CN1075203C - 具有光遮蔽膜的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

在夹着液晶的一对基板之一上，形成有一对信号线、与之直交的一对扫描线、设于这些线所围区域内的图象元素电极以及进行了第一方向的取向处理的第一取向层。另一基板上，形成有一反电极及进行了第二方向的取向处理的第二取向层。第一、二取向层的取向处理是互相关联地进行的以使图象元素电极的缘于旋错的光泄漏最大的一侧靠近该对信号线之一。在一基板上，光遮蔽膜形成为与图象元素电极的包括光泄漏最大边的一或多边重叠。在光泄漏较小边重叠宽度可设小些以提高孔径比。

Description

具有光遮蔽膜的液晶显示装置
本发明涉及一种具有一光遮蔽膜的有源型液晶显示装置。
矩阵型液晶显示装置包括有源矩阵寻址的扭转向列液晶显示装置(以原称为TN-LCD)，如图22所示。该TN-LCD具有位于两偏振器1和2之间的一液晶单元3。该液晶单元3包括由玻璃或类似物制成的彼此相对的一下基板4和一上基板5以及一液晶层6。该液晶层6包括一连续90°扭转的向列液晶。多数的图象元素电极7以矩阵的形式设置在下基板4的上表面上，其上又设有一下取向膜8。多数的扫描线即门线(未示)以及多数的信号线即漏线9设置在下基板4的上侧。未示出的薄膜晶体管(TFT)设在各扫描线及信号线的交叉点之间。各TFT是连接至图象元素电极7和扫描线及信号线9的开关元件。一公共电极(一反电极)10设于上基板5的下表面上且其下表面上又设有一上取向膜11。
当对应于图象数据的电压信号被输入到一列上的一信号线9而所有接至一行上的一扫描线的TFT由于扫描信号输入到该扫描线上而处于ON(接通)状态时，一个电压经由该ON状态的TFT自信号线9施加给一图象元素电极7。其结果，一个电压被作用给在该施加有电压的图象元素电极7和该公共电极10之间的液晶层6，使得作用了该电压的液晶分子的方向被改变。由该方向改变引起的一光学变化通过偏振器1和2而可看出。因此，一个需要的显示，便如一个墨或白显示即被得到。
在这种TN-LCD(扭转向列液晶显示器)中，由于旋错(disclination)的出现而使显示质量下降是一个严重的问题，特别是在具有大量图象元素电极7的高信息容量显示器中尤其如此。即，在一正常的白色模式的TN-LCD中，当一个约6伏的电压被施加给图象元素电极7时，例如，在示于图22的一个图象元素部分12中，一虚线12a的在侧成为正常显示，其包括一个正常倾斜畴(domain)的区域12b，该正常倾斜畴具有与液晶分子相同的倾斜方向，该方向为液晶分子的预倾斜方向。该虚线12a的右侧成为一非正常显示，其包括反倾斜畴的区域12c，该反倾斜畴即引起一个光泄漏而形成一个空隙。示于其间的该虚线12a给出了一旋错线，该线为正常倾斜畴的区域12b与反倾斜畴的区域12c之间的边界。该图象元素部分12的平面视图示于图23。在该图中，由斜线示出的区域为包含反倾斜畴的区域12c的非正常显示12c，该反倾斜畴引起光泄漏而形成一空隙。当有这样一个空隙形成在该图象元素部分12的一部分中时，该TN-LCD的整体对比度急剧下降，使得其显示质量大大地降低。
下面将说明这种旋错的出现位置。旋错出现在这样的位置，即，在基于下和上取向层8和11的取向方向如磨擦方向的预倾斜方向(即液晶层6与下和上取向层8和11之间的界面处的液晶分子的长轴的倾斜角方向)上的直线，与在图象元素电极7和扫描线以及图象元素电极7和信号线9之间产生的横向电场的方向上的直线以直角相交的位置。其原因在于液晶分子的取向子(director)具有正电各向异性，即，在液分子的长轴优先取向的方向上的单位矢量沿着局部电场的方向取向，在由预处理方向上的直线和横向电场方向上的直线以直角相交的位置形成的该边界的右侧和左侧的取向子以彼此相反的倾斜角取向。
