CN101825798A - 用于液晶显示器的基片以及使用该基片的液晶显示器 - Google Patents

用于液晶显示器的基片以及使用该基片的液晶显示器 Download PDF

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Abstract

本发明的一个目的是提供一种用于液晶显示器的基片，其具有改进的光透射系数并且不降低对颜色改变的响应速度，以及使用该基片的液晶显示器。提供形成于阵列基片上的漏极总线，该阵列基片与相对的一个相对基片相结合夹住液晶，连接到漏极总线的TFT，以及用于在驱动液晶时决定液晶的液晶分子的预倾斜角和/或倾斜方向的聚合物层形成在对齐膜或电极上。

Description

用于液晶显示器的基片以及使用该基片的液晶显示器
本发明是申请日为2002年5月23日、申请号为200410064113.4且发明名称为“用于液晶显示器的基片以及使用该基片的液晶显示器”的发明专利申请的分案申请，而上述申请号为200410064113.4的发明专利申请又是申请日为2002年5月23日、申请号为02120345.8且发明名称为“用于液晶显示器的基片以及使用该基片的液晶显示器”的发明专利申请的分案中请。
技术领域
本发明涉及用于液晶显示器的基片以及使用该基片的液晶显示器，更加具体来说涉及一种用于在具有负介电各向异性的液晶垂直对齐的VA(垂直对齐)模式、把横向电场施加到具有正介电各向异性的垂直对齐的液晶的IPS(平面中切换)模式等等中的液晶显示器的基片，本发明进一步涉及一种使用该基片的液晶显示器。
本发明还涉及一种液晶显示器，其中包含光或热聚合的聚合成份(单体和低聚体)的液晶层被密封在基片之间，其中液晶的对齐通过在调节施加到液晶层的电压(所施加电压可以为0(零)，在此之后，根据情况该操作可以简单地表达为“当施加电压时”)时使聚合成份的聚合而固定，本发明还涉及用于这种液晶显示器的基片。
背景技术
多畴垂直对齐模式液晶显示器(在下文中简称为“MVA-LCD”)是已知的，其中具有负介电各向异性的液晶垂直对齐，并且提供在基片上的排组(线型凸起)或者在电极中的切口(狭缝)作为对齐调节结构。由于提供对齐调节结构，因此可以控制液晶使得当施加电压时它在多个对齐方向上对齐而不需要在对齐膜上的磨擦处理。这种MVA-LCD与常规的TN(扭曲向列)模式的LCD相比具有更佳的视角特性。
但是，该常规的MVA-LCD具有一个问题，即由于低亮度，当显示白色时该显示器变暗。这主要由于当显示白色时因为暗线出现在作为用于对齐分隔的边界的凸起或狭缝上方，透射系数减小导致屏幕变暗。尽管该问题可以通过使凸起或狭缝之间保持足够大的间隔而减轻，由于这会导致作为对齐调节结构的凸起或狭缝的数目减少，因此在对液晶施加预定的电压之后，需要较长的时间来固定液晶的对齐。这导致较低响应速度的问题。
为了减轻该问题并且提供一种具有高亮度并能够高速响应的MVA-LCD，人们已经提出一种使用聚合物固定的方法。根据该聚合物固定方法，通过在液晶中混合例如单体和低聚体(在下文中简称为“单体”)这样的聚合成份而获得的液晶成份被密封在基片之间。通过在基片之间施加电压而使得该单体与倾斜的液晶分子聚合。结果，即使在结束施加电压之后，也获得以预定的倾斜角倾斜的液晶层，这可以固定液晶的对齐。对于单体，选择通过热或光(紫外线)聚合的材料。
但是，当在如此完成的LCD上显示的图像时，聚合物固定方法具有一些与显示中的不规则性相关的问题。第一问题是由于当液晶被驱动以聚合该单体时，由局部出现的液晶对齐的异常，而造成在完成的LCD上的图像显示的不规则性。
把水平电场施加到具有正介电各向异性的水平对齐液晶的IPS模式液晶显示器(在下文中简称为“IPS-LCD”)具有与MVA-LCD相类似的良好的观察角度特性。但是，由于液晶分子被在水平平面中由IPS-LCD中的梳状电极所切换，因此由于该梳状电极使得像素的孔径比大大减小，因此需要具有高光强的背光单元。
MVA-LCD的面板具有比TN模式LCD的透射系数更低的光透射系统，尽管与在由于梳状电极造成IPS-LCD的像素的孔径比减小相比，它由于凸起或狭缝造成像素的孔径比减小的程度没有明显的降低。因此，当前MVA-LCD和IPS-LCD都没有用于需要较低功耗的笔记本型个人计算机。
在当前的MVA-LCD中，当施加电压以获得宽的视角时，为了在四个方向上倾斜液晶分子，在一部分像素电极中作为线型切口的多重线型凸起或狭缝被提供在复杂结构的一个像素中。这减小了像素的光透射系数。
下面将描述利用简单的结构在相邻线性凸起之间保持大的间隔的情况下的对齐调节操作，以便于减轻该问题。图14A和14B示出具有两个分离的对齐区域的MVA-LCD。图14A示出从基片表面的法线方向观看该MVA-LCD的一个像素2。图14B示出图14A中所示与漏极总线6相平行截取的MVA-LCD的截面。图14A示出连接到一个栅极总线4的三个像素2如图14A和14B中所示，与栅极总线4相平行延伸的两个线型凸起68形成在位于栅极总线4一侧的像素电极3的两端。与栅极总线4相平行延伸的线型凸起66形成在相对基片上的公共电极的一个区域中，该区域包括像素的中央区域。对于阵列基片，一个绝缘膜(栅绝缘膜)23形成在玻璃基片22和栅极总线4上，并且绝缘膜22也形成在它们之上。
在该结构中，当把电压施加在像素电极3和公共电极26之间，以改变在液晶层24中的电场分布时，具有负介电各向异性的液晶分子24a在两个方向上倾斜。更加具体来说，该液晶分子24a在从栅极总线4的一侧上的像素2的两侧上的线性凸起68到相对基片上的线性凸起66的方向倾斜。结果，形成一个多畴(Multi-domain)，其被分为两个部分，即，上部分和下部分。在MVA模式中，液晶分子24a的倾斜方向随后由以位于线型凸起66和68附近(或者在狭缝附近)的分子开始，有线型凸起(或者狭缝)所产生电场来确定。因此，当线型凸起(或者狭缝)之间的间隔非常大，如图14A和14B中所示，则液晶分子对电压施加的响应变得非常慢，因为液晶分子24a的倾斜的传递需要时间。
对此的一个解决方案是使用聚合物固定方法，其中采用包含可以聚合的单体的液晶层24来取代常规的液晶材料。根据聚合体固定方法，单体由施加到液晶层24上的电压来聚合，并且所得的聚合体记忆液晶分子24a的倾斜方向。
但是，当电压施加到图14A和14B中所示结构中的液晶层24时，由于在漏极总线6附近的像素电极3的边缘产生的电场，在漏极总线6附近的液晶分子24a在与要倾斜的方向相差90度的方向上倾斜。结果，即使采用聚合体固定方法，在图15中的每个显示像素将出现沿着黑矩阵BM外侧的漏极总线6延伸的大的黑部分X1，图15是在基片表面的法线方向上对MVA-LCD的显微示图。
为了解决该问题，在由本申请人所递交的在先申请(在2001年8月31日递交的日本专利申请No.2001-264117)中，建议在具有形成于其上的TFT16的阵列基片上的像素电极3为直线和间隔图案的条状电极。通过举例，图16示出一个实施例，其中MVA-LCD的一个像素2被在基片表面的法线方向上观看。如图16中所示，像素电极3具有形成为直线和间隔图案与漏极总线6相平行的条形电极8和间隔10。
通常，由对齐薄膜所提供的对齐调节力仅仅在单元间隔方向上作用在与对齐薄膜相接触的液晶分子24a上，并且不作用在该器件中部的液晶分子上。因此，在该单元间隔方向上的器件中部的液晶分子24a的对齐方向受到位于像素边缘产生的电场明显的影响和干扰。在具有与漏极总线6相平行的条形电极8和间隔10的像素电极3的情况中，当施加电压时，液晶分子24a被倾斜为与条形电极8和间隔10相平行。另外，由于所有液晶分子24a的倾斜方向由条形电极8和间隔10所确定，因此可以使在像素边缘产生的横向电场的影响最小。
在下面将描述在上述申请中所提出的液晶显示器及其制造方法。图16示出根据该建议从基片表面的法线方向观看的MVA-LCD的像素2，以及图17示出沿着图16中的线D-D截取的截面结构。如图16中所示，像素电极3具有形成在直线和间隔图案中与漏极总线相平行的条形电极8和间隔10。条形电极8由形成在像素2中部其中上与栅极总线4相平行的连接电极6电连接。一些条形电极8电连接到与TFT16的漏极60形成相对关系的源极62。
如图17中所示，与栅极总线4相平行延伸的线型凸起66形成在与像素区的中央的连接电极64形成相对关系的相对基片上。液晶分子24a的对齐方向可以更强地由线型凸起66所确定。
显然，可以对阵列基片上或者相对基片上的对齐薄膜执行磨擦处理，而不是在相对基片上提供线型凸起66。在这种情况中，图16中所示的阵列基片的区域B和C被向着如图17中的箭头所示的连接电极64的方向磨擦。相对基片被在远离连接电极64的方向上磨擦。可以另外使用一种对齐的光学方法。
图16和17中所示的平面结构被用于用光线照射液晶层24，通过把电压施加到添加有光聚合单体的液晶层24上，使得在像素2中的液晶分子24a在预定方向上倾斜。该单体如此被聚合，以固定预倾斜角和/或液晶分子24a的对齐。所完成的MVA-LCD被驱动进行显示，并且显示区的观察表明与现有技术相比获得透射系数的提高，暗部分X1消失以允许光线透射整个像素区域。
