液晶显示装置及其疵点修复方法

专利名称：液晶显示装置及其疵点修复方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示装置及其疵点修复方法。
背景技术：
近来，鉴于液晶显示装置具有结构紧凑、重量轻、体积小、耗电量少的优点，特别适用于OA设备和AV设备领域。具体地说，在每一图像元素中包括一开关元件(有源设备)的有源矩阵液晶显示装置能够产生良好的动态显示效果，因此可用作各种设备的显示器。
在一有源矩阵液晶显示装置中，由图像元素电极组成图像元素，该图像元素电极由一矩阵、一与图像元素电极相对的对向电极以及设置在它们之间的液晶显示层组成。根据通过开关元件提供的一电信号把多个图像元素中的每一元素控制在其显示状态。
在一有源矩阵液晶显示装置中，由于在液晶层中引起碎片混合，在图像元素电极和对向电极或类似电极之间会发生短路。不能给通过图像元素电极引起短路的图像元素提供正常的电压，从而产生了显示疵点，不能获得理想的显示效果。
作为一种修复显示疵点的方法，日本专利公开号4-178622中公开了一种疵点修复方法，在玻璃基底表面上形成一层包括炭黑的感光保护膜，并通过仅对具有显示疵点的图像元素上设置的曝光保护膜部分进行曝光和处理，形成一层屏蔽膜，从而把闪亮的疵点变换成不透光的点(暗疵点)。暗疵点比亮疵点在视觉上不容易识别，因此只是稍微对显示质量有所影响。
但是，本发明的发明人发现，利用日本专利公开号4-178622中公开的疵点修复方法不能有效地修复显示疵点。
在日本专利公开号4-178622中公开的疵点修复方法中，为了把整个图像元素改变成暗疵点，要利用所形成的屏蔽膜把具有亮疵点的整个图像元素覆盖住，因此，具有显示疵点的整个图像元素就不能再对显示2起作用了。
所设计的本发明考虑到了现有技术中的上述问题，一个目的就是提供一种不必牺牲具有显示疵点的整个图像元素就能够对显示疵点进行修复的液晶显示装置，并提供一种应用于该液晶显示装置的疵点修复方法。

发明内容
可由下面所述的第一和第二种液晶显示装置和用于这些装置的疵点修复方法实现该目的。
本发明的第一种液晶显示装置包括一第一基底；一第二基底；一设于第一基底和第二基底之间的液晶层；多个用于进行显示的图像元素区；而且在多个图像元素区中的每一区域中，在面对液晶层的第一基底的表面上设有一图像元素电极，并且一开关元件与图像元素电极电连接，该图像元素电极包括多个子图像元素电极和多个接触部分，每一接触部分至少在一些子图像元素电极处相互电连接，多个子图像元素电极中的至少一个电极通过多个连接通道与开关元件电连接。由此，可实现上述发明目的。
第一液晶显示装置优选地进一步包括设在第二基底上并面对图像元素电极的对向电极，在第二基底和图像元素电极之间夹有液晶层，而且优选地，图像元素电极由实线部分以及多个开孔组成，该实线部分包括多个子图像元素电极和多个接触部分，在多个图像元素区中的每一区域中，在多个液晶区中形成液晶层，如果在图像元素电极和对向电极之间施加一电压，由于在图像元素电极的多个开孔的各边缘部分产生的倾斜电场，每一液晶区都处于与多个开孔和实线部分相对应的径向倾斜取向状态，从而根据所施加的电压，通过改变多个液晶区的取向状态而进行显示。
优选地，多个开孔中的至少一些开孔的形状和面积基本上相同，并形成至少一个单位方格结构，从而形成回转对称。
优选地，多个开孔中的至少一些开孔中的每一开孔呈回转对称形状。
另外，多个开孔中的至少一些开孔中的每一开孔可以基本上呈圆形。
由多个开孔中的至少一些开孔环绕的实线部分的每一区域可以基本上呈圆形。
优选地，在多个图像元素区的每一区域中，图像元素电极的多个开孔的总面积小于图像元素电极的实线部分的面积。
该液晶显示装置优选地进一步包括一位于多个开孔中的每一开孔内的凸起，并优选地，沿基底平面方向剖开的凸起横向剖视图的形状与相应开孔的形状相同，凸起侧面具有使倾斜规则的力，用于把液晶层的液晶分子的方向确定为与由倾斜电场获得的径向倾斜取向方向相同的方向。
在用于本发明液晶显示装置的第一种疵点修复方法中，液晶显示装置包括一第一基底；一第二基底；一设于第一基底和第二基底之间的液晶层；多个用于进行显示的图像元素区；而且在多个图像元素区中的每一区域中，在面对液晶层的第一基底的表面上设有一图像元素电极，并且一开关元件与图像元素电极电连接，该图像元素电极包括多个子图像元素电极和多个接触部分，每一接触部分在多个子图像元素电极中的至少一些电极处相互电连接，多个子图像元素电极中的至少一个电极通过多个连接通道与开关元件电连接；该疵点修复方法包括如下步骤在多个图像元素区中确定发生显示疵点的图像元素区，在所确定的图像元素区中，在多个子图像元素电极内确定发生短路故障子图像元素电极；把所确定的子图像元素电极与开关元件电断开，同时通过切断接触部分与在多个接触部分中确定的子图像元素电极之间的连接，而使多个子图像元素电极中的至少一个电极和开关元件之间仍保持电连接。由此，可实现上述发明目的。
本发明的第二种液晶显示装置包括一第一基底；一第二基底；一设于第一基底和第二基底之间的液晶层；多个用于进行显示的图像元素区；而且在多个图像元素区中的每一区域中，在面对液晶层的第一基底的表面上设有一图像元素电极，并且一开关元件与图像元素电极电连接，该图像元素电极包括多个与开关元件平行电连接的子图像元素电极。由此，可实现上述发明目的。
在用于本发明所述液晶显示装置的第二种修复方法中，该液晶显示装置包括一第一基底；一第二基底；一设于第一基底和第二基底之间的液晶层；多个用于进行显示的图像元素区；而且在多个图像元素区中的每一区域中，在面对液晶层的第一基底的表面上设有一图像元素电极，并且一开关元件与图像元素电极电连接，该图像元素电极包括多个与开关元件平行电连接的子图像元素电极；该疵点修复方法包括如下步骤在多个图像元素区中确定发生显示疵点的图像元素区，在所确定的图像元素区中，在多个子图像元素电极内确定发生短路故障子图像元素电极；把所确定的子图像元素电极与开关元件电断开，同时使不是所确定的子图像元素电极的其它多个子图像元素电极和开关元件之间仍保持电连接。由此，可实现上述发明目的。
本发明的作用如下在本发明的第一液晶显示装置中，多个子图像元素电极中的至少一个电极通过多个连接通道与开关元件电连接。在此方面，用于把子图像元素电极与开关元件电连接的连接通道包括任何其它的子图像元素电极和接触部分。由此，在某一子图像元素电极中发生短路故障的情况下，其中该子图像元素电极包含在用于把给定的子图像元素电极与开关元件连接的多个连接通道中的一个连接通道中，发生短路故障的子图像元素电极与开关元件电断开，同时通过切断接触部分，给定子图像元素电极和开关元件之间仍保持电连接。由此，可通过开关元件向给定的子图像元素电极正常地施加电压，从而可获得足够的显示质量。
还有，在本发明液晶显示装置的一优选实施例中，图像元素电极由一实线部分(除其内设有导电膜的开孔之外的图像元素电极区域)和多个多个开孔(其内某一设置导电膜的图像元素电极区域)组成，该实线部分包括多个子图像元素电极和多个接触部分。该实线部分一般由连续的导电膜形成。在没有施加电压时，液晶层处于垂直取向状态，而在施加电压时，由于在电极开孔的边缘部分产生的倾斜电场，该液晶层在每一径向倾斜取向状态下，形成多个液晶区。一般来说，液晶层由具有负向电介质各向异性的液晶材料制成，并由夹在液晶层中的垂直校正层把其控制在其取向上。
由倾斜电场形成的液晶区分别在与电极的开孔和实线部分相对应的区域内形成，并根据所施加的电压，通过改变液晶区的取向状态进行显示。由于每一液晶区呈一种轴向对称取向，显示质量的视角依赖性较低，从而可以获得大范围的视角特征。
更进一步地，由于因为在开孔边缘部分产生的倾斜电场，形成了与开孔相对应的液晶区和与实线部分相对应的液晶区，由此，这些液晶区邻近交替形成，而且邻近液晶区的液晶分子的取向基本上是连续的。因此，在与开孔相对应的液晶区和与实线部分相对应的液晶区之间没有形成旋错线，可避免由于出现旋错线而使显示质量较低，而且液晶分子的稳定性很高。
在此液晶显示装置中，不但在与电极实线部分相对应的区域内、而且在与开孔相对应的区域内把液晶分子设置成径向倾斜取向状态。因此，液晶分子的取向高度连续，而且实现稳定的取向状态，从而能够进行均匀显示，不会发生不均匀的现象。具体地说，有必要把用于控制液晶分子取向的倾斜电场施加到大量的液晶分子上，获得良好的相应特征(高相应速度)，为了达到这一目的，还有必要设置大量的开孔(边缘部分)。在本发明所述的液晶显示装置中，由于具有稳定径向倾斜取向的液晶区相对于开孔形成，因此，即便为了改进相应特征，形成了大量的开孔，也可以避免由于开孔数量增加而引起的显示质量下降(发生不均匀)的现象。
如果所形成的多个开孔中的一些开孔的形状和面积基本上相同，从而形成了至少一个回转对称的单位方格结构，就可通过把单位方格用作一个单位，把多个液晶区设置成高度对称的结构，由此改进显示质量的视角依赖性。更进一步地，如果把整个图像元素区分成单位方格，就可在整个图像元素区上稳定液晶层的取向。例如，这样设置开孔，即使各开孔的中心形成一方格。在由诸如一种存储电容线之类的不透明组成元件分隔某一图像元素区的情况下，可在有助于显示的某每一区域内设置单位方格。
如果所形成的多个开孔(一般指形成单位分隔的开孔)中的至少一些开孔中的每一开孔呈回转对称形状，就会稳定相对于开孔形成的液晶区的径向倾斜取向。例如，所形成的每一开孔的形状(从基底正常方向观看)呈圆形或者多边形(例如方形)。开孔的形状可以不是依赖于图像元素形状(宽度与高度之比)的回转对称形状(例如椭圆形)。更进一步地，如果被开孔基本上环绕的实线部分的区域(以下称作“单位实线部分”)呈回转对称形状，则可改进相对于实线部分形成的液晶区的径向倾斜取向的稳定性。例如，在把开孔设置成方格结构的情况下，所形成的开孔可以呈大致的星形或者十字形，同时所形成的单位实线部分呈圆形或者基本上呈方形。当然，由开孔基本上环绕的实线部分的区域和开孔都设置成大致的方形。
