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，尤其涉及一种具有宽视角特性且能产生高质量显示的液晶显示器件。
背景技术：
近几年来，液晶显示器(之后称作“LCD”)已经被广泛使用。到目前为止主流LCD为扭曲向列型LCD，其中具有正介电各项异性的向列液晶分子被扭曲。然而，这种类型的LCD具有过分视角依赖的问题，这是由液晶分子的取向造成的。
为了减轻该视角依赖性，已经开发了取向分割垂直取向型LCD，现在正日益广泛使用。
例如，日本专利No.2947350公开了一种MVA(多畴垂直取向)型LCD，其是取向分割垂直取向型LCD的一种。MVA型LCD使用设置在一对电极之间的垂直取向型液晶层以常黑(NB)模式显示图像。MVA型LCD包括畴控制(domain-regulating)部件(切口或肋)，使得当施加电压时在每个像素内液晶分子倒向(倾斜向)多个不同的方向。
日本待审专利公开No.2003-43525公开了一种CPA(连续针轮取向(Continuous Pinwheel Alignment))型LCD，其是取向分割垂直取向型LCD的一种。在CPA型LCD中，电极对彼此面对，其间夹有垂直取向型液晶层。所述电极对之一包括不具有导电层的部分(开口或切除部分)，使得当施加电压时在每个像素中液晶分子放射状倾斜。
最近，在个人计算机显示器和移动终端设备(例如，便携式电话和PDA)中，以及在液晶TV中，显示移动画面信息的要求已经快速增长。为了在LCD中实现移动画面的高质量显示，液晶层的响应时间要短(即液晶层的响应速度要高)。更具体地说，要求在一个垂直扫描周期内(典型地，在一帧内)达到预定的灰度级。
作为改善LCD响应特性的驱动方法，施加比与将要显示的灰度级(预定的灰度级)相对应的电压高的电压的方法是公知的。(比与将要显示的灰度级相对应的电压高的电压称作“过冲电压”，这种方法称作“过冲驱动”)。施加过冲电压(之后称作“OS电压”)可以改善灰度显示中的响应特性。例如，日本待审专利公开No.2000-231091公开了一种可由过冲驱动(之后称作“OS驱动”)驱动的MVA型LCD。
然而，为了通过日本待审专利公开No.2000-231091中公开的OS驱动来驱动LCD，需要额外设置用于存储图像信息的帧存储器。这增加了制造成本。

发明内容
为了克服上述问题，本发明优选的实施方案以简单的方式改善了取向分割垂直取向型LCD的响应特性。
依照本发明的第一种液晶显示器件包括第一基板；第二基板；和设置在第一基板和第二基板之间的垂直取向型液晶层。通过设置在靠近液晶层的第一基板的一个表面上的第一电极和设置在第二基板上的、与第一电极相对且其间有液晶层的第二电极分别限定了多个图像元素区域。在多个图像元素区域的每一个中，第一电极包括由导电膜形成的实心部分和没有设置导电膜的非实心部分，当在第一电极和第二电极之间施加电压时，所述液晶层的取向由在第一电极的非实心部分上产生的倾斜电场控制。第一电极的实心部分上的液晶层部分包括具有第一厚度d1的第一区域和具有比第一厚度d1小的第二厚度d2的第二区域，所述第二区域位于非实心部分附近。因而实现了上述的目的。
在一个优选的实施方案中，当在第一电极和第二电极之间施加电压时，液晶层形成了多个第一液晶畴，其中每一个通过倾斜电场在实心部分上采取放射状倾斜取向。
在一个优选的实施方案中，第一电极的实心部分包括多个单位实心部分，在其中每一个上形成所述多个第一液晶畴中的各自的第一液晶畴；所述实心部分上的液晶层部分的第二区域位于所述多个单位实心部分中的至少一个单位实心部分的边缘部分上。
依照本发明的第二种液晶显示器件包括第一基板；第二基板；和设置在第一基板和第二基板之间的垂直取向型液晶层。通过设置在靠近液晶层的第一基板的一个表面上的第一电极和设置在第二基板上的、与第一电极相对且其间有液晶层的第二电极分别限定了多个图像元素区域。在多个图像元素区域的每一个中，第一电极包括由导电膜形成的实心部分和没有设置导电膜的非实心部分，当在第一电极和第二电极之间施加电压时，所述液晶层形成了多个第一液晶畴，其中每一个都通过在第一电极的非实心部分上产生的倾斜电场在实心部分上采取放射状倾斜取向。第一电极的实心部分包括多个单位实心部分，在其中每一个上都形成有所述多个第一液晶畴中的各自的第一液晶畴。所述多个单位实心部分的至少一个单位实心部分上的液晶层部分包括具有第一厚度d1的第一区域和具有比第一厚度d1小的第二厚度d2的第二区域，所述第二区域位于单位实心部分的边缘上。因而，达到了上述的目的。
在一个优选的实施方案中，所述至少一个单位实心部分对应于第二区域的部分的表面高度高于所述至少一个单位实心部分对应于第一区域的部分的表面高度。
在一个优选的实施方案中，所述第一基板包括透明基板和设置在透明基板和所述第一电极之间的层间绝缘膜；所述层间绝缘膜包括其靠近液晶层的一个表面的高度连续变化的倾斜区域；且所述至少一个单位实心部分的边缘部分位于所述倾斜区域上。
在一个优选的实施方案中，所述层间绝缘膜包括其靠近液晶层的表面的高度基本恒定的平坦区域；且所述至少一个单位实心部分对应于所述第一区域的部分位于所述平坦区域上。
在一个优选的实施方案中，所述层间绝缘膜由光敏透明树脂形成。
在一个优选的实施方案中，入射到液晶层上的光为圆偏振光，通过由液晶层调制所述圆偏振光提供显示。
在一个优选的实施方案中，所述多个第一液晶畴中的取向和所述非实心部分上的液晶层部分中的取向彼此连续。
在一个优选的实施方案中，所述多个单位实心部分每一个都具有旋转对称的形状。
在一个优选的实施方案中，所述多个单位实心部分每一个都大体是圆形。
在一个优选的实施方案中，所述多个单位实心部分每一个都大体是矩形。
在一个优选的实施方案中，所述多个单位实心部分每一个都大体是具有圆角的矩形。
在一个优选的实施方案中，所述多个单位实心部分每一个都具有含有锐角角部分的形状。
在一个优选的实施方案中，当在第一电极和第二电极之间施加电压时，液晶层形成至少一个第二液晶畴，所述第二液晶畴在所述非实心部分上通过所述倾斜电场采取放射状倾斜取向。
在一个优选的实施方案中，所述第一液晶畴中的取向和所述至少一个第二液晶畴中的取向彼此连续。
在一个优选的实施方案中，第一电极的所述非实心部分具有至少一个开口。
在一个优选的实施方案中，所述至少一个开口包括多个开口，所述多个开口的至少一部分具有大致相同的形状和大致相同的尺寸，并形成了至少一个单位格子，所述单位格子排列成具有旋转对称性。
在一个优选的实施方案中，所述多个开口的至少一部分的形状分别具有旋转对称性。
在一个优选的实施方案中，第一电极的所述非实心部分具有至少一个切除(cut-out)部分。
在一个优选的实施方案中，所述至少一个切除部分包括多个切除部分，且所述多个切除部分规则排列。
在一个优选的实施方案中，在所述多个图像元素区域的每一个中，第一电极的非实心部分的面积都小于第一电极的实心部分的面积。
在一个优选的实施方案中，所述第二基板在对应于所述多个第一液晶畴的至少一个第一液晶畴的区域中具有取向控制结构，所述取向控制结构施加取向控制力，用于至少在存在施加电压时使所述至少一个第一液晶畴中的液晶分子处于放射状倾斜取向。
在一个优选的实施方案中，所述取向控制结构设置在对应于所述至少一个第一液晶畴中心部分的区域中。
在一个优选的实施方案中，所述取向控制结构施加取向控制力，用于在不存在施加电压时使液晶分子也处于放射状倾斜取向。
在一个优选的实施方案中，所述取向控制结构是从所述第二基板突出穿过液晶层的突起。
在一个优选的实施方案中，通过从所述第二基板突出穿过液晶层的突起确定液晶层的厚度。
在一个优选的实施方案中，第一电极的所述非实心部分是设置在第一电极中的切口。
依照本发明的第三种液晶显示器件包括第一基板；第二基板；和设置在第一基板和第二基板之间的垂直取向型液晶层。通过设置在第一基板靠近液晶层的一个表面上的第一电极和设置在第二基板上的且与第一电极相对的第二电极分别确定了多个图像元素区域，第一电极和第二电极之间有液晶层。在多个图像元素区域的每一个中，第一电极包括由导电膜形成的实心部分和切口，当在第一电极和第二电极之间施加电压时，所述液晶层的取向由在第一电极的切口上产生的倾斜电场控制。第一电极的实心部分上的液晶层部分包括具有第一厚度d1的第一区域和具有比第一厚度d1小的第二厚度d2的第二区域，所述第二区域位于所述切口的附近。因而，达到了上述的目的。
在一个优选的实施方案中，所述第一电极的实心部分对应于所述第二区域的部分的表面高度高于所述实心部分对应于所述第一区域的部分的表面高度。
在一个优选的实施方案中，所述第一基板包括透明基板和设置在透明基板和所述第一电极之间的层间绝缘膜；所述层间绝缘膜包括其靠近液晶层的一个表面的高度连续变化的倾斜区域；并且所述第一电极的实心部分对应于第二区域的部分位于所述倾斜区域上。
在一个优选的实施方案中，所述层间绝缘膜包括其靠近液晶层的表面的高度基本恒定的平坦区域；并且所述第一电极的实心部分对应于所述第一区域的部分位于所述平坦区域上。
在一个优选的实施方案中，所述层间绝缘膜由光敏透明树脂形成。
在一个优选的实施方案中，所述第一基板包括透明基板和设置在透明基板与所述第一电极之间的滤色器层；所述滤色器层包括其靠近液晶层的一个表面的高度连续变化的倾斜区域；且所述第一电极的实心部分对应于所述第二区域的部分位于该倾斜区域上。
在一个优选的实施方案中，所述滤色器层包括其靠近液晶层的表面的高度基本恒定的平坦区域；且所述第一电极的实心部分对应于所述第一区域的部分位于所述平坦部分上。
在一个优选的实施方案中，入射到液晶层上的光是圆偏振光，通过由液晶层调制所述圆偏振光来提供显示。
在一个优选的实施方案中，该液晶显示器件进一步包括彼此相对的成对的偏振片，其间有液晶层，所述成对的偏振片具有彼此大体垂直的透射轴，透射轴之一水平于显示平面设置，所述切口在相对于所述透射轴之一倾斜的方向上延伸。
在一个优选的实施方案中，所述切口的延伸方向与所述透射轴之一成大约45°的角。
在一个优选的实施方案中，所述第二基板具有施加取向控制力的取向控制结构，至少在存在施加电压时该取向控制力与由所述倾斜电场提供的取向控制力一致。
在一个优选的实施方案中，所述第二基板的取向控制结构是肋。
在一个优选的实施方案中，所述第二基板的取向控制结构是设置在所述第二电极中的切口。
在一个优选的实施方案中，所述第一基板进一步包括相应于所述多个图像元素区域的每一个设置的开关元件；且所述第一电极是相应于所述多个图像元素区域的每一个设置的图像元素电极，并与所述开关元件电连接，所述第二电极是与所述多个图像元素电极相对的至少一个对向电极。
在一个优选的实施方案中，所述图像元素电极的实心部分上的液晶层部分在所述图像元素电极外围附近不具有所述第二区域。
依照本发明的第四种液晶显示器件，包括第一基板；第二基板；和设置在第一基板和第二基板之间的垂直取向型液晶层。通过设置在第一基板靠近液晶层的一个表面上的第一电极和设置在第二基板上的、与第一电极相对的第二电极确定了多个图像元素区域，第一电极和第二电极之间有液晶层。在多个图像元素区域的每一个中，第一电极包括由导电膜形成的实心部分和切口，当在第一电极和第二电极之间施加电压时，所述液晶层的取向由在第一电极的切口上产生的倾斜电场控制。所述第一基板进一步包括相应于所述多个图像元素区域的每一个设置的开关元件。所述第一电极是相应于所述多个图像元素区域的每一个设置的图像元素电极，并与所述开关元件电连接，所述第二电极是与所述多个图像元素电极相对的至少一个对向电极。所述图像元素电极的实心部分上的液晶层部分包括具有第一厚度d1的第一区域和具有比第一厚度d1大的第二厚度d2的第二区域，所述第二区域位于所述图像元素电极的外围附近。因而，实现了上述的目的。
在一个优选的实施方案中，所述实心部分对应于所述第二区域的部分的表面高度低于所述实心部分对应于所述第一区域的部分的表面高度。
在一个优选的实施方案中，所述第一基板包括透明基板和设置在透明基板和所述第一电极之间的层间绝缘膜；所述层间绝缘膜包括其靠近液晶层的一个表面的高度连续变化的倾斜区域；且所述实心部分对应于所述第二区域的部分位于所述倾斜区域上。