但是，在上述申请中所提出的结构中，位于间隔10上的液晶分子不对齐(倾斜)，因为尽管液晶层的对齐被固定，但是它们不被上下电极所夹住，并且不直接受到电场作用。这导致在间隔10附近出现透射系数的减小这样的问题。因此，尽管图16中所示的结构与图14A和图14B中所示的结构相比可以更高地固定液晶的对齐，并且通过提高防止出现如图15中所示的黑暗部分X1而提高像素外围区域的透射系数，但是由于在外围区域中的一个区域内不利地减小了像素的光透射系数，因此它具有一个问题是不能够整体动态地提高像素的透射率。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于液晶显示器的基片，其光透射系数被提高而没有在色调过渡中降低响应速度，以及一种利用该基片的液晶显示器。
上述目的是通过一种用于液晶显示器的基片而实现的，其特征在于，它包括：一个阵列基片以及一个相对基片，该阵列基片以及相对基片面对面地组合以便密封与一对齐膜或电极相接触的液晶；以及用于在驱动液晶时决定液晶的液晶分子的预倾斜角和/或倾斜方向的聚合物层形成在对齐膜或电极上。
附图说明
图1为用于说明在执行本发明的第一模式中确定像素电极3的结构的原理的第一示意图；
图2为用于说明在执行本发明的第一模式中用于确定像素电极3的结构的原理的第二示意图；
图3为用于说明在执行本发明的第一模式中用于确定像素电极3的结构的原理的第三示意图；
图4为用于说明在执行本发明的第一模式中用于确定像素电极3的结构的原理的第四示意图；
图5为示出从基片表面的法线方向观察用于执行本发明的第一模式中根据实施例1-1的MVA-LCD的一个像素2的阵列基片的示意图；
图6示出沿着图5的线A-A截取的LCD的截面结构；
图7示出在用于执行本发明的第一模式中实施例1-1的MVA-LCD的一种变型；
图8为示出从基片表面的法线方向观察用于执行本发明的第一模式中根据实施例1-2的MVA-LCD的一个像素2的阵列基片的示意图；
图9为示出从基片表面的法线方向观察用于执行本发明的第一模式中根据实施例1-3的MVA-LCD的一个像素2的阵列基片的示意图；
图10为示出从基片表面的法线方向观察用于执行本发明的第一模式中根据实施例1-4的MVA-LCD的一个像素2的阵列基片的示意图；
图11示出沿着图10中的线B-B截取的LCD的截面结构；
图12示出沿着图10中的线C-C截取的LCD的截面结构；
图13示出用于执行本发明的第一模式中实施例1-4的MVA-LCD的一种变型；
图14A和14B示出具有两个分离对齐区域的MVA-LCD。图14A示出从基片表面的法线方向上观察时MVA-LCD的像素2，以及图
14B示出与漏极总线6相平行的图14A中所示的MVA-LCD的一个截面；
图15为在基片表面的法线方向上的MVA-LCD的一个像素的显微视图；
图16为在基片的法线方向上的以前提出的MVA-LCD的像素2的示意图；
图17示出沿着图16的线D-D截取的截面结构；
图18为在基片表面的法线方向上的常规MVA-LCD的一个像素的显微视图；
图19A和19B示出在用于执行本发明的第二模式中根据实施例2-1的具有两个分离对齐区域的MVA-LCD的一个像素2；
图20A和20B示出在用于执行本发明的第二模式中根据实施例2-2的具有两个分离对齐区域的MVA-LCD的一个像素2；
图21示出沿着与基片表面相垂直的方向截取的在用于执行本发明的第三模式中的液晶显示器的一个截面；
图22示出沿着与基片表面相垂直的方向截取的在用于执行本发明的第三模式中的液晶显示器的截面阵列基片侧面的一个示图；
图23示出沿着与基片表面相垂直的方向截取的在用于执行本发明的第三模式中的液晶显示器的截面阵列基片侧面的另一个示图；
图24示出沿着与基片表面相垂直的方向截取的在用于执行本发明的第三模式中的液晶显示器的截面阵列基片侧面的再一个示图；
图25示出沿着与基片表面相垂直的方向截取的在用于执行本发明的第三模式中的液晶显示器的截面阵列基片侧面的另一个示图；
图26示出沿着与基片表面相垂直的方向截取的在用于执行本发明的第三模式中的液晶显示器的截面阵列基片侧面的另一个示图；
图27A和27B示出以前提出的对齐控制结构；
图28示出以前提出的对齐控制结构；
图29为从基片表面的法线方向上观察的指向多个方向的条形电极8和间隔10的组合的(鱼骨)图案的示意图；
图30示出沿着图29的线E-E截取的截面；
图31A至31D示出为了观察在显示半色调的过程中条形电极8的电极宽度L与间隔10的宽度S之间的对齐状态，对条形电极8和间隔10(鱼骨图案的脊柱部分)之间的边界上执行检查的结果；
图32示出在用于执行本发明的第四模式中LCD的条形电极8的电极宽度L与其间隔10的宽度S之间的关系；
图33示出在用于执行本发明的第四模式中的实施例4-1；
图34示出在用于执行本发明的第四模式中的实施例4-2；
图35示出常规IPS-LCD的显示电极和公共电极的结构；
图36示出根据用于执行本发明的第六模式中的实施例6-1的液晶显示器的结构；
图37示出根据用于执行本发明的第六模式中的实施例6-2的液晶显示器的截面结构；
图38示出根据用于执行本发明的第六模式中的实施例6-3的液晶显示器的截面结构；
图39示出根据用于执行本发明的第六模式中的实施例6-3的液晶显示器的结构；
图40示出根据用于执行本发明的第六模式中的实施例6-4的液晶显示器的截面结构；
图41示出根据用于执行本发明的第六模式中的实施例6-4的液晶显示器的结构；
图42示出根据用于执行本发明的第六模式中的实施例6-5的液晶显示器的截面结构；
图43示出共聚物的示意结构；
图44A和44B示出在用于执行本发明的第七模式中的液晶显示器的原理；
图45A和45B示出在用于执行本发明的第七模式中的液晶显示器的原理；
图46A和46B示出根据用于执行本发明的第七模式中的实施例7-1的液晶显示器的结构；以及
图47A和47B示出根据用于执行本发明的第七模式中的实施例7-2的液晶显示器的结构。
具体实施方式
[用于执行本发明的第一模式]
下面将参照图1至13描述在用于执行本发明的第一模式中用于液晶显示器的基片以及使用该基片的液晶显示器。在用于执行本发明的当前模式中的液晶显示器的像素电极3具有与漏极总线6或栅极总线4相平行的条形电极8和间隔10。在总线附近的条形电极8由比位于总线内部的条形电极的宽度更窄的电极所形成。当前模式的特征在于间隔10的总面积为像素电极3的总面积(电极区域的总面积)的50％或者更小，像素电极3的总面积为间隔10的总面积与包含条形电极8的电极的总面积之和。
另外，当要在漏极总线6延伸的方向上实现两个分离对齐排列时，条形电极8仅仅被提供在接近于漏极总线6的像素外围区域的附近。当在栅极总线4延伸的方向上实现两个分离的对齐排列时，条形电极8仅仅被提供在接近于栅极总线6的像素外围区域附近以及用于对齐分离的边界附近。
现在将参照图1至4描述确定用于执行本发明的当前模式中像素电极的结构的原理。图1示出在与基片表面相垂直的方向上截取的VA-LCD的一部分的截面。在图1中，像素电极3形成在玻璃基片20上，该基片是在形成有例如TFT这样的切换元件的阵列基片上的绝缘基片。像素电极3是条形电极8和间隔10的组合，条形电极8和间隔10还交替地形成在该图的水平方向上的区域(未示出)中。在本例中，条形电极8具有3微米的宽度L，间隔10具有3微米的宽度S。公共电极26形成在相对基片的玻璃基片30上的液晶层的一侧上，该相对基片的玻璃基片30与阵列基片的玻璃基片20形成相对的关系，以夹住液晶层24。
垂直对齐膜(未示出)形成在玻璃基片20和30以及液晶层24之间的界面上。液晶层24包含添加光聚合单体具有负介电各向异性的液晶材料。
在具有这种结构的VA-LCD中，当把电压施加在条形电极8和公共电极26之间，以改变作用在液晶层24中的液晶分子24a上的电场的强度，通过根据电场强度改变液晶分子24a的倾角而改变透射系数。
图2为示出透射系数相对于施加在条形电极8和公共电极26之间的电压而改变的曲线图。在图1中所示的VA-LCD的玻璃基片20的水平方向中，条形电极8而间隔10的位置在横轴上示出。透射系统在纵轴上示出。在图2中，由连续符号“◆”所表示的曲线表示在施加3V的电压时的透射系数的分布；由连续符号“△”所表示的曲线表示在施加3.5V的电压时透射系数的分布；由连续符号“×”所表示的曲线表示在施加4V的电压时透射系数的分布；由连续符号“□”所表示的曲线表示在施加5.4V的电压时透射系数的分布；以及由连续符号“-”(实线)所表示的曲线表示在施加10V的电压时透射系数的分布。它们表示在施加电压之后500毫秒时的透射系数的分布。
如图2中所示，当增加所施加的电压时，导致透射系数的相应增加，在任何情况中，在条形电压8的中央获得最大值，并且在间隔10的中央获得最小值。也就是说，当如图1中所示像素电极3是条形电极8和间隔10的组合时，在施加电压时，在条形电极8之上的电场强度与间隔10之上的电场强度之间具有差别，并且在间隔10之上的场强相对较小，这导致在间隔10附近的透射系数较小，结果，尽管在漏极总线6附近的像素电极3的外围边缘处的黑暗部分X1消失，该像素在整体上的透射系数没有增加。例如，在图2中，尽管在由符号“□”所表示的曲线代表的所施加电压为5.4V时的平均透射系数为0.784，但是将在下文中描述的不包含间隔10的“实”结构中，像素电极3将具有0.897的平均透射系数(参见图4)，这意味着由于大约14％(0.897/0.784＝1.14)的亮度的差别导致“实”结构提供较高的亮度。
