液晶显示器件的制作方法

专利名称：液晶显示器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器件，并尤其涉及一种使用液晶分子的弯曲排列来实现显示的液晶显示器件。
背景技术：
近年来，有源矩阵液晶显示器件已经在诸如对比度、亮度和视角特性的显示性能方面显著地改善到与阴极射线管(CRT)一样的水平。当前广泛使用的液晶显示模式是具有几十毫秒级的响应时间的扭曲向列(TN)模式。以这种与CRT相比要低的响应速度水平，当显示具有比如体育比赛的剧烈动作的移动图像时发生图象模糊。移动图像的这种模糊的原因由Ishiguro、Kurita等人彻底地研究(ShuichiIshiguro，Taiichiro Kurita，“对具有8X CRT的保持辐射型显示器的移动图像质量的研究(Study on moving image quality of holdemission type display with 8X CRT)”，ITE技术报告，IDY96-93，BCS 96-23，BFO96-50)。
根据上述的文献，液晶显示器件的移动图像质量劣化由液晶材料的响应时间关于帧速率的延迟和采用保持型显示器作为显示方案引起。保持型显示器能够通过允许逆光闪烁或对用液晶的显示器插入屏幕擦除间隔被变为脉冲型显示器。至于响应时间的延迟，主要提出以下两种措施。
一种是由Clark和Lagerwall在1980年提出的使用铁电液晶的表面稳定的铁电液晶(SSFLC)模式。但是该模式的缺点在于灰度级显示的方式复杂化和近晶型液晶的排列稳定性差。由于这些和其他的缺点，由佳能公司开始的这种模式的商业化现在没有继续。
另一种是由J.P.Bos等在1983年发明的使用向列液晶的pi-cell方法。在这种方法中，电压施加在倾斜排列的液晶层上从而把倾斜排列转换为弯曲排列，并且弯曲排列状态中电压应用的强度的延迟变化被用于显示。在这种显示模式下，只有液晶层表面部分的液晶分子随着外部电场的施加而移动，在排列弛豫过程中产生的回流用于加速该响应。由于这些特征，几毫秒的高速响应据报告为可能。
在上述的pi-cell方法中，倾斜排列在能量方面比无电压施加状态的弯曲排列更稳定。为此，已经提出一些用于把倾斜排列转换为弯曲排列的方法。
例如，美国专利号6,069,620公开了一种方法，其中强电压在操作开始时施加从而允许液晶分子跨过能障并被转换为弯曲排列。日本专利公开号11-7018公开了一种方法，其中高预倾斜区域形成在像素电极和反电极中的至少一个表面上。使用高预倾斜区域作为成核位置，在电压施加期间液晶层被转换为弯曲排列，具有旋转位移的扩展。
日本专利公开号9-96790公开了如下内容。通过在向列液晶材料中加入手性掺杂剂从而满足d/p＞0.25(其中d是液晶单元的厚度，而p是混合了手性掺杂剂的液晶材料的自发螺旋形结构的间距)，液晶层在无电压施加状态显示出180度扭曲排列。当电压施加到该扭曲液晶层时，扭曲排列平滑地转换为弯曲排列而没有旋转位移(disclination)产生。
提出上述三种方法主要与液晶层从倾斜排列向弯曲排列转换相关。但是这些传统的方法难于获得足够快的从倾斜排列向弯曲排列的转换以在整个显示平面上可靠地转换。
本发明人实验了使用180度扭曲区域作为成核位置。但是，发现稳定并可靠地形成180度扭曲区域是困难的。实际上，区域的一部分不能被180度扭曲而是倾斜排列的。
本发明的一个目的是提供一种液晶显示器件，它能够获得快速并可靠地从倾斜排列向弯曲排列或从弯曲向列向倾斜排列转换。

发明内容
本发明的液晶显示器件包括一第一基板，一面对第一基板放置的第二基板，和插在第一和第二基板之间的液晶层，其中液晶层包括其中根据施加的电压发生从倾斜排列向弯曲排列或从弯曲排列向倾斜排列转换的倾斜排列区域；和用作用于促使在倾斜排列区域中出现转换的成核位置的成核区域，成核区域包括多个第一成核区域和多个第二成核区域，多个第一成核区域中的每一个都在第一方向上延伸，多个第二成核区域中的每一个都在第二方向上延伸，倾斜排列区域包括多个在第二方向具有第一宽度的第一倾斜排列区域和多个在第二方向具有比第一宽度小的第二宽度的第二倾斜排列区域，并且多个第一倾斜排列区域包括两个通过多个第二倾斜排列区域之一互相连接的第一倾斜排列区域。
液晶层可以含有手性掺杂剂，成核区域可以是在无电压施加期间表现出180度扭曲排列的扭曲排列区域，该多个第一成核区域可以是多个在无电压施加期间表现出180度扭曲排列的第一扭曲排列区域，并且多个第二成核区域可以是多个在无电压施加期间表现出180度扭曲排列的第二扭曲排列区域。
最好，扭曲排列区域的d1/p大于倾斜排列区域的d2/p，其中p是液晶材料的间距，d1是液晶层的扭曲排列区域的厚度，并且d2是液晶层的倾斜排列区域的厚度。
最好，d1大于d2。
最好，第一基板包括多个在第一方向上延伸的栅极线，多个在与第一方向交叉的第二方向上延伸的源极线，位于多个栅极线和多个源极线的交点附近的多个开关元件，和通过多个开关元件与多个栅极线和多个源极线电连接的多个像素电极，多个第一扭曲排列区域中的至少一个形成在多个栅极线中的至少一个上，多个第二扭曲排列区域中的至少一个形成在多个源极线中的至少一个上，并且多个第一倾斜排列区域中的至少一个形成在多个像素电极中的至少一个上。
最好，第一基板还包括多个公共线，它们每个都形成在多个栅极线中相邻的栅极线之间，并且多个第一扭曲排列区域中的至少一个形成在多个公共线中的至少一个上。
最好，多个第二扭曲排列区域中的至少一个连续地从多个第一扭曲排列区域中的至少一个上形成。
多个第二扭曲排列区域中第一方向上相邻的两个第二扭曲排列区域之间的间隔最好是1mm或更小。
第一基板和第二基板中至少一个可以具有多个台阶(step)，其中每个都具有上表面，下表面，和连接上表面和下表面的侧面，并且倾斜排列区域形成在多个台阶的上表面上，并且扭曲排列区域形成在多个台阶的下表面上。
最好，多个台阶包括第一台阶和第二台阶，第一台阶的侧面关于下表面具有超过90°的角，并且第二台阶的侧面关于下表面具有小于90°的角。
第一台阶的侧面最好在第一方向上延伸。
第二台阶的侧面最好在第二方向上延伸。
液晶层的液晶分子的预倾斜方向可以平行于第一方向。
或者，本发明的液晶显示器件包括第一基板，面向第一基板放置的第二基板，和插在第一和第二基板之间的液晶层，液晶层包含手性掺杂剂，其中液晶层包括在无电压施加期间显示出180度扭曲排列的扭曲排列区域；和在无电压施加期间显示出倾斜排列而在电压施加期间显示出弯曲排列的倾斜排列区域，以用来显示，第一基板和第二基板中至少一个在面对液晶层的表面上具有多个台阶，其中每一台阶具有上表面，下表面，和连接上表面和下表面的侧面，倾斜排列区域形成在多个台阶的上表面上，并且扭曲排列区域形成在多个台阶的下表面上，并且多个台阶包括第一台阶和第二台阶，第一台阶的侧面关于下表面具有超过90°的角，并且第二台阶的侧面关于下表面具有小于90°的角。
