TWI457670B - 液晶顯示基板及液晶顯示裝置 - Google Patents

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Description

液晶顯示基板及液晶顯示裝置
本發明之實施形態係有關液晶顯示基板、及具備該液晶顯示基板的液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置等薄型顯示裝置中係要求高畫質、低價格及省電。液晶顯示裝置用彩色濾光片中，為達高畫質顯示則要求充分的色純度、高對比、平坦性等。
高畫質液晶顯示裝置所應用的液晶配向方式或液晶驅動方式業已提出有VA(Vertically Alignment)、HAN(Hybrid-aligned Nematic)、TN(Twisted Nematic)、OCB(Optically Compensated Bend)、CPA(Continuous Pinwheel Alignment)等。採用此等液晶配向方式及液晶驅動方式，便可獲得廣視角、高速響應的顯示裝置。
VA方式中，液晶係沿玻璃等的基板面並列地配向。該VA方式可有效地達到高視角及高速響應。HAN方式可有效達到高視角。如VA方式及HAN方式等的液晶顯示裝置中，關於對彩色濾光片的平坦性(膜厚的均勻性或彩色濾光片表面凹凸的減少)、及電容率等電氣特性，係要求高水準。高畫質液晶顯示裝置中，為減少斜向視認上帶有色彩之情況，則減薄液晶胞厚(液晶層厚度)的技術甚為重要。對於VA方式，係有如MVA(Multi-Domain Vertically Alignment)、PVA(Patterned Vertically Alignment)、VAECB(Vertically Alignment Electrically Controlled Birefringence)、VAHAN(Vertical Alignment Hybrid-aligned Nematic)、VATN(Vertically Alignment Twisted Nematic)等各種改良模式進行開發中。又，在如VA方式等沿液晶厚度方向施加驅動電壓之縱電場方式的液晶顯示裝置中，可望達到更高速的液晶響應、廣視角、更高的穿透率。在習知液晶顯示裝置中，對與基板表面一開始垂直的液晶施加電壓時係難以固定液晶的傾斜方向，且施加驅動液晶的電壓時，有時垂直配向液晶會不穩定。如此，為避免垂直配向液晶不穩定，MVA技術中係設置多個狹縫狀凸部，並以具有多種配向方向的方式於此等狹縫間形成液晶區域。由此，MVA技術中便可確保較廣的視角。
專利文獻1(日本專利第3957430號公報)中揭露有一種使用第1及第2配向限制結構體(狹縫)來形成液晶區域的技術。
專利文獻2(日本特開2008-181139號公報)中揭露有一種使用光配向來形成四個液晶區域的技術。此專利文獻2中揭露，為確保廣視角，則需有各個區域中之精密的傾斜角(89度)控制的多次配向處理、及各自相差90°的多根配向軸。
專利文獻3(日本專利第2859093號公報)及專利文獻4(日本專利第4364332號公報)中揭露有一種技術，其使用彩色濾光片基板側的透明導電膜(透明電極、顯示電極或第3電極)、與陣列基板側的第1及第2電極，透過斜電場來控制垂直配向之液晶。上述專利文獻3中係使用負電容率各向異性液晶。專利文獻4中則記載有正電容率各向異性液晶。而專利文獻4中卻未記載有負電容率各向異性液晶。
一般上，VA方式、TN方式等的液晶顯示裝置之基本結構為：藉由具備共同電極的彩色濾光片基板、驅動液晶的多個畫素電極(例如與TFT元件電連接並形成梳齒狀圖案的透明電極)及陣列基板來包夾液晶。此結構中，在彩色濾光片上的共同電極與形成於陣列基板側的畫素電極之間施加驅動電壓，即可透過施加該驅動電壓來驅動液晶。作為畫素電極或彩色濾光片表面之共同電極而使用的透明導電膜，一般係使用ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IGZO(Indium Garium Zinc Oxide)等導電性金屬氧化物之薄膜。
專利文獻5(日本特開平10-39128號公報)中揭露有一種包含藍色畫素、綠色畫素、紅色畫素及黑色矩陣等的彩色濾光片。該專利文獻5中，例如係形成黑色矩陣，同時於著色畫素上形成透明導電膜，並進一步積層保護膜(overcoat)。
將黑色矩陣的剖面形成梯形之技術係揭露於上述專利文獻3中。上述專利文獻4(例如第7圖、第9圖)中揭露有一種使用多個條狀電極與正電容率各向異性液晶的技術。該專利文獻4中，透明電極(透明導電膜)上形成有彩色濾光片。
專利文獻6(日本特公平5-26161號公報)中揭露有一種在透明導電膜上形成色濾光片(彩色濾光片)的技術。
如上述，採用MVA技術之垂直配向的液晶顯示裝置中，為確保廣視角，係由稱為「狹縫」的配向限制結構體來形成液晶區域。若液晶為負電容率各向異性時，位於彩色濾光片等上所形成的兩樹脂製狹縫間的液晶則於施加驅動電壓時，例如以此方式作動：俯視朝與該狹縫垂直之方向傾斜，不含兩狹縫間之中央部分的液晶，沿基板面水平排列。惟，無論是否施加電壓，兩狹縫間之中央的液晶其傾斜方向並非單一固定，而是有噴射式配向或彎曲式配向。此種液晶配向雜亂有時會引起液晶顯示上的粗糙或顯示不均。若為MVA方式時，除上述課題之外，亦難以由驅動電壓來精密控制液晶的傾斜量，且難以良好地進行中間色調顯示。特別是其驅動電壓與顯示(響應時間)的線性程度低，且難以由低驅動電壓來良好地進行中間色調顯示。
為解決此課題，則如上述專利文獻3或專利文獻4所示，使用第1、第2與第3電極並以斜電場來控制液晶配向之方法是有效的。透過斜電場，便可設定液晶的傾斜方向。又透過斜電場，便易於控制液晶的傾斜量，而能夠良好地進行中間色調顯示。
惟，採用此等技術時仍有因應液晶之向錯(disclination)的方策不夠充分的情況。「向錯」係指非期望的液晶配向雜亂或未配向導致光穿透率不同的區域在畫素內產生之意。於此，畫素為液晶顯示的最小單位。
上述專利文獻3中，為使畫素中央的向錯固定而在對向電極(第3電極)的畫素中央設置未含透明導電膜的配向控制窗，然而，專利文獻3中並未揭露有改善畫素周邊之向錯的方策。又，上述專利文獻3中雖可使畫素中央的向錯固定，但卻未對針對向錯之最小化的方策進行研討。更且，專利文獻3中並未記載有改良液晶之響應性的技術。
專利文獻2中指出，為確保廣視角，則需進行89度之精密的液晶傾斜角的控制與四次的配向處理。
專利文獻4中，藉由在透明導電膜(透明電極)上積層誘電體層，便可延長斜電場之效果而獲得較佳之結果。惟，如專利文獻4之第7圖所示，施加電壓後，有時在畫素中央及畫素端部仍殘留有垂直配向的液晶，而使得穿透率或孔徑比降低。專利文獻4中，當使用正電容率各向異性液晶時，因畫素中央部的向錯之故而使得穿透率難以提升。此外，專利文獻4中並未對負電容率各向異性液晶進行研討。
本發明之實施形態其目的在於提供一種可減少向錯、明亮、響應性良好之適於由斜電場進行液晶驅動的液晶顯示基板及具備其之液晶顯示裝置。
本型態中，液晶顯示基板或液晶顯示裝置包含陣列基板、液晶層及對向基板。陣列基板具備作為畫素電極的梳齒狀第1電極、及梳齒狀第2電極，第1電極之梳齒的第1長邊方向與第2電極之梳齒的第2長邊方向呈平行，並由畫素單位或副畫素單位劃分。對向基板係與陣列基板隔著液晶層而對向，並具備梳齒狀第3電極，第1長邊方向與第3電極之梳齒的第3長邊方向呈平行，並由畫素單位或副畫素單位劃分。在與第1至第3長邊方向垂直的剖面上，第1電極之梳齒與上述第2電極之梳齒具有朝與基板平面平行之第1水平方向錯開的第1配置關係。於剖面上，第1電極之梳齒與第3電極之梳齒具有朝第1水平方向之反方向的第2水平方向錯開的第2配置關係。
根據本發明，可提供一種可減少向錯、明亮、響應性良好之適於由斜電場進行液晶驅動的液晶顯示基板及具備其之液晶顯示裝置。
 [用以實施發明之形態]
以下，一面參照圖面一面針對本發明之實施形態進行說明。此外，以下說明中，對相同或實質上相同之功能及結構要素附加相同符號，並視需求進行說明。
(第1實施形態)
本實施形態中，係針對適於由斜電場來進行液晶驅動的液晶顯示基板及具備該液晶顯示基板的液晶顯示裝置進行說明，其中該斜電場係由第1電極、陣列基板之第2電極、與對向基板所具備的第3電極產生，而該第1電極為具備如薄膜電晶體(以下表示為TFT(Thin Film Transistor))等主動元件的陣列基板之畫素電極。
此外，TFT可由例如矽半導體形成，或可由氧化物半導體形成。由氧化物半導體形成TFT時，可提高畫素或副畫素的孔徑比。由氧化物半導體形成之TFT的代表性通道材料可使用例如稱之為「IGZO」的銦、鎵、鋅的複合金屬氧化物。
第1圖為表示本實施形態之液晶顯示基板的第1例的部分剖面圖。此第1圖係表示畫素剖面之一例。一畫素(例如矩形畫素)可包含多個副畫素。
本實施形態之液晶顯示裝置的基板1其表面上形成有樹脂層2，且包含或未包含多片彩色濾光片(著色畫素)的對向基板3、與形成有TFT等液晶驅動元件的陣列基板4係對向。彼此對向的對向基板3與陣列基板4係於包夾液晶層5的狀態下貼合。對向基板3之平面與陣列基板4之平面則分別由畫素單位或副畫素單位劃分。
