DE60121858T2

DE60121858T2 - Flüssigkristallvorrichtung und elektronische Vorrichtung

Info

Publication number: DE60121858T2
Application number: DE60121858T
Authority: DE
Inventors: Seiko Epson Corporation Hisanori Kawakami; Seiko Epson Corporation Kogo Endo
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: ATE335219T1; EP1158347B1; CN1208667C; CN1325036A; KR100441327B1; EP1158347A2; DE60121858D1; JP3642263B2; US6897912B2; KR20010107599A; TWI291064B; US20020008805A1; JP2001330830A; EP1158347A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristallvorrichtung, in der Licht, das durch einen Flüssigkristall geht, durch Steuern der Ausrichtung des Flüssigkristalls zur Anzeige eines Bildes moduliert wird. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine elektronische Vorrichtung, die die Flüssigkristallvorrichtung verwendet.
Seit kurzem werden Flüssigkristallvorrichtungen allgemein für elektronische Vorrichtungen, wie einen Computer und ein Mobiltelefon, verwendet. Die Flüssigkristallvorrichtung umfasst im Allgemeinen einen Flüssigkristall, der zwischen einem Paar von Substraten liegt, die jeweils eine Elektrode umfassen, so dass die Ausrichtung des Flüssigkristalls durch Anlegen einer Spannung zwischen beiden Elektroden gesteuert wird, um Licht zu modulieren, das durch den Flüssigkristall geht, um ein Bild anzuzeigen.
Verschiedene bekannte Flüssigkristallvorrichtungen werden auf der Basis des Systems zum Zuleiten von Licht zu dem Flüssigkristall in eine reflektive Flüssigkristallvorrichtung mit einer Struktur, in der externes Licht von einer Reflektorplatte reflektiert wird, die an der Außenfläche oder der Innenfläche eines der Substrate bereitgestellt ist, eine transmissive Flüssigkristallvorrichtung, die eine Struktur aufweist, in der Licht zu dem Flüssigkristall in ebener Weise unter Verwendung einer Beleuchtungsvorrichtung geleitet wird, die außerhalb eines der Substrate bereitgestellt ist, und eine transflektive Flüssigkristallvorrichtung, die als reflektiver Typ funktioniert, wenn externes Licht einfällt, und als transmissiver Typ funktioniert, wenn externes Licht unzureichend ist, unterschieden.
Als Flüssigkristallvorrichtung für ein System, bei dem Licht zu dem Flüssigkristall unter Verwendung der Beleuchtungsvorrichtung geleitet wird, wie bei der transmissiven Flüssigkristallvorrichtung oder der transflektiven Flüssigkristallvorrichtung, ist allgemein eine Flüssigkristallvor richtung bekannt, in der eine Licht emittierende Vorrichtung, wie eine LED (Leuchtdiode) oder dergleichen, als Lichtemissionsquelle verwendet wird. In der Flüssigkristallvorrichtung in diesem System ist die Licht emittierende Vorrichtung auf einem nicht flexiblen Substrat, wie einem Glasepoxidsubstrat, montiert, und das nicht flexible Substrat ist auf einem Gehäuse eines Lichtleiters montiert, so dass die Licht emittierende Vorrichtung gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche des Lichtleiters angeordnet ist.
Die herkömmliche Flüssigkristallvorrichtung mit der zuvor beschriebenen Struktur muss jedoch ein zweckbestimmtes, nicht flexibles Substrat für die Licht emittierende Vorrichtung verwenden und muss eine Struktur bilden, die das nicht flexible Substrat stützt, wodurch das Problem erhöhter Kosten und einer komplizierten Struktur entsteht und keine kleine Flüssigkristallvorrichtung erreicht werden kann.
Die Japanische Patentschrift Nr. 2000-98415 offenbart eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die eine Flüssigkristallscheibe umfasst, die über eine flexible Verdrahtungsplatte an eine gedruckte Verdrahtungsplatte angeschlossen ist. Die flexible Verdrahtungsplatte ist zwischen der Flüssigkristallscheibe und der gedruckten Verdrahtungsplatte gebogen. Eine Lichtdurchlassplatte mit einem Lichteinfallsende ist zwischen der Flüssigkristallscheibe und der gedruckten Verdrahtungsplatte angeordnet, so dass das Lichteinfallsende nahe dem gebogenen Teil der flexiblen Verdrahtungsplatte angeordnet ist. Eine Lichtquelle, die imstande ist, Licht zu dem Lichteinfallsende der Lichtdurchlassplatte zu emittieren, ist in dem gebogenen Teil der flexiblen Verdrahtungsplatte montiert.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung des obengenannten Problems gemacht, und eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Abweichung der Position einer Licht emittierenden Vorrichtung relativ zu einem Lichtleiter zu verhindern, um das Auftreten einer Schwankung in der Effizienz des Lichteinfalls auf dem Lichtleiter zu verhindern, selbst wenn eine Stützstruktur für die Licht emittierende Vorrichtung vereinfacht ist, wodurch das Auftreten von Schwankungen in dem Licht verhindert werden, das einem Flüssigkristall zugeführt wird.

(1) Zur Lösung der ersten Aufgabe umfasst gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkristallvorrichtung ein Paar von Substraten, die einen Flüssigkristall dazwischen halten, einen Lichtleiter, der gegenüber einem der Substrate bereitgestellt ist, ein flexibles Substrat, das an eines der Substrate angeschlossen ist, und eine Licht emittierende Vorrichtung, die gegenüber einer Licht empfangenden Oberfläche des Lichtleiters bereitgestellt ist, wobei die Licht emittierende Vorrichtung auf dem flexiblen Substrat montiert und gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche angeordnet ist, und ein Positioniermittel zwischen der Licht emittierenden Vorrichtung und der Licht empfangenden Oberfläche des Lichtleiters bereitgestellt ist, um die Licht emittierende Vorrichtung zu positionieren.

In der Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Vorrichtung auf dem flexiblen Substrat bereitgestellt und gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche des Lichtleiters angeordnet, und das Positioniermittel ist zwischen der Licht emittierenden Vorrichtung und der Licht empfangenden Oberfläche des Lichtleiters bereitgestellt, um die Lichtventil zu positionieren.
In der Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Vorrichtung auf dem flexiblen Substrat bereitgestellt und gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche des Lichtlei ters angeordnet, um eine Stützstruktur für die Licht emittierende Vorrichtung deutlich zu vereinfachen, wodurch Verringerungen in den Kosten und in der Größe der Flüssigkristallvorrichtung erreicht werden.
Ferner kann das Positioniermittel eine Abweichung der Position der Licht emittierenden Vorrichtung relativ zu dem Lichtleiter verhindern, selbst wenn die Stützstruktur für die Licht emittierende Vorrichtung vereinfacht ist. Daher kann ein Auftreten von Schwankungen in der Effizienz des Lichteinfalls auf dem Lichtleiter verhindert werden, wodurch das Auftreten von Schwankungen in dem Licht, das einem Flüssigkristall zugeführt wird, verhindert wird.
In der Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Positioniermittel vorzugsweise einen vorstehenden Abschnitt, der entweder an der Licht emittierenden Vorrichtung oder dem Lichtleiter bereitgestellt ist, und einen vertieften Abschnitt, der an dem anderen Element bereitgestellt ist, so dass er mit dem vorstehenden Abschnitt in Eingriff gelangt: Der vorstehende Abschnitt kann einen zylindrischen Stift oder einen dreieckigen Prismafortsatz umfassen.