这种旋错易于出现在使用具有小间距的很小的图象元素的情况、使用使在液晶层与取向层界面处的液晶分子具有小预倾斜角的取向层的情况、由于具有小于以室温驱动的预倾斜角的预倾斜角而以较高温度驱动的情况、以及出现强横向电场的情况。特别地，图象地素的间距越小，正常显示区域12b与图象元素部分12的相对面积比变得越小。因此显示器的对比度亦大大下降。当预倾斜角较小时，反倾斜现象易于出现，且预倾斜方向上的直线与横向电场方向上的直线以直角相交的位置，即旋错出现的位置向图象元素部12的内侧移动。因此，这种旋错易于出现在具有小尺寸图象元素及要求较高温度驱动的TN-LCD中，例如使用于小汽车等交通工具及放映机中的TN-LCD。通常，由于各光遮蔽膜的开口的边缘设置在距最近的扫描线或信号线9等于旋错的最大透过距离的距离(例如大约两倍于取向层8和11间的间隙即单元间隙)处的一直线上以减小这种旋错，使得出现了孔径比大大减小的问题。
本发明即是针对上述问题而开发的。本发明的一个目的即在于提供一种液晶显示装置，其能够使缘于旋错的光泄漏最小而不降低其孔径比。
根据本发明，可以提供一种液晶显示装置，其包括：第一基板；第二基板；形成在第一基板的对着第二基板的表面上的图象元素电极；一对信号线及一对扫描线，设置在距图象元素电极的周边预定距离处；第一取向层，在其上已进行了第一取向方向上的取向处理，该第一取向层覆盖着上述图象电极、信号线及扫描线；一反电极，形成在该第二基板的对着第一基板的表面上；第二取向层，在其上已进行了在与第一取向层的处理方向不同的第二取向方向上的取向处理，该第二取向层覆盖着该反电极；一液晶层，位于该第一和第二取向层之间；以及一光遮蔽膜，沿着该信号线或扫描线形成在第一或第二基板上，其中，该光遮蔽膜具有尺寸小于该图象元素电极的开口，该开口的边缘位于图象元素电极的边缘内侧，且该开口边缘距信号线或扫描线的距离，在对应于图象元素电极的由液晶的旋错引起的光泄漏较大的一侧的那一侧，比对应于图象元素电极的由液晶的旋错引起的光泄漏较小的一侧的那一侧要大。
图1是显示根据本发明的一实施例的一有源矩阵型液晶显示装置的主要部分的平面图；
图2沿图1的线X-X的剖面图；
图3是显示一图象元素电极及其周围的扫描和信号线的平面视图；
图4是显示沿图3的Z-Z线的剖视的这些电极之间的位置关系的视图；
图5 A是一个视图，其中，在示于图3的一取向条件下液晶的取向矢量和等电位曲线相互重叠；
图5B是一个视图，其中在与图5A相同的取向条件下液晶的取向矢量与Y值相重叠；
图6是显示当示于图3的取向条件被顺时针旋转45°时的一取向条件的示意性平面图；
图7A是一个视图，其中在示于图6的取向条件下液晶的取向矢量与等电位曲线相重叠；
图7B是一个视图，其中在与图7A相同的取向条件下液晶的取向矢量和Y值相重叠；
图8是显示当示于图6的取向条件顺时针旋转45°时的一取向条件的示意性平面图；
图9A是一个视图，其中示于图8的取向条件下的液晶的取向矢量和等电位曲线相互重叠；
图9B是一个视图，其中示出与图9A相同的取向条件下的液晶的取向矢量和Y值相互重叠；
图10是显示当图8中所示的取向条件顺时针旋转45°时的一取向条件的平面示意图；
图11A是一个视图，其中在示于图10的取向条件下的液晶的取向矢量和一等电位曲线相互重叠；
图11B是一个视图，其中在与图11A相同的取向条件下的液晶的取向矢量和Y值相重叠；
图12A是用于说明示于图3的取向条件下旋错的出现位置的视图；
图12B分别是用于说明在示于图12A中的取向条件分别顺时针旋转90°、180°及270°的各取向条件下旋错的出现位置的视图；
图13A是用于说明在示于图6的取向条件下旋错的出现位置的视图；
图13B-13D分别是用于说明在示于图13A的取向条件分别顺时针旋转90°、180°及270°的各取向条件下旋错的出现位置的视图；
图14是显示在示于图12B的取向条件下用于存储电容的电极的配置情况的视图；
图15是显示在示于图12D的取向条件下用于存储电容的电极的配置情况的视图；
图16是显示在示于图13A的取向条件下用于存储电容的电极的配置情况的视图；
图17是显示在示于图13C的取向条件下用于存储电容的电极的配置情况的视图；
图18A是显示在间隙部分的宽度L和在峰侧光泄漏的透过距离之间的关系的视图；
图18B是显示在间隙部分的宽度L和在峰侧在电极边缘的Y值之间的关系的视图；
图19A是显示预倾斜角θe和在峰处的Y值间关系的视图；
图19B是显示在预倾斜角θe和在峰侧的光泄漏的透过距离之间的关系的视图；
图20A是显示在预倾斜角θe和在峰的相对侧在电极边缘的Y值之间的关系的视图；
图20B是显示在预倾斜角θe和在峰的相对侧光泄漏的透过距离之间关系的视图；