根据本发明的另一方面，提供一种用于同时形成倒台阶和普通台阶的方法。每一台阶具有上表面，下表面，和连接上表面和下表面的侧面。倒台阶的侧面关于下表面具有小于90°的角，而普通台阶的侧面关于下表面具有大于90°的角。该方法包括在主平面上准备具有高反射系数区域的基板，高反射系数区域比周围区域的反射系数高；在主平面上形成感光树脂层；并且用通过具有预定图案的遮光部分和光透射部分的掩模的光把感光树脂层曝光，以使用来自高反射系数区域的反射光形成倒台阶或普通台阶。
高反射系数区域最好是形成在基板的主平面上的栅极线、源极线或公共线。
感光树脂层可以是负型感光树脂层，掩模可以被放置从而遮光部分放在高反射系数区域上，遮光部分的边缘在高反射系数区域内，并且倒台阶可以用反射光形成。
感光树脂层可以是正型感光树脂层，掩模可以被放置从而光透射部分被放在高反射系数区域上，光透射部分的边缘在高反射系数区域内，并且普通台阶可以用反射光形成。


图1是说明本发明的液晶显示器件的显示原理的示意图。
图2A是本发明的一个方面的液晶显示器件的局部平面图，而图2B是沿图2A的线2b-2b′取的截面图。
图3A和3B是说明液晶层排列的转换的示意图。
图4A和4B是说明根据本发明的倾斜-弯曲排列的示意图。
图5是说明一个比较例子的倾斜-弯曲排列的示意图。
图6是本发明的另一方面的液晶显示器件的局部横截面图。
图7是图6的液晶显示器件的台阶部分的横截面图。
图8是图6的液晶显示器件的另一个台阶部分的横截面图。
图9A到9C是示意性表示液晶层的排列状态的具有普通台阶和倒台阶的液晶显示器件的局部横截面图。
图10是本发明的一个例子的液晶显示器件的平面图。
图11是沿图10的线11A-11A′取的横截面图。
图12是示例的液晶显示器件的三个像素区域的放大的平面图。
图13A到13D是说明液晶层的排列状态的示意图。
图14是该例子的一个变更的液晶显示器件的平面图。
图15是该例子的另一个变更的液晶显示器件的平面图。
图16是该例子的再一个变更的液晶显示器件的平面图。
图17是该例子的再一个变更的液晶显示器件的平面图。
图18是该例子的再一个变更的液晶显示器件的平面图。
图19是该例子的再一个变更的液晶显示器件的平面图。
图20是该例子的再一个变更的液晶显示器件的平面图。
图21A到21D是说明使用负型感光树脂层的台阶形成方法的图，其中图21A和21B说明了倒台阶的形成而图21C和21D说明了普通台阶的形成。
图22A到22D是说明使用正型感光树脂层的台阶形成方法的图，其中图22A和22B说明了普通台阶的形成并且图22C和22D说明了倒台阶的形成。
具体实施例方式
本发明的液晶显示器件是光学补偿弯曲(OCB)模式液晶显示器件，它使用液晶分子的弯曲排列来实现显示，并且最好能够提供高速响应特性和宽视角特性。首先，本发明的液晶显示器件的显示原理将参照图1被说明。
放在互相面对的第一和第二基板4和6之间的液晶层8包括具有正介电各向异性和手性掺杂剂的向列液晶材料(Np材料)。面对液晶层8的基板4和6的表面上的排列校准的方向R1和R2相互平行。用典型地由排列薄膜(未示出)提供的基板表面上的排列校准力，液晶分子12的排列方向(预倾斜方向)被校准。液晶分子关于基板表面的角θ被称为预倾斜角。当预倾斜角是45°或更小时，受到上述的排列校准的液晶层8显示出倾斜排列(见图1中的(a))。本发明的液晶显示器件使用液晶层的弯曲排列(见图1中的(d))用来实现显示。因此，为了获得弯曲排列，倾斜排列被转换为弯曲排列。下文中，将说明该转换。
当电压施加到显示倾斜排列的的液晶层时，液晶分子的排列改变。更特别的是，施加电压后，排列变化到两种类型的变形的倾斜排列。一种类型通过存在于液晶层8从中心接近第一基板4的半个部分中的液晶分子12b的顺时针旋转形成(该排列类型简短地被称为Hup；见图1中的(b))。另一种类型通过存在于液晶层8从中心接近第二基板6的半个部分中的液晶分子12c的逆时针旋转形成(该排列类型简短地被称为Hdown；见图1中的(c))。
因此，随着电场的进一步影响，在液晶层8的Hup排列(b)的区域中，存在于接近第二基板6的半个部分中液晶分子被逆时针旋转，使得该区域被转换到弯曲排列(d)。同样，在液晶层8的Hdown排列(c)的区域中，存在于接近第一基板4的半个部分中液晶分子被顺时针旋转，使得该区域被转换到弯曲排列(d)。在从Hup或Hdown排列向弯曲排列转换的过程中，1/2强度的旋转位移产生在Hup或Hdown排列和弯曲排列之间。因为这种旋转位移移动，弯曲排列的区域扩展了。
在转换到弯曲排列后，当电压被去除时，液晶分子不直接返回到倾斜排列，而显示出如图1中(e)所示的180度扭曲排列。从弯曲排列到180度扭曲排列的这种转换不产生旋转位移地连续发生。相反，从180度扭曲排列向倾斜排列的转换随着旋转位移的产生逐步地进行。
参照图1，考虑到从Hup排列(b)或Hdown排列(c)向弯曲排列(d)转换期间液晶分子的运动，从几何学上能够理解离具有积聚的变形的界面近的分子通过旋转转换为弯曲排列。随着电场的施加，180度扭曲排列(e)也被转换为如(d)所示的弯曲排列。但是从180度扭曲排列向弯曲排列的这种转换与从(a)所示状态到(c)所示状态的倾斜-弯曲排列转换不同，就前者伴随有扭曲而言。
对于从Hup排列(b)或Hdown排列(c)向弯曲排列的转换，液晶分子必须绕垂直于图的平面的轴旋转，并且该旋转需要大量能量。相反，当液晶分子垂直于基板4和6逐渐上升同时绕垂直于基板4和6的轴扭曲时，出现从180度扭曲排列(e)向弯曲排列的转换。因此，从180度扭曲排列向弯曲排列转换是平滑的。
通常，当倾斜排列区域与弯曲排列区域接触时，以借助电压的施加连接部分扩展的方式，倾斜排列被转换到弯曲排列。因此，弯曲排列区域本身的存在被看作转换平滑进行的一个因素。由于上述原因，假定转换通过使用180度扭曲排列作为用于转换的成核位置而平滑地进行。
本发明人制造了包括具有不均匀的厚度的液晶层的液晶单元。一种其中混合有手性掺杂剂的Np液晶材料被注入液晶单元，从而检验排列的状态。结果，观察到显示180度扭曲排列的液晶层的厚的部分和显示倾斜排列的液晶层薄的部分。也观察到1/2强度的旋转位移产生在倾斜排列区域和180度扭曲排列区域之间。
