形成CF树脂。根据需要，涂敷透明平坦化材料也可以。 接着，成膜透明的ITO膜12，在它上的图示部分形成遮光膜383。 例如，通过掩模溅射O.lnm左右的IT()膜12，在其上成膜0.1pm 左右的作为遮光膜的Cr。而且，在遮光层上，用旋转涂敷法等涂敷 方法均勻地涂敷厚度1.5pm左右的光刻胶,进行遮光膜图形的膝光、 显象、腐蚀、剥离，形成遮光膜383。由于遮光膜383是Cr有导电 性，与ITO膜12的接触面积也较大，所以有降低整个基板的ITO 膜12阻抗的效果。再有，ITO膜12和遮光膜383的形成，用什么 方法都可以。例如，按照以往的方法，在ITO膜12成膜后，经退 火，进行基板清洗，成膜Cr膜；但在第五十一实施例中，能够在
一装置内连续进行ITO膜12和Cr膜的成膜，由于能够消减清洗工 序，所以能够使工序简略化。因此，能够消减成膜装置，还能够使 装置小型化。
图193是表示第五十一实施例的CF基板的变形例的图。在图 193(1)中，形成三个CF树脂后，在CF树脂的边界部分的沟上 形成其它树脂384后，形成ITO膜12和遮光膜383。在图193(2) 中，与图190说明的第五十实施例同样，在形成两个CF树脂39R 和39G后，涂敷1.5pm左右的B树脂，进行背面啄光，经显象形 成平坦的表面。在其上形成ITO膜和遮光膜383。如果这样，由于 CF层的表面平坦，所以没有ITO膜的断线，而且能够使整个基板 的ITO膜12的阻抗较低。
再有，作为遮光膜383下的树脂384或39B，如果使用反射率 较低的着色树脂，那么遮光部分的反射率会降低，能够使液晶显示 装置的外光反射成为更低的反射。而且，作为遮光膜383下的树脂 384或39B，如果使用透射率较低的着色树脂，那么遮光部分的透 射率会变低，能够使液晶显示装置高对比度。
此外，按照图193 (2)的结构，由于形成CF树脂34B时不必 进行构图，所以不必使用该部分高价构图膝光装置，能够使设备投 资较少，并能够降低成本。
图194是表示第五H" —实施例的变形例的图，通过在遮光膜上 涂敷的光刻胶中混入预先控制液晶层厚度的隔板，在光刻胶构图后， 在形成任意形状的遮光膜上形成隔板45。由此，可不需要隔板的散 布工序。
图195是表示第五十二实施例的CF基板的图。在该实施例中， 对于第五十一实施例，在ITO膜12上成膜Cr，在其上涂敷光刻胶 后，在构图膝光遮光膜383时，把起到区域矫正装置作用的突起部 分也一起构图。而且，在进行显象和腐蚀后，不剥离光刻胶，就原 样残留着。由此，在CF基板16上形成作为起到区域矫正装置作用 的绝缘性的突起387。使用这样的CF基板，可实现图196所示结
构的屏。
如在第四十七实施例等的说明，在CF基板16中，在形成CF 层后，涂敷基树脂等平坦化剂使表面平坦后，形成ITO膜的电极 12。但是，为了工序的简略化，有省略该工序的情况。把没有这种 平坦化层的基板称为无外涂层的CF基板。如果以无外涂层形成电 极12,那么^^产生下面的问题。由于在各CF间的部分产生凹槽， 在溅射ITO膜的情况下，在溅射方向上的各向异性，所以在各CF 的平坦部分ITO膜较密地附着，而在各CF间的凹槽部分，ITO膜 会原样附着。因此，在凹槽部分附着的ITO膜有比平坦部分ITO 膜大的间隙。
因此，在CF基板上涂敷或印刷垂直取向膜的情况下，从涂敷/ 印刷开始后到预固化(烘烤)之间在取向膜中包含的溶剂从沟部分 进入CF层。即使进行预干燥，进入的溶剂也残留在内部，在组装 后可露出的取向膜表面上产生凹凸等。如果产生凹凸，那么会发生 显示不均。如第五十一实施例，如果在各CF间的沟中设有铬等遮 光层，那么由此能够防止取向膜溶剂对CF层的进入。在下面说明 的第五十二实施例中，为了防止取向膜溶剂对CF层的进入，利用 在各CF间的沟中设置的树脂作为突起。
图254是表示第五十二实施例的CF基板制作方法的图。图254
(1) 表示无外涂层的CF基板，形成RGB的各CF层，在边界部 分的下面形成遮光膜34，在上面形成电极用的ITO膜12。如图254
(2) 所示，涂敷正型光抗蚀剂389。如图254 (3)所示，从玻璃基 板侧照射紫外线，进行显象；如图254 (4)所示，在遮光膜34部 分形成突起390。突起390防止垂直取向膜涂敷时溶剂对CF层的 浸入。而且，在组装后，具有作为在象素边界上设置的CF基板侧 的突起20A的功能。