In der Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das flexible Substrat vorzugsweise entlang der Licht empfangenden Oberfläche des Lichtleiters so gebogen, dass die Licht emittierende Vorrichtung gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche angeordnet ist. In vielen Fällen ist ein Steuersubstrat separat von dem Paar von Substraten bereitgestellt, um einen Betrieb des Flüssigkristalls, der zwischen dem Paar von Substraten gehalten wird, zu steuern. In vielen Fällen wird das flexible Substrat entlang der Licht empfangenden Oberfläche des Lichtleiters gebogen und dann an das Steuersubstrat angeschlossen. Daher ist die Licht emittierende Vorrichtung vorzugsweise gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche angeordnet, wenn das flexible Substrat entlang der Licht empfangenden Oberfläche des Lichtleiters gebogen wird.
In der Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das flexible Substrat vorzugsweise eine Anschlussklemme auf, die an eines der Substrate angeschlossen ist, sowie die Licht emittierende Vorrichtung, die auf derselben Oberfläche des flexiblen Substrats bereitgestellt ist wie die Oberfläche, wo die Anschlussklemme bereitgestellt ist, und ein Verdrahtungsmuster, das an der Oberfläche gegenüber der Oberfläche bereitgestellt ist, wo die Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt ist, wobei das Verdrahtungsmuster vorzugsweise an die Anschlussklemme durch ein Durchgangsloch angeschlossen ist. Bei dieser Konstruktion fehlt das Verdrahtungsmuster an der Oberfläche des flexiblen Substrats, auf dem die Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt ist, und somit kann die Position, wo die Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt ist, frei gewählt werden. Ebenso wird das Verdrahtungsmuster durch die Licht emittierende Vorrichtung nicht behindert, und somit kann das Musterdesign leicht hergestellt werden.
In der Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das flexible Substrat eine Anschlussklemme auf, die an eines der Substrate angeschlossen ist, sowie das Verdrahtungsmuster, das an derselben Oberfläche wie die Oberfläche gebildet ist, auf der die Anschlussklemme bereitgestellt ist, und die Licht emittierende Vorrichtung kann auf derselben Oberfläche des flexiblen Substrats bereitgestellt sein wie die Oberfläche, auf der das Verdrahtungsmuster bereitgestellt ist.
In der Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung mit der Struktur, in der die Licht emittierende Vorrichtung auf derselben Oberfläche des flexiblen Substrats bereitgestellt ist wie die Oberfläche, auf der das Verdrahtungsmuster bereitgestellt ist, ist das Verdrahtungsmuster vorzugsweise auf dem flexiblen Substrat bereitgestellt, um die Licht emittierende Vorrichtung zu meiden. Dadurch kann das Auftreten einer Störung in dem Verdrahtungsmuster verhindert werden, selbst wenn die Licht emittierende Vorrichtung auf dem flexiblen Substrat bereitgestellt ist.
In der Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Licht emittierende Vorrichtung auf dem flexiblen Substrat derart bereitgestellt sein, dass sich die Licht emittierende Oberfläche an der Seite der Oberfläche befindet, die an dem flexiblen Substrat montiert ist. In diesem Fall ist die Seite, die als Licht emittierende Oberfläche dient, gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche des Lichtleiters angeordnet. Wie in 10 dargestellt, kann diese Konstruktion einen weiten Raum R an der Seite der Licht emittierenden Vorrichtung gegenüber der Licht emittierenden Oberfläche bilden, so dass der Raum R dazu verwendet werden kann, zum Beispiel einen Chip-Kondensator und andere elektronische Teile aufzunehmen.
In der Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Lichtleiter in einer gebogenen Form gebildet sein, so dass seine Licht empfangende Oberfläche in die Richtung weist, die dem Paar von Substraten entgegengesetzt ist, und die Licht emittierende Oberfläche der Licht emittierenden Vorrichtung kann gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche angeordnet sein, die in die Richtung weist, die dem Paar von Substraten entgegengesetzt ist. Bei dieser Konstruktion, wie in 9 dargestellt, kann ein weiter Raum R zwischen dem Lichtleiter und dem flexiblen Substrat gebildet werden, so dass der Raum R dazu verwendet werden kann, zum Beispiel einen Chip-Kondensator und andere elektronische Teile aufzunehmen.
In der Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des flexiblen Substrats nicht auf die spezifische Anwendung beschränkt, sonder wird vorzugsweise zum Zuleiten eines Signals zum Ansteuern des Flüssigkristalls verwendet.

(2) Eine elektronische Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Flüssigkristallvorrichtung sowie eine Steuerschaltung zum Steuern eines Betriebs der Flüssigkristallvorrichtung, wobei die Flüssigkristallvorrichtung eine Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, und das flexible Substrat an die Steuerschaltung derart angeschlossen ist, dass die Licht emittierende Vorrichtung gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche des Lichtleiters angeordnet ist, wobei das flexible Substrat an die Steuerschaltung angeschlossen ist.

Bei Verwendung der Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Positioniermittel eine Abweichung der Position der Licht emittierenden Vorrichtung relativ zu dem Lichtleiter verhindern, selbst wenn die Struktur um die Licht emittierende Vorrichtung vereinfacht ist, wie zuvor beschrieben, um das Auftreten einer Schwankung in der Effizienz des Lichteinfalls auf den Lichtleiter zu verhindern, wodurch das Auftreten einer Schwankung in dem Licht, das dem Flüssigkristall zugeleitet wird, verhindert wird. Dadurch ist es möglich, das Auftreten einer Schwankung in der Helligkeit eines Bildes, das auf einem Anzeigebereich angezeigt wird, der die Flüssigkristallvorrichtung umfasst, von Produkt zu Produkt in der elektronischen Vorrichtung sicher zu verhindern, wodurch viele elektronische Vorrichtungen mit konstanter Anzeigequalität stabil hergestellt werden können.
Es werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand nur eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von welchen:
1 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Flüssigkristallvorrichtung in einem in Einzelteile zerlegten Zustand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 eine Schnittansicht ist, die die Schnittstruktur der Flüssigkristallvorrichtung zeigt, die in 1 dargestellt ist.
3 eine Zeichnung ist, die schematisch die elektrische Konstruktion einer Flüssigkristallscheibe zeigt, die die in 1 dargestellte Flüssigkristallvorrichtung bildet.
4 eine Zeichnung ist, die die Struktur eines Pixels in der in 3 dargestellten Flüssigkristallscheibe zeigt, wobei 4(a) eine Draufsicht ist, und 4(b) eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 4(a) ist.
5 eine Schnittansicht ist, die die elektrische Feldrichtung in einem Elementsubstrat zeigt.
6 eine Zeichnung ist, die das Verhältnis zwischen der elektrischen Feldstärke und der Orientierung von Flüssigkristallmolekülen in einem Elementsubstrat zeigt.
7 eine perspektivische Ansicht ist, die Licht emittierende Vorrichtungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Flüssigkristallvorrichtung in einem in Einzelteile zerlegten Zustand gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 eine Schnittansicht ist, die den Hauptteil einer Flüssigkristallvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 eine Schnittansicht ist, die den Hauptteil einer Flüssigkristallvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ein Blockdiagramm ist, das das Anzeigesteuersystem einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 eine perspektivische Ansicht ist, die eine elektronische Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
13 eine perspektivische Ansicht ist, die eine elektronische Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Gemäß dem Ansteuerungssystem werden Flüssigkristallvorrichtungen manchmal in eine Flüssigkristallvorrichtung mit aktivem Matrixsystem, wobei Pixelelektroden durch Schaltelemente (das heißt, nicht linearen Elemente) angesteuert werden, und eine Flüssigkristallvorrichtung mit passivem Matrixsystem, wobei Pixelelektroden zu einer einfachen Matrixanordnung ohne Verwendung von Schaltelementen gebildet sind, unterteilt. Bei einem Vergleich dieser beiden Vorrichtungen wird das System mit aktiver Matrix vom Standpunkt des guten Kontrastes und des Ansprechvermögens, und dem leichten Erreichen einer Anzeige hoher Definition als vorteilhaft angesehen.
