CN1264059C - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种液晶显示装置。具有：对置的一对基板，一个液晶层，该液晶层配置在上述一对基板之间，在显示状态中的取向状态和非显示状态中的取向状态不同，在使图像显示之前必需从非显示状态的取向状态初始化到显示状态的取向状态；设置在上述一对基板中的任何一个上的存储电容电极(9)；像素电极(6)，该像素电极(6)隔着绝缘体与该存储电容电极(9)重叠地形成，同时配置在上述存储电容电极(9)和上述液晶层之间并且在与上述存储电容电极(9)重叠的区域内具有开口部(6a)；和通过电位差来进行上述初始化的驱动装置。

Description

液晶显示装置
发明领域
本发明涉及液晶显示装置，特别是涉及具有OCB模式(Optically self-Compensated Birefringence mode)液晶显示元件的液晶显示装置。
已有技术
近年，随着多媒体技术的发展，图象信息的流通量正在骤增。作为显示这样的图像信息的装置，液晶显示装置得到迅速普及。这是因为随着液晶技术的发展，正在开发、实用对比度高、视角广的液晶显示装置。当前，液晶显示装置的显示性能已达到CRT显示器的水平。
但是，当前的液晶显示装置由于液晶响应速度不够快，所以不适于动画显示。即，尽管在当前的NTSC(National Television System Committee)系统中，在1帧期间(16.7msec)内需要液晶响应，但当前液晶显示装置在进行了多色调显示时色调间响应需要100msec以上，所以发生动画显示中图像流动的现象。特别是由于驱动电压低的区域的色调间响应明显慢，所以不能很好地实现动画显示。
因此，以前多次进行了液晶显示装置的高速响应试验。高速响应的各种液晶显示方式被Wu等汇总起来(C.S.Wu and S.T.Wu.SPIE，1665，250(1992))，但当前还没有实现具有显示活动图像所需的响应特性的方式。
当前，作为具有适合于动画显示的高速响应性的显示装置，着眼于具有OCB模式液晶显示元件、强介电性液晶显示元件、或反强介电性液晶显示元件的液晶显示装置。
其中，具有层结构的强介电性液晶显示元件和反强介电性液晶显示元件存在抗冲击性差，使用温度范围小，特性的温度依赖性高等实用上的问题。因此，现实中作为适于显示活动图像的液晶显示元件着眼于使用向列液晶的OCB模式液晶显示元件。
该OCB模式液晶显示元件在1983年由J.P.Bos发现其高速性。之后，由于展示出可以通过安装相位差板来同时实现广视角和高响应性的显示器，所以更加积极地进行研究开发。
图36是模式表示现有的OCB模式液晶显示元件的结构的剖面图。如图36所示，该OCB模式液晶显示元件具有在其下面形成有透明的对置电极82的第一玻璃基板81、和在其上面形成有透明的像素电极87的第二玻璃基板88。在对置电极82的下面形成有第一取向膜83，在像素电极87的上面形成有第二取向膜86，在这些取向膜83、86间的空隙充填液晶分子而形成液晶层84。在这些取向膜83、86上分别进行了使液晶分子平行向同一方向的取向处理。利用垫片85保持液晶层84的层厚度。
在第一玻璃基板81的上面设置有第一偏光片91，在第二玻璃基板88的下面设置有第二偏光片92。这些偏光片91、92配置成正交偏光镜(即，它们的光轴正交)。在该第一偏光片91和第一玻璃基板81之间设置有第一相位差板89，在第二偏光片92和第二玻璃基板88之间设置有第二相位差板90。作为这些相位差板89、90采用主轴混合配列的负相位差板。
这样构成的OCB模式液晶显示元件的特征在于通过施加电压将液晶取向状态从有序取向84a转移到无序取向84b，利用该无序取向状态进行图像显示。由于这样的OCB模式液晶显示元件比TN(Twisted Nematic)模式液晶显示元件等液晶响应速度明显提高，所以可以实现适合于动画显示的液晶显示装置。另外，通过设置相位差板89、90，还可以实现广视角。
如上所述，OCB模式液晶显示元件在液晶为无序取向状态时进行图像显示。因此，必需进行从最初的有序(スフレイ)取向转移到无序(ペント)取向的(以下，称为有序-无序转移)初始化处理。
图37是说明现有的液晶显示装置进行有序-无序转移的初始化处理的图，(a)是表示已进行有序-无序转移的比例变化的图，(b)和(c)是表示在该初始化处理中施加给液晶显示元件的电压波形的图。
在图37(a)中，纵轴表示液晶显示元件具有的液晶层从初始的有序取向转移到无序取向的比例。图37(b)、(c)中，纵轴分别表示源极线和对置电极的电位差、栅极线和源极线的电位差。
如图37(b)所示，在初始化处理中，分别对源极线和对置电极断续施加规定电压，以便使源极线与对置电极的电位差大于10V。如图37(c)所示，在整个初始化处理中分别对栅极线和源极线施加规定电压，以便使栅极线与源极线的电位差大于10V。其结果，如图37(a)所示，转移到无序取向的比例逐步增大，在初始化处理结束时完成有序-无序转移。
但是，若观察该有序-无序转移的情况，可知从某个特定地方开始产生无序取向核，通过该核成长而进行转移。以下，将该核称为转移核。
为了产生有关的转移核，在特开平10-20284号公报公开了在阵列基板侧的规定位置形成由导电性材料构成的凸部或凹部的液晶显示屏。根据这样的结构，由于施加给凸部或凹部上的液晶层的电场强度比周围大，所以促进转移核的产生，其结果可以顺利地进行有序-无序转移。
但是，在上述的现有液晶显示装置的情况下，由于电场强度不足够大，所以有时不能可靠地进行有序-无序转移。此时，局部残留有序取向状态的区域，该区域变成亮点，从而观察成点缺陷。
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种可以可靠地进行有序-无序转移的液晶显示装置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的液晶显示装置具有对置的一对基板；一个液晶层，该液晶层配置在上述一对基板之间，在显示状态中的取向状态和非显示状态中的取向状态不同，在使图像显示之前必需从非显示状态的取向状态初始化到显示状态的取向状态；设置在上述一对基板中任何一个上的第一电极；和第二电极，该第二电极隔着绝缘体与上述第一电极重叠地形成，同时配置在上述第一电极和上述液晶层之间，并且在与上述第一电极重叠的区域内具有缺失部；通过使上述第一电极和上述第二电极之间产生电位差来进行上述初始化的驱动装置。
根据这样的结构，在第一电极和第二电极之间产生了电位差时，第二电极具有的缺失部周边的电场强度比其它区域的电场强度大。因此，配置在该缺失部周边的液晶分子成为转移核，可以可靠地进行液晶层的取向状态转移。
在上述发明的液晶显示装置中，上述一对基板中的一个基板是阵列基板，该基板具有：配置成矩阵状的多个像素电极、配列为相互交叉的多个栅极线和多个源极线、与上述各像素电极对应设置并根据经上述栅极线提供的驱动信号切换上述像素电极和上述源极线间的导通/截止的多个开关元件；上述一对基板中的另一基板是具有与上述阵列基板对置的对置电极的对置基板。
上述发明的液晶显示装置中，具有与上述像素电极重叠的存储电容电极，将上述第一电极作为上述存储电容电极，将上述第二电极作为上述像素电极。
上述发明的液晶显示装置中，将上述第一电极作为栅极线，将上述第二电极作为上述像素电极。
上述发明的液晶显示装置中，具有与上述像素电极重叠的存储电容电极，将上述第一电极作为上述存储电容电极，将上述第二电极作为上述源极线。
上述发明的液晶显示装置中，将上述第一电极作为上述栅极线，将上述第二电极作为上述源极线。
上述发明的液晶显示装置中，将上述第一电极作为上述像素电极，将上述第二电极作为上述栅极线。
上述发明的液晶显示装置中，具有与上述像素电极重叠的存储电容电极，将上述第一电极作为像素电极，将上述第二电极作为存储电容电极。
上述发明的液晶显示装置中，将上述第一电极作为上述源极线，将上述第二电极作为上述栅极线。
上述发明的液晶显示装置中，具有与上述像素电极重叠的存储电容电极，将上述第一电极作为上述源极线，将上述第二电极作为存储电容电极。
上述发明的液晶显示装置中，还具有在上述一对基板中与形成有上述第二电极和上述第一电极的基板不同的基板上隔着绝缘体重叠的第三电极和第四电极，上述第三电极配置在上述第四电极和上述液晶层之间，并在与上述第四电极重叠的区域内具有缺失部，上述驱动装置通过上述第三电极和上述第四电极之间产生电位差来进行上述初始化。