当电压逐渐施加到上述液晶单元时，首先，液晶层厚的180度扭曲排列区域被转换为弯曲排列。随后，液晶层薄的倾斜排列区域被转换为Hup或Hdown倾斜排列。
此后，180度扭曲排列区域和Hup或Hdown倾斜排列区域之间的旋转位移开始移动到倾斜排列区域的侧面，转换Hup或Hdown倾斜排列区域为弯曲排列。以这种方式，弯曲排列区域扩展到倾斜排列区域。
如上所述，180度扭曲排列区域用作倾斜排列区域到弯曲排列转换的成核位置，从而液晶层中的倾斜-弯曲排列被平滑地获得。因此，本发明的液晶显示器件使用180度扭曲派立区域作为用于开始向弯曲排列转换的成核位置，并使用弯曲排列来实现显示。
接着，将说明本发明的液晶显示器件的结构。
首先，将参照图2A和2B说明本发明的第一方面中的液晶显示器件2。图2A是液晶显示器件2的局部平面图，而图2B是沿图2A的线2b-2b′取的横截面图。在图2A中，为了简化而省略第二基板6的描述。
如图2B所示，液晶显示器件2包括第一基板4，面对第一基板放置的第二基板6，和插在第一和第二基板4和6之间的包含手性掺杂剂的液晶层8。液晶层8具有在厚度上不同的多个区域，比如具有厚度d1的区域(区域T)和具有厚度d2(＜d1)的区域(区域S)。
混合在液晶材料中的手性掺杂剂的量被设置，从而具有手性掺杂剂的Np材料的自发螺旋结构的间距p和区域S中的液晶层的厚度d2满足关系d2/p＜0.25，并且Np材料的间距p和区域T中液晶层的厚度d1满足关系0.25≤d1/p≤0.75。通过该设置，在无电压施加期间，区域T显示出180度扭曲排列，而区域S显示出倾斜排列。当施加电压时，区域S显示出弯曲排列，它用于液晶显示器件2中的显示。区域S的d2/p最好是0.125或更小，是0.1或更小则更好。借助区域S使用d2/p小的材料，显示区域的亮度降低得以防止。
如图2A所示，具有厚度d1的区域(下文中称为扭曲排列区域T)包括在第一方向上延伸的多个第一扭曲排列区域T1和在第二方向上延伸的多个第二扭曲排列区域T2。具有厚度d2的区域S(下文中称为倾斜排列区域S)包括多个第一倾斜排列区域S1和多个第二倾斜排列区域S2。第一倾斜排列区域S1在第二方向上具有第一宽度W1，而第二倾斜排列区域S2在第二方向上具有比第一宽度W1小的第二宽度W2。多个第一倾斜排列区域S1包括至少两个通过第二倾斜排列区域S2互相连接的第一倾斜排列区域S1。
在本发明的第一方面的液晶显示器件2中，液晶层8的扭曲排列区域T和倾斜排列区域S通过调整液晶层8的厚度形成。扭曲排列区域T在电压施加期间首先被转换到弯曲排列。借助将转换后的区域T用作成核位置，倾斜排列区域S被转换到弯曲排列。成核位置的存在便于倾斜排列区域S从倾斜排列向弯曲排列的转换。这里，扭曲排列区域T也称为成核位置。
在上述的液晶显示器件2中，除了在第一方向上延伸的第一扭曲排列区域T1，作为成核位置的扭曲排列区域T还包括在第二方向上延伸的第二扭曲排列区域T2。这使得倾斜排列区域S从倾斜排列向弯曲排列的进一步迅速和可靠的转换成为可能。其原因将在下文中参照图3A和3B被说明。
图3A和3B是说明液晶层的排列的转换的示意图。图3A所示的液晶层包括倾斜排列区域S，第一扭曲排列区域T1和第二扭曲排列区域T2。为了比较，图3B示出了只包括倾斜排列区域S和第一扭曲排列区域T1的液晶层。
在图3A的情况下，液晶层包括第一和第二扭曲排列区域T1和T2，受到倾斜-弯曲排列转换的区域在第一和第二方向上扩展，使用第一和第二扭曲排列区域T1和T2作为成核位置。相反，在图3B的情况下，液晶层只包括第一扭曲排列区域T1，受到倾斜-弯曲排列转换的区域只在第一方向上扩展。以这种方式，当液晶层除包括第一扭曲排列区域T1还包括第二扭曲排列区域T2时，受到倾斜-弯曲排列转换的区域能够更迅速和更可靠地扩展到倾斜排列区域S。
在图2A所示的液晶显示器件2中，两个相邻的第一倾斜排列区域S1通过第二倾斜排列区域S2互相连接。换句话说，第一倾斜排列区域S与第二扭曲排列区域T2彼此不孤立，但是在第二方向上两个相邻的第二扭曲排列区域T2之间形成空间。这确保了在倾斜排列区域S中的倾斜-弯曲排列转换的发生。其原因参照图4A、4B和5在下文中被说明。
图4A所示的液晶层包括多个第一倾斜排列区域S1和多个第二倾斜排列区域S2。相邻的第一倾斜排列区域S1通过对应的第二倾斜排列区域S2互相连续。换句话说，第二倾斜排列区域S2互相连接相邻的第一倾斜排列区域S1。相反，作为比较的例子的图5中的液晶层不包括第二倾斜排列区域S2，但包括互相独立的第一倾斜排列区域S1。换句话说，第二扭曲排列区域T2与第一倾斜排列区域S1互相分离。
具有图4A和5所示示意性结构的液晶层的样品被生产，并且电压施加在液晶层时上，以观察倾斜-弯曲排列转换。
在图4A所示的液晶层中，观察到以下内容。如图4B所示，即使由于某种原因一些第一倾斜排列区域S1在倾斜-弯曲排列转换时失败，显示弯曲排列的区域逐渐从已经受到倾斜-弯曲排列转换的另一个第一倾斜排列区域S1逐渐扩展。一段时间以后，整个液晶层被转换为弯曲排列。
相反，在图5所示的液晶层中，如果一些第一倾斜排列区域S1不能进行倾斜-弯曲排列转换，失败的第一倾斜排列区域S1最终不能转换到弯曲排列。结果，在这种液晶层中，不可能把整个显示区域转换到弯曲排列。
如上所述，发现通过借助第二倾斜排列区域S2连接两个相邻的第一倾斜排列区域S1，倾斜-弯曲排列转换更可靠地发生在倾斜排列区域S中。
当第一方向是水平方向时(从观看显示平面的观察者角度看)液晶显示器件2中的液晶分子的预倾斜方向(图1中的R1和R2)最好平行于第一方向。在TFT型液晶显示器件中，水平方向典型地是栅极线延伸的方向。通过以这种方式设置预倾斜，扭曲排列能够更稳定地保持，并且从而倾斜-弯曲排列转换更可靠地发生。液晶分子的预倾斜方向能够通过例如摩擦形成在面对液晶层的基板表面的排列薄膜而控制。
接着，本发明的第二方面的液晶显示器件3将参照图6、7和8来说明。图6是液晶显示器件3的局部横截面视图，而图7和8是液晶显示器件3的台阶部分的横截面视图。
液晶显示器件3包括在面对液晶层的第一和第二基板4和6中至少一个的表面上的多个台阶20。每个台阶20包括一上表面15，一下表面14和连接上表面和下表面的侧面21F或21S。台阶20被形成从而位于下表面14上的液晶层区域的厚度是d1，而位于上表面15上的液晶层区域的厚度是d2。即，倾斜排列区域S形成在台阶20的上表面15上方，同时扭曲排列区域T形成在台阶20的下表面14上方。