图21是显示根据本发明的另一实施例的一有源矩阵型液晶显示装置的主要部分的一个剖视图；
图22是显示一传统的有源矩阵型液晶显示装置的一部分的剖视图；
图23是显示出现在一图象元素的一个旋错状态的平面视图；
图1和图2显示了根据本发明的一个实施例的矩阵型液晶显示装置的主要部分。
图1是显示图2中的下基板24的一个平面图，其中下取向层41被省略了。该矩阵型液晶显示装置是一个透射型有源矩阵寻址的扭转向列液晶显示装置(此后称为TN-LCD)。该TN-LCD具有一位于一对偏振板21和22之间的液晶单元23。该液晶单元23包括由玻璃或类似物制成的且彼此相对的一个下基板24和一个上基板25以及液晶26等。液晶26包括连续地90°扭转的向列液晶。
在下基板24的上表面上设有多数的扫描线(门线)引以及与扫描线31相交的多数信号线(漏线)32。在扫描线31和信号线32各交汇点之间的空间内，设有作为开关元件的薄膜晶体管33、图象元素电极34以及用作屏蔽型存储电容的电极35。此处，所谓屏蔽型，意味着具有减弱横向场的功能的类型，这在后面将描述。包括门电极36的扫描线31形成在下基板24的上表面的预定位置。用于存储电容的不透明电极35形成在下基板24的上表面的其它预定位置。在下基板24的整个上表面上形成有一门绝缘膜37。在该门绝缘膜37的上表面的预定位置，形成有由非晶硅、多晶硅或类似物构成的半导体薄膜38。在各半导体薄膜38的两端的空白处的上表面，形成有一源电极39和一个漏电极40。这些源电极39和漏电极40与信号线32同时形成。在门绝缘膜37的上表面的预定位置，形成有各连接至一个源电极39的透明图象元素电极34。下取向层41形成在门绝缘膜37的整个上表面上。
另一方面，一光遮蔽膜42设于上基板25的下表面的预定位置处。在该上基板下表面的其余部分，即，在光遮蔽膜42的开口42a中，形成有红(R)、绿(G)及兰(B)色的滤色器43。在滤色器43和光遮蔽膜42的下表面上，形成有一公共电极(反电极)44。在公共电极44的下表面上，形成有一上取向层45。示于图1中的长短交替的点划线表示光遮蔽膜42的开口42a。
下面将说明图象元素电极34、用于存储电容33的电极35以及光遮蔽膜42的开口42a之间的位置关系。
用作存储电容的电极35包括一公共直线部分35a，该部分设于对应于图象元素电极34的上边缘的位置处并与扫描线31平行，电极35还包括一个沿着图象元素电极34的左边缘从公共直线部分35a延伸出来的左延伸部分35b以及一个沿着图象元素电极34的右边缘从公共直线部分35a延伸出来的右延伸部分35c。该公共直线部分35a设置于图象元素电极的上边缘的内侧，且从平面图上看与图象元素电极34的上边缘部分重叠。从平面图上看，该左延伸部分35b的右侧部分与图象元素电极34的左边缘部分重叠，而该右延伸部分35c的左侧部分图象元素电极34的右边缘部分重叠。用作存储电容的电极35及图象元素电极34的这些重叠部分形成了一附加电容部分。光遮蔽膜42的各开口42a的上边缘位于图象元素电极34的内侧，也位于电极35的公共直线部分35a的内侧。开口42a的左边缘部分位于图象元素电极34的左边的内侧但位于电极35的左延伸部分35b之外。开口42a的右边缘位于图象元素电极34的右边的内侧但位于电极35的右延伸部分35c之外。
下面将具体说明图象元素电极34和光遮蔽膜42的开口42a之间的位置关系。
首先将说明取向层41和45的取向处理方向与旋错的出现位置之间的关系。图3是一个图象元素电极34、与之靠近的扫描线31及信号线32的平面示意图。图象元素电极34与扫描线31之间以及图象元素电极34与信号线32之间的间隙部分(以后简单地称为间隙部分)相等地设为L。下取向层41的取向处理是在向左上的方向进行的，如图3中具有箭头的虚线所示，上取向层45的取向处理是在向左下的方向进行的，如图3中具有箭头的实线所示。图4示出了在沿图3的Z-Z线的剖视图中上述各电极的位置关系。在图4中，在取向导41和45之间的间隙d，即单元间隙，被设为d=5微米，上述的间隙部分的宽度L设为等于d，则图中未示的预倾斜角θe设为3°。
接着+6V、-6V、0V及0V的电压分别加给图象元素电极34、位于图象元素电极34右侧的信号线32、公共电极44以及用作存储电容的电极35。液晶26的取向矢量及等电位曲线被研究，其结果示于图5A。液晶26的取向矢量及Y值(Y值透过曲线)被研究，且结果示于图5B。