以上，说明了本发明液晶显示装置的屏结构，下面说明采用这 样的屏的应用例。
图197是使用本发明液晶显示装置的制品例，图198是表示该
制品的结构的图。如图198所示，在液晶屏100上有显示面111， 如上所述，其视角特性良好，不仅从正面，而且从较大角度的斜方 向，能够用高对比度不产生灰度等级反向下以良好的品质观察被显 示的图象。在液晶屏100的后面，设有光源114,和把来自光源114 的照明光用于均匀照明在液晶屏110的光的光箱113。
如图197所示，在该制品中，显示屏110的部分可旋转，根据 用途，可作为横式显示器使用，也可作为纵式显示器使用。因此， 设有检测45度以上倾斜的开关，通过检测该开关的状态，可进行切 换成作为横式显示器进行显示，还是作为纵式显示器显示器进行显 示。为了进行这种切换，必须有从90度不同方向进行图象显示帧存 储器中显示数据的读出机构等，由于该技术是众所周知的，所以这 里省略说明。
下面，说明把本发明的液晶显示装置用于这种制品情况下的优 点。在以往的液晶显示装置中，由于视野角较窄，如果变为较大的 显示画面，那么相对于周边部分会产生视野角变大，不易看见周边 部分的问题。但是，采用本发明的液晶显示装置，即使有较大的视 野角，也不会发生不能看见没有灰度等级反向的高对比度显示的问 题。在如图197所示的制品中，对应于显示画面长方向的周边部分， 视野角变大。因此，在这样的制品中不能使用液晶显示装置，但如 果是本发明的液晶显示装置，由于视野角较大，所以能够采用。
在至此说明的实施例中，表示了把取向主要分隔成以四个每90' 方位不同的区域和主要分隔成两个每90'方位不同的区域的装置， 下面，考察在本发明中采用它们的情况。在把取向分隔成每90'方 位不同的四个区域的情况下，由于几乎对于所有方向都可得到良好 的视角特性，所以不论把取向的方向设定在哪儿，也不会发生问题。 例如，把图46所示的突起图形相对于画面进行如图199 (1)所示 的配置的情况下，由于可良好地看见显示的视角在左右方向和上下 方向上都为80以上，所以经过旋转，突起图形变得向右也不会发 生特别的问题。与此相对，在把取向分隔成180方位不同的两个区域的情况下， 取向分隔方向的视角特性被改善，但在其90'的不同方向几乎未改 善视角特性。因此，在需要左右方向和上下方向基本相等的视角特 性情况下，如图199 (2)所示，期望突起图形偏向画面上倾斜的方 向。
下面，简单说明本发明的液晶显示装置的制造工序。 一般来说， 液晶屏的制造工序如图200所示，按基板的清洗工序501、栅极电 极形成工序502、工作层连续膜形成工序503、元件分离工序504、 保护膜形成工序505、象素电极形成工序506和组装工序508的顺 序进行，但如果要形成绝缘性的突起，那么在象素电极形成工序506 后，设置突起形成工序507。
如图201所示，突起形成工序由光刻胶涂敷工序511、烧结涂 敷的光刻胶的预烘烤工序512、为残留突起部分进行瀑光的突起图 形曝光工序513、除去突起以外部分的显象工序514、和烧结残留的 突起的后焙烘工序215构成。如在第一实施例中的说明，在此后的 工序中进行的取向膜形成工序中，光刻胶与取向膜有可能产生反应， 在后焙烘工序515中，考虑到这种情况，期望在某个高温下进行烧 结。这种情况下，如果突起的剖面呈倾斜的圆锥状，那么还可增加 取向的稳定性。
在形成作为区域矫正装置的凹槽的情况下，也按大致相同的工 序进行，但在电极中形成缝隙的情况下，在图200的象素电极形成 工序506中，由于在象素电极上形成设有缝隙的图形也可以，所以 不需要突起形成工序507。
图201所示的例子是用感光性光刻胶形成突起图形情况的例 子，还能够用印刷形成突起图形。图202是表示用凸版印刷形成突 起图形的方法的图。如图202所示，把突起图形形成在APR树脂制 成的易弯曲的凸版604上，把它固定在称为版体的较大滚轮603的 表面上。版体与无缺口滚轮605、辅助机构滚轮606和印刷台602 连动旋转。如果突起形成用的聚酰亚胺树脂溶液用分配器607在无
