CN1266530C - 具有从展曲排列向弯曲排列的转换核区的ocb型液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种OCB型液晶显示器，含有：第一和第二基板，经过插在其间的液晶层，这两个基板彼此在对面，使第一和第二基板的磨擦取向互相平行；多个像素电极对应于各自的像素；形成在第二基板上的公共电极，该公共电极接收多个像素公用的基准电压。第一转换核，形成在第一基板的液晶层侧，并且该转换核区含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面；和第二转换核区，所述第二转换核区形成在第二基板表面，并且含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面。在第一转换核区的倾斜表面和第二转换核区的倾斜表面相互处在对面并且向彼此相反的角方向倾斜。

Description

具有从展曲排列向弯曲排列的转换核区的OCB型液晶显示器

技术领域

本发明总体上涉及一种光学补偿的双折射(OCB)型液晶显示器，更加具体地涉及一种OCB型液晶显示器，其中从展曲排列向弯曲排列的液晶分子转换可以用低的转换电压进行而无显示质量恶化。

背景技术

当前液晶显示器中广泛地使用扭曲向列(TN)系统。TN系统的液晶显示有高的图像显示对比度，但是问题是视角依赖性大。为了改善TN型液晶显示器的视角特性，已经提出了各种方法，包括像素域划分技术。然而，另一个问题是TN系统的液晶显示器的响应速度低下还没有解决。这就是说，使用向列型液晶的液晶显示器的响应速度一般低下，灰度之间的响应时间大约最高达100毫秒(ms)，从而不可能实现显示高速运动的图像所需要的16.7毫秒的响应时间。因此，需要适于能够显示运动图像并且有宽的视角并且有高的响应速度的液晶显示器的显示系统。

如一般所公知，OCB型液晶显示器有宽的高的响应速度。在OCB型液晶显示器中所使用的液晶单元有弯曲的排列，所述也称为π型单元。还公知π型单元有高的响应速度。

图13示出OCB型液晶显示器的基本结构例。图13的OCB型液晶显示器有有源矩阵基板26和对侧基板27，它们彼此相对，中间有预定宽度的间隙，从而有源矩阵基板26和对侧基板27的磨擦取向互相平行。在有源矩阵基板26与对侧基板27之间，充以具有弯曲排列取向的液晶层25。放在有源基板26与对侧基板27之间的液晶层25也放在负性双折射补偿膜28之间，该负性双折射补偿膜28使用光学上负性并且有在其中主轴倾角在该膜内改变的结构的盘状液晶构成。在负性双折射补偿膜28的双外侧，还设有一对偏光片膜29.由于其这种结构，弯曲排列总是具有沿磨擦方向的自补偿特性，并且显示光学对称特性。弯曲排列中，液晶分子排列的改变沿光学轴变成为最大，换言之，在平行于界面上的液晶分子的排列方向和垂直于基板的表面内这种改变最大。因此，在弯曲排列结构夹在一对具有相互正交的偏振方向的偏光片膜之间的情况下，当光轴放置得相对偏光片膜的透射轴有45度角时，双折射最大。当磨擦取向固定向水平方向时两个偏光片膜29的每个透射轴放置于45度角。

作为驱动OCB型液晶显示器的方法，有两种方法，即常态黑驱动法和常态白驱动法，用常态黑驱动法时黑色显示在低压侧，而用常态白驱动法时黑色显示在高压侧。在常态黑驱动法中，要补偿的双折射相对地大并且由波长分散引起的光泄漏变大。因此在常态黑驱动中，难于得到足够大的图像对比度。从而，这种问题通过其中使用两个负性双折射补偿膜的常态白驱动法解决。就是说，在高压侧，除了位于界面附近的那些液晶分子之外，多数液晶分子竖直地排列。两个界面其余的双折射分别用两个负性的双折射补偿膜补偿，从而可以得到宽视角的特性。

尽管OCB型液晶显示器有诸如宽视角特性和高响应速度等优良的特性，OCB型的液晶显示器还有较大的问题有待解决。OCB型液晶显示器中所用的弯曲排列单元在初始排列的状态下有展曲(splay)的排列。在接通电源时必须把所有像素的液晶分子的排列取向从展曲的排列改变为弯曲的排列。还有，在显示工作中，必须连续地施加等于或大于弯曲排列变得比展曲的排列更加稳定的临界电压Vc。

所述的临界电压通过从诸如液晶材料的材料物理学参数、液晶显示板的间隙、预倾角等各种参数，计算展曲排列和弯曲排列中的吉布斯能量相对施加的电压的变化，并且通过比较两种排列之间的吉布斯能量得到。具有较小的吉布斯能量的液晶分子比具有较大的吉布斯能量的液晶分子稳定。因此，最好将吉布斯能量与施加电压的关系绘成曲线图，其中纵坐标给出吉布斯能量，而横坐标给出施加的电压。从这种图表可以在吉布斯能量曲线之间的交点处读出电压值以得到临界电压Vc。

图14示出计算吉布斯能量的示例。在图14中，横坐标表示施加的电压，而纵坐标表示吉布斯能量。同时，在图14中，通过实线示出弯曲排列中的关系，通过虚线示出展曲排列中的关系。展曲排列的吉布斯能量与弯曲排列的吉布斯能量变得彼此相等时施加的电压确定为临界电压Vc。

理论上，当大于临界电压Vc的电压施加在液晶板上时，弯曲排列变得比展曲排列更加稳定。然而，为了引起从展曲排列到弯曲排列的转换，必须施加显著高于临界电压Vc的电压。当20伏特左右的电压施加到液晶板上时，可以在数秒或更短的时间内进行从展曲排列到弯曲排列的转换。然而，当基于液晶显示器是有源矩阵型液晶显示器的前提时，由于薄膜晶体管的耐受电压限制最多只可能施加约5伏特的电压。通过实验发现，施加5伏特电压时，从展曲排列向弯曲排列的转换不发生或者极少发生。为了在低至5伏特左右引起初始转换，偿试了各种方法，在这些方法中产生转换核，以此作为转换源，以促进初始转换。

在像素区中提供核产生源(meams)的技术如下。

在日本专利公开出版物09-218441中，在液晶显示板的基板之间放置微珠，既作为保持基板之间间隙的垫片也作为核产生手段。所述的微珠的特征在于，在每个微珠的表面，液晶分子平行于该表面排列。因此，尽管采用现有的制造工艺也可以稳定地保持弯曲排列条件。然而，在此方法中必须把许多微珠均匀地散布在液晶板中以保持弯曲排列稳定性。还有，在每个起核产生源作用的微珠的周围，液晶分子的排列出现扭曲，因此当显示黑白图像时发生露光。

在日本专利公开出版物10-142638中，使用了每个直径小于液晶板的基板之间的间隙的微珠，并且微珠的特征在于，在每个微珠的表面，液晶分子垂直于该基板排列。因此，在每个微珠上方的液晶分子垂直于该表面排列并且产生准混合排列，从而促进发生从展曲排列向弯曲排列的转换。然而，在此液晶板中，液晶分子垂直于每个微珠表面排列，所述微珠用作核产生源。因此，在每个微珠侧边的液晶分子平行于基板排列，使露光变大。同时，除了在基板之间散布间隙构件，还必须散布成为核产生源的微珠，而每个微珠的直径小于基板之间的间隙。因此难于稳定地固定每个直径小于基板之间的间隙的微珠。