台阶20包括图7所示的第一台阶20F和图8所示的第二台阶20S，它们彼此形状不同。即，图7所示的由下表面14和侧面21F确定的第一台阶的角α是超过90°的钝角。这种形状的台阶被称为普通台阶。图8所示的由下表面14和侧面21S确定的第二台阶的角α是小于90°的锐角。这种形状的台阶被称为倒台阶。
如图7或8所示，在无电压施加期间，台阶20的下表面14和上表面15上方的区域分别是扭曲排列区域T和倾斜排列区域S。边界9存在于倾斜排列区域S和扭曲排列区域T之间。例如在图7所示的普通台阶20F中，边界9大致在侧面21F高度的中间。例如在图8所示的倒台阶20S中，边界9在侧面21S的顶边上。注意边界9的位置随着比如温度、台阶的高度和液晶层的厚度等各种条件而改变。随着电压的施加，液晶层的扭曲排列区域T被转换为弯曲排列并转为弯曲排列区域。由于这种转换，边界9成为旋转位移线。因此下文中，边界9也称为旋转位移线9。
在图7所示的普通台阶20F的情况下，当电压施加到液晶层时，旋转位移线9在图7中沿箭头表示的方向移动，沿着普通台阶20F的侧面21F爬升。即，扭曲排列区域T迅速转换到弯曲排列，并且显示弯曲排列的区域扩展进入倾斜排列区域S。
相反，在图8所示的倒台阶20S的情况下，当电压施加到液晶层时，旋转位移线9位于倒台阶20S的边缘上，保持旋转位移线9的两侧上的扭曲排列区域T和倾斜排列区域S的排列状态不改变。即，倾斜排列区域S保持倾斜排列，与扭曲排列区域T转换到弯曲排列无关。
图9A到9C是液晶显示器件的局部平面图，其中具有普通侧面21F和反向侧面21S的台阶20形成在一个基板上，并且示意性示出了液晶层的排列状态。如图9A所示，当没有电压施加到液晶层时，具有较小厚度的液晶层的区域(台阶20的上表面上方的区域)是倾斜排列区域S，并且具有较大厚度的液晶层的区域(台阶20的下表面上方的区域)是扭曲排列区域T。扭曲排列区域T和倾斜排列区域S互相面对，旋转位移线9在它们之间，并且这些区域的排列状态保持平衡。在图9A中，为了简化，台阶20的侧面21F和21S仅用一条线表示，尽管它们实际上是一个区，并且旋转位移线9被假定与这条线匹配。
当电压施加到上述液晶显示器件时，首先，扭曲排列区域T迅速地从扭曲排列转换到弯曲排列，并且显示弯曲排列的区域扩展进入倾斜排列区域S，如图9B所示。在普通侧面21F附近旋转位移线9相对容易地移动，允许显示弯曲排列的区域迅速地扩展。相反，在反向侧面21S附近，旋转位移线9移动较不容易，弯曲排列区域和倾斜排列区域在作为边界的旋转位移线9的两侧保持不变。随着电压施加的时间过去，弯曲排列区域扩展进入倾斜排列区域，除了如图9C所示在反向侧面21S附近的区域。
如上所述，通过控制台阶的形状，有可能控制，从作为成核位置的位于下表面14上方的扭曲排列区域T转换的弯曲排列区域的扩展，超出台阶20进入位于上表面15上方的倾斜排列区域S是否容易。换句话说，有可能控制是否迅速地在倾斜排列区域S引起倾斜-弯曲排列转换，或保持倾斜排列区域。
在上述的本发明的第一和第二方面的液晶显示器件2和3中，180度扭曲排列区域T被用作倾斜排列区域S的倾斜-弯曲排列转换的成核位置。本发明的液晶显示器件不限于此。例如，如日本专利公报NO.3183633公开的，高预倾斜角度区域可以部分形成在液晶层总，从而使用该区域作为用于倾斜-弯曲排列转换的成核位置。
在上述本发明的第一和第二方面的液晶显示器件2和3中，液晶层8的厚度被部分地改变使得具有较大厚度的液晶层8的区域用作扭曲排列区域T。本发明的液晶显示器件不限于此。作为替代，液晶层8的间距p可以随着位置被改变。例如，如EP 1124153A2所公开的，通过在液晶层中混合手性预聚物并通过借助选择性的辐照处理聚合存在于预定区域中的手性预聚物，间距p可在预定的区域中形成得更小，从而形成扭曲排列区域T。
下文中，本发明将通过例子更详细地说明。在随后的例子中详细说明的液晶显示器件使用具有正介电各向异性的向列液晶材料作为液晶层。应当注意到，本发明不限于此，而也能够应用到使用负介电各向异性的向列液晶材料作为液晶层的表面模式(SBD模式)向列液晶显示器件，如美国专利NO.4566758所公开的。但是，考虑到响应速度、可行性和材料技术，优选使用具有正介电各向异性的液晶材料。
(例子)图10、11和12是说明本发明的实例的液晶显示器件100的图。图10是液晶显示器件100的平面图，图11是沿图10的线11A-11A′取的液晶显示器件100的横截面图，而图12是液晶显示器件100的三个像素的放大的平面图。为了简化，在图10中，液晶显示器件100的第二基板6被忽略，并且在图12中，液晶显示器件100的第二基板6和液晶层8被省略。
如图11所示，液晶显示器件100包括第一基板4，第二基板6和放在基板4和6之间的液晶层8。液晶层8由其中混合有手性掺杂剂的Np液晶材料制成。
如图10和12所示，在面对液晶层的第一基板4的表面上，多个栅极线22被形成以在行方向上延伸并且多个源极线26被形成以在列方向上延伸，形成一个整体的矩阵形状。开关元件(例如，薄膜晶体管(TFT))25形成在栅极线22和源极线26各个交点处。开关元件25被连接到由透明导电材料制成的对应的像素电极12。用于存储电容的形成的多个公共线24也形成在第一基板4上。公共线24在相邻的栅极线22之间的位置上平行于栅极线22延伸。
如图11所示，反电极18形成在面对液晶层的第二基板6的整个表面上。液晶层8由在像素电极16和反电极18之间施加的电压驱动。在第二基板6上，遮光层(黑基质)40被形成以覆盖对应于开关元件25、栅极线22和源极线26的部分。为简化说明，遮光层40在图10和12中示出，尽管它实际上位于第二基板6上。
如图11所示，在液晶显示器件100中，多个台阶20形成在面对液晶层的第一基板4的表面上。台阶20例如由具有以约1到10微米的厚度的树脂层120和形成在树脂层120上的凹槽构成。由于树脂层120的存在，具有d2厚度的液晶区域恰好形成在树脂层120的部分(台阶20的上表面)上方，它将是倾斜排列区域S。而且，具有厚度d1(＞d2)的液晶区域形成在树脂层120的凹槽的底部上(台阶20的下表面)，它将是扭曲排列区域T。树脂层120不可以在凹槽处完全去除，但是凹口可被形成在树脂层120上并且凹口的底部可用作台阶20的下表面。
当电压施加在液晶层8上时，扭曲排列区域T从扭曲排列转换到弯曲排列。接着，随着扭曲排列区域T转换到用作成核位置的弯曲排列，显示弯曲排列的区域迅速扩展进入倾斜排列区域S。以这种方式，倾斜排列区域S被转换为弯曲排列。作为倾斜排列区域S的成核位置的扭曲排列区域T最好应当位于显示区域之外。原因是对电压施加的光学响应在倾斜排列区域S的弯曲排列和扭曲排列区域T的弯曲排列之间不同。通过在遮光部分中放置扭曲排列区域，因此，显示的均匀性改善了。