缺口滚轮605上滴下，那么由辅助机构滚轮606拉伸，在无缺口滚 轮605上均匀地展开，把展开的树脂溶液复印在凸版604上，在凸 版604的凸部上复印的溶液复印在印刷台602上的基板609上。此 后，进行烧结等处理。除此之外用印刷形成的微小图形的方法被进 行各种实用化，如果使用这些方法能够形成突起图形，那么能够用 低成本形成突起图形。
下面，说明粘接上下基板后对液晶屏的液晶注入处理。如图18 中的说明，在液晶屏的组装工序中，在粘接CF基板和TFT基板后， 注入液晶；但VA型TFT方式的LCD的单元厚度较窄，液晶注入 的时间变得较长；但由于设有突起使液晶注入的时间较长，所以期 望尽可能缩短液晶注入的时间。
图203是表示液晶喷射注入装置结构的图。虽省略了该装置的 详细说明，但在液晶屏100的液晶注入口连接注入连接件615，从 液晶脱泡加压箱614中供给液晶。与此同时，在液晶的排气口连接 排气连接件618，用排气用的真空泵620对液晶屏100内减压，使 液晶注入容易。从排气口排出的液晶用液晶收集器619与气体分离。
在第一实施例中，如图18所示，突起20为直线状，偏向与屏 IOO长边平行的方向。因此，液晶的注入口 102i殳置在与突起20垂 直的屏的短边，排气口 103设置在与设置注入口 102对面侧的短边 上。同样地，如图204 ( 1 )和(2)所示，在突起20为直线，偏向 与屏100的短边平行的方向的情况下，期望把液晶的注入口 102设 置在与突起20垂直的屏的长边上，把排气口 103设置在与设置注入 口 102对面侧的长边上。此外，如图205所示，在突起20为锯齿状 的情况下，如图206所示，期望把液晶的注入口 102设置在与突起 20延伸方向垂直的屏的边上，把排气口 103设置在与设置注入口 102 对面侧的边上。
其中，在液晶注入时会有气泡混入，如果混入气泡，那么会造 成显示不良。在使用负型液晶和垂直取向膜的情况下，无外加电压 时变为黑色显示，即使在液晶中混入气泡，由于该部分变为黑色显
示，所以在该状态下不能发现气泡的混入。因此，在电极上外加电 压进行白色显示，通过没有黑色显示部分来确认没有气泡的混入。 但是，由于在液晶的注入口附近没有电极，所以即使在该部分混入 气泡也不能发现。如果在该部分混入气泡，那么恐怕由于经过什么 扩散会使显示品质下降，所以还必须发现注入口附近的气泡。因此，
在本发明的液晶显示装置中，如图207所示，在显示区域121和黑 色矩阵34的外侧的注入口附近也设有电极120，即使在该部分，也 能够检出气泡的混入。
如上所述，使用突起、凹槽和缝隙等区域矫正装置的VA方式 的液晶显示装置，由于不必进行研磨处理，所以可大幅度地降低生 产工序中的污染。因此，具有能够省略清洗工序的优点。但是，使 用负型(n型)液晶，与通常使用的正型液晶相比，耐有机物的污 染性较弱，特别是对聚氨酯系树脂和表皮较弱，会产生引起显示不 良的问题。可以认为，显示不良是因为被污染的液晶的电阻率下降 的原因。
因此，首先调查多大的聚氨酯系树脂和表皮会变成显示不良。 图208是VA方式的液晶屏。在两块基板16和17上形成垂直取向 膜后，在一块基板上放置几个大小为10pm左右的聚氨酯系树脂， 在另一块基板上粘接形成隔板45、其它密封材料IOI，经注入液晶 制作屏。其结果，聚氨酯系树脂700由热和单元厚度(单元间隙) 形成，把面积扩宽为宽15nm的角，以聚氨酯系树脂700为中心， 在0.5~2mm的范围内可确认有因液晶污染造成的显示不良。
图209表示变化聚氨酯系树脂700的大小，调查液晶污染区域 大小的结果。在屏上如果0.3 mm角以内的显示以上没有问题，那 么聚氨酯系树脂的大小就必须在5|am角以下。对表皮也是如此。
如上所述，聚氨酯系树脂和表皮使液晶的电阻率下降，它是发 生显示不良的原因。调查聚氨酯系树脂的混入量与电阻率下降的关 系。图210是表示假设栅极处于打开状态，图211所示的液晶象素 的等效电路频率依赖性的计算结果的图。曲线表示在液晶象素的等
效电路中，阻抗为9.1 x 109、 9.1 x io10、 9.1 x io11、 9.1 x 1012情况 下相对于频率的有效电压的变化。从中可明白，液晶阻抗值的下降 会产生有效电压的下降。在涉及实际显示的1 60Hz频率范围中， 可以明白，在三位数以上的电阻率的下降中，会发生显示以上。