为了稳定相对于电极开孔形成的液晶区的径向倾斜取向，优选把与开孔相对应的液晶区设置成大致的圆形。相反地说，这样设计开孔的形状，使与开孔相对应的液晶区设置成大致的圆形。
当然，为了稳定与电极实线部分相对应的液晶区的径向倾斜取向，优选把基本上由开孔环绕的实线部分的区域设置成大致的圆形。在由连续的导电膜制成的实线部分中形成的某一液晶区与基本上由多个开孔(单位实线部分)环绕的实线部分的区域相对应的设置。由此，可切断开孔的形状和结构，从而把实线部分的区域(单位实线部分)设置成大致的圆形。
在上述任何一种情况下，在电极内形成的开孔的所有面积优选小于位于每一图像元素区内的实线部分的面积。随着单位实线部分面积的增大，直接受到由电极产生的电场影响的液晶层的区域的面积(定义在从基底正常方向观看的平面上的面积)也增大。由此，可改进抵御电压的液晶层的光学特征(例如透光度)。
根据其实线部分的面积可能较大的结构形式，优选确定把开孔设置成大致的圆形、还是把单位实线部分设置成大致的圆形。进行适当地选择，使其结构优选依赖于图像元素的长度。一般来说，在长度超过大约25微米的情况下，优选形成该开孔，以便形成基本上呈圆形的单位实线部分，而在长度小于大约25微米的情况下，优选把开孔设置成大致的圆形。
只有在施加电压的情况下，由在电极开孔的边缘部分产生的倾斜电场引起的使取向规则的力才发生作用。因此，例如，在没有施加电压或者电压相对较低的情况下，如果向液晶屏幕施加外力，有时就有可能不能保持液晶区的径向倾斜取向。为了克服这种问题，在一具体实施例中，该液晶显示装置包括一设于电极开孔内的凸起，该凸起具有使取向规则的力，由于把液晶层的液晶分子的方向确定为与由倾斜电场获得的取向规则方向相同的方向。沿基底的平面方向剖开的凸起的横向剖视形状与开孔相同，且优选与开孔的形状类似的回转对称形状。
在上述液晶显示装置中，只有通过在图像元素电极中形成开孔，才能获得稳定的径向倾斜取向。具体地说，可采用公知的制作方法制成本液晶显示装置，只是对用于把导电膜的图案设置成图像元素电极的图案的光罩进行了改进，从而所需形状和所需结构的开孔。
在本发明所述的第二种液晶显示装置中，多个子图像元素电极与开关元件平行电连接。因此，在给定的子图像元素电极和对向电极之间产生短路的情况下，只有发生短路故障的子图像元素电极与开关元件电断开，而其它子图像元素电极和开关元件之间仍保持电连接。因此，可通过开关元件向其它子图像元素电极施加正常电压，从而获得足够的显示质量。
附图简述

图1的顶视图简要表示根据本发明的实施例1所述的一种液晶显示装置100的一个图像元素部位的结构；图2是一液晶显示装置100’的一种概念示意图，该液晶显示装置包括多个设置成M×N矩阵的子图像元素电极，并能够仅仅将具有短路的子图像元素电极从一开关元件上电断开；图3的顶视图简要表示本发明的实施例2所述液晶显示装置200的某一图像元素区；图4A的顶视图简要表示实施例2所述的液晶显示装置200某一图像元素区的结构，图4B是沿图4A所示4B-4B’线剖开的横向剖视示意图；图5A和5B的示意图表示通过液晶显示装置200的液晶层30施加电压的情况，具体地说，图5A简要表示取向开始发生变化(处于初始状态)的状态，图5B简要表示静止状态；图6A、6B、6C和6D的示意图简要表示电力线和液晶分子取向之间的关系；图7A、7B和7C的示意图简要表示在实施例2所述的液晶显示装置中，从基底的正常方向观看液晶分子的取向状态；图8A、8B和8C的示意图简要表示液晶分子径向倾斜取向的几个实例；图9A和9B的顶视图简要表示在实施例2所述的液晶显示装置中、其它能够使用的图像元素电极；图10A和10B的顶视图简要表示在实施例2所述的液晶显示装置中、还有其它能够使用的图像元素电极；图11A和11B的顶视图简要表示在实施例2中所述的液晶显示装置中、还有其它能够使用的图像元素电极；图12的顶视图简要表示在实施例2中所述的液晶显示装置中、还有其它能够使用的图像元素电极；图13A和13B的顶视图简要表示在实施例2中所述的液晶显示装置中、还有其它能够使用的图像元素电极；图14A是图4A所示形状的某一单位方格的简要示意图，图14B是图12所示形状的某一单位方格的简要示意图，图14C的图表表示长度P和实线部分的面积比之间的关系；图15A的顶视图简要表示实施例2的改进的液晶显示装置200’的某一图像元素区的结构，图15B是沿图15A所示的15B-15B’线剖开的横向剖视示意图；图16A、16B、16C和16D的简要示意图用于解释液晶分子30a和具有垂直校正特性的表面形状之间关系；图17A和17B的示意图表示通过液晶显示装置200’的液晶分子30a施加电压时的状态，具体地说，图17A简要表示取向开始发生变化时的状态(处于初始状态)，图17B简要表示静止状态。
图18A、18B和18C是实施例2的液晶显示装置200A、200B和200C的简要横向剖视图，这些液晶显示装置与另一液晶显示装置在开孔与凸起之间的结构关系方面有所不同；图19是沿图15A的19A-19A’线剖开的液晶显示装置200’的简要横向剖视图；图20A的顶视图简要表示根据本发明的实施例2所述的液晶显示装置200D的某一图像元素区的结构；图20B是沿图20A的20B-20B’线剖开的横向剖视图；图21的顶视图简要表示根据本发明的实施例3所述的液晶显示装置300的某一图像元素区的结构；图22是包括一图像元素电极14的液晶显示装置300’的概念性示意图，该电极14具有多个与开关元件50平行电连接的子图像元素电极。
发明的实施方式现在说明根据本发明具体实施例所述的液晶显示装置。本文中，把与一“图像元素”相对应的液晶显示装置某一区域，即最小显示单元，表述为一“图像元素区”。在一彩色液晶显示装置中，三种图像元素R、G、和B结合在一起对应一种象素。由一图像元素电极和一与该图像元素电极相对的对向电极限定一个图像元素区。在一种使用黑色矩阵的结构中，严格地说，按照将要显示的状态提供电压的整个区域中，与黑色矩阵的一开孔相对应的区域还与图像元素区相对应。
本发明所述的液晶显示装置包括一第一基底(如一TFT基底)、一第二基底(如一彩色滤光器基底)以及一设置在这两层间的液晶层，在每一图像元素区，还进一步包括一设置在与液晶层面对的第一基底表面上的图像元素电极、以及一与图像元素电极电连接的开关元件(有源装置)。
图像元素电极包括多个子图像元素电极和多个用于把多个子图像元素电极中的至少一些电极与另一电极电连接的接触部分。可根据显示模式和液晶显示装置的应用情况适当地确定每一子图像元素电极的形状和尺寸。如果接触部分就象用于形成子图像元素电极的接触部分那样，由相同的导电膜形成，就能够简化液晶显示装置的结构，并能避免制作过程的复杂化。
多个子图像元素电极中的至少一个电极通过多个电极通道与开关元件电连接。用于把子图像元素电极与开关元件电连接的连接通道由任何其它的子图像元素电极和接触部分组成。因此，在包含在用于把给定的子图像元素电极连接到开关元件的多个连接通道的某一连接通道中的子图像元素电极中而产生短路故障的情况下，可使产生短路故障的子图像元素电极通过断开接触部分而与开关元件电断开，同时仍保持给定的子图像元素电极与开关元件之间的电连接。因此，可通过开关元件把电压正常地提供到给定的子图像元素电极，进而，获得足够的显示质量。
出现在一个图像元素区中的多个子图像元素电极可包括一仅通过一个连接通道与开关元件连接的子图像元素电极，但是，在形成在图像元素电极中的所有子图像元素电极中，分别通过多个连接通道与开关元件连接的子图像元素电极的比例优选很大的值。在对一疵点进行修复之后，仅通过一个连接通道连接的子图像元素电极不再对显示起作用，这是因为在包含在连接通道中的任何子图像元素电极与开关元件电断开时，子图像元素电极与开关元件电断开了。如果通过多个连接通道分别连接的子图像元素电极的比例很大，就能够增加图像元素区中提供正常电压的区域的比例。
而且，如果与包括任何其它子图像元素电极的开关元件之间设有连接通道的子图像元素电极都分别通过多个连接通道与开关元件连接，就只能有一个发生短路的子图像元素电极与开关元件电断开。因此，由于在对疵点进行修复之后，除了发生短路的子图像元素电极之外其它所有的子图像元素电极都能够对显示起作用，因此可实现高质量的显示。
在修复闪烁疵点时，上述结构和疵点修复方法是很有用的，在该疵点，图像元素电极和对向电极暂时短路或断开。而且，当把上述结构和方法应用于以正常黑色方式工作的液晶显示装置时，修复之后，在图像元素区不能正常提供电压的的区域变成不透明点(黑色点)，很难在视觉上识别该不透明点。因此，可进一步提高疵点修复的效果。
还有，可以下述方式得到不必牺牲整个图像元素区就能够修复显示疵点的液晶显示装置本发明所述的另一种液晶显示装置包括一第一基底(如一TFT基底)、一第二基底(如一彩色滤光器基底)以及一设置在这两层间的液晶层，在每一图像元素区，还进一步包括一设置在与液晶层面对的第一基底表面上的图像元素电极、以及一与图像元素电极电连接的开关元件。
图像元素电极包括多个与开关元件平行电连接的子图像元素电极。因此，在由于导电碎片或类似物的存在，而在给定的子图像元素电极和对向电极之间发生短路的情况下，独自发生短路故障的子图像元素电极可与开关元件电断开，同时保持其它子图像元素电极和开关元件之间的电连接。因此，可通过开关元件向其它子图像元素电极正常地提供电压，从而能够获得足够的显示质量。
