DE19950366B4

DE19950366B4 - Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE19950366B4
Application number: DE1999150366
Authority: DE
Inventors: Kyeong Jin Kim; Do Hee Kwon; Jang Jin Yoo; Yun Bok Lee; Sung Joon Bae; Jae Yoon Lee
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: DE19950366A1; JP2000137227A; GB2343012B; JP4171145B2; GB9924711D0; GB2343012A; FR2784758B1; DE19950366B9; TWI234680B; FR2784758A1

Abstract

Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit:
einem ersten Substrat (31) und einem zweiten Substrat (33), welche einander zugewandt sind,
einer Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten Substrat (31) und dem zweiten Substrat (33),
einer Mehrzahl von Gate-Busleitungen, welche in einer ersten Richtung auf dem ersten Substrat (31) angeordnet sind, und
einer Mehrzahl von Datenbusleitungen, welche in einer zweiten Richtung auf dem ersten Substrat (31) angeordnet sind, um Pixelbereiche zu bestimmen,
einer Pixel-Elektrode (13) in jedem Pixelbereich,
einer Hilfselektrode (27) in einem Bereich außerhalb des Pixelbereichs,
einer gemeinsamen Elektrode (17) auf dem zweiten Substrat (33), und
einem dielektrischen Steg (57) auf der Pixel-Elektrode (13) oder der gemeinsamen Elektrode (17), von welchem die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht mittels Verzerrung des an die Flüssigkristallschicht angelegten elektrischen Feldes bestimmt wird, wobei der dielektrische Steg (57) ein Abstandshalter ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD), insbesondere eine Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit stabiler Flüssigkristallstruktur und großem Öffnungsverhältnis.
Vor kurzem wurden LCDs vorgeschlagen, deren Flüssigkristall nicht ausgerichtet ist und mittels einer gemeinsamen Elektrode 17 angesteuert wird, welche offene Bereiche 19 aufweist. Aus 1 ist eine Schnittansicht einer Pixeleinheit einer herkömmlichen LCD ersichtlich.
Bei herkömmlichen LCDs ist eine Mehrzahl von Gatebusleitungen in einer ersten Richtung auf einem ersten Substrat angeordnet und eine Mehrzahl von Datenbusleitungen in einer zweiten Richtung auf dem ersten Substrat angeordnet, so daß das erste Substrat in eine Mehrzahl von Pixelbereichen unterteilt ist.
Ein Dünnschichttransistor (TFT) legt ein Bildsignal, welches von der Datenbusleitung zugeführt wird, an eine Pixel-Elektrode 13 auf einer Passivierungsschicht 4 an. Der TFT ist an jedem Pixelbereich ausgebildet und weist eine Gate-Elektrode, eine Gate-Isolierschicht, eine Halbleiterschicht, eine ohmsche Kontaktschicht, eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode usw. auf.
Alternativ ist eine Seitenelektrode 15 ausgebildet, welche den Pixelbereich auf der Gate-Isolierschicht umrandet, eine Passivierungsschicht 4 ist über dem gesamten ersten Substrat ausgebildet und eine Pixel-Elektrode 13 ist die Seitenelektrode 15 überlappend ausgebildet und an die Drain-Elektrode angeschlossen.
Auf einem zweiten Substrat ist eine Lichtschutzschicht ausgebildet, welche jegliche Lichtdurchstrahlung von Gate- und Datenbusleitungen und dem TFT abschirmt. Eine Farbfilterschicht ist auf der Lichtschutzschicht ausgebildet und eine Überzugsschicht ist auf der Farbfilterschicht ausgebildet. Eine gemeinsame Elektrode 17 ist einen offenen Bereich 19 aufweisend auf der Überzugsschicht ausgebildet und eine Flüssigkristallschicht ist zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat ausgebildet.
Die Pixel-Elektrode 13 und der offene Bereich (Schlitz) 19 in der gemeinsamen Elektrode 17 verzerren das an die Flüssigkristallschicht angelegte elektrische Feld. Die Flüssigkristallmoleküle werden in einer Pixeleinheit unterschiedlich angesteuert. Das heißt, dass wenn Spannung an die LCD angelegt wird die Flüssigkristalldirektoren aufgrund der von dem verzerrten elektrischen Feld stammenden dielektrischen Energie in erforderlichen oder gewünschten Positionen angeordnet werden.