图211和图212是表示在假设液晶象素处于保持电荷状态，阻 抗为9.1 xl09、 9.1 xl010、 9.1 xl011、 9.1乂1012情况下，把一次积 蓄的电荷在多少时间内放电的图。再有，作为参考，表示了仅存在 取向膜情况的例子。由于取向膜的阻抗较大，时间常数较大，所以 几乎不产生放电现象。图212表示放大图211的0.2s以下的部分。 从中可以明白，液晶阻抗如果低于两位数以上，在60Hz下就开始 表现出发黑。
从以上可以明白，如果聚氨酯系树脂和表皮产生的阻抗下降 2~3位数，那么就会出现问题。
接着，苯基聚氨酯进入液晶后，经过10秒钟的超声波，随后放 置，测定澄清液的电阻率。从该结果可以明白，聚氨酯系树脂的混 入量的摩尔比为1/1000左右时电阻率有位数程度的下降。
从以上可以明白，如果使聚氨酯系树脂和表皮的混入量在摩尔 比1/1000以下，那么显示不均就处于不发生的水平上。
使聚氨酯系树脂和表皮的混入量在上述水平以下时，有必要使 制造液晶屏的洁净室内的聚氨酯系树脂和表皮的浮置水平达到与上 述水平对应的洁净度。而且，在组装工序前，设有用纯水清洗基板 表面的工序。
以上，说明了用区域矫正装置分隔液晶取向的VA方式的液晶 显示屏的实施例。如上所述，作为提高视角特性的方法，使用相位 差滤光片是公知的。下面，说明在如图55所示的一象素内，按相等 的比例四分隔液晶的取向方向的VA方式的液晶显示屏中采用的相 位差滤光片的特性和配置的实施例。
图213是表示VA方式液晶屏基本结构的图。如图213所示， 通过在两块基板上形成的电极12和13之间夹持液晶，可实现液晶
屏，在两侧配置吸收轴相互垂直的两块偏振板11和15。这里使用 的液晶屏，是形成垂直取向膜，使用有负的介电常数各向异性的液 晶，使如图所示的上基板12和下基板13的研磨方向改变180'，相 对于偏振板11和15的吸收轴呈45'的VA方式的液晶显示屏。在 该装置中，图214表示从倾斜到80'的所有方位观看屏时的等对比 度曲线，图215表示在8灰度等级驱动时产生灰度等级反向的视角 区域。从这些结果中可以明白，在0' 、 90' 、 180' 、 270'的方位上 对比度较低，在相当宽的视角范围内发生灰度等级反向。
图217表示使用由如图216所示、如图55所示的突起图形形成 的两块液晶基板91和92构成的液晶屏的液晶显示装置中等对比度 曲线，图218表示在8灰度等级驱动时产生灰度等级反向的视角区 域。因此，与以往的VA方式相比，对于灰度等级的改善仍不充分， 对于对比度来说，可以说没怎么改善。
本申请人对于特愿平8-41926号、以其优先权为基础的特愿平 9-29455号和特愿平8-259872号中由研磨产生取向分隔的VA方式 的液晶显示装置，披露了通过设置相位差滤光片来改善视角特性的 建议。但是，对于用突起、凹槽、象素电极的缝隙进行取向分隔的 情况，未谈及什么。
下面，说明在利用在电极中设置缝隙，能够在各象素内进行取 向分隔的VA方式的液晶显示装置中，通过设置相位差滤光片进行 进一步改善情况的条件。
首先，在本发明使用的相位差滤光片中，参照图219来说明。 如图219所示，当滤光片表面内方向的折射率为nx、 ny,厚度方向 的折射率为nz时，在本发明中使用的相位差滤光片中，nx、 ny2 nz 的关系成立。
其中，把 nx> Hy= nz 关系成立的相位差滤光片称为具有滤光片
表面内光学正一轴性滤光片，下面把该滤光片简单称为正一轴性滤
光片。把折射率nx、 ny内较大方的方向称为滞相轴。这种情况下， 根据n》ny把x方向称为滞相轴。如果相位差滤光片的厚度为d，
通过穿过该正一轴性滤光片，在表面内方向就产生R= (nx- ny) d 的相位差。下面，称为负一轴性滤光片的相位差的情况是指厚度方 向的相位差。
而且，把11,> ny> iiz关系成立的相位差滤光片称为具有双轴性 的相位差滤光片，下面把该滤光片简称为双轴性滤光片。在这种情 况下，根据n一ny把x方向称为滞相轴。如果相位差滤光片的厚度 为d，那么滤光片表面内方向的相位差是(nx-ny) d (但是，nx>ny 时)，滤光片厚度方向的相位差是((nx+iiy) /2-nz)。