图3示出与图1中所示相同结构的VA-LCD，只是像素电极3被均匀地形成在每个像素区域中。图4为示出透射系数相对于像素电极3和公共电极26之间的电压而改变的曲线图。横轴对应于图3中所示的VA-LCD的玻璃基片的水平方向，并且表示基本上位于像素区域中部的像素电极3。透射系数在纵轴上示出。在图4中，由连续符号“◆”所表示的曲线表示在施加3V的电压时的透射系数的分布；由连续符号“□”所表示的曲线表示在施加5.4V的电压时透射系数的分布；以及由连续符号“-”(实线)所表示的曲线表示在施加10V的电压时透射系数的分布。它们表示在施加电压之后500毫秒时的透射系数的分布。
如图4中所示，尽管增加所施加的电压导致透射系数的相应增加，但是任何透射系数的分布是一致的，而与所施加电压的幅度无关，并且在基片的任何位置同样没有发生改变。也就是说，当像素电极3具有“实”结构时，不包含如图3中所示的间隔10，由于当施加电压时像素电极3在中部具有一致的电场分布，因此可以实现均匀的透射系数。
但是，如已经参照图14A、14B和15所描述的，当像素电极3具有不包含间隔10的“实”结构时，由于黑暗部分X1形成在漏极总线6附近的像素电极3的外围边缘中，因此像素的透射系数整体减小。
更加具体来说，尽管液晶层24的对齐被改进，但是在像素电极3中的间隔10的比例不会导致透射系数的较大增加。相反，当由间隔10所占据的比例太小时，液晶层的对齐变的更加不规则，以减小透射系数。
也就是说，通过保持间隔10的总面积与间隔10、条形电极8以及任何其它电极的总面积或者像素电极3的总面积形成在最佳的比例，而可以使透射系数最大。深入的经验研究表明，当间隔10的比例在4至50％的范围内时，液晶层24的对齐可以提高，以获得较高的透射系数。
当在漏极总线6延伸的方向中获得两个分离对齐以抑制黑暗部分X1的产生时，条形电极8至少可以被提供在与漏极总线6相接近的像素外围区域中。当在栅极总线4延伸的方向上实现两个分离对齐，条形电极8至少被提供在与栅极总线4相接近的像素的外围区域中以及在用于对齐分离的边界附近。
下面将参照本发明的优选实施例详细描述用于执行本发明的最佳模式中的液晶显示器。
同样应用于下文所有实施例的条件如下：
对齐膜：垂直对齐膜
液晶：具有负介电各向异性并且添加有光聚合单体的液晶
偏振片：提供在液晶面板两侧形成交叉的尼科尔结构的偏振片，以获得正常的黑模式
偏振片的偏振轴：相对于总线形成45度
液晶面板：在对角方向上为15英寸
分辨率：对应于XGA标准
[实施例1-1]
下面将参照图5至7描述实施例1-1。图5为示出从基片表面的法线方向观察根据本实施例的MVA-LCD的一个像素2的阵列基片的示意图，以及图6示出沿着图5的线A-A截取的LCD的截面结构。如图5中所示，像素电极3具有内部电极12，其形成有间隔10并且是均匀地形成在像素区域外围内侧的电极材料。另外，像素电极3具有4个间隔10，其形成在该电极的两侧与漏极总线6相平行，并且形成在连接电极64的上侧和下侧，以及具有隔着间隔10与内部电极12相邻4个条形电极8。每个条形电极8通过基本上形成在垂直方向上像素2的中部的连接电极64连接到内部电极12。内部电极12的上左部连接到TFT16的源极62。
在本实施例中，条形电极8具有3微米的宽度L，并且间隔10具有3微米的宽度S。在本实施例中的间隔10的总面积占据像素电极3的总面积的6％，像素电极3的总面积是间隔10与条形电极8以及其它电极(内部电极12和连接电极64)的面积的总和。
如图6中所示，与栅极总线4相平行延伸的线型凸起66形成在像素区域中部与连接电极64相对位置的一个相对基片上。液晶分子24a的对齐方向可以更强地由该线型凸起66所确定。
除了把线型凸起66提供在相对基片上之外，可以对阵列基片或者相对基片上的对齐膜执行磨擦处理。在这种情况中，如图6中的箭头所示，图5中所示的阵列基片这两个区域B和C被向着像素电极3的中央与漏极总线6相平行地磨擦。相对基片被在远离连接电极64的方向上磨擦。另外，可以采用通过使用紫外线的光对齐方法。
在图5中所示的TFT16附近由曲线所包围的区域中的液晶分子24a的对齐可能被扰乱，使得分子将在与图6中所示的区域B中的液晶分子24a的方向相反的方向倾斜。这种不规则对齐的结果使得当把压施加到液晶层24上时可能在该区域中形成黑暗部分。图7示出用于解决该问题的一种变型。在该变型中，与栅极总线4平行延伸的两个线型凸起68被形成，作为在接近于栅极总线4的像素电极3的两端附近的对齐调节结构。通过在栅极总线上以及栅极总线4与像素电极3之间添加线型凸起，在区域A中的液晶分子24a的倾斜方向可能变为与在区域B中的液晶分子24a倾斜方向相等。通过用部分切口形成该电极，在电极中的切口(狭缝)可能被用作为对齐调节结构。
电压被施加到采用图7中的变型结构的液晶层24(栅极在30Vdc；漏极在-5Vdc；以及公共电极在地电势)，以使得在像素2中的液晶分子24a在预定的方向上倾斜，并且在相同的状态中，添加有光聚合单体的液晶被光线所照射以聚合该单体，从而固定该液晶分子24a的预倾斜角度和/或倾斜方向。完成的MVA-LCD被驱动用于显示，并且对显示区域的观察表明光线透过整个像素区域，并且该LCD与常规的LCD相比具有更好的透射系数。
如上文所述，在本实施例中，当在漏极总线6延伸的方向中获得两个分离的对齐并且间隔10占据6％的面积时，条形电极8被提供在接近于漏极总线6的像素的两个外围区域上。这可以实现液晶层24的良好对齐，并且获得较高的透射系数。
[实施例1-2]
下面将参照图8描述实施例1-2。图8为示出从基片表面的法线方向观察根据本实施例的MVA-LCD的一个像素2的阵列基片的示意图。本实施例与实施例1-1在配置上相同，只是像素电极3的结构不同。本实施例的像素电极3与图5中所示的实施例1-1的像素电极3的结构不同之处在于它总共具有8个间隔10，即，在与漏极总线6相平行的电极两侧以及连接电极64的上下两侧上各有两个间隔10，不同之处还在于它总共具有8个条形电极8，即，各有两个电极8与相邻于内部电极12的每对间隔10相关。
由于本实施例中的间隔10的总面积是实施例1-1的两倍，因此它占据像素电极3的总面积的12％。
如上文所述，在本实施例中，多个条形电极8也被提供在接近于漏极总线6的像素的两个外围区域上，以获得在漏极总线6延伸的方向上的两个分离对齐，并且间隔10占据12％的总面积。这可以实现液晶层24的良好对齐，并且可以实现较高的透射系数。
[实施例1-3]
下面将参照图9描述实施例1-3。图9为示出从基片表面的法线方向观察根据本实施例的MVA-LCD的一个像素2的阵列基片的示意图。本实施例与实施例1-1在配置上相同，只是像素电极3的结构不同。与图5中所示的实施例1-1的像素电极3的结构不同，本实施例的像素电极3的特征在于在图5中在漏极总线6的延伸方向上的内部电极12的高度被减小，以提供一个内部电极12’，并且通过减小电极的高度，把在直线和间隔结构中的条形电极8’和10’提供在各个区域中。
在该结构中，在本实施例中的间隔10和10’的总面积占据像素电极3的总面积35％。
如上文所述，在本实施例中，多个条形电极8也被提供在接近于漏极总线6的像素的两个外围区域上，以获得在漏极总线6延伸的方向上的两个分离对齐，并且间隔10占据35％的总面积。这可以实现液晶层24的良好对齐，并且可以实现较高的透射系数。
[实施例1-4]
下面将参照图10至13描述实施例1-4。图10为示出从基片表面的法线方向观察根据本实施例的MVA-LCD的一个像素2的阵列基片的示意图。根据本实施例的像素电极3的结构的特征在于条形电极8和间隔10与栅极总线4相平行。为了把对齐分为图10中的两个水平方向，在连接到TFT16的源极62的像素的上半部的一个条形电极8被通过在该图的上右部中的连接电极64a连接到该图的上部中的内部电极12a，并且间隔10被设置在它们之间，并且在像素的下半部的一个条形电极8通过在该图的下左部的连接电极64d连接到在该图的下部中的内部电极12b，并且间隔10被设置在它们之间。内部电极12a通过位于该图右侧的连接电极64b连接到条形电极8’，并且在其两侧具有间隔10，以及内部电极12b通过在左侧的连接电极64c连接到该电极。
这样可以积极地利用在与漏极总线6相平行的像素电极的端部产生的横向电场使得在与漏极总线6相正交的方向上倾斜的液晶分子的对齐。显然，连接电极64a至64d的位置可以被倒置，以提供在图10的水平方向上倒置像素电极3的结构。在所得的结构中，在本实施例中的间隔10的总面积占据像素电极3的总面积的4％。
如上文所述，在本实施例中，条形电极8至少被提供在接近于漏极总线6的像素的外围区域上，以获得在栅极总线4延伸的方向上的两个分离对齐；条形电极8’被提供在边界的附近用于对齐分离(在两个内部电极12和12’相互面对的位置)；并且间隔10占据4％的总面积。这可以实现液晶层24的良好对齐，并且可以实现较高的透射系数。
图11示出沿着图10中的线B-B截取的截面。图12示出沿着图10中的线C-C截取的截面。如图11和12中所示，线型凸起66形成在连接电极64a和64d之间的相对基片上，并且漏极总线6与其相邻。通过形成线型凸起66，可以消除接近于连接电极64a和64d的内部电极12和12’的边缘与相邻的漏极总线6之间的电场的影响。可以执行磨擦处理或光对齐处理，以更加可靠地确定对齐方向。