根据这样的结构，在为了进行液晶层的取向状态转移而在第三电极和上述第四电极间产生了电位差时，第三电极具有的缺失部周边的电场强度比其它区域的电场强度大。因此，不仅是在第二电极具有的缺失部周边配置的液晶分子，在第三电极具有的缺失部周边配置的液晶分子也成为转移核。像这样，通过在两基板侧产生转移核，可以进一步可靠地进行液晶层的取向状态转移。
另外，上述发明的液晶显示装置中，也可以将上述缺失部作为设置在上述第二电极的开口部。
此时，上述开口部形状也可以构成为包括在相互交叉的方向延伸的多个直线部分。上述开口部形状也可以是V字状、W字状、或X字状。另外，上述开口部形状也可以是多边形。
另外，上述发明的液晶显示装置中，上述缺失部也可以按照对上述液晶层可施加两个方向电场的形状而构成。根据这样的结构，形成左转和右转的2种扭转取向区域。在这些扭转取向区域接触的地方弹性变形能量变大，所以可以更顺利地进行液晶层的取向状态转移。
上述发明的液晶显示装置中，上述第二电极也可以构成为具有包含其宽度小于4μm的部分的开口部。根据这样的结构，可以使第一电极具有的开口部周边的电场强度更大。
上述发明的液晶显示装置中，也可以将上述缺失部作为设置在上述第二电极的切口部。根据这样的结构，可以将配置在该切口部周边的液晶分子作为转移核，可以可靠地进行液晶层的取向状态转移。
本发明的液晶显示装置具有对置的一对基板；一个液晶层，该液晶层配置在上述一对基板之间，在显示状态中的取向状态和非显示状态中的取向状态不同，在使图像显示之前必需从非显示状态的取向状态初始化到显示状态的取向状态；在上述一对基板中的任何一个基板上以隔着绝缘体重叠的方式形成的第一电极和第二电极；通过使上述第一电极和上述第二电极之间产生电位差来进行上述初始化的驱动装置；在上述一对基板的对置的位置上分别形成并向上述液晶层的厚度方向突起的凸部。
根据这样的结构，存在这些凸部的区域的盒间隔厚度比不存在这些凸部的区域的盒间隔厚度小。这样，在为了进行液晶层的取向状态转移而在第一电极和第二电极之间产生了电位差时，在存在凸部的区域的盒间隔周边电场强度局部变大。因此，配置在该盒间隔周边的液晶分子成为转移核，可以可靠地进行液晶层的取向状态转移。
本发明的液晶显示装置具有：对置的一对基板；一个液晶层，该液晶层配置在上述一对基板之间，在显示状态中的取向状态和非显示状态中的取向状态不同，在使图像显示之前必需从非显示状态的取向状态初始化到显示状态的取向状态；还具有：设置在上述一对基板中的任何一个基板上的第一电极；和配置在上述第一电极和上述液晶层之间的第二电极；通过使上述第一电极和上述第二电极之间产生电位差来进行上述初始化的驱动装置：相互邻接的两个上述第二电极的互相面对的端部隔着绝缘体与上述第一电极彼此重叠。
根据这样的结构，在为了进行液晶层的取向状态转移而在第一电极和第二电极之间产生电位差时，在上述邻接的第二电极的互相面对的端部间电场强度局部变大。因此，配置在该面向的端部间周边的液晶分子成为转移核，可以可靠地进行液晶层的取向状态转移。
上述发明的液晶显示装置中，上述端部中的一个在与上述第一电极重叠的区域内具有突起，另一个在与上述第一电极重叠的区域内具有对应上述突起的凹部。根据这样的结构，配置在上述突起和对应该突起的凹部间的液晶分子成为转移核，可以可靠地进行液晶层的取向状态转移。
此时，上述突起和上述凹部间的距离为大于4μm而小于8μm。从而使在各第一电极间不会发生短路，可以增大上述突起和上述凹部间的电场强度。
上述发明的液晶显示装置中，也可使上述突起形成为锯齿状。
上述发明的液晶显示装置中，上述一对基板中的一基板也可以是一个阵列基板，该阵列基板具有：配置成矩阵状的多个像素电极、相互交叉配列的多个栅极线和多个源极线、与上述各像素电极对应设置并根据通过上述栅极线供给的驱动信号切换上述像素电极和上述源极线间的导通/截止的多个开关元件；上述一对基板中的另一基板也可以是具有与上述阵列基板对置的对置电极的对置基板。
上述发明的液晶显示装置中，也可以具有与上述像素电极重叠的存储电容电极，将上述第一电极作为上述存储电容电极，将上述第二电极作为上述像素电极。
上述发明的液晶显示装置中，也可以将上述第一电极作为栅极线，将上述第二电极作为上述像素电极。
上述发明的液晶显示装置中，上述绝缘体也可以作为滤色器，也可以作为平面化层。根据这样的结构，可以将滤色器或平面化层兼作为上述第一电极和第二电极间的绝缘体。
上述发明的液晶显示装置中，也可以在上述第二电极主体和上述端部之间形成其宽度小于上述主体和上述端部宽度的中间部。
根据这样的结构，通过调整中间部的宽度和长度，可以取得在邻接的第二电极的互相面对的端部间生成的存储电容与其它结构元件生成的存储电容之间的折衷。
上述发明的液晶显示装置中，也可以使上述第一电极由导电性遮光膜形成，将上述第二电极作为上述对置电极。
上述发明的液晶显示装置中，上述电位差最好大于15V而小于32V。
上述发明的液晶显示装置中，也可以对邻接的各像素电极施加不同极性的电压。像这样，通过以点翻转方式施加电压，可以生成两个方向的横向电场。因此，形成左转和右转的两个扭转取向区域。由于在这两个扭转取向区域接触的地方弹性变形能量变大，而可以更顺利地进行液晶层的取向状态转移。
上述发明的液晶显示装置中，也可以便上述非显示状态的取向状态为有序取向，使上述显示状态的取向状态为无序取向。这样，可以实现可靠地进行有序-无序转移的液晶显示装置。
上述发明的液晶显示装置中，还可以具有备有分别发出红色、绿色、蓝色的各色光的光源的照明装置，和控制上述照明装置使上述光源在1帧期间内通过分时操作发出各色光的照明装置控制装置。这样，是一种所谓的场序彩色方式，可以实现可靠地进行液晶层的取向状态转移的液晶显示装置。
本发明的液晶显示装置具有：对置的一对基板；和一个液晶层，该液晶层配置在上述一对基板之间，在显示状态中的取向状态和非显示状态中的取向状态不同，在使图像显示之前必需从非显示状态的取向状态初始化到显示状态的取向状态；上述一对基板中的一个基板是阵列基板，该基板具有：配置成矩阵状的多个像素电极、配列为相互交叉的多个栅极线和多个源极线、与上述各像素电极对应设置并根据经上述栅极线提供的驱动信号切换上述像素电极和上述源极线间的导通/截止的多个开关元件；上述一对基板中的另一基板为具有与上述阵列基板对置的对置电极的对置基板，构成上述开关元件的源极从上述源极线向平行于上述栅极线的方向，并与上述栅极线重叠地延伸，同时上述栅极线和上述液晶层之间通过各绝缘体隔开，通过对上述栅极线提供使上述像素电极和上述源极线之间导通的驱动信号，使上述源极和像素电极的电位相同，同时使上述源极线和上述栅极线之间产生电位差来进行上述初始化。
上述发明的液晶显示装置中，使上述对置电极和上述像素电极之间产生电位差。
上述发明的液晶显示装置中，上述源极具有弯曲部。
附图说明
图1是模式表示本发明实施例1的液晶显示装置具有的液晶显示元件的结构的剖面图。
图2是模式表示本发明实施例1的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的一例的平面图。
图3是图2的III-III向视剖面图。
图4是图3所示的剖面图的液晶层部分的放大图。
图5是表示本发明实施例1的液晶显示装置的结构的方框图。
图6是表示施加电压与吉布斯能量的关系的图。
图7是本发明实施例1的液晶显示装置具有的像素的截面等电位线图。
图8是本发明实施例1的液晶显示装置具有的像素的平面吉布斯能量的分布图。
图9是表示本发明实施例1的液晶显示装置的转移电压波形的一例的图。
图10是表示本发明实施例1的液晶显示装置的转移电压波形的另一例的图。
图11是说明点翻转方式的图。
图12是说明线翻转方式的图。
图13是模式表示本发明实施例1的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的另一例的平面图。
图14是模式表示本发明实施例1的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的另一例的平面图。
图15是模式表示本发明实施例1的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的另一例的平面图。