Aus 2 ist eine Schnittansicht einer anderen Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach dem Stand der Technik ersichtlich. Diese Flüssigkristallanzeigevorrichtung weist eine Pixel-Elektrode 13 auf, welche kleiner als die gemeinsame Elektrode 17 ist, welche die Verzerrung des elektrischen Feldes bewirkt.
Jedoch ist bei den obigen LCDs der offene Bereich 19 in der gemeinsamen Elektrode 17 oder der Pixel-Elektrode 13 erforderlich und die Flüssigkristallmoleküle könnten stabiler betrieben werden, je größer der offene Bereich wäre. Wenn die Elektroden keinen offenen Bereich aufweisen oder die Weite des offenen Bereichs schmal ist, ist die zum Teilen des Pixelbereichs erforderliche Verzerrung des elektrischen Feldes schwach.
Außerdem tritt an jenem Bereich, an welchem die Flüssigkristalldirektoren parallel zu einer Transmittanzachse des Polarisators sind, eine Entschrägung (disclination) auf, welche zu einer verminderten Helligkeit führt. Außerdem ist das Flüssigkristallgefüge bezüglich des Oberflächenzustands von LCDs ungleichmäßig.
EP 0636917 A1 offenbart eine Mehrdomänen-LCD-Anzeige mit strukturiertem Isolationsmaterial auf der Pixelelektrode, wodurch der Kontrast verbessert und ein Inversions-Effekt bei schrägem Betrachtungswinkel verbessert wird.
Die nachveröffentlichte EP 1103840 A2 offenbart eine Flüssigkristallanzeige ohne Hilfselektrode, wobei dielektrische Stege auch als Abstandshalter dienen.
EP 0874264 A2 offenbart eine Mehrdomänen-LCD-Vorrichtung mit einer Hilfselektrode, die die Pixel-Elektrode umgibt, und einem Ausrichtungs-Steuerungsfenster in der Gegenelektrode.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mehrbereichs-LCD zu schaffen, welche einen großen Betrachtungswinkel durch die mehreren Bereiche und eine große Helligkeit aufgrund stabiler Anordnung der Flüssigkristallmoleküle aufweist.
Erfindungsgemäß wird eine Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtung geschaffen, welche ein erstes und ein zweites Substrat aufweist, welche einander zugewandt sind, eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat, einer Mehrzahl von Gatebusleitungen, welche in einer ersten Richtung auf dem ersten Substrat angeordnet sind und eine Mehrzahl von Datenbusleitungen, welche in einer zweiten Richtung auf dem ersten Substrat angeordnet sind, so daß Pixelbereiche definiert sind, eine Pixel-Elektrode in jedem Pixel-Bereich, einer Hilfselektrode in einem Bereich außerhalb des Pixelbereichs, einer gemeinsamen Elektrode auf dem zweiten Substrat, und einen dielektrischen Steg auf der Pixel-Elektrode oder der gemeinsamen Elektrode, welcher die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht mittels Verzerrung des an die Flüssigkristallschicht angelegten elektrischen Felds steuert, wobei der dielektrische Steg ein Abstandshalter ist.
Die Prinzipien der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 und 2 Schnittansichten herkömmlicher Flüssigkristallanzeigevorrichtungen,
3a, 3b und 4b Drauf- und Schnittansichten der Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit Elementen der Erfindung,
4a und 4c Drauf- und Schnittansichten der Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen nach der ersteten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
5a, 5b und 5c, 6b, 6c, 6d, 6f und 6g Drauf- und Schnittansichten der Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen mit Elementen der Erfindung.
6a und 6e Drauf- und Schnittansichten der Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen nach der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f und 7g Draufsichten der Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen nach den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung,
8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f und 8g Draufsichten der Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen nach den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung,
9a bis 9m Draufsichten der Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen nach den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung,
10a bis 10d Draufsichten der Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen nach den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung,
11a bis 11c Draufsicht der Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen nach den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung,
12a bis 12c Draufsichten der Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen nach den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.