在一个优选的实施方案中，所述层间绝缘膜包括其靠近液晶层的表面的高度基本恒定的平坦区域；且所述实心部分对应于所述第一区域的部分位于所述平坦区域上。
在一个优选的实施方案中，所述层间绝缘膜由光敏透明树脂形成。
在一个优选的实施方案中，液晶显示器件进一步包括彼此相对的成对的偏振片，其间具有液晶层，所述成对的偏振片具有彼此大体垂直的透射轴，所述透射轴之一水平于显示平面设置，且所述切口在相对于所述透射轴之一倾斜的方向上延伸。
在一个优选的实施方案中，所述切口的延伸方向与所述透射轴之一成大约45°的角。
依照本发明，第一电极的实心部分上的液晶层具有预定的厚度分布。因此，以简单的方式改善了取向分割垂直取向型LCD的响应特性。本发明优选用于CPA型LCD和MVA型LCD。
从下面参照附图的本发明优选实施方案的详细描述，本发明的其它特征、元件、工艺、步骤、特性和优点将变得显而易见。


图1A和1B示意性地示出了本发明LCD100的结构，其中图1A是平面图，图1B是沿图1A的线1B-1B’的横截面图。
图2A和2B示出了其上施加电压时的LCD100的液晶层30，其中图2A示意性地示出了其中取向刚开始变化的状态(原始ON状态)，图2B示意性地示出了稳定状态。
图3A到图3D每一个都示意性地示出了电力线与液晶分子取向的关系。
图4A到图4C每一个都示意性地示出了当在基板法线方向观看时LCD100中的液晶分子的取向。
图5是LCD100的单位实心部分的边缘部分和附近的放大横截面图。
图6A到图6C示意性地示出了液晶分子示例性的放射状倾斜取向。
图7A和7B是平面图，每一个都示意性地示出了在本发明的LCD中可使用的另一图像元素电极。
图8A和8B是平面图，每一个都示意性地示出了在本发明LCD中可使用的另一图像元素电极。
图9A和9B是平面图，每一个都示意性地示出了在本发明LCD中可使用的另一图像元素电极。
图10A和10B是平面图，每一个都示意性地示出了在本发明LCD中可使用的另一图像元素电极。
图11是平面图，其示意性地示出了在本发明LCD中使用的另一图像元素电极。
图12A和12B是平面图，每一个都示意性地示出了在本发明LCD中可使用的另一图像元素电极。
图13A到13E每一个都示意性地示出了包含取向控制结构28的对基板200b。
图14A和14B示意性地示出了本发明的CPA型LCD200，其中图14A是平面图，图14B是沿图14A的线14B-14B’的横截面图。
图15A到15C是示意性示出LCD200的横截面图，其中图15A示出了在没有施加电压时的状态，图15B示出了取向刚开始变化的状态(原始ON状态)，图15C示出了稳定状态。
图16A和图16B示意性地示出了本发明另一CPA型LCD200’的结构，其中图16A是平面图，图16B是沿图16A的线16B-16B’的横截面图。
图17A到17C是示意性示出LCD200’的横截面图，其中图17A示出了在没有施加电压时的状态，图17B示出了取向刚开始变化的状态(原始ON状态)，图17C示出了稳定状态。
图18A到18C是示意性示出包括突起(肋)的LCD的横截面图，所述突出还用作间隔器，其中图18A示出了在没有施加电压时的状态，图18B示出了取向刚开始变化的状态(原始ON状态)，图18C示出了稳定状态。
图19是示意性示出突起的横截面图，所述突起的侧面相对于基板平面的倾角大大超过90°。
图20是示意性示出还用作间隔器的突起的变化的横截面图。
图21是示意性显示本发明MVA型LCD300的基本结构的横截面图。
图22是示意性显示本发明LCD300的两个图像元素区域结构的平面图。
图23是示意性显示沿图22的线23A-23A’的LCD300的结构的横截面图。
图24示意性地显示了切口附近和图像元素电极外围附近的液晶分子的取向。
图25是示意性显示本发明另一MVA型LCD400的基本结构的橫截面图。
图26是示意性显示本发明LCD400的两个图像元素区域结构的平面图。
图27是示意性显示沿图26的线27A-27A’的LCD400的结构的横截面图。
图28是示意性显示本发明另一MVA型LCD500的两个图像元素区域结构的平面图。
图29是示意性显示沿图28的线28A-28A’的LCD500的结构的横截面图。
具体实施例方式
之后，将参照附图描述本发明优选的实施方案。
下面将以使用薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵型LCD为例来描述本发明的实施方案，但本发明并不限于此，也可以适用于使用MIM结构的有源矩阵LCD或简单矩阵LCD。将透射型LCD作为一个例子来给出下列的描述，但本发明并不限于此，也可以适用于反射型LCD或透射-反射型LCD。
注意到在本说明书中，对应于“图像元素”(显示的最小单元)的LCD的区域称作“图像元素区域”。在彩色LCD中，包括R、G和B“图像元素”的多个“图像元素”对应于一个“像素”。在有源矩阵型LCD中，由图像元素电极和与所述图像元素电极相对的对向电极限定图像元素区域。在无源矩阵型LCD中，图像元素区域定义为下述的区域，即以条形图案排列的列电极之一与也以条形图案垂直于列电极排列的行电极之一交叉的区域。在具有黑色矩阵的结构中，严格地讲，图像元素区域是根据想要的显示状态在其上施加电压的每个区域的与黑色矩阵的开口相对应的部分。
实施方案1
现在将参照图1A和图1B描述依照本发明CPA型LCD100的一个图像元素区域的结构。在下面的描述中，为了简便起见省略掉了滤色器和黑色矩阵。在图中，具有与LCD100中的相应元件大致相同功能的每个元件用相同的参考标记表示，将不再进一步描述。图1A是示出当在基板法线方向观看时LCD100的图像元素区域的平面图，图1B是沿图1A的线1B-1B’的横截面图。图1B示出了跨过液晶层没有施加电压时的状态。
LCD100包括有源矩阵基板(之后称作“TFT基板”)100a、对基板(也称作“滤色器基板”)100b和设置在TFT基板100a和对基板100b之间的液晶层30。液晶层30的液晶分子30a具有负的介电各向异性，在跨过液晶层30没有施加电压时，由于作为垂直取向层的垂直取向膜，液晶分子30a垂直于垂直取向膜(没有示出)的表面排列，如图1B中所示，所述垂直取向膜设置在每个TFT基板100a和对基板100b靠近液晶层30的一个表面上。该状态描述为液晶层30处于垂直取向。然而注意，取决于所使用的垂直取向膜的类型或液晶材料的类型，垂直取向的液晶层30的液晶分子30a可以稍微从垂直取向膜的表面(基板的表面)法线倾斜。一般地，垂直取向定义为下述状态，即液晶分子的轴(也称作“轴取向”)相对于垂直取向膜的表面以大约85°或更大的角度取向。
LCD100的TFT基板100a包括透明基板(例如玻璃基板)11和设置在透明基板11的表面上的图像元素电极14。对基板100b包括透明基板(例如玻璃基板)21和设置在透明基板21的表面上的对向电极22。在每个图像元素区域中，液晶层30的取向根据施加在图像元素电极14和对向电极22之间的电压变化，其中图像元素电极和对向电极通过液晶层30彼此相对设置。通过利用穿过液晶层30的光的偏振或量根据液晶层30取向的变化而变化的现象来产生显示。
接下来，将描述CPA型LCD100中设置的图像元素电极14的结构和功能。
如图1A和1B中所示，图像元素电极14包括由导电膜(例如ITO膜或铝膜)形成的实心部分14a和其中没有设置导电膜的非实心部分14b。
实心部分14a包括多个基本被非实心部分14b包围的区域(每个这样的区域将称作“单位实心部分14a’)。单位实心部分14a’彼此具有大致相同的形状和大致相同的尺寸，且每个实心部分14a’具有大体圆形的形状。典型地，多个单位实心部分14a’在每个图像元素区域内电连接在一起。
非实心部分14b包括多个开口14b1，每个彼此都具有大致相同的形状和大致相同的尺寸，并如此设置，即它们各自的中心形成方格图案。图像元素电极14中心处的单位实心部分14a’大致被四个开口14b1包围，所述开口各自的中心在形成一个单位格子的四个格点处。每个开口14b1都具有大体为星形的形状，该形状具有四个四分之一弧状的边(边缘)，在四个边之间的中心处具有四折叠(four-fold)旋转轴。
非实心部分14b还包括多个切除部分14b2。多个切除部分14b2位于图像元素区域的边缘部分。位于对应于图像元素区域边的区域中的切除部分14b2每个都具有下述形状，该形状对应于每个开口14b1的形状的大约一半。位于对应于图像元素区域角的区域中的切除部分14b2每个都具有下述形状，该形状对应于每个开口14b1的形状的大约四分之一。位于图像元素区域边缘部分中的单位实心部分14a’每个都大致被相应的切除部分14b2和相应的开口14b1包围。切除部分14b2规则排列，且开口14b1和切除部分14b2在整个图像元素区域(到其端部)中形成了单位格子。通过将用于图像元素电极14的导电膜图形化来形成开口14b1和切除部分14b2。
当在具有上述这种结构的图像元素电极14和对向电极22之间施加电压时，在实心部分14a周围，即非实心部分14b的边缘产生倾斜电场，由此产生每个部具有放射状倾斜取向的多个液晶畴。在对应于开口14b1的每个区域中和对应于单位实心部分14a’的每个区域中产生所述液晶畴。
该实施方案中的图像元素电极14为方形，但图像元素电极14的形状并不限于此。图像元素电极14的大体形状接近矩形(包含正方形和长方形)，以使开口14b1和切除部分14b2可以以方格图案规则排列。甚至当图像元素电极14不是矩形时，只要开口14b1和切除部分14b2规则排列(例如以上述的方格图案排列)，使得液晶畴形成在整个图像元素区域中，就能提供本发明的效果。
将参照图2A和2B描述由上述倾斜电场形成液晶畴的机制。图2A和2B每个都示出了跨过其施加电压时图1B中所示的液晶层30。图2A示意性示出了根据跨过液晶层30施加的电压，液晶分子30a的取向刚开始变化的状态(原始ON状态)。图2B示意性示出了根据所施加的电压，液晶分子30a的取向已经变化并变为稳定的状态。图2A和图2B中的曲线EQ表示等位线。
当图像元素电极14和对向电极22为相同的电位(跨过液晶层30没有施加电压时的状态)时，在每个图像元素区域中的液晶分子30a垂直于基板11和21的表面排列，如图1B中所示。
当跨过液晶层30施加电压时，产生了由图2A中示出的等位线EQ(垂直于电力线)表示的电位梯度。位于图像元素电极14的实心部分14a和对向电极22之间的液晶层30中的等位线EQ平行于实心部分14a和对向电极22的表面；并在对应于图像元素区域的非实心部分14b的区域中下降。在非实心部分14b的边缘部分EG之上(在非实心部分14b的内的外围部分，包括实心部分14a和非实心部分14b之间的边界)的液晶层30中产生了由等位线EQ的倾斜部分表示的倾斜电场。
扭矩作用在具有负介电各向异性的液晶分子30a上，将液晶分子30a的轴取向引导为平行于等位线EQ(垂直于电力线)。因此，如图2A中用箭头表示的，每个非实心部分14b的右边缘部分EG上的液晶分子30a顺时针倾斜(旋转)，且每个非实心部分14b的左边缘部分RG上的液晶分子30a逆时针倾斜(旋转)。结果，边缘部分EG上的液晶分子30a平行于等位线EQ的对应部分取向。
参照图3A到图3D，现在将更加详细地描述液晶分子30a取向的变化。
当在液晶层30中产生电场时，扭矩作用在具有负介电各向异性的液晶分子30a上，将其轴取向引导为平行于等位线EQ。如图3A中所示，当产生由垂直于液晶分子30a轴取向的等位线EQ表示的电场时，以相同概率产生了促使液晶分子30a顺时针倾斜的扭矩或促使液晶分子30a逆时针倾斜的扭矩。因此，彼此相对的平行片状电极对之间的液晶层30具有一些受到顺时针扭作用矩液晶分子30a和受到逆时针扭矩作用的一些其它液晶分子30a。结果，不能平稳地向根据跨过液晶层30施加的电压想要的取向转变。