本實施形態之基板1進一步具有3極電極結構，其具備：作為畫素電極之第1電極6、液晶驅動時電位與該第1電極相異之第2電極7、及在對向基板3之基板(透明基板)8上由透明導電膜等形成之第3電極9。具備基板1之液晶顯示裝置係採用根據3極電極結構的斜電場技術。
第1電極6係與TFT等主動元件電連接，並形成梳齒狀圖案(亦可為條狀)。
第2電極7及第3電極9係與第1電極同樣地形成梳齒狀圖案。第2電極7與第3電極9的兩者或其中一者可作為共同電極(common)。第1圖中係圖示與第1至第3電極6、7、9之梳齒軸方向(例如梳齒之長邊方向、或僅梳齒方向)垂直之剖面。於此，梳齒軸方向係指，例如俯視陣列基板4或對向基板3時之第1電極6、第2電極7、第3電極9的線狀導體部的長邊方向。陣列基板4之基板(透明基板)12的表面上形成有絕緣層10a、10b。絕緣層10b上形成有第2電極7。第2電極7上形成有絕緣層10c。絕緣層10c上則形成有第1電極6。第1電極6與第2電極7在陣列基板4與對向基板3的對向方向(厚度方向、高度方向、垂直方向或積層方向)係以絕緣層10c電性絕緣。若絕緣層10c為SiNx(氮化矽)時，該絕緣層10c的實用膜厚範圍為例如0.1μm至0.5μm。
本實施形態中，例如每畫素或副畫素之第3電極9的梳齒數可多於第1電極6的梳齒數。每畫素或副畫素之第3電極9的梳齒總面積可大於第1電極6的梳齒總面積。第1電極6、第2電極7、第3電極9可於可見光範圍製成透明的導電膜。各電極6、7、9之梳齒密度、間距及電極寬度可於畫素或副畫素內適當調整。由確保液晶顯示的廣視角之觀點而言，重要的是將各個電極6、7、9形成為以畫素或副畫素的剖面視，對畫素之中心軸對稱的位置。為了將各個電極6、7、9形成為對畫素之中心軸對稱的位置，則對於一畫素或副畫素，以剖面視各個電極6、7、9的梳齒數需為2以上且為偶數。
本實施形態中，第1電極6、第2電極7、第3電極9係進一步以相向狀態呈對向。本實施形態中，第1電 極6的梳齒軸方向與第2及第3電極7、9的梳齒軸方向大致平行。此外，本實施形態中，各自對向之第1電極6之梳齒的排列位置與第2電極之梳齒7的排列位置係位於與對向方向垂直之水平方向(與基板8、12表面平行之方向)的位置，並形成朝第1方向11a錯開的位置關係。各自對向之第1電極6之梳齒的排列位置與第3電極9之梳齒的排列位置係位於水平方向的位置，並形成朝第2方向11b錯開的位置關係，該第2方向11b係與第1方向11a相反。換言之，相對第1電極6之梳齒，第2電極7之梳齒與第3電極9之梳齒係形成分別朝相反方向錯開的位置關係。該第1圖中，第1方向11a為畫素中心起朝向畫素端部的方向，且第2電極7之梳齒較第1電極6之梳齒朝第1方向11a錯開。第2方向11b為畫素端部起朝向畫素中心的方向，且第3電極9之梳齒較第1電極6之梳齒朝第2方向11b錯開。第1至第3電極6、7、9係於水平方向，對畫素剖面的中心軸對稱地形成。由於具備此種第1至第3電極6、7、9，本實施形態之液晶顯示裝置便可有效地驅動液晶。
對向基板3之基板8上形成有具備開口部的黑色矩陣13，該開口部係用以在對向方向上使光通過，基板8上的多個黑色矩陣13之間(開口部)配置有第3電極9的梳齒部分。
黑色矩陣13具有例如對邊呈平行之形狀，例如矩形。
第2圖為表示本實施形態之液晶顯示基板1的第2 例的部分剖面圖。畫素或副畫素為液晶顯示的最小單位。該第2圖係表示與第1至第3電極6、7、9所具備之各梳齒軸方向垂直之剖面。
該第2圖中，陣列基板4的第1表面上形成有至少1層(第2圖中為2層)絕緣層10a、10b。絕緣層10b上的特定位置處形成有第2電極7。形成有第2電極7的絕緣層10b上形成有至少1層絕緣層10c。絕緣層10c的特定位置處則形成有第1電極6。
絕緣層10c及第1電極6上形成有液晶層5。
液晶層5上配設有透明樹脂層2。透明樹脂層2其上面(與液晶層5相反之一側的面)的特定位置處配設有具開口部的黑色矩陣13、及該黑色矩陣內的第3電極9。本實施形態中，黑色矩陣13係配設於第2圖之畫素剖面的水平方向的兩端部分。
透明樹脂層2、第3電極9與黑色矩陣13的上方配設有基板8。
第2圖中，第3電極9係對畫素剖面的中心軸C對稱地配設於基板8之液晶層5側的面上。陣列基板4的基板12上隔著絕緣層10a、10b配設有第2電極7，進一步隔著絕緣層10c配設有第1電極6。該第2圖之第2電極7具備部分7a，其以俯視位於黑色矩陣13下方的位置及陣列基板4側，並具有與黑色矩陣13之寬度相同程度的寬度。第2電極7中，將以俯視位於黑色矩陣13下方的部分7a設為共同電位，即可緩和對相鄰畫素或相鄰副畫素產生的干擾(crosstalk)。
第2圖中，第1電極6與第2電極7係於水平方向，對畫素剖面的中心軸C對稱地形成。第2電極7之梳齒較第1電極6之梳齒朝第2方向11b錯開。第3電極9之梳齒較第1電極6之梳齒朝第1方向11a錯開。
上述第1圖及第2圖中，係省略對向基板3的基板8上及陣列基板4的基板12上的配向膜、基板1兩面上所具備的偏光板等。液晶層5具有負電容率各向異性，並含有初始配向呈垂直的液晶分子。垂直配向的液晶層5係被包夾於對向基板3與陣列基板4之間。該第1圖及第2圖中，D為液晶的傾斜方向。舉例而言，第1圖之液晶層5中，液晶分子的軸(長邊方向或長軸方向)係於施加驅動電壓時向第1方向11a傾斜，而能夠進行穿透顯示。舉例而言，第2圖之液晶層5中，液晶分子的軸則於施加驅動電壓時向第2方向11b傾斜，而能夠進行穿透顯示。
第3圖為表示第1至第3電極6、7、9之配置的一例的立體圖。
第2電極7之任意梳齒7a於水平方向的位置係由第1電極6之梳齒6a於水平方的位置起朝第1方向11a錯開，其中該第1電極6之梳齒6a係相對該第2電極7之梳齒7a。
第3電極9之某一梳齒9a於水平方向的位置係由第1電極6之梳齒6a於水平方向的位置起朝第2方向11b錯開，其中該第1電極6之梳齒6a係相對該第3電極9之梳齒9a。
第1方向11a與第2方向11b係呈反向。
以下利用畫素的1/2之剖面圖的第4圖、第5圖、第6圖，對液晶層5所含之液晶的驅動更詳細進行說明。
第4圖為表示未施加驅動電壓時中心軸C左側之畫素的一例的部分剖面圖。
如該第4圖所示，液晶層5的液晶分子5a~5f係於未施加驅動電壓時，與對向基板3、陣列基板4的各個表面(未圖示之配向膜上)垂直地配向。
第5圖為表示施加驅動電壓後不久中心軸C左側之畫素的一例的部分剖面圖。
施加驅動電壓後不久的對向基板1側形成作為畫素電極之第1電極6起朝向作為共同電極之第3電極9的電力線14a~14d，液晶分子5a~5d便以液晶分子5a~5d的軸與該電力線14a~14d之方向垂直的方式開始傾斜。
施加驅動電壓後不久的陣列基板4側形成第1電極6起朝向作為共同電極之第2電極7的電力線14e、14f，液晶分子5e、5f便以液晶分子5e、5f的軸與該電力線14e、14f之方向垂直的方式開始傾斜。
第6圖為表示施加驅動電壓起驅動液晶經過足夠的既定時間後中心軸C左側之畫素的一例的部分剖面圖。
液晶分子5a~5d的傾斜變化係依據電壓大小而停止。如第6圖所示，各個液晶分子5a~5f根據與第1電極6之距離，其傾斜度不同。更且，畫素係以中心軸C為基準而對稱。因此，透過液晶分子的傾斜及畫素的對稱結構，便可使施加驅動電壓時的液晶分子具有不同的傾斜度，而能夠擴大液晶顯示的視野。
以下對第1至第3電極6、7、9與液晶作動的關係，採用第7圖及第8圖進行說明。
第7圖為表示左側之矩形畫素的一例的部分剖面圖。
第8圖為表示右側之矩形畫素的一例的部分剖面圖。
如該第7圖及第8圖所示，液晶層5之液晶分子5g~5j的傾斜方向可根據第2電極7及第3電極9與第1電極6錯開的方向來設定。舉例而言，第1電極6與第2電極7之間的水平方向超出寬度W1係以與液晶胞的尺寸或液晶驅動電壓等的關係來適當調整。例如當畫素寬度或像素寬度為10μm至300μm時，超出寬度W1只要為0.5μm至6μm左右即可。就超出寬度W1而言，為提升液晶的響應性，則可小於液晶層5的厚度。
又，就第1電極6與第2電極7之間的水平方向重疊寬度W2而言，由用於輔助容量觀點而言，可基於液晶胞(畫素或副畫素)之電容量的大小來調整。
第1電極6的寬度W3係基於所採用之液晶層5的材料、液晶胞條件、驅動條件等來適當調整。第2及第3電極7、9的寬度亦根據液晶胞條件來調整。第1電極的寬度W3可對應畫素尺寸或副畫素尺寸而於2μm至20μm之範圍內調整。第1電極6之梳齒的中心與第3電極9之梳齒的中心之間的距離W4則可基於例如液晶胞的尺寸或所使用之液晶配向的特性等液晶胞條件來適當調整。距離W4係設定於例如2μm至30μm之範圍內。
第1電極6與第2電極7的重疊寬度W2的部分可用作輔助容量。
基於第1電極6在液晶胞內的形成位置與根數當中的至少一者，超出寬度W1、重疊寬度W2可在一畫素內變化。亦可在一畫素內形成多個TFT元件，並改變針對多個TFT元件之各者的驅動電壓來驅動液晶層5的液晶分子。為緩和液晶顯示的磷質烙印，亦可對施加於第1電極6或第2電極7等的驅動電壓使用偏移(offset,電壓偏位)。例如當以2個以上主動元件驅動一畫素或一副畫素之際等，可對其中一主動元件之驅動電壓的時序或施加電壓的波形進行調整。當以2個以上主動元件驅動一畫素或一副畫素時，偏移隨著電壓的大小而發生差異，施加電壓的時序亦產生差異。對於施加於第2電極7的共同電壓或施加於第3電極8的共同電壓，為改善液晶響應性，亦可進行共同電壓調變。