图3示出本实施例的一种变型。如图13中所示，线型凸起68可以提供在该图中的内部电极12左端和内部电极12’的右端附近的阵列基片上。通过形成线型凸起68，可以消除在图中内部电极12的左端和内部电极12’的右端附近与相邻的对齐总线6之间的电场的影响。
在该结构中，电压被施加到液晶层24上，以聚合在液晶层24的单体。如此完成的MVA-LCD在显示图像时基本上没有在像素边缘之间产生的电场，因为液晶分子24a的倾斜方向由所获得的聚合体来确定。该MVA-LCD被驱动用于显示，对显示区域的观察表明光线透过整个像素区域，并且与现有的LCD相比可以提高透射系数。
[执行本发明的第二模式]
下面将参照图18至20B描述在用于执行本发明的第二模式中用于液晶显示器的基片以及使用该基片的液晶显示器。如参照图5中所述，在用于执行本发明的第一模式中，在由虚线所包围的区域A中，在正方向倾斜的液晶分子24a与在相反方向倾斜的液晶分子24b之间的边界处产生暗线，这表示TFT16的源极62和条形电极8之间的连接部分。这种现象也出现在图16和17中所述的像素电极的建议结构中(参见图17中的液晶分子24b)。当通过在用于执行本发明的第一模式中的阵列基片上提供线型凸起68而避免暗线的产生，现在将对没有提供线型凸起68的状态进行讨论。
当没有提供线型凸起68时，由于没有决定暗线所产生位置的电场，因此在相反方向上倾斜的液晶分子24b的区域可以具有任何的宽度。由于从黑矩阵的区域把在总线附近与漏极总线6相正交的方向上倾斜的液晶分子24a’(未示出)拉向显示区域的作用结果，在存在有液晶分子24a’的区域形成在像素外围和漏极总线6之间。结果，位于漏极总线6附近以及显示区域外侧的暗线X1被扩张，并且暗线X1将出现在显示区域内部的漏极总线6的附近，如图18中的像素的显微示图所示。
在用于执行本发明的最佳模式中，为了解决上述问题，一种结构被采用以消除在源极62与条形电极之间的连接部分附近在相反方向上倾斜的液晶分子24b，与在漏极总线6附近在与漏极总线6相正交的方向上倾斜的液晶分子24a之间的相互影响。
下面将参照实施例具体描述在用于执行本发明的本模式中的液晶显示器。
[实施例2-1]
下面将参照图19A和19B描述实施例2-1。图19A示出从基片表面的法线方向观察具有两个分离对齐区域的MVA-LCD的一个像素2。图19B为沿着基片表面的法线方向截取的MVA-LCD的显微示图。如图19A中所示，在本实施例中，每个条形电极9和间隔10形成在漏极总线6和TFT16之间。
另外，为了防止液晶分子24b在相反的方向上倾斜，位于TFT16的源极62和条形电极8之间的连接部分的中部的条形电极8接近该连接部分的位置被切割，以在源极62和条形电极8的端部之间形成间隙11。
当一个或多个条形电极9和间隔10形成在漏极总线6和TFT16之间时，条形电极9使得在像素电极3上的漏极总线6附近的液晶分子24a在与间隔10的纵向方向相平行的方向上倾斜。这可以消除在与漏极总线6相正交的方向上倾斜的液晶分子24a与在TFT16的源极62附近的相反方向上倾斜的液晶分子24b的对齐之间的相互影响。结果，在漏极总线6附近的暗线X1可以保持在显示区域外部的黑矩阵中。
另外，通过在TFT16的源极62与像素电极3之间的连接部分切割至少条形电极8的一部分以形成间隙11，可以获得与形成条形电极8的新的端部相类似的效果。这可以使暗线X1最小化，并且保持暗线在显示区域外侧的黑矩阵内部的位置。
由于暗线X1通常由珠状衬垫(bead spacer)等等所产生用于保持作为核心的基片之间的单元间隙，最好提供用于保持间隙的衬垫来取代在显示区域外部的柱形衬垫。
如果条形电极8和9的宽度L太小，则该电极可能被断开。如果该宽度太宽，则液晶分子24a将不会在与间隔10的纵向方向相平行的方向上倾斜。如果间隔10的宽度S太小，则会在条形电极8和9之间出现短路。如果该宽度太宽，则液晶分子24a将不会在间隔10的纵向方向上倾斜。因此最好设置条形电极8和9的宽度L和间隔10的宽度S在0.5微米至5微米之间的范围内，包括两端的数值。
类似地，间隙11的宽度(源极62与面对的条形电极8的端部之间的距离)最好被设置在0.5微米至5微米之间的范围内，包括两端的数值。
在当前和下面的实施例中，使用垂直对齐膜；液晶具有负介电各向异性；偏振片通常处于黑模式，因为它们在液晶面板两侧形成十字交叉尼科尔结构；以及偏振片的偏振轴与总线形成45度。面板尺寸为15英寸，并且分辨率是根据XGA标准的分辨率。
[实施例2-2]
下面将参照图20A和20B说明实施例2-2。图20A示出从基片表面的法线方向观察具有两个分离对齐区域的MVA-LCD的一个像素2。图20B为沿着基片表面的法线方向截取的MVA-LCD的显微示图。如图20A中所示，与实施例2-1相类似，在本实施例中，每个条形电极9和间隔10形成在漏极总线6和TFT16之间。
另外，为了防止液晶分子24b在相反的方向上倾斜，位于TFT16的源极62和条形电极8之间的连接部分的条形电极8接近该连接部分的位置被切割，以在源极62和条形电极8的端部之间形成两个间隙11a和11b。
在这种结构中，条形电极9还使得在像素电极3上的漏极总线6附近的液晶分子24a在与间隔10的纵向方向相平行的方向上倾斜。这可以消除在与漏极总线6相正交的方向上倾斜的液晶分子24a与在TFT16的源极62附近的相反方向上倾斜的液晶分子24b的对齐之间的相互影响。
另外，由于间隙11a和11b的形成提供与形成条形电极8的两个新的端部相类似的效果，因此可以使暗线X1的产生最小化，并且它们的位置可以保持在显示区域外部的黑矩阵中。
类似于实施例2-1，在本实施例中，用于保持单元间隙的柱状衬垫最好被提供在显示区域的外部。另外，条形电极8和9的宽度L和衬垫10的宽度S最好设置在0.5微米至5微米之间的范围内，包括两端的数值。
[用于执行本发明的第三模式]
下面将参照图21至26描述在用于执行本发明的第三模式中用于液晶显示器的基片以及使用该基片的液晶显示器。图21示出在与基片表面相垂直的方向上截取的用于执行本发明的当前模式中的MVA-LCD的截面。图22至26为示出对齐膜32的附近的状态的示意图。如图21和22中所示，聚合物层36分别形成在像素电极3和公共电极26上的对齐膜32和34上。如图23中示出在对齐方向的改变的曲线38所示，在聚合物层36中的聚合物的分子的对齐与垂直对齐膜的表面相垂直并且在与液晶表面相垂直的方向形成θp角的一个方向上倾斜。
因此，聚合物层36确定在作为图21中的对齐调节结构的线型凸起66和68之间的间隙的液晶分子24a对齐方向。具体来说，由于也是在该结构的间隙中确定液晶分子24a的对齐方向，因此当显示半色调时可以减小响应时间，并且由于液晶的对齐的不规则性减小，因此可以提高透射系数。
下面将再次参照图21至26具体描述用于执行本发明的当前模式中的液晶显示器。
在图21中，由例如ITO这样用于像素电极的透明材料形成像素电极3和公共电极26。具有1.5微米高度和10微米宽度的线型凸起(在排组形式中的对齐调节结构)66和68形成在像素电极3和公共电极26上。线型凸起66和68之间的间距是25微米。垂直对齐膜32和34分别形成在像素电极3和公共电极26以及线型凸起66和68上。具有大约4微米厚度的负液晶层24被密封在相对的垂直对齐膜32和34之间。液晶分子24a在所示的角度θp的方向上倾斜。垂直对齐膜32和34的表面没有受到任何处理，例如磨擦处理或光对齐处理。
图22示出形成在垂直对齐膜32上的聚合物层36。尽管未示出，类似的聚合物层36还形成在相对基片上的垂直对齐膜34上。图23示出形成在用于使液晶分子24a相对液晶层24形成角度θp的预倾斜的垂直对齐膜32的表面上的聚合物层36。从表示对齐方向改变的曲线38显然可以看出，在聚合物层36中的聚合物在与液晶层24相接触的层面的上表面上被倾斜，并且因此液晶分子24a被在线型凸起66和68之间的间隙中预倾斜。由于在如图23中所示的聚合物层36的表面上存在不规则性，因此该聚合物具有较大表面能量。当聚合物层具有比5000埃更大的厚度时，由于在聚合物层36中出现大的电压降，因此驱动电压不切实际地变高。相反，当厚度小于10埃时，不能够获得足够的对齐调节力。
在图23中所示的聚合物层36是通过对负液晶掺杂有0.3重量百分比的单体以及聚合引发剂而形成的，该单体具有丙烯酰根和液晶构架(liquid crystal skeleton)，并且通过在施加电压时用20mW/cm2的照明度以及2J的能量的光线使该单体聚合。使用AFM(原子力显微镜)和TEM(透射电子显微镜)的观察表明当使用垂直对齐聚酰亚胺膜作为对齐膜32时，具有大约100埃厚度的聚合物层36形成在垂直对齐膜32的表面上。作为使用偏振光椭圆率测量仪实际测量聚合物的延迟(Δn·d)的结果，发现该聚合物与液晶的对齐方向相对齐，并且在0.01nm或更多的延迟观察到液晶的稳定对齐。
图24为示出局部形成的聚合物层36的示意图。如上文所述当添加少量单体(大约0.5或更少的重量百分比)或者缓慢固化该单体时(使用大约50mW或更小的紫外光源)，可以在整个对齐膜上形成聚合物层或者在其上局部形成聚合物层。另外，通过在施加电场以提供延迟时引起聚合反应，而可以使聚合物在液晶的方向上对齐。倾斜液晶对齐可以通过提供这样的延迟而实现。当使用大量的单体时可以包含网络聚合物。