如图2A所示，当在本发明LCD100的非实心部分14b的边缘部分EG处产生由相对于液晶分子30a的轴取向倾斜的等位线EQ的一部分表示的电场(倾斜电场)时，液晶分子30a向液晶分子30a平行于等位线EQ需要较少旋转的任何方向上(所示例子中的逆时针方向)倾斜，如图3B中所示。在由垂直于液晶分子30a的轴取向的等位线EQ表示电场的区域中的液晶分子30a与位于等位线EQ倾斜部分上的液晶分子30a在相同的方向上倾斜，使得其取向与位于等位线EQ的倾斜部分上的液晶分子30a的取向是连续的，如图3C所示。如图3D所示，当产生由具有连续凹/凸图案的等位线EQ表示的电场时，位于等位线EQ平坦部分上的液晶分子30a如此取向，即与由位于等位线EQ相邻倾斜部分上的液晶分子确定的取向方向一致。这里使用的短语“位于等位线EQ上”意思是指“位于由等位线EQ表示的电场内”。
开始于等位线EQ倾斜部分上的那些液晶分子30a的液晶分子30a取向的变化如上所述地进行，并达到图2中示意性示出的稳定状态。位于开口14b1中心部分周围的液晶分子30a受开口14b1相对边缘部分EG处的液晶分子30a的各自取向的影响大致相等，因此它们的取向保持垂直于等位线EQ。远离开口14b1的中心的液晶分子30a受到较近的边缘部分EG处其它液晶分子30a取向的影响而倾斜，由此形成了关于开口14b1的中心SA对称的倾斜取向。当在垂直于LCD100显示平面的方向(垂直于基板11和21表面的方向)上观看时，所述取向处于其中液晶分子30a关于开口14b1的中心具有放射状轴取向(没有示出)的状态。在本说明书中，这种取向将称作“放射状倾斜取向”。此外，关于单轴采取放射状倾斜取向的液晶分子30a的区域将称作“液晶畴”。
其中液晶分子30a采取放射状倾斜取向的液晶畴还形成在对应于被非实心部分14b大致包围的单位实心部分14a’的区域中。对应于单位实心部分14a’的区域中的液晶分子30a受到非实心部分14b每个边缘部分EG处液晶分子30a的取向的影响，从而具有关于单位实心部分14a’中心SA(对应于由非实心部分14b形成的单位格子的中心)对称的放射状倾斜取向。
形成在单位实心部分14a’上面的液晶畴中的放射状倾斜取向和形成在开口14b1上的放射状倾斜取向彼此连续，并都与非实心部分14b的边缘部分EG处的液晶分子30a的取向一致。形成在开口14b1上的液晶畴中的液晶分子30a以向上(向着基板100b)伸展的锥形取向，形成在单位实心部分14a’上的液晶畴中的液晶分子30a以向下(向着基板100a)伸展的锥形取向。形成在单位实心部分14a’上的液晶畴中的取向也与在切除部分14b2上的液晶层30中的液晶分子30a的取向一致。如上所述，形成在实心部分14a上的液晶畴中的放射状倾斜取向和形成在非实心部分14b上的液晶层(包括形成在开口14b1上的液晶畴)中的取向彼此连续。因此，沿它们之间的边界没有形成旋错(disclination)线(取向缺陷)。因而，不会发生由于发生旋错线而产生的显示质量下降。
为了减轻LCD显示质量对方位角上视角依赖性，在各个方位角上取向的液晶分子30a的存在概率在每个图像元素区域中优选具有旋转对称性，更优选具有轴对称性。换句话说，形成在整个图像元素区域中的液晶畴优选排列成具有旋转对称性，更优选具有轴对称性。然而，液晶畴在整个图像元素区域中不是绝对必须具有旋转对称性。只要图像元素区域中液晶层形成为一组排列成具有旋转对称性(或轴对称性)的液晶畴(例如，一组以方格图案排列的多个液晶畴)就足够了。因此在图像元素区域中的多个开口14b1并不绝对必须排列成在整个图像元素区域中具有旋转对称性。只要图像元素区域包括一组排列成具有旋转对称性(或轴对称性)的开口14b1(例如，一组以方格图案排列的多个开口)就足够了。对于由开口14b1(以及由切除部分14b2)大致包围的实心部分14a’适用相同的情形。每个液晶畴的形状优选具有旋转对称性，甚至轴对称性，每个开口14b1和每个单位实心部分14a’的形状也优选具有旋转对称性，甚至轴对称性。
注意，可以不在开口14b1中心部分周围的液晶层30上施加足够的电压，结果，开口14b1中心部分周围的液晶层30对显示没有贡献。换句话说，即使开口14b1中心部分周围的液晶层30的放射状倾斜取向被打乱到一定程度(例如，即使中心轴从开口14b1的中心偏移)，显示质量也不会下降。因此，只要至少对应于单位实心部分14a’形成液晶畴，就可在每个图像元素区域中获得液晶分子的连续性，从而实现宽视角特性和高显示质量。
如上面参照图2A和图2B描述的，本发明LCD100的图像元素电极14包括不具有导电膜的非实心部分14b，并且在图像元素区域中的液晶层30中产生了由具有倾斜部分的等位线EQ表示的电场。在没有施加电压时垂直取向的液晶层30中具有负介电各向异性的液晶分子30a，随着位于等位线EQ倾斜部分上的用作触发器的液晶分子30a的取向变化而改变它们的取向方向。因而，具有稳定放射状倾斜取向的液晶畴形成在开口14b1和单位实心部分14a’上。通过液晶畴中液晶分子取向的变化产生显示，根据跨过液晶层施加的电压发生所述变化。
下面将描述单位实心部分14a’以及图像元素电极14的开口14b1和切除部分14b2的形状和排列(当在基板法线方向上观看时)。
由于液晶分子的取向(光学各向异性)，LCD的显示特性表现出方位角依赖性。为了减小显示特性的方位角依赖性，优选液晶分子以大致相同的概率在所有方位角上取向。更优选在每个图像元素区域中的液晶分子以大致相同的概率在所有方位角上取向。因此，每个单位实心部分14a’优选具有使得液晶畴如此形成的形状，即对应于单位实心部分14a’的每个液晶畴中的液晶分子30a以大致相同的概率在所有方位角上取向。更具体地说，单位实心部分14a’的形状优选具有关于通过每个单位实心部分14a’的中心延伸(在法线方向上)的对称轴的旋转对称性(更优选地，具有至少两折旋转轴的对称性)。开口14b1的形状也优选具有旋转对称性，开口14b1还优选排列成具有旋转对称性。
单位实心部分14a’和开口14b1不是绝对必须排列成在整个图像元素区域中具有旋转对称性。如图1A所示，只要图像元素区域由例如作为最小单元的多个方格(具有四个折旋转轴对称性)的组合来形成，则整个图像元素区域中液晶分子30a就可以以大致相同的概率在所有方位角上取向。
将参照图4A到4C来描述当如图1A所示，包围大体圆形的单位实心部分14a’的大体星形的开口14b1以方格图案排列时，液晶分子30a的取向。
图4A到图4C每个都示意性示出了当在基板法线方向上观看时液晶分子30a的取向。在例如4B和图4C的图中，示出了当在基板法线方向上观看时液晶分子30a的取向，画为椭圆的液晶分子30a的黑点端表示液晶分子30a如此倾斜，即黑点端比另一端更接近其上设置有图像元素电极14的基板。这适用于所有的随后的附图。现在将描述图1A中示出的图像元素区域中的单个单位格子(由四个开口14b1形成)。沿图4A到图4C各自的对角线的横截面分别对应于图1B、图2A和图2B，在下面的描述中还将参照图1B、图2A和图2B。
当图像元素电极14和对向电极22处于同一电位时，即在跨过液晶层30没有施加电压时的状态下，其取向由设置在TFT基板100a和对基板100b中的每一个的靠近液晶层30一侧上的垂直取向层(没有示出)控制的液晶分子30a具有如图4A所示的垂直取向。
当跨过液晶层30施加电场，以产生如图2A中所示的等位线EQ表示的电场时，扭矩就作用在具有负介电各向异性的液晶分子30a上，从而将其轴取向导向为平行于等位线EQ。如上面参照图3A和图3B所描述的，对于在由垂直于其分子轴的等位线EQ表示的电场下的液晶分子30a，液晶分子30a将要倾斜(旋转)的方向并不唯一地确定(图3A)。因此，不容易发生取向变化(倾斜或旋转)。相反，对于位于相对于其分子轴倾斜的等位线EQ下的液晶分子30a，倾斜(旋转)方向被唯一限定。因而，容易发生取向变化。因此，如图4B所示，液晶分子30a从开口14b1的边缘部分开始倾斜，在该边缘部分，液晶分子30a的分子轴相对于等位线EQ倾斜。然后，如上面参照图3C描述的，周围的液晶分子30a如此倾斜，即与开口14b1边缘部分处的已倾斜的液晶分子30a的取向相一致。然后，液晶分子30a的轴取向变为稳定，如图4C所示(放射状倾斜取向)。
如上所述，当开口14b1的形状具有旋转对称性时，一旦施加电压，图像元素区域中的液晶分子30a就从每个开口14b1的边缘部分开始，向着开口14b1的中心相继倾斜。结果，每个开口14b1中心周围的那些液晶分子30a相对于基板平面保持垂直取向，在每个开口14b1的中心周围，边缘部分的液晶分子30a的各自取向控制力达到平衡。周围的液晶分子30a关于那些在每个开口14b1中心周围的液晶分子30a以放射状图案倾斜，随着液晶分子30a远离开口14b1的中心，倾斜度逐渐增加。
在对应于由以方格图案排列的四个大体为星形的开口14b1包围的大体圆形的单位实心部分14a’的区域中的液晶分子30a的倾斜也与通过每个开口14b1边缘部分处产生的倾斜电场而倾斜的液晶分子30a的取向一致。结果，在每个实心部分14a’中心周围的那些液晶分子30a相对于基板平面保持垂直取向，在单位实心部分14a’中心周围，来自边缘部分液晶分子的各自取向控制力达到平衡。周围的液晶分子30a关于那些在单位实心部分14a’中心周围的液晶分子30a以放射状图案倾斜，随着液晶分子30a远离单位实心部分14a’的中心，倾斜度逐渐增加。
如上所述，当其中每个液晶分子30a都具有放射状倾斜取向的液晶畴以方格图案排列时，各个轴取向的液晶分子30a的存在概率具有旋转对称性。结果可实现高质量的显示，对任何视角都没有不均匀性。为了减小具有放射状倾斜取向的液晶畴的视角依赖性，液晶畴优选具有高的旋转对称度(优选具有至少两折旋转轴，更优选具有至少四折旋转轴)。
如上所述，在LCD100中，每个液晶区域都包括含有开口14b1和切除部分14b2的非实心部分14b。归功于这种结构，形成了具有放射状倾斜取向的液晶畴。结果，提供了宽视角。
在依照本发明的LCD100中，例如如图1B中所示，单位实心部分14a’上的液晶层30包括具有第一厚度d1的第一区域和具有第二厚度d2的第二区域，其中第二厚度d2小于第一厚度d1。第二区域位于单位实心部分14a’的边缘部分之上(接近单位实心部分14a’的外围)，第一区域的位置比第二区域靠内。在LCD100中，单位实心部分14a’边缘部分上的单元间隙小于单位实心部分14a’的其它部分上的单元间隙。
一般地，因为电场的影响更加显著，所以液晶分子的响应速度随着液晶层厚度(单元间隙)的减小而升高，液晶分子的响应时间大体与液晶层厚度的平方成比例。因此，具有相对小厚度d2的第二区域的响应速度高于具有相对大厚度d1的第一区域的响应速度。在单位实心部分14a’边缘部分上的第二区域中的液晶分子30a触发了放射状倾斜取向的形成。因此，当第二区域中的液晶分子30a的响应速度较高时，液晶畴形成更加迅速。结果，提高了液晶层30整体的响应速度。因而，依照本发明的LCD100具有极好的响应特性。
虽然通过减小整个图像元素区域上的单元间隙可进一步提高响应速度，然而为了给穿过液晶层30的光提供预定的延迟，必须提高液晶材料的折射率各向异性(Δn)。然而，对于通常的液晶材料，随着折射率各向异性的增加，粘性也增加，这抵消了由减小单元间隙而获得的响应速度的改善。因此，通过简单减小整个图像元素区域中的液晶层30的厚度不可能提高响应速度。相反，在依照本发明的LCD100中，仅在一部分图像元素区域(对应于单位实心部分14a’边缘部分的区域)中减小了单元间隙。因而，不需要提高液晶材料的折射率各向异性(Δn)就可充分提高响应速度。
随着第二区域的厚度d2减小且也随着第一区域的厚度d1与第二区域的厚度d2之间的差的增大，改善响应速度的效果越大。具体地说，为了充分提高响应速度，第一区域的厚度d1与第二区域的厚度d2之间的差优选为0.5μm或更大，更优选1μm或更大，进一步优选1.5μm或更大。
不是绝对必须减小图像元素区域中所有单位实心部分14a’边缘部分上的单元间隙(厚度d2)。通过仅减小单位实心部分14a’一部分的边缘部分上的单元间隙就可获得提高响应速度的效果。然而为了提高响应速度，优选减小图像元素区域的尽可能多的单位实心部分14a’边缘部分上的单元间隙。最优选减小图像元素区域的所有单位实心部分14a’中边缘部分上的单元间隙。