Wie aus den 3 bis 6 ersichtlich, weisen die erfindungsgemäßen Ausführungsformen erste und zweite Substrate 31 und 33, eine Mehrzahl von Gate-Busleitungen, welche in einer ersten Richtung auf dem ersten Substrat angeordnet sind und eine Mehrzahl von Datenbusleitungen, welche in einer zweiten Richtung auf dem ersten Substrat angeordnet sind, einen TFT, eine Passivierungsschicht 37 auf dem gesamten ersten Substrat 31, eine Pixel-Elektrode 13 und eine erste Ausrichtungsschicht auf dem gesamten ersten Substrat auf.
Auf einem zweiten Substrat ist eine Lichtabschirmschicht 25, von welcher Lichtdurchtritte von der Gatebusleitung und der Datenbusleitung sowie des TFTs abgeschirmt werden, eine Farbfilterschicht 23 auf der Lichtabschirmschicht, eine gemeinsame Elektrode 17 auf der Farbfilterschicht, ein dielektrischer Steg 57, von welchem das elektrische Feld an der gemeinsamen Elektrode 17 verzerrt wird, eine zweite Ausrichtungsschicht auf dem gesamten zweiten Substrat und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat ausgebildet.
Datenbusleitungen und Gatebusleitungen unterteilen das erste Substrat 31 in eine Mehrzahl von Pixelbereichen. Der TFT ist an jedem Pixelbereich ausgebildet und weist eine Gate-Elektrode 11, eine Gate-Isolierschicht 35, eine Halbleiterschicht 5, eine ohmsche Kontaktschicht und Source- und Drain-Elektroden 7 und 9 auf. Eine Passivierungsschicht 37 ist auf dem gesamten ersten Substrat ausgebildet, und eine Pixel-Elektrode 13 ist mit der Drain-Elektrode 9 verbunden.
Beim Herstellen der erfindungsgemäßen Mehrbereichs-LCD wird in jedem Pixelbereich auf dem ersten Substrat 31 ein TFT mit einer Gate-Elektrode 11, einer Gate-Isolierschicht 35, einer Halbleiterschicht 5, einer ohmschen Kontaktschicht, sowie Source- und Drain-Elektroden 7 und 9 ausgebildet. Hier ist eine Mehrzahl von Gate-Busleitungen und eine Mehrzahl von Datenbusleitungen ausgebildet, von welcher das erste Substrat 31 in eine Mehrzahl von Pixelbereichen unterteilt wird.
Die Gate-Elektrode 11 und die Gatebusleitung sind durch Aufsputtern und Strukturieren eines Metalls wie beispielsweise Al, Mo, Cr, Ta, Al-Verbindungen, usw. ausgebildet. Die Gate-Isolierschicht 35 ist durch Auftragen von SiNx oder SiOx unter Verwenden eines PECVD-Verfahrens darauf ausgebildet. Die Halbleiterschicht 5 und die ohmsche Kontaktschicht sind durch Auftragen mittels eines PECVD-Verfahrens und Strukturieren von amorphem Silizium (A-Si) bzw. dotiertem amorphem Silizium (n⁺a-Si) ausgebildet. Außerdem werden SiN_x oder SiO_x und a-Si, n⁺-Si durch Auftragen mittels eines PECVD-Verfahrens ausgebildet und die Gate-Isolierschicht 35, die Halbleiterschicht 5 und die ohmsche Kontaktschicht werden durch Strukturieren ausgebildet. Die Datenbusleitung und die Source- und Drain-Elektroden 7 und 9 sind durch Aufsputtern und Strukturieren eines Metalls wie beispielsweise Al, Mo, Cr, Ta, Al-Verbindungen usw. ausgebildet.
Eine Speicherelektrode (in den Figuren nicht gezeigt) ist die Gatebusleitung überlappend ausgebildet und ist gleichzeitig mit der Pixel-Elektrode 13 verbunden. Die Speicherelektrode bildet zusammen mit der Gatebusleitung einen Speicherkondensator.