现在，更加详细地说明根据本发明的具体实施例所述的液晶显示装置。在下面的实施例中，包括一TFT(薄膜晶体管)作为开关元件的传输式液晶显示装置只是示例性的，并不是对本发明的限定。本发明还可应用于除了TFT之外还包括一开关元件的液晶显示装置、反射式液晶显示装置元件传输/反射式液晶显示装置。
实施例1下面，参照附图1说明根据本发明的实施例1所述的一种液晶显示装置。图1是本发明所述的液晶显示装置100的其中一个图像元素区的简要顶视图。图1主要表示一图像元素电极的结构，并省略了部分其它组成部件。该液晶显示装置100包括一有源矩阵基底、一对向基底以及一设置在这两层之间的液晶层。
该有源矩阵基底包括一透明基底(如玻璃基底)、一设置在位于液晶层对面的透明基底表面上的每一图像元素区中的图像元素电极14、以及一用作与图像元素电极14电连接的开关元件的TFT(薄膜晶体管)50。
对向基底包括一透明基底(如玻璃基底)以及一设置在该透明基底表面的对向电极。例如，该液晶层可以是能够以一种偏振方式进行显示的液晶层。在此实施例中，使用能够以某种TN方式显示的液晶层。
所设置的图像元素电极14和对向电极应使其彼此相对，并在透明之间夹有液晶层，而且根据施加在图像元素电极14和对向电极之间的电压改变每一图像元素区中的液晶层的状态取向。
下面参照图1，详细说明液晶显示装置100的有源矩阵基底的结构。
该有源矩阵基底包括绝缘基底，其上设有一扫描线(总线门)51、一从扫描线51分出的门电极50G、以及一存储电容线52。进一步地，还设有一层门绝缘膜，对其进行覆盖。在门电极50G上的门绝缘膜上设有一半导体层、一通道保护层、一源电极层50S以及一漏电极层50D，从而形成TFT50。
TFT50的源电极50S与一信号线(源总线)53电连接，而其漏电极50D与一连接线54电连接54。形成一夹层绝缘膜，以便基本上覆盖其上形成TFT50的绝缘基底，并在夹层绝缘膜上形成图像元素电极14。
图像元素电极14包括多个子图像元素电极55和多个接触部分56，每一接触部分56都可用于把多个子图像元素电极55中的任何两个电极彼此电连接起来。图像元素电极14穿过在夹层绝缘膜中形成的一接触孔57与连接线54电连接，并通过连接线54与漏电极50D电连接。
尽管本实施例中的每一子图像元素电极呈方形的，但是，子图像元素电极的形状并不局限于方形的，而可以是任意选择的形状，包括矩形和圆形的。在一液晶显示装置中，并不利用倾斜电场效应控制取向，在包括本实施例所述TN模式液晶层的液晶显示装置100中，这种电场效应是在没有形成导电膜的区域和子图像元素电极之间的边缘部分产生的，从实现发亮显示的角度来看，形成导电膜区域的比例优选增加到在矩形结构中形成每一子图像元素电极的情形。还有，本实施例所述的图像元素电极14包括10个子图像元素电极，但是，本发明并不局限于此。图像元素电极14可包括任选数目的子图像元素电极55，而且各子图像元素电极55的尺寸(面积)可以不同。更进一步地，本发明所述的图像元素电极包括接触部分，用于相互连接两个子图像元素电极，但是本发明并不局限于此。图像元素电极可包括一接触部分，用于把三个或更多个子图像元素电极连接到另一电极。
本发明所述液晶显示装置100的一些子图像元素电极55分别通过多个电连接通道与TFT50电连接。例如，设置在图1上部右侧位置的一子图像元素电极55’不但可以通过由实线箭头简要表示的连接通道A、而且可以通过由虚线箭头简要表示的连接通道B与TFT50电连接。连接通道A和B分别包括任何其它的子图像元素电极55和接触部分56。
因此，在设置在图1所示子图像元素电极55’之下并包含在连接通道B中的子图像元素电极55S发生短路故障的情况下，接触部分56在断开部分56’切断与子图像元素电极55S的连接，使发生短路故障的子图像元素电极55S与TFT50电断开，同时保持子图像元素电极55’和TFT50的电连接。
如果切断接触部分56与子图像元素电极55S的连接，连接通道B就停止用作把子图像元素电极55’与TFT50电连接的连接通道的作用，但是，可以向该子图像元素电极55’提供正常电压，这是因为该子图像元素电极通过连接通道A与TFT50电连接。因此，在本发明所述液晶显示装置100中，设置在子图像元素电极55’上的液晶层区域可有助于进行显示。
更进一步地，在本发明所述的液晶显示装置100中，除了设置在附图上部右侧的上述子图像元素电极55’之外，图像元素电极14还包括分别通过多个连接通道与TFT50连接的子图像元素电极55，而且子图像元素电极55都通过多个连接通道与TFT50连接，这些子图像元素电极55设有连接TFT50的通道，该TFT50包括其它子图像元素电极55中的任何一个电极。因此，在设在图像元素区中的任何一个子图像元素电极55中、产生短路故障的情况下，也只有产生短路故障的子图像元素电极55可以与TFT50电断开，同时保持其它子图像元素电极55和TFT50之间的电连接。因此，在对疵点进行修复之后，除了产生短路故障的子图像元素电极55S之外，所有子图像元素电极都有助于进行显示，从而可实现高质量的显示。
现在，参照图2，说明实施例1所述的液晶显示装置100中仅有一个产生短路故障的子图像元素电极能够与开关元件电断开一液晶显示装置的一种结构实例。图22是一液晶显示装置100’的概念图，该液晶显示装置包括多个设置成M×N矩阵的子图像元素电极。
液晶显示装置100’的图像元素电极14包括多个与开关元件50电连接并设置成M×N矩阵(其中设置在第m行、第n列的子图像元素电极表示子图像元素电极(m，n))的子图像元素电极。图2中，在开关元件和子图像元素电极之间延伸或在子图像元素电极之间延伸的实线表示它们彼此之间电连接。
如图2所示，在液晶显示装置100’中，设有与开关元件50连接的通道的子图像元素电极都分别通过多个连接通道与开关元件50电连接，开关元件50包括其它子图像元素电极(在此情况下，子图像元素电极设置在第二列及其之后的列中)中的任何一个电极。因此，在任何子图像元素电极中产生短路故障的情况下，只有产生短路故障的子图像元素电极与开关元件50电断开，同时保持其它子图像元素电极和开关元件50之间的电连接。
例如，在设置在图2中(M-1)行和(N-1)列划阴影线的子图像元素电极(M-1，N-1)中产生短路故障的情况下，只有子图像元素电极(M-1，N-1)断开了子图像元素电极(M-1，N-1)与开关元件50之间的电连接而与开关元件50电断开。因此，在进行了修复之后，所有其它子图像元素电极都可有助于进行显示，从而实现高质量的显示。
本实施例所述的液晶显示装置100可采用任何公知的制作方法制成，例如，可采用下列方法首先，通过在透明基底(例如比例基底)上制作扫描线51、信号线53、用作开关元件的TFT50、图像元素电极14等等元件、并用聚酰亚胺校正层(例如TSR生产的AL-4552)覆盖这些元件，可制成一有源矩阵基底。
通过在一透明基底(例如玻璃基底)上制作彩色过滤层、对向电极等元件、并用聚酰亚胺校正层(例如TSR生产的AL-4552)覆盖这些元件，可制成一对向基底。
此时，把基底彼此粘合时，可通过把摩擦方向设定为彼此呈90度的垂直角度，对在各基底上形成的聚酰亚胺校正层进行摩擦处理。
在其中一个有源矩阵基底和对向基底上，印刷密封图案(密封胶)。还有，在其它基底上，喷射一隔离区(在此情况下隔离区周边直径大约为5微米)。之后，在压力下把基底彼此粘合在一起，并对密封胶进行固化。
随后，使用真空注射器，把具有包括手性剂的正向电介质各向异性的向列型液晶材料(例如由Merck & Co.，Inc生产的ZLI-4792)注入有源矩阵基底和对向基底之间的空隙，并把注射口密封。
之后，设置一相位板和一偏振板，从而制成本实施例所述的液晶显示装置100。
例如，如下述方式具体实现这样制成的液晶显示装置100中的疵点修复首先，在多个图像元素区中确定产生显示疵点的图像元素区，并在所确定的图像元素区中，从多个子图像元素电极55中确定产生短路故障的子图像元素电极55S。例如，利用一光学显微镜或一放大透镜确定图像元素区和子图像元素电极55S。
然后，通过断开接触部分56，把所确定的子图像元素电极55S与TFT50电断开。例如，通过利用激光束辐射断开接触部分56。利用激光束断开的方法可采用公知的技术适当地进行。
实施例2下面，参照图3说明根据本发明实施例2所述的一种液晶显示装置200。实施例1所述的液晶显示装置100以TN模式显示一图像，与此相反，在实施例2所述的液晶显示装置200中，在没有施加电压时，液晶层处于垂直取向状态，而在施加电压时，液晶层处于径向倾斜状态。在下面所参照的附图中，与液晶显示装置100部件的功能基本上相同的部件采用相同的参考标记，因此对其说明省略。
图3的顶视图简要表示本实施例所述液晶显示装置200的某一图像元素区。该液晶显示装置200的一图像元素电极14包括多个子图像元素电极55和多个用于与多个子图像元素电极55中的任何两个电极彼此电连接的接触部分56。
还是在液晶显示装置200中，所有设有连接通道的子图像元素电极55分别通过多个连接通道与TFT50连接，与TFT50连接的通道包括其它子图像元素电极55中的任何一个电极。因此，在设置于图像元素区中的任何一个子图像元素电极55产生短路故障的情况下，只有产生短路故障的子图像元素电极55与TFT50电断开，同时保持其它子图像元素电极55和TFT50之间的电连接。于是，在进行修复之后，除了产生短路故障的子图像元素电极55之外，其它所有子图像元素电极55都可有助于进行显示，从而实现高质量的显示。