在本实施方案中，例如图1B所示，通过将单位实心部分14a’边缘部分(对应于第二区域)的表面设定得比单位实心部分14a’其它部分(对应于第一区域)的表面高，可将单位实心部分14a’边缘部分上的单元间隙变小。更具体地说，在图像元素电极14和透明基板11之间设置层间绝缘膜12，层间绝缘膜12的表面高度局部变化，使得形成在其上的单位实心部分14a’的表面在边缘部分比在单位实心部分14a’的其它部分要高。
层间绝缘膜12包括其靠近液晶层30的一个表面的高度连续变化的倾斜区域12a，和其靠近液晶层30的表面的高度基本恒定的平坦区域12b。单位实心部分14a’的边缘部分(对应于第二区域)位于倾斜区域12a上，单位实心部分14a’的其它部分(对应于第一区域)位于平坦区域12b上。
考虑到显示质量，优选层间绝缘膜12的倾斜区域12a的倾角(相对于基板11表面的倾角)小。形成在倾斜区域12a上的垂直取向膜具有用于将液晶分子30a垂直于垂直取向膜取向的取向控制力。因此，在倾斜区域12a上的液晶分子30a在相对于基板11的表面倾斜的方向上取向。在该点上，液晶分子30a的倾斜度随着倾斜区域12a倾角的增大而增大。因为垂直取向膜的取向控制力不论施加电压存在/不存在时都发挥作用，所以由于倾斜区域12a上的倾斜液晶分子30a，在黑色显示时发生光泄漏。因此，当倾斜区域12a的倾角过大时，对比度下降。因而，倾斜区域12a的倾角优选小，层间绝缘膜12优选具有平缓的倾斜。具体地说，层间绝缘膜12的倾斜区域12a相对于基板11表面的倾角优选为30°或更小，更优选20°或更小。
注意，如果单位实心部分14a’的表面高度在整个单位实心部分14a’上连续变化，则液晶层30的延迟在整个单位实心部分14a’上不再恒定，这使得显示质量恶化。在这种情形中，难以通过使用相位差补偿器等来适当补偿相位差。在层间绝缘膜12包括如本实施方案中的、靠近液晶层30的表面高度大致恒定的平坦区域12b的情形中，可以抑制这种问题的产生。
例如可通过使用光掩模曝光和显影光敏透明树脂膜，然后通过热处理使该膜热变形来形成如上所述具有平缓倾斜的层间绝缘膜12。具体地说，如下形成如图1B所示的层间绝缘膜12。首先，在透明基板11的表面上形成光敏树脂膜。接着，使用光掩模曝光该光敏树脂膜，使得对应于非实心部分14b的一部分不被曝光，对应于实心部分14a的一部分暴露于预定量的光。然后，显影该膜并在预定温度下热处理该膜。结果，获得了如图1B所示的具有平缓倾斜的形状。进行上述曝光处理的曝光值使得对应于实心部分14a的光敏树脂膜的一部分不完全被移除，而是在显影处理后部分保留。这种曝光工艺称作“半曝光工艺”。
也可以在对应于非实心部分14b的透明基板11的一部分上形成下层后，形成层间绝缘膜。使用该方法，如此形成该层间绝缘膜，即其一部分骑在所述下层上面。结果，获得了具有上述形状的层间绝缘膜。当使用与黑色矩阵或线相同的材料、相同的步骤形成所述下层时，可限制制造步骤的增加。
在该实施方案的LCD100中，优选使用利用圆偏振光的显示模式，即其中入射到液晶层30上的光为圆偏振光且通过液晶层30调制该圆偏振光以显示图像的显示模式。之后，将参照图5描述该原因。图5是示出存在施加电压时单位实心部分14a’边缘部分的放大横截面图。
如图5中所示，在倾斜表面上形成单位实心部分14a’的边缘部分的情形中，当施加电压时，单位实心部分14a’边缘部分上的液晶分子30a与非实心部分14b上的液晶分子30a之间的取向连续性可能会恶化。由于电场效应，边缘部分上的液晶分子30a下落一次，然后为了保持与相邻液晶分子30a的取向连续性(为了垂直于图5的页面取向)，慢慢改变其取向的方位角，如图5中箭头表示。因而，接近边缘部分的液晶分子30a响应于电压施加而表现出两步响应行为。在使用线偏振光的显示模式中，其中取向的方位角慢慢变化的第二步改变了透射率(亮度)，且不能提供由局部减小单位实心部分14a’边缘部分上的单元间隙而改善响应速度的充分效果。形成对比的是，在使用圆偏振光的显示模式中，液晶分子30a方位角的变化不会显著影响透射率。因而，提供了改善响应速度的显著效果。
例如通过在液晶层30两侧提供圆偏振片(例如线偏振片和λ/4片的组合)，可实现使用圆偏振光的显示模式。
对于液晶分子30a的放射状倾斜取向，图6B或图6C中分别示出的具有逆时针或顺时针螺旋图案的放射状倾斜取向比图6A中示出的简单放射状倾斜取向更加稳定。螺旋取向不同于其中液晶分子30a的取向方向沿液晶层30的厚度螺旋变化的正常扭曲取向。在螺旋取向中，液晶分子30a的取向方向沿液晶层30的厚度对于微小区域基本不变。换句话说，在液晶层30任何厚度处的横截面(平与层平面的平面)中的取向如图6B或图6C所示，沿液晶层30的厚度基本没有扭曲变形。然而对于作为整体的液晶畴，可能有某一程度的扭曲形变。
当使用通过将手征试剂(chiral agent)添加到具有负介电各向异性的向列液晶材料而获得的材料时，在施加电压时，液晶分子30a具有关于开口14b1或单位实心部分14a’逆时针或顺时针螺旋图案的放射状倾斜取向，如图6B或图6C分别示出的。螺旋图案是逆时针还是顺时针由所使用的手征试剂的种类确定。因而，在施加电压时通过控制开口14b1或单位实心部分14a’上的液晶层30成为螺旋图案的放射状倾斜取向，放射状倾斜的液晶分子30a关于垂直于基板平面站立的其它液晶分子30a的螺旋图案的方向在全部液晶畴中可以不变。因此，可实现均匀显示，而没有显示不均匀。因为垂直于基板平面站立的液晶分子30a周围的螺旋图案的方向是一定的，所以还可以提高跨过液晶层30施加的电压时的响应速度。
此外，当添加较大量的手征试剂时，液晶分子30a的取向同常规扭曲取向一样沿着液晶层30的厚度以螺旋图案变化。当液晶分子30a的取向沿液晶层30的厚度不以螺旋图案变化时，垂直于或平行于偏振片偏振轴取向的液晶分子30a不会赋予入射光相位差。因此，穿过这种取向区域的入射光对透射率没有贡献。相反，当液晶分子30a的取向沿液晶层30的厚度以螺旋图案变化时，垂直于或平行于偏振片偏振轴取向的液晶分子30a会赋予入射光相位差，还可以利用旋光本领。因此，穿过这种取向区域的入射光对透射率有贡献。因此，可获得能产生明亮显示的LCD。
图1A示出了其中每个都具有大体圆形形状的单位实心部分14a’，和每个都具有大体星形形状的开口14b1以方格图案排列的例子。然而，单位实心部分14a’的形状和开口14b1的形状及排列并不限于上面的那些例子。
图7A和图7B是分别示出具有形状不同的各自的开口14b1和单位实心部分14a’的图像元素电极14A和14B的平面图。
图7A和图7B中分别示出的图像元素电极14A和14B的开口14b1和单位实心部分14a’稍微从图1A中示出的开口14b1和单位实心部分14a’扭曲。图像元素电极14A和14B的开口14b1和单位实心部分14a’规则排列，从而具有两折旋转轴(不是四折旋转轴)，以形成长方形单位格子。在图像元素电极14A和14B中，开口14b1具有扭曲的星形形状，单位实心部分14a’具有大体椭圆形的形状(扭曲的圆形形状)。图像元素电极14A和14B还提供了具有高显示质量和期望视角特性的LCD。
此外，也可以使用图8A和图8B中分别示出的图像元素电极14C和14D。
在图像元素电极14C和14D中，大体十字形的开口14b1以方格图案排列，使得每个单位实心部分14a’具有大体方形的形状。当然，也可以扭曲这些图案，使得有长方形的单位格子。如上所述，或者可以通过规则排列大体矩形(包含方形和长方形)的单位实心部分14a’，获得具有高显示质量和期望视角特性的LCD。
值得注意的是，为了稳定放射状倾斜取向，开口14b1和/或单位实心部分14a’的形状优选是圆形或椭圆形，而不是矩形。可能的原因是使用圆形或椭圆形的形状，每个开口14b1和/或每个单位实心部分14a’的边缘更加连续(光滑)，从而液晶分子30a的取向方向变化更加连续(光滑)。
考虑到上述液晶分子30a取向方向的连续性，也可以使用图9A和图9B中分别示出的图像元素电极14E和14F。图9A中示出的图像元素电极14E是图1A中示出的图像元素电极14A的变体，并且具有仅由四个弧限定的开口14b1。图9B中示出的图像元素电极14F是图8B中示出的图像元素电极14D的变体，并且与单位实心部分14a’交界的开口14b1的边是弧形。在图像元素电极14E和14F中，开口14b1和单位实心部分14a’以方格图案排列，并具有四个折叠旋转轴。可选择地，如图7A和7B中示出的，开口14b1和单位实心部分14a’可扭曲成以长方形格子图案排列，并具有两折旋转轴。
考虑到响应速度，也可以使用图10A和图10B中分别示出的图像元素电极14G和14H。图10A中示出的图像元素电极14G是图8A中示出的包括大体方形单位实心部分14a’的图像元素电极14C的变形。在图像元素电极14G中，单位实心部分14a’具有扭曲的方形形状，该方形形状具有锐角角部分。在图10B中示出的图像元素电极14H中，单位实心部分14a’具有大体星形的形状，该星形的形状具有八个边(边缘)并具有四个锐角角部分，在所述边的中心具有四折旋转轴。这里使用的术语“锐角角部分”是指角度小于90°的角或圆形角。
当单位实心部分14a’具有图10A和图10B中示出的锐角角部分时，其中产生倾斜电场的边缘部分的数量增加。因此，倾斜电场作用在更多数量的液晶分子30a上。响应于电场而最初开始倾斜的液晶分子30a的数量增加了，由此减小了在整个图像元素区域上形成放射状倾斜取向所需要的时间。结果，提高了对跨过液晶层30施加电压的响应速度。
此外，当单位实心部分14a’具有锐角角部分时，与单位实心部分14a’具有大体圆形形状或大体矩形形状的情况相比，提高(或减小)了在特定方位角方向上取向的液晶分子30a的存在概率。换句话说，给在各个方位角方向上取向的液晶分子30a的存在概率引入了高度方向性。因此，当在包括偏振片的、其中线性偏振光入射到液晶层30上的LCD中的单位实心部分14a’中使用锐角角部分时，可减小垂直于或水平于偏振片的偏振轴取向的液晶分子30a(即不给入射光提供相位差的液晶分子30a)存在的概率。这就提高了光透射率，实现了更亮的显示。
图7A和7B、8A和8B、9A和9B、以及10A和10B示出了其中每个图像元素区域都包括多个开口14b1的结构。可选择地，如参照图1B所述的，可通过在图像元素区域中设置一个开口14b1，或通过仅设置切除部分14b2而没有开口14b1，可在每个图像元素区域中形成多个液晶畴。不是绝对必须在对应于图像元素电极14的(多个)开口14b1的(多个)区域中形成液晶畴。只要与实心部分14a(单位实心部分14a’)相对应地形成具有放射状倾斜取向的液晶畴就足够了。使用该结构，即使与开口14b1相对应形成的液晶畴不具有放射状倾斜取向，也可在图像元素区域中实现液晶分子30a的取向连续性。因此，稳定了与实心部分14a相对应提供的液晶畴的放射状倾斜取向。特别当如图8A和图8B所示，开口14b1具有小的面积时，开口14b1对显示的贡献度也是小的。因此，由缺少与开口14b1相对应采取放射状倾斜取向的液晶畴导致的显示质量下降是可以忽略的。
在上述的例子中，开口14b1为大体星形或十字形，单位实心部分14a’为大体圆形、大体的椭圆、大体的方形(矩形)或具有圆形角的大体矩形。可选择地，开口14b1和单位实心部分14a’可以以负/正的方式反转。图11是示出图像元素电极14I的平面图，该图像元素电极14I具有其中图1A中示出的图像元素电极的开口14b1和单位实心部分14a’以负/正的方式反转的图案。图11中示出的图像元素电极14I具有与图1A中示出的图像元素电极14大致相同的功能和效果。图12A和图12B分别示出了图像元素电极14J和图像元素电极14K。图像元素电极14K具有其中图像元素电极14J的开口14b1和单位实心部分14a’以负/正的方式反转的图案。当开口14b1和单位实心部分14a’都是与图像元素电极14J和14K情形中相同的大体方形时，由负/正反转获得的图案可以产生与反转前图案相同的图案。
即使在图1B中的开口14b1和单位实心部分14a’如图11中所示反转时，也优选在图像元素电极14的边缘部分中形成切除部分14b2(每个都具有对应于每个开口14b1的大约一半或四分之一的形状)，使得单位实心部分14a’具有旋转对称性。使用这种图案，可在图像元素区域边缘部分中提供与其中心部分中一样的由倾斜电场产生的效果，这样在整个图像元素区域中实现了稳定的放射状倾斜取向。