Darauf ist eine Passivierungsschicht 37 aus BCB (Benzocyclobuten), Acrylharz, auf Polyimid-basiertem Material, SiNx oder SiOx auf dem gesamten ersten Substrat 31 ausgebildet. Die Pixel-Elektrode 13 ist durch Aufsputtern und Strukturieren eines Metalls wie beispielsweise ITO (Indiumzinnoxid) ausgebildet. Eine Kontaktöffnung 39 wird durch Öffnen und Strukturieren eines Teils der Passivierungsschicht 37 über der Drain-Elektrode 39 ausgebildet, um die Pixel-Elektrode 13 an die Drain-Elektrode und die Speicherelektrode anzuschließen.
Auf dem zweiten Substrat 33 wird eine Lichtschutzschicht 25 ausgebildet, welche Lichtdurchtritte von der Gatebusleitung und der Datenbusleitung sowie dem TFT abschirmt. Eine Farbfilterschicht 23 aus abwechselnd roten (R), grünen (G), und blauen (B) Elementen wird auf der Lichtschutzschicht ausgebildet. Eine gemeinsame Elektrode 17 ist aus ITO auf der Farbfilterschicht ausgebildet. Ein dielektrischer Steg 57 ist durch Auftragen von fotosensitivem Material auf der gemeinsamen Elektrode 17 oder der Pixel-Elektrode 13 und Strukturieren in unterschiedliche Formen unter Verwenden von Fotolitographie-Verfahren ausgebildet. Eine Flüssigkristallschicht wird durch Injizieren von Flüssigkristall zwischen das erste und das zweite Substrat ausgebildet.
Der dielektrische Steg 57 weist ein Material auf, dessen Dielektrizitätskonstante kleiner oder gleich der des Flüssigkristalls ist, wobei die Dielektrizitätskonstante bevorzugt geringer als 3 ist, beispielsweise für Fotoacrylat oder BCB (Benzocyclobuten).
Außerdem wird der dielektrische Steg 57 auch als Abstandshalter verwendet (siehe 3b, 4c, 5c, 6c, 6e und 6g). Der dielektrische Steg 57 wird auf mindestens einem des ersten Substrats und des zweiten Substrats ausgebildet. Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann ein Abstandshalter-Verteil-Schritt bei gleichzeitig verbesserter Gleichmäßigkeit des Zellspalts der Flüssigkristallzelle weggelassen werden, wodurch die Ausbeute verbessert ist.
Ein ein elektrisches Feld bewirkendes Fenster 43 ist auf mindestens einem des ersten und des zweiten Substrats ausgebildet (siehe 5b, 5c und 6f, 6g). Hier sind der dielektrische Rahmen und das ein elektrisches Feld bewirkende Fenster zusammen auf dem selben Substrat ausgebildet. Das das elektrische Feld bewirkende Fenster 43 wird durch Strukturieren einer Öffnung oder eines Schlitzes in der gemeinsamen Elektrode 17 oder der Pixel-Elektrode 13 in unterschiedlichen Formen ausgebildet.
Bei der erfindungsgemäßen Mehrbereichs-LCD ist zusätzlich eine Hilfselektrode 27 in einem Bereich außerhalb des Pixelbereichs ausgebildet (siehe 4a und 6a). Die Hilfselektrode 27 ist auf einer Schicht ausgebildet, auf welcher die Pixel-Elektrode 17 oder die Gate-Elektrode 11 ausgebildet sind und elektrisch mit der gemeinsamen Elektrode 17 verbunden (siehe 4b, 4c und 6d, 6e).
Die Hilfselektrode 27 ist durch Aufsputtern und Strukturieren eines Metalls wie beispielsweise ITO (Indiumzinnoxid) Al, Mo, Cr, Ta, Ti oder Al-Legierungen ausgebildet. Hier ist es möglich die Hilfselektrode 27 und die Pixelelektrode 13 durch einmaliges Strukturieren desselben Metalls oder zweimaliges Strukturieren unterschiedlicher Metalle auszubilden.
Wie aus den 8, 10, 11, und 12 ersichtlich, kann die Hilfselektrode 27 die Pixel-Elektrode 13 umgebend ausgebildet werden, sowie entlang der Seite der Datenbusleitung und/oder entlang der Seite der Gatebusleitung ausgebildet werden.