Bekannte Systeme der Flüssigkristallvorrichtung mit aktivem Matrixsystem beinhalten ein System, das ein Element mit drei Anschlüssen, wie einen Dünnfilmtransistor (TFT), als Schaltelement verwendet, und ein System, das ein Element mit zwei Anschlüssen, wie eine Dünnfilmdiode (TFD), verwendet. Von beiden Systemen hat die Flüssigkristallvorrichtung, die TFDs verwendet, die Vorteile, dass kein Kurzschlussdefekt zwischen Verdrahtungen auftritt, da es keinen Schnittpunkt zwischen den Verdrahtungen gibt, und dass der Filmabscheidungsschritt und der Photolithographieschritt verkürzt werden können.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in der Folge unter Bezugnahme auf ein Beispiel beschrieben, in dem der erste und zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung bei einer Flüssigkristallvorrichtung vom aktiven Matrixtyp angewendet wird, mit einer Struktur, die TFDs als Schaltelemente für Pixelelektroden verwendet. In dieser Ausführungsform ist eine Flüssigkristallvorrichtung eine transflektive Flüssigkristallvorrichtung, die als reflektiver Typ dient, wenn externes Licht einfällt, und als transmissiver Typ dient, wenn externes Licht unzureichend ist.
1 ist eine Flüssigkristallvorrichtung gemäß der Ausführungsform. Die Flüssigkristallvorrichtung 1 umfasst eine Flüssigkristallscheibe 2, an der eine FPC (Flexible Printed Circuit; ein flexibles Substrat) 3a und eine FPC 3b angeschlossen sind, und einen Lichtleiter, der an der Nicht-Anzeigeseite (der unteren Seite in 1) der Flüssigkristallscheibe 2 montiert ist. Ferner ist ein Kontrollsubstrat 5 an der Seite des Lichtleiters 4 gegenüber der Seite der Flüssigkristallscheibe 2 bereitgestellt. Das Kontrollsubstrat 5 wird den Umständen entsprechend als Komponente der Flüssigkristallvorrichtung oder als Komponente einer elektronischen Vorrichtung, an der die Flüssigkristallvorrichtung montiert ist, verwendet. In dieser Ausführungsform werden die FPCs 3a und 3b für einen elektrischen Anschluss der Flüssigkristallscheibe 2 und des Kontrollsubstrates 5 verwendet.
Die Flüssigkristallscheibe 2 umfasst ein Paar von Substraten 7a und 7b, die mit einem Dichtungsringmaterial 6 aneinander gebunden sind. Flüssigkristall-Ansteuer-ICs 8a sind mit einem AFC (Anisotropic Conductive Film) 9 an der Oberfläche des Abschnitts des ersten Substrats 7a montiert, der von dem zweiten Substrat 7b vorragt. Die Flüssigkristall-Ansteuer-ICs 8a sind mit dem AFC 9 an der Oberfläche des Abschnitts des zweiten Substrats 7b montiert, der von dem ersten Substrat 7a vorragt.
Die Flüssigkristallvorrichtung dieser Ausführungsform ist eine Flüssigkristallvorrichtung mit aktivem Matrixsystem unter Verwendung von TFDs als Schaltelemente, und eines von dem ersten Substrat 7a und dem zweiten Substrat 7b ist ein Elementsubstrat, während das andere ein Gegensubstrat ist. In dieser Ausführungsform wird das erste Substrat 7a als Elementsubstrat angesehen, und das zweite Substrat 7b wird als Gegensubstrat angesehen.
Wie in 2 dargestellt, sind Pixelelektroden 66 an der Innenseite des ersten Substrats 7a gebildet, das als Elementsubstrat dient, und ein Polarisator 12a ist an dessen äußere Seite gebunden. Zusätzlich sind Datenleitungen 52 an der Innenseite des zweiten Substrats 7b gebildet, das als Gegensubstrat dient, und ein Polarisator 12b ist an dessen äußere Seite gebunden. Ein Flüssigkristall L ist in einem Spalt, einem sogenannten Zellspalt, eingeschlossen, der von dem ersten Substrat 7a, dem zweiten Substrat 7b und dem Dichtungsmaterial 6 umgeben ist.
Obwohl in 2 nicht dargestellt, sind verschiedene optische Elemente, die nicht die obengenannten Elemente sind, auf dem ersten Substrat 7a und dem zweiten Substrat 7b nach Bedarf bereitgestellt. Zum Beispiel ist ein Ausrichtungsfilm an der Innenseite jedes der Substrate bereitgestellt, um die Orientierung des Flüssigkristalls L auszurichten. Jeder der Ausrichtungsfilme wird zum Beispiel durch Auftragen einer Polyimidlösung und anschließendes Brennen der Beschichtung gebildet. Die Polymerhauptketten des Polyimids werden in die vorbestimmte Richtung durch Reibung gedehnt, um die Moleküle des Flüssigkristalls L, der in dem Zellspalt eingeschlossen ist, entlang der Dehnungsrichtung des Ausrichtungsfilms zu orientieren.
In einer Farbanzeige werden Farbfilter der Primärfarben, einschließlich R (Rot), G (Grün) und B (Blau), in einer vorbestimmten Anordnung auf den Abschnitten des Gegensubstrats gebildet, die den Pixelelektroden gegenüberliegen, die auf dem Elementsubstrat gebildet sind, und eine schwarze Matrix Bk (Schwarz) wird auf den Regionen gebildet, die den Pixelelektroden nicht gegenüber liegen. Zur Glättung und zum Schutz der Oberflächen der Farbfilme und der schwarzen Matrix wird ferner ein Glättungsfilm aufgetragen. Eine Gegenelektrode, die auf dem Gegensubstrat bereitgestellt ist, wird auf der Glättungsschicht gebildet.
3 zeigt schematisch die elektrische Konstruktion der Flüssigkristallscheibe 2. Wie in 3 dargestellt, sind eine Vielzahl von Abtastleitungen 51 in der Zeilenrichtung (X-Richtung) auf der Flüssigkristallscheibe 2 gebildet, und eine Vielzahl von Datenleitungen 52 sind in der Spaltenrichtung (Y-Richtung) gebildet, wobei ein Pixel 53 an jedem der Schnittpunkte der Abtastleitungen 51 und der Datenleitungen 52 gebildet ist. Jedes der Pixel 53 wird durch eine serielle Verbindung der Flüssigkristallschicht 54 und der TFD (Dünnfilmdiode) gebildet.
Die Abtastleitungen 51 werden durch Abtastleitungsansteuerschaltungen 57 angesteuert, und die Datenleitungen 52 werden durch Datenleitungsansteuerschaltungen 58 angesteuert. In dieser Ausführungsform ist die Abtastleitungsansteuerschaltung 57 in den Flüssigkristall-Ansteuerungs-ICs 8a enthalten, und die Datenleitungsansteuerschaltung 58 ist in den Flüssigkristall-Ansteuerungs-ICs 8b enthalten, wie in 1 dargestellt.