参照图10，在液晶显示器件100中，扭曲排列区域T包括在行方向上延伸的多个第一扭曲排列区域42和44，和在列方向上延伸的多个第二扭曲排列区域54、56、58和60。第一扭曲排列区域42沿着栅极线22上形成，而第一扭曲排列区域44沿着公共线24上形成。在图10中，例如参考标记“42(22)”表示栅极线22在第一扭曲排列区域42下面。
第二扭曲排列区域从每个第一扭曲排列区域42和44沿列方向向上或向下继续延伸。更特别的是，第二扭曲排列区域54和56分别从每个第一扭曲排列区域42分别向上和向下继续延伸。第二扭曲排列区域54和56沿着用于每个像素的源极线26上形成，间隔(间距P2)等于行方向上的像素间距。从第一扭曲排列区域42向上继续延伸的每个第二扭曲排列区域54包括位于源极线26上的部分50和位于开关元件上的部分52。借助在开关元件上的扭曲排列区域54的该延伸部分52，它由遮光层覆盖，在不减少显示区域的情况下确保较宽的扭曲排列区域。而且，第二扭曲排列区域58和60以相同的间距P2，从位于公共线24上的每个第一扭曲排列区域44分别继续向上和向下延伸。随着上述第一和第二扭曲排列区域的形成，每半个像素大致由扭曲排列区域围绕。
倾斜排列区域S占据除上述第一和第二扭曲排列区域外的整个液晶区域。如图10所示，倾斜排列区域S包括在列方向上具有第一宽度W1的第一倾斜排列区域36和在列方向上具有第二宽度W2(＜W1)的第二倾斜排列区域37。任意两个在列方向上相邻其间有第一扭曲排列区域44的第一倾斜排列区域36构成一个像素。任意两个在行方向上相邻的第一倾斜排列区域36通过第二倾斜区域37互相连接。
液晶显示器件100的排列薄膜的摩擦方向(未示出)最好平行于，栅极线22延伸的方向(行方向)，当该方向是水平方向时(从观看显示平面的观察者的方向看)。通过该排列，因为液晶分子的预倾斜与行方向平行，扭曲排列能够保持地更稳定并从而倾斜-弯曲排列转换更可靠地发生。
如上述的例子，最好把第一倾斜排列区域36放在显示区域，并把第二倾斜排列区域37与扭曲排列区域T一起放在显示区域外。通过与扭曲排列区域T相交形成第二倾斜排列区域37，以互相连接相邻的第一倾斜排列区域36，第一倾斜排列区域36能够被更可靠地被转换到弯曲排列。如果第二倾斜排列区域37的宽度W2过大，将不能获得提供第二扭曲排列区域的效果。如果宽度W2过小，将不能获得提供第二倾斜排列区域37的效果，即连接第一倾斜排列区域36的效果。在这些观点中，第二倾斜排列区域37的宽度W2和第一倾斜排列区域36的宽度W1最好满足关系0.2W1≤W2≤0.8W1。
相邻的第一倾斜排列区域36通过第二倾斜排列区域37互相连接。因此，如上参照图4A、4B和5所论述的，即使一些第一倾斜排列区域36由于某种原因不能进行倾斜-弯曲转换，转换的区域也通过第二倾斜排列区域37从已经转换到弯曲排列的另一第一倾斜排列区域36扩展到失败的第一倾斜排列区域36。另外，在图10所示的液晶显示器件100中，第二倾斜排列区域37成行地形成在行方向上的位置，表示行方向上相邻的第二倾斜排列区域37之间的间隔小。因此，弯曲排列区域能够有效地经第二倾斜排列区域37扩展到第一倾斜排列区域36。
第二扭曲排列区域54、56、58和60被形成以与第一扭曲排列区域42和44连续。因此，第一扭曲排列区域42和44和第二扭曲排列区域54、56、58和60能够用作与第一和第二扭曲排列区域互相分离的情况相比较更可靠的成核位置。该原因将参照图13A到13D在下文中说明。
在基板4上构成台阶的树脂层120由具有约1到10微米厚度的无机或有机薄膜形成。180度扭曲排列和倾斜排列之间的能量差没有那么大。因此，如果树脂层的厚度改变或单元间隙改变，不可能如原始设计的根据液晶层中的位置获得180度扭曲排列区域T。
例如，假定具有d1厚度的条状区域形成在具有厚度d2(d1＞d2)的液晶层中，以分别获得倾斜排列区域S和扭曲排列区域T。如果扭曲排列区域T的宽高比大，即使在扭曲排列和倾斜排列能够共存的能量状态，扭曲排列区域T的两端也都可以如图13A所示从扭曲排列返回到倾斜排列(被转换)。图13A所示的扭曲排列区域T宽度大约为20μm，而长度大约为1600μm。
一旦显示倾斜排列的区域形成在扭曲排列区域T中，显示扭曲排列的区域的面积如图13所示在扭曲排列区域T中逐渐减小，并最终，整个扭曲排列区域T显示倾斜排列。即，作为用于转换的成核位置的扭曲排列区域T的形成失败。上述“扭曲排列区域T的宽高比大”的条件是特定的，即扭曲排列区域T的宽高比超过80∶1。从观察的结果已经确定当宽高比超过80∶1时，扭曲排列和倾斜排列的共存是困难的。从观察结果也已经确定，当扭曲排列区域T的宽度是大约10μm或更小时，不考虑宽高比，扭曲排列和倾斜排列共存是困难的。
为了解决上述问题，本发明人形成如图13C所示的扭曲排列区域T，它基本上由在第一方向上延伸的条状第一扭曲排列区域T1和从第一扭曲排列区域T1在与第一方向交叉(最好是直角)的第二方向连续延伸的第二扭曲排列区域T2组成。结果，观察到从扭曲排列向倾斜排列的转换，如果出现的话，如图13C所示在第一扭曲排列区域T1的两端开始，如图13D所示在第一扭曲排列区域T1和第二扭曲排列区域T2的交点停止。
因此，在液晶显示器件100中，第二扭曲排列区域54、56、58和60从第一扭曲排列区域42和44连续延伸并以直角相交第一扭曲排列区域42和44，这些扭曲排列区域能够用作用于转换的更可靠的成核位置。
在相邻的第二扭曲排列区域T2之间的最佳的间隔也被实验。相邻的第二扭曲排列区域T2之间的间隔(图13C中的P2)被改变，以观察在第一和第二扭曲排列区域T1和T2中的扭曲排列和倾斜排列的共存状态。观察结果在如下的表1中示出。
表1

如表1所示，发现当第二扭曲排列区域T2的间距P2是200μm或更小时，扭曲排列和倾斜排列稳定地共存。也发现当第二扭曲排列区域T2的间距P2在400到1000μm的范围时，较不容易保持扭曲排列和倾斜排列的共存，但是由于第二扭曲排列区域T2的存在，向倾斜排列的转换在一定程度上被抑制。如果间距P2超过1000μm，扭曲排列和倾斜排列之间不可能共存。第一扭曲排列区域T1和第二扭曲排列区域T2整个被转换到倾斜排列。
该实例的液晶显示器件100的像素间距大约是100μm。因此，考虑到表1所示的结果，发现最好以两倍或更小于像素间距的间距安排第二扭曲排列区域T2。在液晶显示器件100中，第二扭曲排列区域的间距P2被设置在大约100μm，即等于像素间距，并因此，有可能有效地停止第一和第二扭曲排列区域向倾斜排列的转换。因此，第一扭曲排列区域42和44和第二扭曲排列区域54、56、58和60能够用作用于转换的更可靠的成核位置。