采用或不采用负/正反转，非实心部分14b和实心部分14a间边界的长度都是相同的。这些图案中的差别在产生倾斜电场的功能方面没有产生差别。然而，单位实心部分14a’相对于图像元素区域的整个面积的面积比率在这些图案之间可以是不同的。更具体地说，用于产生作用于液晶层30中的液晶分子30a上的电场的单位实心部分14a’的面积(实际上是具有导电膜的面积)在这些图案之间是不同的。
跨过与开口14b1相对应形成的液晶畴施加的电压小于跨过与单位实心部分14a’相对应形成的液晶畴施加的电压。因此，对于常黑显示，由与开口14b1相对应的液晶畴提供的显示较暗。因此，优选减小每个图像元素区域中的非实心部分14b的面积比率，且提高单位实心部分14a’的面积比率。
现在，将描述具有稳定放射状倾斜取向的单位实心部分14a’的形状与透射率值之间的关系。
本发明人研究发现，单位实心部分14a’的间隔(排列间距)是恒定的，当单位实心部分14a’的形状越接近圆形或椭圆形时，取向稳定性越高。这是因为当单位实心部分14a’的形状越接近圆形或椭圆形时，放射状倾斜取向的液晶分子30a的取向方向的连续性越高。
还发现单位实心部分14a’的形状越接近矩形，例如方形或长方形矩形时，透射率越高。这是因为当单位实心部分14a’的形状越接近矩形时，单位实心部分14a’的面积比率越高，由此提高了直接受电极产生的电场影响的液晶层的面积(垂直于基板法线方向的平面内限定的面积)，因而提高了有效开口率。
因此，可根据想要的取向稳定性和想要的透射率确定单位实心部分14a’的形状。
当每个单位实心部分14a’具有大体方形形状且该方形形状具有大体弧形角部分时，如图9B中所示，可实现相对高的取向稳定性和相对高的透射率。当然，当单位实心部分14a’具有大体矩形形状且该矩形形状具有大体弧形角部分时，可获得大致相同的效果。注意，由于制造工艺上的限制，由导电膜形成的单位实心部分14a’的角部分严格地说可能不是弧形，而是钝角多边形(包含多个超过90°的角的形状)，且所述角部分具有稍微扭曲的弧形(例如，椭圆的一部分)或扭曲的多边形，而不是四分之一弧形或规则多边形(例如，规则多边形的一部分)。可选择地，角部分可以具有曲线与钝角相结合的形状。这里使用的术语“大体弧形”包含任何这些形状。注意，由于相似的与工艺相关的原因，图1A中示出的大体圆形的单位实心部分14a’可具有多边形或扭曲的形状，而不是严格的圆形。
对于该实施方案中的LCD100，可以采取与公知的垂直取向型LCD相同的结构，只是以预定的方式图形化图像元素电极14，从而使其包括实心部分14a和非实心部分14b，且单位实心部分14a’边缘部分上的液晶层30的厚度d1小于单位实心部分14a’其它部分上的液晶层30的厚度d2。因而，可使用公知的制造方法制造LCD100。
典型地，在图像元素电极14和对向电极22中的每个靠近液晶层30的一侧上设置作为垂直取向层的垂直取向膜(没有示出)，以将具有负介电各向异性的液晶分子垂直排列。
液晶分子可以是具有负介电各向异性的向列液晶材料。通过将二色性染料添加到具有负介电各向异性的向列液晶材料可获得宾-主式LCD。宾-主式LCD不需要偏振片。
所谓的“垂直取向型LCD”包括液晶层，其中具有负介电各向异性的液晶分子在没有施加电压时垂直排列，该垂直取向型LCD能以各种显示模式显示图像。例如，该垂直取向型LCD可以用在双折射模式(其中在该模式中通过用电场控制液晶层的双折射来显示图像)、光学旋转模式、或光学旋转模式与双折射模式的组合显示模式中。通过在上述任意LCD的一对基板(例如TFT基板和对基板)的外侧(远离液晶层30的侧)上设置一对偏振片，可获得双折射模式LCD。此外，如果需要，可以设置相位差补偿器(典型为相位片)。为了通过抑制两步响应行为而获得极好的响应特性，优选使用上面提到的利用圆偏振光的显示模式。
实施方案2本实施方案的LCD与实施方案1的LCD100的区域在于，对基板包括取向控制结构。
图13A到图13E每一个都示出了具有取向控制结构28的对基板200b。具有与LCD100中大致相同功能的每个元件用相同的参考标记表示，将不再进一步描述。
图13A到13E中示出的每一个取向控制元件28都用于将液晶层30的液晶分子30a取向为放射状倾斜取向。注意到图13A到图13D中示出的取向控制结构28和图13E中示出的在液晶分子30a的要倾斜的方向上不同。
其中通过图13A到13D中示出的取向控制结构28倾斜的液晶分子30a的方向沿每个液晶畴的放射状倾斜取向的取向方向排列，所述液晶畴形成在对应于图像元素电极14的单位实心部分14a’的区域中(例如见图1A和图1B)。相反，其中通过图13E中示出的取向控制结构28倾斜的液晶分子30a的方向沿每个液晶畴的放射状倾斜取向的取向方向排列，所述液晶畴形成在对应于图像元素电极14的开口14b1的区域中(例如见图1A和图1B)。
图13A中示出的取向控制结构28由对向电极22的开口22a形成。在对基板200b靠近液晶层30的一个表面上设置有垂直取向膜(没有示出)。
仅在存在施加电压时，取向控制结构28才施加取向控制力。因为仅需要取向控制结构28向由TFT基板100a的电极结构形成的放射状倾斜取向的每个液晶畴中的液晶分子30a施加取向控制力，所以开口22a的尺寸小于设置在TFT基板100a中的开口14b1，并小于单位实心部分14a’(例如见图1A)。例如仅用小于或等于开口14b1或单位实心部分14a’一半的面积就可获得足够效果。当对向电极22的开口22a如此设置，即与图像元素电极14的单位实心部分14a’的中心部分相对时，液晶分子30a的取向连续性提高，并可以固定放射状倾斜取向的中心轴的位置。
如上所述，当将仅在存在施加电压时施加取向控制力的结构用作取向控制结构时，在没有施如电压时，液晶层30大致所有的液晶分子30a都具有垂直取向。因此，当使用常黑模式时，在黑色显示中基本不会发生光泄漏，由此实现了具有期望对比度的显示。
然而，在没有施加电压时，不会施加取向控制力，因而不会形成放射状倾斜取向。此外，当施加的电压较低时，仅具有很微弱的取向控制力。因而，当给液晶面板施加相当大的压力时，可以观察到残像。
图13B到图13D中示出的每个取向控制结构28不管施加电压存在/不存在都会施加取向控制力。因而在任何显示灰度级都会获得稳定的放射状倾斜取向，并提供了对压力的高抵抗力。
图13B中示出的取向控制结构28包括设置在对向电极22上的、突进液晶层30的突起(肋)22b。尽管对突起22b的材料没有特别限制，但通过使用例如树脂的介电材料可以容易地形成突起22b。在对基板200b靠近液晶层30的一个表面上设置有垂直取向膜(没有示出)。突起22b通过其表面结构(具有垂直取向能力)使液晶分子30a取向为放射状倾斜取向。优选使用通过热而变形的树脂材料，在该情形中，在图形化后通过热处理很容易形成图13B中所示的具有稍微隆起的横截面的突起22b。具有图13B中所示的具有顶点(例如球形的一部分)的稍微隆起的横截面的突起22b或圆锥突起提供了固定放射状倾斜取向中心位置的极好效果。
提供图13C中示出的取向控制结构28作为面对液晶层30的水平取向表面，该取向控制结构设置在形成于对向电极22下面(即对向电极22靠近基板21的一侧上)的电介质层23的开口23a(或凹入的部分)中。通过形成垂直取向膜24以覆盖对基板200b靠近液晶层30的一侧，但并不覆盖对应于开口23a的区域，来提供水平取向表面。可选择地，可仅在图13D中示出的开口23a中设置水平取向膜25。
例如通过跨过对基板200b的整个表面一次设置垂直取向膜24，然后用UV光选择性地辐射开口23a中的垂直取向膜24的部分以减小其垂直取向能力，来设置图13D中示出的水平取向膜。取向控制结构28所需要的水平取向能力不必高到使得最终预倾角与TN型LCD中使用的取向膜导致的一样小。例如45°或更小的预倾角就足够了。
如图13C和13D中所示出的，在开口23a的水平取向表面上，液晶分子30a被迫成为相对于基板表面为水平。结果，液晶分子30a形成与周围的、垂直取向膜24上垂直排列的液晶分子30a的取向连续的取向，由此获得了如图13C和图13D中所示出的放射状倾斜取向。
仅通过选择性地在对向电极22的平坦表面上设置水平取向表面(例如，电极表面或水平取向膜)，而不必在对向电极22的表面上设置(通过电介质层23中的开口形成的)凹入部分，就可获得放射状倾斜取向。然而，通过凹入部分的表面结构可进一步稳定放射状倾斜取向。
例如优选使用滤色器层或滤色器层的涂层作为电介质层23来形成对基板200b靠近液晶层30的表面中的凹入部分，因为这不会增加制造步骤的数量。在图13C和图13D所示出的结构中，因为没有通过突起22b跨过液晶层30施加电压的区域，所以光利用效率减小很少，这与图13B中所示出的结构不同。
在图13E中示出的取向控制结构28中，如图13D中示出的取向控制结构28一样，通过使用电介质层23的开口23a在对基板200b靠近液晶层30的一侧上形成凹入部分，并仅在凹入部分的底部分形成水平取向膜26。代替形成水平取向膜26，也可以如图13C中所示出地暴露对向电极22的表面。
图14A和图14B中示出了具有如上所述的任何取向控制结构的LCD200。图14A是平面图，图14B是沿图14A的线14A-14A’的横截面图。
LCD200包括具有含有实心部分14a和非实心部分14b的图像元素电极14的TFT基板100a，和具有取向控制结构28的对基板200b。TFT基板100a的结构不限于这里所示出的结构，而可以是上述任何其它结构。此外，尽管使用甚至不存在施加电压时也能施加取向控制力的结构(图13B到13D和图13E)作为取向控制结构28，但图13B到13D中示出的取向控制结构28可以用图13A中示出的结构代替。
在LCD200的对基板200b中设置的取向控制结构28中，设置于与图像元素电极14的实心部分14a相对的区域中心周围的取向控制结构28是图13B到图13D中示出的之一，且设置于与图像元素电极14的非实心部分14b相对的区域中心周围的取向控制结构28是图13E中所示结构。
使用这种结构，在跨过液晶层30存在施加电压时，即在图像元素电极14和对向电极22之间存在施加电压时，通过图像元素电极14的单位实心部分14a’形成的放射状倾斜取向的方向沿通过取向控制结构28形成的放射状倾斜取向的方向排列，由此稳定了放射状倾斜取向。图15A到图15C示意性示出了该点。图15A示出了存在施加电压时的状态，图15B示出了在施加电压后取向刚开始变化的状态(原始ON状态)，图15C示意性示出了在电压施加过程中的稳定状态。
如图15A中示出的，即使不存在施加电压时，由取向控制结构28(图13B到图13D)施加的取向控制力也作用在其附近的液晶分子30a上，由此形成了放射状倾斜取向。
当电压施加开始时，(通过TFT基板100a的电极结构)产生了由图15B中示出的等位线EQ所表示的电场，并且在对应于开口14b1的每个区域中和在对应于单位实心部分14a’的每个区域中形成了液晶畴，在所述液晶畴中液晶分子30a为放射状倾斜取向，且液晶层30达到了图15C中示出的稳定状态。在每个液晶畴中的液晶分子30a的取向方向与下述方向一致，即通过设置在相应区域中的取向控制结构28所施加的取向控制力将液晶分子30a倾斜的方向。
当在稳定状态给LCD200施加压力应力时，液晶层30的放射状倾斜取向一下崩溃，但一旦移除压力，因为由单位实心部分14a’和取向控制结构28产生的取向控制力作用在液晶分子30a上，所以放射状倾斜取向又恢复。因此，抑制了由于压力而产生的残留图像。当由取向控制结构28产生的取向控制力过强时，由于放射状倾斜取向，甚至在没有施加电压时也发生延迟，这减小了显示对比度。然而，由取向控制结构28产生的取向控制力不必太强，因为其仅需要具有稳定由倾斜电场产生的放射状倾斜取向并固定其中心轴位置的效果。因此，不会导致这种恶化显示质量的延迟度的取向控制力就足够了。