还是在实施例2所述的液晶显示装置200，由于这种电极结构，在施加电压时，在处于径向倾斜取向状态设置的液晶区中形成液晶层，因此，可获得很宽的视角特征。更进一步地，如下面所述，也可以在图像元素电极14的一开孔(其内没有形成导电膜)中形成液晶区。
下面说明实施例2所述液晶显示装置200的电极结构及其功能。
参照图4A和4B说明实施例2所述液晶显示装置200的没有图像元素区的结构。在下面的说明中，省略了对彩色滤光器和黑色矩阵的说明。尽管在图3所示的某一图像元素区中形成的是设置为5×2矩阵的子图像元素电极55，下面仍参照附图中所示的某一图像元素区中被设置为3×3矩阵的子图像元素电极55进行说明。图4A是从基底正常方向观看的顶视图，图4B是沿图4A的4B-4B’线的横向剖视图。图4B表示没有通过液晶层施加电压的状态。
液晶显示装置200包括一有源矩阵基底(以下称作TFT基底)200a、一对向基底(也表示为一彩色滤光基底)200b以及一设置在TFT200a和对向基底200b之间的液晶层30。液晶层30的液晶分子30a具有负向电介质各向异性，而且由于具有设置在TFT基底200a表面上的垂直校正层(未示出)和与液晶层30面对的对向基底200b，在没有通过液晶层30施加电压时，如图4B所示，液晶分子30a趋向于垂直于垂直校正层的表面。液晶层30的这种状态表示为垂直取向状态。但是，根据垂直校正层和液晶材料的类型，在垂直取向状态下，液晶层30的液晶分子30a可能相对于垂直校正层(基底表面)表面的正常线稍微倾斜。一般来说，把液晶分子轴(也表示为轴向)相对于垂直校正层表面以大约85度的角度或更大角度倾斜时的液晶分子的取向表示为垂直取向状态。
液晶显示装置200的TFT基底200a包括一透明基底(例如玻璃基底)11以及一设于其上的图像元素电极14。对向基底200b包括一透明基底(例如玻璃基底)21以及一设于其上的对向电极22。根据施加在每一图像元素电极14和与夹在其间的液晶层30彼此相对的对向电极22之间的电压，改变每一图像元素区中的液晶层30的取向状态。运用下列现象进行显示，即根据液晶层30取向状态的变化，改变传输到液晶层30的光束的偏振状态和质量。
液晶显示装置200的图像元素电极14由实线部分14b和多个开孔14a组成，该实线部分包括多个子图像元素电极55和多个接触部分56。在由导电膜(例如ITO膜)形成的图像元素电极14中，开孔14a与移动导电膜的区域相对应，而实线部分14b与固定导电膜的区域(开孔14a之外的区域)相对应。在每一图像元素电极中设置有多个开孔14a，而实线部分14b基本上由单个连续的导电膜形成。
设置了两个以上的开孔14a，从而使它们的中心形成一方格，实线部分(以下称作单位实线部分14b’)的区域基本上呈圆形，并基本上由4个开孔14a包围着，中心开孔14a的中心设置在构成一个单位方格的4个方格顶点上。每一开孔14a基本上呈星形，在其中心设有具有一四倍转轴的4个四分之一弧形边缘。为了在整个图像元素区上稳定取向，优选把单位方格设置到图像元素电极14的边缘上。因此，如附图所示，优选把图像元素电极边缘的形状制作成与开孔14a的一半(在图像元素电极的侧部边缘)大致相对应、或者与开孔14a的四分之一(在图像元素电极的边角边缘)大致相对应。
设置在图像元素区中心部分的各开孔14的形状和尺寸基本上相同。分别设置在由开孔14形成的单位方格内的单位实线部分14b’基本上呈圆形，而且其形状和尺寸基本上相同。彼此相邻的单位实线部分14b’相互连接，从而形成基本上具有单个导电膜功能的实线部分14b。
当在具有上述结构的图像元素电极14和对向电极22之间施加电压时，由于在开孔14的边缘部分产生的倾斜电场，形成每一区域都具有径向倾斜取向的多个液晶区。在每一与开孔14相对应的区域内和每一与单位方格内的单位实线部分14b’相对应区域内形成液晶区。
在此实施例中，呈方形的图像元素电极14只是示例性的，但是图像元素电极的形状并不仅局限于是方形的。图像元素电极14的一般形状是近似矩形(包括方形)的，因此，可以很规则地把开孔14设置在方格结构中。只要很规则地分布开孔14a(例如，如上所述的方格结构)，能够在整个图像元素区上形成液晶区，即便图像元素电极14的形状不是矩形的，也能得到本发明所述的效果。
下面参照图5A和5B，说明利用倾斜电场形成的液晶区结构。图5A和5B表示通过图4B所示的液晶层30施加电压而产生的状态，具体地说，图5A简要表示根据通过液晶层30(在初始状态)施加的电压而使液晶分子30a的取向开始变化的状态，图5B简要表示根据达到常态的施加电压、液晶分子30a的取向发生变化的状态。在图5A和5B中，线EQ表示等势线.
如果图像元素电极14和对向电极22具有相同的电势(相当于没有通过液晶层30施加电压的状态)，如果4B所示，图像元素区内部的液晶分子30a的取向垂直于基底11和21的表面。
如果通过液晶层30施加电压，就形成图5A所示的由等势线EQ(与电力线垂直相交)表示的电势梯度。在位于图像元素电极14的实线部分14b和对向电极22之间的液晶层30的区域内，等势线EQ平行于实线部分14b和对向电极22的表面，并在与图像元素电极14的开孔14a相对应的区域内下降。因此，在开孔14a的边缘部分EG(也就是说，包括其边界在内的开孔14a的周边内部)，在液晶层30的区域内形成由等势线EQ的倾斜部分表示的倾斜电场。
向具有负向电介质各向异性的液晶分子30a提供力矩，该力矩用于确定平行于等势线EQ(垂直于电力线)的液晶分子30a的轴向。因此，如图5A中的箭头所示，在附图中的右手侧，位于边缘部分EG之上的液晶分子30a在边缘部分EG沿顺时针方向倾斜(转动)，而在附图中的左手侧，液晶分子在边缘部分EG沿逆时针方向倾斜。从而确定平行于等势线EQ的方向。
现在，参照附图6A、6B、6C和6D，详细说明液晶分子30a取向的变化情况。
在液晶层30产生电场时，向具有负向电介质各向异性的液晶分子30a提供力矩，该力矩用于确定平行于等势线EQ的轴向。如图6A所示，如果产生由垂直于液晶分子30a轴向的等势线EQ表示的电场，就向液晶分子30a施加力矩，使其以相等的可能性沿顺时针方向或者逆时针方向倾斜。因此，在设置在彼此相对的平板式电极之间的液晶层30中，以顺时针方向在某些液晶分子30a上施加力矩，并以逆时针方向在其它液晶分子30a上施加力矩。于是，根据提供液晶层30施加的电压不同，取向状态有时可能发生不平稳地变化。
如果如图5A所示，在本液晶显示装置200的开孔14a的边缘部分EG产生相对于液晶分子30a的轴向倾斜的电场，该轴向由等势线EQ(倾斜电场)表示，就会如图6B所示，在某一方向上使液晶分子30a产生倾斜，该方向用于以较小的倾斜量(附图中逆时针方向)确定平行于等势线EQ的方向。更进一步地，如图6C所示，设置在某一区域中的液晶分子30a在与设置在等势线EQ的倾斜部分上的另一液晶分子30a相同的方向上产生倾斜，在该区域中产生由垂直于轴向的等势线EQ表示的电场。如图6D所示，如果施加由连续不规则的等势线EQ表示的电场，就确定位于等势线EQ平坦部分的液晶分子30a的方向，使其符合位于等势线EQ的倾斜部分的其它液晶分子30a的取向。本文中，“位于等势线EQ上”是指“位于由等势线EQ表示的电场内部”。
如果如上所述，开始于位于等势线EQ倾斜部分上的液晶分子30a的取向继续发生变化，并达到静止状态，就会达到如图5B简要所示的取向状态。位于开孔14a中心附近的液晶分子30a受到位于开孔14a对面边缘部分EG的液晶分子30取向的影响基本上相同，因此，它们保持垂直于等势线EQ的取向状态。由于受到位于更靠近的边缘部分EG处的液晶分子30a取向的影响，位于远离开孔14a中心区域处的液晶分子30a的取向发生倾斜，从而形成关于开孔14a的中心SA对称的径向倾斜取向。如果从液晶显示装置200显示表面的垂直方向(与基底11和21表面垂直的方向)观看这种取向状态，液晶分子30a的轴向环绕开孔14a的中心径向排列(未示出)。在这里，把这种取向状态表示为“径向倾斜取向”。还有，在本文中把液晶层区域表示为一液晶区，在该液晶层中可环绕一中心实现径向倾斜取向。
还是在与基本上由开孔14a环绕的单位实线部分14b’相对应的区域中，形成其液晶分子30处于径向倾斜取向状态的液晶区。位于与单位实线部分14b’相对应区域内液晶分子30受到位于开孔14a边缘部分EG处的液晶分子30a取向的影响，从而形成关于单位实线部分14b’的中心(与由开孔14a形成的单位方格中心相对应)对称的径向倾斜取向。
在单位实线部分14b’中形成的液晶区内实现的径向倾斜取向和在开孔14a内实现的径向倾斜取向都是连续的，并这样确定位于这些区域中的液晶分子30a，使其符合位于开孔14a边缘部分EG的液晶分子30a的取向。在开孔14a处形成的液晶区中的液晶分子30a设定为向上开孔(朝向基底200a)的锥形，而在单位实线部分14b’处形成液晶区中的液晶分子30a设定为向下开孔(朝向基底200a)的锥形。在此方式中，在开孔14a处形成的液晶区中获得的径向倾斜取向和在单位实线部分14b’处形成液晶区中获得的径向倾斜取向都是相互连续的。因此，在其之间从来不会形成旋错线(取向故障)，因此，可以避免由于出现旋错线而导致显示质量下降的现象。
为了在所有方位上提高液晶显示装置的显示质量对视角的依赖性，在每一图像元素区的各方位方向上，所设定的液晶分子存在的可能性优选是回转对称的，而且更优选轴向对称。换句话说，在整个图像元素区形成的所有液晶区者优选回转对称的设置，而且更优选轴向对称的设置。但是，在整个图像元素区中，并不达到回转对称，而是把图像元素区中的液晶层形成为液晶区的一个集合设置为回转对称(或者轴向对称) (例如设置在方格结构中的多个液晶区)。于是，从把它们表示为回转对称(或者轴向对称)设置(例如设置在方格结构中的多个开孔)的开孔集合方面来说，在图像元素区中形成的所有多个开孔14a都不必在整个图像元素区内设置成回转对称。当然，由两个以上的开孔14a环绕的每一单位实线部分14b’的设置情况也与此相似。更进一步地，由于每一液晶区的形状优选回转对称的，而且更优选轴向对称的，因此，每一开孔14a和单位实线部分14b’的形状也优选回转对称的，而且更优选轴向对称的。