根据图5A，可以理解电力线是在垂直于各等电位线的方向形成的且围绕间隙部分的中心呈同心圆行进；并且，一反向倾斜角出现在一不确定倾角方向的位置上，该位置决定于从图象元素电极34指向信号线32的横向电场的电力线以及缘于取向层41和45的取向力，即，出现在间隙部分的左侧，且一旋错出现在间隙部分的左侧。根据图5B，可以看出缘于旋错的光泄漏的一个峰形成在间隙部分的左侧，该峰侧的光泄漏的透过距离大约为0.5d且在该峰处的Y值大约为12。另一方面，在该峰相对的一侧的光泄漏透过距离大约为0.3d且在信号线的边缘处的Y值大约为10。该光泄漏的透过距离是从图象元素电极34的边缘到光泄漏的Y值具有10倍于全黑条件下的Y值的亮度的位置的距离Δx与间隙距离L(=d)的比。
在将示出图3的取向条件顺时针旋转45°后得到的一个取向条件示于图6。其中，下取向层41的取向处理是在向上的方向上进行的，如图6中具有箭头的虚线所示，上取向层45的取向处理是在向左的方向上进行的，如图6中具有箭头的实线所示。其它条件与利用图3的取向条件的情况相同，得到的结果示于图7A和7B。根据图7B，可以看出，缘于旋错的光泄漏的峰形成在间隙部分的右侧，该峰侧的光泄漏的透过距离为大约0.7d，该峰处的Y值大约为25。另一方面，与该峰相对侧的光泄漏的透过距离约为0.3d而Y值约为0。
图8示出了将示于图6的取向条件顺时针旋转45°后得到的一取向条件。下取向层41的取向处理是在向右上的方向进行的，如图8中具有箭头的虚线所示，上取向层45的取向处理是在向左上的方向上进行的，如图8中具有箭头的实线所示。其它条件与利用图3的取向条件的情况相同，得到的结果示于图9A和9B。根据图9B，可以看出，缘于旋错的光泄漏峰形成在间隙部分的右侧，且该峰侧的光泄漏的透过距离约为0.8d且该峰处的Y值约为28。另一方面，该峰相对侧的光泄漏的透过距离约为0.6d且Y值约为28。
图10示出了将图8的取向条件顺时针旋转45°后得到的一取向条件。其中下取向层41的取向处理是在向右的方向上进行的，如图10中具有箭头的虚线所示，上取向层45的取向处理是在向上的方向上进行的，如图10中具有箭头的实线所示。其它条件与利用图3的取向条件情况相同，得到的结果示于图11A和11B。根据图11B，可以看出，缘于旋错的光泄漏的一个峰形成在间隙部分的右侧，在该峰侧的光泄漏的透过距离为大约0.7d且该峰处的Y值约为8。另一方面，该峰相对侧的光泄漏透过距离约为0.5d且Y值约为5。
在示于图3和图6的取向条件下，取向层41和45的取向处理的方向与旋错的出现位置之间的关系分别示于图12A和13A。首先将说明示于图3的取向条件的情况中的关系。由于在峰侧的光泄漏的透过距离为大约0.5d且在峰处的Y值约为12，而在该峰相对侧的光泄漏的透过距离约为0.3d且在信号线边缘的Y值约为10，如图5B所示，具有约为12的Y值的光泄漏出现在图象元素电极34的内侧区域且距象素电极34的右边缘约0.5d，而且有约为10的Y值的光泄漏出现在图象元素电极34的内侧区域且距图象元素电极34的左边缘大约0.3d。
当顺时针方向旋转图3的取向条件90°时，即得到示于图8的取向条件。因此，在示于图8的取向条件中在右和左方向旋错的出现位置可以被认为是在示于图3的取向条件中在上和下方向旋错的出现位置。由于在峰侧的光泄漏的透过距离约为0.8d且在峰处的Y值约为28，而在峰对侧的光泄漏的透过距离约为0.6d且在图象元素电极边缘处的Y值约为28，如图9B所示，具有约为28的Y值的光泄漏出现在图象元素电极34的内侧区且距其下边缘0.8d，而具有约为28的Y值的光泄漏出现图象元素电极34的内侧区且距其上边缘约0.6d，如图12A的示。
因为示于图8的取向条件对应于顺时针旋转图3的取向条件90°而得到的取向条件，因此根据该取向条件的光泄漏情况即为顺时针旋转示于图12A的情况90°而得到的情况，即示于图12B的情况。根据顺时针旋转图8的取向条件90°而得到的取向条件的光泄漏情况，即为示于图12C的情况。根据再顺时针旋转该取向条件90°而得到的取向条件的光泄漏情况，即为示于图12D的情况。