图220是表示本发明第五十二实施例的液晶显示装置结构的图。
在面对基板91和92—方的CF基板的液晶侧，形成彩色滤光 片和共用电极(接地电极)，在面对另一方的TFT基板的液晶侧上， 形成TFT元件、总线和象素电极。
在面对基板91和92的液晶侧，由复制印刷涂敷垂直取向材料， 通过180C下的烧结形成垂直取向膜。在垂直取向膜上，由旋转器 涂敷正型感光保护材料，通过预烘烤、膝光、后焙烘，形成图55 所示的突起图形。
通过直径3.5nm的隔板粘接基板91和92，封入有负介电常数 的液晶材料，形成液晶屏。
如图220所示，按第一偏振板ll、第一正一轴性滤光片94、构 成液晶屏的两块基板91和92、第二正一轴性滤光片94、第二偏振 板15的顺序配置第五十二实施例的液晶显示装置。再有，进行使第 一正一轴性滤光片94的滞相轴与第一偏振板11的吸收轴垂直，第 二正一轴性滤光片94的滞相轴与第二偏振板15的吸收轴垂直的配 置。
图221表示在第五十二实施例中，第一和第二正一轴性滤光片 94的相位差R。和A分别为110nm的情况的等对比度曲线，图222 表示在8灰度等级驱动时产生灰度等级反向的视角区域。通过比较 图221和图222可明显看出，获得高对比度的范围大幅度地扩大，
在全范围内未产生灰度等级反向，视角特性被大幅度地改善。
其中，在图220的结构中，把笫一和第二正一轴性滤光片94 的相位差Ro和R,进行各式各样的变化，并调查视角特性。调查的 方法是，图223表示的变化Ro和Rp在屏的右上(45'方位)、左 上(135'方位)、左下(225'方位)、右下(315'方位)，求出对 比度变为10的角度，在Ro和&的坐标上用线连接其角度变为同一 值的Ro和R!的点的等高线曲线。再有，屏的右上、左上、左下、 右下的等高线曲线是同一曲线。可以认为，这是由于使用图55所示 的突起图形，因取向分隔使四个区域相等的缘故。
在图217中，在45' 、 135' 、 225' 、 315'的方位，对比度变为 10的角度是39'，在图223中，在对比度变为10的角度变为39'以 上的Ro和Ri的组合中，可以说有使用相位差滤光片的效果。在图 223中，对比度变为IO的角度为39'以上的情况是在Ro和Ri中满 足以下条件时。
R-450nm漏R0、 R0-250nm《R0+250nm、 0《R。和0《
此外，在实用范围内变化液晶单元的延迟An .d，并且在O' ~90' 的范围内变化扭转角，同样地求出Ro和Ri的最佳条件结果，可以 确认未改变上述条件。
图224是表示本发明第五十三实施例的液晶显示装置结构的图。
与第五十二实施例的不同在于，在第一偏振板11和液晶屏之间 配置两块第一和第二正一轴性滤光片94，两块正一轴性滤光片94 以滞相轴相互垂直，与第一偏振板11邻接的第二正一轴性滤光片的 滞相轴与第一偏振板11的吸收轴垂直来配置。
图225表示在第五十三实施例中，第一和第二正一轴性滤光片 94的相位差Ro和&分别为110nm和270nm情况下的等对比度曲 线，图226表示8灰度等级时产生灰度等级反向的视角区域。通过 比较图221和图222可明显看出，获得高对比度的范围大幅度地扩 大，在全范围内未产生灰度等级反向，视角特性被大幅度地改善。
与第五十二实施例同样，图227表示在图224的结构中，把第 一和第二正一轴性滤光片94的相位差Rn和Rt进行各式各样变化， 并调查视角特性的结果。图227所示的特性，与图225相同，以对 比度变为IO的角度作为Ro和A坐标中等高线曲线。因此，对比度 变为IO的角度为39'以上的情况是在Ro和R!中满足以下条件时。
2R0-170nm《R-2 R0+280nm、 R0/2+800nm 、 OS R0和0《
此外，在第五十三实施例中也在实用范围内变化液晶单元的延 迟An . d，并且也在0 卯'的范围内变化扭转角，可以确认未改变 上述条件。
图228是表示本发明第五十四实施例的液晶显示装置结构的图。
与第五十二实施例的不同在于，在液晶屏和第一偏振板11之间 配置第一负一轴性滤光片95,在液晶屏与第二偏振板15之间配置 第二负一轴性滤光片95。