例如，当使用图13B中示出的突起(肋)22b时，对于具有大约30μm到大约35μm直径的单位实心部分14a’，每个突起22b可具有大约15μm的直径和大约1μm的高度(厚度)。使用这种突起，可获得足够的取向控制力，并可将由于延迟产生的对比度的减小抑制到实用水平。
图16A和图16B示出了包括取向控制结构的另一个LCD200’。
LCD200’在与图像元素电极14的开口14b1相对的区域中不具有取向控制结构。形成图13E中示出的、应形成在与开口14b1相对的区域中的取向控制结构28给工艺带来了困难。因此，考虑到生产率，优选仅使用图13A到图13D中示出的取向控制结构28之一。特别地，优选图13B中示出的取向控制结构28，因为其可通过简单的工艺制造。
即使在如LCD200’中，在对应于开口14b1的区域中不设置取向控制结构，也可获得与LCD200大致相同的放射状倾斜取向，如图17A到图17C中示意性示出的，且其抗压力能力也在实用水平。
在使用图13B中示出的突起22b作为取向控制结构28的情形中，可通过图18A中示出的突起22b确定液晶层30的厚度。换句话说，突起22b还可用作控制单元间隙(液晶层30的厚度)的间隔器。这种结构的优点是不必单独设置用于确定液晶层30厚度的间隔器，由此简化了制造工艺。
在示出的例子中，突起22b具有切去顶端的锥形，该切去顶端的锥形具有相对于基板21的基板平面倾斜小于90°的锥角θ的侧面22b1。当侧面22b1相对于基板平面倾斜小于90°的角时，突起22b的侧面22b1具有与由用于使液晶层30的液晶分子30a倾斜的电场施加的取向控制力相同方向的取向控制力，由此用于稳定放射状倾斜取向。
如图18A到图18C示意性示出，用还用作间隔器22b的突起22b也可获得与用LCD200’获得的相似的放射状倾斜取向。
尽管突起22b在图18A到18C示出的例子中具有相对于基板平面倾斜小于90°角的侧面22b1，但突起22b可选择地具有相对于基板平面倾斜90°或更大角的侧面22b1。考虑到稳定放射状倾斜取向，侧面22b1的倾角优选不明显超过90°，更优选小于90°。即使倾角超过90°，只要其接近90°(只要其没有显著超过90°)，突起22b的侧面22b1附近的液晶分子30a就在大致平行于基板平面的方向上倾斜，从而具有与在边缘部分的液晶分子30a的倾斜方向一致的放射状倾斜取向，仅有轻微扭曲。然而，如果突起22b侧面22b1的倾角明显超过90°，如图19中示出的，突起22b的侧面22b1将具有与由用于使液晶层30的液晶分子30a倾斜的电场施加的取向控制力相反方向的取向控制力。这会导致不稳定的放射状倾斜取向。
也用作间隔器的突起22b不限于图18A到图18C中所示出的具有切去顶端的锥形的突起。例如，突起22b可具有图20中示出的形状，其在垂直于基板平面的平面上的横截面是椭圆的一部分(即诸如椭球的一部分的形状)。在图20中示出的突起22b中，尽管侧面22b1相对于基板平面的倾角沿液晶层30的厚度发生变化，但不管沿液晶层30厚度上的位置如何，侧面22b1的倾角都小于90°。因而，具有这种形状的突起22b适宜用作稳定放射状倾斜取向的突起。
不是必须所有设置在与单位实心部分14a’相对的区域中的突起22b都用作间隔器。通过将一些突起22b形成为低于用作间隔器的其它突起22b，可抑制光泄漏的发生。
实施方案3在实施方案1和2中，描述了适用本发明的CPA型LCD。在本实施方案中，将描述适用本发明的MVA型LCD。
参照图21，将描述本实施方案中MVA型LCD的基本结构。
本实施方案中的LCD300包括多个图像元素区域，其中每一个都包括第一电极44、与第一电极44相对的第二电极52、和设置在第一电极44与第二电极52之间的垂直取向型液晶层30。在垂直取向型液晶层30中，具有负介电各向异性的液晶分子30a在不存在施加电压时大体垂直于(例如以等于或大于87°且等于或小于90°的角)第一电极44和第二电极52的表面取向。垂直取向型液晶层30一般通过在第一电极44和第二电极52中的每一个的靠近液晶层30的一个表面上设置垂直取向膜(没有示出)来获得。在设置肋(突起)等作为取向控制装置的情形中，液晶分子30a大体垂直于肋等靠近液晶层30的表面取向。
第一电极44具有切口44b，且在第二电极52的靠近液晶层30的表面上设置肋53。在限定在切口44b与肋53之间的每个液晶区域中，液晶分子30a受到切口44b和肋53产生的取向控制力。当在第一电极44和第二电极52之间施加电压时，液晶分子30a落向图21中由箭头表示的方向。也就是，在每个液晶区域中，液晶分子30a向统一的方向倾斜。具有在统一方向上倾斜的液晶分子30a的每个液晶区域也称作“液晶畴”。在CPA型LCD的液晶畴中，液晶分子放射状取向；而在MVA型LCD的液晶畴中，液晶分子在一个统一的方向上取向。
切口44b和肋53(还可统一称作“取向控制装置”；对应于日本专利No.2947350中描述的畴控制装置)以条形图案设置在每个图像元素区域中。图21是沿垂直于条形取向控制装置延伸的方向上截取的LCD300的横截面图。在每个取向控制装置的两侧，形成了其中液晶分子30a在彼此相差180°的方向上倾斜的液晶区域(液晶畴)。
在LCD300中，切口44b和肋53以条形图案延伸。当在第一电极44和第二电极52之间形成电位差时，每个切口44b在切口44b的边缘部分都产生倾斜电场，从而使液晶分子30在垂直于切口44b延伸方向的方向上取向。每个肋53都使液晶分子30a大体垂直于其侧面53a取向，因而使液晶分子30a大体垂直于肋53延伸的方向取向。切口44b和肋53彼此平行设置，其间具有特定的间隙。液晶区域(液晶畴)形成在彼此相邻的切口44b和肋53之间。就是说，液晶层30受到取向分割。
接下来，参照图22和图23，将更加具体地描述LCD300的结构。图22是示意性显示LCD300的两个图像元素区域的结构的平面图，图23是沿图22的线23A-23A’的LCD300的横截面图。
LCD300包括有源矩阵基板(之后称作“TFT基板”)300a、对基板(也称作“滤色器基板”)300b、和设置在TFT基板300a和对基板300b之间的垂直取向型液晶层30。
TFT基板300a包括透明基板(例如玻璃基板)41。在透明基板41靠近液晶层30的一个表面上，设置有栅极总线(扫描线；没有示出)、源极总线(信号线；没有示出)和TFT(没有示出)。层间绝缘膜(透明树脂膜)42覆盖栅极总线、源极总线和TFT。在层间绝缘膜42上，为每个图像元素区域提供图像元素电极(第一电极)44。图像元素电极44与相应的TFT电连接。在该例子中，层间绝缘膜42由厚度等于或大于1.5μm且等于或小于3.5μm的透明树脂膜形成。由于这种结构，图像元素电极44与栅极总线和/或源极总线部分交迭。这有利地提高了数值孔径。
图像元素电极44包括由导电膜形成的部分(即实心部分)44a和条形切口(即非实心部分)44b。靠近液晶层30的图像元素电极44的表面基本完全被垂直取向膜(没有示出)覆盖。如图22中所示，切口44b以条形图案延伸，并具有统一的宽度(在垂直于切口44b延伸方向的方向上的尺寸)。彼此相邻的切口44b平行且间隙(间距)均一。
对基板300b具有透明基板(例如玻璃基板)51。在透明基板51上设置有对向电极(第二电极)52。在对向电极52上设置有肋53。靠近液晶层30的、包含肋53b的对向电极52的表面基本完全被垂直取向膜(没有示出)覆盖。如图22所示，肋53以条形图案延伸，并具有均匀的宽度(在垂直于肋53延伸方向的方向上的尺寸)。彼此相邻的肋53平行。每个肋53都设置成将两个相邻的切口44b间的间隙大体二等分。
在彼此平行设置的条形切口44b和条形肋53之间限定了条形液晶区域。在每个液晶区域中的液晶分子30a的取向方向由限定该液晶区域的切口44b和肋53控制。在每个切口44b的两侧和每个肋53的两侧，形成了其中液晶分子30a在彼此相差180°的方向上倾斜的液晶区域。如图22所示，在LCD300中，切口44b和肋53在彼此相差90°的方向上延伸。因而，每个图像元素区域都包括四种类型的液晶区域(液晶畴)，其中液晶分子30a的取向方向彼此相差90°。切口44b和肋53的排列并不限于上述排列，但这种排列可以提供极好的视角特性。
在TFT基板300a和对基板300b外设置一对偏振片(没有示出)，使得它们的透射轴大体彼此垂直(正交尼科尔状态)。优选如此设置偏振片，即每个偏振片的透射轴与取向方向相差90°的四种类型的液晶区域中的每一种中的液晶分子30a的取向方向成45°角。使用这种排列，可最有效地利用由液晶区域导致的延迟变化。换句话说，优选如此设置偏振片，即每个偏振片的透射轴与切口44b和肋53延伸的方向成45°。在观察方向经常相对于显示平面水平移动的显示装置中，例如TV中，为了抑制显示质量的视角依赖性，优选如此设置偏振片，即透射轴中的一个相对于显示平面水平。
具有上述结构的MVA型LCD300可以以极好的视角特性显示图像。此外，在依照本发明的LCD300中，如图23所示，图像元素电极44实心部分44a上的液晶层30的部分包括具有第一厚度d1的第一区域和具有小于第一厚度d1的第二厚度d2的第二区域。第二区域位于切口44b附近，更具体地说，在第一区域和切口44b之间。具有相对小厚度d2的第二区域的响应速度高于具有相对大厚度d1的第一区域的响应速度。在切口44b附近的第二区域中的液晶分子30a触发了液晶畴的形成。因此，当切口44b附近液晶分子30a的响应速度较高时，液晶畴形成得更加快。结果，提高了整个液晶层30的响应速度。因而，依照本发明的LCD300具有极好的响应特性。
依照本发明，在整个图像元素区域中没有减小单元间隙，而是仅在其一部分中减小了单元间隙。因此，不必提高液晶材料的折射率各向异性(Δn)，就可以充分提高响应速度。具体地说，为了充分提高响应速度，第一区域的厚度d1和第二区域的厚度d2之间的差优选为0.5μm或更大，更优选1μm或更大，进一步优选1.5μm或更大。
在该实施方案中，如图23中所示，通过将切口44b附近的实心部分44a的部分(对应于第二区域)的表面设定的比实心部分44a的其它部分(对应于第一区域)的表面高，而将切口44b附近的单元间隙做的较小。更具体地说，在图像元素电极44和透明基板41间设置层间绝缘膜42，层间绝缘膜42的表面高度局部变化，使得形成在其上的实心部分44a的表面在切口44b附近的部分中比其它部分中要高。层间绝缘膜42包括其靠近液晶层30的一个表面的高度连续变化的倾斜区域42a和其靠近液晶层30的表面高度基本恒定的平坦区域42b。切口44b附近的实心部分44a的部分(对应于第二区域)位于倾斜区域42a上，实心部分44a的其它部分(对应于第一区域)位于平坦区域42b上。
考虑到显示质量，优选层间绝缘膜42的倾斜区域42a的倾角(相对于基板41的表面的倾角)小，优选层间绝缘膜42具有平缓的倾斜。具体地说，层间绝缘膜42的倾斜区域42a相对于基板41表面的倾角优选为30°或更小，更优选20°或更小。
注意，如果实心部分44a的表面高度跨过整个实心部分44a连续变化，则液晶层30的延迟跨过实心部分44a就不再恒定，这使得显示质量恶化。在这种情形中，很难通过使用相位差补偿器等适当地补偿相位差。在层间绝缘膜42包括其靠近液晶层30的表面高度基本恒定的平坦区域42b的情形中，如本实施方案中，可抑制这种问题的发生。
例如通过用半曝光工艺处理光敏透明树脂膜可形成如上所述具有平缓倾斜的层间绝缘膜42。
在该实施方案中，图像元素电极44的实心部分44a上的液晶层30在切口44b附近包括具有相对小厚度d2的第二区域，但在图像元素电极44外围附近没有。使用这种结构，可进一步稳定液晶层30中的取向，并可进一步提高响应速度。将参照图24描述该原因。