图16是模式表示本发明实施例1的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的另一例的平面图。
图17是模式表示本发明实施例2的液晶显示装置具有的液晶显示元件的结构的剖面图。
图18是模式表示本发明实施例3的液晶显示装置具有的液晶显示元件的结构的另一例的剖面图。
图19是模式表示本发明实施例4的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的一例的平面图。
图20是模式表示本发明实施例5的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的一例的平面图。
图21是模式表示本发明实施例6的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的一例的平面图。
图22是图21的XXII-XXII向视剖面图。
图23是模式表示本发明实施例7的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的一例的剖面图。
图24是表示本发明实施例8的液晶显示装置具有的液晶显示元件的半导体开关元件(TFT)部分的主要结构的一例的剖面图。
图25是模式表示本发明实施例9的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的一例的平面图。
图26是模式表示本发明实施例10的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的一例的平面图。
图27是模式表示本发明实施例11的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的一例的平面图。
图28是图27的XXVIII-XXVIII向视剖面图。
图29是模式表示本发明实施例12的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的一例的平面图。
图30是模式表示本发明实施例13的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的一例的平面图。
图31是模式表示本发明实施例14的液晶显示装置的结构的剖面图。
图32是模式表示本发明实施例15的液晶显示装置具有的像素结构的一例的平面图。
图33是表示本发明实施例15的液晶显示装置的转移电压波形的一例的图。
图34是表示本发明实施例15的液晶显示装置的转移电压波形的另一例的图。
图35是表示本发明实施例15的液晶显示装置的转移电压波形的另一例的图。
图36是模式表示现有的OCB模式液晶显示元件的结构的图。
图37是说明现有的液晶显示装置进行有序-无序转移的初始化处理的图，(a)为表示进行了有序-无序转移的比例变化的图，(b)和(c)为表示在该初始化处理中施加给液晶显示元件的电压波形的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施例。
(实施例1)
本发明实施例1是通过在形成在阵列基板里面上的像素电极上设置开口部，可以可靠地进行有序-无序转移的液晶显示装置的例子。
图1是模式表示本发明实施例1的液晶显示装置具有的液晶显示元件的结构的剖面图。图中，为了方便，将X方向设为液晶显示元件的上方向。
如图1所示，本实施例的液晶显示装置具有的液晶显示元件100具有后述的液晶盒101。在该液晶盒101的上面依次层叠有主轴混合配列的具有负折射率各向异性的光学媒体构成的相位差膜(以下，简称负相位差膜)104a、负的单轴相位差膜105a、正的单轴相位差膜106、偏光片107。在液晶盒101的下面依次层叠有负的相位差膜104b、负的单轴相位差膜105b、偏光片107。另外，双轴相位差膜的作用与相加负的单轴相位差膜和正的单轴相位差膜的作用相同，因此也可以在液晶盒的两面依次层叠负的相位差膜104、双轴相位差膜(未图示)、和偏光片。
图2是模式表示上述的液晶盒101的结构的平面图。图3是图2的III-III向视剖面图。图4是该剖面图的液晶层部分的放大图。图2中，为了方便，省略了设置在像素电极上方的结构要素。
如图2和图3所示，液晶盒101具有两个基板，即具有如后所述那样，具有滤色器的滤色器基板102和阵列基板103。滤色器基板102和阵列基板103隔着垫片(未图示)对置配置，在这些滤色器基板102和阵列基板103之间形成的间隙配置液晶层4。如后面根据图4所述，在该液晶层4注入液晶分子20。为了增大后述的吉布斯能量，液晶分子20为折射率各向异性Δn大于0.2的氰类液晶材料。
滤色器基板102是在玻璃基板1的下面依次层叠滤色器层21、透明电极(对置电极)2和取向膜3而形成的。该滤色器层21由红色滤色器21R、绿色滤色器21G、和蓝色滤色器21B构成。在这些各色滤色器边缘分别形成作为遮光膜的黑矩阵层22。
另一方面，阵列基板103具有玻璃基板10。在该玻璃基板10的上面形成有配线层17。该配线层17由配列为相互交叉的栅极线12和源极线11、存储电容电极9、防止这些电极间导通的绝缘体构成。更具体说来，使存储电容电极9分别与栅极线12平行地形成，以便能使存储电容电极9配置在各栅极线12间的规定位置。这些栅极线12和存储电容电极9形成在同一层上，该层位于最下面。形成绝缘层8，以便覆盖这些栅极线12和存储电容电极9。在该绝缘层8的上面形成有源极线11，形成绝缘层7，以便覆盖该源极线11。
在配线层17的上面形成有位于用栅极线12和源极线11分开的像素区域内的像素电极6。如上所述，由于存储电容电极9配置在各栅极线12间，所以像素电极6具有隔着绝缘层7、8与存储电容电极9重叠的区域。在该区域内形成有矩形开口部6a。
形成取向膜5，以便覆盖像素电极6和配线层17。对该取向膜5和设置在滤色器基板102侧的取向膜3分别进行使液晶层4内的液晶分子平行并取向为同一方向的公知的摩擦(rubbing)处理等取向处理。此时，取向处理方向与源极线11平行。
标号13表示连接作为半导体开关元件的TFT(Thin Film Transistor)的漏极，标号14表示连接该TFT13和像素电极6的漏极。
在如上构成的液晶显示元件100的初始状态下，液晶分子20成为图4(a)所示的有序取向。如后所述，本实施例的液晶显示装置通过对液晶显示元件100施加规定电压，将液晶分子20的取向状态从上述的有序取向转移到图4(b)所示的无序取向。接着，在该无序取向状态下进行图像显示。即，该液晶显示元件100为OCB模式显示元件。以下，将在有序-无序转移时施加给液晶显示元件100的电压称为转移电压。
图5是表示本发明实施例1的液晶显示装置的结构的方框图。把照图2和图3结合起来参照，液晶显示元件100为公知的TFT(Thin Film Transistor)模式显示元件，如上所述，栅极线12和源极线11配设成矩阵状。分别利用栅驱动器502和源驱动器503驱动该液晶显示元件100的栅极线12和源极线11，利用控制电路501控制栅驱动器502和源驱动器503。
另外，在液晶显示元件100的下方具有背照光500。该背照光500由发白色光的冷阴极管等构成。
如上构成的本实施例的液晶显示装置中，控制电路501根据外部输入的图像信号504，将控制信号分别输出给栅驱动器502、源驱动器503。其结果，栅驱动器502对栅极线12施加扫描信号电压而依次导通各像素的TFT13，另一方面，源驱动器503与该定时一致地通过源极线11将对应图像信号504的图像信号电压依次施加给各像素的像素电极6。这样，液晶分子被调制，背照光500发射的光透射率发生变化。其结果，观察者看到对应图像信号504的图像。
下面，具体说明如上构成的本实施例的液晶显示装置的有序-无序转移。
图6是表示施加电压和吉布斯能量的关系的图。在此，所谓吉布斯能量被认为是电能量和弹性能量的总和。
图6中，标号31表示液晶分子在无序取向状态时的施加电压-吉布斯能量特性，32、33分别表示液晶分子为扭转取向状态、有序取向状态时的施加电压-吉布斯能量特性。
如图6所示，在施加电压小于临界电压Vcr时，有序取向的吉布斯能量比无序取向的吉布斯能量低。在此，由于吉布斯能量低意味着负能量高，所以表示状态更稳定。因此，此时有序取向比无序取向状态更稳定。