一般的垂直配向液晶一開始係具有例如89度的傾斜角(預傾角)。垂直配向液晶一般在施加驅動電壓時係朝傾斜角縮小的方向傾斜。就一般的垂直配向液晶而言，可由初始的傾斜角來設定施加驅動電壓時液晶分子的傾斜方向。當使用這種一般的垂直配向液晶時，則需針對一畫素或一副畫素實施未圖示之配向膜的多方向摩擦配向處理或多方向上的光配向處理。
與此相對，本實施形態中並未對垂直配向液晶的初始配向賦予傾斜角，而是基於斜電場所產生的電力線來決定液晶分子的傾斜方向。本實施形態中係使用例如負電容率各向異性液晶，而使液晶的初始配向為約90°的垂直配向。如上所述，本實施形態中並不需要對液晶賦予預傾角。惟，驅動液晶時，為達到數ms的超高速響應，亦可採用PSA法對液晶賦予例如89.7°至88°左右的預傾角。如此，藉由對液晶賦予些微預傾角，本實施形態之液晶顯示裝置便可由超高速響應或較以往為低的驅動電壓來達到液晶驅動。於PSA法中，使用感光性配向膜或聚合組成物實施液晶胞化後，一面對第1電極等施加驅動電壓，一面以紫外線等光照射液晶，即可於配向膜或液晶胞內壁賦予預傾角。依據該配向膜或液晶胞內壁的預傾角來對液晶分子賦予預傾角。
本實施形態中，液晶的初始配向可為垂直配向，亦可為水平配向。本實施形態之液晶顯示裝置可為常黑(normally black)顯示之液晶顯示裝置，也可為常白(normally white)之液晶顯示裝置。本實施形態之液晶顯示裝置可如上述般具有此結構：包含彩色濾光片等的對向基板與形成有如TFT等液晶驅動元件的陣列基板4呈對向，且對向基板3與陣列基板4之間包夾有液晶層5。若液晶的初始配向為水平配向時，液晶係於施加電壓時由水平方向朝垂直方向立起。而若液晶的初始配向為垂直配向時，液晶分子則於施加電壓時由垂直方向朝水平方向傾斜。如此，液晶層5便可使用電容率各向異性呈負值的液晶與呈正值的液晶的任一種。舉例而言，電容率各向異性呈負值的液晶可使用室溫附近折射率各向異性為0.08至0.16之範圍的向列型液晶。為使液晶響應高速化而將液晶厚度形成3μm以下時，則可採用例如Δn為0.1至0.16之範圍的液晶等折射率各向異性高的液晶。當使用電容率各向異性呈正值的液晶時，可應用具有更廣範圍之特性的液晶材料。例如，如後述，液晶材料可使用分子構造內含有氟原子的液晶材料(以下稱為氟系液晶)。第1電極6與第2電極7的超出部分之間在施加液晶驅動電壓時，實質上會產生強電場，因此，可使用電容率低於(電容率各向異性小於)以往所使用之垂直配向的液晶材料的液晶材料，而以低電壓即可驅動液晶。即便是以高穿透率或低飽和電壓為目的而將液晶層5形成略厚，惟與第2電極7之超出部分對應之液晶仍以高速響應，因而能以低於以往驅動液晶的電壓來進行液晶驅動或以高速進行液晶驅動。一般而言，電容率各向異性較小的液晶材料其黏度較低。使用低黏度的液晶材料可縮短關閉驅動電壓時的倒下時間(τdecay)。更且，在電容率低的氟系液晶中離子性雜質的混入較少，由雜質導致電壓保持率降低等性能劣化或顯示的磷質烙印較小，而不易發生顯示不均。使用電容率各向異性的絕對值較大的液晶材料則可縮短閾值電壓或立起時間(τrise)。當使用電容率各向異性的絕對值較大的液晶材料時，為降低液晶黏度，亦可對液晶添加少量例如烯基化合物之減黏劑。液晶層5之厚度並未特別限定。例如，就液晶層5之厚度而言，為達超高速響應的液晶顯示，亦可應用3.5μm以下，較佳為1.5μm至3.4μm之範圍的薄厚度。本實施形態中，根據第1至第3電極6、7、9，則可與斜電場併用超出結構。此種本實施形態中，若將液晶黏度與其相對電容率、雙折射率、彈性係數最佳化，則比起以往可減少液晶顯示裝置之耗電。本實施形態中可有效應用之液晶層5的Δnd為例如約200nm至500nm之範圍。上述第1圖~第8圖中所省略之配向膜可採用使例如具醯亞胺系有機高分子膜、或含有聚矽氧烷結構的有機高分子膜加熱硬化者。又，液晶顯示裝置中，亦可將例如1至3塊相位差板與偏光板貼合來使用。
以下，對第1至第3電極6、7、9之平面配置狀態之實例，利用第9圖至第11圖進行說明。第9圖至第11圖中，係以例如第3電極9之垂直方向的配置狀態為例進行說明。
第9圖為表示第3電極9之第1例的俯視圖。
第3電極9係相對平面形狀呈矩形之畫素15而具備。第3電極9係呈梳齒狀。第3電極9之梳齒軸方向在平面上係與畫素15的任一邊平行。第3電極9係與對向基板3之基板8的液晶側的平面略呈平行地具備。
此外，第2電極7係於第1電極6下側，與第1電極6隔開間隔平行地配置。第3電極9係於第1電極6上側，與第1電極6隔開間隔平行地配置。以下第10圖及第11圖之情況亦同。
第10圖為表示第3電極9之第2例的俯視圖。
該第10圖中，平面形狀呈矩形之畫素15係於平面上由水平方向的中心線C1及垂直方向的中心線C2分割成四個分割區域，各分割區域中具備梳齒狀的第3電極9。各第3電極9之梳齒軸方向係與中心線C1或中心線C2、或畫素的任一邊平行。在中心線C1、C2相交之中心點上，四個分割區域的四個第3電極9具有點對稱之關係。當分割區域彼此之間任一邊相接時，此邊相接之分割區域的第2電極9的梳齒軸方向可相異。亦即，四個第3電極9可包含梳齒軸方向相異的電極。
第11圖為表示第3電極9之第3例的俯視圖。該第11圖中，第3電極9之梳齒軸方向具有非與各畫素或各分割區域的各邊平行之關係。
該第11圖中，平面形狀呈矩形之畫素15係由平面上之水平方向的中心線C1及垂直方向的中心線C2分割成四個分割區域。對一畫素15係分配有兩個第3電極9。兩個第3電極9的其中一者係設置於畫素15之右側，另一者則設置於畫素15之左側。兩個第3電極9之梳齒軸方向係相對中心線C1及中心線C2呈傾斜。亦即，梳齒軸方向與平面上之水平方向的中心線C1及垂直方向的中心線C2非平行及垂直。在中心線C1、C2相交之中心點上，兩個第3電極9具有點對稱之關係。
上述第10圖及第11圖中，係將畫素15分成多個區域以形成多個液晶區域。此後，透過改變該多個區域中的梳齒軸方向，即可擴大視角。
此外，上述第9至第11圖中，亦可對第1電極6及第2電極7採用與上述第3電極9相同的配置狀態。例如，第2電極7可於第1電極6下側與第1電極6隔開間隔平行地配置。第3電極9可於第1電極6上側與第1電極6隔開間隔平行地配置。
第2電極7之梳齒及第3電極9之梳齒在與梳齒軸方向垂直的剖面上，關於對與基板8、12平行之方向(水平方向)的配置，係分別與第1電極6錯開。在與梳齒軸方向垂直的剖面上，由第1電極6起朝第2電極7之水平方向的錯位係與由第1電極6起朝第3電極9之水平方向的錯位相反。
上述第1至第3電極6、7、9係以由畫素15單位形成時為例進行說明。然而，例如上述第1至第3電極6、7、9亦可由副畫素單位形成。
畫素或副畫素的平面形狀在上述第9圖至第11圖中係為矩形，惟亦可採用其他形狀。畫素的平面形狀可為例如平行四邊形等對邊呈平行之形狀。
黑色矩陣13為用以提高液晶顯示的對比，而配設於顯示之最小單位的畫素或副畫素的周圍、或畫素的兩邊的遮光性圖案。
矩形畫素係與黑色矩陣13的開口部對應，並與「圖素」同義。
陣列基板12側之第1電極6及第2電極7的材料可使用如上述ITO等之導電性金屬氧化物。又，第1電極6及第2電極7的材料亦可使用導電性高於金屬氧化物的金屬。若為反射式或半穿透式液晶顯示裝置時，第1電極6與第2電極7當中的至少一者的材料可使用鋁或鋁合金薄膜。當使用鋁或鋁合金薄膜時，亦可於此等薄膜表面形成氧化鋁以作為保護層。
第1電極6、第2電極7及上述第1圖至第11圖中所省略之主動元件的金屬配線等係隔著氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)等絕緣層10a~10c中的至少一層而形成。上述第1圖至第11圖中係省略TFT元件、與TFT元件連接的金屬配線。此外，由與導電性金屬氧化物ITO具有低接觸性的鋁合金單層來分別形成閘極配線及源極配線之技術係已揭露於例如日本特開2009-105424號公報中。
本實施形態之液晶顯示基板1具備貼合有對向基板3與形成有主動元件TFT的陣列基板4的結構。對向基板3與陣列基板4之間則封入有液晶層5。
陣列基板4上具備梳齒狀或長條狀第1及第2電極6、7，對向基板3則具備梳齒狀或長條狀第3電極9。
本實施形態之液晶顯示裝置在基板1的兩面上進一步具備偏光板及相位差板。由此，本實施形態之液晶顯示裝置便可進行單色階調顯示。對向基板3及陣列基板4的表面上亦可預先塗布、形成垂直配向膜。此外，垂直配向用配向膜在本實施形態中係省略其圖示。在本實施形態中毋需實施MVA或VATN等垂直配向液晶顯示裝置所需的精密配向處理(例如用以使傾斜角呈89°並形成多個區域的多方向配向處理)，液晶之傾斜角仍可形成略90°的垂直配向。
初始配向為垂直配向的液晶分子藉由施加驅動電壓時，在第1電極6與第2電極7之間所產生的電力線(電場)，又藉由第1電極6與第3電極9之間的斜電場，而以與該斜電場垂直的方式開始傾斜。
本實施形態中，第2電極7及第3電極9係與第1電極6朝相反方向錯開。第3電極9與第2電極7可為例如等電位。作為畫素電極的第1電極6可與主動元件TFT的汲極電連接。本實施形態中，TFT及垂直配向膜係省略其圖示。
以上所說明之本實施形態之液晶顯示裝置中可減少向錯、擴大視角並使畫面更明亮。
本實施形態中可由斜電場進行有效的液晶驅動，並可提高液晶的響應性。