图24示意性地示出了切口44b附近和图像元素电极44外围44E附近中液晶层30a的取向。在图像元素电极44的实心部分44a上的液晶分子30a中，切口44b附近的液晶分子30a受倾斜电场的影响，从而在垂直于切口44b延伸方向的方向上倾斜。相反，受图像元素电极44外围44E附近的倾斜电场影响的液晶分子30a在不同于切口44b附近那些液晶分子的倾斜方向的方向上倾斜。就是说，图像元素电极44外围44E附近的液晶分子30a在不同子由切口44b的取向控制力确定的预定方向的方向上倾斜，因而打乱了液晶畴中液晶分子30a的取向。因此，如果图像元素电极44外围44E中的单元间隙减小为切口44b附近的单元间隙，则用于打乱液晶畴中液晶分子30a取向的取向控制力就会加强。结果，液晶畴中的取向就不稳定，响应特性被恶化。相反，使用本实施方案的结构，其中图像元素电极44外围44E附近中的单元间隙没有减小，因此可以稳定取向，并改善响应特性。
在该实施方案中，使用利用线偏振光的显示模式。可选择地，为了抑制上述参照图5描述的两步响应行为的影响，可使用利用圆偏振光的显示模式。
实施方案4将参照图25描述该实施方案的MVA型LCD400的基本结构。
虽然图21中所示的LCD300具有切口44b和肋53作为取向控制装置，而本实施方案的LCD400具有切口62b和切口74b作为取向控制部件。当在第一电极62和第二电极74之间形成电位差时，切口62b和切口74b中的每个都在其附近的液晶层30的一部分中产生倾斜电场，从而使液晶分子30a在垂直于切口62b和切口74b延伸方向的方向上取向。切口62b和74b彼此平行设置，其间具有特定间隙。在彼此相邻的切口62b和切口74b之间形成了液晶区域(液晶畴)。包含切口62b和切口74b作为取向控制装置的MVA型LCD，例如LCD400，也称作PVA(图案化的垂直取向(Patterned Vertical Alignment))型LCD。
接下来，参照图26和图27，将更加详细地描述LCD400的结构。图26是示意性显示LCD400的两个图像元素区域的结构的平面图，图27是沿图26的线27A-27A’的LCD400的横截面图。
LCD400包括有源矩阵基板(之后称作“TFT基板”)400a、对基板(也称作“滤色器基板”)400b、和设置在TFT基板400a和对基板400b之间的垂直取向型液晶层30。
TFT基板400a包括透明基板(例如玻璃基板)71。在透明基板71靠近液晶层30的表面上，设置有栅极总线(扫描线；没有示出)、源极总线(信号线；没有示出)和TFT(没有示出)。层间绝缘膜(透明树脂膜)72覆盖栅极总线、源极总线和TFT。在层间绝缘膜72上，给每个图像元素区域提供图像元素电极(第二电极)74。图像元素电极74与相应的TFT电连接。
图像元素电极74包括由导电膜形成的部分(即实心部分)74a和条形切口(即非实心部分)74b。靠近液晶层30的图像元素电极74的一个表面基本完全被垂直取向膜(没有示出)覆盖。如图26中所示，切口74b以条形图案延伸，并具有均匀的宽度(在垂直于切口74b延伸方向的方向上的尺寸)。彼此相邻的切口74b平行且间隙(间距)均匀。
对基板400b具有透明基板(例如玻璃基板)61。在透明基板61上设置有滤色器层65。在滤色器层65上设置有对向电极(第一电极)62。像图像元素电极74一样，对向电极62包括由导电膜形成的部分(即实心部分)62a和条形切口(即非实心部分)62b。靠近液晶层30的对向电极62的一个表面基本完全被垂直取向膜(没有示出)覆盖。如图26中所示，切口62b以条形图案延伸，并具有均匀的宽度(在垂直于切口62b延伸方向的方向上的尺寸)。彼此相邻的切口62b以均匀的间隙(间距)平行。每个切口62b都设置成将两个相邻的切口74b间的间隙大体二等分。
在彼此平行设置的条形切口62b和条形切口74b之间限定了条形液晶区域。在每个液晶区域中的液晶分子30a的取向方向由限定该液晶区域的切口62b和切口74b控制。在每个切口62b的两侧和每个切口74b的两侧，形成了其中液晶分子30a在彼此相差180°的方向上倾斜的液晶区域。在如图26所示的LCD400中，切口62b和切口74b在彼此相差90°的方向上延伸。因而，每个图像元素区域都包括四种类型的液晶区域(液晶畴)，其中液晶分子30a的取向方向彼此相差90°。切口62b和切口74b的排列并不限于上述排列，但这种排列可以提供极好的视角特性。
在TFT基板400a和对基板400b外如此设置一对偏振片(没有示出)，即它们的透射轴大体彼此垂直(正交尼科尔状态)。优选如此设置偏振片，即每个偏振片的透射轴与取向方向相差90°的四种类型的液晶区域中的每一种中的液晶分子30a的取向方向成45°角。使用这种排列，可最有效地利用由液晶区域导致的延迟变化。换句话说，优选如此设置偏振片，即每个偏振片的透射轴与切口62b和切口74b延伸的方向成45°。在观察方向经常相对于显示平面水平移动的显示装置中，例如TV中，为了抑制显示质量的视角依赖性，优选如此设置偏振片，即透射轴之一相对于显示平面水平。
具有上述结构的MVA型LCD400可以以极好的视角特性显示图像。此外，在依照本发明的LCD400中，如图27所示，图像元素电极62实心部分62a上的液晶层30的部分包括具有第一厚度d1的第一区域和具有小于第一厚度d1的第二厚度d2的第二区域。第二区域位于切口62b附近，更具体地说，在第一区域和切口62b之间。具有相对小厚度d2的第二区域的响应速度高于具有相对大厚度d1的第一区域的响应速度。在切口62b附近的第二区域中的液晶分子30a触发液晶畴的形成。因此，当切口62b附近液晶分子30a的响应速度较高时，液晶畴形成得更加快。结果，提高了整个液晶层30的响应速度。因而，依照本发明的LCD400具有极好的响应特性。
依照本发明，在整个图像元素区域中没有减小单元间隙，而是仅在其一部分中减小了单元间隙。因此，不必提高液晶材料的折射率各向异性(Δn)，就可以充分提高响应速度。具体地说，为了充分提高响应速度，第一区域的厚度d1和第二区域的厚度d2之间的差优选为0.5μm或更大，更优选1μm或更大，进一步优选1.5μm或更大。
在该实施方案中，如图27中所示，通过从透明基底61起，将切口62b附近的实心部分62a的部分(对应于第二区域)的表面设定的比实心部分62a的其它部分(对应于第一区域)的表面高，而将切口62b附近的单元间隙做的较小。更具体地说，设置在对向电极62和透明基板61间的滤色器层65的高度局部变化，使得从透明基板61开始，形成在其上的实心部分62a的表面在切口62b附近的部分中比的其它部分中要高。
滤色器层65包括其靠近液晶层30的一个表面的高度连续变化的倾斜区域65a和其靠近液晶层30的表面高度基本恒定的平坦区域65b。切口62b附近的实心部分62a的部分(对应于第二区域)位于倾斜区域65a上，实心部分62a的其它部分(对应于第一区域)位于平坦区域65b上。
考虑到显示质量，优选滤色器层65的倾斜区域65a的倾角(相对于基板61的表面的倾角)小，优选滤色器层65具有平缓的倾斜。具体地说，滤色器层65的倾斜区域65a相对于基板61表面的倾角优选为30°或更小，更优选20°或更小。
注意，如果实心部分62a的表面高度跨过整个实心部分62a连续变化，则液晶层30的延迟跨过实心部分62a就不再恒定，其使得显示质量恶化。在这种情形中，很难通过使用相位差补偿器等适当地补偿相位差。在滤色器层65包括靠近液晶层30的表面高度基本恒定的平坦区域65b的情形中，如本实施方案中，可抑制这种问题的发生。
例如通过用半曝光工艺处理包含颜料的光敏透明树脂膜可形成如上所述具有平缓倾斜的滤色器层65。可选择地，通过首先在对应于非实心部分62b的透明基板61的部分上形成下层，然后在其上形成滤色器层，可获得上述滤色器层65。
在该实施方案中，减小了对向电极62的切口62b附近的单元间隙。可选择地，可减小图像元素电极74的切口74b附近的单元间隙，或同时减小对向电极62的切口62b附近的单元间隙和图像元素电极74的切口74b附近的单元间隙。为了进一步改善响应特性，优选同时减小对向电极62的切口62b附近的单元间隙和图像元素电极74的切口74b附近的单元间隙。为了限制制造步骤数量的增加以及由此造成的制造成本增加，优选减小所述单元间隙之一。
实施方案5将参照图28和29描述本实施方案中的MVA型LCD500。图28是示意性显示LCD500两个图像元素区域的结构的平面图，图29是沿图28的线29A-29A’的横截面图。
本实施例中的MVA型LCD500具有切口84b和肋93作为取向控制部件。基本取向机理与图21中所示的LCD300的一样。
LCD500包括有TFT基板500a、对基板500b和设置在TFT基板500a和对基板500b之间的垂直取向型液晶层30。TFT基板500a包括透明基板(例如玻璃基板)81、层间绝缘膜(透明树脂膜)82、和图像元素电极84。图像元素电极84包括由导电膜形成的部分(即实心部分)84a和条形切口(即非实心部分)84b。对基板500b包括透明基板(例如玻璃基板)91。在透明基板91上设置有对向电极92，在对向电极92上设置有肋93。
切口84b和肋93b之间的平面位置关系(当在基板法线方向上观看时的位置关系)与LCD300的切口44b和肋53的一样。当施加电压时，形成了四种类型的液晶区域(液晶畴)，其中液晶分子30a的取向方向彼此相差90°。
图像元素电极84的实心部分84a上的液晶层30部分包括具有第一厚度d1的第一区域和具有大于第一厚度d1的第二厚度d2的第二区域。第二区域位于图像元素电极84外围附近，第一区域比第二区域靠内。就是说，在LCD500中，选择性地将图像元素电极84外围附近的单元间隙做的较大。
如上参照图24所描述的，图像元素电极外围附近的液晶分子30a在不同于由切口84b的取向控制力确定的预定方向的方向上倾斜，因而打乱了液晶畴中液晶分子30a的取向。然而在该实施方案中，图像元素电极84外围附近的液晶层30的厚度选择性地大。该结构可将图像元素电极84外围附近的取向控制力(其不与由切口84b提供的取向控制力一致)减弱。结果，稳定了取向，并改善了响应特性。
作为减小图像元素电极84附近的取向控制力的技术，可想到减小图像元素电极84的间距。然而，这增加了相邻图像元素电极84间发生短路的可能性，因而使LCD的可靠性下降。相反，依照本发明的LCD500不会具有这种问题。
减小图像元素电极84外围附近的取向控制力的效果随着第二区域的厚度d2变大而变大，也随着第一区域的厚度d1和第二区域的厚度d2间的差变大而变大。具体地说，为了充分减弱图像元素电极84外围附近的取向控制力，第一区域的厚度d1和第二区域的厚度d2间的差优选为0.5μm，更优选为1μm或更大，进一步优选为1.5μm或更大。
在该实施方案中，如图29中所示，通过将图像元素电极84外围附近的实心部分84a的部分(对应于第二区域)的表面设定得比实心部分84a的其它部分(对应于第一区域)的表面低，而将图像元素电极84外围附近的单元间隙做的较大。更具体地说，设置在图像元素电极84和透明基板81间的层间绝缘膜82的高度局部变化，使得形成在其上的实心部分84a的表面在图像元素电极84外围附近的部分中比其它部分中要低。
层间绝缘膜82包括其靠近液晶层30的一个表面的高度连续变化的倾斜区域82a和其靠近液晶层30的表面高度基本恒定的平坦区域82b。图像元素电极84外围附近的实心部分84a的部分(对应于第二区域)位于倾斜区域82a上，实心部分84a的其它部分(对应于第一区域)位于平坦区域82b上。
考虑到显示质量，优选层间绝缘膜82的倾斜区域82a的倾角(相对于基板81的表面的倾角)小，优选层间绝缘膜82具有平缓的倾斜。具体地说，层间绝缘膜82的倾斜区域82a相对于基板81表面的倾角优选为30°或更小，更优选20°或更小。
注意，如果实心部分84a的表面高度跨过整个实心部分84a连续变化，则液晶层30的延迟跨过实心部分84a就不再恒定，这使得显示质量恶化。在这种情形中，很难通过使用相位差补偿器等适当地补偿相位差。在层间绝缘膜82包括靠近液晶层30的表面高度基本恒定的平坦区域82b的情形中，如本实施方案中，可抑制这种问题的发生。
例如通过用半曝光工艺处理光敏透明树脂膜可形成如上所述具有平稳倾斜的层间绝缘膜82。
依照本发明，以简单的方式改善了取向分割垂直取向型LCD的响应特性。本发明优选用在CPA型LCD和MVA型LCD中。