图25示出当对齐膜32和34为水平对齐膜时形成的聚合物层36。该层面是通过把单体添加到正液晶并且在施加电压时使其聚合而形成的。该层面还可以通过在单体上形成侧链而产生。如图25中表示对齐方向中的改变的曲线38所示，在聚合物层36中的聚合物分子的对齐在水平对齐膜32的表面上是水平的并且与在液晶层24的表面形成预定的角度的方向上倾斜。该单体被预倾斜，以使得该液晶作一个整体而均匀地倾斜。
图26示出形成在水平对齐膜3上的膜状聚合物层36。如表示对齐方向的改变的曲线38所示，在聚合物层36中的聚合物分子的对齐在水平对齐膜上为水平的，并且该分子可以基本上垂直于液晶的表面。这种聚合物层36还可以通过使水平对齐膜32上的单体聚合而形成。另外，可以通过在单体上形成一个侧链而产生该聚合物层。
尽管线型凸起被用作为在用于执行本发明的当前模式中的对齐调节结构，但是显然可以使用分隔壁、狭缝、细缝、磨擦对齐膜等等。另外，聚合物层可以形成在已经自已垂直或水平对齐的基片上，而不是使用对齐膜。在用于执行本发明的当前模式中的聚合物层可以用于固定例如碟状液晶这样的铁电液晶的对齐。
如上文所述，在用于执行本发明的当前模式中，由于用于确定对齐方向的聚合物层可以形成在局部提供的对齐调节结构之间，因此可以在基片的整个表面上稳定地对齐液晶。这样可以减小对半色调的响应时间，并且获得高的透射系数。
[用于执行本发明的第四模式]
下面将参照图27A至34描述在用于执行本发明的第四模式中用于液晶显示器的基片以及使用该基片的液晶显示器。在描述用于执行本发明的当前模式之前将描述现有技术。在以前由本申请人所递交的在先申请中(在2001年8月31日递交的日本专利申请No.2001-264117)，建议提供一种直线和间隔结构的条形电极作为在具有TFT16的阵列基片上的像素电极3。图27A、27B和28示出在上述申请中建议的对齐调节结构。如图27A、27B和28中所示，建议一种结构，其中形成在基片上具有几微米宽的重复条带的条形电极8和间隔10被用于对齐液晶分子24a，使其与条形电极8和间隔10的纵向方向相平行，从而使得在像素中的分离对齐之间的边界数量最小化。
在这种情况中发现的一个问题是由于光刻工艺中的变化导致在条形电极8的电极宽度L中的微小变化会造成液晶显示器的T-V(透射系数与所施加电压)特性的改变，并且可能表现为在显示器中的不规则性。在上述申请中，对该问题的一个解决方案已经被提出，其中条形电极8的电极宽度L与间隔10的宽度S相等或比它更宽。
为了控制采用条形电极8和间隔10的面板的液晶使得它在多个方向上对齐，例如，需要使用如图29和30中所示指向多个方向的条形电极8和间隔10的结合形成的(鱼骨)图案。图31A至31D示出对条形电极8和间隔10之间的边界(鱼骨图案的脊柱部分)执行检查以观察在显示半色调过程中条形电极8的电极宽度L与间隔10的宽度S之间对齐关系的结果。该结果表明当L小于S时在边界的对齐更加稳定，如图31A至31D中所示。该关系与在上述申请中提出的条形电极8的电极宽度L以及间隔10的宽度S之间的关系相反。该结果是在液晶中的单体被聚合之前观察到的，并且该问题可以通过在聚合过程中施加足够高的电压而避免。但是，当聚合电压较低或者当仅仅由条形电极8和间隔10而没有使用通过聚合而固定的方法实现对齐时会出现该问题，并且最好是通过由条形电极8和间隔10以及边界部分所形成的区域中实现更加稳定的对齐。
图32中示出用于执行本发明的当前模式的原理。如图32中所示，条形电极8和间隔10在边界(脊柱部分)附近以及远离边界的区域中具有不同的电极宽度L和间隔宽度S。具体来说，在边界附近，电极宽度L比间隔宽度S更窄，并且在远离边界的区域中，电极宽度L比间隔宽度S更宽。由于，可以在边界附近的区域以及远离边界的区域中固定液晶的对齐，因此可以减少在显示中的不规则性。
下面将参照实施例具体描述用于执行本发明的当前模式中的液晶显示器。
[实施例4-1]
下面将参照图33描述实施例4-1。
制造15英寸大小(像素间距为297微米具有1024×768像素)的XGA面板。图33示出该面板的一个像素。由条形电极8和间隔10所构成的TFT16、栅极总线4、漏极总线6和像素电极3形成在一个基片上。滤色层和公共电极形成在其它基片上。具有0.7毫米厚度的玻璃基片OA-2(由日本电子玻璃有限公司所制造)被用作为该基片。条形电极8从像素的中央在四个方向上延伸(向着像素的上右、下右、上左和下左角)。
条形电极8的电极宽度L和间隔10的宽度S在它们之间的边界(脊柱)附近分别为2微米和4微米，并且条形电极8的宽度L和间隔10的宽度S在远离边界的区域中分别为4微米和2微米。在条形电极8的图案宽度改变的边界和位置的边缘之间具有5微米的距离x。
这些基片通过使用印刷工艺由聚酰亚胺材料所制成的垂直对齐膜所形成，并且在180度的温度下进行60分钟的热处理。另外，该基片于插入其中的直径为4微米的衬垫相结合以形成没有注入液晶的开放单元。添加有非常少量的光聚合单体具有负介电各向异性的液晶被注入到该单元中，以制成液晶面板。所添加的光聚合单体的含量为2.4重量百分比。然后，该液晶面板被紫外线所照射并且施加电压以使该单体聚合。所施加的电压为10V，并且紫外线的剂量为2000mJ/cm2(λ＝365nm)。
[实施例4-2]
下面将参照图34描述实施例4-2。除了如下条件之外本实施例类似于实施例4-1。条形电极8的电极宽度从边界附近的宽度连续变为远离边界的区域中的宽度。这也提供类似于实施例4-1的效果。
如上文所述，用于执行本发明的当前模式可以提高液晶显示器的显示特性，其中液晶分子的预倾斜角以及在施加电压时的倾斜方向被通过使用热聚合或光聚合的聚合材料来确定。
[用于执行本发明的第五模式]
现在将描述用于本发明的第五模式中的液晶显示器的基片以及利用该基片的液晶显示器。
在聚合物固定型液晶显示器的情况中，其中包含热或光聚合单体的液晶层被密封在基片之间，其中聚合成份被通过施加到液晶层上的电压而聚合，以固定液晶的对齐，当长时间显示相同的图像时在显示改变之后可能出现图像的凝固，这是以前剩余图像的残留图像。用于执行本发明的当前模式的一个目的是防止由于聚合物固定方法所造成的图像残余。
经过深入研究的结果，我们发现当所添加的单体的分子量基本上等于或小于液晶成份的平均分子量的1.5倍时，可以避免图像残余。具体来说，我们发现当单体的分子量基本上等于或小于液晶成份的平均分子量时可以实现防止图像残余的良好效果。还可发当聚合的引发剂的分子量基本上等于或小于液晶成份的分子量时可以避免图像残余。下面将具体描述。
为了解决在聚合物固定型液晶显示器中的图像残余问题，检验各种单体、聚合引发剂和液晶成份，导致如下发现。
假设Mlc表示液晶成份的分子量；Mm表示单体的分子量；以及Mini表示聚合引发剂的分子量。
(i)图像残余的比率随着分子量Mm的减小而降低。更加具体来说，当分子量Mm基本上等于或小于分子量Mlc时，图像残余比率较低。
(ii)图像残余的比率随着分子量Mini的减小而降低。更加具体来说，当分子量Mini基本上等于或小于分子量Mlc时，图像残余比率较低。
(iii)从图像残余的观点来看最佳的单体密度在0.1％至10％的重量百分比范围内，包括两端的数值。特别地，密度在0.3％的重量百分比时为最佳。
(iv)需要聚合引发剂来减少紫外线的最佳剂量，以提高生产效率。但是，当引发剂的密度太高时，图像残余比率增加。聚合引发剂的最佳密度从0.1％至10％的重量百分比的范围，包括两端的数值。特别地，密度在2％的重量百分比时为最佳。
图像残余比如下获得。在LCD的显示区域长时间地显示黑白方格图案。仅接着在显示该图案之后在整个显示区域上显示预定的半色调颜色。获得在显示白色和显示黑色的区域之间的亮度差，并且该亮度差被曾经显示黑色的区域的亮度所除以获得图像残余比。
下面将参照实施例和对比例具体描述在用于执行本发明的当前模式中的液晶显示器。在所有下述实施例中，使用垂直对齐膜；该液晶具有负介电各向异性；由于在液晶面板的两侧上施加形成交叉的尼科尔结构的偏振片；该偏振片的偏振轴在相对于总线形成45度角的方向上；该面板尺寸为15英寸；并且分辨率根据XGA标准。
[实施例5-1]
聚合物固定的LCD是使用通过把具有大约350的平均分子量的液晶成份与0.3重量百分比的二丙烯酸单体混合而获得的液晶材料制成的，该二丙烯酸单体具有大约350的分子量。该LCD的图像残余比在显示48小时之后为5％。
[对比例5-1]
聚合物固定的LCD是使用通过把具有大约350的平均分子量的液晶成份与0.3重量百分比的二丙烯酸单体混合而获得的液晶材料制成的，该二丙烯酸单体具有大约700的分子量。该LCD的图像残余比在显示48小时之后为30％。
[实施例5-2]
具有大约350的分子量的二丙烯酸单体被添加有5重量百分比的聚合引发剂，该引发剂具有大约260的分子量。聚合物固定的LCD是使用通过把具有大约350的平均分子量的液晶成份与0.3重量百分比的包含聚合引发剂的二丙烯酸单体混合而获得的液晶材料制成的。该LCD的图像残余比在显示48小时之后为5％。在本实施例中，获得预定倾斜角度所需的紫外线的剂量为实施例5-1中的剂量的十分之一。
[对比例5-2]
具有大约350的分子量的二丙烯酸单体被添加有5重量百分比的聚合引发剂，该引发剂具有大约350的分子量。聚合物固定的LCD是使用通过把具有大约350的平均分子量的液晶成份与0.3重量百分比的包含聚合引发剂的二丙烯酸单体混合而获得的液晶材料制成的。该LCD的图像残余比在显示48小时之后为10％。