在某些情况下，在开孔14a中心附近，通过液晶层30部分不能施加足够的电压，使开孔14a中心附近的液晶层30部分不能有助于显示。换句话说，即便在开孔14a附近的液晶层30部分的径向倾斜取向稍微受有些扰乱(例如，在中心轴从开孔14a的中心稍微移动时)，显示质量可能不会降低。因此，至少有与单位实线部分14b’相对应而形成的液晶区应当是回转对称或者是轴向对称设置的。
正如参照图5A和5B所述的那样，本发明所述液晶显示装置200的图像元素电极14设有多个开孔14，在图像元素区内部的液晶层30中形成由具有倾斜部分的等势线EQ表示的电场。液晶分子30a设置在液晶层30中，具有负向电介质各向异性，在没有施加电压时处于垂直取向状态，由于受到位于等势线EQ的倾斜部分上的液晶分子30a取向变化的触发，这些液晶分子30a在其取向方向上发生变化，从而在开孔14a和实线部分14b中形成具有稳定的径向倾斜取向的液晶区。根据通过液晶层施加的电压，由于在液晶区内部液晶分子取向的变化，产生了显示。
下面说明本实施例所述的液晶显示装置200的图像元素电极14的开孔14a的形状(从基底的正常方向观看)和结构。
液晶显示装置的显示特征具有源于液晶分子的取向状态(光学各向异性)的方位角依赖性。为了减小显示特征的方位角依赖性，优选以相等的可能性在各方位角上设定液晶分子。更进一步地，优选以相等的可能性在各方位角上设定每一图像元素区内部的液晶分子。于是，开孔14a优选具有这样一种形状，即能够形成液晶区，从而以相等的可能性在各方位角上对齐每一图像元素区中的液晶分子30a。特别是，开孔14a的形状优选回转对称的(优选具有两倍或更多被的转动轴)，而其中心(沿正常线)是一对称轴，并优选设置多个开孔14a，从而形成回转对称。还有，基本上环绕开孔的单位实线部分14b’的形状优选回转对称的，而且优选设置单位实线部分14b’，从而可形成回转对称。
但是，为了在所有图像元素区上具有回转对称结构，并不必设置开孔14a个单位实线部分14’，但是在例如把方格(四倍回转轴对称)用作最小单位、以便由图4A所示的方格之间的组合形成图像元素区时，可在整个图像元素区中，以基本上相同的可能性在所有方位角度内设定液晶分子。
下面参照图7A、7B和7C说明所达到的液晶分子的取向状态，这种取向状态是在回转对称形星形开孔14a和基本上呈环形的单位实线部分14b’如图4A所示那样设置在方格结构中的情况下达到的。
图7A、7B和7C简要表示从基底正常方向观看到的液晶分子30a的取向状态。在表示从基底正常方向观看到的液晶分子30a的取向状态的附图中，如图7B和7C中，以椭圆形绘出的每一液晶分子30a的黑体端表示液晶分子30a是倾斜，从而形成更靠近其图像元素电极14具有开孔14a的基底的黑体端，而不是其它端。这种情况也可应用于下面所述的其它附图。下面就说明图4A所示的图像元素区内部的一个单位方格(由4个开孔14a形成)。沿其断面所得的横向剖视图7A、7B和7C分别与也将在下面的说明中涉及到的图4A、5A和5B相对应。
如果图像元素电极14和对向电极22具有相同的电势，即如果没有通过液晶层30施加电压，由设置在TFT基底200a表面上的垂直校正层(未示出)在其取向方向上控制的液晶分子30a和面对液晶层30的对向基底200b就会如图7A所示处于垂直状态。
如果通过液晶层30施加电压而产生如图5A所示的由等势线EQ表示的电场，就会向具有负向电介质各向异性的液晶分子30a施加力矩，使其轴向平行于等势线EQ。正如参照图6A和6B所述的那样，对于位于由垂直于液晶分子30a分子轴线的等势线EQ部分表示的电场中的液晶分子30a，并不能唯一地确定倾斜(转动)方向(如图6A所示)，因此不能轻易地使取向发生变化(倾斜或转动)。相反，对于位于相对于液晶分子30a的分子轴线倾斜的等势线EQ部分上的液晶分子30a，可以唯一地确定倾斜(转动)方向，因此，可以轻易地使取向发生变化。于是，如图7B所示，液晶分子30a开始从开孔14a的边缘部分倾斜，在该边缘部分，液晶分子30a的分子轴线相对于等势线EQ倾斜。之后，正如参照图6C所述的那样，在开孔14a边缘位于倾斜的液晶分子30a周围的液晶分子30a也发生倾斜。从而与其取向相符。因此，在图7c所示的状态(径向倾斜取向状态)，液晶分子30a的轴向变得很稳定。
在此方式下，如果开孔14a具有回转对称的形状，通过施加电压，图像元素区内的液晶分子30a就会从开孔14a的边缘部分向开孔14a的中心倾斜。因此，位于开孔14a中心附近的液晶分子30a中，控制液晶分子30a取向从各边缘部分工作的力是平衡的，该液晶分子30a保持垂直取向，而径向连续液倾斜地位于液晶分子30a周围的液晶分子30a被设定在开孔14a中心附近。
还有，位于与基本上呈圆形的单位实线部分14b’相对应的区域内的液晶分子30a倾斜，设置在方格结构内的、基本上呈星形的4个开孔14a环绕该单位实线部分14b’，是其符合它们的取向，而液晶分子30a的取向由于在开孔14a边缘部分产生的倾斜电场而倾斜。在位于开孔14a中心附近的液晶分子30a中，控制液晶分子30a取向从各边缘部分工作的力是平衡的，该液晶分子30a保持垂直于基底表面的取向，而径向连续液倾斜地位于液晶分子30a周围的液晶分子30a被设定在单位实线部分14b’中心附近。
在此结构方式中，如果在整个图像元素区内，其内的液晶分子30a处于径向倾斜取向状态的液晶区设置成方格结构，液晶分子30a轴向就存在回转对称的可能性，因此，可在所有显示方向上实现高质量的显示，不会发生不均匀显示的现象。为了利用径向倾斜取向降低液晶区的视角依赖性，液晶区优选高度对称(同时转动轴优选为两倍或更多倍，更优选4倍或更多倍)。更进一步地，为了降低整个图像元素区的视角依赖性，在图像元素区中形成的多个液晶区优选设在由一单位(例如单位方格的单位)结合起来表示的结构(例如一方格的结构)中，这种结合方式高度对称(优选利用为两倍或更多倍的转动轴，更优选4倍或更多倍的转动轴)。
如图8B和8C所示，在液晶分子30a的径向倾斜取向是顺时针或逆时针螺旋的径向倾斜取向时，这种倾斜取向比图8A所示的简单径向倾斜取向更稳定。在这种螺旋取向中，如果在一般的扭转取向中，液晶分子30a的取向方向并不会沿液晶分子30a的厚度方向发生螺旋变化，但是，如果在一很小的区域内观察，液晶分子30a的取向方向会发生最小的变化。具体地说，在沿液晶层30厚度方向上的任何位置剖视的横向剖视图中(平行于液晶层表面的任何剖视图)，取向状态与图8B和8C所示的相同，沿液晶层30厚度方向的扭转变化也最小。但是，在整个液晶区中，会在某种程度上发生扭转变化。
如果向具有负向电介质各向异性的向列性液晶材料中加入手性剂，在施加电压的情况下，液晶分子30a就会在开孔14a的中心或单位实线部分14b’的周围产生如图8B或8C所示的逆时针或顺时针螺旋径向倾斜取向。该螺旋方向随所要使用的手性剂种类的不同而变化。于是，通过施加电压，在螺旋径向倾斜取向状态下，在开孔14a中放入液晶分子30a，就会在所有液晶区中，使垂直于基底表面设置的液晶分子30a周围的液晶分子30a在与螺旋方向相同的方向上产生径向倾斜，从而实现均匀显示，而不会发生不均匀的现象。更进一步地，这样确定垂直于基底表面设置的液晶分子30a周围的螺旋方向，可以提高对通过液晶层30提供的电压的响应速度。
如果加入手性剂，在一般的扭转方向上时，可沿液晶分子30a的厚度方向螺旋地改变液晶分子30a的取向。在液晶分子30a的取向不沿液晶分子30a的厚度方向发生螺旋变化的取向状态下，在入射光中，垂直于或平行于偏振片的偏振轴设置的液晶分子30a不会产生相位差，因此，在这种取向状态下穿过某一区域的入射光并不利于传输。相反，在液晶分子30a的取向沿液晶分子30a的厚度方向发生螺旋变化的取向状态下，在入射光中，垂直于或平行于偏振片的偏振轴设置的液晶分子30a就会产生相位差，这样就可利用光束的旋光性。于是，穿过这种取向状态的中的某一区域的入射光有利于传输，从而可实现能够进行明亮的显示的液晶显示装置。
尽管在附图4A中，开孔14a基本上呈星形，单位实线部分14b’基本上呈圆形，而且它们设置在方格结构中，但是开孔14a和单位实线部分14b’的形状和结构并不局限于附图4A所示情况。
附图9A和9B表示具有不同形状的开孔14a和单位实线部分14b’的图像元素电极14A的顶视图。
附图9A和9B所示图像元素电极14A的开孔14a和单位实线部分14b’的形状与图4A所示的开孔14a和单位实线部分14b’相比较稍微有些变形。该图像元素电极14A和14B的开孔14a和单位实线部分14b’具有2倍的转轴(而不是4倍的转轴)，并设置地很规则，从而可形成矩形的单位方格。每一开孔14a呈变形的星形，而每一单位实线部分14b’呈椭圆形(变形的圆形)。还有如果使用任何图像元素电极14A和14B，都能够实现高显示质量的液晶显示装置，并具有良好的视角特征。
更进一步地，还可以使用图10A和10B分别所示的图像元素电极14C和14D。
在每一图像元素电极14C和14D中，在方格结构中设置基本上都呈十字形的开孔14a，从而形成了基本上呈方形的单位实线部分14b’。更不必说，它们可以设置成变形结构，形成矩形单位方格。还有，如果这样有规则地设置这种基本上呈矩形(包括方形)的单位实线部分14b’，就能够实现高显示质量的液晶显示装置，并具有良好的视角特征。