在日本专利公开出版物10-020284中，在每个像素电极上形成锥形的凸部，并且从而形成局部电场强度特别高的区域以提供核产生源。所述的凸部由介电常数大于液晶材料的材料制造，或者用导电材料制造。在此出版物中，还说明了在每个像素区中设高预倾角的区域，并且液晶分子部分地预倾于相对高的角度，从而提供核产生源。然而，这些方法的问题在于，在核产生源的周边液晶分子的排列扭曲，从而当显示黑白图像时发生露光。除了这种问题之外，这些方法还有制造液晶显示器时由于形成核产生源不易于控制锥形等等使加工步骤增加的问题。

在像素区外提供核产生源的方法，已知有以下这些：

在日本专利公开出版物2000-330141中，使用含有水平排列分量和竖直排列分量的混合型排列取向膜，以得到高的预倾角，使得在不向液晶板施加电压时液晶分子有弯曲排列。然后只向显示区施加紫外线以得到低的预倾角，使得不向液晶板施加电压时液晶分子有展曲排列，从而在非像素区域中形成核产生源。然而，难于通过使用混合型取向膜均匀和稳定地控制和保持高的预倾角。

在日本专利公开出版物2000-321588中说明了一种在像素电极之间的间距狭窄、并且在公共电极上施加高电压的的液晶显示器。从而，不仅在公共电极和像素电极之间产生强电场，而且也在公共电极与扫描信号及图像信号电极之间产生强电场，所述的扫描信号及图像信号电极位于像素电极之间，从而可以在整个显示区可靠地进行从展曲排列向弯曲排列的转换。这个方法是有效地从展曲排列向弯曲排列初始转换的手段。然而，由于高电压施加在公共电极上，不能在显示工作中稳定地保持弯曲排列。

在日本专利出版物3074640中，从驱动系统方面向扫描信号电极施加电源接通复位信号，并且从而在每个扫描信号电极与每个公共之间产生强电场。同时，大于临界电压Vc的电压施加在每个像素电极与每个公共电极之间，从而在短时间内引起从展曲排列向弯曲排列的转换。同样在显示操作中，在预定的时间间隔进行相似的工作以保持弯曲排列。因此，在此方法中，可以有效地进行初始转换，并且在显示操作中以预定的时间间隔进行复位操作，以稳定地保持弯曲排列。然而，在此方法中，必须通过中断显示操作向液晶显示板写入黑白电平图像。因此，问题在于液晶板的透射率明显变差。

发明内容

因此本发明的的目的是提供一种OCB型的液晶显示器，其中从展曲排列向弯曲排列转换以及保持弯曲排列所需要的电压可以降低，提供驱动这种OCB型液晶显示器的方法，并且提供其制造方法。

本发明另一个目的是提供一种OCB型液晶显示器，其中可以避免光透射率的劣化，提供驱动这种OCB型液晶显示器的方法，并且提供其制造方法。

本发明另一个目的是提供一种OCB型液晶显示器，其中可以避免液晶分子的扰动并且有高的图像显示质量，提供驱动这种OCB型液晶显示器的方法，并且提供其制造方法。

本发明又一个目的是提供一种OCB型液晶显示器，其中在整个显示区液晶分子可以均匀地有效地排列，提供驱动这种OCB型液晶显示器的方法，并且提供其制造方法。

本发明再一个目的是提供一种OCB型液晶显示器，其中排列层的预倾角可以较小并且材料之类的成本可以降低，提供驱动这种OCB型液晶显示器的方法，并且提供其制造方法。

本发明的另一个目的是避免现有技术OCB型液晶显示器的缺点。

根据本发明的一个方面，提供有一种液晶显示器，含有：第一和第二基板，经过插在其间的一个液晶层，这两个基板彼此在对面，其中第一和第二基板的磨擦取向互相平行；多个像素电极，它对应于各自的像素；形成在第二基板上的公共电极，该公共电极接收对多个像素公用的基准电压；第一转换核区，形成在第一基板的液晶层侧的表面上，并且该转换核区含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面；和第二转换核区，所述第二转换核区形成在第二基板表面的液晶层侧并且含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面；其中在第一转换核区的倾斜表面和第二转换核区的倾斜表面相互处在对面并且向彼此相反的角方向倾斜；其中，在第一转换核区的倾斜表面与第一基板之间及第二转换核区的倾斜表面与第二基板之间的夹角分别等于或大于45度角，并且在弯曲排列的弹性常数与展曲排列的弹性常数之间的弹性常数比k33/k11等于或者小于1。

在此情况中，优选地，从第一基板的转换核区的倾斜表面伸出的假想平面和从第二基板的转换核区的倾斜表面伸出的假想平面相交于液晶层之内。

还优选地，第一转换核区形成在第一基板的非显示区而不在像素区。

还优选地，非显示区是形成扫描信号线和/或图像信号线的区域。

有利地，在第二基板的非显示区对面的区域中形成遮光层，从而用遮光层覆盖住非显示区。

还有利地，在第二基板的侧面上形成的第二转换核区形成大约与相应于在第二基板的侧面上形成的第一转换核区相同的面积。

还有利地，在整个显示区中第一转换核区的倾斜表面和第二转换核区的倾斜表面沿一致的方向形成。

优选地，由于第一转换核区的倾斜表面和第二转换核区的倾斜表面，转换核区的液晶分子有明显高的预倾角，并且，即使在像素电极与公共电极之间没有电压差存在的条件下，转换核区中的液晶层的液晶分子也有弯曲的排列。

根据本发明的又一个方面，提供有一种液晶显示器，含有：第一和第二基板，经过插在其间的一个液晶层，这两个基板彼此在对面，其中第一和第二基板的磨擦取向互相平行；多个像素电极，它对应于各自的像素；形成在第二基板上的公共电极，该公共电极接收对多个像素公用的基准电压；第一转换核区，形成在第一基板的液晶层侧的表面上，并且该转换核区含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面；和第二转换核区，所述第二转换核区形成在第二基板表面的液晶层侧并且含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面；其中在第一转换核区的倾斜表面和第二转换核区的倾斜表面相互处在对面并且向彼此相反的角方向倾斜；其中，在第一转换核区的倾斜表面与第一基板之间及第二转换核区的倾斜表面与第二基板之间的夹角分别等于或大于60度角。

有利地，在第一转换核区的倾斜表面与第二转换核区的倾斜表面的倾斜度基本上与相应的第一基板与液晶层之间的及第二基板与液晶层之间的界面上的液晶分子的排列方向一致。

还有利地，液晶显示器还含有：多个第一基板上的扫描信号线；多个放置在第一基板上并且与扫描信号线相交的图像信号线；以及多个形成在相应的扫描信号线和图像信号线之间交点附近的薄膜晶体管；其中，所述多个像素电极中的每个与由扫描信号线和图像信号线包围的区域之一对应地形成，并且与相应的一个薄膜晶体管连接。

根据本发明的另一个方面，提供一种制造液晶显示器的方法，所述的液晶显示器含有：第一和第二基板，这两个基板经过插在其间的一个液晶层彼此在对面；多个像素电极，它们对应于各自的像素；形成在第二基板上的公共电极，这些公共电极接收对多个像素公用的基准电压；第一转换核区，形成在第一基板的液晶层侧的表面上，并且这些转换核区含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面；和第二转换核区，所述第二转换核区形成在第二基板表面的液晶层侧并且含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面；所述的方法包括：在第一或第二基板上涂敷感光树脂，然后通过使用每个具有连续变化的光透射率的渐变部分的掩膜进行曝光和显影，以形成第一和第二转换核区的倾斜表面。