本例的液晶显示器件100的结构不限于以上参照图10和11所述的结构。例如，基本上相同的效果能够由图14到19所示的液晶显示器件获得。
在图14示出的液晶显示器件中，第二扭曲排列区域54和56每三个像素一次从第一扭曲排列区域42连续延伸。第二扭曲排列区域54和56沿着同样的源极线26上从第一扭曲排列区域42分别向上和向下延伸。同样，第二扭曲区域58和60每三个像素一次从第一扭曲排列区域44沿着公共线24上连续延伸。倾斜排列区域S包括第一倾斜排列区域36和第二倾斜排列区域37。每个第一倾斜排列区域36基本上由第一和第二扭曲排列区域42、44、54、56、58和60环绕，并且是对应于行方向上的三个像素和列方向上的半个像素的区域。每个第二倾斜排列区域37形成在位于同一源极线并在列方向上互相面对的第二扭曲排列区域之间。
图14所示的扭曲排列区域的结构能够被用于例如彩色液晶显示器件。在彩色液晶显示器件中，遮光层的行方向上的宽度在位于相邻组的RGB像素之间的部分能够大于位于在该组内相邻的像素之间的部分。因此，通过向每个第一倾斜排列区域36中的三个像素分配R、G和B并把第二扭曲排列区域54、56、58和60放在相邻的R和B像素之间，能够对第二扭曲排列区域确保较大的宽度。
在图15所示的液晶显示器件中，从第一扭曲排列区域42连续延伸的相邻第二扭曲排列区域之间行方向上的间隔在向上和向下的区域之间不同。更特别的是，第二扭曲排列区域62和68每个像素交替地从第一扭曲排列区域42向上连续地延伸，并包括位于不能用于显示的TFT上的区域。相反，第二扭曲排列区域74每两个像素地从第一扭曲排列区域42连续地向下延伸。在行方向上相邻的第二扭曲排列区域62和68在源极线26的方向上长度不同。而且，第二扭曲排列区域76和78从沿公共线24上延伸的第一扭曲排列区域44分别向上和向下交替地形成。第二扭曲排列区域76和78的长度被设置，使得第二倾斜排列区域37的宽度W2大致相同。
在图16所示的液晶显示器件中，第二扭曲排列区域62和68，以及80和81每个像素交替地分别从第一扭曲排列区域42连续地延伸，并且第二扭曲排列区域82和84，以及86和88每个像素交替地分别从第一扭曲排列区域44连续地延伸。
在图14到16所示的液晶显示器件中，第二扭曲排列区域除位于源极线上方还位于开关元件上方，如图10所示的液晶显示器件。因此，具有较宽面积的第二扭曲排列区域能够形成在遮光层的区域中。在图14到16所示的液晶显示器件中，第二扭曲排列区域从第一扭曲排列区域连续地延伸。或者，象图17到19所示的液晶显示器件一样，第一扭曲排列区域可以与第二扭曲排列区域分离。
在图17所示的液晶显示器件中，第一扭曲排列区域42对每个像素独立地沿着栅极线22上形成。第一扭曲排列区域44也对每个像素独立地沿公共线24上形成。每个第二扭曲排列区域90沿着源极线26上延伸等于列方向上的像素间距的长度。
在图18所示的液晶显示器件中，尽管第一扭曲排列区域42对每个像素独立地沿着栅极线22上形成，第一扭曲排列区域44沿着公共线24上连续地延伸。每个第二扭曲排列区域90在列方向上相邻的两个公共线之间在列方向上延伸。
图19所示的液晶显示器件与图18的不同在于第二扭曲排列区域94每半个像素间距独立地形成。
在图10和14到19所示的液晶显示器件中，所有的第一倾斜排列区域都经第二倾斜排列区域连接到另一个在行或列方向上相邻的第一倾斜排列区域。由于有这种结构，有可能防止这样的问题，即部分倾斜排列区域S可能不能转换到弯曲排列，而被留在倾斜排列，并从而与液晶区域中的倾斜排列区域S的其他部分分离，如参照图4A、4B和5所论述的。
所有第一倾斜排列区域可不必连接到相邻的第一倾斜排列区域。例如，如图20所示，液晶显示器件可以具有多个簇114，其中一个簇中的第一倾斜排列区域S1不连接到另一个簇中的第一倾斜排列区域S1。用107表示的该液晶显示器件将在下文中被详细说明。
如图20所示，液晶显示器件107的多个簇114的每一个包括第二倾斜排列区域S2，两个或多个经第二倾斜排列区域S2互相连接第一倾斜排列区域S1，和环绕第一和第二倾斜排列区域S1和S2的第一和第二扭曲排列区域T1和T2。一个簇中的第一倾斜排列区域S1不连接到，而是分离于另一个簇中的第一倾斜排列区域S1。
如图20所示，通过互相连接在一个簇114内的多个第一倾斜排列区域S1，当该簇114中的任意第一倾斜排列区域S1从倾斜排列向弯曲排列转换时，显示弯曲排列的区域扩展到该簇114中的倾斜排列区域中。因此，液晶显示器件107也能够防止这样的问题，即一些第一倾斜排列区域S1可以保持倾斜排列并被分离。
在图20中，一个簇包括在行方向上成行的四个第一倾斜排列区域S1。簇的形状和一个簇中第一倾斜排列区域S1的数量不限于上文所述。
接着，将说明本例的液晶显示器件100中的台阶20。形成在基板上的台阶20的形状可以随着台阶20形成的位置而被改变。这将参照图7、8、10和12被说明。
通常，在液晶显示器件的驱动期间，施加到栅极线22的电压比施加到源极线26的电压高。例如，在-12V到+12V或-20V到+20V范围内的电压施加到栅极线22，同时大约5V的电压施加到源极线26。这表示施加到形成在栅极线22上的第一扭曲排列区域42的电场高于施加到形成在源极线26上的第二扭曲排列区域54、56、58和60的电场。第一扭曲排列区域42因此更容易地从扭曲排列转换到弯曲排列，并因此能够被有效地用作用于转换的成核位置。等于施加到源极线26的电压的电压被施加到与栅极线26平行延伸的公共线24。因此，第一扭曲排列区域44也容易地从扭曲排列向弯曲排列转换。考虑到上文所述，第二扭曲排列区域T2最好形成在源极线26上。在下文中，说明的是对获得上述目的有效的台阶的形状，即用于有效使用第一扭曲排列区域作为用于转换的成核位置和使用第二扭曲排列区域来改善第一扭曲排列区域的扭曲排列的稳定性(抑制向倾斜排列的转换)。
如参照图7和8所述，在图7所述的普通台阶中，旋转位移线9迅速沿侧面21F向上移动，从而显示弯曲排列的区域扩展进入倾斜排列区域S。相反，在图8所示的倒台阶中，旋转位移线9保持旋转位移线9两侧的扭曲排列区域T和倾斜排列区域S的排列状态。