此外，本實施形態中，對向基板3可具備例如：基板8；在基板8上形成的第3電極9；在形成有第3電極9之透明基板8上形成的黑色矩陣13；以及在形成有第3電極9及黑色矩陣13之基板3上形成的透明樹脂層2而構成。
對向基板3亦可具備例如：基板8；在基板8上形成的黑色矩陣13；在形成有黑色矩陣13之基板8上形成的透明樹脂層2；以及在透明樹脂層2上，且與黑色矩陣13之開口部對應的位置形成的第3電極9而構成。
(第2實施形態)
本實施形態中係對在黑色矩陣之開口部具備彩色濾光片的對向基板(彩色濾光片基板)進行說明。
第12圖為表示本實施形態之液晶顯示基板的一例的剖面圖。
本實施形態之液晶顯示基板16中，對向基板17與陣列基板4係彼此對向。對向基板17與陣列基板4係包夾液晶層5而貼合。
更具體地說明，陣列基板4的上方配設有液晶層5。液晶層5的上方配設有第3電極9。液晶層5及第3電極9的上方配設有透明樹脂層2。透明樹脂層2的上方配設有彩色濾光片18及黑色矩陣13。彩色濾光片18係包含例如紅色濾光片18r、綠色濾光片18g、藍色濾光片18b。彩色濾光片18及黑色矩陣13的上方則配設有基板8。該第12圖中，俯視與黑色矩陣13重疊的位置，係設有第3電極9之梳齒、第2電極7之梳齒。
第13圖為表示具備彩色濾光片之對向基板的一例的剖面圖。
對向基板17之基板8上形成有具開口部的黑色矩陣13、與至少位於開口部的彩色濾光片18。彩色濾光片18上形成有透明樹脂層2。透明樹脂層2上則形成有第3電極9。
第14圖為表示施加驅動電壓後不久的畫素的一例的部分剖面圖。
垂直配向之液晶層5的液晶5k~5p係於未施加驅動電壓時，與對向基板17、陣列基板4的各個表面(未圖示之配向膜上)垂直地配向。施加驅動電壓後不久，便形成作為畫素電極之第1電極6起朝向第3電極9的電力線14k~14p，而液晶5k~5p即以液晶5k~5p的軸與該電力線14k~14p之方向垂直的方式開始傾斜。
第15圖為表示施加驅動電壓起經過既定時間後的畫素的一例的部分剖面圖。
液晶5k~5p的傾斜變化係依據電壓大小而停止。如第15圖所示，各個液晶分子5k~5p根據與第1電極6之距離，其傾斜度不同。因此，根據對第1至第3電極6、7、9之電壓的施加，便可使施加驅動電壓時的液晶5k~5p具有不同的傾斜度，而能夠擴大液晶顯示的視野。
本實施形態中，對向基板17可具備遮光層作為例如黑色矩陣13的形成材料。對向基板17亦可具備著色層作為例如黑色矩陣13的形成材料、彩色濾光片18的形成材料。遮光層係指使遮光性顏料分散於透明樹脂中的遮光性塗膜。一般可對遮光層賦予感光性。可對遮光層藉由包含曝光、顯影的光微影方法進行圖案形成。著色層係指使後述有機顏料分散於透明樹脂中的塗膜。著色層係藉由在黑色矩陣開口部形成塗膜、以光微影法進行圖案形成而形成。
本實施形態中，著色層的相對電容率係較為重要之特性。該著色層的相對電容率係基於添加作為對透明樹脂之著色劑的有機顏料的比例而大致單一地固定。因此，便不易大幅度地改變相對電容率。換言之，著色層中的有機顏料的種類或含量係由作為液晶顯示裝置所需的色純度來設定，由此著色層的相對電容率亦大致固定。此外，將有機顏料的比例提高並將著色層予以薄膜化，便可使相對電容率為4以上。又，使用透明樹脂之高折射率材料即可些許提高相對電容率。使用有機顏料之著色層的相對電容率係處於約2.9至4.5之範圍。
彩色濾光片18所包含的著色畫素濾光片可包含紅色濾光片18r、綠色濾光片18g、藍色濾光片18b三色，亦可包含黃色濾光片等互補色系濾光片，還可包含白色畫素(透明畫素)。彩色濾光片18可非具備於對向基板17側，而是具備於陣列基板4上。又，可不使用彩色濾光片，而是使用具備紅、綠、藍之個別發光元件的背光源。舉例而言，本實施形態之液晶顯示裝置亦可為具備LED背光源，並採用時間分割發光(場色序法)之彩色液晶顯示裝置。
以下對畫素之俯視形狀及排列之實例，利用第16圖至第20圖進行說明。
第16圖為表示包含三個副畫素之一畫素的俯視形狀及排列的一例的俯視圖。
該第16圖中係示出直條彩色濾光片。矩形(長方形或正方形)畫素19係包含矩形紅副畫素19r、矩形綠副畫素19g、矩形藍副畫素19b。
第17圖為表示包含對邊呈平行之多個多邊形副畫素19r、19g、19b之一畫素19的俯視形狀及排列的一例的俯視圖。
該第17圖中係示出橫條彩色濾光片。縱向的線條係呈波形；九個平行四邊形紅副畫素19r係沿列方向(橫向)排列。於紅副畫素19r的下方列，九個平行四邊形綠副畫素19g沿列方向排列。於綠副畫素19g的下方，九個平行四邊形藍副畫素19b沿列方向排列。畫素19係包含九個紅副畫素19r、九個綠副畫素19g、九個藍副畫素19b。
第17圖中，相鄰的上下兩列之間斜邊的傾斜度不同。即，沿上下排列的兩個平行四邊形副畫素係與切線對稱地配置成「<」形(或將箭頭形狀、「V」字旋轉90度所形成之形狀)。紅副畫素19r與隔兩列位於下方的紅副畫素19r係隔著綠副畫素19g與藍副畫素19b，斜邊的角度不同。綠副畫素19g與隔兩行位於下方的綠副畫素19g係隔著藍副畫素19b與紅副畫素19r，斜邊的角度不同。藍副畫素19b與隔兩列位於下方的藍副畫素19b係隔著紅副畫素19r與綠副畫素19g，斜邊的角度不同。
第18圖為表示包含多個平行四邊形副畫素19r、19g、19b之直條畫素19的俯視形狀及排列的一例的俯視圖。縱向的線條係呈波形。
該第18圖中，沿列方向排列有紅副畫素19r、綠副畫素19g、藍副畫素19b，沿各行方向(縱向)則排列有多個紅副畫素19r、多個綠副畫素19g、多個藍副畫素19b。
第19圖為表示包含多個平行四邊形副畫素19r、19g、19b之橫條畫素19的俯視形狀及排列的一例的俯視圖。
在如上述之平行四邊形畫素或副畫素中，第1至第3電極6、7、9之梳齒方向可與上邊或下邊平行，亦可與斜邊平行。
該第19圖中，係與上述第17圖之情形相同，沿各列方向排列有多個紅副畫素19r、多個綠副畫素19g、多個藍副畫素19b，而沿縱向則排列有紅副畫素19r、綠副畫素19g、藍副畫素19b。
第20圖為表示一單位之形成「<」形的副畫素19r、19g、19b及畫素19的俯視形狀及排列的一例的俯視圖。
如此，亦可藉由「<」形副畫素19r、19g、19b來構成畫素19。多個畫素19可為橫條排列，亦可為直條排列。
在如上述之「<」形畫素或副畫素中，第1至第3電極6、7、9之梳齒方向可與畫素或副畫素的任一邊平行。
在以上所說明之本實施形態之具備彩色濾光片18的液晶顯示基板16中，可減少向錯、擴大視角並使畫面更明亮。
使用本實施形態之基板16，便可由斜電場進行有效的液晶驅動，並可提高液晶的響應性。
如本實施形態所述，畫素19及副畫素19r、19g、19b的形狀可自由地設定，由此即可改變液晶的配向，而能夠獲得更廣的視角。
此外，本實施形態中，對向基板17可具備：基板8；在基板8上形成的第3電極9；在形成有第3電極9之基板8上形成的黑色矩陣13；在黑色矩陣13之開口部形成的彩色濾光片18；以及在彩色濾光片18上形成的透明樹脂層2而構成。
對向基板17亦可具備例如：基板8；在基板8上形成的黑色矩陣13；在黑色矩陣13之開口部形成的第3電極9；在形成有第3電極9之黑色矩陣13之開口部形成的彩色濾光片18；以及在彩色濾光片18上形成的透明樹脂層2而構成。
(第3實施形態)
本實施形態中係對可使用於上述第2實施形態所說明之彩色濾光片18的透明樹脂及有機顏料等之實例進行說明。
[透明樹脂]
形成遮光層或著色層所使用的感光性著色組成物除顏料分散體外，還含有多官能單體、感光性樹脂或非感光性樹脂、聚合起始劑、溶劑等。以下將感光性樹脂及非感光性樹脂等本實施形態中可使用之透明性高的有機樹脂總稱為「透明樹脂」。
透明樹脂係包含熱塑性樹脂、熱固性樹脂或感光性樹脂。熱塑性樹脂可使用例如丁醇基樹脂、苯乙烯-馬來酸共聚物、氯化聚苯乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚胺基甲酸酯系樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、醇酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、橡膠系樹脂、環化橡膠系樹脂、纖維素類、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醯亞胺樹脂等。熱固性樹脂可使用例如環氧樹脂、苯并胍胺樹脂、松香改性馬來酸樹脂、松香改性富馬酸樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、酚樹脂等。熱固性樹脂亦可使用例如三聚氰胺樹脂與含有異氰酸酯基之化合物反應所得之物質。
[鹼可溶性樹脂]
擬形成作為本實施形態中所使用之黑色矩陣13的形成材料的遮光層、著色層時，係以採用可由光微影進行圖案形成的感光性樹脂組成物為佳。透明樹脂較佳為可賦予鹼可溶性的樹脂。鹼可溶性樹脂可使用含有羧基或羥基的樹脂。例如，鹼可溶性樹脂可使用環氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛系樹脂、聚乙烯酚系樹脂、丙烯酸系樹脂、含有羧基之環氧樹脂、含有羧基之胺基甲酸酯樹脂等。鹼可溶性樹脂較佳為環氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛系樹脂、丙烯酸系樹脂，特佳為環氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛系樹脂。