Wie aus 6 ersichtlich, ist die Lichtschutzschicht 25 auf dem ersten Substrat 31 ausgebildet. Wie aus den 6d und 6e ersichtlich, ist die Hilfselektrode 27 auf einer Schicht ausgebildet, auf welcher die Pixel-Elektrode 17 ausgebildet ist. Bei diesen Ausführungsformen ist die Lichtschutzschicht ausgebildet, um den Pixel-Bereich exakt einzustellen, wodurch die Schichtgrenze verringert ist und das Öffnungsverhältnis ist im Vergleich zu dem Ausbilden der Lichtschutzschicht auf dem zweiten Substrat verbessert. Auf mindestens einem Substrat ist ein Kompensationsfilm 29 aus einem Polymer ausgebildet. Der Kompensationsfilm ist ein negativer uniaxialer Film, welcher eine optische Achse aufweist und kompensiert die Phasendifferenz der dem Betrachtungswinkel entsprechenden Richtung. Daher ist es möglich, den rechts-links-Betrachtungswinkel effektiv zu kompensieren, wobei die Fläche ohne Grau-Inversion erweitert wird, das Kontrastverhältnis in schräger Richtung verbessert wird, und ein Pixel mit mehreren Bereichen ausgebildet wird.
Bei der erfindungsgemäßen Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist es möglich, einen negativen biaxialen Film als Kompensationsfilm 29 auszubilden, welcher zwei optische Achsen aufweist und weitere Betrachtungswinkel-Eigenschaften als der negative uniaxiale Film aufweist. Der Kompensationsfilm kann auf beiden Substraten oder auf einem der Substrate ausgebildet sein.
Nach dem Ausbilden des Kompensationsfilms 29 wird ein Polarisator auf mindestens einem der Substrate ausgebildet. Hier sind der Kompensationsfilm und der Polarisator bevorzugt als eines ausgebildet.
Wie aus den 7a bis 7g ersichtlich, wird der dielektrische Steg 57 in unterschiedlichen Formen strukturiert, wodurch der Mehrbereichs-Effekt erreicht wird.
Wie aus den 8a bis 8g ersichtlich, ist die Hilfselektrode 27 die Pixelelektrode 13 umgebend ausgebildet und der dielektrische Steg 57 ist in unterschiedlichen Formen strukturiert, wodurch der Mehrbereichs-Effekt erreicht wird.
Wie aus den 9a bis 9m ersichtlich, wird der Mehrbereichs-Effekt erreicht, indem das ein elektrisches Feld bewirkende Fenster 43 und der elektrische Steg 57 in unterschiedlichen Formen strukturiert werden. Das ein elektrisches Feld bewirkende Fenster 43 kann ein Schlitz oder eine Öffnung sein.
Bei der aus den 7 bis 9 ersichtlichen LCD weist die Flüssigkristallschicht Flüssigkristallmoleküle mit negativer dielektrischer Anisotropie auf, woraus sich eine homöotropie Orientierung ergibt, bei welcher die Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht zu den Oberflächen des ersten Substrats und des zweiten Substrats homöotrop ausgerichtet sind.
Wie aus den 10a, 10b, 10c und 10d ersichtlich, wird der Mehrbereichs-Effekt erreicht, indem die Hilfselektrode 27 und der dielektrische Steg 57 in unterschiedlichen Formen strukturiert werden. Bei einigen der Ausführungsformen ist jedoch keine Hilfselektrode 27 ausgebildet.
Der durch die durchgestrichene Linie dargestellte Pfeil 63 repräsentiert die Reiberichtung auf dem zweiten Substrat 33 und der durch die gestrichelte Linie dargestellte Pfeil 61 repräsentiert die Reiberichtung auf dem ersten Substrat 31.
Wie aus den 11a, 11b und 11c ersichtlich, werden die Hilfselektroden 27 ausgebildet und der dielektrische Steg 57 in unterschiedlichen Formen strukturiert. Außerdem sind zwei benachbarte Pixel und zwei Orientierungsrichtungen miteinander assoziiert, wodurch der Mehr-Bereich-Effekt erreicht wird. Bei einigen der Ausführungsformen ist keine Hilfselektrode 27 ausgebildet.
Der durch die durchgezogene Linie dargestellte Pfeil 67 repräsentiert die Orientierungsrichtung auf dem zweiten Substrat 33 und der durch die gepunktete Linie dargestellte Pfeil 65 gibt die Orientierungsrichtung auf dem ersten Substrat 31 an.