在第五十四实施例中，与第五十二实施例同样，图229表示在 图228的结构中，把第一和第二正一轴性滤光片95的厚度方向的相 位差Ro和Ri进行各式各样变化，并调查视角特性的结果。图229 所示的特性，与图223相同，以对比度变为IO的角度作为Ro和Ri 坐标中等高线曲线。因此，对比度变为10的角度为39'以上的情况 是在Ro和R中满足以下条件时。
R0+ R^500腿
其中，在第五十四实施例中也在实用范围内变化液晶单元的延 迟An.d，调查An d与最佳条件上限的关系。图230表示其结果。 因此，如果液晶单元的An d为RLC，那么各相位差滤光片的相位 差之和的最佳条件是1.7 x RLC+50nm以下。
此外，该条件是有关对比度的特性，而同样地，对于灰度等级 反向，也检讨最佳条件。与对比度的情况同样，图26表示在图228 的结构中，把第一和第二负一轴性滤光片95的厚度方向的相位差 Ro和Ri进行各式各样变化，求出产生灰度等级反向的角度，在Ro 和Ri坐标上的等高曲线。在图218中产生灰度等级反向的角度为 52'。图231中，在产生灰度等级反向的角度变为52'以上的Ro和 &的条件下，可以说有灰度等级反向的相位差滤光片的效果。图231 中，对于灰度等级反向的角度变为52'以上的R。和R"是满足以下 条件时。
R0+ R^345mn
接着，在实用范围内变化液晶单元的延迟An d，调查An d 与最佳条件上限的关系。图232表示其结果。因此，最佳条件的上 限是在不依赖与液晶单元An d下大致固定，各相位差滤光片的相 位差之和的最佳条件是350nm以下。
如果期望对比度变为10的角度在50'以上，并考虑灰度等级和 实用液晶单元的An d，那么期望各相位差滤光片的相位差之和在 30nm以上270nm以下。
此外，可以明白，在0'到90'的范围内变化扭转角，有同样的 调查结果，在最佳条件上没有变化。
第五十五实施例是在图228的第五十四实施例的液晶显示装置 结构中，除去第一和第二负一轴性滤光片95的一个。
图233表示在第五十五实施例中，一块负一轴性滤光片95的相 位差为200nm情况的等对比度曲线，图234表示8灰度等级驱动时 产生灰度等级反向的视角区域。通过比较图217和图218可以明白， 获得高对比度的范围大幅度地扩大，产生灰度等级反向的范围也大 幅度地缩小，使视角特性大幅度地改善。此外，检讨了对比度变为 IO的最佳条件和灰度等级反向的最佳条件，可以明白，如果使用带 有与第五十四实施例的负一轴性滤光片的相位差之和对应的相位差 的一块负一轴性滤光片也可以。
从第五十六实施例到笫五十八实施例，是组合使用正 一 轴性滤 光片和负一轴性滤光片的实施例，对配置方法有各种变形例，但可 以明白，都有第五十六实施例到第五十八实施例所示结构的效果。
图235是表示本发明第五十六实施例的液晶显示装置结构的图。
与第五十二实施例的不同点在于，使用负 一轴性滤光片95代替 在液晶屏与第一偏振板ll间配置的笫一正一轴性滤光片94。
图236表示在第五十六实施例中，正一轴性滤光片94的滤光片 表面内方向的相位差R。为150nm，负一轴性滤光片95的厚度方向 的相位差为150nm情况的等对比度曲线，图237表示8灰度等 级驱动时产生灰度等级反向的视角区域。通过比较图217和图218 可以明白，获得高对比度的范围大幅度地扩大，产生灰度等级反向 的范围也大幅度地缩小，使视角特性大幅度地改善。
在第五十六实施例中也检讨了对比度的最佳条件。图238表示 有关对比度的最佳条件。图238所示的内容与图223相同。
图239是表示本发明第五十七实施例的液晶显示装置结构的图。
与第五十二实施例的不同点在于，在液晶屏和第一偏振板11 之间，配置正一轴性滤光片94,在该正一轴性滤光片94和第一偏 振板ll之间配置负一轴性滤光片95。以与第一偏振板ll的吸收轴 垂直来配置正一轴性94的滞相轴。
图240表示在第五十七实施例中，正一轴性滤光片94的滤光片 表面内方向的相位差Ro为50nm，负一轴性滤光片95的厚度方向 的相位差&为200nm情况的等对比度曲线，图241表示8灰度等 级驱动时产生灰度等级反向的视角区域。通过比较图217和图218 可以明白，获得高对比度的范围大幅度地扩大，产生灰度等级反向 的范围也大幅度地缩小，使视角特性大幅度地改善。