[实施例5-3]
聚合物固定的LCD是使用通过把具有大约350的平均分子量的液晶成份与3重量百分比的二丙烯酸单体混合而获得的液晶材料制成的，该二丙烯酸单体具有大约350的分子量。该LCD在120度的温度下退火两个小时之后达到稳定对齐。
[用于执行本发明的第六模式]
下面将参照图35至43描述用于执行本发明的第六模式中的液晶显示器。聚合物稳定的液晶面板采用无定形的TN液晶(日本专利申请No.148122/1994)或者铁电液晶(SID’96文摘，P.699)已经被报道。下面将通过举例参照无定形TN液晶描述相关技术。包含预定的手性材料的液晶被添加有二丙烯酸树脂，并且该液晶被注入到中空的面板中。该液晶层被紫外光所照射并且施加电压，这对于固定在对齐中的缺陷(discreenation)以及控制由于电压的施加而造成的缺陷的数目是有效的。这可以消除无定形TN液晶的滞后作用以及在现有技术中所遇到的缺陷不稳定性问题。对于使用聚合物实现固定重要的是通过用紫外光照射液晶层并且对该层面施加电压以使得液晶分子在预定方向上排列而使得液晶层中的光固树脂聚合。
用于执行本发明的当前模式基于上述现有技术，并且提出一种改进，来使得现有技术被应用于采用其它显示方法和结构的LCD，并且提供一种进一步提高聚合物固定方法的可靠性的技术。下面将参照实施例详细描述关于在IPS-LCD(平面切换液晶显示器)中的多畴的形成，反射型和透射-反射型显示特性(对比度等等)的显示特性的提高，以及抑制图像残余(由于通电所造成液晶排列的微小改变所导致显示图案的残余)的实施例，从而提高聚合方法的可靠性。
[实施例6-1]
图35示出现有IPS-LCD的显示电极和公共电极的结构。与TN方法相类似，需要磨擦处理来实现IPS方法，以水平对齐液晶。水平对齐膜(例如由日本合成树脂有限公司所制造的JALS-1054)被用作为一种对齐材料来提供初始的对齐，与电场形成一个角度，从而当施加电压时容易造成对齐的变形以及造成统一数量的变形。尽管IPS-LCD的特征在于即使在单域结构(在一个像素中具有单一对齐的一个域)中也具有宽的视角，需要形成多畴以提高较宽的视角。因此，现在已经确立一种技术来通过在同一基片上提供相对的V形结构的显示电极70和公共电极26而提供两个域，如图35中所示。在相同结构中，液晶分子24a的对齐被分离以在施加电压时形成两个域，如图35中所示。但是，由于在该结构中显示电极70和公共电极26在基片平面中弯曲，这进一步降低了透射系数。
图36示出在根据本实施例的IPS-LCD的电极结构。与图35中所示的V形结构不同，本实施例的电极结构是部分倾斜的电极结构，其中线型显示电极70和公共电极26基本上与现有技术相类似，在基片的端部在基片的平面中以预定的角度弯曲，如图36中的曲线的椭圆α1和α2所示。当施加电压时，在椭圆α1和α2中的液晶分子24a相对于公共电极26的中线对称地在纵向方向上旋转，并且该旋转被传递到在相同域中的其它液晶分子，以形成两个域。该结构可以与聚合固定方法相结合制造稳定的双域面板。根据聚合固定，在液晶的对齐进入稳定状态之后，单体被聚合以形成聚合物。在聚合之后，即使在暂态响应过程中液晶的对齐是稳定的。尽管上文描述是基于这样的假设，即液晶具有正介电各向异性，如果对齐处理的方向大约改变90度，则它同样可用于负介电各向异性。
[实施例6-2]
图37示出根据本实施例的反射型LCD。在反射型LCD中具有凸凹形状的反射电极72被用于获得没有视差的接近于纸白(paperwhite)的显示质量。但是当与平坦的反射电极相比，反射电极72更加可能导致对液晶对齐的干扰，作为出现不规则性的核心。当执行磨擦处理时，由于在不规则表面的底部不能够充分地进行对齐处理，因此可能出现对齐的缺陷。当聚合技术在这样的状态中在如图37中所示的反射电极72上形成聚合物层36，由于达到所需的均匀对齐并且由聚合物层36所记忆，因此可以明显地抑制在现有技术中所经常观察到的由于对齐被干扰而造成混乱对齐的出现。
在图37中，公共电极26由例如ITO这样用于像素电极的透明材料所形成。对齐薄膜32和34分别形成在反射电极72和公共电极26上。液晶层24被密封在相对的对齐薄膜32和34之间。聚合物层36形成在对齐膜32和34上。在聚合物层36在该层面与液晶层24相接触的上表面上倾斜，并且因此可以预先倾斜液晶分子24a。
[实施例6-3]
图38和39示出根据本实施例的透射-反射型LCD。透射-反射型LCD具有光透射部分和光反射部分，从而可以获得良好的显示而与环境照明的亮度无关。透射-反射型LCD可以被切换，使得由于液晶分子的旋转(切换)而造成光透射部分的延迟改变量变为λ/2，并且使得光线以两条路线穿过相同的液晶层，因此在光反射部分的液晶层的延迟改变量变为λ/4。
尽管这是用于部分改变液晶单元厚度(多间隙结构)以实现该效果的技术，但是由于这使得制造步骤变得复杂，因此它不是最佳的。对此的一种可能解决方案是使用聚合物固定方法。该聚合物固定方法的特征在于它能够固定对齐的特定状态作为初始对齐。该技术的使用可以在切换过程中提供在光透射部分和光反射部分中不同的延迟改变量，从而能够使用具有固定单元厚度的面板。
图38为根据本实施例沿着与基片表面相垂直的方向截取的水平对齐型LCD的截面视图。图39示出在基片的法线方向上观看对应于图38位置的基片的一个状态。如图38和39中所示，在阵列基片上的玻璃基片20和在相对基片上的玻璃基片30相对地密封液晶层24。具有凸凹形状的反射电极72局部形成在阵列基片上的玻璃基片20上。形成具有凸凹形状的反射电极72的区域作为光反射部分106，并且没有形成反射电极72的区域作为光透射部分108。λ/4薄片76被附加到玻璃基片20的与形成有反射电极72的表面相反的表面上，夹在偏振片73与玻璃基片20之间，并且偏振片73附加在该薄片76上。与偏振片73形成交叉的尼科尔关系的偏振片74被附加在与液晶层24相反的玻璃基片30的表面上。尽管未示出，对齐膜形成在玻璃基片20和30与液晶层24之间的界面上。
下面将描述使用聚合物制作本实施例的透射-反射型LCD的步骤。在具有图38和39中所示的像素电极结构的面板中，在光透射部分108和光反射部分106中的液晶分子24a在与反射电极72延伸的方向(在图39中的垂直方向)以微小角度水平对齐。液晶分子24a具有正介电各向异性Δε。当电压施加在反射电极72之间时，出现切换操作，其中在电极(光透射部分108)之间的间隙中的液晶分子24a基本上在水平方向上(与基片表面相平行的方向)旋转90度。在此时，延迟基本上从(-λ/4)变为λ/4。
初始对齐是通过用来自阵列基片上的玻璃基片20的侧面的紫外光照射没有施加电压的液晶层24而固定的。在该过程中，在光透射部分108中的单体将基本上被消耗，以在基片的界面上形成单体，并且通过反射电极72挡住光线而保留在光反射部分106中的单体。接着，用紫外光从相对基片上的玻璃基片30的侧面照射施加有电压的液晶层24。对于把施加的电压，选择适当的条件以使得光反射部分106的切换效率最大。在这种情况中，尽管由于存在大量不反应的单体因此在光反射部分106中的界面发生充分的聚合，但是在光透射部分108中的单体不足。因此，在用紫外光照射的第一阶段之后，在光透射部分108中的液晶的对齐基本上保持不变，并且出现切换，其中最终的延迟量基本上等于λ/2或者λ/4波片的90度旋转。另一方面，在对齐的初始状态中，在光反射部分106中的液晶分子24a的方向可能相对于光反射部分108中的液晶分子24a旋转45度，因为它们被通过施加适当的电压而使用聚合物固定。这样可以切换在光反射部分106中的液晶分子24a，并且具有基本上等于λ/4波片的45度旋转的延迟改变。如上文所述，透射-反射型显示器可以有效地切换，而不用通过改变光反射部分106和光透射部分108的光切换能力而在该像素中提供多间隙结构(当切换液晶时，延迟量改变)。
容易理解，通过把上述实施例与具有负介电各向异性并且水平对齐的液晶相结合可以获得相同的效果。在这种情况中，初始对齐处理的方向将与上述实施例相差90度，并且基本上与电极延伸的方向相垂直。另外，与上述实施例不同，反射电极72用于遮光，使用例如光遮膜这样的光屏蔽，用于聚合物固定的不同条件可以应用于显示器的每个区域，以在每个区域中提供具有不同切换能力的液晶。
[实施例6-4]
图40示出沿着与基片表面相垂直的方向截取的根据实施例6-4的水平对齐型透射-反射LCD的截面。图41为从基片的法向方向观察在对应于图41的部分的状态。如图40和41所示，在阵列基片上的玻璃基片20和相对基片上的玻璃基片30处于相面对的关系，以密封具有正介电各向异性的液晶层24。具有凸凹形状的反射电极72局部地形成在阵列基片上的玻璃基片20上，并且透明电极104形成在没有形成反射电极72的区域中。形成反射电极72的区域作为光反射部分106，并且形成透明电极104的区域作为光透射部分108。λ/4波片76和偏振片73按照先后次序附着到玻璃基片20的与形成反射电极72的表面相反的表面上。公共电极有26形成在具有液晶层的玻璃基片30的侧面上。与偏振片73形成平行的尼科尔关系的偏振片74附加在玻璃基片30的与液晶层24相反的表面上。尽管未示出，对齐膜形成在基片20和30与液晶层24之间的介面上。