In 3 sind die Abtastleitungen 51 und die TFDs 56 an der Innenseite des Elementsubstrats 7a gebildet, wie in 2 dargestellt, und die Pixelelektroden 66, die an der Innenseite des Elementsubstrats 7a gebildet sind, sind an die Abtastleitungen 51 angeschlossen. Andererseits sind in 3 die Datenleitungen 52 als Streifenelektroden an der Innenseite des Gegensubstrats 7b gebildet, wie in 2 dargestellt. Das Elementsubstrat 7a und das Gegensubstrat 7b sind so kombiniert, dass die Pixelelektroden 66 an einer Linie ein entgegengesetztes Positionsverhältnis zu einer Datenleitung 52 haben. Daher umfasst die Flüssigkristallschicht 54 die Datenleitungen 52 und die Pixelelektroden 66 und den dazwischen gehaltenen Flüssigkristall L.
Die Datenleitungen 52 bestehen aus einem transparenten leitenden Material, wie zum Beispiel ITO (Indiumzinnoxid). Die Pixelelektroden 66 bestehen aus einem reflektierenden Material, wie Al (Aluminium). In 3 sind die TFDs 56 an die Abtastleitungen 51 angeschlossen, und die Flüssigkristallschicht 54 ist an die Datenleitungen 52 angeschlossen. Im Gegensatz dazu können die TFDs 56 jedoch an die Datenleitungen 52 angeschlossen sein und die Flüssigkristallschicht 54 kann an die Abtastleitungen 51 angeschlossen sein.
4 zeigt die Konstruktion jedes Pixels in dem Elementsubstrat 7a. Insbesondere zeigt 4(a) die planare Struktur jedes Pixels, und 4(b) zeigt die Schnittstruktur entlang der Linie A-A in 4(a). In beiden Zeichnungen umfasst die TFD 56 zwei TFD-Abschnitte, die eine erste TFD 56a und eine zweite TFD 56b enthalten, von welchen beide auf einem Isolierfilm 61 gebildet sind, der auf der Oberfläche des Elementsubstrats 7a abgeschieden ist. Der Isolierfilm 61 besteht zum Beispiel aus Tantaloxid (Ta₂O₅) mit einer Dicke von etwa 50 bis 200 nm.
Die TFDs 56a und 56b umfassen einen ersten Metallfilm 62, eine Oxidfilm 63, der auf der Oberfläche des ersten Metallfilms 62 gebildet ist, so dass er als Isolator dient, und zweite Metallfilme 64a beziehungsweise 64b, die auf der Oberfläche des Oxidfilms 63 mit einem dazwischen liegenden Raum gebildet sind. Der Oxidfilm 63 umfasst Tantaloxid (Ta₂O₅) und wird zum Beispiel durch Oxidieren der Oberfläche des ersten Metallfilms 62 durch ein anodisches Oxidationsverfahren gebildet. Bei der anodischen Oxidation des ersten Metallfilms 62 werden auch die Oberflächen der Basisabschnitte der Abtastleitungen 51 oxidiert, um einen Oxidfilm zu bilden, der Tantaloxid umfasst.
Als Dicke des Oxidfilms 63 wird ein bevorzugter Wert von zum Beispiel etwa 10 bis 35 nm der Anwendung entsprechend gewählt. Diese Dicke ist die halbe Dicke falls eine TFD für ein Pixel verwendet wird. Die chemische Lösung, die für die anodische Oxidation verwendet wird, ist nicht einggeschränkt, und zum Beispiel können 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent wässerige Zitronensäurelösung verwendet werden.
Die zweiten Metallfilme 64a und 64b werden durch Abscheiden eines reflektiven Materials, wie zum Beispiel Al (Aluminium) oder dergleichen, durch Anwendung eines Abscheidungsverfahrens, wie Sputtern, und anschließendes Strukturieren des abgeschiedenen Films durch Photolithographie und Ätzprozesse zur Bildung eines Films mit einer Dicke von etwa 50 bis 300 nm gebildet. Der zweite Metallfilm 64a wird bei jeder der Abtastleitungen 51 verwendet, und der andere zweite Metallfilm 64b ist an jede der Pixelelektroden 66 angeschlossen.
Die erste TFD 56a hat die laminierte Struktur aus zweitem Metallfilm 64a/Oxidfilm 63/erstem Metallfilm 62, d.h., die schichtenförmige Struktur aus Metall/Isolator/Metall, in der Reihenfolge von der Seite der Abtastleitung 51, und somit ist die Strom-Spannungs-Eigenschaft sowohl in die negative wie auch in die positive Richtung nicht linear. Andererseits hat die zweite TFD 56b die laminierte Struktur aus erstem Metallfilm 62/Oxidfilm 63/zweitem Metallfilm 64b, in der Reihenfolge von der Seite der Abtastleitung 51, und hat somit die Strom-Spannungs-Eigenschaft die der ersten TFD 56a entgegengesetzt ist. Daher hat die TFD 56 eine Form, in der zwei Elemente in Serie in entgegengesetzte Richtungen zueinander geschalten sind, und somit ist die Strom-Spannungs-Eigenschaft sowohl in die negative wie auch in die positive Richtung symmetrisiert, im Vergleich zu einem Fall, in dem ein Element verwendet wird.
Der erste Metallfilm 62 besteht zum Beispiel aus einem Tantaleinzelmaterial oder einer Tantallegierung. Obwohl die Dicke des ersten Metallfilms 62 entsprechend der Anwendung der TFD 56 passend gewählt wird, beträgt die Dicke für gewöhnlich etwa 100 bis 500 nm. Bei Verwendung einer Tantallegierung für den ersten Metallfilm 62 wird ein Element in der VI bis VIII Gruppe der Periodentafel, wie Wolfram, Chrom, Molybdän, Rhenium, Yttrium, Lanthan oder Dysprosium, Tantal als Hauptkomponente zugesetzt. In diesem Fall ist Wolfram als Zusatzelement bevorzugt, und der Gehalt ist vorzugsweise zum Beispiel 0,1 bis 6 Gewichtsprozent.
Die Basis 17a, die das Elementsubstrat 7a bildet, besteht zum Beispiel aus Quarz, Glas oder Kunststoff, gemeinsam mit der Basis 17b (siehe 2), die das Gegensubstrat 7b bildet. In einem einfachen reflektiven Typ ist die Elementsubstratbasis 17a nicht unbedingt transparent, während in dieser Ausführungsform, in der die Vorrichtung sowohl als reflektiver Typ wie auch als transmissiver Typ verwendet wird, die Elementsubstratbasis 17a transparent sein muss.
Die Gründe, warum der Isolierfilm 61 an der Oberfläche des Elementsubstrats 7a bereitgestellt wird, sind folgende: erstens wird verhindert, dass sich der erste Metallfilm 62 von dem darunter liegenden Film durch die Wärmebehandlung nach der Abscheidung der zweiten Metallfilme 64a und 64b löst. Zweitens wird eine Diffusion von Unreinheiten in den ersten Metallfilm 62 verhindert. Wenn diese Punkte unbedeutend sind, kann daher der Isolierfilm 61 fehlen.
Die TFD 56 ist ein Beispiel für ein nicht lineares Element mit zwei Anschlüssen, und es kann auch ein Element, das eine Diodenelementstruktur verwendet, wie ein MSI (Metallsemiisolator), ein Element, in dem solche Elemente in Serie oder parallel in entgegengesetzte Richtungen zueinander geschaltet sind, verwendet werden. Wenn die Strom-Spannungs-Eigenschaft sowohl in die negative als auch positive Richtung nicht streng symmetrisiert sein muss, kann nur ein Element zur Bildung der TFD verwendet werden.