[丙烯酸樹脂]
透明樹脂可應用例如以下的丙烯酸系樹脂。
丙烯酸系樹脂可使用將例如(甲基)丙烯酸；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸酯月桂等(甲基)丙烯酸烷基酯；(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯等含有羥基之(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸環氧乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等含有醚基之(甲基)丙烯酸酯；及(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯等脂環族(甲基)丙烯酸酯等用作單體所得之聚合物。
此外，上述單體可使用單一物質或併用2種以上之物質。更且，可將單體與可共聚合之苯乙烯、環己基馬來醯亞胺或苯基馬來醯亞胺等化合物所形成的共聚物用於丙烯酸樹脂。
例如，使將(甲基)丙烯酸等具有乙烯性不飽和基的羧酸共聚合而得之共聚物、與甲基丙烯酸縮水甘油酯等含有環氧基及不飽和雙鍵的化合物反應，亦可製得具有感光性的樹脂。又，使(甲基)丙烯酸等含有羧酸之化合物與甲基丙烯酸縮水甘油酯等含有環氧基之甲基丙烯酸酯的聚合物、或甲基丙烯酸縮水甘油酯等含有環氧基之(甲基)丙烯酸酯的聚合物和其他(甲基)丙烯酸酯所形成的共聚物進行加成，則亦可製得具有感光性的樹脂。
例如，使甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯等具有異氰酸酯基及乙烯性不飽和基的化合物與甲基丙烯酸羥乙酯等單體，即具有羥基之聚合物反應，亦可製得具有感光性的樹脂。
如上述，使具有多個羥基的甲基丙烯酸羥乙酯等共聚物與多質子酸酐反應，再將羧基導入共聚物中，即可製得具有羧基之樹脂。具有羧基之樹脂的製造方法並未僅限於該方法。
上述反應所使用之酸酐的實例係有例如丙二酸酐、琥珀酸酐、馬來酸酐、衣康酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐及偏苯三甲酸酐等。
上述丙烯酸系樹脂之固體成分酸價較佳為20~180mgKOH/g。當酸價小於20mgKOH/g時，感光性樹脂組成物的顯影速度會過慢，使得顯影所需的時間增加，而有生產性低劣之傾向。又固體成分酸價大於180mgKOH/g時，反之顯影速度過快，而有發生如顯影後的圖案剝落或圖案缺失等不良情況之傾向。
更且，當上述丙烯酸系樹脂具有感光性時，該丙烯酸樹脂的雙鍵當量較佳為100以上，更佳為100~2000，最佳為100~1000。若雙鍵當量超過2000時，則有時無法獲得充分的光硬化性。
[光聚合性單體]
光聚合性單體可使用例如(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三環癸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯等各種丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基甲基丙烯醯胺、丙烯腈等。
又，光聚合性單體係以使用例如，使多官能異氰酸酯與具有羥基之(甲基)丙烯酸酯反應所得之具有(甲基)丙烯醯基的多官能胺基甲酸酯丙烯酸酯。此外，具有羥基之(甲基)丙烯酸酯與多官能異氰酸酯的組合為任意者，並未特別限定。光聚合性單體可單獨使用1種多官能胺基甲酸酯丙烯酸酯，也可2種以上組合使用。
[光聚合起始劑]
光聚合起始劑可使用例如4-苯氧基二氯苯乙酮、4-三級丁基-二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-苯甲基-2-二甲胺基-1-(4-啉苯基)-丁烷-1-酮等苯乙酮系化合物；安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、苯甲基二甲基酮縮醇(benzyldimethylketal)等安息香系化合物；二苯甲酮、苯甲醯安息香酸、苯甲醯安息香酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4-苯甲醯基-4’-甲基二苯基硫醚等二苯甲酮系化合物；噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、異丙基噻吨酮、2,4-二異丙基噻吨酮等噻吨酮系化合物；2,4,6-三氯-s-三氮雜苯、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2-(對甲氧苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2-(對甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2-向日葵基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2,4-雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三氮雜苯、2-(萘-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2-(4-甲氧基-萘-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2,4-三氯甲基-(向日葵基)-6-三氮雜苯、2,4-三氯甲基(4’-甲氧苯乙烯基)-6-三氮雜苯等三氮雜苯系化合物；1,2-辛烷二酮、1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲醯肟)]、O-(乙醯基)-N-(1-苯基-2-氧-2-(4’-甲氧萘基)亞乙基)羥基胺等肟酯系化合物；雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基膦氧化物、2,4,6-三甲基苯甲醯基苯基膦氧化物等膦系化合物；9,10-菲醌、樟腦醌、乙基蒽醌等醌系化合物；硼酸酯系化合物；咔唑系化合物；咪唑系化合物；二茂鈦系化合物等。為提高感度，則使用肟衍生物類(肟系化合物)是有效的。此等物質可1種單獨或2種以上組合使用。
[敏化劑]
敏化劑係以例如併用光聚合起始劑與敏化劑為佳。敏化劑亦可併用例如α-醯氧基酯、醯基膦氧化物、甲基苯基乙醛酸、苯基-9,10-菲醌、樟腦醌、乙基蒽醌、4,4’-二乙基異二苯基酞酮、3,3’,4,4’-四(三級丁基過氧化羰基)二苯甲酮、4,4’-二乙胺基二苯甲酮等化合物。
相對光聚合起始劑100質量份，敏化劑可含有0.1質量份至60質量份的量。
[乙烯性不飽和化合物]
上述光聚合起始劑係以與乙烯性不飽和化合物共同使用為佳。乙烯性不飽和化合物係指分子內具有一個以上乙烯性不飽和鍵之化合物。更且，由可擴大聚合性、交聯性及隨之而生的曝光部與非曝光部的顯影液溶解性的差異之觀點而言，光聚合起始劑較佳為分子內具有兩個以上乙烯性不飽和鍵之化合物。又，光聚合起始劑特佳為其不飽和鍵來自(甲基)丙烯醯氧基之(甲基)丙烯酸酯化合物。
分子內具有一個以上乙烯性不飽和鍵之化合物可使用例如(甲基)丙烯酸、巴豆酸、異巴豆酸、馬來酸、衣康酸、檸康酸等不飽和羧酸及其烷基酯；(甲基)丙烯腈；(甲基)丙烯醯胺；苯乙烯等。分子內具有兩個以上乙烯性不飽和鍵之化合物可使用例如不飽和羧酸與聚羥基化合物形成之酯類、含有(甲基)丙烯醯氧基之膦酸酯類、(甲基)丙烯酸羥基酯化合物與聚異氰酸酯化合物形成之胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯類、及(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸羥基酯化合物與聚環氧化合物形成之(環氧)甲基丙烯酸酯類等。
擬於液晶胞內形成相位差層時，亦可將上述光聚合性起始劑、敏化劑及乙烯性不飽和化合物添加至含有聚合性液晶化合物之組成物中。
[多官能硫醇]
感光性著色組成物中可含有發揮作為鏈移動劑之作用的多官能硫醇。多官能硫醇只要是具有兩個以上硫醇基的化合物即可，可使用例如己烷二硫醇、癸烷二硫醇、1,4-丁二醇雙硫丙酸酯、1,4-丁二醇雙硫乙二醇酯、乙二醇雙硫乙二醇酯、乙二醇雙硫丙酸酯、三羥甲基丙烷三硫乙二醇酯、三羥甲基丙烷三硫丙酸酯、三羥甲基丙烷參(3-巰基丁酸酯)、新戊四醇四硫乙二醇酯、新戊四醇四硫丙酸酯、三巰基丙酸參(2-羥乙基)異氰脲酸酯、1,4-二甲巰基苯、2,4,6-三巰基-s-三、2-(N,N-二丁基胺基)-4,6-二巰基-s-三等。
此等多官能硫醇可1種或2種以上混合使用。多官能硫醇在感光性著色組成物中，能以相對顏料100質量份，較佳為0.2~150質量份，更佳為0.2~100質量份的量來使用。
[貯存安定劑]