但是，与矩形结构相比较，更优选呈圆形或椭圆形的开孔14a和/或单位实线部分14b’，这是因为如果采用圆形或椭圆形的结构，可以实现径向倾斜的取向。产生这种结果是有可能的，这是因为如果采用圆形或椭圆形的结果，可以使开孔14a的边缘部分连续(平稳)地发生变化从而使液晶分子30a的倾斜取向可以连续(平稳)地发生变化。
从液晶分子30a的取向方向呈上述连续性的观点来看，可以使用分别如图11A和11B所示的任何图像元素电极14E和14F。图11A所示的图像元素电极14E是图4A所示图像元素电极14的改进，并具有由4个独立的圆弧形成的开孔14A。图11B所示的图像元素电极14F是图10B所示图像元素电极14D的改进，而且其开孔14a设有靠近单位实线部分14b’的弧形边缘。每一个图像元素电极4E和14F的开孔14a和单位实线部分14b’都设有4倍的转轴，并被设置在方格结构中(设有4倍转轴)。但是，如图9A和9B所示，开孔14a和单位实线部分14b’可以发生变形，设有2倍的转轴，并设置在矩形格结构中(设有2倍的转轴)。
如上述实施例所示，所形成的开孔14a基本上呈星形或基本上呈十字形，所形成的单位实线部分14b’基本上呈圆形、椭圆形、设有园角的方形(矩形)或者矩形。相反，开孔14a和单位实线部分14b’之间的关系可以是负向/正向颠倒关系。例如，图12表示图像元素电极14G，该电极14G的形状是通过负向或正向颠倒图4A所示图像元素电极14的开孔14a和单位实线部分14b的形状而得到的。具有这种负向/正向颠倒形状的图像元素电极14G基本上发挥与图1所示图像元素电极14相同的作用。在开孔14a和单位实线部分14b’都如图13A和13b分别所示的图像元素电极14H和14I那样基本上呈方形的情况下，负向/正向颠倒的形状与原始形状相同。
还是在由图4A所示的负向/正向颠倒形状所形成的图12所示的形状中，优选在每一图像元素电极14的边缘部分形成开孔14a的一部分(大约为一半或四分之一)，从而构成回转对称的单位实线部分14b’。因此，就象在图像元素区中心那样，在图像元素区的边缘也能产生源于倾斜电场的效果，从而可在整个图像元素区中实现稳定的径向倾斜取向。
下面，通过解释图4A所示的图像元素电极14和图12所示的图像元素电极14G，说明是使用负向的形状还是使用正向的形状，其中图12所示的图像元素电极14G的形状是通过负向/正向颠倒图像元素电极14的开孔14a和单位实线部分14b’得到的。
无论是在负向形状还是在正向形状中，开孔14a边缘部分的长度都是相同的。因此，这些形状在产生倾斜电场的功能方面没有差别。但是，在这些形状中，单位实线部分14b’的面积比例(对图像元素电极14整体面积的比例)可能不同。具体地说，在用于产生施加在液晶层的液晶分子上的电场的实线部分14b的面积(实际上设有一导电膜)上，形状可能不同。
施加在位于开孔14a中的液晶区上的电压低于施加在位于实线部分14b中的液晶区上的电压。因此，例如在正常的以变暗方式显示的情况下，位于开孔14a中的液晶区更暗。换句话说，由于开孔14a的面积比较高，显示冷光变得很弱。因此，优选较高面积比的实线部分14b。
取决于单位方格的顶点(面积)，在图4A所示的形状和图12所示的形状中，实线部分14b的面积比较高。
图14A表示图4A所示形状的单位方格，图14B表示图12所示形状的单位方格(在其中心设有开孔14a)。在图14B中，省略了用于相互连接图12所示的相邻单位实线部分14b’(即在4个方向上从圆形部分延伸的分支部分)的部分。在这里，假设单位方格一侧的长度(顶点)为P，开孔14a或单位实线部分14b’和单位方格(侧部间隙)之间的间隙长度为S。
可制成各种分别具有不同间距P和不同侧部间隙S图像元素电极14，从而可以检查径向倾斜取向的稳定性等等特性。因此，首先可以发现，为了产生倾斜电场，有必要利用具有图14A所示形状(以下称作正向形状)的图像元素电极14实现径向倾斜取向，侧部间隙S大约应当为2.75微米或者更大。另一方面，对于具有图14B所示形状(以下称作负向形状)的图像元素电极14来说，发现侧部间隙S大约应当为2.25微米或者更大，以便产生倾斜电场，达到径向倾斜取向。在侧部间隙S设定为这些较低的限定值的情况下，可以检查通过改变长度P的值而获得的实线部分14b的面积比。表1和图14c表示检查结果。

正如从表1和图14c所了解的那样，如果长度P大约为25微米或者更大，在正向形状(如图14A所示)中，实线部分14b的面部比较大，如果长度P小于大约25微米，在负向形状(如图14B所示)中，实线部分14b的面积比较大。因此，从显示冷光和取向稳定的观点来看，所采用的形状根据长度P是大于还是小于大约25微米而变化。例如，在宽度为75微米的图像元素电极14的侧部方向形成3个或更少个单位方格的情况下，优选图14A所示的正向形状，而在形成4个或更多个单位方格的情况下，优选图14B所示的负向形状。在不使用图14A和14B所示的示例性形状的任何情况下，要适当地选择正向形状或负向形状，以便获得面积比较大的实线部分14b。
所获得的单位方格的数目如下这样计算单位方格的面积，即可以沿图像元素电极14的宽度或长度方向设置一个、两个或更多的整体单位方格。根据每一单位方格的面积，计算实线部分的面积比，从而选择单位方格的面积，使实线部分的面积比最小。但是，如果在使用在负向形状中单位实线部分14b’的直径小于15微米，而且如果在使用的负向形状中开孔14a的直径小于15微米，那么由倾斜电场产生的取向规则化的力就会减弱。当液晶层30的厚度大约为3微米时，可获得这些直径的低限值。在液晶层30的厚度较薄的情况下，即便是单位实线部分14b’或开孔14a的直径小于该低限值，也可厚度稳定的径向倾斜取向。在液晶层30的厚度较厚的情况下，要求达到稳定的径向倾斜取向的单位实线部分14b’或开孔14a的低限值将会大于上述低限值。
正如下面将将详细说明的那样，通过在开孔14a之内形成凸起，可改进径向倾斜取向的稳定性。如果没有形成凸起，就可应用上述条件。
除了图像元素电极14设有开孔14a之外，实施例2所述的液晶显示装置的结构与传统垂直取向式的液晶显示装置的结构基本上相同，而且可以采用任何公知的制作方法制成本液晶显示装置。
为了垂直对齐具有负向电介质各向异性的液晶分子，一般情况下在图像元素电极14和面对液晶层30的对向电极22的表面上形成垂直校正层(未示出)。
使用具有负向电介质各向异性的向列型液晶材料作为液晶构料。还有，可通过加入二色色素制成宾主型的液晶显示装置。宾主型的液晶显示装置不需要偏振片。
下一步，作为实施例2所述液晶显示装置的一种改进，说明包括内部设有凸起的开孔14a的液晶显示装置200’。
下面参照图15A和15B，说明液晶显示装置200’的某一图像元素区的结构。附图中参照了下列内容，即相同的参考标记参考使用与液晶显示装置200的功能基本上相同的相同标记的参考标记，因此对其说明省略。图15A是从基底正常方向观看的顶视图，图15B是沿图15A中的15B-15B’线剖视的剖视图。图15B表示不通过液晶层施加电压的状态。
如图15A和15B所示，在图像元素电极14的每一开孔14内部包括一凸起40的TFT基底200’的结构方面，液晶显示装置200’不同于实施例2中所述的液晶显示装置200。在凸起40上，设有一垂直校正层(未示出)。
沿基底11平面方向剖开的凸起40的横向剖视结构与图15A所示的开孔14a的形状相同，此处的形状基本上星形。邻近的凸起40相互连接，从而使完全环绕的单位实线部分14b’基本上呈圆形。如图15B所示，垂直于基底11平面方向的凸起40的横向剖视结构呈梯形。具体地说，该凸起设有平行于基底表面的上表面40T，其侧面40s相对于基底表面倾斜的锥角为θ(＜90度)。由于设有垂直校正层(未示出)，覆盖了凸起40，凸起40的侧面40s具有控制力，可以在某一方向上设定液晶层30的液晶分子30a，该方向与由倾斜电场获得的规则取向的方向相同，从而可稳定径向倾斜取向。
下面参照图16A、16B、16C、16D、17A和17B，说明凸起40的这种功能。
首先，参照图16A、16B、16C和16D，说明液晶分子30a的取向和具有垂直校正特性的表面的形状之间的关系。
如图16A所示，由于表面的取向规则化的力具有垂直校正特性(一般来说，是垂直校正层的表面)，使位于水平面上的液晶分子30a垂直于该表面设定。如果把由垂直于液晶分子30a轴向的等势线EQ表示的电场施加到这种垂直取向的液晶分子30a，就会向该液晶分子30a施加力矩，使其以相等的可能性沿顺时针方向或逆时针方向倾斜。因此，在设于彼此相对的平板式电极之间液晶层30中，在某些液晶分子30a上以顺时针方向施加力矩，而在其它液晶分子30a上以逆时针方向施加力矩。结果，通过液晶层30施加的电压有时可能引起取向状态的不平稳变化。
如图16B所示，如果向垂直于倾斜表面设定的液晶分子30a上施加由水平等势线WQ表示的电场，液晶分子30a就会沿某一方向倾斜，以便利用较小的倾斜量(附图中沿顺时针方向)确定平行于等势线EQ的方向。更进一步地，如图16C所示，垂直于水平面设定的液晶分子30a在与位于倾斜表面上的另一液晶分子30a相同的方向(顺时针方向)上发生倾斜，从而使其取向连续(编配)。
如图16D所示，在其横向剖视图呈连续梯形的某一不规则表面上，确定位于上水平面或下水平面上的液晶分子30a的方向，从而使其与位于倾斜表面上的液晶分子30a的取向方向相符。