Wie aus den 12a, 12b und 12c ersichtlich, ist eine Hilfselektrode 27 ausgebildet, und der dielektrische Rahmen ist in unterschiedliche Formen strukturiert. Außerdem sind zwei benachbarte Pixel und zwei Orientierungsrichtungen, welche zu denen, welche aus 11 ersichtlich sind, unterschiedlich sind, miteinander assoziiert, wodurch der Mehrbereichs-Effekt erreicht wird. Bei einigen der Ausführungsformen wird keine Hilfselektrode 27 ausgebildet.
Bei den aus den 10 bis 12 ersichtlichen LCDs weist die Flüssigkristallschicht Flüssigkristallmoleküle mit positiver dielektrischer Anisotropie auf, was zu einer homogenen Orientierung führt, bei welcher die Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht zu den Oberflächen des ersten Substrats und des zweiten Substrats homogen ausgerichtet sind.
Durch das Ausbilden des ein elektrisches Feld bewirkenden Fensters oder des dielektrischen Stegs 57 werden die mehreren Bereiche durch Unterteilen jedes Pixels in 4 Bereiche, wie beispielsweise einen ”+”, ”x” oder ”doppelt-y”-förmigen oder unterteilen jedes Pixels horizontal, vertikal, und/oder diagonal sowie unterschiedliche Ausrichtungsbehandlung oder Ausbilden von Orientierungsrichtungen auf jedem Bereich und auf jedem Substrat erreicht.
Außerdem werden bei der erfindungsgemäßen Mehrbereichs-LCD die erste Orientierungsschicht 53 und die zweite Orientierungsschicht 55 über dem gesamten ersten und/oder zweiten Substrat ausgebildet. Die Ausrichtungsschicht weist ein Material wie Polyamid oder Polyimid basierte Materialien, PVA (Polyvinylalkohol), polyamische Säure (polyamic acid) oder SiO₂ auf. Wenn zum Bestimmen einer Orientierungsrichtung ein Reibeverfahren verwendet wird, ist es möglich, jedes für das Reibeverfahren geeignete Material zu verwenden.
Außerdem ist es möglich, die Orientierungsschicht aus einem fotosensitiven Material, wie beispielsweise PVCN (Polyvinylcinnamat)-, PSCN (Polysiloxancinnamat)-, und CelCN(Cellulosecinnamat)-basierten Materialien auszubilden. Jedes für das Fotoausrichtungsverfahren geeignete Material kann verwendet werden. Einmaliges Bestrahlen mit Licht der Ausrichtungsschicht bestimmt die Orientierung oder Kipprichtung sowie den Kippwinkel. Das für die Fotoausrichtung verwendete Licht ist bevorzugt im Bereich des ultravioleten Lichts sowie unpolarisiertes Licht, linear polarisiertes Licht oder teilweise polarisiertes Licht.
Bei dem Reibeverfahren oder Fotoausrichtungsverfahren ist es möglich, eines oder beide des ersten Substrats und des zweiten Substrats zu behandeln und unterschiedliche Ausrichtungsverfahren auf jedem Substrat anzuwenden.
Durch die Ausrichtungsbehandlung wird eine Mehrbereichs-LCD mit mindestens zwei Bereichen ausgebildet und LC-Moleküle der LC-Schicht sind auf jedem Bereich zueinander unterschiedlich orientiert. Das heißt, die mehreren Bereiche werden durch unterteilen jedes Pixels in 4 Bereiche wie beispielsweise ”+” oder ”x”-förmige oder Unterteilen jedes Pixels horizontal, vertikal und/oder diagonal und unterschiedliche Ausrichtungsbehandlung oder Ausbilden unterschiedlicher Orientierusngsrichtungen auf jedem Bereich und auf jedem Substrat erreicht.
Es ist möglich, mindestens einen Bereich der unterteilten Bereiche nicht auszurichten. Außerdem ist es möglich sämtliche Bereiche nicht auszurichten.
Bei der erfindungsgemäßen Mehrbereichs-LCD werden dielektrische Stege ausgebildet, deren Dielektrizitätskonstante von jener des Flüssigkristalls verschieden ist, sowie Hilfselektroden oder das elektrische Feld bewirkende Fenster ausgebildet, um das elektrische Feld zu verzerren, wobei ein großer Betrachtungswinkel erreicht wird.