在第五十七实施例中也检讨了对比度的最佳条件。图242表示 有关对比度的最佳条件。图242所示的内容与图223相同。
图243是表示本发明笫五十八实施例的液晶显示装置结构的图。
与第五十二实施例的不同点在于，在液晶屏和第一偏振板11 之间，配置负一轴性滤光片95,在该负一轴性滤光片95和第一偏 振板ll之间配置正一轴性滤光片94。以与第一偏振板ll的吸收轴 垂直来配置正一轴性94的滞相轴。
图244表示在第五十八实施例中，正一轴性滤光片94的滤光片 表面内方向的相位差R为150nm,负一轴性滤光片95的厚度方向 的相位差Ro为150nm情况的等对比度曲线，图245表示8灰度等 级驱动时产生灰度等级反向的视角区域。通过比较图217和图218 可以明白，获得高对比度的范围大幅度地扩大，产生灰度等级反向 的范围也大幅度地缩小，使视角特性大幅度地改善。
在第五十八实施例中也检讨了对比度的最佳条件。图242表示 有关对比度的最佳条件。图242所示的内容与图223相同。
图247是表示本发明第五十九实施例的液晶显示装置结构的图。
与第五十二实施例的不同点在于，在液晶屏和第一偏振板11 之间，在表面内方向的折射率为nx、 ny，厚度方向的折射率为nz 时，配置有m、 n^nz关系的相位差滤光片96，除去液晶屏和第二 偏振板15间的正一轴性滤光片94。以与第一偏振板11的吸收轴垂 直来配置相位差滤光片96。
图248表示在第五十九实施例中，以相位差滤光片96的x轴为 滞相轴，即npiiy，滤光片表面内方向的相位差为55nm，厚度方向 的相位差Ryz为190nm情况的等对比度曲线，图249表示8灰度等 级驱动时产生灰度等级反向的视角区域。通过比较图217和图218 可以明白，获得高对比度的范围大幅度地扩大，产生灰度等级反向 的范围也大幅度地缩小，使视角特性大幅度地改善。
其中，定义Rxz= (nx-nz) d、 RYZ= (ny-nz) d。在第五十九实 施例中也检讨对于对比度来说把Rxz和RYZ进行各式各样变化的最 佳条件。图250表示有关对比度的最佳条件。图250所示的内容除 Ro和Ri分别对应Rxz和Ryz外是相同的。根据这些结果，对比度 变为IO的角度为39'以上的情况是在Rxz和RYz满足以下条件时。
Rxz-250nm^RYZ《Rxz+150nm、 R、z《-Rxz+1000nm、 0《RYZ、 0《RXZ
如果相位差滤光片96的表面内方向的相位差为R0，厚度方向 的相位差为那么由于
R0= ( nx-ny) d=Rxz-RYZ …(nx》ny时)
R0=(ny nx) d=RYz-Rxz …(ny^iix时)
R产((nx+ny) /2-nz) d= (RXZ-RYZ) /2
的关系成立，所以有关Rxz、 Ryz的最佳条件可如下写出'
Ro《250nm、 R^500nm
也就是说，在表面内的相位差为250nm以下，厚度方向的相位 差为500nm以下时，期望以与邻接的偏振板的吸收轴垂直来配置双 轴性相位差滤光片的滞相轴。
在使用范围内变化液晶单元的延迟Ad n，调查Ad n与最佳 条件的上限关系的结果，可以明白，表面内方向的相位差的最佳条 件是在不依赖液晶单元的Ad 'n下，正常为250nm以下。另一方面， 厚度方向的相位差的最佳条件则依赖液晶单元的Ad n。图251表 示液晶单元的Ad . n与厚度方向相位差的最佳范围的上限关系。由 此，厚度方向相位差的最佳条件是，如果液晶单元的Ad'n为RLC， 那么就在1.7 x RLC+50nm以下。
再有，在图251的结构中，同样调查在液晶屏的一侧或两侧的 第一偏振板11或第二偏振板15之间的至少其中一个上，配置多块 相位差滤光片96的结构中的最佳条件。可以明白，其结果，各相位 差滤光片96表面内方向的相位差分别在250 nm以下，并且各相位 差滤光片96的厚度方向的相位差之和在1.7 x RLC+50nm以下的情 况是最佳条件。
此外，在0 90'的范围内变化扭转角，同样调查最佳条件，但 各自的最佳条件没有变化。
作为滤光片63，可考虑正一轴性滤光片(nx>iiy==nz)、负一轴 性滤光片(nx= ny> nz)、双轴性滤光片(nx>ny>nz)，单独使用其
中任何一个或分别组合使用的情况都可以。