In 4 umfasst die Pixelelektrode 66, die durch Verlängern des zweiten Metallfilms 64b gebildet wird, einen Metallfilm aus Al (Aluminium) oder dergleichen mit hohem Reflexionsgrad. Die Pixelelektrode 66 hat Schlitzöffnungen 67, die in schräger Richtung gebildet sind, wie in 4(a) dargestellt ist. Wenn die Flüssigkristallvorrichtung als transmissiver Typ funktioniert, dringt Licht, das durch die Öffnungen 67 durchgelassen wird, in die Flüssigkristallschicht 54 (siehe 3). Die Pixelelektrode 66 hat vorzugsweise die feinen Fortsätze, die zum Streuen reflektierten Lichts bereitgestellt sind.
Die Flüssigkristallscheibe 2 (siehe 1) umfasst das Elementsubstrat 7a und das Gegensubstrat 7b, die beide mit einem konstanten Spalt, der dazwischen aufrecht erhalten wird, aneinander gebunden sind, und den Flüssigkristall L (siehe 2), der in dem Spalt eingeschlossen ist. Angesichts der optischen Leistung der Flüssigkristallscheibe wird die Richtung der Reibung, um dem Flüssigkristall L eine Orientierung zu verleihen, auf die Richtung eingestellt, die in 4(a) durch den Pfeil R_A für das Elementsubstrat 7a dargestellt ist, und auf die Richtung, die für das Gegensubstrat 7b mit dem Pfeil R_B dargestellt ist. Das heißt, wenn keine Spannung angelegt wird, ist die Reibungsrichtung, die die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle bestimmt, die Richtung R_B zu der oberen linken Seite in einem Winkel von 45° für das Gegensubstrat 7b, das sich an der Vorderseite befindet, wenn beide Substrate in einem kombinierten Zustand von der Seite des Gegensubstrats betrachtet werden, und die Reibungsrichtung ist die Richtung R_A zu der unteren linken Seite in einem Winkel von 45° für das Elementsubstrat 7a, das sich an der Rückseite befindet. Daher stimmt die Schlitzrichtung der Öffnungen 67, die in dem Elementsubstrat 7a gebildet sind, mit der Reibungsrichtung R_A überein.
Der Reibungsprozess wird im Allgemeinen durch Reiben mit einem bauschigen Tuch, das auf eine Walze gewickelt ist, in eine vorbestimmte Richtung ausgeführt, um einfach einen unerwünschten Vorfall im Herstellungsprozess zu verursachen, wie das Auftreten einer statischen Elektrizität, und verschiedener Staubpartikel. Da in dieser Ausführungsform die Reibungsrichtung mit dem bauschigen Tuch mit der Schlitzrichtung der Öffnungen 67 übereinstimmt, kann der Einfluss der Stufen, die durch die Pixelelektroden 66 gebildet werden, verringert werden, um das Auftreten einer statischen Elektrizität und verschiedener Staubpartikel zu unterdrücken.
Obwohl in der vorangehenden Beschreibung die zweiten Metallfilme 64a und 64b dieselbe Zusammensetzung wie die Pixelelektroden 66 haben, können die zweiten Metallfilme 64a und 64b durch Strukturieren eines nicht reflektierenden Metalls, wie Chrom, Titan oder Molybdän, gebildet werden, und dann können die Pixelelektroden 66 durch Strukturieren eines reflektierenden Metalls, wie Al, gebildet werden.
Wie ein 5 dargestellt ist, ist die Richtung des elektrischen Feldes, das durch die Pixelelektrode 66 und die gegenüberliegende Datenleitung 52 erzeugt wird, zu den Substraten in den Bereichen, die nicht die Öffnungen 67 sind, senkrecht, und somit ist die Stärke des elektrischen Feldes auch gleichförmig. Da die Elektrode bei den Öffnungen 67 fehlt, tritt andererseits ein elektrisches Feld nur aufgrund des Leckverlusts von den Öffnungsenden der Pixelelektrode 66 auf. Daher nimmt die Stärke des elektrischen Feldes nahe jeder der Öffnungen 67 von den Öffnungsenden aus ab und ist somit nicht gleichförmig. Im Gegensatz dazu bedeutet dies, dass die Stärke des elektrischen Feldes im Wesentlichen an den Punkten in gleichen Abständen von dem Seitenende jeder der Öffnungen 67, die in der Pixelelektrode 66 gebildet sind, konstant ist, d.h., an den Punkten, die durch unterbrochene Linien in 6(a) dargestellt sind.
Andererseits stimmt die Reibungsrichtung des Elementsubstrats 7a, auf dem die Pixelelektroden 66 gebildet sind, mit der Schlitzrichtung der Öffnungen 67 überein, die in den Pixelelektroden 66 gebildet sind, und die Flüssigkristallmoleküle M an der Seite des Elementsubstrats 7a werden somit parallel mit den Seitenenden der Öffnungen 67 orientiert, während keine Spannung angelegt wird. Wenn daher eine Potenzialdifferenz zwischen den Pixelelektroden 66 und den Datenleitungen 52 auftritt, und insbesondere, wenn die Potenzialdifferenz gering ist, ist die elektrische Feldstärke an einem Ende jedes Flüssigkristallmoleküls M gleich jener am anderen Ende, und somit neigen sich die Flüssigkristallmoleküle M, die sich in den Öffnungen 67 befinden, wie die Flüssigkristallmoleküle M, die sich in dem Bereich befinden, wo die Elektroden vorhanden sind, d.h., in dem Bereich, der zur Anzeige beiträgt, wenn die Vorrichtung als reflektiver Typ funktioniert. Daher ist die Rotationsrichtung des Lichts, das durch die Öffnungen 67 geht, im Wesentlichen gleich wie bei dem Licht, das von den Pixelelektroden 66 reflektiert wird, wodurch ein Unterschied in der Anzeigequalität zwischen dem transmissiven Typ und dem reflektiven Typ verringert wird.
Obwohl, wie zuvor beschrieben, die Schlitzrichtung der Öffnungen vorzugsweise mit der Reibungsrichtung übereinstimmt, kann die Differenz in der Anzeigequalität möglicherweise auf einen Wert verringert werden, der kein praktisches Problem bereitet, solange der Winkel zwischen der Schlitzrichtung und der Reibungsrichtung im Bereich von ± 15° liegt.
Wenn sich die Reibungsrichtung von der Schlitzrichtung der Öffnungen 67 unterscheidet, sind die Flüssigkristallmoleküle M, die in den Öffnungen 67 angeordnet sind, in die Richtung orientiert, die die Seitenenden der Öffnungen 67 kreuzt, während keine Spannung angelegt wird, wie in 6(b) dargestellt. Selbst wenn daher eine Potenzialdifferenz zwischen den Pixelelektroden 66 und die Datenleitungen 52 auftritt, insbesondere, wenn die Potenzialdifferenz gering ist, unterscheidet sich die elektrische Feldstärke an einem Ende jedes Flüssigkristallmoleküls M von jener am anderen Ende, und somit neigen sich die Flüssigkristallmoleküle, die sich in den Öffnungen befinden, nicht wie die Flüssigkristallmoleküle M, die sich in dem Bereich befinden, der zur Anzeige beiträgt, wenn die Vorrichtung als reflektiver Typ verwendet wird. Dadurch unterscheidet sich die Rotationsrichtung des Lichts, das durch die Öffnungen 67 geht, von dem Licht, das von den Pixelelektroden 66 reflektiert wird, wodurch eine Differenz in der Anzeigequalität zwischen dem transmissiven Typ und dem reflektiven Typ verursacht wird.