另一方面，在施加电压高于临界电压Vcr时，该关系相反，无序取向的吉布斯能量比有序取向的吉布斯能量低。即，无序取向比有序取向状态更稳定。
从而，在施加较高电压的情况下，液晶分子容易向状态更稳定的无序取向转移。因此，在有电场强度局部变大的场所时，该场所周边的液晶分子向无序取向转移，该转移波及到其它液晶分子。即，以配置在这样的电场强度局部变大的场所周边的液晶分子作为转移核引起有序-无序转移。
本实施例的液晶显示装置中，在像素电极6形成的开口部6a的周边配置的液晶分子成为转移核。以下，对该点进行说明。
本实施例的液晶显示装置中，为了检查像素电极6的开口部6a附近的电场分布而进行了电场仿真。具体说来，对像素电极6施加+7V电压，对存储电容电极9施加-25V电压并观察了电场强度变化。在此，上述开口部6a的形状为宽4μm、长8μm的长方形。
图7和图8是表示上述的电场仿真结果的图，图7是本实施例的液晶显示装置具有的任意像素的截面等电位线图，图8是该像素的平面吉布斯能量的分布图。图8中，颜色越浓表示负能量越高(吉布斯能量低)。
如图7所示，开口部6a周边的等电位线稠密。这样，可知产生在该开口部6a周边的电场强度局部变大的、即电场集中。如上所述，这是因为在像素电极6与存储电容电极9重叠的区域内设置开口部6a，对这些像素电极6和存储电容电极9施加不同的电压。另外，从图8可知开口部6a周边的负能量变高。这样，可确认在开口部6a周边容易引起有序-无序转移。即，可知配置在该开口部6a周边的液晶分子成为转移核。
如上所述，本实施例的液晶显示装置中，各像素电极6分别具有开口部6a。因此，在各像素存在转移核。因此，不会残留仍旧有序取向的像素，可以可靠地进行有序-无序转移。
下面，说明本实施例的液晶显示装置的转移电压波形和施加该转移电压的方式。
图9是表示本实施例的液晶显示装置的转移电压波形的图。如图9所示，本实施例的液晶显示装置中，经第奇数列的源极线11A、11C…输入给各像素电极6Aa、6Cc…的交流方波电压极性、和经第偶数列的源极线11B、11D…输入给各像素电极6Bb、6Dd…的交流方波电压极性相反。
此时，首先通过作为驱动信号对第一行的栅极线12a施加+15V电压，导通第一行的像素电极6Aa、6Ab、6Ac…的TFT13Aa、13Ab、13Ac…。在这些TFT13Aa、13Ab、13Ac…成为导通时，如图9所示，对源极线11A、11C…施加+7V电压。从而，经TFT13Aa13Ac…，从源极线11A、11C…分别对像素电极6Aa、6Ac…施加+7V电压。另一方面，同样TFT13Aa、13Ab、13Ac…成为导通时，对源极线11B、11D…施加-7V电压。从而，经TFT13Ab、13Ad…，从源极线11B、11D…分别对像素电极6Ab、6Ad…施加-7V电压。
接着，通过对第一行的栅极线12a再次施加-15V电压，断开第一行的像素电极6Aa、6Ab、6Ac…的TFT13Aa、Ab、Ac…。与此同时，通过对第二行的栅极线12b施加+15V电压，导通第二行的像素电极6Ba、6Bb、6Bc…的TFT13Ba、13Bb、13Bc…。在TFT13Ba、13Bb、13Bc…成为导通时，如图9所示，对源极线11A、11C…施加-7V电压。从而，经TFT13Ba、13Bc…，从源极线11A、11C…分别对像素电极6Ba、6Bc…施加-7V电压。另一方面，TFT13Ba、1Bb、13Bc…成为导通时，对源极线11B、11D…施加+7V电压。从而，经TFT13Bb、13Bd…，从源极线11B、11D…对像素电极6Bb、6Bd…分别施加+7V电压。
通过对所有栅极线12依次施加+15V电压，如上所述，若从源极线11对各像素电极6施加交流方波电压，则对第奇数行、第奇数列的像素电极6Aa、6Ca、6Ac、6Cc…和第偶数行、第偶数列的像素电极6Bb、6Db、6Bd、6Dd…施加正电压。另一方面，对第偶数行、第奇数列的像素电极6Ba、6Da、6Bc、6Dc…和第奇数行、第偶数列的像素电极6Ab、6Cb、6Ad、6Cd施加负电压。
这样，不仅是第奇数行的像素电极6Aa、6Ca…、和第偶数行的像素电极6Ba、6Da之间，在第奇数行的像素电极6Aa、6Ba、6Ca、6Da…和第偶数行的像素电极6Ab、6Bb、6Cb、6Db…之间也分别产生电场，图11示出其情况。
如上所述，在采用了电压极性按每个点翻转的点翻转方式的情况下，如图11所示，在各像素产生横方向(与基板平行的方向)的电场(以下，横电场)，而且该横电场方向为箭头110(源极线11的长度方向)和箭头120(栅极线12的长度方向)的两个方向。因此，形成左转和右转的2种扭转取向区域。在这些扭转取向区域接触的地方弹性变形能量变大，其结果负能量变大。这样，可以更顺利地进行有序-无序转移。
如上所述，对像素电极6施加电压，如图9所示，同时分别给对置电极2和存储电容电极9施加-25V电压1秒钟。
通过这样施加转移电压，液晶显示元件100的厚度方向的电位差变大。如上所述，由于像素电极6在与存储电容电极9经绝缘体重叠的区域内有开口部6a，所以像这样液晶显示元件的厚度方向的电位差变大时，在开口部6a周边产生较强的电场集中。其结果，将配置在各像素电极6具有的开口部6a周边的液晶分子作为转移核，可以可靠地进行有序-无序转移。
另外，在结构上对置电极2和存储电容电极9也可以短路。对于栅极线12，也不必对每个线依次施加，而在初始化期间持续施加栅导通电位。
如上所述，由于给对置电极2和像素电极6分别施加-25V、±7V电压，所以在这些对置电极2和像素电极6之间最大产生32V电位差，但本发明不限于该值，只要是可以产生转移核的值即可。具体说来，是大于10V、小于35V，最好是大于15V、小于32V。
也可以使用图10所示波形的转移电压。即，与图9所示的情况不同，通过使源极线11保持0V电位，不对像素电极6施加电压，给对置电极2和存储电容电极9施加1秒钟-25V电压。此时，可以也与使用图9所示的波形的转移电压的情况同样可靠地进行有序-无序转移。
但是，在施加上述的转移电压之前在液晶层4，即像素电极6和对置电极2之间施加有电压时，由于形成液晶分子的配列非对称的有序取向状态，从而不能顺利地进行有序-无序转移。因此，最好在施加转移电压之前在像素电极6和对置电极2之间不施加电压。这样，对液晶层4没有施加电压，可以保持液晶分子配列对称的有序取向状态，从而可以更顺利地转移到无序取向状态。
另外，如图12所示，也可以不用上述的点翻转方式，而用按每个线电压极性翻转的线翻转方式施加转移电压。此时，产生的横电场只有1个方向(箭头110)，但通过该横电场的作用促进有序-无序转移。
如上所述，本实施例的液晶显示装置中，像素电极6的开口部6a的形状为矩形，但不限于此，也可以是以下形状。
图13至图16是表示像素电极6的开口部6a的形状的另一例的平面图。图13所示的像素电极6的开口部6a由2根直线部分构成，这些直线部分配置为向源极线相互交叉的方向延伸。还有，通过这些直线部分的一端相交，成为倒立V字状。由于通过这样的形状可以产生两个方向的横电场，所以形成左转和右转的2种扭转取向区域。其结果，在这些扭转取向区域接触的地方弹性变形能量变大，负能量变大。像这样，由于通过局部变大负能量，配置在该开口部6a周边的液晶分子成为转移核，所以可以顺利地进行有序-无序转移。
另外，也可以不是这样的倒立V字状，而是V字状等，以90度单位旋转该倒立V字的形状。此时也可以同样形成2种扭转取向区域。
图14所示的像素电极6的开口部6a构成为连接两个上述倒立V字。因此，如图14所示，成为倒立W字状。此时，也可以与倒立V字状时同样形成2种扭转取向区域。
也可以不是这样的倒立W字状，而是以90度单位旋转该倒立W字的形状。还可以是连接3个以上的上述倒立V字的形状。
图15所示的像素电极6的开口部6a与图13所示相同由2根直线部分构成，但由于这些中心部配置为相互交叉，所以成为X字状。此时也可以与倒立V字状时同样形成2种扭转取向区域。
图16所示的像素电极6的开口部6a为菱形状。除了该菱形以外，也可以例如是三角形、平行四边形等其它多边形。此时也可以与倒立V字状时同样形成2种扭转取向区域。
如上所述，像素电极6的开口部6a可以为各种形状，其宽度也没有限定。但是，为了产生更强的电场集中，其宽度最好是较小。具体说来，最好是宽度小于4μm。
(实施例2)