根据本发明的下一方面，提供一种制造液晶显示器的方法，这种液晶显示器含有：第一和第二基板，经过插在其间的液晶层，这两个基板彼此在对面；多个像素电极，对应于各自的像素；形成在第二基板上的公共电极，该公共电极接收对多个像素公用的基准电压；第一转换核区，形成在第一基板的液晶层侧的表面上，并且该转换核区含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面；和第二转换核区，所述第二转换核区形成在第二基板表面的液晶层侧，并且含有多个锯齿状横截断面的连续倾斜表面；所述方法包括：在第一或第二基板上涂敷感光树脂，然后通过增加、减少曝光强度进行曝光和显影，同时逐步地转移具有裂缝的掩模以形成第一转换核区的倾斜表面和第二转换核区的倾斜表面。

根据本发明的另一个方面，提供驱动液晶显示器的方法，这种液晶显示器含有：第一和第二基板，这两个基板彼此在对面，经过插在其间的液晶层；多个像素电极，它们对应于各自的像素；和形成在第二基板上的公共电极，该公共电极接收对多个像素公用的基准电压；所述方法包括：在像素电极的周边的非显示区域内提供第一转换核区，并且在没有电压施加在像素电极和公共电极之间的情况下使该转换核区内的液晶层弯曲排列；并且通过在像素电极和公共电极之间施加电压切换每个像素的显示区中的液晶层，使之从展曲排列状态变到弯曲排列状态。

在此情况下，优选地，转换核区含有：第一转换核区，所述第一转换核区形成在第一基板的液晶层侧的表面上，并且该转换核区含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面；和第二转换核区，所述第二转换核区形成在第二基板表面的液晶层侧并且含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面；并且第一转换核区的倾斜表面和第二转换核区的倾斜表面彼此处在对面而且倾斜向互相相反的角方向。

还优选地，在第一转换核区的倾斜表面与第一基板之间及第二转换核区的倾斜表面与第二基板之间的夹角分别等于或大于45度角，并且在弯曲排列的弹性常数与展曲排列的弹性常数之间的弹性常数比k33/k11等于或者小于1(一)。

还优选地，在第一转换核区的倾斜表面与第一基板之间及第二转换核区的倾斜表面与第二基板之间的夹角分别等于或大于60度角。

在上述的根据本发明的第一方面的液晶显示器中，转换核区的倾斜表面形成在彼此处在对面的两个基板上，使得彼此在对面的两个基板上的倾斜表面向彼此相反的角方向倾斜，从而，例如使倾斜的表面大体上互相对称。因此位于转换核区之间的一部分液晶层是弯曲排列的，并且当在两个基板之间加上电压时易于发生从展曲排列向弯曲排列的转换。

此外，优选地，从两个基板的转换核区的倾斜表面延伸出的假想直线可相交于液晶层之内，并且这与图15中所示的形成倾斜平面的情况相对应。在此情况下，位于转换核区之间的部分液晶层成为弯曲排列状态下，并且在两个基板之间施加电压时，易于发生从展曲排列向弯曲排列的转换。

在除了像素电极区的区域中形成转换核区的倾斜表面时，在显示区中不发生液晶分子排列的扰动，并且，因此，不易于发生光透射的劣化。

转换核区可以形成在与扫描信号/图像信号电极形成的区域相应的位置。从而，插入在转换核区之间的部分由黑底部分覆盖，并且能够改进液晶显示器的显示质量。

优选地，可以把转换核区形成在大致彼此处在对面的位置。从而降低了转换核区之间的液晶分子的排列扰动，并且能够改进液晶显示器的显示质量。

在整个显示区中转换核区的倾斜表面沿一致的方向倾斜的情况下，可以统一所有像素的液晶分子的排列方向，从而有可能有效和一致地排列整个显示区的液晶层。

即使在两个基板之间没加电压的条件下，也有可能使转换核区中的液晶分子弯曲地排列。从而，在不加电压的情况下展曲排列的液晶层中的其它部分的液晶分子通过在两个基板之间施加电压时的弯曲排列条件变成弯曲排列。因此即使在两个基板之间施加相对低的电压时，也能够易于产生和稳定地保持液晶层中的弯曲排列的条件。

在转换核区的每个倾斜表面与基板之间的夹角等于或大于45度角时，并且在弯曲排列的弹性常数与展曲排列的弹性常数之间的弹性常数比k33/k11等于或者小于1(一)时，有可能在基板之间不施加电压的条件下实现转换核区中的液晶层的弯曲排列。从而，在没加电压的情况下的展曲排列的液晶层中的其它部分的液晶分子通过在两个基板之间施加电压时转换核区中的弯曲排列条件诱导成弯曲排列。因此即使在两个基板之间施加相对低的电压时，也能够易于在液晶层中产生和稳定地保持弯曲排列的条件。

还有，在转换核区的每个倾斜表面与基板之间的夹角等于或大于60度角时，理论上在所有的液晶材料中都有可能在基板之间不施加电压的条件下实现转换核区中的液晶层的弯曲排列。即使在两个基板之间不加电压的条件下，在转换核区中的液晶分子也是弯曲排列的。从而，在没加电压的情况下展曲排列的液晶层其它部分中的液晶分子通过在两个基板之间施加电压时的弯曲排列条件诱导成弯曲排列。因此即使在两个基板之间施加相对低的电压时，也能够易于在液晶层中产生和稳定地保持弯曲排列的条件。

取决于每个转换核区的倾斜表面相对基板的倾斜角度，放置于转换核区之间的液晶分子成为弯曲排列。因此即使每个转换核区的基板表面的预倾角为零(0)度，也可以保持弯曲排列。从而能够使用在具有液晶层的界面部分的具有较小的预倾角的材料，从而可能易于从其成本的角度选择材料。

在制造根据本发明的液晶显示器时，可以通过采用具有光透射度连续变化的渐变部分的掩模进行曝光和显影的工序。从而可以形成转换核区的倾斜表面。因此可以在不增加制造工艺步骤的情况下提供根据本发明的液晶显示器。

另外，有可能通过增加、减少曝光光强进行曝光和显影的工艺，同时逐步地转移具有裂缝(一个或多个)的掩模。从而可以方便地形成转换核区的倾斜表面。因此可以在不增加制造工艺步骤的条件下提供根据本发明的的液晶显示器。

通过形成转换核区和通过使液晶分子插入转换核区之间，在基板之间不施加电压的条件下使转换核区弯曲排列，当在两个基板之间施加电压时，有可能易于进行从展曲排列向弯曲排列的转换。这还可能易于保持该弯曲排列。