Außerdem kann der dielektrische Steg als ein Abstandshalter strukturiert werden, wodurch der Abstandshalter-Prozeß, welcher bei dem herkömmlichen LCD-Prozeß erforderlich ist, ausgelassen werden kann.
Außerdem kann für den Fall, daß eine Ausrichtungsbehandlung durchgeführt wird, durch einen Kippwinkel und eine Ankerenergie eine hohe Reaktionszeit und eine stabile LC-Struktur erreicht werden.
Bei der Mehrbereichs-LCD ist eine Ausrichtungsschicht (nicht gezeigt) über dem gesamten ersten und/oder zweiten Substrat ausgebildet. Die Ausrichtungsschicht weist ein Material, wie beispielsweise Polyamid- oder Polyimid-basierten Materialien PVA (Polyvinylalcohol), polyamische Säure (polyamic acid) oder SiO₂ auf.
Wenn zum Bestimmen der Orientierungsrichtung ein Reibeverfahren verwendet wird, ist es möglich jedes für das Reibeverfahren geeignete Material zu verwenden.
Darüber hinaus ist es möglich die Ausrichtungsschicht aus einem fotosensitiven Material wie beispielsweise PVCN (Polyvinylcinnamat)-, PSCN (Polysiloxancinnamat)- und CelCN (Cellulosecinnamat)-basierten Materialien auszubilden. Jedes für das Fotoausrichtungsverfahren geeignete Material kann verwendet werden.
Einmaliges Bestrahlen der Ausrichtungsschicht mit Licht bestimmt die Orientierungsrichtung oder Vorkipprichtung sowie den Vorkippwinkel. Das bei dem Fotoausrichtungs-Verfahren verwendete Licht ist bevorzugt Licht aus dem ultravioletten Bereich, sowie unpolarisiertes Licht, linear polarisiertes Licht oder teilweise polarisiertes Licht.
Bei dem Reibeverfahren oder dem Fotoausrichtungsverfahren ist es möglich, eines oder beide der ersten und zweiten Substrate zu behandeln und unterschiedliche Ausrichtungsverfahren auf jedem Substrat anzuwenden.
Durch die Ausrichtungsbehandlung wird eine Mehrbereichs-LCD mit mindestens zwei Bereichen ausgebildet und die LC-Moleküle der LC-Schicht sind auf jedem Bereich zueinander unterschiedlich orientiert. Das heißt die Mehrbereichs-Struktur wird durch Unterteilen jedes Pixels in vier Bereiche wie beispielsweise einen ”+” oder ”x”-förmigen oder Unterteilen jedes Bereichs horizontal, vertikal und/oder diagonal und unterschiedliche Ausrichtungsbehandlung zum Ausbilden von Orientierungsrichtungen auf jedem Bereich und auf jedem Substrat erreicht.
Es ist möglich, mindestens einen Bereich der unterteilten Bereiche nicht ausgerichtet zu belassen. Es ist auch möglich, alle Bereiche nicht ausgerichtet zu belassen.
Das elektrische Feld wird bei der erfindungsgemäßen Mehrbereichs-LCD verzerrt, und der Mehrbereichs-Effekt wird erreicht, da bei der erfindungsgemäßen Mehrbereichs-LCD der dielektrische Rahmen in einem Bereich mit Ausnahme des Pixelbereichs ausgebildet ist, und das ein elektrisches Feld bewirkende Fenster in dem Pixelbereich ausgebildet ist.
Darüber hinaus kann der dielektrische Steg als Lichtschutzschicht und/oder als Abstandshalter verwendet werden, wodurch das Herstellungsverfahren vereinfacht und ein großes Öffnungsverhältnis erreicht wird.
Außerdem wird im Falle des Durchführens einer Ausrichtungs-Behandlung eine kurze Reaktionszeit und eine stabile LC-Struktur durch einen Kippwinkel und eine Ankerenergie erreicht. Darüberhinaus ist die Disklination oder Entschrägung (disclination) vermieden und dadurch die Helligkeit verbessert.