本发明实施例2是设置了平面化层18的液晶显示装置的例子。
如图2所示，实施例1的液晶显示装置中，在各像素电极6之间配置有源极线11，对应该源极线11的厚度，第一绝缘层7的一部分在各像素电极6之间形成凸部。因此，各像素电极6之间的距离必需大于该凸部宽度，其结果降低数值孔径。因此，本实施例中设置了下述的平面化层18。
图17是模式表示本实施例的液晶显示装置具有的液晶显示元件结构的剖面图。如图17所示，将由丙稀类抗蚀剂等树脂材料构成的平面化层18形成为覆盖第一绝缘层7的表面，在该平面化层18上形成有像素电极6。
由于其它结构与实施例1相同，所以附上同一标号不作说明。
像这样，通过设置平面化层18，可以缩短各像素电极6间的距离。这样，由于可以使数值孔径变大，所以可以以低功率实现明亮的显示。
有关的平面化层18也可以作为像素电极6和存储电容电极9之间的绝缘体工作。即，该平面化层18不仅具有使凹凸的层成为平面的一般用途，还兼具有作为像素电极6和存储电容电极9之间的绝缘体的用途。
(实施例3)
本发明的实施例3是在阵列基板侧形成了滤色器层的液晶显示装置的例子。
图18是模式表示本实施例的液晶显示装置具有的液晶显示元件的结构的剖面图。如图18所示，在设置在阵列基板103侧的绝缘层7上形成有由各色滤色器21R、21G、21B、和在这些滤色器之间形成的黑矩阵层22构成的滤色器层21。
另外，由于其它结构与实施例1时相同，所以附上同一标号不作说明。
通过这样的结构，滤色器层21作为像素电极6和存储电容电极9之间的绝缘体工作。即，该滤色器层21不仅具有作为用于显示颜色的滤波器的一般用途，还兼具有作为像素电极6和存储电容电极9之间的绝缘体的用途。
(实施例4)
本发明的实施例4是通过在阵列基板的里面形成的像素电极和源极线分别设置开口部，可以可靠地进行有序-无序转移的液晶显示装置的例子。
图19是模式表示本实施例的液晶显示装置具有的液晶显示元件的结构的平面图。如图19所示，像素电极6的两端部的一部与栅极线12重叠地分别朝该栅极线12突出。在与该突出部分的栅极线12重叠的区域内分别设置矩形开口部6a。另外，除了这些开口部6a以外，像素电极6还与实施例1的情况同样，在与存储电容电极9重叠的区域内设置矩形开口部6a。像素电极6和栅极线12以及存储电容电极9与实施例1情况同样隔着绝缘层重叠。
另外，源极线11隔着绝缘层与栅极线12重叠，在该重叠的区域内设置矩形开口部11a。
另外，由于其它结构与实施例1时相同，所以附上同一标号不作说明。
如上构成的本实施例的液晶显示装置中，在施加实施例1所述的转移电压时，液晶显示元件的厚度方向的电位差变大。如上所述，由于像素电极6在与栅极线12和存储电容电极9经绝缘体重叠的区域内分别具有开口部6a，所以像这样液晶显示元件的厚度方向的电位差变大时，在各开口部6a的周边产生较强的电场集中。其结果，配置在这些开口部6a周边的液晶分子成为转移核，可以顺利地进行有序-无序转移。
同样在对源极线11和栅极线12施加转移电压时，液晶显示元件的厚度方向的电位差变大。如上所述，由于源极线11在与栅极线12经绝缘体重叠的区域内具有开口部11a，所以像这样液晶显示元件的厚度方向的电位差变大时，使在各开口部11a的周边电场产生集中。其结果，使配置在这些开口部11a周边的液晶分子成为转移核，可以顺利地进行有序-无序转移。
另外，与实施例1同样，上述的开口部6a和开口部11a的宽度小于4μm。这样，可以产生更强的电场集中。另外，开口部6a和开口部11a也可以不是矩形，也可以是图12至图15所示的形状。
像这样，本实施例中像素电极6具有多个开口部6a，源极线11也具有开口部11a。由于配置在这些开口部6a和开口部11a的液晶分子成为转移核，所以与实施例1相比，转移核的个数增多。因此，可以比实施例1时更可靠地进行有序-无序转移。
(实施例5)
本发明的实施例5是通过在阵列基板的里面形成的像素电极设置切口部，可以可靠地进行有序-无序转移的液晶显示装置的例子。
图20是模式表示本实施例的液晶显示装置具有的液晶显示元件的结构的平面图。如图20所示，与实施例4同样，像素电极6的两端部的-部与栅极线12重叠地分别向该栅极线12突出。在与该突出部分的栅极线12重叠的区域内设置多个切口部6b。因此，该突出部分形成为梳状。这些切口部6b的宽度小于4μm。
另外，由于其它结构与实施例1时相同，所以附上同一标号不作说明。
通过这样的结构，在施加实施例1所述的转移电压时，液晶显示元件的厚度方向的电位差变大。如上所述，由于像素电极6在与栅极线12经绝缘体重叠的区域内具有切口部6b，所以像这样液晶显示元件的厚度方向的电位差变大时，在各切口部6b的周边产生电场集中。因此，配置在这些切口部6b周边的液晶分子成为转移核，可以顺利地进行有序-无序转移。
另外，本实施例中，虽然像素电极6在与存储电容电极9重叠的区域内不设置开口部，但也可以设置这样的开口部。另外，也可以与实施例4同样，源极线11在与栅极线12重叠的区域内设置开口部。
本实施例中，在像素电极6的端部形成多个切口部6b，但该切口部个数也可以是1个。
(实施例6)
本发明的实施例6是通过在阵列基板的里面形成的存储电容电极和栅极线分别设置切口部，可以可靠地进行有序-无序转移的液晶显示装置的例子。
图21是模式表示本实施例的液晶显示装置具有的液晶显示元件的结构的平面图。图22是图20的XXII-XXII向视剖面图。图22中，为了方便，省略了设置在存储电容电极上方的结构要素。
如图21和图22所示，液晶盒101具有隔着垫片(未图示)对置配置的滤色器基板102和阵列基板103。另外，由于该滤色器基板102的结构与实施例1时相同，所以附上同一标号不作说明。
阵列基板103具有玻璃基板10。在玻璃基板10上面形成有像素电极6，形成有覆盖该像素电极6的绝缘层19。
在有关的绝缘层19的上面形成有配线层25。该配线层25由配列为相互交叉的栅极线12和源极线11、存储电容电极9、和用于防止这些电极间导通的绝缘体构成。更具体说来，在上述绝缘层19上形成源极线11，并形成有覆盖该源极线11的绝缘层7。另外，在该绝缘层7上形成栅极线12和存储电容电极9，并形成覆盖这些栅极线12和存储电容电极9的取向膜5。
与实施例1同样，存储电容电极9配置在各栅极线12之间。像素电极6配置在用栅极线12和源极线11分开的像素区域内。因此，存储电容电极9具有隔着绝缘层7、19与像素电极6重叠的区域。并且，在该区域内形成多个切口部9b。
上述的像素电极6的两端部的一部与栅极线12重叠地分别向该栅极线12突出。栅极线12在与上述的像素电极6的突出部分重叠的区域内设置多个切口部12b。
与实施例1同样，上述的切口部9b、12b的宽度小于4μm。
另外，由于其它结构与实施例1时相同，所以附上同一标号不作说明。
如上构成的本实施例的液晶显示装置中，在施加实施例1所述的转移电压时，液晶显示元件的厚度方向的电位差变大。如上所述，由于存储电容电极9在与像素电极6经绝缘体重叠的区域内具有切口部9b，栅极线12在同样重叠的区域内具有切口部12b，所以像这样液晶显示元件的厚度方向的电位差变大时，在切口部9b、12b的周边产生较强的电场集中。其结果，可以可靠地进行有序-无序转移，可以实现没有点缺陷的良好的图像显示。
另外，本实施例中，栅极线12和存储电容电极9只在与像素电极6重叠的区域内设置切口部，但也可以在与源极线11重叠的区域内设置同样的切口部。另外，也可以代替这些切口部而设置开口部。
(实施例7)
实施例1至实施例6中，在阵列基板的里面形成的电极设置开口部或切口部。与此不同，本发明的实施例5是通过在对置基板(滤色器基板)的里面形成的辅助电极设置开口部，可以可靠地进行有序-无序转移的液晶显示装置的例子。
图23是模式表示本实施例的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的剖面图。如图23所示，液晶盒101具有隔着垫片(未图示)对置配置的滤色器基板102和阵列基板103。另外，由于该阵列基板103的结构与实施例1时同样，所以附上同一标号不作说明。
在该滤色器基板102的里面形成的对置电极2的下面隔着绝缘层52形成辅助电极51。该辅助电极51的形状与在阵列基板103的里面形成的像素电极6的形状大致相同，与该像素电极6同样，以定位在在被栅极线11和源极线划分的各像素区域内的方式配置。并以覆盖这些辅助电极51和绝缘层52的方式形成取向膜3。