附图说明

从以下参照附图的详细说明读者可以更加清楚地理解本发明的这些及其它的特征和优点，附图中相同的标号在全部附图中指示相同或相应的部件，附图中：

图1为平面图，示出形成在根据本实施例的OCB型液晶显示器的有源矩阵基板上的像素；

图2为沿图1中的A-A线剖取的OCB型液晶显示器局部剖面示意图；

图3为示意图，示出理想的展曲排列和弯曲排列情况；

图4为曲线图，示出弹性常数与预倾角之间的关系，以弹性常数为横坐标，以预倾角为纵坐标；

图5包括简化图2的OCB型液晶显示器的截面图得到的截面图，并且示出关断电源(a)和接通电源(b)时液晶分子的排列情况。

图6为平面图，示出围绕像素电极形成转换核区的部分。

图7A至7H为截面图，各示出通过采用根据本发明的一种制造方法制造OCB型液晶显示器的过程中得到的工件的结构。

图8为根据本发明的第二实施例的OCB型液晶显示器的局部剖视示意图。

图9A至图9G为截面图，各示出通过采用根据本发明的另一种制造方法制造OCB型液晶显示器的过程中得到的工件的结构。

图10A至图10F为截面图，各示出通过采用根据本发明的另一种制造方法制造OCB型液晶显示器的过程中在图9G的结构之后得到的工件的结构。

图11为包括简化根据本发明的另一实施例的OCB型液晶显示器的截面图得到的截面图，并且示出关断电源(a)和接通电源(b)时液晶分子的排列情况。

图12为包括简化根据本发明的又一实施例的OCB型液晶显示器的截面图得到的截面图，并且示出关断电源(a)和接通电源(b)时液晶分子的排列情况。

图13示出OCB型液晶显示器的基本结构例；

图14为曲线图，示出对于施加的电压计算吉布斯能量的例子；而

图15为示意图，示出根据本发明的OCB型液晶显示器中从转换核区的倾斜表面伸出的假想平面相交于液晶层内部的情况。

具体实施方式

现在参照附图说明本发明的优选实施例。应当注意下面说明的实施例仅作举例而不限制本发明的范围。

实施例1

图1为平面图，示出形成在根据本实施例的OCB型液晶显示器的有源矩阵基板上的像素。如图1所示，像素电极12置于有源基板上的矩阵中。在此还布置有栅极线2和漏极线3，栅极线2和漏极线3沿像素电极12的周边通过并且相互间垂直。在每个栅极线2和漏极线3之间相交处的附近布置有一个薄膜晶体管(TFT)10。每个TFT10的漏极都连接到漏极线3，每个TFT10的栅极都连接到栅极线2。还有，每个TFT10的源极都经过一个接触孔4连接到像素电极12。通过使用三套分别进行红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)图像显示的像素电极和TFT10，可以构成一个彩色显示的像素。

图2为沿图1中的A-A线剖取的OCB型液晶显示器局部剖面示意图。如图2所示，根据本发明的OCB型液晶显示器含有下侧基板6、放在该下侧基板6对面的对侧基板7和插入在下侧基板6和对侧基板7之间的液晶层8。液晶层8的厚度为5-6微米。在下侧基板6上安置有栅极绝缘膜9、TFT10、绝缘膜11和像素电极12。更加具体地，在下侧基板6上叠放有用感光的丙烯酸树脂制造的栅极绝缘膜9。在栅极绝缘膜9上形成TFT10。TFT10具有形成在下侧基板6上的栅极13和形成在覆盖栅极13的栅极绝缘膜9上的源极14和漏极15。栅极13与图1所示的栅极线2电连接，而漏极15与图1所示的漏极线3电连接。

在栅极绝缘膜9和TFT10上，叠放绝缘膜11，而且绝缘膜11具有达到源极14的接触孔16。还有，形成像素电极12以覆盖绝缘膜11和接触孔16。因此，像素电极12与TFT10的源极14电连接，并且起向液晶层8施加电压的电极的作用。而且，有可能在像素电极12等上形成取向膜17。

对侧基板7具有取向膜17、绝缘膜11、公共电极18、滤色器19和遮光膜20，它们依所述次序从液晶层8侧叠放在对侧基板7上。把遮光膜20形成得使之覆盖TFT10和转换核区22。尽管在图中未示，也可以在其它的位置形成遮光膜20，例如在下侧基板6的绝缘膜11上。所述取向膜17是通过磨擦取向膜17的表面确定液晶层8中的液晶分子21的排列取向的膜。公共电极18与像素电极12一起，起向液晶层8施加电压的电极的作用。滤色器19是着有红(R)、绿(G)、蓝(B)色的透明树脂制成的。遮光膜20是形成在对侧基板7上的处于在下侧基板6上的TFT10、栅极线2和漏极线3对面位置上的黑色掩模，并且起在这些区域中避免光透射的作用。

在叠放在下侧基板6上和叠放在对侧基板7上的绝缘膜11上，除了形成像素电极12区域的区域上，连续地形成具有锯齿状截面或者说断面的倾斜表面。这种形成倾斜表面的区域在下文中称为转换核区22。在每个对侧基板7和下侧基板6的转换核区22中的绝缘膜11的倾斜表面，还由各种因素决定液晶分子21的预倾角和排列方向。这些因素，例如，包括：倾斜表面相对基板的角度、绝缘膜11的材料、取向膜17的材料、磨擦取向等等。例如，当用较小预倾角度的树脂作绝缘膜11等的材料时，液晶分子21的长轴基本上平行于绝缘膜11和液晶层8之间的界面排列。因此，如图2所示，在下侧基板6和对侧基板7彼此在对面的情况下，当相互面对的绝缘膜11相对于平行于基板并且穿过液晶层8的假想平面向彼此相反的角方向倾斜时，位于下侧基板6和对侧基板7的转换核区22之间的液晶分子总是弯曲排列，因为液晶分子21是连续介质。

现在说明对绝缘膜11的倾斜角的考虑，这是对把弯曲排列实现为初始排列条件所必须的。如当前公知并且广泛地使用地，Oseen、Zocher和Frank进行了分析并且推导出下面的公式(1)，该公式表示单位体积形变的液晶材料的自由能量密度。参见”LIQUID CRYSTALS”，second edition，S.Chandrasekhar，University Press，Cambrige，1992.

$f=\frac{1}{2}{k}_{11}{(\▿\·n)}^2+\frac{1}{2}{k}_{22}{(n\·\▿\×n)}^2+\frac{1}{2}{k}_{33}{(n\×\▿\×n)}^2---\left(1\right)$

式中，k₁₁、k₂₂和k₃₃分别是相应于展曲的、扭曲的和弯曲的Oseen-Frank氏弹性常数，并且是液晶材料中固有的材料物理学值。还有，n是无量纲的单位矢量，它指定了液晶分子在任何一点的排列方向。当诸如电场之类的外力作用时，代表外力的项加在公式(1)中。上式中考虑的是没有外力作用的初始排列条件，因此，对于这种外力，没有引入。应用公式(1)，得出在初始条件下弯曲排列比展曲排列更加稳定的条件。

为了简化，现在考虑图3中所示理想的展曲排列和弯曲排列的情况。在这种情况下，由于不存在扭曲分量，n值如下，并且当在位置z处液晶分子与x轴的角度用θ表示时，得出以下的关系式。式中θ仅为z的函数。

$n=(\cos \mathrm{\θ},0,\sin \mathrm{\θ}),\▿=[\frac{\mathrm{\δ}}{\mathrm{\δx}},\frac{\mathrm{\δ}}{\mathrm{\δx}},\frac{\mathrm{\δ}}{\mathrm{\δz}}]=[\mathrm{0,0},\frac{\mathrm{\δ}}{\mathrm{\δz}}]$