用于聚合物固定的步骤与实施例6-3中相同。在光透射部分108中，当施加电压时，已经在基片表面上水平对齐的液晶分子24a基本上与基片表面相垂直地竖起。在此时，延迟从λ/2变为0(如果施加足够的电压)导致在透射模式中的有效切换。相反，在光反射部分106中的液晶分子24a具有大约45度的初始预倾斜角，因此它们具有大约λ/4的延迟，即当从正面观看时为光透射部分108中的一半。因此，可能出现延迟从λ/4变为0，这导致反射模式的有效切换。
因此，在光透射部分108和光反射部分106中可以发生有效切换。聚合物固定的技术被用于按照适合于透射或反射的方式在光透射部分108或光反射部分106的各部分进行正确的延迟纠正。通过用所施加的电压执行聚合物固定，可以减小在切换时的延迟改变。类似于实施例6-3，通过施加或取消电压或者通过使用光掩膜等等可以改变用于聚合物固定的一些条件。
[实施例6-5]
现在将描述用于防止由于使用聚合物固定技术提供预倾斜而造成图像的残余。本发明人研究和实验的结果表明由于聚合物固定技术所导致的一些图像残余现象是通过由于单体的不充分聚合而导致多种不同的预倾斜角所造成的，这与通常所观察的由于电子方面的原因所造成的图像残余不同。因此，需要在聚合物固定技术中的进一步的改进，以进行更强和更加稳定的对齐控制。
首先，将描述一个例子，其中把常规的聚合物固定技术用于垂直对齐型面板，特别是MVA-LCD。在MVA-LCD中，如本领域所公知的，(通过构图以及消除部分像素电极而获得的)绝缘结构或狭缝形成在TFT基片上，并且与此相关，(通过构图和消除部分公共电极而获得的)绝缘结构或狭缝形成在相对基片上。垂直对齐膜被应用并形成在两个基片上。这是聚酰胺酸型对齐膜。
具有负介电各向异性Δε的负液晶，例如由Merck KgaA所制造的材料(Δε：-3.8，NI-point：70度)，被注入到由基片的结合而形成的中空面板中。用于聚合物固定的功能单体、光引发剂等等按照较少的百分比的比例混合在负液晶中。功能单体的密度是它与液晶基质的比率。光引发剂的密度是它与单体的比率。使用具有液晶构架的单体和非液晶单体。基本上，当混合在向列液晶中时可以使用任何形成向列相的任何材料。由Dainippon Ink K.K.公司所制造的单丙烯酸酯单体(ULC-001-K1)这些被用作为一种典型材料。通过在施加5V的电压时用4J/cm2的紫外光(来自高压汞灯)照射该面板而制造一个单元。
偏振片被应用在如此获得的单元上，并且在通过施加5Vac的电压持续24小时而执行驱动测试之前和之后测量的单元的T-V特性，以观察该特性的改变。比较初始T-V特性(在驱动测试之前)和在驱动测试之后的T-V特性，并且在T-V曲线的陡峭区域的透射率的改变用百分比来表示。对具有两个或多个功能组并具有相同的基本结构和构架的单体执行相同的实验。表1示出该实验的结果。
表1
  材料   透射系数的改变
  单丙烯酸酯   15％
  双丙烯酸酯   6％
  三丙烯酸酯   5％
如表1中所示，发现使用多功能单体具有最佳的效果。可能的原因是多功能性给如此形成聚合物提供一些桥接结构。表2示出通过添加一种桥接材料(bridging material)执行类似实验的结果。
表2
  材料   透射系数的改变
  单丙烯酸酯   15％
  单丙烯酸酯与桥接材料   7％
尽管上文的描述是针对丙烯酸酯单体而进行说明的，但是该描述同样应用于其它单体，例如苯乙烯型、甲基丙烯酸酯型和丙烯腈型共轭单体，以及乙烯型、醋酸乙烯型、氯乙烯型以及其它类型的非共轭单体。
我们认为在通过混合不同的单体而提供所谓的共聚物(共聚合的聚合物)中，桥接结构起到重要的作用。例如，我们认为它在减轻每种单体的不同特性的问题方面是有效的，例如在液晶中的溶解度、电子特性以及防止图像残余的稳定性方面的特性。图42示出沿着与基片表面相垂直的方向截取的本实施例的LCD的截面。如图42中所示，液晶层24包括在基片20和30附近具有桥接结构的共聚物层37。图43简要地示出一种共聚物结构。如图43中所示，共聚物具有一种结构，其中例如交替地排列两种重复单元(CRU)A和B。
另外，尽管上文描述是针对功能单体而进行说明的，但是显然可能通过使用低聚体和单体的混合物来执行聚合物的固定。在这种情况中，低聚体可以是聚酯丙烯酸、聚亚安酯丙烯酸、环氧丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、低聚丙烯酸酯、醇酸丙烯酸酯、多羟基丙烯酸酯等等。聚合度最好为10或更小，因为它将提供充分的溶解性。
综上所述，用于执行本发明的当前模式通过提供均匀和稳定的对齐可以改进IPS-LCD，其中在通过对具有一种结构的液晶面板长时间地施加电压而使液晶稳定和均匀地对齐之后而执行聚合物固定。
在反射型LCD的情况中，当形成具有凸凹形状的反射电极72时，具有防止表面的不规则性对液晶的对齐造成不利影响的效果。
当作为用于提高稳定性的聚合物固定的基本技术时，用于执行本发明的当前模式的特征在于聚合成份具有桥接结构，以在基片的界面上形成稳定的聚合物，并且提供一种共聚物。
如上文所述，在用于执行本发明的当前模式中，可以使一个面板中的原来不稳定的液晶，均匀和稳定地对齐。用于执行本发明的当前模式还可以提高聚合物固定的液晶面板的可靠性，特别是大大地减小了图像残余。
[用于执行本发明的第七模式]
下面将参照图44A至47B描述用于执行本发明的第七模式中的液晶显示器。用于执行本发明的当前模式涉及液晶显示器，其中提供在基片表面上的条形电极被用于通过在一个方位角的方向上操作元件而实现液晶分子的切换。
TN液晶显示器已经被广泛地用作为有源矩阵型液晶显示器，其中具有正介电各向异性的液晶材料与基片表面相平行地对齐并且在相面对的基片之间扭曲成90度。但是，TN模式液晶显示器的一个问题是它们具有较差的视角特性。在这种情况下，已经进行了各种研究以改进视角特性。
作为对TN模式的替代方法包括IPS(平面切换)模式，其中通过在基片表面的方向上(水平方向)施加电场而执行驱动。从视角方面来看，用于在由IPS模式所表示的方位角的方向中切换的模式比用于在由TN模式所表示的极角的方向上的切换模式好得多。
在方位角的方向中的切换过程中，防止由于驱动液晶分子的结果而导致在黑暗状态中导向器(director)的方位角偏离对齐的初始状态是很重要的。但是，即使当使用磨擦处理来控制对齐时，在减小磨擦力的情况中，随着驱动的进行，对齐方向受到与方位角相关的基于时间的偏移，这会导致减少对比度的问题。在基于例如用紫外光照射这样的非接触对齐控制的情况中，这种情况仅仅能提供比使用磨擦处理所获得的对齐控制更小的固定力(对齐调节力)，则对齐方向的偏移问题变得更加严重。
用于执行本发明的当前模式的一个目地是抑制由于驱动液晶显示器的结果(其中液晶的切换包括在方位角的方向中的因素)而导致在液晶对齐中的任何与时间相关的偏移，从而提供高质量的液晶显示。
在液晶显示的情况中，其中液晶的切换方向包括在由IPS模式显示器(其中在方位角方向上的成份占主要)所代表的方位角方向中的因素，为了防止对比度随着时间而减小，需要防止当电压消失(当施加比阈值电压更小的电压时)对齐方向从初始状态发生改变。但是，为了防止对齐偏移的目的，除了增加磨擦力之外没有特别的办法。
深入研究的结果表明通过使基本上在对齐调节方向上对齐的光固成份发生反应和成型可以在对齐膜(对齐控制层)的方位角的方向上实现该目的。图44A和44B示出用于执行本发明的当前模式。图44A示出常规液晶显示器的状态，其中由于驱动的结果在液晶的对齐中出现与时间相关的偏移，并且图44B示出用于执行本发明的当前模式中的液晶显示器的状态，其中防止由于驱动的结果而造成液晶的对齐随时间而偏移。如图44B中所示在用于执行本发明的当前模式中，包含在液晶中的光固成份发生反应，并且把液晶分子24在对齐膜的对齐调节方向上对齐。光固成份具有当它凝固时保持液晶分子24处于对齐状态的作用力。因此，光固成份除了调节由图44B中所示的对齐膜所提供的对齐之外，还调节由图44B中的箭头101所表示的液晶分子24的对齐，这大大地减小由于驱动的结果而造成对齐随时间偏移的问题。
通过在与基片表面相垂直的方向上施加等于或小于用于透明特性的阈值电压的一个电压，或者施加基本上不造成在方位角的方向上的改变以及仅仅造成在极角方向上的改变的电压，可以固化该光固成份。也就是说，需要在方位角上提供等于或大于单独由对齐膜所提供的能量，以更加强力地把液晶分子的对齐固定在界面上。如图45A中所示，如果当通过施加比阈值更高的电压而产生切换时该成份固化，则光固成份的对齐调节力被记忆在由图中的箭头102所表示的方向上。结果，如图45B中所示，在长时间驱动之后，在黑暗状态中的液晶分子的对齐方向变得不稳定，即使当没有施加电压时也会出现预倾斜。因此，可以如此形成光固成份，使得它在与对齐膜的对齐调节方向相同的方向(由箭头101所表示)上增加对齐调节力，而不是在与该方向不同的其它方向(如箭头102所表示)增加对齐调节力。即使在极角方向上存在对齐的微小改变，也基本上没有问题。在极角方向的对齐存在微小的初始偏移的模式中，这种在极角的微小改变可以使用光固成份来固定，这不仅用于固定对齐，而且还大大地提高响应速度。
下面将具体参照实施例描述用于执行本发明的当前模式中的液晶显示器。
[实施例7-1]