如上所述，辅助电极51的形状与像素电极6的形状大致相同，在其中央附近形成有宽度小于4μm的矩形开口部51a。辅助电极51的整个面与对置电极2重叠，该开口部51a理所当然形成在与对置电极2重叠的区域内。与实施例1同样，关于开口部51a的形状不限于矩形，可以是图12至图15所示的形状等。
另外，由于其它结构与实施例1时相同，所以附上同一标号不作说明。
如上构成的本实施例的液晶显示装置中，在施加实施例1所述的转移电压时，液晶显示元件的厚度方向的电位差变大。如上所述，由于辅助电极51在与对置电极2经绝缘体重叠的区域内具有开口部51a，所以像这样液晶显示元件的厚度方向的电位差变大，并且，对辅助电极51施加与对置电极2不同的电压时，在各开口部51a的周边产生较强的电场集中。其结果，配置在这些开口部51a周边的液晶分子成为转移核，可以顺利地进行有序-无序转移。
如上所述，本实施例的液晶显示装置中，由于在每个像素设置各辅助电极51，所以在每个像素存在转移核。因此，不会残留有序取向状态的像素，可以实现良好的图像显示。
另外，通过像这样在对置基板(滤色器基板)侧产生转移核，与只在阵列基板例产生转移核的情况相比，存在更多的转移核。因此，可以进一步增强有序-无序转移的可靠性。
(实施例8)
本发明的实施例8是通过在阵列基板和对置基板的对置部分设置突起，可以可靠地进行有序-无序转移的液晶显示装置的例子。
图24是模式表示本实施的液晶显示装置具有的液晶显示元件的半导体开关元件(TFT)部分的主要结构的剖面图。如图24所示，液晶盒101具有隔着垫片61对置配置的滤色器基板102、和具有作为半导体开关元件的TFT13的阵列基板103。
阵列基板103具有玻璃基板10。在该玻璃基板10的上面形成栅极线12，并形成覆盖该栅极线12的绝缘层65。在该绝缘层65的上面形成有TFT13和像素电极6。
有关的TFT13对应栅极线12的位置配设，通过在由非晶硅(a-Si)构成的活性半导体层64上形成用于电连接该活性半导体层64、源极111和漏极14的N+a-Si层63而构成。在此，源极111是与源极线连接，从该源极线提供信号电压的电极。另外，该TFT13由保护膜62保护。
另一方面，滤色器基板102是通过依次层叠形成玻璃基板1、滤色器层21、透明电极(对置电极)2和取向膜3而构成的。滤色器层21由红、绿、蓝色的各色滤色器、和设置在这些滤色器边缘的黑矩阵层构成。
在与上述的对置电极2下面的TFT13对置的位置形成朝阵列基板103侧突出的凸部66。该凸部66例如采用环氧类感光性树脂等形成为适当大小。形成了有关的凸部66和TFT13的位置的盒间隔4b的厚度比没有形成这些的位置的盒间隔4a的厚度小。
如上构成的本发明的液晶显示装置中，在施加实施例1所述的转移电压时，在盒间隔4b周边产生集中电场。因此，配置在该盒间隔4b周边的液晶分子成为转移核，可以可靠地进行有序-无序转移。因此，可以实现没有点缺陷的高品质的液晶显示装置。
本实施例中，采用滤色器基板102具有的凸部66和阵列基板103具有的TFT13形成更窄的盒间隔空间，但不限于这样的结构。即，也可以构成为通过例如在阵列基板103设置与TFT13不同的凸部，在与滤色器基板102的上述凸部对置的位置设置同样的凸部，形成更窄的盒间隔空间。
(实施例9)
本发明的实施例9是通过在阵列基板里面形成的邻接的像素电极的对置的各端部设置切口部，可以可靠地进行有序-无序转移的液晶显示装置的例子。
图25是模式表示本实施例的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的一例的平面图。以下，为了方便，采用像素电极6中的一个像素电极6A和与该像素电极6A在源极线11的长度方向邻接的像素电极6B进行说明。
如图25所示，像素电极6A配置为一端与栅极线12重叠，在另一端形成在源极线11的长度方向突起的多个突起6c。与设置有该突起6c的端部对置的像素电极6B的端部与栅极线12重叠地朝栅极线12突出。还有，在与该突出部分的栅极线12重叠的区域内形成有与上述的多个突起6c对应的凹部6d。
与实施例1同样，像素电极6和栅极线12隔着绝缘层重叠。
另外，由于其它结构与实施例1时同样，所以附上同一标号不作说明。
如上构成的本实施例的液晶显示装置中，在施加实施例1所述的转移电压时，液晶显示元件的厚度方向的电位差变大。如上所述，由于突起6c和对应于该突起6c的凹部6d设置为与栅极线12重叠，所以在该突起6c和对应于该突起6c的凹部6d间的周边产生集中电场。因此，配置在该突起6c和对应于该突起6c的凹部6d间的周边的液晶分子成为转移核，可以可靠地进行有序-无序转移。因此，可以实现没有点缺陷的高品质的液晶显示装置。
本实施例9中，若使分别施加给邻接的两个像素电极6A、6B的电压极性相反(即，在对像素电极6A施加正极性电压时，对像素电极6B施加负极性电压)，如箭头110和箭头120所示，在邻接的两个像素电极6A、6B之间，如箭头110和120所示，平面看来产生两个方向的横电场。与图11的说明同样，这样，在邻接的两个像素电极6A、6B之间液晶分子的弹性变形能量变大，其结果负能量变大。这样，可以顺利地进行有序-无序转移。
另外，如上所述，在突起6c和凹部6d之间的周边产生电场集中，但为了使该电场集中更强，这些突起6c和凹部6d间的距离6e越短越好、但是，若其距离6e过短，则由于各像素电极间会产生短路，所以实际上存在一定制约。具体说来，突起6c和凹部6d间的距离6e最好大于4μm、小于8μm。
另外，也可以与实施例2同样设置平面化层，与实施例3同样在阵列基板侧设置滤色器层。
(实施例10)
本发明的实施例10与实施例9不同，通过在像素电极的主体和端部之间设置中间部，可以可靠地进行有序-无序转移的液晶显示装置的例子。
图26是模式表示本实施例的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的一例的平面图。以下，为了方便，采用像素电极6中的一个像素电极6A和与该像素电极6A在源极线11的长度方向邻接的像素电极6B进行说明。
如图25所示，像素电极6A配置为一端与存储电容电极9重叠，在另一端形成在源极线11的长度方向突起的多个突起6c。与设置有该突起6c的端部对置的像素电极6B的端部与存储电容电极9重叠地朝存储电容电极9突出。还有，在与该突出部分的存储电容电极9重叠的区域内形成有与上述的多个突起6c对应的凹部6d。
与实施例1同样，像素电极6和存储电容电极9隔着绝缘层重叠。
像素电极6由该像素电极的主体、端部、以及这些主体和端部之间设置的中间部构成。该中间部601的宽度6f比像素电极6的主体和端部的宽度小，具体为10μm。
另外，由于其它结构与实施例9时同样，所以附上同一标号不作说明。
在各像素电极6的端部形成的突起6c和凹部6d之间形成的存储电容根据上述的中间部601的宽度和长度变化。因此，通过根据各像素内形成的存储电容的多少调整中间部601的宽度和长度，可以使在突起6c和凹部6d之间生成的存储电容和因其它结构要素生成的存储电容平衡。
如上构成的本实施例的液晶显示装置中，在施加实施例1所述的转移电压时，与实施例9同样，在该突起6c和对应于该突起6c的凹部6d间的周边产生集中电场。因此，配置在该突起6c和凹部6d间的周边的液晶分子成为转移核，可以可靠地进行有序-无序转移。因此，可以实现没有点缺陷的高品质的液晶显示装置。
(实施例11)
本发明的实施例11是通过在对置基板里面形成的对置电极设置开口部，可以可靠地进行有序-无序转移的液晶显示装置的例子。
图27是模式表示本实施例的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的平面图。图28是图27的XXVIII-XXVIII向视剖面图。图27中只示出黑矩阵层22和对置电极2的位置关系，省略了其它结构。
如图27和图28所示，液晶盒101具有隔着垫片(未图示)对置配置的滤色器基板102和阵列基板103。另外，由于该阵列基板103的结构与实施例1时相同，所以附上同一标号不作说明。
滤色器基板102具有玻璃基板1。在该玻璃基板1的下面形成滤色器层21。具体说来，形成红色滤色器21R、绿色滤色器21G、以及蓝色滤色器21B，在各色滤色器边缘分别形成有导电性黑矩阵层23。