下面将说明在示于图6的取向条件的情况中取向层的取向处理方向和旋错的出现位置之间的关系。由于在峰侧的光泄漏的透过距离约为0.7d且在峰处的Y值约为25，而在该峰相对侧的光泄漏的透过距离约为0.3d且Y值约为0，如图7B所示，具有约为25的Y值的光泄漏出现在图象元素电极34的内侧区且距其左边缘0.7d，并且具有约为0的Y值的光泄漏出现在图象元素电极34的内侧区且距其右边缘约0.3d，如图13A所示。
当顺时针旋转示于图6的取向条件90°时，即得到示于图10的取向条件。因此在示于图10的取向条件中在右和左方向旋错的出现方向即可被认为是在图6的取向条件中在上和下方向旋错的出现方向。由于在峰侧的光泄漏的透过距离约为0.7d且在该峰处的Y值约为8，而在该峰的相对侧的光泄漏的透过距离约为0.5d且在图象元素电极边缘处的Y值约为5，如图11B所示，具有约为8的Y值的光泄漏出现在该图象元素电极34内侧区且距其下边缘约0.7d，并且具有约为5的Y值的光泄漏出现在该图象元素电极34的内侧区且距其上边缘约0.5d，如图13A所示。
由于示于图10中的取向条件对应于将图6的取向条件顺时针旋转90°而得到的取向条件，故根据该取向条件的光泄漏情况即为将示于图13A中的情况顺时针旋转90°而得到的情况，即，示于图13B中的情况。根据将图10所示的取向条件顺时针旋转90°而得到的取向条件的光泄漏情况，即为图13C所示的情况。根据将该取向条件进一步顺时针旋转90°而得到的取向条件的光泄漏情况，即为示于图13D中的情况。
如上所述，在示于图12和13的8种取向条件中旋错的出现位置是彼此不同的。因此，例如，在示于图12A的取向条件中，当光遮蔽膜42的开口42a的左边缘42b与图象元素电极34的左边缘之间的距离为0.3d、光遮膜42的开口42a的右边缘42b与图象元素电极34的右边缘之间的距离为0.5d、光遮蔽膜42的开口42a的下边缘42b与图象元素电极34的下边缘之间的距离为0.8d、且光遮蔽膜42的开口42a的上边缘42b与图象元素电极34的上边缘之间的距离为0.6d时，不仅可能使缘于旋错的光泄漏降低并且可以使孔径比尽可能的大。
在示于图12A至12D的取向条件的情况中，在光泄漏的透距离的最大和最小值之间的差为0.5d，在示于图13A至13D的取向条件的情况中，在光泄漏的透过距离的最大和最小值之间的差为0.4d。因此，最好设置该差值不小于0.4d。
结合图12A至12D及图13A至13D，即显示缘于旋错的光泄漏的出现条件的平面图，并不需要使光遮膜42的开口边缘的位置相对于图象元素电极34的相应边缘的位置彼此不同。
如从图12A至12D可知，在图象元素电极34的相对两侧的光泄漏透过距离和Y值是相互近似的。因此，在光遮蔽膜42的相对开口边缘与图象元素电极34的相应边缘之间的距离近似地相等。在具有较大Y值光遮蔽膜42的相对开口边缘与图象元素电极34的相应边缘之间的距离可以彼此不同，例如分别为约0.6及约0.8d，且在具有较小Y值的相对侧开口边缘的位置与图象元素电极34的相应边缘之间的距离可以相同，例如为0.3d至0.5d范围内的一个值。
从图13A至图13D可知，光泄漏的透过距离在两相邻边较大而在另两个相邻边较小，而Y值仅在一边较大而在其它边则较小。因此，开口边缘的位置可以如此设定，即，使得在图象元素电极的具有较大光泄漏透过距离的两相邻侧的开口边缘与图象元素电极34的相应边缘之间的距离相同，而使在另两相邻开口边缘与图象元素电极34的相应边缘之间的距离较小。开口边缘的位置也可如此设定，即，使得在图象元素电极具有大的光泄漏透过距离及大的Y值的一侧的开口边缘与图象元素电极34的相应边缘之间的距离较大，而使其余开口边缘与图象元素电极34的相应边缘之间的距离较小且相同。
在实际的工作中，即使取向层41和45的取向方向是斜交、平行或垂直于扫描线31，由于施加到扫描线31上的电压高于施加到信号线32上的电压，在扫描线31和图象元素电极34之间的电位差显著地大于信号线32和图象元素电极34之间的电位差。为了有效降低缘于旋错的光泄漏，最好具有较小缘于旋错的光泄漏的一侧是扫描线31的一侧，而具有较大光泄漏的一侧是信号线32的一侧。因此，在图12A至12D中，示于图12B和12D的取向条件优于示于图12A和12C的取向条件。在图13A至13D，示于图13A和13C的取向条件稍稍优于示于图13B和13D的取向条件。