Die Breite und Fläche jeder der Öffnungen 67, die in den Pixelelektroden 66 gebildet sind, werden beschrieben. Wenn der Flüssigkristall, der zwischen einem Paar von Substraten eingeschlossen ist, vom TN-Typ (Twisted Nematic) ist, ist der Abstand zwischen beiden Substraten im Allgemeinen mehrere μm. In diesem Fall wird zum Beispiel bei einer normalerweise weißen Anzeige, selbst an den Punkten mit einem Abstand von etwa 1,5 μm von den Enden der Schnittpunkte der Elektroden beider Substrate, die schwarze Anzeige durch den Einfluss eines elektrischen Leckverlust-Feldes von einem Ende der Peripherie jeder Elektrode erzeugt, während die Spannung angelegt wird. Wenn die Breite jeder der Schlitzöffnungen 67, die in 4(a) dargestellt sind, etwa 3 μm oder weniger ist, was zweimal so lang wie 1,5 μm ist, neigen sich dadurch die Flüssigkristallmoleküle in den Öffnungen 67 wie die Flüssigkristallmoleküle in den Bereichen, wo die Elektroden vorhanden sind. Wenn im Gegensatz dazu die Breite der Schlitzöffnungen 67 3 μm oder mehr ist, wird ein toter Raum in den Pixelelektroden 66 gebildet, in dem sich die Flüssigkristallmoleküle M nicht entsprechend dem elektrischen Feld neigen, sowohl beim reflektiven Typ wie auch beim transmissiven Typ. Daher ist die Breite W der Öffnungen 67, falls möglich, vorzugsweise 3 μm oder weniger.
Es wird angenommen, dass bei den Öffnungen 67 mit einer Breite W von 3 μm oder weniger keine ausreichende Lichtqualität erhalten werden kann, damit die Vorrichtung als transmissiver Typ funktioniert, wenn nicht eine Mehrzahl von Öffnungen 67 gemäß der Größe der Pixelelektroden 66 bereitgestellt wird. Wenn jedoch viele Öffnungen 67 bereitgestellt sind, um die Gesamtfläche zu erhöhen, wird die Menge an durchgelassenem Licht bei der Verwendung als transmissiver Typ erhöht, während die Qualität des reflektierten Lichts bei Verwendung als reflektiver Typ entsprechend gesenkt wird, um einen Anzeigeschirm zu verdunkeln. In Versuchen hat sich gezeigt, dass die transmissive An zeige und die reflektive Anzeige gut ausgeglichen werden können, wenn die Fläche der Öffnungen 67 auf 10 bis 25% der Fläche der Pixelelektroden 66 eingestellt ist. Genauer, die Fläche der Pixelelektroden 66 bezeichnet die Fläche der effektiven Anzeigebereiche, die die Schnittpunkte der Pixelelektroden 66 und der Datenleitungen 52 sind, und die nicht von der schwarzen Matrix oder dergleichen abgeschirmt sind.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 sind mehrere Anschlüsse 13a an dem vorstehenden Teil des ersten Substrats 7a gebildet, das als Elementsubstrat dient. Diese Anschlüsse werden gleichzeitig mit der Bildung der Pixelelektroden 66 auf dem Bereich der Oberfläche des ersten Substrats 7a gebildet, der dem zweiten Substrat 7b gegenüberliegt, das als Gegensubstrat dient. Ebenso ist eine Mehrzahl von Anschlüssen 13b auf dem vorstehenden Teil des zweiten Substrats 7b gebildet. Diese Anschlüsse werden gleichzeitig mit der Bildung der Datenleitungen 52 auf dem Bereich der Oberfläche des zweiten Substrats 7b gebildet, der dem ersten Substrat 7a gegenüberliegt.
Jede der FPC 3a und der FPC 3b wird durch Bilden eines Metallfilmmusters mit einem gewünschten Muster auf einer flexiblen Basisschicht aus Polyimid oder einem anderen Material gebildet. Eine Mehrzahl von Anschlüssen 22 ist an einem Seitenende der FPC 3b gebildet und leitend an die Anschlüsse 13b des zweiten Substrats 7b unter Verwendung eines leitenden Klebstoffelements, wie ACF, angeschlossen. Eine Mehrzahl von Anschlüssen 23, die an einem anderen Seitenende der FPC 3b gebildet sind, ist an die Anschlüsse (nicht dargestellt) angeschlossen, die an einem passenden Abschnitt des Kontrollsubstrats 5 bereitgestellt sind.
Andererseits ist in der FPC 3a die Mehrzahl von Anschlüssen 14 an der Seite der Scheibe an der Rückseite (der unteren Seite, wie in 1 dargestellt) an dem Seitenende der Flüssigkristallscheibe gebildet, und eine Mehrzahl von Anschlüssen 16 an der Seite des Kontrollsubstrats ist auf der Oberfläche (der oberen Seite, wie in 1 dargestellt) an dem Seitenende gebildet, das der Seite der Flüssigkristallscheibe 2 gegenüberliegt. Ferner ist ein passendes Verdrahtungsmuster 18 in einem breiten Bereich der Oberfläche der FPC 3a gebildet, so dass ein Ende des Verdrahtungsmusters 18 direkt an die Anschlüsse 16 an der Seite des Kontrollsubstrats angeschlossen ist, und das andere Ende an die Anschlüsse 14 an der Seite der Scheibe an der Rückseite durch Durchgangslöcher 19 angeschlossen ist.
Ferner ist eine Mehrzahl von LEDs (Leuchtdioden) 21 als Licht emittierende Vorrichtungen an der Rückseite der FPC 3a, d.h., an der Seite, die der Seite des Verdrahtungsmusters 18 gegenüberliegt, in passenden Abständen in einer Linie montiert, so dass gemeinsam mit dem Lichtleiter 4 eine Beleuchtungsvorrichtung erhalten wird. Die Verdrahtung für diese LEDs 21 ist an die Anschlüsse 16 an der Seite des Kontrollsubstrats zum Beispiel durch Durchgangslöcher angeschlossen. Wie in 7(a) dargestellt, umfasst zum Beispiel jede der LEDs 21 Stifte 26 als Positioniermittel, die an beiden Seiten der Licht emittierenden Oberfläche 24 bereitgestellt sind, so dass die Licht emittierende Oberfläche 24 und die Stifte 26 der Richtung zugewandt sind, die durch einen Pfeil B in 1 dargestellt ist, d.h. der Richtung, die der FPC 3a gegenüberliegt.
Eine Diffusionsplatte 27 ist auf der Oberfläche an der Seite der Flüssigkristallscheibe des Lichtleiters 4 durch Adhäsion oder dergleichen montiert, und eine Reflektorplatte 28 ist an der Oberfläche des Lichtleiters 4, die der Seite der Flüssigkristallscheibe gegenüberliegt, durch Adhäsion oder dergleichen montiert. Die Reflektorplatte 28 reflektiert das Licht, das von der Licht empfangenden Oberfläche 4a des Lichtleiters empfangen wird, zu der Flüs sigkristallscheibe 2. Die Diffusionsplatte 27 diffundiert das Licht, das von dem Lichtleiter ausgestrahlt wird, zu der Flüssigkristallscheibe 2 mit gleichförmiger, planarer Stärke.