在该滤色器层21的下面层叠形成对置电极2和取向膜3。在此，该对置电极2分割为各像素列，以便可对每个像素列施加电压，配设为各对置电极2间与导电性黑矩阵层23重叠。以下，为了方便，采用对置电极2中的一个对置电极2A和与该对置电极2A在栅极线(未图示)长度方向邻接的对置电极2B进行说明。
对置电极2A按各像素其一部分朝对置电极2B侧分别突出。这些突出部分的形状与实施例10的像素电极6的端部形状相同。即，上述突出部分具有在栅极线的长度方向突出的多个突起2c。使与设有该突起2c的突出部分对置，电极2B按各像素其一部分朝对置电极2A侧分别突出。这些突出部分具有对应于上述突起2c的凹部2d。另外，分别在中间部20)连接这些突出部分和对置电极2A、2B的主体。
另外，本实施例中，滤色器层21还充当对置电极2和黑矩阵层23间的绝缘体。
如上构成的本实施例的液晶显示装置中，施加实施例1所述的转移电压，并且对黑矩阵层23施加与对置电极2不同的转移电压时，在突起2c和对应于该突起2c的凹部2d之间的周边产生集中电场。因此，配置在该突起2c和对应于该突起2c的凹部2d之间的周边的液晶分子成为转移核，可以可靠地进行有序-无序转移。从而，可以实现没有点缺陷的高品质的液晶显示装置。
另外，通过像这样在对置基板(滤色器基板)侧产生转移核，与只在阵列基板侧产生转移核的情况相比，存在更多的转移核。从而，可以进一步增强有序-无序转移的可靠性。
(实施例12)
本发明的实施例12是像素电极端部的形状与实施例10不同的液晶显示装置的例子。
图29是模式表示本实施例的液晶显示装置具有的液晶显示元件的结构的一例的平面图。如图28所示，本实施例的液晶显示装置中，与实施例10时同样，像素电极6由主体、端部、以及这些主体和端部间的中间部601构成，该中间部601的宽度比主体和端部的宽度小。以下，为了方便，采用像素电极6中的一个像素电极6A和与该像素电极6A在源极线11的长度方向邻接的像素电极6B进行说明。
像素电极6A配置为一端与存储电容电极9重叠，在其一端形成在源极线11的长度方向突出的多个突起6c。这些突起6c形成为锯齿状，配置为该突起6c的长边6g和短边6h延伸的方向与栅极线12的长度方向具有规定角度。
另外，与设置有该突起6c的端部对置的像素电极6B的端部与存储电容电极9重叠地朝存储电容电极9突出。在与该突出部分的存储电容电极9重叠的区域内形成与上述的多个突起6c对应的凹部6d。
另外，与实施例1同样，像素电极6和存储电容电极9隔着绝缘层重叠。
另外，由于其它结构与实施例9时相同，所以附上同一标号不作说明。
在像素电极6A的端部形成的突起6c的长边6g或短边6h延伸的方向与对取向膜实施的取向处理方向相同时，在液晶层产生最强的电场。因此，最好使该长边6g或短边6h延伸的方向与对取向膜实施的取向处理方向一致。这样，可以产生更强的电场强度，其结果可以更可靠地进行有序-无序转移。
另外，通过根据显示画面位置使视角特性不同，作为整体可以实现良好的图像显示。在这样的情况下，大多通过根据该显示画面位置改变取向处理方向，使视角特性不同。从而，在这样的情况下，例如通过利用像素改变上述突起6c的长边6g或短边6h的延伸方向，可以适应取向处理的方向变化。
(实施例13)
本发明的实施例13是像素电极端部的形状与实施例10不同的液晶显示装置的例子。
图30是模式表示本实施例的液晶显示装置具有的液晶显示元件的主要结构的一例的平面图。如图30所示，本实施例的液晶显示装置中，与实施例8时同样，像素电极6由主体、端部、以及这些主体和端部间的中间部601构成，该中间部601的宽度比主体和端部的宽度小。以下，为了方便，采用像素电极6中的一个像素电极6A和与该像素电极6A在源极线11的长度方向邻接的像素电极6B进行说明。
像素电极6A朝存储电容电极9分别突出，该突出部分分别配置为与存储电容电极9重叠，在该两端部的一个在与存储电容电极9重叠的区域内形成朝该存储电容电极9的长度方向突出的多个突起60a。
与设置有该突起60a的端部对置的像素电极6B的端部与存储电容电极9重叠地朝存储电容电极9突出。在与该突出部分的存储电容电极9重叠的区域内形成与上述的多个突起60a对应的凹部60b。
另外，与实施例1同样，像素电极6和存储电容电极9隔着绝缘层重叠。
另外，由于其它结构与实施例9时相同，所以附上同一标号不作说明。
在如上构成的本实施例的液晶显示装置中，在施加实施例1所述的转移电压时，与实施例9同样，在突起60a和对应于该突起60a的凹部60b之间的周边产生集中电场。因此，配置在该突起60a和凹部60b之间的周边的液晶分子成为转移核，可以可靠地进行有序-无序转移。从而，可以实现没有点缺陷的高品质的液晶显示装置。
(实施例14)
本发明的实施例14是场序彩色方式，可以可靠地进行有序-无序转移的液晶显示装置的例子。
图31是模式表示本实施例的液晶显示装置的结构的剖面图。如图31所示，本实施例的液晶显示装置具有液晶显示元件100、和配置在该液晶显示元件100的下方的背照光70。在此，该液晶显示元件100是实施例1至实施例13所述的显示元件。
背照光70构成为包括由透明的矩形合成树脂板构成的导光板72、在该导光板72的一端面72a附近面对该端面72a配置的光源71、在导光板72的下方配置的反射板73、和在导光板72的上面设置的漫射片74。
上述的光源71是依次反复配列发出红、绿、蓝的3原色的各色光的LED的LED阵列。
在如上构成的背照光70中，光源71发出的光从端面72a入射到导光板72。该入射的光在导光板72的内部多次散射并从其上面的整个面发射。此时，漏到导光板72下面并入射到反射板73的光被反射板73反射返回到导光板72内。从导光板72发射的光在漫射片74漫射，该漫射的光入射到液晶显示元件100。这样，红、绿或蓝光均匀地照射到整个液晶显示元件100。
这样构成的本实施例的液晶显示装置中，控制电路(未图示)向背照光70输出控制信号，以使作为背照光70的光源的LED以规定周期依次发出红、绿、蓝光。另外，为了与该发光同步进行显示，同一控制电路根据外部输入的图像信号向栅驱动器(未图示)和源驱动器(未图示)分别输出控制信号。其结果，栅驱动器对栅极线施加扫描信号电压依次导通各像素的TFT，另一方面，源驱动器与该定时一致地通过源极线将图像信号电压依次施加给各像素的像素电极。这样，液晶分子被调制，背照光70发射的光透射率发生变化，观察该液晶显示装置的人看到对应图像信号的图像。
如上所述，本实施例的液晶显示装置是所谓的场序彩色方式的装置。在场序彩色方式的液晶显示装置的情况下，由于将1帧期间分为多个子帧期间进行显示，所以在液晶显示元件的响应速度慢时不能得到良好的图像显示。对于这点，在本实施例的液晶显示装置的情况下，由于具有可高速响应的OCB模式液晶显示元件100，所以可以用场序彩色方式实现良好的图像显示。
如上所述，实施例1至实施例13所示的液晶显示元件可以可靠地进行有序-无序转移。因此，本实施例的液晶显示装置可以得到没有缺陷的良好的图像显示。
(实施例15)
本发明的实施例15是通过与栅极线重叠地设置源极，可以可靠地进行有序-无序转移的液晶显示装置的例子。另外，本实施例的液晶显示装置的结构由于除了参考图32后述的像素结构以外，与实施例1相同，所以不作说明。
图32是模式表示本实施例的液晶显示装置具有的像素结构的一例的平面图。如图32所示，设置有与源极线11连接、从该源极线11提供信号电压的源极111。该源极111设置为与栅极线12的长度方向平行延伸，经绝缘体(未图示)与栅极线12重叠。提供给该源极111的信号电压经漏极提供给像素电极6。另外，在源极线11的上方配置有液晶层(未图示)。从而，源极111设置为夹在栅极线12和液晶层之间。
上述的源极111在与栅极线12重叠的区域内具有弯曲部。这样构成的本实施例的液晶显示装置中，在施加后述的转移电压时，在源极111具有的弯曲部和像素电极6之间的周边产生集中电场。因此，配置在该弯曲部和像素电极6之间的周边的液晶分子成为转移核，可以可靠地进行有序-无序转移。
下面，说明本实施例的液晶显示装置的转移电压波形和施加该转移电压的方式。