另一方面，当具有与公共电极44相同电位的接地电位或用作存储电容的电极35(左延伸部分35b及右延伸部分35c)存在于图象元素电极34和信号线32之间时，该存在的电极35起着用于减弱该位置的横向电场的屏蔽电极的作用。当用作存储电容的电极35存在于图象元素电极34与扫描线31之间时，情形是类似的。如上所说明的，示于图12B及12D或示于图13A及13C的取向条件是较好的。在这些取向条件中，当形成有在其中用作存储电容的电极35仅沿着两条相邻边或3条相邻边(其中包括有图象元素电极34的出现最大缘于旋错的光泄漏的边)与图象元素电极34重叠的一个区域以及在其中电极35于图象元素电极34的一边之外的区域时，有可能使得孔径比更大则仍保持小的缘于旋错的光泄漏。
也就是说，因为当下取向层41的取向处理是向右上的(如图12B中具有箭头的虚线所示)时在图象元素电极34的上边缘侧的光泄漏最小，用作存储电容的电极35置于图象元素电极34的左边、右边及下边侧，如图14所示。因为当下取向层41的取向处理方向是向左下的(如图12D中具有箭头的虚线所示)时在图象元素电极34的下边缘侧的光泄漏最小，用作存储电容的电极35被置于图象元素电极34的左边、右边及上边侧，如图15所示。因为当下取向层41的取向处理方向是向上的(如图13A中具有箭头的虚线所示)时在图象元素电极的下边缘侧的光泄漏是小的，用作存储电容的电极35被置于图象元素电极34的左边及下边侧，如图16所示。因为当下取向层41的取向处理方向是向下的(如图13C中具有箭头的虚线所示)时在图象元素电极34的左和下边侧的光泄漏是小的，用作存储电容的电极35被置于图象元素电极34的右边及上边侧，如图17所示。
下面将研究旋错对间隙部分的可变宽度L的依赖关系。得到了示于图18A和18B的结果。图18A示出了间隙部分的宽度L与峰侧的光泄漏的透过距离之间的关系。图18B示出了间隙部分的宽度L与在峰侧电极边缘上Y值之间的关系。在这些图中，实线表示在示于图3的取向条件的情形中的关系，虚线表示在示于图6的取向条件的情形中的关系，长和短点交替的线表示在示于图8的取向条件的情形中的关系，而长和两短点交替的线表示在示于图10的取向条件的情形中的关系。根据图18A，可以看出间隙部分的宽度L越大，光泄漏的透过距离越小，且当宽度L不小于1d时该透过距离几乎不变化。其原因是当具有不同极性的图象元素电极34和信号线32之间的距离变大时横向电场自然变小。因此，最好是宽度L不小于约1d并且在此条件下尽可能小。
例如，因为当取向处理方向如图12B中所示时缘于旋错的光泄漏在图象元素电极34的左侧比在右侧大，即使在图象元素电极34的右边缘与右信号线32之间的间隙小于图象元素电极34的左边缘与左信号线32之间的间隙，在右侧的缘于旋错的光泄漏也可等于或小于在左侧的光泄漏。
同样的道理也适用于示于图12B、12D或13A、13C的取向条件中。例如，当两取向层之间的间隙d为5微米时，在示于图12B的取向条件中，在图象元素电极34的左边缘和左信号线32之间的间隙可以是5微米而在图象元素电极34的右边缘和右信号线32之间的间隙可以是3微米。在示于图12D的取向条件中，在图象元素电极34的右边缘和右信号线之间的距离可以是5微米，而在图象元素电极34的左边缘与左信号线32之间的距离可以是3微米。在示于图13A的取向条件中，在图象元素电极34的左边缘与左信号线32之间的间隙可以是5微米，而在图象元素电极34的右边缘与右信号线32之间的间隙可以是3微米。在示于图13C的取向条件中，在图象元素电极34的右边缘与右信号线32之间的间隙可以是5微米，而在图象元素电极34的左边缘与左信号线32之间的间隙可以是3微米。
如上所述，当在图象元素电极34的边缘与信号线32或扫描线31之间的间隙在决定于缘于旋错的Y值及透过距离的光泄漏大的一侧较大而在光泄漏小的一侧较小时，为了使出现在图象元素电极34的各边缘的光泄漏基本相等，则有可能使光遮蔽膜41的各开口边缘与图象元素电极34的相应边缘之间的距离相等。另外，由于光遮蔽膜41的宽度可以相同，则有可能得到一均匀且清晰的显示。