感光性著色組成物中，為穩定組成物的經時黏度，則可含有貯存安定劑。貯存安定劑可使用例如苯甲基三甲基氯化物、二乙基羥基胺等四級銨氯化物、乳酸、草酸等有機酸及其甲醚、三級丁基鄰苯二酚、三乙基膦、三苯基膦等有機膦、亞磷酸鹽等。相對感光性著色組成物中的顏料100質量份，貯存安定劑可含有0.1質量份至10質量份的量。
[密接性提升劑]
感光性著色組成物中，為提升與基板的密接性，亦可含有矽烷偶合劑等密接性提升劑。矽烷偶合劑可使用例如乙烯基參(β-甲氧乙氧基)矽烷、乙烯基乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷等乙烯基矽烷類、γ-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷等(甲基)丙烯基矽烷類；β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)甲基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)甲基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等環氧矽烷類；N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基甲基二乙氧基二矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三乙氧基矽烷等胺基矽烷類；γ-巰丙基三甲氧基矽烷、γ-巰丙基三乙氧基矽烷等硫代矽烷類等。矽烷偶合劑在感光性著色組成物中，相對顏料100質量份可含有0.01質量份至100質量份。
[溶劑]
感光性著色組成物中可摻混例如水或有機溶劑等溶劑，以便可均勻地塗布於基板上。又，若本實施形態中所使用之組成物為彩色濾光片的著色層時，溶劑亦具有使顏料均勻分散的功能。溶劑可使用例如環己酮、乙基賽璐蘇乙酸酯、丁基賽璐蘇乙酸酯、1-甲氧基-2-丙基乙酸酯、二乙二醇二甲醚、乙基苯、乙二醇二乙醚、二甲苯、乙基賽璐蘇、甲基正戊基酮、丙二醇單甲醚、甲苯、甲基乙基酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁酮、石油系溶劑等。溶劑可單獨或混合此等物質來使用。溶劑在著色組成物中，相對顏料100質量份可含有800質量份至4000質量份，較佳含有1000質量份至2500質量份。
[有機顏料]
紅色顏料可使用例如C.I.顏料紅7、9、14、41、48：1、48：2、48：3、48：4、81：1、81：2、81：3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、246、254、255、264、272、279等。
黃色顏料可使用例如C.I.顏料黃1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35：1、36、36：1、37、37：1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等。
藍色顏料可使用例如C.I.顏料藍15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6、16、22、60、64、80等，此等當中較佳為C.I.顏料藍15：6。
紫色顏料可使用例如C.I.顏料紫1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等，此等當中較佳為C.I.顏料紫23。
綠色顏料可使用例如C.I.顏料綠1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58等，此等當中較佳為C.I.顏料綠58。
以下C.I.顏料之顏料種類的記載中，有僅簡稱為PB(顏料藍)、PV(顏料紫)、PR(顏料紅)、PY(顏料黃)、PG(顏料綠)等。
[遮光層之色材]
遮光層或黑色矩陣所含之遮光性色材係為藉由在可見光波長區域具有吸收來顯示遮光功能之色材。本實施形態中，遮光性色材可使用例如有機顏料、無機顏料、染料等。無機顏料可使用例如碳黑、氧化鈦等。染料可使用例如偶氮系染料、蒽醌系染料、酞菁素系染料、醌亞胺系染料、喹啉系染料、硝基系染料、羰基系染料、次甲基系染料等。有機顏料可採用上述有機顏料。此外，遮光性成分可使用1種，也能以任意組合及比例併用2種以上。又，亦可對此等色材的表面進行樹脂被覆來增高體積電阻。反之，亦可相對樹脂之母材，提高色材的含有比例以賦予些許導電性來降低體積電阻。惟，此種遮光性材料的體積電阻值為約1×108 ~1×1015 Ω‧cm之範圍，此非為對透明導電膜之電阻值造成影響之水準。同樣地，遮光層之相對電容率亦可在色材的選擇上，或含有比例為大約3~11之範圍進行調整。遮光層、第1透明樹脂層、著色層之相對電容率可調整成符合液晶顯示裝置的設計條件或液晶的驅動條件。
[分散劑、分散助劑]
使用高分子分散劑作為顏料分散劑時，因經時分散穩定性優良而較佳。高分子分散劑可使用例如胺基甲酸酯系分散劑、聚乙烯亞胺系分散劑、聚氧乙烯烷基醚系分散劑、聚氧乙二醇二酯系分散劑、山梨醇酐脂肪族酯系分散劑、脂肪族改性聚酯系分散劑等。其中，特別是包含含氮原子之接枝共聚物的分散劑，對含有多種顏料之本實施形態所使用的遮光性感光性樹脂組成物顯影性優良而較佳。分散劑可使用1種，也能以任意組合及比例併用2種以上。
分散助劑可使用例如色素衍生物等。色素衍生物可使用例如偶氮系、酞菁素系、喹吖酮系、苯并咪唑酮系、喹啉黃系、異吲哚酮系、二系、蒽醌系、陰丹士林系、苝系、環紫酮系、二酮基吡咯并吡咯系、二系等的衍生物，其中較佳為喹啉黃系。
就色素衍生物之取代基而言，例如磺酸基、磺醯胺基及其四級鹽、鄰苯二甲醯亞胺甲基、二烷胺基烷基、羥基、羧基、醯胺基等可與顏料骨架直接或經由烷基、芳基、雜環基等鍵結。此等當中係以使用磺酸基為佳。又，此等取代基可於一顏料骨架中取代多個。
色素衍生物可使用例如酞菁素之磺酸衍生物、喹啉黃之磺酸衍生物、蒽醌之磺酸衍生物、環紫酮之磺酸衍生物、二酮基吡咯并吡咯之磺酸衍生物、二之磺酸衍生物等。
以上分散助劑及色素衍生物可使用1種，也能以任意組合及比例併用2種以上。
(第4實施形態)
本實施形態中係對上述第1圖之對向基板3的製造進行說明。
[第3電極9的形成]
該對向基板3之製造步驟中，首先係於無鹼玻璃透明基板8上形成黑色矩陣13。
次之，在形成有黑色矩陣13的透明基板8上，使用濺鍍裝置，以覆蓋供形成第3電極之ITO(銦錫金屬氧化物薄膜)整面的方式成膜。該ITO係使用例如濺鍍裝置，於常溫下形成膜厚0.14μm。
其次，將ITO以光微影法形成例如寬7μm的梳齒狀。該梳齒狀ITO係為充當共通電極之第3電極9。
此外，擬使ITO於室溫成膜時，為提升穿透率則需實施退火處理(annealing)。用於退火之熱處理亦可與後步驟之黑色矩陣等的硬化處理共同實施。
接著在形成有第3電極9的表面形成透明樹脂層2。
第3電極9之圖案形狀可應用上述第9圖至第11圖所示之形狀。黑色矩陣13及透明樹脂層2係由例如以下所說明之形成手段來形成。
又，由ITO形成之第3電極9的圖案寬度可對應畫素尺寸而在2μm至30μm之範圍內調整。第3電極9的形成密度或圖案寬度可於一畫素內變化。其圖案形狀或密度分布可藉由例如對一畫素之中心點對稱或線對稱，來達到對畫素之中心對稱的液晶傾斜，並確保液晶顯示中的廣視角。
此外，第1及第2電極6、7亦能以與該第3電極9同樣的方法來製造。
[黑色矩陣13的形成] <黑色矩陣形成用分散液>
碳黑分散液係藉由分別添加碳顏料20重量份、高分子分散劑8.3重量份、銅酞菁素衍生物(TOYOINK製造公司製)1.0重量份、丙二醇單甲醚乙酸酯71重量份，以珠磨分散機予以攪拌來製作。
<黑色矩陣形成用光阻>
黑色矩陣形成用光阻之材料係使用例如碳黑分散液、樹脂(固體成分56.1重量%)、單體、起始劑、溶劑(丙二醇單甲醚乙酸酯或乙基-3-乙氧基丙酸酯)、調平劑。此等材料係以以下組成比混合攪拌而用於黑色矩陣形成用光阻(固體成分中的顏料濃度：約20%)。
碳黑分散液　3.0重量份
樹脂　1.4重量份
單體　0.3重量份
起始劑　0.67重量份
起始劑　0.17重量份
丙二醇單甲醚乙酸酯　14重量份
乙基-3-乙氧基丙酸酯　5.0重量份
調平劑　1.5重量份
<黑色矩陣13的形成條件>
擬形成黑色矩陣13時，係首先將上述光阻旋轉塗布於玻璃透明基板8上，並於例如100℃下乾燥3分鐘，而於透明基板8之表面形成膜厚1.9μm的塗膜。次之，使用具既定圖案寬度(相當於黑色矩陣13之畫線寬度)及開口圖案的曝光用光罩，由光源對透明基板8上的塗膜照射光。此光係例如使用超高壓水銀燈並以200mj/cm2 照射。次之，對光照射後的基板，使用2.5%碳酸鈉水溶液例如進行顯影60秒，並進行水洗及乾燥，再於230℃下進行加熱處理60分鐘來進行圖案的固定。由此，透明基板8上便形成有黑色矩陣13。黑色矩陣13的印刷寬度可採用例如約20μm或約20.5μm左右。黑色矩陣13係形成於畫素或副畫素之周圍。舉例而言，透明基板8的面與作為圖案邊緣之印刷端部所夾的傾斜角度約為45度。
[透明樹脂層2的形成]