尽管已经关于其优选实施方案描述了本发明，但对于本领域熟练技术人员应当清楚，本发明可以以除上面具体描述的那些以外的各种方式修改，并采取不同于上面具体描述的很多实施方案。因此，所附的权利要求意在覆盖落入本发明实质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，包括第一基板；第二基板；和设置在第一基板和第二基板之间的垂直取向型液晶层，其中通过设置在靠近液晶层的第一基板的一个表面上的第一电极和设置在第二基板上的且与第一电极相对的第二电极确定多个图像元素区域中的每一个，第一电极和第二电极之间有液晶层；在多个图像元素区域的每一个中，第一电极包括由导电膜形成的实心部分和没有设置导电膜的非实心部分，并且当在第一电极和第二电极之间施加电压时，所述液晶层的取向由在第一电极的非实心部分上产生的倾斜电场控制；以及第一电极的实心部分上的液晶层的部分包括具有第一厚度d1的第一区域和具有比第一厚度d1小的第二厚度d2的第二区域，所述第二区域位于非实心部分附近。
2.根据权利要求1的液晶显示器件，其中当在第一电极和第二电极之间施加电压时，液晶层形成多个第一液晶畴，每一个第一液晶畴通过所述倾斜电场在所述实心部分上采取放射状倾斜取向。
3.根据权利要求2的液晶显示器件，其中第一电极的所述实心部分包括多个单位实心部分，每一个单位实心部分上都形成有所述多个第一液晶畴的相应第一液晶畴；以及所述实心部分上的液晶层部分的第二区域位于所述多个单位实心部分的至少一个单位实心部分的边缘部分上。
4.一种液晶显示器件，包括第一基板；第二基板；和设置在第一基板和第二基板之间的垂直取向型液晶层，其中通过设置在靠近液晶层的第一基板的一个表面上的第一电极和设置在第二基板上的且与第一电极相对的第二电极确定多个图像元素区域中的每一个，第一电极和第二电极之间有液晶层；在多个图像元素区域的每一个中，第一电极包括由导电膜形成的实心部分和没有设置导电膜的非实心部分，且当在第一电极和第二电极之间施加电压时，所述液晶层形成了多个第一液晶畴，每一个第一液晶畴在所述实心部分上都具有由在第一电极的非实心部分上产生的倾斜电场控制的放射状倾斜取向；第一电极的实心部分包括多个单位实心部分，每一个单位实心部分上都形成有所述多个第一液晶畴的相应的第一液晶畴；所述多个单位实心部分的至少一个单位实心部分上的液晶层部分包括具有第一厚度d1的第一区域和具有比第一厚度d1小的第二厚度d2的第二区域，所述第二区域位于所述单位实心部分的边缘部分上。
5.根据权利要求3的液晶显示器件，其中所述至少一个单位实心部分对应于第二区域的部分的表面高度高于所述至少一个单位实心部分对应于第一区域的部分的表面高度。
6.根据权利要求5的液晶显示器件，其中所述第一基板包括透明基板和设置在透明基板和所述第一电极之间的层间绝缘膜；所述层间绝缘膜包括其靠近液晶层的一个表面的高度连续变化的倾斜区域；以及所述至少一个单位实心部分的边缘部分位于所述倾斜区域上。
7.根据权利要求6的液晶显示器件，其中所述层间绝缘膜包括其靠近液晶层的表面的高度基本恒定的平坦区域；以及所述至少一个单位实心部分对应于所述第一区域的部分位于所述平坦区域上。
8.根据权利要求6的液晶显示器件，其中所述层间绝缘膜由光敏透明树脂形成。
9.根据权利要求3的液晶显示器件，其中入射到液晶层上的光为圆偏振光，并且通过由液晶层调制所述圆偏振光提供显示。
10.根据权利要求3的液晶显示器件，其中在所述多个第一液晶畴中的取向和在所述非实心部分上的液晶层的部分中的取向彼此连续。
11.根据权利要求3的液晶显示器件，其中所述多个单位实心部分中的每一个都具有旋转对称的形状。
12.根据权利要求11的液晶显示器件，其中所述多个单位实心部分中的每一个都是大体圆形的。
13.根据权利要求11的液晶显示器件，其中所述多个单位实心部分中的每一个都是大体矩形的。
14.根据权利要求11的液晶显示器件，其中所述多个单位实心部分中的每一个都是具有圆角的大体矩形。
15.根据权利要求11的液晶显示器件，其中所述多个单位实心部分中的每一个都具有含有锐角角部分的形状。
16.根据权利要求2的液晶显示器件，其中当在第一电极和第二电极之间施加电压时，通过所述倾斜电场，在所述非实心部分上液晶层形成至少一个采取放射状倾斜取向的第二液晶畴。
17.根据权利要求16的液晶显示器件，其中所述多个第一液晶畴中的取向和所述至少一个第二液晶畴中的取向彼此连续。
18.根据权利要求2的液晶显示器件，其中第一电极的所述非实心部分具有至少一个开口。
19.根据权利要求18的液晶显示器件，其中所述至少一个开口包括多个开口，且所述多个开口的至少一部分具有大致相同的形状和大致相同的尺寸，并形成至少一个单位格子，所述单位格子排列成具有旋转对称性。
20.根据权利要求19的液晶显示器件，其中所述多个开口的至少一部分每个的形状都具有旋转对称性。
21.根据权利要求2的液晶显示器件，其中第一电极的所述非实心部分具有至少一个切除部分。
22.根据权利要求21的液晶显示器件，其中所述至少一个切除部分包括多个切除部分，且所述多个切除部分规则排列。
23.根据权利要求2的液晶显示器件，其中在所述多个图像元素区域的每一个中，第一电极的非实心部分的面积小于第一电极的实心部分的面积。
24.根据权利要求2的液晶显示器件，其中所述第二基板在对应于所述多个第一液晶畴的至少一个第一液晶畴的区域中具有取向控制结构，所述取向控制结构施加取向控制力，用于至少在存在施加电压时使所述至少一个第一液晶畴的液晶分子处于放射状倾斜取向。
25.根据权利要求24的液晶显示器件，其中所述取向控制结构设置在对应于所述至少一个第一液晶畴中心部分的区域中。
26.根据权利要求24的液晶显示器件，其中所述取向控制结构施加取向控制力，用于在不存在施加电压时也使液晶分子也处于放射状倾斜取向。
27.根据权利要求26的液晶显示器件，其中所述取向控制结构是从所述第二基板突出且穿过液晶层的突起。
28.根据权利要求27的液晶显示器件，其中通过从所述第二基板突出且穿过液晶层的突起确定液晶层的厚度。
29.根据权利要求1的液晶显示器件，其中第一电极的所述非实心部分是设置在第一电极中的切口。
30.一种液晶显示器件，包括第一基板；第二基板；和设置在第一基板和第二基板之间的垂直取向型液晶层，其中通过设置在靠近液晶层的第一基板的一个表面上的第一电极和设置在第二基板上的且与第一电极相对的第二电极确定多个图像元素区域中的每一个，第一电极和第二电极之间有液晶层；在多个图像元素区域的每一个中，第一电极包括由导电膜形成的实心部分和切口，当在第一电极和第二电极之间施加电压时，所述液晶层的取向由在第一电极的切口上产生的倾斜电场控制；以及第一电极的实心部分上的液晶层分部分包括具有第一厚度d1的第一区域和具有比第一厚度d1小的第二厚度d2的第二区域，所述第二区域位于所述切口的附近。
31.根据权利要求29的液晶显示器件，其中所述第一电极的实心部分对应于所述第二区域的部分的表面高度高于所述实心部分对应于所述第一区域的部分的表面高度。
32.根据权利要求31的液晶显示器件，其中所述第一基板包括透明基板和设置在透明基板和所述第一电极之间的层间绝缘膜；所述层间绝缘膜包括其靠近液晶层的一个表面的高度连续变化的倾斜区域；以及所述第一电极的实心部分对应于第二区域的部分位于所述倾斜区域上。
33.根据权利要求32的液晶显示器件，其中所述层间绝缘膜包括其靠近液晶层的表面的高度基本恒定的平坦区域；以及所述第一电极的实心部分对应于所述第一区域的部分位于所述平坦区域上。
34.根据权利要求32的液晶显示器件，其中所述层间绝缘膜由光敏透明树脂形成。
35.根据权利要求31的液晶显示器件，其中所述第一基板包括透明基板和设置在透明基板与所述第一电极之间的滤色器层；所述滤色器层包括其靠近液晶层的一个表面的高度连续变化的倾斜区域；且所述第一电极的实心部分对应于所述第二区域的部分位于该倾斜区域上。
36.根据权利要求35的液晶显示器件，其中所述滤色器层包括其靠近液晶层的表面的高度基本恒定的平坦区域；且所述第一电极的实心部分对应于所述第一区域的部分位于所述平坦部分上。
37.根据权利要求29的液晶显示器件，其中入射到液晶层上的光是圆偏振光，并且通过由液晶层调制所述圆偏振光来提供显示。
38.根据权利要求29的液晶显示器件，进一步包括彼此相对的且其间有液晶层的成对的偏振片，所述成对的偏振片具有彼此大体垂直的透射轴，透射轴之一水平于显示平面设置，且所述切口在相对于所述透射轴之一倾斜的方向上延伸。
39.根据权利要求38的液晶显示器件，其中所述切口在相对于所述透射轴之一成大约45°角的方向上延伸。
40.根据权利要求29的液晶显示器件，其中所述第二基板具有施加取向控制力的取向控制结构，至少在存在施加电压时该取向控制力与由所述倾斜电场提供的取向控制力一致。
41.根据权利要求40的液晶显示器件，其中所述第二基板的取向控制结构是肋。
42.根据权利要求40的液晶显示器件，其中所述第二基板的取向控制结构是设置在所述第二电极中的切口。
43.根据权利要求29的液晶显示器件，其中所述第一基板进一步包括相应于所述多个图像元素区域的每一个设置的开关元件；和所述第一电极是相应于所述多个图像元素区域的每一个设置的图像元素电极，并与所述开关元件电连接，且所述第二电极是与所述多个图像元素电极相对的至少一个对向电极。
44.根据权利要求43的液晶显示器件，其中所述图像元素电极实心部分上的液晶层的部分在所述图像元素电极外围附近不具有所述第二区域。
45.一种液晶显示器件，包括第一基板；第二基板；和设置在第一基板和第二基板之间的垂直取向型液晶层，其中通过设置在靠近液晶层的第一基板的一个表面上的第一电极和设置在第二基板上的且与第一电极相对的第二电极确定多个图像元素区域中的每一个，第一电极和第二电极之间有液晶层；在多个图像元素区域的每一个中，第一电极包括由导电膜形成的实心部分和切口，当在第一电极和第二电极之间施加电压时，所述液晶层的取向由在第一电极的切口上产生的倾斜电场控制；所述第一基板进一步包括相应于所述多个图像元素区域的每一个设置的开关元件；所述第一电极是相应于所述多个图像元素区域的每一个设置的图像元素电极，并与所述开关元件电连接，且所述第二电极是与所述多个图像元素电极相对的至少一个对向电极；并且所述图像元素电极的实心部分上的液晶层的部分包括具有第一厚度d1的第一区域和具有比第一厚度d1大的第二厚度d2的第二区域，所述第二区域位于所述图像元素电极的外围附近。
46.根据权利要求45的液晶显示器件，其中所述实心部分对应于所述第二区域的部分的表面高度低于所述实心部分对应于所述第一区域的部分的表面高度。
47.根据权利要求46的液晶显示器件，其中所述第一基板包括透明基板和设置在透明基板和所述第一电极之间的层间绝缘膜；所述层间绝缘膜包括其靠近液晶层的一个表面的高度连续变化的倾斜区域；以及所述实心部分对应于所述第二区域的部分位于所述倾斜区域上。
48.根据权利要求47的液晶显示器件，其中所述层间绝缘膜包括其靠近液晶层的表面的高度基本恒定的平坦区域；以及所述实心部分对应于所述第一区域的部分位于所述平坦区域上。
49.根据权利要求47的液晶显示器件，其中所述层间绝缘膜由光敏透明树脂形成。
50.根据权利要求45的液晶显示器件，进一步包括彼此相对且其间有液晶层的成对的偏振片，所述成对的偏振片具有彼此大体垂直的透射轴，透射轴之一水平于显示平面设置，且所述切口在相对于所述透射轴之一倾斜的方向上延伸。
51.根据权利要求50的液晶显示器件，其中所述切口在相对于所述透射轴之一成大约45°角的方向上延伸。
全文摘要
本发明的LCD包括第一基板、第二基板、和设置在第一基板和第二基板之间的垂直取向型液晶层。在每个图像元素区域中，在液晶层一侧上的第一基板上设置的第一电极具有由导电膜形成的实心部分和没有设置导电膜的非实心部分。当施加电压时，所述液晶层的取向由在第一电极的非实心部分上产生的倾斜电场控制。实心部分上的液晶层的部分包括具有第一厚度d
文档编号G02F1/1343GK1716011SQ20051007923
公开日2006年1月4日 申请日期2005年4月26日 优先权日2004年4月26日
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