下面将参照图46A和46B描述实施例7-1。图46A示出根据本实施例的液晶显示器的一个像素的一部分，图46B示出沿着图46A的线F-F截取的截面。如图46A和46B中所示，制造用于在IPS模式中进行评估的单元，其中在阵列基片上的玻璃基片20上形成具有5微米宽度和20微米的间隙宽度的梳状电极100。通过旋涂方法在基片上提供聚酰亚胺材料所形成的对齐膜。为了提供具有5种对齐调节力的对齐膜，用三种不同的力量执行磨擦，用两种不同的强度来施加线性偏振的紫外光，以提供两种光对齐。在方位角上的对齐调节力的方向相对于梳状电极100的纵向方向形成10度。
表3示出在使用尼尔壁(Neel Wall)方法执行的上述5种对齐膜的表面上在方位角上的固定能量测量、在显示黑色过程中用于评估的单元的初始对比度、以及在35度的温度下用交流电压在该单元上连续72小时显示白色之后所测量的在显示黑色过程中用于评估的单元的对比度。
表3
  在方位角上的固  定能量(J/m2)   初始对比度   在72小时之  后的对比度
  磨擦1   4.6×10-5   330   320
  磨擦2   3.1×10-5   310   205
  磨擦3   2.0×10-5   285   140
  光对齐1   5.4×10-6   220   145
  光对齐2   6.8×10-7   200   130
如表3中所示，发现在方位角的固定能量越小，则在35度的温度下用交流电压在该单元上连续72小时显示白色之后对齐方向的偏移越大，从而减小对比度。但是，在方位角上具有最大固定能量的单元没有明显的改变。
表4示出通过添加0.3重量百分比的由Merck KGaA所制造的双功能丙烯酸酯单体并且通过不施加电压而照射紫外线来固化该注入的单体所获得的用于评估的上述五种单元的改进结果。如表4中所示，由于聚合物固定的结果，在具有较小固定能量的4种单元中观察到提高对比度的明显效果。
表4
  初始对比度   在72小时之  后没有聚合  物固定的对  比度   在72小时之  后用聚合物  固定的  对比度
  磨擦2   310   205   290
  磨擦3   285   140   280
  光对齐1   220   145   220
  光对齐2   200   130   195
[实施例7-2]
下面将参照图47A和47B描述实施例7-2。图47A示出根据本实施例的液晶显示器的一个像素的一部分，以及图47B示出沿着图47A的线G-G截取的截面。如图47A和47B中所示，制造用于在对角场切换模式中进行评估的单元，其中从与基片表面相垂直的方向观察，在阵列基片上的玻璃基片20上形成的具有5微米宽度的梳状电极100，以及在相对基片上的玻璃基片30上形成的具有5微米宽度的梳状电极101以20微米的间距宽度交替形成。通过旋涂方法在基片上提供聚酰亚胺材料所形成的对齐膜。
类似于实施例7-1，为了提供具有三种对齐调节力的对齐膜，用三种不同的力量执行磨擦，用两种不同的强度来施加线性偏振的紫外光，并且在方位角上的对齐调节力的方向与梳状电极100和101的纵向方向相平行。
接着，在如上文所述用于评估的三种单元与没能添加单体的单元之间执行响应速度的比较，其中该3种用于评估的单元通过添加0.3重量百分比的由Merck KGaA所制造的双功能丙烯酸酯单体，并且施加比用于获得特性的透明性能的阈值更低的2.3Vdc的电压，通过照射紫外线来固化而制成。表5示出该比较的结果。添加有单体的单元响应速度增加。没有观察到对比度等等的下降。
表5
Figure GSA00000060629400391
(响应速度以毫秒为单位)
如上文所述，用于执行本发明的当前模式可以抑制由于驱动导致液晶显示器的液晶对齐的时间偏移，其中液晶分子的切换包括在方位角方向上的因素。当把用于执行本发明的当前模式应用到液晶分子切换包含在极角方向上的因素这样的模式时，例如由对角场所驱动的液晶模式，还可以获得响应速度的提高以提供高质量的液晶显示。
如上文所述，本发明可以提高光透射系数而不减小对颜色改变的响应速度。

Claims (25)

1.一种用于液晶显示器的基片，包括：
基片，其与面对面设置的一个相对基片相结合夹住液晶；以及
在基片上的每个预定区域中在不同方向上循环设置的条形电极和间隔，在预定区域之间的边界附近和在该边界附近区域之外的区域中，至少条形电极或间隔形成有不同的电极宽度和间隔宽度。
2.根据权利要求1所述的用于液晶显示器的基片，其中在预定区域之间的边界附近，条形电极的电极宽度等于或小于间隔的宽度，并且在该边界附近区域之外的其它区域中，条形电极的电极宽度等于或大于间隔的宽度。
3.根据权利要求1所述的用于液晶显示器的基片，其中条形电极的电极宽度连续变化。
4.根据权利要求1所述的用于液晶显示器的基片，其中像素电极是由条形电极和间隔所形成的。
5.一种液晶显示器，其中包括阵列基片以及相对基片，其面对面地组合以在它们之间密封液晶，其中使用根据权利要求1至4中的任何一项用于液晶显示器的基片被用作为该阵列基片。
6.根据权利要求5所述的液晶显示器，其中该液晶包括：液晶分子，其具有负介电各向异性，并且当没有施加电压时垂直对齐；以及聚合物，用于在驱动液晶分子时确定液晶分子的预倾斜角和/或倾斜方向。
7.一种用于液晶显示器中的液晶材料，其中单体的分子量Mm和除了单体之外的液晶成份的平均分子量Mlc满足如下关系：
Mm＜Mlc×1.5。
8.根据权利要求7所述的液晶材料，其中进一步满足由Mm≤Mlc所表示的关系。
9.根据权利要求7所述的液晶材料，其中单体的密度在从0.1至10％的重量百分比范围内，包括两端的数值。
10.根据权利要求7所述的液晶材料，其中该单体包括具有分子量Mini的聚合引发剂，并且满足由Mini≤Mlc所表示的关系。
11.根据权利要求10所述的液晶材料，其中在光单体中的聚合引发剂的密度在从0.1至10％的重量百分比范围内，包括两端的数值。
12.根据权利要求7所述的液晶材料，其中单体的分子量为400或更小。
13.一种液晶显示器，其中包括两个基片，其面对面地组合以在该基片之间密封液晶层，其中该液晶层包括根据权利要求7至12中的任何一项的液晶材料。
14.一种平面切换型液晶显示器，包括：
液晶，其基本上在基片表面上水平对齐，并且把基本上与基片表面相平行的横向电场施加到该液晶上；以及
聚合物层，用于通过在把电压施加到液晶上时聚合包含在液晶中被光或热聚合的聚合成份，而固定所形成的液晶的对齐。
15.一种反射型液晶显示器，包括：
液晶，其被密封在面对面设置的一对基片之间，并且包括被光或热聚合的聚合成份；
提供在其中一个基片上的反射电极；以及
聚合物层，用于通过在把电压施加到液晶上时聚合该聚合成份，而固定形成在反射电极上的液晶的对齐。
16.一种透射反射型液晶显示器，包括：
液晶，其被密封在面对面设置的一对基片之间，并且包括被光或热聚合的聚合成份；
提供在其中一个基片的一个表面上的光反射部分和光透射部分；以及
聚合物层，用于通过在调节施加到液晶上的电压时聚合该聚合成份，而固定形成在光反射部分和光透射部分中的液晶的对齐。
17.根据权利要求16所述的透射-反射型液晶显示器，其中当把电压施加到液晶上时，在光反射部分上的液晶分子在基本上与基片表面相平行的平面上基本上旋转45度，结果导致λ/4的延迟改变，并且当把电压施加到液晶上时，在光透射部分上的液晶分子在基本上与基片表面相平行的平面上基本上旋转90度，结果导致λ/2的延迟改变。
18.根据权利要求16所述的透射-反射型液晶显示器，其中当把电压施加到液晶上时，在光反射部分上的液晶分子在基本上与基片表面相垂直的平面上基本上旋转45度，结果导致λ/4的延迟改变，并且当把电压施加到液晶上时，在光透射部分上的液晶分子在基本上与基片表面相垂直的平面上基本上旋转90度，结果导致λ/2的延迟改变。
19.根据权利要求17所述的透射-反射型液晶显示器，其中聚合物层确定在光反射部分和光透射部分上的液晶分子的对齐的初始状态。
20.根据权利要求18所述的透射-反射型液晶显示器，其中聚合物层确定在光反射部分和光透射部分上的液晶分子的对齐的初始状态。
21.一种液晶显示器，包括：
聚合物层，用于在把电压施加到液晶上时，通过用光聚合包含在液晶中的光聚合成份，而固定形成在基片表面上的液晶的对齐；以及
包含在光聚合成份中的两种或更多种光聚合单体，其被基于共聚合而聚合。
22.一种液晶显示器，包括：
聚合物层，用于在把电压施加到液晶上时，通过用光聚合包含在液晶中的光聚合成份，而固定形成在基片表面上的液晶的对齐；
其中该光聚合成份不但被聚合而且被桥接。
23.一种液晶显示器，包括：
面对面设置的一对基片：
形成在面对面设置的基片的每个表面上的对齐膜；
液晶层，其包括向列液晶和光固成份，其被调节为使得液晶分子在方位角的对齐方向基本上与由对齐膜所执行的对齐控制的方位角的方向相匹配；以及
电极结构，用于在液晶层中产生具有与基片表面相平行的分量的电场。
24.根据权利要求23所述的液晶显示器，其中作用在对齐膜的表面上的液晶分子上、在方位角的方向上的固定能量为3×10-5J/m2或更小。
25.根据权利要求23所述的液晶显示器，其中在对齐膜表面上具有凸凹形状的结构被用作为用于确定液晶分子的对齐的因素。
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