下面将研究旋错对可变的预倾斜角θe的依赖关系。得到了示于图19A-19B以及图20A-20B的结果。图19A示出了预倾斜角θe及在峰处的Y值间的关系。图19B示出了预倾斜角与在峰侧的光泄漏的透过距离间的关系。图20A示出了预倾斜角θe与在该峰相对侧的电极边缘处的Y值的关系。图20B示出了预倾斜角θe与在该峰相对侧的光泄漏的透过距离之间的关系。在这些图中，实线表示示于图3的取向条件的情形中的关系，虚线表示示于图6的取向条件的情形中的关系，长短点交替的线表示示于图8的取向条件的情形中的关系，长及两短点交替的线表示示于图10的取向条件的情形中的关系。根据图19B，可以看出，预倾斜角θe越大，在峰侧的光泄漏的透射距离越小。特别地，可以看出，利用具有不小于5°的高预倾斜角θe的取向层，可以改善缘于旋错的光泄漏。然而，本发明并不限于具有高预倾斜角取向的显示器，即使在具有普通的约3°的预倾斜角的显示器中也具有很好的功效。
图21示出了根据本发明的另一实施例的矩阵型液晶显示装置的主要部分。在该图中，同样的数字指代与图2中相同的构成部件、元件等，且省略了对该结构的详细说明。
在该实施例中，上基板25不具有光遮蔽膜且仅具有滤色器43。用作存储电容同时兼作光遮蔽膜的电极35设于下基板24上。因此，电极35的宽度大于图象元素电极34间的间隙的宽度L。在此例中，用作存储电容的电极35具有一框形的形状，包围着各图象元素电极34的周边，与示于图1的光遮蔽膜类似。例如，当在电极35的开口35a的左边缘与图象元素电极34的左边缘之间的距离为0.3d，且在电极35的开口35a的右边缘与图象元素电极34的右边缘之间的间距为0.5d时，不仅可以降低缘于旋错的光泄漏而且可以使孔径比尽可能地大。
在提供同时起光遮蔽膜作用的用作存储电容的电极35于下基板24上的情形中，最好在薄膜晶体管的沟道上设置一光遮蔽膜。作为一个开关元件，可以利用一个非线性元件，例如一个MIM(金属一绝缘体一金属)等替代薄膜晶体管。下和上取向层41和45的取向处理方向不只限于以直角相交的方向。例如，可以采用以大于90°的角相交的取向处理方向。另外，本发明不仅可以应用于透射型LCD的彩色LCD，也可应用于黑白LCD、反射型LCD等。
根据本发明，由于在光遮蔽膜的开口边缘与信号线或扫描线之间的距离，在图象元素电极对应于缘于液晶的旋错的光泄漏较大的一侧大于在光泄漏较小的一侧，有可能不仅减小缘于旋错的光泄漏且使孔径比尽可能大。

Claims (20)

1、一种液晶显示装置，其包括：
第一基板；
第二基板；
形成在第一基板上的一绝缘膜；
形成在第一基板处的图象元素电极，它对着第二基板；
一对信号线及一对扫描线，设置在距图象元素电极的周边预定距离处；
第一取向层，在其上已进行了第一取向方向上的取向处理，该第一取向层覆盖着上述图象元素电极、信号线及扫描线；
滤色器，设置在第二基板处，它对着图象元素电极；
一反电极，形成在该第二基板处，对着该图象元素电极；
第二取向层，在其上已进行了在与第一取向层的处理方向不同的第二取向方向上的取向处理，该第二取向层覆盖着该反电极；
一液晶层，位于该第一和第二取向层之间；以及
一光遮蔽膜，沿着该信号线或扫描线形成在第一或第二基板处，其中，该光遮蔽膜具有尺寸小于该图象元素电极的开口，该开口的边缘位于图象元素电极的边缘内侧，且该开口边缘距信号线或扫描线的距离，在对应于图象元素电极的由液晶的旋错引起的光泄漏较大的一侧的那一侧，比对应于图象元素电极的由液晶的旋错引起的光泄漏较小的一侧的那一侧要大。
2、如权利要求1的液晶显示装置，其特征是该光遮蔽膜形成在第二基板上。
3、如权利要求1的液晶显示装置，其特征是光遮蔽膜形成在第一基板上。
4、如权利要求3的液晶显示装置，其特征是该光遮膜兼用于存储电容的电极，用于存储该光遮蔽膜与图象元素电极间的附加电容。
5、如权利要求1的液晶显示装置，其特征是图象元素电极具有近似为方形的形状，且各信号线沿着图象元素电极的一对对边设置而各扫描线沿着图象元素电极的另一对对边设置。
6、如权利要求5的液晶显示装置，其特征是第一和第二取向层的取向处理方向与信号线或扫描线的方向不平行。
7、如权利要求6的液晶显示装置，其特征是第一和第二取向层的取向处理中的每个是在这样一个方向上进行的，在该方向上缘于旋错的光泄漏在扫描线侧最小。
8、如权利要求5的液晶显示装置，其特征是第一和第二取向层的取向处理方向与信号线或扫描线的方向平行。
9、如权利要求8的液晶显示装置，其特征是第一和第二取向层的取向处理中的每个是在这样一个方向上进行的，在该方向上缘于旋错的光泄漏在信号线侧最大。