把这些关系式代入公式(1)，得出以下公式。

$f\left(z\right)=\frac{1}{2}(k_{11}{\cos }^2\mathrm{\θ}+k_{33}{\sin }^2\mathrm{\θ}){\left[\frac{\mathrm{d\θ}}{\mathrm{dz}}\right]}^2=\frac{1}{2}g\left(\mathrm{\θ}\right){\left[\frac{\mathrm{d\θ}}{\mathrm{dz}}\right]}^2---\left(2\right)$

当液晶层的厚度用d代表时，单位面积的自由能量如下式。

$F={\∫}_0^{d}f\left(z\right)\mathrm{dz}=\frac{1}{2}{\∫}_0^{d}g\left(\mathrm{\θ}\right){\left[\frac{\mathrm{d\θ}}{\mathrm{dz}}\right]}^2$

由此公式可见，当F为最小值时，得到平衡条件。当f满足以下关于欧拉-拉格朗日关系式的公式3时，F为最小值。

$\frac{d}{\mathrm{dz}}\left\{\frac{\mathrm{\δf}}{\mathrm{\δ}\left[\frac{\mathrm{d\θ}}{\mathrm{dz}}\right]}\right\}-\frac{\mathrm{\θf}}{\mathrm{\δ\θ}}=0---\left(3\right)$

通过把f替换成公式(3)的关于z、θ、dθ/dz的函数时得到以下的关系式。

$\frac{d}{\mathrm{dz}}\{g\left(\mathrm{\θ}\right)\·\frac{\mathrm{d\θ}}{\mathrm{dz}}\}-\frac{1}{2}{\left[\frac{\mathrm{d\θ}}{\mathrm{dz}}\right]}^2\·\frac{\mathrm{dg}\left(\mathrm{\θ}\right)}{\mathrm{d\θ}}=0$

$\{\frac{\mathrm{dg}\left(\mathrm{\&theta;}\right)}{\mathrm{d\&theta;}}\&CenterDot;\frac{\mathrm{d\&theta;}}{\mathrm{dz}}\&CenterDot;\frac{\mathrm{d\&theta;}}{\mathrm{dz}}+g\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&CenterDot;\frac{d^2\mathrm{\&theta;}}{{\mathrm{dz}}^2}\}-\frac{1}{2}{\left[\frac{\mathrm{d\&theta;}}{\mathrm{dz}}\right]}^2\&CenterDot;\frac{\mathrm{dg}\left(\mathrm{\&theta;}\right)}{\mathrm{d\&theta;}}=0<mrow>\; <msup>\; </msup>\; </mrow><msup>\; </msup>$

∴ $\frac{\mathrm{dg}\left(\mathrm{\&theta;}\right)}{\mathrm{d\&theta;}}\&CenterDot;{\left[\frac{\mathrm{d\&theta;}}{\mathrm{dz}}\right]}^2+2g\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&CenterDot;\frac{d^2\mathrm{\&theta;}}{{\mathrm{dz}}^2}=0$

通过在上式两边乘以dθ/dz并且对公式加以变换，得到以下的关系式。

$\frac{\mathrm{dg}\left(\mathrm{\&theta;}\right)}{\mathrm{d\&theta;}}\&CenterDot;\frac{\mathrm{d\&theta;}}{\mathrm{dz}}{\left[\frac{\mathrm{d\&theta;}}{\mathrm{dz}}\right]}^2+2g\left(\mathrm{\&theta;}\right)\&CenterDot;\frac{\mathrm{d\&theta;}}{\mathrm{dz}}\&CenterDot;\frac{d^2\mathrm{\&theta;}}{{\mathrm{dz}}^2}=0$

$\frac{\mathrm{dg}\left(\mathrm{\&theta;}\right)}{\mathrm{d\&theta;}}\&CenterDot;{\left[\frac{\mathrm{d\&theta;}}{\mathrm{dz}}\right]}^2+g\left(\mathrm{\&theta;}\right)\{2\frac{\mathrm{d\&theta;}}{\mathrm{dz}}\&CenterDot;\frac{d^2\mathrm{\&theta;}}{{\mathrm{dz}}^2}\}=0$

$\frac{\mathrm{dg}\left(\mathrm{\&theta;}\right)}{\mathrm{d\&theta;}}\&CenterDot;{\left[\frac{\mathrm{d\&theta;}}{\mathrm{dz}}\right]}^2+g\left(\mathrm{\&theta;}\right)\left\{\frac{d}{\mathrm{dz}}{\left[\frac{\mathrm{d\&theta;}}{\mathrm{dz}}\right]}^2\right\}=0$

$\frac{d}{\mathrm{dz}}\left\{g\left(\mathrm{\&theta;}\right){\left[\frac{\mathrm{d\&theta;}}{\mathrm{dz}}\right]}^2\right\}=0$

∴ $f\left(z\right)=\frac{1}{2}g\left(\mathrm{\&theta;}\right){\left[\frac{\mathrm{d\&theta;}}{\mathrm{dz}}\right]}^2=C=\mathrm{const}.$

因此导出，单位体积的自由能量密度在层内总是常数。通过使用此结果，可以导出每个展曲排列和弯曲排列的单位体积的自由能量密度。把公式(4)转换成下式。

$\sqrt{2C}\mathrm{dz}=\sqrt{g\left(\mathrm{\&theta;}\right)}\left|\mathrm{d\&theta;}\right|$

把该式两端积分。假定预倾角为θ₀，展曲排列和弯曲排列的边界条件分别如下。

$\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{splay}:\mathrm{\&theta;}(z=0)={\mathrm{\&theta;}}_0,& \mathrm{\&theta;}\left(z=\frac{d}{2}\right)=0,\mathrm{\&theta;}(z=d)=-{\mathrm{\&theta;}}_0\\ \mathrm{bend}:\mathrm{\&theta;}(z=0)={\mathrm{\&theta;}}_0,& \mathrm{\&theta;}(z=\frac{d}{2})=\frac{\mathrm{\&pi;}}{2},\mathrm{\&theta;}(z=d)=\mathrm{\&pi;}-{\mathrm{\&theta;}}_0\end{array}\right.$

在展曲排列中，通过使用在z＝d/2时的对称性，并且cos(-θ)＝cos(θ)、sin(-θ)＝-sin(θ)，得出以下的公式。

$\sqrt{2C}{\&Integral;}_0^d\mathrm{dz}={2\&Integral;}_0^{{\mathrm{\&theta;}}_0}\sqrt{g\left(\mathrm{\&theta;}\right)}\mathrm{d\&theta;}$

∴ $C=f_{\mathrm{SPLAY}}=\frac{2}{d^2}{\left\{{\&Integral;}_0^{{\mathrm{\&theta;}}_0}\sqrt{g\left(\mathrm{\&theta;}\right)}\mathrm{d\&theta;}\right\}}^2$

类似地，在弯曲排列条件下，通过使用在z＝d/2时的对称性，并且cos(π-θ)＝-cos(θ)、sin(π-θ)＝sin(θ)，得出以下的公式。

∴ $\sqrt{2C}{\&Integral;}_0^d\mathrm{dz}={2\&Integral;}_{{\mathrm{\&theta;}}_0}^{\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}}\sqrt{g\left(\mathrm{\&theta;}\right)}\mathrm{d\&theta;}$