Eine Anzahl von Aufnahmevertiefungen 29 sind auf der Licht empfangenden Oberfläche 4a des Lichtleiters 4 bereitgestellt, die der Anzahl von LEDs 21 entsprechen, die auf der FPC 3a montiert sind, und Positioniervertiefungen 31 sind an beiden Seiten jeder der Aufnahmevertiefungen 29 bereitgestellt. Jede der Positioniervertiefungen 31 ist mit einer Größe und einem Positionsverhältnis gebildet, die ein Einsetzen der Stifte 26, die auf der Licht empfangenden Oberfläche 24 jeder LED 21 gebildet sind, die an der FPC 3a montiert ist, ohne Lockerung ermöglicht.
Wie in 2 dargestellt, ist der Lichtleiter 4 an der Nicht-Anzeigeseite der Flüssigkristallscheibe 2 mit einem dazwischenliegenden Puffermaterial 32, das aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen besteht, montiert. Das Kontrollsubstrat 5 ist an der Seite des Lichtleiters 4 gegenüber der Seite bereitgestellt, an der die Reflektorplatte 28 montiert ist. Das Kontrollsubstrat 5 ist als Komponente der Flüssigkristallvorrichtung 1 an der Oberfläche der Nicht-Anzeigeseite des Lichtleiters 4 oder als Komponente einer elektronischen Vorrichtung, die die Flüssigkristallvorrichtung 1 verwendet, montiert. Zusätzlich sind die Anschlüsse 33 an einem Seitenende des Kontrollsubstrates 5 für den Anschluss an eine externe Schaltung gebildet.
Beim Zusammenbauen der Komponenten der Flüssigkristallvorrichtung 1, die in einer in Einzelteile zerlegten Ansicht von 1 dargestellt ist, wird das Ende an der Seite der Flüssigkristallscheibe der FPC 3a, wie in 2 dargestellt, an den vorstehenden Abschnitt des ersten Substrats 7a mit dem ACF 34 gebunden. Durch diese Bindung werden die Anschlüsse 13a des ersten Substrats 7a an die Anschlüsse 14 der FPC 3a mit den leitenden Partikeln, die im ACF 34 enthalten sind, leitend angeschlossen. Dann wird die FPC 3a entlang der Licht empfangenden Oberfläche 4a des Lichtleiters 4 gebogen, und in diesem gebogenen Zustand überlappt das Seitenende der FPC 3a mit dem Seitenende des Kontrollsubstrats 5. Dann werden die Anschlüsse 16 auf der FPC 3a an die Anschlüsse 33 auf dem Kontrollsubstrat 5 durch Löten oder eine andere leitende Verbindungsmethode angeschlossen.
Beim Biegen der FPC 3a für einen leitenden Anschluss, wie zuvor beschrieben, sind die Licht emittierenden Oberflächen 24 (siehe 7(a)) der Mehrzahl von LEDs 21, die auf der Oberfläche der FPC 3a montiert sind, in den Aufnahmevertiefungen 29 aufgenommen, die an der Licht empfangenden Oberfläche 4a des Lichtleiters 4 gebildet sind, und die Stifte 26, die an den Licht emittierenden Oberflächen 24 der LEDs 21 bereitgestellt sind, werden mit den Positioniervertiefungen 31 in Eingriff gebracht. Durch diesen Vorgang, wie in 2 dargestellt, werden die LEDs an der Licht empfangenden Oberfläche 4a des Lichtleiters 4 montiert, um die Beleuchtungsvorrichtung zum Zuleiten von Licht zu dem Flüssigkristallscheibe 2 zu bilden. Ebenso ist für die andere FPC 3b, wie in 1 dargestellt, das Seitenende, an dem die Anschlüsse 23 gebildet sind, an die Anschlüsse an der Seite des Kontrollsubstrats leitend angeschlossen, die an einem entsprechenden Abschnitt des Kontrollsubstrats 5 ausgebildet sind.
Wenn in der derart gebildeten Flüssigkristallvorrichtung 1, in 2, Licht von den LEDs 21 ausgestrahlt wird, wird das Licht, das von den Licht emittierenden Oberflächen 24 ausgestrahlt wird, in den Lichtleiter 4 geleitet, von der Reflektorplatte 28 zu der Flüssigkristallscheibe 2 reflektiert, und dann von der Diffusionsplatte 27 diffundiert, so dass das diffundierte Licht mit gleichförmiger planarer Stärke zu der Flüssigkristallscheibe 2 geleitet wird. Die Komponente des zugeleiteten Lichts, die durch den Polarisa tor 12a an der Seite des Lichtleiters geht, wird zu der Flüssigkristallschicht geleitet, und dann für jedes Pixel durch den Flüssigkristall moduliert, der eine Orientierung hat, die für jedes Pixel entsprechend einer Änderung in der Spannung gesteuert wird, die zwischen den Pixelelektroden 65 und den Datenleitung 52 angelegt wird. Das modulierte Licht wird durch den Polarisator 12b an der Anzeigeseite geleitet, um ein Bild an der Außenseite anzuzeigen.
Wie zuvor beschrieben, werden in der Flüssigkristallvorrichtung 1 dieser Ausführungsform die LEDs 21 von der FPC 3a gestützt, um eine elektrische Verbindung zwischen der Flüssigkristallscheibe 2 und dem Kontrollsubstrat 5 zu erreichen, um ein zweckbestimmtes Substrat zum Stützen der LEDs 21 zu eliminieren, wodurch die Stützstruktur für die LEDs 21 vereinfacht wird. Daher kann eine Kostenverringerung und Miniaturisierung der Flüssigkristallvorrichtung erreicht werden.
Jede der LEDs 21 ist immer an der konstanten Position relativ zu der Licht empfangenden Oberfläche 4a des Lichtleiters 4 durch den Eingriff zwischen den Stiften 26 und den Vertiefungen 31 positioniert, und eine Abweichung der Positionen der LEDs relativ zu dem Lichtleiter 4 während der Verwendung der Flüssigkristallvorrichtung 1 wird verhindert. Daher tritt keine Variation in der Anzeigenhelligkeit der Flüssigkristallscheibe 2 von Produkt zu Produkt auf, und somit können viele Flüssigkristallvorrichtungen 1 mit einer gleichförmigen Anzeigeleistung stabil hergestellt werden.
In dieser Ausführungsform sind die LEDs 1 auf derselben Oberfläche der FPC 3a wie die Anschlüsse 14 an der Seite der Flüssigkristallscheibe montiert, und das Verdrahtungsmuster 18 der FPC 3a ist an der Seite bereitgestellt, die der Seite der LED 21 gegenüberliegt, und an die Anschlüsse 14 durch die Durchgangslöcher 19 angeschlossen. Daher kann das Verdrahtungsmuster 18 frei gestaltet werden, ohne Beeinflussung durch die LEDs 21.
(Zweite Ausführungsform)
8 zeigt eine Flüssigkristallvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform sind dieselben Elemente wie jene, die in 1 dargestellt sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird unterlassen. Die Konstruktion, die in 8 nicht dargestellt ist, ist dieselbe wie jene der in 1 dargestellten Ausführungsform.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 dargestellten Ausführungsform darin, dass alle Anschlüsse 14 an der Seite der Flüssigkristallscheibe, die Anschlüsse 16 an der Seite des Kontrollsubstrats und das Verdrahtungsmuster 18 an derselben Seite einer FPC 3a gebildet sind, die als flexibles Substrat an der Seite verwendet wird, an der die LEDs 21 montiert sind, d.h., an der unteren Seite, wie in 8 dargestellt. In diesem Fall können das Verdrahtungsmuster 18 und die LEDs 21 nicht an denselben Positionen angeordnet werden, und somit wird das Verdrahtungsmuster 18 gebildet, um die LEDs zu meiden.