鉴于上述现象，第一扭曲排列区域42和44应当被形成，使得普通台阶的侧面沿着栅极线22和公共线24延伸。借助这种形状，第一扭曲排列区域能够更有效地用作用于转换的成核位置，并从而弯曲排列区域能够迅速扩展到倾斜排列区域。另外，第二扭曲排列区域54、56、58和60应当被形成，使得倒台阶的侧面沿着源极线26延伸。借助这种形状，由于上文参照图13A到13D所述的原因，在无电压施加期间第一扭曲排列区域能够被抑止从扭曲排列向倾斜排列的转换。
如上所述，通过适当地依赖于台阶形成的位置，使用普通台阶或倒台阶为台阶20，弯曲排列区域能够被迅速地扩展并且作为用于弯曲排列的成核位置的扭曲排列区域能够被稳定。因此，液晶显示器件100能够获得排列状态的稳定性，在显示质量等方面的改善。
接着，将说明用于形成普通台阶和倒台阶的较好的方法。为了台阶的形成，通常，使用抗蚀剂或等价于抗蚀剂的感光树脂、金属或绝缘体等的膜形成工艺被应用。普通台阶通常由(1)使用热处理的方法，(2)使用蚀刻的方法，和(3)使用光刻工艺的方法形成。但是相反台阶通常难于形成。
参照图21A到21D和22A到22D，将说明使用光刻工艺的方法，使用这种方法普通台阶和倒台阶能够同时容易地形成。图21A到21D说明了使用负型感光树脂层的形成方法，其中图21A和21B说明了倒台阶形成的处理步骤，而图21C和21D说明了普通台阶形成的处理步骤。图22A到22D说明了使用由正型感光树脂层的形成方法，其中图22A和22B说明了普通台阶形成的处理步骤，而图22C和22D说明了倒台阶形成的处理步骤。注意尽管普通台阶和倒台阶能够同时形成，但是在随后的论述中，为了简化，普通台阶的形成和倒台阶的形成将分别说明。
首先，将参照图21A到21B说明由负型感光树脂层形成倒台阶的方法。如图21A所示，在主平面上具有高反射系数区域121的基板4被准备。反射系数比周围区域更高的高反射系数区域121，最好是由金属材料制成的栅极线22、源极线26或公共线24。如上所述，倒台阶的侧面最好应当沿着源极线26延伸。所以，高反射系数区域121最好是源极线26。
负型感光树脂层122接着形成在基板4的主平面上。感光树脂层122由具有预定图案的遮光部分123和光透射部分124的掩模125覆盖，然后用通过掩模125的光辐照。掩模125被放置，从而遮光部分123位于高反射系数区域121上，遮光区域121的边缘123E在高反射系数区域121的范围内。通过掩模125传到感光树脂层122的光126作为反射光124R从高反射系数区域121反射。使用反射光126R，如图21B所示倒台阶20S(α＜90°)被形成。
从普通光学校准器输出的光具有大约3°或更小的平行度。但是，用于感光树脂层122的曝光的光126最好应当具有在大约5到10°范围内的平行度。借助该低平行度，在遮光部分123的边缘入射的光从高反射系数区域121反射，并且反射光(主反射光)能够为位于掩模下的感光树脂层122的部分的光曝光作贡献。
接着，将参照图21C和21D说明由正型感光树脂层形成普通台阶的方法。
与上述倒台阶20S的形成不同，因为在用于形成普通台阶20F的光曝光期间不需要反射光，不需要在基板4上形成高反射系数区域121。但是，普通台阶的侧面最好如上所述沿着栅极线22或公共线24延伸。因此，在随后的说明中，将说明具有诸如在基板4的主平面上的栅极线22和公共线24的高反射系数区域121的情况。
上述的基板4被首先准备好。负型感光树脂层122接着形成在基板4的主平面上。感光树脂层122由具有预定图案的遮光部分123和光透射部分(开口)124的掩模125覆盖，并且被通过掩模125的光126辐照。掩模125被放置使得遮光部分123位于高反射系数区域121上，遮光部分123的边缘123E在高反射系数区域121的区域外。穿过掩模125进入感光树脂层122的光126不从高反射系数区域121反射，并因此只使用照射光126，如图21D所示普通台阶20F(α＞90°)被形成。
在普通台阶20F形成时，具有大约5到10°范围内的平行度的光也最好用于感光树脂层122的曝光，与上文所述的倒台阶20S的形成相同。如图22C所示，借助该低平行度，在遮光部分123边缘入射的光能够对位于掩模下的感光树脂层122的部分的光曝光起作用。
接着，将说明用于由正型感光树脂层132形成普通台阶和倒台阶的方法。与使用负型感光树脂层122的情况相反，在使用正型感光树脂层123的情况下，普通台阶20F通过使用来自高反射系数区域121的反射光126R形成。首先，将说明用于由正型感光树脂层132形成普通台阶20F的方法。
如图22A所示，在主平面上具有高反射系数区域121的基板4被准备。高反射系数区域121比周围区域反射系数高。如上所述关于通过使用负型感光树脂层形成普通台阶的方法，该高反射系数区域121最好是栅极线22或公共线24。接着正型感光树脂层132形成在基板4的主平面上。感光树脂层132由具有预定图案的遮光部分123和光透射部分124的掩模125覆盖，并且然后由通过掩模125的光126辐照。掩模125被放置，使得光透射部分124位于高反射系数区域121上，光透射部分124的边缘124E在高反射系数区域121内。通过掩模125到进入感光树脂层122的光126从高反射系数区域121被反射作为反射光126R。使用反射光126R，如图22B所示形成普通台阶20F(α＞90°)。
接着，将说明用于由正型感光树脂层132形成倒台阶20S的方法。在这种情况下，因为用于倒台阶20S的形成的光曝光期间不需要反射光，所以不必要在基板4上形成高反射系数区域121。但是，倒台阶的侧面最好如上所述沿着源极线26延伸。因此，在随后的说明中，将说明形成诸如在基板4的主平面上的源极线26的高反射系数区域121的情况。
上述的基板4被首先准备。接着在基板4的主平面上形成正型感光树脂层132。感光树脂层132用具有预定图案的遮光部分123和光透射部分124的掩模125覆盖，并接着用通过掩模125的光126辐照。掩模125被放置使得光透射部分124位于高反射系数区域121上，光透射部分124的边缘124E在高反射系数区域121外。穿过掩模125进入感光树脂层132的光126不从高反射系数区域121被反射，并使得只使用照射光126，如图22D所示形成倒台阶20S(α＜90°)。
在图22A到22D所示的使用正型感光树脂层132的情况下，与使用负型感光层122的情况相同，用于感光树脂层132的曝光的光126最好具有在大约5到10°的范围内的平行度。
根据上述的台阶形成方法，通常看来难于形成的倒台阶能够与普通台阶形成的同时被容易地形成。