以上，说明了在面对构成液晶屏的两块基板的液晶侧设置突起 列，并在象素内进行取向分隔情况的最佳相位差滤光片的条件，但 在用凹槽和象素电极的缝隙进行取向分隔的情况中，以同样的条件
也能够改善视角特性，
此外，在本说明书中的偏振板是作为理想的偏振板论述的。因 此，在实际的偏振板结构中使用的、带有保护偏振光镜的滤光片
(TAC滤光片)的相位差(厚度方向的相位差通常约50nm)应该 与带有本发明相位差滤光片的相位差进行合成处理是当然的。
也就是说，在TAC滤光片中，利用具备本发明的条件，在外表 上可能失去相位差滤光片的配设，但这种情况下，不用说，TAC滤 光片起到与本发明应该追加的相位差滤光片相同的作用。
以上，说明了本发明的实施例，但本发明除此外还有各种变形， 特别是突起图形和形状等，按照适用的液晶显示装置，可得到各种 变形例。
以上，说明了把本发明用于TFT型液晶显示装置的实施例，但 本发明也适合用于除此之外的液晶显示装置。例如，也可以用于不 是TFT、作为反射型使用的MOS-FET方式的LCD,和作为有源元 件的MIM元件等使用二极管的方式中，即使TFT方式，能够适用 于使用非晶硅情况和使用多晶硅的情况。此外，不仅适用于透射型 的LCD，而且也适用于反射型和等离子体寻址。
以往的TN形LCD有视角范围较窄的问题，改良视角特性的
IPS型LCD又有响应速度不充分不能用于动画显示等问题，而按照
本发明，能够实现解决这些问题，有IPS型LCD的视角特性，同
时有超过TN型LCD响应速度的LCD。而且，在各自的基板上由
于仅设置突起和凹槽就能够实现，所以在制造方面也能够容易实现。
再有，不需要以往的TN型和IPS型中所必需研磨工序和研磨后的
清洗工序。由于这些工序是产生取向不良的原因，所以还有提高良 品率和制品可靠性的效果。
而且，通过使用按说明的条件下的相位差滤光片，能够大幅度 地改善视角特性。特别是在最佳条件下，在宽视野角下有高对比度， 也不产生灰度等级反向。
权利要求
1、一种彩色滤光片基板，其特征在于包括彩色滤光片，在上述彩色滤光片上形成的透明电极，在上述透明电极上形成的、由介质材料构成的突起；上述突起包括沿第一方向延伸的线形成分、沿与上述第一方向相差90°的第二方向延伸的线形成分；上述突起由不透可视光的材料构成。
2、 根据权利要求l所述的彩色滤光片基板，其特征在于上述突 起由彩色滤光片用的树脂或黑色矩阵用的树脂构成。
3、 根据权利要求l所述的彩色滤光片基板，其特征在于上述突 起是半圆筒形(semicylindrical)。
4、 根据权利要求l所迷的彩色滤光片基板，其特征在于上述突 起的上述线形成分的延伸方向与上述彩色滤光片的配置方向不同。
5、 一种液晶显示装置，其特征在于配置了权利要求1至4中任 一项所述的彩色滤光片基板、与上述彩色滤光片基板相对的TFT基 板、以及配置在上述彩色滤光片基板和上述TFT基板之间，具有负型 介电常数各向异性的液晶。
6、 根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于上述TFT 基板包括有带缝隙的象素电极；上述缝隙包括沿上述第一方向延伸的线形成分和沿上述第二方向 延伸的线形成分。
全文摘要
一种彩色滤光片基板，其特征在于配置有彩色滤光片、在上述彩色滤光片上形成的透明电极、在上述透明电极上形成的，由介质材料构成的突起；上述突起包括朝第一方向延伸的线形成分、朝与上述第一方向相差90°的第二方向延伸的线形成分；上述突起由不允许可视光透过的材料构成。
文档编号G02F1/1362GK101097341SQ20061014360
公开日2008年1月2日 申请日期1998年6月12日 优先权日1997年6月12日
发明者井上弘康, 井元圭尔, 仲西洋平, 佐佐木贵启, 冈元谦次, 千田秀雄, 古川训朗, 吉田秀史, 塚大浩司, 大室克文, 大桥诚, 大谷稔, 小池善郎, 山口久, 广田四郎, 星野淳之, 村田聪, 林省吾, 森重理, 橘木诚, 武田有广, 池田政博, 泷泽英明, 泽崎学, 津田英昭, 片冈真吾, 田中义规, 田代国广, 田坂泰俊, 田沼清治, 田野濑友则, 笹林贵, 藤川彻也, 谷口洋二, 金城毅, 镰田豪, 长谷川正, 间山刚宗 申请人:夏普株式会社