∴ $C=f_{\mathrm{BEND}}=\frac{2}{d^2}{\left\{{\&Integral;}_{{\mathrm{\&theta;}}_0}^{\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}}\sqrt{g\left(\mathrm{\&theta;}\right)}\mathrm{d\&theta;}\right\}}^2$

弯曲排列比展曲排列更稳定的条件是f_SPLAY＞f_BEND，从而得到以下的公式(7)

∴ $2{\&Integral;}_0^{{\mathrm{\&theta;}}_0}\sqrt{{\cos }^2+k{\sin }^2\mathrm{\&theta;}}\mathrm{d\&theta;}>{\&Integral;}_0^{\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}}\sqrt{{\cos }^2\mathrm{\&theta;}+k{\sin }^2\mathrm{\&theta;}}\mathrm{d\&theta;}(k=k_{33}/k_{11})----\left(7\right)$

关于从上述弹性连续理论得出的公式(7)，图4示出弹性常数k(＝k33/k11)与预倾角之间的关系，以弹性常数k为横坐标，以预倾角θ₀为纵坐标；横坐标用对数刻度。图4中所述的边界曲线表示，当k＝1时，θ₀成为45度，当k＝接近无穷大时，θ₀接近60度，当k接近零(0)时，θ₀接近30度。当使用其中k＜1的液晶材料时，转换核区中的绝缘膜11的每个倾斜表面的角度应当等于或者大于45度。在此情况下，如果倾斜表面角等于或者大于60度，初始排列条件总是变成为弯曲排列。通过使用磨擦方法可复制地并且稳定地得到的预倾角最高接近10度，所述的磨擦方法是工业上广泛采用的。然而通过使用根据本发明的倾斜断面轮廓，可以实现比仅靠磨擦方法不可能得到的高预倾角，并且可以实现初始排列状况下的弯曲排列。

图5(a)和图5(b)是通过简化图2的OCB型液晶显示器的截面图得到的截面图，分别示出关断电源和接通电源时液晶分子的排列情况。在液晶层8的插入在转换核区22中的绝缘膜11的倾斜表面之间的部分中，不论是在电源开还是电源关的条件下液晶分子21都是弯曲排列的。然而液晶层8的形成像素电极的部分中，电源关的条件下液晶分子是展曲排列的，而在电源开的条件下液晶分子是弯曲排列的。

在此，电源关的条件指在像素电极12与公共电极18之间不存在电压差的条件。在此电源开的条件是在像素电极12与公共电极18之间存在约3-5伏电压差的条件。如果该电压差约3-5伏特时，可以靠使用TFT10施加此电压。因为从展曲排列向弯曲排列的转换可以通过使用TFT10施加的电压立即发生，可以理解，在转换核区22的初始条件下弯曲排列的液晶分子21可以起转换的核的作用。关于在像素电极12区域的液晶层8成为弯曲排列之后驱动液晶层8以进行黑白图像显示的驱动方法，可以采取现有技术的OCB型液晶显示器使用的驱动方法。

图6为平面图，示出那些围绕像素电极在其中形成转换核区22的部分。如图6所示，在如图1所示的形成栅极线2和漏极线3的区域内，在绝缘膜11中形成倾斜表面作为转换核区22。因此，在像素电极12区域中的液晶分子21的排列不受扰动，在显示黑白图像的条件下不发生露光。还有，通过使转换核区22中倾斜表面相对基板的角度等于或者大于45度，可以实现稳定的弯曲排列条件。

现在参照图7A至7H说明制造根据本发明的在图1至图6中所示的OCB型液晶显示器的方法。

首先在下侧基板6上形成栅极13，并且把栅极绝缘膜9叠放在栅电极13和下侧基板6上。在栅极绝缘膜9上形成源极14和漏极15，从而形成具有作为开关元件的TFT10的有源矩阵基板，如图7A所示。在此，应当注意，开关元件不限于TFT，而是所述开关元件可以由其它的开关元件构成，例如，二极管等等。

然后，在TFT10和栅极绝缘膜9上形成由感光的丙烯酸树脂制造的绝缘膜11，并且可以得到图7B所示的结构。然后，通过使用具有预定图案的掩模掩盖绝缘膜11，并且把绝缘膜11曝光和显影。从而在绝缘膜11的预定位置形成达到源极14的接触孔16和具有锯齿形断面的转换核区22的倾斜表面，如图7C所示。在此情况下，通过采用具有光透射度连续变化或者阶跃变化(例如从0至100％)的变化部分的掩模进行曝光和显影的工序，可以形成转换核区22的倾斜表面。作为另一个方式，分步地移动有裂缝的掩模，改变曝光的强度，即每步增加或减少曝光强度。

通过使用溅射方法，在绝缘膜11的整个区域上叠放形成像素电极12的ITO膜23。在此情况，ITO膜的材料也填充接触孔16。从而，源极14和像素电极12电连接在一起，如图7D所示。这里假定在本说明书中的OCB型液晶显示器是透射型液晶显示器。因此，像素电极12用透明的ITO膜23制造。然而，在要制造反射型的液晶显示器时，可以用铝及类似金属制造像素电极12。在叠放ITO膜23之后，通过旋涂法在ITO膜23上涂敷光致抗蚀刻膜24，如图7E所示。用具有预定图案的掩模掩盖光致抗蚀刻膜24，然后曝光和显影。从而，要形成像素电极12的光致抗蚀刻膜24的一些部分留下不溶解，如图7F所示。

用制成图案的光致抗蚀刻膜24作掩模，蚀刻ITO膜23，从而保留像素电极12，而去除ITO膜23的其余部分，如图7G所示。然后去除光致抗蚀刻膜24，得到如图2所示的OCB型液晶显示器的有源矩阵基板，如图7H所示。在此情况下，蚀刻ITO膜23和去除光致抗蚀刻膜24可以使用其它的任意方法进行，取决于像素电极12和光致抗蚀刻膜24的种类。可以使用常规提供和使用的现有技术。尽管在此没有详细说明，在像素电极12上和绝缘膜11上形成决定液晶分子21的排列方向的取向膜17，然后使用与现有技术类似的技术磨擦取向膜17。

在对侧基板7上，用蚀刻等方法形成滤色膜19和遮光膜20。然后依次形成公共电极18和感光丙烯酸树脂制造的绝缘膜11。然后按类似于上面参照图7C所述的方法的方式，对绝缘膜11加掩模，再进行曝光和显影。从而，转换核区22的具有锯齿形断面的倾斜表面形成在绝缘膜11的预定位置上。在此情况下，通过采用具有光透射度连续变化或者阶跃变化(例如从0至100％)的变化部分的掩模进行曝光和显影的工序，可以形成转换核区22的倾斜表面。作为另一个方式，分步地移动有裂缝的掩模，改变曝光的强度，即每步增加或减少曝光强度。还有，在像素电极12上和绝缘膜11上形成决定液晶分子21的排列方向的取向膜17，然后使用与现有技术类似的技术磨擦取向膜17。

用上述方法制造的下侧基板6和对侧基板7在对面放置，并与附图中所未示的框架构件组装在一起。在两个基板之间的间隙中填充液晶分子21，从而制造了如图2所示的OCB型液晶显示器。以此方式制造的OCB型液晶显示器放在两个偏光片膜和两个负性双折射补偿板之间，所述的双折射补偿板用盘状液晶组成，类似于图13所示的现有技术的OCB型液晶显示器。