在上述说明中，作为用于转换的成核位置的扭曲排列区域T形成在遮光区域，以便不包括在显示区域中。本发明不限于此，而是扭曲排列区域T和倾斜排列区域S都可以包括在显示区中。例如，在透射/反射组合型液晶显示器件中，具有较大厚度(d1)的液晶层的扭曲排列区域T可以被用作透射区，而具有较小厚度(d2＜d1)的倾斜排列区域S可以被用作反射区。在这样的液晶显示器件中，扭曲排列区域T和倾斜排列区域S能够被用于显示。
如上所述，根据本发明，有可能提供能够快速并可靠的从倾斜排列转换到弯曲排列或从弯曲排列转换到倾斜排列的液晶显示器件。本发明适于应用到用于计算机和平板电视机的监视器的液晶显示器件。
尽管本发明已经在优选实施例中被说明，对本领域技术人员来说将很显然公开的发明可以用多种方式被修改，并可以假定与特别提出的和上述的实施例不同的很多实施例。因此，意图通过随附的权利要求覆盖落在本发明的真实宗旨和范围内的本发明的所有修改。
权利要求
1.一种液晶显示器件，包括一第一基板，一面向第一基板放置的第二基板，和插在第一和第二基板之间的液晶层，其中液晶层包括其中根据施加的电压发生从倾斜排列向弯曲排列或从弯曲排列向倾斜排列转换的倾斜排列区域；和用作用于促使在倾斜排列区域中出现转换的成核位置的成核区域，成核区域包括多个第一成核区域和多个第二成核区域，多个第一成核区域中的每一个都在第一方向上延伸，多个第二成核区域中的每一个都在不同于第一方向的第二方向上延伸，倾斜排列区域包括多个在第二方向具有第一宽度的第一倾斜排列区域和多个在第二方向具有比第一宽度小的第二宽度的第二倾斜排列区域，并且该多个第一倾斜排列区域包括两个通过该多个第二倾斜排列区域之一互相连接的第一倾斜排列区域。
2.权利要求1的液晶显示器件，其中液晶层含有手性掺杂剂，成核区域是在无电压施加期间表现出180度扭曲排列的扭曲排列区域，该多个第一成核区域是多个在无电压施加期间表现出180度扭曲排列的第一扭曲排列区域，并且该多个第二成核区域是多个在无电压施加期间表现出180度扭曲排列的第二扭曲排列区域。
3.权利要求2的液晶显示器件，其中扭曲排列区域的d1/p大于倾斜排列区域的d2/p，其中p是液晶材料的间距，d1是液晶层的扭曲排列区域的厚度，和d2是液晶层的倾斜排列区域的厚度。
4.权利要求3的液晶显示器件，其中d1大于d2。
5.权利要求2的液晶显示器件，其中第一基板包括多个在第一方向上延伸的栅极线，多个在与第一方向交叉的第二方向上延伸的源极线，位于该多个栅极线和该多个源极线的交点附近的多个开关元件，和通过该多个开关元件与该多个栅极线和该多个源极线电连接的多个像素电极，该多个第一扭曲排列区域中的至少一个形成在该多个栅极线中的至少一个上，该多个第二扭曲排列区域中的至少一个形成在该多个源极线中的至少一个上，并且该多个第一倾斜排列区域中的一个形成在该多个像素电极中的至少一个上。
6.权利要求5的液晶显示器件，其中第一基板还包括多个公共线，它们每个都形成在该多个栅极线中相邻的栅极线之间，并且该多个第一扭曲排列区域中的至少一个形成在该多个公共线中的至少一个上。
7.权利要求2的液晶显示器件，其中该多个第二扭曲排列区域中的至少一个连续地从该多个第一扭曲排列区域中的至少一个上形成。
8.权利要求7的液晶显示器件，其中该多个第二扭曲排列区域中第一方向上相邻的两个第二扭曲排列区域之间的间隔是1mm或更小。
9.权利要求4的液晶显示器件，其中第一基板和第二基板中至少一个具有多个台阶，每个都具有上表面，下表面，和连接上表面和下表面的侧面，并且倾斜排列区域形成在该多个台阶的上表面上，并且扭曲排列区域形成在该多个台阶的下表面上。
10.权利要求9的液晶显示器件，其中该多个台阶包括第一台阶和第二台阶，第一台阶的侧面关于下表面具有超过90°的角，并且第二台阶的侧面关于下表面具有小于90°的角。
11.权利要求10的液晶显示器件，其中第一台阶的侧面在第一方向上延伸。
12.权利要求10的液晶显示器件，其中第二台阶的侧面在第二方向上延伸。
13.权利要求1的液晶显示器件，其中液晶层的液晶分子的预倾斜方向平行于第一方向。
14.一种液晶显示器件，包括第一基板，面向第一基板放置的第二基板，和插在第一和第二基板之间的液晶层，液晶层包含手性掺杂剂，其中液晶层包括在无电压施加期间显示出180度扭曲排列的扭曲排列区域；和在无电压施加期间显示出倾斜排列而在电压施加期间显示出弯曲排列的倾斜排列区域，以用来显示，第一基板和第二基板中至少一个在面对液晶层的表面上具有多个台阶，每一台阶具有上表面，下表面，和连接上表面和下表面的侧面，倾斜排列区域形成在该多个台阶的上表面上，并且扭曲排列区域形成在该多个台阶的下表面上，并且该多个台阶包括第一台阶和第二台阶，第一台阶的侧面关于下表面具有超过90°的角，并且第二台阶的侧面关于下表面具有小于90°的角。
15.一种用于同时形成倒台阶和普通台阶的方法，每一台阶具有上表面，下表面，和连接上表面和下表面的侧面，倒台阶的侧面关于下表面具有小于90°的角，而普通台阶的侧面关于下表面具有大于90°的角，该方法包括步骤准备在主平面上具有高反射系数区域的基板，高反射系数区域比周围区域的反射系数高；在主平面上形成感光树脂层；并且用通过具有预定图案的遮光部分和光透射部分的掩模的光把感光树脂层曝光，以使用来自高反射系数区域的反射光形成倒台阶或普通台阶。
16.权利要求15的方法，其中高反射系数区域是形成在基板的主平面上的栅极线、源极线或公共线。
17.权利要求15的方法，其中感光树脂层是负型感光树脂层，掩模被放置从而遮光部分位于高反射系数区域上方，遮光部分的边缘在高反射系数区域内，并且倒台阶用反射光形成。
18.权利要求15的方法，其中感光树脂层是正型感光树脂层，掩模被放置从而光透射部分位于高反射系数区域上方，光透射部分的边缘在高反射系数区域内，并且普通台阶用反射光形成。
全文摘要
本发明的液晶显示器件包括一第一基板，一面向第一基板放置的第二基板，和插在第一和第二基板之间的液晶层。液晶层包括其中根据施加的电压从倾斜排列向弯曲排列或从弯曲排列向倾斜排列转换发生的倾斜排列区域；和用于开始倾斜排列区域中的转换的用作成核位置的成核区域。成核区域包括分别沿第一方向延伸的多个第一成核区域和分别沿不同于第一方向的第二方向延伸的多个第二成核区域。倾斜排列区域包括多个在第二方向具有第一宽度的第一倾斜排列区域和多个在第二方向具有比第一宽度小的第二宽度的第二倾斜排列区域。多个第一倾斜排列区域包括两个通过多个第二倾斜排列区域之一互相连接的第一倾斜排列区域。
文档编号G02F1/1337GK1424618SQ0215613
公开日2003年6月18日 申请日期2002年12月6日 优先权日2001年12月7日
发明者藤井晓义, 川村忠史, 山田祐一郎 申请人:夏普公司