以覆蓋黑色矩陣13及無黑色矩陣13之開口部的方式，利用鹼可溶性丙烯酸感光性樹脂塗布液來形成透明樹脂層2。透明樹脂層2其硬化後的膜厚係形成為例如約1μm。藉由形成該透明樹脂層2，便形成液晶顯示用的對向基板3。
此外，本實施形態之基板3可應用於彩色濾光片18形成於陣列基板4側的液晶顯示裝置、或場色序法(將多色LED光源用於背光源，並藉由時間分割之光源驅動，在無彩色濾光片之下進行彩色顯示之方法)彩色液晶顯示裝置。
丙烯酸感光性樹脂塗布液可使用例如，如下述般合成丙烯酸樹脂，進一步添加單體、光起始劑並進行例如0.5μm的過濾(filtration)後所得之透明樹脂塗布液。
<丙烯酸樹脂的合成>
擬合成丙烯酸樹脂時，係首先於反應容器中加入環己酮800份，一面將氮氣注入反應容器中一面進行加熱，並滴入下述單體及熱聚合起始劑的混合物而進行聚合反應。
苯乙烯　55份
甲基丙烯酸　65份
甲基丙烯酸甲酯　65份
甲基丙烯酸苯甲酯　60份
熱聚合起始劑　15份
鏈移動劑　3份
滴入後充分進行加熱，其後對該混合物添加以環己酮50份溶解熱聚合起始劑2.0份所形成之物質，進一步持續進行反應而製得丙烯酸樹脂溶液。
對該樹脂溶液添加環己酮使固體成分成為30重量%來調製丙烯酸樹脂溶液，而製得樹脂溶液(1)。丙烯酸樹脂的重量平均分子量約為20000。
進一步均勻攪拌混合下述組成之混合物後，使用例如直徑1mm的玻璃珠，用混砂機以既定時間(2小時)予以分散後，再以0.5μm的濾紙進行過濾即製得透明樹脂塗布液。
樹脂溶液(1)　100重量份
多官能聚合性單體　EO改性雙酚A甲基丙烯酸酯　20份
光起始劑　16重量份
環己酮　190重量份
(第5實施形態)
本實施形態中係對上述第12圖之對向基板17的製造進行說明。
[黑色矩陣13的形成]
於無鹼玻璃透明基板8上，使用上述黑色矩陣形成用光阻形成圖案相同的黑色矩陣13。
[著色濾光片(著色畫素)的形成] <著色層形成用分散液>
分散於著色層之有機顏料係使用以下材料。
紅色用顏料
C.I.顏料紅　254
C.I.顏料紅　177
綠色用顏料
C.I.顏料綠　58(後述綠色顏料)
C.I.顏料黃　150
藍色用顏料
C.I.顏料藍　15
C.I.顏料紫　23
使用上述顏料來製作紅色、綠色、藍色的各種顏色分散液。
紅色顏料分散液
紅色顏料：C.I.顏料紅　254　18重量份
紅色顏料：C.I.顏料紅　177　2重量份
丙烯酸清漆(固體成分20重量%)　108重量份
均勻攪拌上述組成之混合物後，使用玻璃珠，用混砂機以所定時間(例如5小時)予以分散，再以濾紙(例如5μm濾紙)進行過濾來製作紅色顏料分散液。
綠色顏料分散液
C.I.顏料綠　58　16重量份
C.I.顏料黃　150　8重量份
丙烯酸清漆(固體成分20重量%)　102重量份
對上述組成之混合物，利用與紅色顏料分散液相同的製作方法，即可製作出綠色顏料分散液。
藍色顏料分散液
C.I.顏料藍　15　50重量份
C.I.顏料紫　23　2重量份
分散劑　6重量份
丙烯酸清漆(固體成分20重量%)　200重量份
對上述組成之混合物，利用與紅色顏料分散液相同的製作方法，即可製作出藍色顏料分散液。
[著色畫素形成彩色光阻]
紅色畫素形成彩色光阻
紅色分散液　150重量份
三羥甲基丙烷三丙烯酸酯　13重量份
光起始劑　4重量份
敏化劑　2重量份
溶劑：環己酮　257重量份
攪拌混合上述組成之混合物使其呈均勻後，以5μm的濾紙過濾即製得紅色畫素形成彩色光阻。
綠色畫素形成彩色光阻
綠色分散液　126重量份
三羥甲基丙烷三丙烯酸酯　14重量份
光起始劑　4重量份
敏化劑　2重量份
環己酮　257重量份
攪拌混合上述組成之混合物使其呈均勻後，以5μm的濾紙過濾即製得綠色畫素形成彩色光阻。
藍色畫素形成彩色光阻
藍色畫素形成彩色光阻其組成分別為下述之組成，並以與紅色畫素形成彩色光阻同樣的方法來製作。
藍色分散液　258重量份
三羥甲基丙烷三丙烯酸酯　19重量份
光起始劑　4重量份
敏化劑　2重量份
環己酮　214重量份
[綠色顏料的調製]
為調製綠色顏料，而將鋅酞菁素46份溶於例如氯化鋁356份及氯化鈉6份的200℃熔融鹽中，予以冷卻至130℃並攪拌1小時。進一步將反應溫度升高至180℃，以每小時10份滴入溴共10小時。其後，以每小時0.8份滴入氯共5小時。
擬調製綠色顏料時，係將以此方式製得的反應液緩緩注入水3200份中後，再進行過濾、水洗，即製得107.8份的粗製鹵化鋅酞菁素顏料。舉例而言，粗製鹵化鋅酞菁素顏料其一分子內所含的平均溴數為14.1個，平均氯數為1.9個。
舉例而言，將所得之粗製鹵化鋅酞菁素顏料120份、粉碎食鹽1600份、及乙二醇270份加入不鏽鋼製1加侖混練機中，於70℃下進行混練12小時。
將如此所得之混合物置入溫水5000份中，並加熱至約70℃，同時以高速混合機攪拌約1小時予以製成漿狀。進一步對製成漿狀之混合物重複進行過濾、水洗，以去除食鹽及溶劑。其後，將混合物於80℃下乾燥24小時。由此即製得117份之經鹽磨處理的綠色顏料。
[著色畫素的形成]
使用由如上述之方法所得之著色畫素形成彩色光阻來形成著色層。以下形成著色層時的各種條件僅為一例，亦可應用其他條件。
擬形成著色層時，係首先於玻璃基板上將紅色畫素形成用彩色光阻以旋轉塗布法塗布成完成膜厚為1.8μm。於90℃下乾燥5分鐘後，使高壓水銀燈的光透過著色畫素形成用光罩，以300mJ/cm2 照射並用鹼顯影液進行顯影60秒，即製得長條狀紅色著色畫素。其後，對紅色濾光片18r(紅色著色畫素)以230℃、30分鐘進行燒成。黑色矩陣(BM)部分與彩色(color)部分的重疊量係例如製作成8.0μm。
綠色畫素形成用光阻亦同樣以旋轉塗布法塗布成完成膜厚為1.8μm。於90℃下乾燥5分鐘後透過光罩進行曝光及顯影，以將圖案形成於與前述紅色畫素相鄰之位置。由此，即製得綠色濾光片18g(綠色畫素)。
以與紅色、綠色相同的方法，同樣對藍色畫素形成用光阻製得膜厚1.8μm之與紅色濾光片18r、綠色濾光片18g相鄰的藍色濾光片18b。由此，便製得基板8上帶有紅、綠、藍三種色彩的彩色濾光片。其後，以230℃、30分鐘使彩色濾光片硬化。
[透明樹脂層2的形成]
使用上述丙烯酸感光性樹脂塗布液，以覆蓋紅、綠、藍三色之彩色濾光片18整體的方式形成硬化後膜厚1μm的透明樹脂層2。對透明樹脂層2進行曝光、顯影後，以230℃、30分鐘予以硬化。
[第3電極9的形成]
擬形成第3電極9時，係使用濺鍍裝置，以覆蓋黑色矩陣13形成後的整面的方式將ITO(銦錫金屬氧化物薄膜)於室溫下形成膜厚0.14μm。
使用習知光微影法，將ITO形成為作為共同電極之寬7μm的梳齒狀第3電極9。對第3電極9，於圖案形成後以230℃、30分實施熱處理而作為ITO膜的退火處理。由此便形成對向基板17。
此外，本實施形態中係對將第3電極9形成於透明樹脂層2上之結構進行說明，惟第3電極9亦可直接形成於玻璃等透明基板8上，也可形成於彩色濾光片18與透明樹脂層2之間。
(第6實施形態)
本實施形態中，係對具備上述第1至第6所說明之基板1、16的液晶顯示裝置之實例進行說明。
第21圖為表示本實施形態之液晶顯示裝置之結構的一例的剖面圖。
該第21圖中係例示液晶顯示裝置100具備基板1之情況，惟具備基板16之情況亦同。
液晶顯示裝置100係為使用反射偏光板的半穿透式液晶顯示裝置。反射偏光板可使用例如日本專利第4177398號公報所記載的反射偏光板。
基板1係如上述第1實施形態所說明，具備形成有主動元件(TFT)的陣列基板4。陣列基板4具備梳齒狀的第1及第2電極6、7。對向基板3及陣列基板4係對向配置，其間隔著液晶層5而貼合。對向基板3之與液晶層5相反一側的面(背面)上配置有相位差板21及偏光板22。又，陣列基板20之與液晶層5相反一側的面(背面)上則依序配設有偏光板23、光擴散層24、反射偏光板25、相位差板(光學補償層)26、稜鏡片(prism sheet)27、光擴散層28、導光板29、光反射板30。導光板29上安裝有例如LED等光源31。偏光板22、23係採用例如正交尼科爾(cross Nicol)配置。
光源31較佳為RGB個別發光元件，而未以場色序法進行個別的RGB發光元件的控制時，亦可為類白色LED。又，光源31亦可使用以往廣用的冷陰極管或螢光燈。若使用RGB個別發光元件作為光源31時，其各自的發光強度可按每種色彩、每個畫素來個別調整，並可進行最佳之色彩顯示，且不需藉由與液晶同步的時間分割驅動來使用彩色濾光片，即能以彩色進行顯示；又可適用於立體影像顯示。液晶顯示裝置100中亦可應用局部調光法(local dimming)，其為在顯示畫面的各部分調整背光源的亮度來提高對比之技術。
以上說明之本實施形態之液晶顯示裝置100中，可減少對向基板3及陣列基板4的配向處理。進而，在液晶顯示裝置100中可改善液晶的響應性。又，透過第1至第3電極6、7、9之結構，即可減少液晶的向錯，而能夠提高液晶顯示。
此外，液晶顯示裝置100係如上述第2實施形態所述，亦可具備其結構為以覆蓋彩色濾光片18之有效顯示畫素的方式積層透明導電膜2的對向基板17。具備彩色濾光片18的基板16中，係將對向基板17與形成有主動元件TFT的陣列基板4貼合，並於對向基板17與陣列基板4之間封入負電容率各向異性液晶11。基板16的兩面上因備有偏光板及相位差板，由此即可進行彩色階調顯示。對向基板17及陣列基板4的表面上亦可預先形成垂直配向膜。形成有主動元件的陣列基板4係具備梳齒狀或長條狀的第1及第2電極6、7。前述第12圖至第15圖中係例示具備彩色濾光片18之基板16的剖面圖，而省略垂直配向用配向膜。