在液晶显示装置200’中，通过使源于这种表面形状(凸起)的取向规则的方向符合由于倾斜电场而获得的取向规则的方向，稳定径向倾斜取向。
图17A和17B表示通过图15B所示的液晶层30施加电压而获得的状态，具体地说，图17A简要表示根据通过液晶层30(位于初始)施加的电压，液晶分子30a的取向发生变化的状态，图17B简要表示根据所施加的电压达到的温度状态，变化的液晶分子30a的取向状态。在图17A和17B中，EQ线表示等势线。
如果图像元素电极14和对向基底22具有相同的电势(即如果没有通过液晶层30a施加电压)，就会如图15B所示，垂直于基底11和21的表面确定图像元素区中的液晶分子30a的方向。此时，垂直于侧部40S确定与在凸起40的侧面40S上形成的垂直校正层(未示出)相接触的液晶分子30a的方向，由于与液晶分子30a周围相互作用(作为弹性物质的特性)，还把侧面40S附近的液晶分子30a的方向设定为附图所示的倾斜方向。
一旦通过液晶层30施加了电压，就会形成由图17A所示的等势线EQ表示的电势梯度。在位于图像元素电极14的实线部分14b和对向电极之间的液晶层30的区域内部，等势线EQ平行于实线部分14b和对向电极22的表面，而且该等势线还落入与图像元素电极14的开孔14a相对应的区域中，并在开孔14a的边缘部分(包括其边界的开孔14a的内部周围)，在液晶层30的区域内，形成由等势线EQ的倾斜部分表示的倾斜电场。
由于存在这种倾斜电场，如上所述，在附图的右手侧，位于边缘部分EG的液晶分子30a在边缘部分EG处沿顺时针方向倾斜(转动)，而在附图的左手侧，在边缘部分EG处，沿逆时针方向倾斜，从而排出一列，平行于等势线EQ。由这种倾斜电场获得的取向规则的方向符合在每一边缘部分EG处由侧面40S获得的取向规则的方向。
如上所述，如果从位于等势线EQ的倾斜部分上的液晶分子30a开始取向继续发生变化，达到了去稳定状态，就获得了图17B简要所示的取向状态。位于开孔14a中心附近，即凸起40的上表面40t中心附近的液晶分子30a受到位于开孔14a对面边缘部分EG处的液晶分子30a取向的基本上相同的影响，因此保持垂直于等势线EQ的取向。由于受到位于靠近边缘部分EG的液晶分子30a取向的影响，远离开孔14a中心(即凸起40的上表面40t)的液晶分子30a发生倾斜，从而形成关于开孔14a(凸起40的上表面40t)的中心SA对称的倾斜取向。还有，在与基本上由开孔14a和凸起40环绕的单位实线部分14b’相对应的区域内，形成关于单位实线部分14b’的中心SA对称的倾斜取向。
在此方式下，还是在液晶显示装置200’中，相对于开孔14a和单位实线部分14b’，以与实施例2所述液晶显示装置200相同的方式，形成具有径向倾斜取向的液晶区。由于设有凸起40，可以把单位实线部分14b’完全环绕成大致的圆形，相对于由凸起40环绕成的基本上呈圆形的区域，形成液晶区。更进一步地，在开孔14a内部形成的凸起40的侧面，使位于开孔14a的边缘部分EG附近的液晶分子30a，在与由倾斜电场引起的取向方向相同的方向上倾斜，从而温度径向倾斜取向。
显然，由倾斜电场产生的使取向规则的力仅仅在施加电压的情况下起作用，并且随电场强度(即所施加电压的幅度)而变化。于是，如果电场强度较低(即如果所施加的电压较低)，由倾斜电场产生的使取向规则的力就会很弱，因此，如果向液晶屏幕上施加外力，由于液晶材料的漂移，会破坏径向倾斜取向。径向倾斜取向一旦受到破坏，在施加用于产生具有足够强的使取向规则的力的倾斜电场之前，都不能恢复径向倾斜取向。相反，由凸起40的侧面40S产生的使取向规则的力的作用就与所施加所电压无关，而且就象公知的校正层的固定作用那样，力量非常强。于是，即便用于液晶材料的漂移，径向倾斜取向曾经受到破坏，位于凸起40的侧面40S附近的液晶分子30a也会使它们的取向方向与径向倾斜取向中的取向方向保持一致。因此，当液晶材料停止漂移时，可以很容易地恢复径向倾斜取向。
在此方式中，根据实施例2所述的液晶显示装置200’不但具有与实施例2所述液晶显示装置200相同的一些特征，而且具有很强的低御外力的特征。因此，该液晶显示装置200’适于用于一般用作经常受到外力的便携式设备的PC或PDA中。
如果由电介质物质形成具有高透明性的凸起40，该凸起40非常有利于增大对相对于开孔14a形成的液晶区显示的作用。另一方面，如果由倾斜电介质物质形成凸起40，就能够有利于防止出现光束漏泄，这种光束漏泄是由于凸起40侧面40S的影响，而受到被倾斜设定的液晶分子30a的阻滞引起的。还可以根据所液晶显示装置的应用情况，确定使用何种类型的电介质物质。在每种情况下，如果电介质物质是一种光敏树脂，则能够有利于根据开孔14a的形状，简化形成电介质物质图案的步骤。为了得到足够的使取向规则的力，如果液晶层30的厚度大约为3微米，则凸起40的厚度优选介于大约0.5微米和大约2微米之间的范围之内。一般来说，凸起40的厚度范围优选介于液晶层30厚度的大约1/6至大约2/3之间。
如上所述，液晶显示装置200’包括位于图像元素电极14的开孔14a之内的凸起40，凸起40的侧面40S具有控制力，用于把液晶层30的液晶分子30a的方向确定为与由倾斜电场获得的取向规则方向相同。下面参照图1/A、18B和18C，说明使侧面40S在与倾斜电场的取向规则方向相同的方向上获得使取向规则的力的优选条件。
图18A、18B和18C简要表示液晶显示装置200A、200B和200C的横向剖视图，这些液晶显示装置都与图17A相对应。所有这些液晶显示装置200A、200B和200C都设有位于开孔14a内部的凸起，并且在作为独立结构的整个凸起40和开孔14a之间的位置关系方面，它们都与液晶显示装置200’不同。
在上述液晶显示装置200’中，如图17A所示，作为一种独立结构的凸起40设置在开孔14a内部，凸起40的底部小于开孔14a。在图18A所示的液晶显示装置200A中，凸起40A的底部与开孔14a相一致，在图18B所示的液晶显示装置200B中，凸起40B的底部大于开孔14a，从而使凸起40B覆盖了部分环绕开孔14a的实线部分(导电膜)14b。在每一凸起40、40A和40B中，在侧面40S上没有形成实线部分14b。因此，在实线部分14b上，等势线EQ基本上是平坦的，而且如各自的附图所示，等势线落入开孔14a中。因此，液晶显示装置200A和200B的每一凸起40A和40B的侧面40S在与液晶显示装置200’的凸起40类似的倾斜电场的取向规则的方向上具有相同使取向规则的力，从而稳定了径向倾斜取向。
相反，图18C所示的液晶显示装置200C的凸起40C的底部大于开孔14a，而且在凸起40C的侧部40S上，形成部分环绕开孔14a的实线部分14b。用于在侧面40S上形成的实线部分14b，在等势线EQ上形成一峰值。等势线RQ的峰值的梯度与落入开孔14a中的等势线EQ的峰值相反，这意味着在与用于确定将被径向倾斜的液晶分子30a的方向的倾斜电场的相反方向上产生了倾斜电场。因此，为了使侧面40S在与倾斜电场的取向规则的方向相同的方向上产生使取向规则的力，优选在侧面40S上不形成实线部分(导电膜)14b。
下一步，参照图19，说明沿图15A所示的线18A-18A’剖开的凸起40的横向剖视图。
如上所述，由于形成了图15A所示的凸起40，把单位实线部分14b’完全环绕成大致的圆形，如图17所示，在凸起40上形成用于相互连接邻近的单位实线部分14b’(即从圆形部分在4个方向上延伸的分支部分)的部分。因此，在沉积导电膜以形成图像元素电极14的实线部分14b过程中，在凸起14b上，会发生连接断开的风险，或者在制作过程的后续步骤中，很可能发生脱皮。
因此，正如图20A和20B所示的液晶显示装置200D那样，形成了一独立的凸起40D，可以完全包含在开孔14a内部。为此，在基底11的平坦表面上设置了用于形成凸起14b的导电膜，因此，避免了连接断开和脱皮的危险。尽管为了把单位实线部分14b’环绕成大致呈圆形，没有形成凸起40D，仍然相对于单位实线部分14b’在基本上呈圆形的结构上形成了液晶区，从而与上述液晶显示装置相似，稳定了径向倾斜取向。
通过在开孔14a中形成凸起40稳定径向倾斜取向的效果不但体现在具有上述形状的开孔14a中，而且还体现在具有实施例2中所述的任何形状的开孔14a中，在采用的任何形状中，也可达到相同的效果。为了充分体现利用凸起40抵御外力而稳定径向倾斜取向的效果，凸起40的形状(从基底正常方向观看)优选尽可能大地环绕液晶层30所在区域的形状。因此，利用凸起40稳定取向的效果可更显著地体现在诸如具有圆形单位实线部分14b’的负向结构中，而不是体现在具有圆形开孔14a的负向结构中。
(偏振片和相位片的设置)在包括一液晶层的所谓垂直取向型液晶显示装置中，在没有施加电压的情况下，液晶层内的具有负向电介质各向异性的液晶分子呈垂直取向。例如，不但可以使用双折射方式作为显示方式、而且可以使用光回转方式、光回转方式与双折射方式的组合方式作为显示方式，双折射方式用于通过利用电场控制液晶层的双折射而进行显示。如果在实施例1和2所述的任何液晶显示装置中，如果在成对基底(例如TFT基底和对向基底)的外部(不与液晶层30面对的表面上)设置成对的偏振片，就可获得双折射方式的液晶显示装置。还有，如果需要，也可设置相位补偿装置(一般来说是相位片)。更进一步地，通过使用基本上圆形的偏振光，可获得能够进行明亮显示的液晶显示装置。
实施例3下面参照图21，说明本发明实施例3所述的液晶显示装置300。附图21的顶视图简要表示本实施例所述液晶显示装置300的某一图像元素区。图21主要表示一图像元素电极的结构，而省略了其它组成部件部分。液晶显示装置300包括一有源矩阵基底、一对向基底以及设于这两个基底之间的液晶层。