10、如权利要求1的液晶显示装置，其特征是在图象元素电极和信号线之间或在图象元素电极和扫描线之间的间隙L不小于第一和第二取向层之间的距离d。
11、如权利要求1的液晶显示装置，其特征是液晶的预倾斜角不小于5°。
12、一种液晶显示装置，其包括：
第一基板；
第二基板；
形成在第一基板上的一绝缘膜；
形成在第一基板处的近似为方形的图象元素电极，它对着第二基板；
一对信号线及一对扫描线，设置在距图象元素电极的周边预定距离处；
第一取向层，在其上已进行了第一取向方向上的取向处理，该第一取向层覆盖着上述图象元素电极、信号线及扫描线；
滤色器，设置在第二基板处，它对着图象元素电极；
一反电极，形成在该第二基板处，对着该第一基板；
第二取向层，在其上已进行了在与第一取向层的处理方向不同的第二取向方向上的取向处理，该第二取向层覆盖着该反电极；
一液晶层，位于该第一和第二取向层之间；以及
一光遮蔽膜，沿着该信号线或扫描线形成在第一或第二基板处，其中，该光遮蔽膜沿着图象元素电极的两或三条边至少部分地与图象元素电极重叠，该两或三条边包括由液晶的旋错引起的光泄漏最大的一侧边。
13、如权利要求12的液晶显示装置，其特征是第一取向层的取向处理是在从平面视图上看与信号线平行向上的方向上进行的，第二取向层的取向处理是在从平面视图上看与扫描线平行向左的方向上进行的，且该光遮蔽膜形成为对应图象元素电极的一或多个侧边，该一或多个侧边包括沿着相邻左信号线形成的一侧边。
14、如权利要求13的液晶显示装置，其特征是该光遮蔽膜形成为对应于图象元素电极的一侧边，该侧边是沿相邻下扫描线形成的。
15、如权利要求12的液晶显示装置，其特征是第一取向层的取向处理是在从平面视图上看与信号线平行向下的方向上进行的，第二取向层的取向处理是在从平面视图上看与扫描线平行向右的方向上进行的，且该光遮蔽膜形成为对应于图象元素电极的一个侧边，该侧边为沿相邻右信号线形成的侧边。
16、如权利要求15的液晶显示装置，其特征是该光遮蔽膜形成为对应于图象元素电极的一侧边，该侧边是沿相邻上扫描线形成的。
17、如权利要求12的液晶显示装置，其特征是第一取向层的取向处理是在从平面视图上看相对于扫描线向右上的方向上进行的，第二取向层的取向处理是在从平面视图上看相对于扫描线向左上的方向上进行的，且该光遮蔽膜形成为对应图象元素电极的三个侧边，该三侧边包括沿着相邻信号线形成的一对对边以及一个沿着下扫描线形成的侧边。
18、如权利要求12的液晶显示装置，其特征是第一取向层的取向处理是在从平面视图上看相对对于扫描线向左下的方向上进行的，第二取向层的取向处理是在从平面视图上看相对于扫描线向右下的方向上进行的，且该光遮蔽膜形成为对应于图象元素电极的三个侧边，该三个侧边包括沿相邻信号线形成的一对对边以及沿下扫描线形成的一侧边。
19、如权利要求12的液晶显示装置，其特征是第一取向层的取向处理是在从平面视图上看相对对于扫描线向右下的方向上进行的，第二取向层的取向处理是在从平面视图上看相对于扫描线向右上的方向上进行的，且该光遮蔽膜形成为对应于图象元素电极的三个侧边，该三个侧边包括沿相邻信号线形成的一对对边以及沿下扫描线形成的一侧边。
20、一种液晶显示装置，其包括：
第一基板；
第二基板；
形成在第一基板上的一绝缘膜；
形成在第一基板处的图象元素电极，对着第二基板；
一对信号线及一对扫描线，设置在距图象元素电极的周边预定距离处；
第一取向层，在其上已进行了第一取向方向上的取向处理，该第一取向层覆盖着上述图象元素电极、信号线及扫描线；
滤色器，设置在第二基板处，它对着图象元素电极；
一反电极，形成在该第二基板的对着第一基板的表面上；
第二取向层，在其上已进行了在与第一取向层的处理方向不同的第二取向方向上的取向处理，该第二取向层覆盖着该反电极，其中该第一和第二取向层的取向处理是相互关联地进行的以使得该图象元素电极的由液晶的旋错引起的光泄漏最大的一侧靠近该对信号线之一；
一液晶层，位于该第一和第二取向层之间；以及
一光遮蔽膜，形成在第一或第二基板上，与图象元素电极的一侧边部分地重叠，该侧边处由液晶的旋错引起的光泄漏最大。
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