实施例2

图8为根据本发明的第二实施例的OCB型液晶显示器的局部剖视示意图。图8为示出大致沿图1的A-A剖取的截面图。如图8所示，根据本实施例的OCB型液晶显示器含有：下侧基板6、放在该下侧基板6对面的对侧基板7和插入下侧基板6和对侧基板7之间的液晶层8。液晶层8的厚度为5-6微米。在下侧基板6上安置有栅极绝缘膜9、TFT10、绝缘膜11和像素电极12、滤色器19和遮光膜20。更加具体地，在下侧基板6上，叠放有用感光的丙烯酸树脂制造的栅极绝缘膜9。在栅极绝缘膜上形成TFT10。TFT10具有形成在下侧基板6上形成的栅极13，和形成在覆盖栅极13的栅极绝缘膜9上的源极14和漏极15。栅极13与图1所示的栅极线2电连接，而漏极15与图1所示的漏极线3电连接。

在栅极绝缘膜9和TFT10上，叠放罩膜11a和绝缘膜11，而且罩膜11a和绝缘膜11具有达到源极14的接触孔16。还有，形成像素电极12以覆盖罩膜11a、绝缘膜11和接触孔16。因此，像素电极12与TFT10的源极14电连接，并且起向液晶层8施加电压的电极的作用。滤色器19是着有红(R)、绿(G)、蓝(B)色的透明树脂制成的。遮光膜20是形成在处于与TFT10、在下侧基板6上的栅极线2和漏极线3对应位置上的黑色掩模，并且起在此区域中避免光透射的作用。

对侧基板7具有取向膜17、绝缘膜11、公共电极8、和遮光膜20，它们依所述次序从液晶层8开始叠放在对侧基板7上。把遮光膜20形成得使之覆盖转换核区22。尽管在图中未示，也可以在下侧基板6一侧的绝缘膜11上形成遮光膜20。所述取向膜17是通过磨擦取向膜17的表面确定液晶层8中的液晶分子21的排列取向的膜。公共电极18与像素电极12一起，起向液晶层8施加电压的电极的作用。

在叠放在下侧基板6上和叠放在对侧基板7上的绝缘膜11上，在转换核区22内，连续地形成具有锯齿状截面的倾斜表面。在转换核区22中的绝缘膜11的倾斜表面，还由各种因素决定液晶分子21的预倾角和排列方向。这些因素，例如，包括：倾斜表面相对基板的角度、磨擦方向、绝缘膜11的材料等等。当用较小预倾角度的树脂作绝缘膜11的材料时，液晶分21的长轴大致上平行于绝缘膜11的表面排列。因此，如图8所示，在下侧基板6和对侧基板7彼此在对面的情况下，当相互面对的绝缘膜11的倾斜表面相对平行于基板并且穿过液晶层8的假想平面向彼此相反的角方向倾斜时，位于转换核区22内的液晶分子总是弯曲排列，因为液晶分子21是连续介质。

图8所示的OCB型液晶显示器可以用类似于图7A至7H所示的根据第一实施例的制造OCB型液晶显示器的方法制造，只是有以下不同。也就是在制造图8所示的OCB型液晶显示器时，如图7A所示在TFT10和栅极绝缘膜9上形成罩膜11a以后，形成遮光膜20，从而把遮光膜支承在TFT10上，再在相应于像素电极12的区域在罩膜11a上形成滤色器19。此后有关绝缘膜11、像素电极12、接触孔16和具有锯齿形断面的转换核区22的倾斜表面的处理步骤可以与以上参照图7B至图7H所作的说明相同。

实施例3

现在参照图9A至图9G及图10A至图10F说明另一个制造根据本发明的OCB型液晶显示器中用的有源矩阵基板的方法。制造OCB型液晶显示器除有源矩阵基板以外的部分的工艺可以与参照第一实施例所作的说明相同。

首先在下侧基板6上形成栅极13，并且把栅极绝缘膜9叠放在栅极13和下侧基板6上。在栅极绝缘膜9上形成源极14和漏极15，从而形成具有作为开关元件的TFT10的有源矩阵基板，如图9A所示。在此，应当注意，开关元件不限于TFT，而是此开关元件可以由其它的开关元件构成，例如，二极管等等。

然后，通过使用溅射法或者CVD法在TFT10和栅极绝缘膜9上形成由SiO₂之类制造的绝缘膜11，并且可以得到图9B所示的结构。然后，通过旋涂法在绝缘膜11上涂敷光致抗蚀刻膜24，如图9C所示。用具有预定图案的掩模掩盖光致抗蚀刻膜24，然后，曝光和显影，如图9D所示。然后通过蚀刻，形成达到源极14的接触孔16如图9E所示。去除光致抗蚀刻膜24之后，如图9F所示，在整个绝缘膜11的区域通过溅射法叠放形成像素电极12用的ITO膜23。在此情况下，ITO膜23的材料也填充在接触孔16的内部。从而，源极14和像素电极12电气连接在一起，如图9G所示。

在叠放ITO膜23后，再次通过旋涂法在ITO膜23上涂敷光致抗蚀刻膜24，如图10A所示。用具有预定图案的掩模掩盖光致抗蚀刻膜24，然后曝光和显影。从而要形成像素电极12的光致抗蚀刻膜24部分留下不溶解，如图10B所示。

此后使用制成图案的光致抗蚀刻膜24作掩模，蚀刻ITO膜23，从而保留像素电极12而去除ITO膜23的其余部分，如图10C所示。然后去除光致抗蚀刻膜24，并形成像素电极12，如图10D所示。然后，通过旋涂法叠放用感光丙烯酸树脂制造的绝缘膜11，如图10E所示。通过使用具有预定图案的掩模掩盖绝缘膜11，并且把绝缘膜曝光和显影。从而，在绝缘膜11的预定位置形成具有锯齿形断面的转换核区22的倾斜表面，如图10F所示。在此情况下，例如通过采用具有光透射度连续变化或者阶跃变化(例如从0至100％)的变化部分的掩模进行曝光和显影的工序，可以形成转换核区22的倾斜表面。

在此情况下，蚀刻ITO膜23和去除光致抗蚀刻膜24可以使用任意方法进行，这取决于像素电极12和光致抗蚀刻膜24的种类。可以使用常规提供和使用的现有技术。尽管图中没有表示，在像素电极12上和绝缘膜11上形成决定液晶分子21的排列方向的取向膜17，然后用与现有技术类似的技术磨擦取向膜。

实施例4和5

图11和图12为根据本发明的另一实施例(实施例4和5)的OCB型液晶显示器的示意性截面图。

根据这些实施例的OCB型液晶显示器中，形成各个像素电极12的区域与转换核区22之间的台阶高度差的情况与前述实施例不同。图11所示的结构中，转换核区22的倾斜表面突向液晶层8而不是像素电极表面12。即使在此结构中，像素区域中的液晶分子21在关断电源时成为展曲排列而在开通电源时成为弯曲排列。还有，不论在公共电极18侧是否存在这种台阶高度差别，像素区域中的液晶分子21也在关断电源时成为展曲排列而在开通电源时成为弯曲排列。