有源矩阵基底包括一透明基底(例如玻璃基底)、一在位于面对液晶层的透明基底的表面上的每一图像元素区内设置的图像元素电极14、以及一用作电连接图像元素电极14的开关元件的TFT(薄膜晶体管)。对向基底包括一透明基底(例如玻璃基底)以及一设置在透明基底之上的对向电极。
这样设置图像元素电极14和对向电极，即使其彼此相对，而且在它们之间夹有液晶层，每一图像元素区中的液晶层的取向状态根据在图像元素电极14和对向电极之间施加的电压而发生变化。
下面参照图21，更详细地说明液晶显示装置300的有源矩阵基底的结构。
有源矩阵基底包括绝缘基底，在绝缘基底上设有一扫描线(门总线)51、一从扫描线51分支出来的栅极50G、以及一存储电容线52。所形成的门绝缘膜可以对其进行覆盖。在位于栅极50G之上的门绝缘膜上，设有一半导体层、一通道保护层、一源极50S以及一漏极50D，从而形成了TFT50。
TFT50的源极50S与信号线(源总线)53电连接，漏极50G与连接线54电连接。形成一夹层绝缘膜，以便覆盖其上形成TFT50的绝缘基底的整个表面，并在夹层绝缘膜上形成图像元素电极14。
图像元素电极14包括多个子图像元素电极55，这些电极55平行地与TFT50电连接。本实施例中的每一子图像元素电极都呈圆形，但是这种形状并不对本发明进行限制。图像元素电极14可包括任选数量的子图像元素电极55，而且各子图像元素电极55的尺寸(面积)是不同的。
每一子图像元素电极55都通过在夹层绝缘膜上形成的一接触孔57与连接线54电连接，并通过连接线54与漏极50D电连接。
如上所述，在此实施例所述的液晶显示装置中，图像元素电极14的多个子图像元素电极55平行地与TFT50电连接。因此，在给定子图像元素电极55和对向电极之间发生短路的情况下，仅仅有发生短路故障的子图像元素电极55与TFT50电断开，而其它子图像元素电极55和TFT50之间仍保持电连接。因此，可以通过TFT50向其它子图像元素电极55施加正常电压，从而可以达到足够的显示质量。
例如，在设置在图21所示的第二行、第二列的子图像元素电极55S发生短路故障的情况下，仅仅有发生短路故障的子图像元素电极55S与TFT50电断开，通过在附图中所示的断开部分54’切断连接线54，其它子图像元素电极55和TFT50之间仍保持电连接。
图22是包括一图像元素电极14的液晶显示装置300’的概念性框图，该图像元素电极14设有多个与开关元件50平行电连接的子图像元素电极。
液晶显示装置300’的图像元素电极14包括N个子图像元素电极(1)至(N)。图22中，开关元件50和没有图像元素电极之间或子图像元素电极之间的实线延伸部分表示它们都彼此电连接。
在液晶显示装置300’中，子图像元素电极(1)至(N)与开关元件50平行电连接。因此，即便在任何子图像元素电极中产生短路故障，只有发生短路故障的子图像元素电极与开关元件50电断开，其它子图像元素电极和开关元件50之间仍保持电连接。
例如，在图22所示阴影部分的子图像元素电极(4)发生短路故障的情况下，只有子图像元素电极(4)由于切断了子图像元素电极(4)和开关元件50之间的电连接而与开关元件50电断开。因此，进行修复之后，所有其它的子图像元素电极都可有助于进行显示，从而可实现高质量的显示。
例如，可采用下述方法具体实现本实施例所述液晶显示装置300的疵点修复过程。
首先，在多个图像元素区中确定产生显示疵点的图像元素区，并在所确定的图像元素区中，在多个子图像元素电极55中确定产生短路故障子图像元素电极55S。例如，可应用光学显微镜或放大镜确定图像元素区和子图像元素电极55S。
下一步，通过切断例如部分连接线54，把所确定的子图像元素电极55S与TFT50电断开。例如利用激光束辐射方法切断连接线54。可采用公知的技术适当地进行利用激光束切断的过程。
可利用任何公知的制作方法制成本实施例所述的液晶显示装置300。
与实施例1所述液晶显示装置100类似，液晶显示装置300设有一能够进行TN方式显示的结构。还有，如果液晶显示装置300设置的电极结构中，就象在实施例2所述的液晶显示装置200中那样，在径向倾斜取向状态设有液晶层，与图像元素电极14的每一开孔14a相对应的液晶层区域有助于进行显示，因此，可实现高质量的显示。
在此方式中，本发明提供了一种液晶显示装置，能够修复由于通过图像元素电极产生的短路故障而发生的显示疵点，而不会牺牲发生显示疵点的整个图像元素电极，还提供了一种在液晶显示装置中使用的疵点修复方法。
权利要求
1.一种液晶显示装置包括一第一基底；一第二基底；一设于第一基底和第二基底之间的液晶层；多个用于进行显示的图像元素区；而且在多个图像元素区中的每一区域中，在面对液晶层的第一基底的表面上设有一图像元素电极，并且一开关元件与图像元素电极电连接，其中该图像元素电极包括多个子图像元素电极和多个接触部分，每一接触部分至少在一些子图像元素电极处相互电连接，而且多个子图像元素电极中的至少一个电极通过多个连接通道与开关元件电连接。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，进一步包括设在第二基底上并面对图像元素电极的对向电极，在第二基底和图像元素电极之间夹有液晶层；其中图像元素电极由实线部分以及多个开孔组成，该实线部分包括多个子图像元素电极和多个接触部分；而且在多个图像元素区中的每一区域中，在多个液晶区中形成液晶层，如果在图像元素电极和对向电极之间施加一电压，由于在图像元素电极的多个开孔的各边缘部分产生的倾斜电场，每一液晶区都处于与多个开孔和实线部分相对应的径向倾斜取向状态，从而根据所施加的电压，通过改变多个液晶区的取向状态而进行显示。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其中多个开孔中的至少一些开孔的形状和面积基本上相同，并形成至少一个单位方格结构，从而形成回转对称。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其中多个开孔中的至少一些开孔中的每一开孔呈回转对称形状。
5.如权利要求3所述的液晶显示装置，其中多个开孔中的至少一些开孔中的每一开孔可以基本上呈圆形。
6.如权利要求3所述的液晶显示装置，其中由多个开孔中的至少一些开孔环绕的实线部分的每一区域基本上呈圆形。
7.如权利要求2所述的液晶显示装置，其中在多个图像元素区的每一区域中，图像元素电极的多个开孔的总面积小于图像元素电极的实线部分的面积。
8.如权利要求2所述的液晶显示装置，其中进一步包括一位于多个开孔中的每一开孔内的凸起，沿基底平面方向剖开的凸起横向剖视的形状与相应开孔的形状相同，凸起侧面具有使取向规则的力，用于把液晶层的液晶分子的方向确定为与由倾斜电场获得的径向倾斜取向方向相同的方向。
9.一种用于液晶显示装置的疵点修复方法，该液晶显示装置包括一第一基底；一第二基底；一设于第一基底和第二基底之间的液晶层；多个用于进行显示的图像元素区；而且在多个图像元素区中的每一区域中，在面对液晶层的第一基底的表面上设有一图像元素电极，并且一开关元件与图像元素电极电连接，该图像元素电极包括多个子图像元素电极和多个接触部分，每一接触部分在多个子图像元素电极中的至少一些电极处相互电连接，多个子图像元素电极中的至少一个电极通过多个连接通道与开关元件电连接；该疵点修复方法包括如下步骤在多个图像元素区中确定一发生显示疵点的图像元素区，在所确定的图像元素区中，在多个子图像元素电极内确定发生短路故障子图像元素电极；把所确定的子图像元素电极与开关元件电断开，同时通过切断接触部分与在多个接触部分中确定的子图像元素电极之间的连接，而使多个子图像元素电极中的至少一个电极和开关元件之间仍保持电连接。
10.一种液晶显示装置包括一第一基底；一第二基底；一设于第一基底和第二基底之间的液晶层；多个用于进行显示的图像元素区；而且在多个图像元素区中的每一区域中，在面对液晶层的第一基底的表面上设有一图像元素电极，并且一开关元件与图像元素电极电连接，其中该图像元素电极包括多个与开关元件平行电连接的子图像元素电极。
11.一种用于液晶显示装置的疵点修复方法，该液晶显示装置包括一第一基底；一第二基底；一设于第一基底和第二基底之间的液晶层；多个用于进行显示的图像元素区；而且在多个图像元素区中的每一区域中，在面对液晶层的第一基底的表面上设有一图像元素电极，并且一开关元件与图像元素电极电连接，该图像元素电极包括多个与开关元件平行电连接的子图像元素电极；该疵点修复方法包括如下步骤在多个图像元素区中确定发生显示疵点的图像元素区，在所确定的图像元素区中，在多个子图像元素电极内确定发生短路故障子图像元素电极；把所确定的子图像元素电极与开关元件电断开，同时使不是所确定的子图像元素电极的其它多个子图像元素电极和开关元件之间仍保持电连接。
全文摘要
本发明的液晶显示装置包括:一第一基底;一第二基底;一设于第一基底和第二基底之间的液晶层、以及多个用于进行显示的图像元素区;在多个图像元素区中的每一区域中,在面对液晶层的第一基底的表面上设有一图像元素电极,并且一开关元件与图像元素电极电连接。该图像元素电极包括多个子图像元素电极和多个接触部分,每一接触部分用于在多个子图像元素电极中的至少一些电极处相互电连接。多个子图像元素电极中的至少一个电极通过多个连接通道与开关元件电连接。
文档编号G02F1/1368GK1338655SQ0113312
公开日2002年3月6日 申请日期2001年8月11日 优先权日2000年8月11日
发明者久保真澄, 山本明弘, 前川和广, 越智贵志, 荻岛清志 申请人:夏普公司