图33是表示本实施的液晶显示装置的转移电压波形的图。如图33所示，本实施例的液晶显示装置中，对各栅极线12a、12b、12c…施加1秒钟作为栅导通电位的+15V。给对置电极2同样施加1秒钟+25V电压。期间，对源极线11施加电压值±7V、频率30Hz(场频)、占空比50％的交流方波电压。更具体说来，与实施例1同样，对源极线11施加电压，以便经第奇数列的源极线11A、11C…输入给各像素电极6Aa、6Cc…的交流方波电压极性、和经第偶数列的源极线11B、11D…输入给各像素电极6Bb、6Dd…的交流方波电压极性相反。
在这样施加转移电压时，即使较大的液晶显示装置也可以均匀地进行有序-无序转移。这是因为施加给液晶的电压为交流，产生不稳定的“干扰”，其结果提高了均匀性。另外，在此设场频为30Hz，但不限于此，根据本发明人员的研究，其频率最好小于1kHz。
也可以采用图34所示波形的转移电压。即，与图33所示的情况不同，通过将源极线11保持在0V电位，不对像素电极6施加电压，给对置电极2施加1秒钟-25V电压。像这样，将源极线11的电位原样保持0V而不变动，所以不依赖于源驱动器而可以容易进行。此时，与采用图33所示波形的转移电压的情况同样，可以可靠地进行有序-无序转移。但是，在面内稍微看到有序-无序转移的不均匀性，与图33的情况相比，产生有序-无序转移所需的电压高2至3V。
在此，本发明人员发现了给对置电压2施加的电位极性和栅导通电位极性相同的场合与不同的场合(例如，给对置电极2施加-25V、对栅极线12作为栅导通电位施加+15V)相比，更容易产生有序-无序转移。认为这是因为与极性不同的场合相比，极性相同时产生更强的横电场，促进发生有序-无序转移。
另外，也可以采用图35所示波形的转移电压。即，与参照9所述同样，对各栅极线12a、12b、12c…依次施加作为栅导通电位的+15V，给对置电极2施加1秒钟-25V电压。期间，对源极线11施加电压值±7V、频率30Hz(场频)、占空比50％的交流方波电压。此时，由于与通常图像显示的场合同样驱动栅极线12，所以可以采用一般的液晶显示装置(例如TN模式液晶显示装置等)具有的栅驱动器，可以采用廉价的结构。
本实施例中，与实施例1时同样，在施加转移电压刚刚之前，最好在像素电极6和对置电极2之间不施加电压。
另外，上述说明中，举例说明了具有OCB模式液晶显示元件的液晶显示装置，但本发明不限于此，也可以用于具有显示状态的取向状态和非显示状态的取向状态不同，在显示图像之前需要从非显示状态的取向状态初始化成显示状态的取向状态的液晶显示元件的液晶显示装置。
如上所述，本发明的液晶显示装置可以得到没有点缺陷的良好的图像显示。运些液晶显示装置可应用于各种产品。即，例如液晶电视机、液晶监视器、或便携式电话的液晶显示器等。
如上所述，根据本发明的液晶显示装置，由于可以通过产生电场集中来生成转移核，所以可以可靠地进行有序-无序转移，可以得到没有点缺陷的良好的图像显示。

Claims (22)

1一种液晶显示装置，其特征在于具有：
对置的一对基板；
一个液晶层，该液晶层配置在上述一对基板之间，该液晶层的显示状态中的取向状态和非显示状态中的取向状态不同，在使图像显示之前必需从非显示状态的取向状态初始化到显示状态的取向状态；
设置在上述一对基板中任何一个上的第一电极；和
第二电极，该第二电极隔着绝缘体与上述第一电极重叠地形成，同时配置在上述第一电极和上述液晶层之间，并且该第二电极在与上述第一电极重叠的区域内具有缺失部；
设置在与设有所述第一电极的基板不同的另一个基板上的对置电极；
通过使上述第一电极和上述第二电极之间产生电位差并对所述第一电极和所述对置电极施加相同电位来进行上述初始化的驱动装置。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述一对基板中的一个基板是阵列基板，该基板具有：配置成矩阵状的多个像素电极、配列为相互交又的多个栅极线和多个源极线、与上述各像素电极对应设置并根据经上述栅极线提供的驱动信号切换上述像素电极和上述源极线间的导通/截止的多个开关元件；
上述一对基板中的另一基板是具有与上述阵列基板对置的对置电极的对置基板。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
该液晶显示装置具有与上述像素电极重叠的存储电容电极，上述第一电极为上述存储电容电极，上述第二电极为上述像素电极。
4.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述第一电极为栅极线，上述第二电极为上述像素电极。
5.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
该液晶显示装置具有与上述像素电极重叠的存储电容电极，上述第一电极为上述存储电容电极，上述第二电极为上述源极线。
6.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述第一电极为上述栅极线，上述第二电极为上述源极线。
7.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述第一电极为上述像素电极，上述第二电极为上述栅极线。
8.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
该液晶显示装置具有与上述像素电极重叠的存储电容电极，上述第一电极为像素电极，上述第二电极为存储电容电极。
9.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述第一电极为上述源极线，上述第二电极为上述栅极线。
10.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
该液晶显示装置具有与上述像素电极重叠的存储电容电极，上述第一电极为上述源极线，上述第二电极为存储电容电极。
11.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述电位差大于15V而小于32V。
12.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
还具有在上述一对基板中与形成有上述第二电极和上述第一电极的基板不同的基板上隔着绝缘体重叠的第三电极和第四电极，
上述第三电极配置在上述第四电极和上述液晶层之间，并且上述第三电极在与上述第四电极重叠的区域内具有缺失部，
上述驱动装置通过上述第三电极和上述第四电极之间产生电位差来进行上述初始化。
13.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述缺失部为设置在上述第二电极的开口部。
14.如权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述开口部的形状包括向相互交又的方向延伸的多个直线部分。
15.如权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述开口部的形状为V字状。
16.如权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述开口部的形状为W字状。
17.如权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述开口部的形状为X字状。
18.如权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述开口部的形状为多边形。
19.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述缺失部形成可对上述液晶层可施加两个方向的电场的形状。
20.如权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述第二电极具有包含其宽度小于4μm的部分的开口部。
21.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述缺失部为设置在上述第二电极的切口部。
22.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述非显示状态的取向状态为有序取向，上述显示状态的取向状态为无序取向。
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