在此，电源关的条件指在像素电极12与公共电极18之间不存在电压差的条件。在此，电源开的条件是在像素电极12与公共电极18之间存在约3-5伏电压的条件。可以靠使用TFT10产生此3-5伏的电压差。因为从展曲排列向弯曲排列的转换可以通过使用TFT10施加的电压立即地发生，可以理解，在转换核区22的初始条件下弯曲排列的液晶分子21可以起转换的核的作用。关于在像素电极12区域的液晶层8成为弯曲排列之后驱动液晶层8以进行黑白图像显示的驱动方法，可以采取现有技术的OCB型液晶显示器使用的驱动方法。

根据本发明的OCB型液晶显示器中，优选地，从下侧基板6和对侧基板7的转换核区22的倾斜表面伸出的假想平面都相交于液晶层8之内。图15示意图地表示两个延伸的假想平面都相交于液晶层8内部的情况。从而，即使在两个基板间没有电压的情况下，位于转换核区内的液晶分子也成为弯曲排列状态，而在两个基板间加有电压的情况下，在像素区易于发生从展曲排列向弯曲排列的转换。

总而言之，根据本发明，在上述的OCB型液晶显示器中，在彼此处于对面的两个基板上都形成转换核区的倾斜表面，使彼此相对的两个基板上的倾斜表面向相反的角方向倾斜。因此位于转换核区之间的液晶层部分初始地弯曲排列，并且在两个基板间加有电压时，易于发生从展曲排列向弯曲排列的转换。

在像素电极区域之外的区域形成转换核区的倾斜表面时，显示区中不发生液晶分子排列扰动，因此不易于发生光透射的劣化。

转换核区可以形成在扫描信号电极/图像信号电极形成的区域。从而，位于转换核区内的液晶层部分由黑底部分部分覆盖，并且能够改进液晶显示器的显示质量。

可以把下侧基板上的转换核区和对侧基板上的转换核区形成在大致彼此处在对面的位置。从而降低了转换核区中的液晶分子的排列扰动，并且能够改进液晶显示器的显示质量。

在整个显示区中转换核区的倾斜表面沿一致的方向倾斜。因此，可以统一所有像素的液晶分子的排列方向，从而有可能有效和一致地排列整个显示区的液晶层。

即使在基板之间没有电压存在的情况下，也有可能使转换核区中的液晶分子弯曲排列。从而，在不加电压的情况下展曲排列的液晶层中的其它部分的液晶分子通过在两个基板之间施加电压时的弯曲排列条件变成弯曲排列。因此即使在两个基板之间施加相对低的电压时，甚至于当转换核区的倾斜表面凹陷进或者凸突出像素电极和/或公共电极时，也能够易于产生和稳定地保持弯曲排列的条件。

取决于每个转换核区的倾斜表面相对基板的角度，放置于转换核区内的液晶分子成为弯曲排列。因此，即使每个转换核区的基板表面的预倾角为零(0)度或者非常小时，也可以保持弯曲排列。从而能够使用在与液晶层的界面部分具有较小的预倾角的材料，从而使得易于从其成本的角度选择材料。

在制造根据本发明的OCB型液晶显示器时，可以通过采用具有光透射度连续变化的渐变部分的掩模进行曝光和显影的工序。另外，还有可能通过增加、减少曝光光强进行曝光和显影的工艺，同时逐步地转移具有裂缝的掩模。从而可以形成转换核区的倾斜表面。因此可以在不增加制造工艺步骤的条件下提供根据本发明的的液晶显示器。

在以上的说明中，参照具体实施例说明了本发明。然而，本领域内一般技术人员理解，可以进行各种修改和变形而不偏离权利要求书所规定的本发明的范围。因此应当把说明书和附图看作是说明性的，而不是限制性的，而所有这类的修改都应当包括在本发明的范围内。因此，落入权利要求书范围内的所有的变形和修改都应当涵盖于本发明中。

Claims (14)

1.一种液晶显示器，包括：

第一和第二基板，经过插在其间的液晶层，这两个基板彼此相对，其中第一和第二基板的磨擦取向互相平行；

多个像素电极，对应于各自的像素；

形成在第二基板上的公共电极，该公共电极接收对多个像素公用的基准电压；

第一转换核区，形成在第一基板的液晶层侧的表面上，并且该转换核区含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面，其中，所述第一转换核区形成在第一基板的非显示区而不在像素电极区；和

第二转换核区，所述第二转换核区形成在第二基板液晶层侧的表面，并且含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面，其中，所述第二转换核区形成在第二基板的非显示区而不在像素电极区；

第一转换核区的倾斜表面和第二转换核区的倾斜表面相互处在对面并且向彼此相反的角方向倾斜；

其中，在第一转换核区的倾斜表面与第一基板之间及第二转换核区的倾斜表面与第二基板之间的夹角分别等于或大于45度角，并且在弯曲排列的弹性常数与展曲排列的弹性常数之间的弹性常数比k33/k11等于或者小于1。

2.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，从第一基板的转换核区的伸出的假想平面和从第二基板的转换核区的伸出的假想平面相交于液晶层之内。

3.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述非显示区是形成扫描信号线和/或图像信号线的区域。

4.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，在第二基板的非显示区对面的区域中形成遮光层，从而用遮光层覆盖所述非显示区。

5.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，在第二基板的侧面上形成的第二转换核区形成与相应于在第一基板的侧面上形成的第一转换核区相同的面积。

6.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，位于所述第一转换核区与第二转换核区之间的液晶分子的倾角与位于整个显示区中的液晶分子的倾角具有一致的方向。

7.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，第一转换核区的倾斜表面与第二转换核区的倾斜表面的倾斜度基本上与相应的第一基板与液晶层之间、及第二基板与液晶层之间的界面上的液晶分子的排列方向一致。

8.一种液晶显示器，包括：

第一和第二基板，经过插在其间的液晶层，这两个基板彼此相对，其中第一和第二基板的磨擦取向互相平行；

多个像素电极，对应于各自的像素；

形成在第二基板上的公共电极，该公共电极接收对多个像素公用的基准电压；

第一转换核区，形成在第一基板的液晶层侧的表面上，并且该转换核区含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面，其中，所述第一转换核区形成在第一基板的非显示区而不在像素电极区；和

第二转换核区，所述第二转换核区形成在第二基板液晶层侧的表面，并且含有多个具有锯齿状横截断面的连续倾斜表面，其中，所述第二转换核区形成在第二基板的非显示区而不在像素电极区；

第一转换核区的倾斜表面和第二转换核区的倾斜表面相互处在对面并且向彼此相反的角方向倾斜；

其中，在第一转换核区的倾斜表面与第一基板之间及第二转换核区的倾斜表面与第二基板之间的夹角分别等于或大于60度角。

9.如权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，从第一基板的转换核区的伸出的假想平面和从第二基板的转换核区的伸出的假想平面相交于液晶层之内。

10.如权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，所述非显示区是形成扫描信号线和/或图像信号线的区域。

11.如权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，在第二基板的非显示区对面的区域中形成遮光层，从而用遮光层覆盖所述非显示区。

12.如权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，在第二基板的侧面上形成的第二转换核区形成与相应于在第一基板的侧面上形成的第一转换核区相同的面积。

13.如权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，在整个显示区中第一转换核区的倾斜表面和第二转换核区的倾斜表面沿一致的方向形成。

14.如权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，位于所述第一转换核区与第二转换核区之间的液晶分子的倾角与位于整个显示区中的液晶分子的倾角具有一致的方向。

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