本實施形態之液晶顯示裝置100中毋需有MVA或VATN等垂直配向液晶顯示裝置所需的精密配向處理(例如用以使傾斜角為89°並形成多個區域的多方向配向處理)。本實施形態之液晶顯示裝置100中可形成約90°的垂直配向。
上述本實施形態中，其次要效果係與IPS(以橫電場驅動液晶)或FFS(以梳齒電極邊緣(fringe)所產生的電場驅動液晶)方式相異，可提供不易受到外部電場影響的液晶顯示裝置。
尚且，本實施形態之液晶顯示裝置100的矩形畫素可劃分成對平面之畫素中心線對稱或點對稱的1/2或1/4畫素。應用一畫素中形成有2個或4個TFT元件，並按每TFT元件施加不同電壓之驅動方式的技術係可應用於各種視角調整技術及立體影像顯示技術中。
1、8、12、16．．．基板
2．．．樹脂層
3、17．．．對向基板
4．．．陣列基板
5．．．液晶層
5a~5j．．．液晶分子
6．．．第1電極
7．．．第2電極
9．．．第3電極
10a、10b、10c．．．絕緣層
11a．．．第1方向
11b．．．第2方向
13．．．黑色矩陣
14a~14f．．．電力線
15．．．畫素
18．．．彩色濾光片
第1圖為表示第1實施形態之液晶顯示基板的第1例的部分剖面圖。
第2圖為表示第1實施形態之液晶顯示基板的第2例的部分剖面圖。
第3圖為表示第1至第3電極之配置的一例的立體圖。
第4圖為表示未施加驅動電壓時中心軸C左側之畫素的一例的部分剖面圖。
第5圖為表示施加驅動電壓後不久中心軸C左側之畫素的一例的部分剖面圖。
第6圖為表示施加驅動電壓起經過既定時間後中心軸C左側之畫素的一例的部分剖面圖。
第7圖為表示左側之矩形畫素之電極配置的一例的部分剖面圖。
第8圖為表示右側之矩形畫素之電極配置的一例的部分剖面圖。
第9圖為表示第3電極之第1例的俯視圖。
第10圖為表示第3電極之第2例的俯視圖。
第11圖為表示第3電極之第3例的俯視圖。
第12圖為表示第2實施形態之液晶顯示基板的一例的部分剖面圖。
第13圖為表示具備彩色濾光片之對向基板的一例的部分剖面圖。
第14圖為表示第2實施形態之施加驅動電壓後不久的畫素的一例的部分剖面圖。
第15圖為表示第2實施形態之施加驅動電壓起經過既定時間後的畫素的一例的部分剖面圖。
第16圖為表示包含三個副畫素之一畫素的一例的俯視圖。
第17圖為表示包含多個對邊呈平行之多邊形副畫素之一畫素的一例的俯視圖。
第18圖為表示包含多個平行四邊形副畫素之直條畫素的一例的俯視圖。
第19圖為表示包含多個平行四邊形副畫素之橫條畫素的一例的俯視圖。
第20圖為表示「<」形副畫素及畫素的一例的俯視圖。
第21圖為表示第6實施形態之液晶顯示裝置之結構的一例的剖面圖。
1、8、12．．．基板
2．．．樹脂層
3．．．對向基板
4．．．陣列基板
5．．．液晶層
6．．．第1電極
7．．．第2電極
9．．．第3電極
10a、10b、10c．．．絕緣層
11a．．．第1方向
11b．．．第2方向
13．．．黑色矩陣

Claims (16)

  1. 一種液晶顯示基板，其具備：陣列基板，其具備作為畫素電極的梳齒狀第1電極、及梳齒狀第2電極，前述第1電極之梳齒的第1長邊方向與前述第2電極之梳齒的第2長邊方向呈平行，並由畫素單位或副畫素單位劃分；及對向基板，其與前述陣列基板隔著液晶層而對向，並具備梳齒狀第3電極，前述第1長邊方向與前述第3電極之梳齒的第3長邊方向呈平行，並由前述畫素單位或前述副畫素單位劃分，其特徵為：在與前述第1至第3長邊方向垂直的剖面上，前述第1電極之梳齒與前述第2電極之梳齒具有朝與基板平面平行之第1水平方向錯開的第1配置關係，於前述剖面上，前述第1電極之梳齒與前述第3電極之梳齒具有朝前述第1水平方向之反方向的第2水平方向錯開的第2配置關係。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示基板，其中前述對向基板具備：具有在前述基板平面的垂直方向上使光通過的開口部的黑色矩陣；及在前述開口部形成的彩色濾光片。
  3. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示基板，其中前述對向基板具備：透明基板；在前述透明基板上形成的前述第3電極；黑色矩陣；及在形成有前述第3電極及前述黑色矩陣之前述透明基板上形成的透明樹脂層，該黑色矩陣係在形成有前述第3電極之前述透明基板 上形成，並具有在前述陣列基板與前述對向基板呈對向之垂直方向上使光通過的開口部。
  4. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示基板，其中前述對向基板具備：透明基板；在前述透明基板上形成的前述第3電極；在形成有前述第3電極之前述透明基板上形成的前述黑色矩陣；在前述黑色矩陣之前述開口部形成的前述彩色濾光片；及在前述彩色濾光片上形成的透明樹脂層。
  5. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示基板，其中前述對向基板具備：透明基板；在前述透明基板上形成的前述黑色矩陣；在前述黑色矩陣之前述開口部形成的前述第3電極；在形成有前述第3電極之前述黑色矩陣之前述開口部形成的前述彩色濾光片；及在前述彩色濾光片上形成的透明樹脂層。
  6. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示基板，其中前述對向基板具備：透明基板；在前述透明基板上形成之具有開口部的黑色矩陣；在形成有前述黑色矩陣之前述透明基板上形成的透明樹脂層；及在前述透明樹脂層上形成的前述第3電極。
  7. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示基板，其中前述第3電極係由可見區域呈透明的導電膜形成。
  8. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示基板，其中前述第3電極之梳齒的根數係相對前述畫素單位或前述副畫素單位為2以上之偶數，前述第3電極之梳齒在前述剖面的畫素或副畫素內，係於與前述基板平面平行的水 平方向上，對前述畫素或前述副畫素之中心對稱地配置。
  9. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示基板，其中前述第1電極之梳齒的根數係相對前述畫素單位或前述副畫素單位為2以上之偶數，前述第2電極之梳齒的根數係相對前述畫素單位或前述副畫素單位為2以上之偶數，前述第1電極之梳齒在前述剖面的畫素或副畫素內，係於與前述基板平面平行的水平方向上，對前述畫素或前述副畫素之中心對稱地配置，前述第2電極之梳齒在前述剖面的畫素或副畫素內，係於前述水平方向上，對前述畫素或前述副畫素之中心對稱地配置。
  10. 一種液晶顯示裝置，其具備：陣列基板，其具備作為畫素電極的梳齒狀第1電極、及梳齒狀第2電極，前述第1電極之梳齒的第1長邊方向與前述第2電極之梳齒的第2長邊方向呈平行，並由畫素單位或副畫素單位劃分；液晶層，其含有具負電容率各向異性，且初始配向呈垂直之液晶；及對向基板，其與前述陣列基板隔著前述液晶層而對向，並具備梳齒狀第3電極，前述第1長邊方向與前述第3電極之梳齒的第3長邊方向呈平行，並由前述畫素單位或前述副畫素單位劃分，其特徵為：在與前述第1至第3長邊方向垂直的剖面上，前述第1電極之梳齒與前述第2電極之梳齒具有朝與基板平面平行之第1水平方向錯開的第1配置關係，於前述剖面上，前述第1電極之梳齒與前述第3 電極之梳齒具有朝前述第1水平方向之反方向的第2水平方向錯開的第2配置關係。
  11. 如申請專利範圍第10項之液晶顯示裝置，其中前述對向基板具備：具有在前述基板平面的垂直方向使光通過的開口部的黑色矩陣；及在前述開口部形成的彩色濾光片。
  12. 如申請專利範圍第10項之液晶顯示裝置，其中在前述陣列基板及前述對向基板形成的多個畫素或多個副畫素係於平面上具有對邊呈平行的形狀。
  13. 如申請專利範圍第12項之液晶顯示裝置，其中前述多個畫素或前述多個副畫素之各者係於前述平面上經分割成四個分割區域，前述第1電極、前述第2電極與前述第3電極係於前述平面上，按每個前述分割區域具有與前述分割區域的一邊平行的梳齒長邊方向，在彼此相接的分割區域之間，前述梳齒長邊方向係相異。
  14. 如申請專利範圍第12項之液晶顯示裝置，其中前述多個畫素或前述多個副畫素係各自於前述平面上經分割成四個分割區域，前述第1電極、前述第2電極與前述第3電極係分別具備於前述四個分割區域中，在前述平面上，以前述多個畫素或前述多個副畫素之中心點形成點對稱，並具有與前述分割區域的各邊夾傾斜角的梳齒長邊方向。
  15. 如申請專利範圍第10項之液晶顯示裝置，其中前述畫 素單位或前述副畫素單位之前述第3電極之梳齒的根數係多於前述第1電極之梳齒的根數。
  16. 如申請專利範圍第10項之液晶顯示裝置，其中前述第1電極、前述第2電極與前述第3電極係由可見光區域呈透明的導電膜形成。
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