Claims

Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit: einem ersten Substrat (31) und einem zweiten Substrat (33), welche einander zugewandt sind, einer Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten Substrat (31) und dem zweiten Substrat (33), einer Mehrzahl von Gate-Busleitungen, welche in einer ersten Richtung auf dem ersten Substrat (31) angeordnet sind, und einer Mehrzahl von Datenbusleitungen, welche in einer zweiten Richtung auf dem ersten Substrat (31) angeordnet sind, um Pixelbereiche zu bestimmen, einer Pixel-Elektrode (13) in jedem Pixelbereich, einer Hilfselektrode (27) in einem Bereich außerhalb des Pixelbereichs, einer gemeinsamen Elektrode (17) auf dem zweiten Substrat (33), und einem dielektrischen Steg (57) auf der Pixel-Elektrode (13) oder der gemeinsamen Elektrode (17), von welchem die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht mittels Verzerrung des an die Flüssigkristallschicht angelegten elektrischen Feldes bestimmt wird, wobei der dielektrische Steg ( 57) ein Abstandshalter ist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, mit: einer Lichtschutzschicht (25) auf dem zweiten Substrat (33), einer Farbfilterschicht (23) auf dem zweiten Substrat (33) einschließlich der Lichtschutzschicht (25); und einer Ausrichtungsschicht auf mindestens einem der Substrate (32, 33).
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der dielektrische Steg (57) Fotoacrylat oder BCB aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner aufweist: einen optisch negativen uniaxialen Film auf mindestens einem der Substrate (31, 33).
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner aufweist: einen optisch negativen biaxialen Film auf mindestens einem der Substrate (31, 33).
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkristallschicht eine chirale Dotierung aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Ausrichtungsschicht in mindestens zwei Abschnitte unterteilt ist und die Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht in jedem Abschnitt der Ausrichtungsschicht unterschiedlich voneinander ausgerichtet sind.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 7, wobei mindestens ein Bereich der Ausrichtungsschicht mit einem Ausrichtungsverfahren behandelt ist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Ausrichtungsverfahren ein Reibeverfahren ist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Ausrichtungsschicht Polyimid, Polyamid-basiertes Material, Polyvinylalkohol, Polyamidsäure oder Siliziumdioxid aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Ausrichtungsverfahren ein Fotoausrichtungsverfahren ist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Ausrichtungsschicht Polyvinylcinnamat, Polysiloxancinnamat oder ein Cellulosecinnamat-basiertes Material aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkristallschicht Flüssigkristallmoleküle mit positiver dielektrischer Anisotropie aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkristallschicht Flüssigkristallmoleküle mit negativer dielektrischer Anisotropie aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hilfselektrode (27) auf der Schicht ausgebildet ist, auf welcher auch die Pixel-Elektrode (13) ausgebildet ist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hilfselektrode (27) auf der Schicht ausgebildet ist, auf welcher auch die Gatebusleitungen ausgebildet sind.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hilfselektrode (27) mit der gemeinsamen. Elektrode (17) elektrisch verbunden ist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hilfselektrode (27) Aluminium, Molybdän, Chrom, Tantal, Titan, eine Legierung mit diesen Metallen oder Indiumzinnoxid aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner aufweist: ein feldbeeinflussendes Fenster (43) in der Pixel-Elektrode (13) oder der gemeinsamen Elektrode (17).
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die gemeinsame Elektrode (17) Indiumzinnoxid aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Pixelbereich in mindestens zwei Bereiche unterteilt ist, wobei die Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht in jedem der Bereiche unterschiedlich voneinander angesteuert werden.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der dielektrische Steg ( 57) eine Mischung aus Acrylharz und Ruß aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner aufweist: eine Gate-Isolierschicht (35) über dem gesamten ersten Substrat (31), eine Passivierungsschicht (37) auf der Gate-Isolierschicht (35) über dem gesamten ersten Substrat (31), eine Lichtschutzschicht (25) auf dem zweiten Substrat (33), und eine Farbfilterschicht (23) entsprechend dem Pixelbereich auf dem zweiten Substrat (33).
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei von dem dielektrischen Steg (57) Lichtdurchtritte in einem Bereich außerhalb des Pixelbereichs vermieden werden.