(Dritte Ausführungsform)
9 zeigt den Hauptteil einer Flüssigkristallvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform sind dieselben Elemente wie jene, die in 1 und 2 dargestellt sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird unterlassen. Die Konstruktion, die in 9 nicht dargestellt ist, ist dieselbe wie jene der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 2 dargestellten Ausführungsform darin, dass ein Lichtleiter 4A in einer gebogenen Form gebildet ist, so dass die Licht empfangende Oberfläche 4a der Richtung zugewandt ist, die der Flüssigkristallscheibe 2 gegenüberliegt, und die Licht emittierenden Oberflächen 24 der LEDs 21, die von der FPC 3a gestützt werden, gegenüber der gebogenen, Licht empfangenden Oberfläche 4a angeordnet sind, wobei die FPC 3a an die Anschlüsse 33 des Kontrollsubstrats 5 leitend angeschlossen ist.
In dieser Ausführungsform kann ein weiter Raum R zwischen dem Lichtleiter 4A und der FPC 3a gebildet sein, so dass der Raum R nach Wunsch dafür verwendet werden kann, zum Beispiel einen Chip-Kondensator und andere elektronische Teile zu enthalten, die auf der FPC 3a montiert sind.
(Vierte Ausführungsform)
10 zeigt den Hauptabschnitt einer Flüssigkristallvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform sind dieselben Elemente wie jene, die in 1 und 2 dargestellt sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird unterlassen. Die Konstruktion, die in 10 nicht dargestellt ist, ist dieselbe wie jene der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 2 dargestellten Ausführungsform darin, dass die Licht emittierenden Oberflächen 24 der LEDs 21 an den Seiten der Oberflächen angeordnet sind, die an der FPC 3a montiert sind, und die FPC 3a an die Anschlüsse 33 des Kontrollsubstrats 5 leitend angeschlossen ist, so dass die Licht emittierenden Oberflächen 24 gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche 4a des Lichtleiters 4 angeordnet sind.
In dieser Ausführungsform kann ein weiter Raum R zwischen dem Lichtleiter 4 und der FPC 3a gebildet sein, so dass der Raum R nach Wunsch dafür verwendet werden kann, zum Beispiel einen Chip-Kondensator und andere elektronische Teile zu enthalten, die auf der FPC 3a montiert sind.
(Fünfte Ausführungsform)
7(b) zeigt ein modifiziertes Beispiel 21A der LED als Licht emittierende Vorrichtung. Die LED 21A unterscheidet sich von der in 7(a) dargestellten LED 21 darin, dass die Licht emittierende Oberfläche 24 um den Lichtemissionspunkt F eine ebene Oberfläche ist.
(Sechste Ausführungsform)
7(c) zeigt ein modifiziertes Beispiel 21B der LED als Licht emittierende Vorrichtung. Die LED 21B unterscheidet sich von der in 7(a) dargestellten LED 21 darin, dass die Licht emittierende Oberfläche 24 um den Lichtemissionspunkt F eine ebene Oberfläche ist und dreieckige Prismafortsätze 36 als Positioniermittel anstelle der Stifte 26 verwendet werden.
(Ausführungsform der elektronischen Vorrichtung)
11 zeigt eine Ausführungsform, in der die Flüssigkristallvorrichtung der vorliegenden Erfindung als Anzeigevorrichtung einer von verschiedenen elektronischen Vorrichtungen verwendet wird. Die in 11 dargestellte elektronische Vorrichtung umfasst eine Anzeigeninformationenausgabequelle 100, eine Anzeigeninformationenverarbeitungsschaltung 101, eine Energiequellenschaltung 102, einen Taktgeber 103 und eine Flüssigkristallvorrichtung 104. Die Flüssigkristallvorrichtung 104 umfasst eine Flüssigkristallscheibe 105 und eine Ansteuerschaltung 106. Die Flüssigkristallvorrichtung 1, die in 1 dargestellt ist, kann als Flüs sigkristallvorrichtung 104 verwendet werden, und die Flüssigkristallscheibe 2, die in 1 dargestellt ist, kann als das Flüssigkristallscheibe 105 verwendet werden.
Die Anzeigeninformationenausgabequelle 100 umfasst einen Speicher, wie einen ROM (Nur-Lese-Speicher), RAM (Direktzugriffsspeicher), eine Speichereinheit, wie eine von verschiedenen Scheiben, eine Abstimmschaltung zum Abstimmen und Ausgeben eines digitalen Bildsignals, so dass Anzeigeinformationen, wie ein Bildsignal, in einem vorbestimmten Format zu der Anzeigeninformationenverarbeitungsschaltung 101 auf der Basis eines Taktsignals geleitet werden, das von dem Taktgeber 103 erzeugt wird.
Die Anzeigeninformationenverarbeitungsschaltung 101 umfasst verschiedene bekannte Schaltungen, wie eine Seriell/Parallel-Umwandlungsschaltung, eine Verstärkungs-Inversionsschaltung, eine Rotationsschaltung, eine Gammakorrekturschaltung, eine Klemmschaltung usw., um die eingegebenen Anzeigeninformationen zu verarbeiten, um das Bildsignal gemeinsam mit dem Taktsignal CLK zu der Ansteuerschaltung 106 zu leiten. Die Ansteuerschaltung 106 ist ein allgemeiner Begriff für die Abtastleitungsansteuerschaltung 57, die Datenleitungsansteuerschaltung 58 und eine Überprüfungsschaltung und dergleichen, die in 3 dargestellt sind. Die Energiequellenschaltung 102 leitet eine vorbestimmte elektrische Energie zu jeder der Komponenten.
12 zeigt einen mobilen Personal-Computer als elektronische Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Personal-Computer 110, der in 12 dargestellt ist, umfasst ein Gehäuse 112 mit einer Tastatur 111, und eine Flüssigkristallanzeigeeinheit 113. Die Flüssigkristallanzeigeeinheit 113 umfasst die in 1 dargestellte Flüssigkristallvorrichtung. 13 zeigt ein Mobiltelefon als elektronische Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Mobiltelefon 120, das in 13 dargestellt ist, umfasst eine Mehrzahl von Betätigungstasten 121 und die Flüssigkristallvorrichtung 1.
Da die Flüssigkristallvorrichtung 1, die in der Ausführungsform verwendet wird, die in jeder der 12 und 13 dargestellt ist, die transflektive Flüssigkristallvorrichtung ist, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, ist eine störungsfreie Anzeige durch Aufleuchten der Beleuchtungsvorrichtung, die die LEDs 21 und den Lichtleiter 4, d.h., ein Gegenlicht, umfasst, erkennbar, selbst wenn der Computer oder das Mobiltelefon an eine Stelle mit unzureichendem externen Licht gebracht wird.
In der Flüssigkristallvorrichtung 1, die in 1 dargestellt ist, werden die LEDs 21 von der FPC 3a gestützt, um eine elektrische Verbindung zwischen der Flüssigkristallscheibe 2 und dem Kontrollsubstrat 5 zu erreichen, um ein zweckbestimmtes Substrat zum Stützen der LEDs 21 zu eliminieren, wodurch die Stützstruktur für die LEDs 21 deutlich vereinfacht wird. Daher kann die Flüssigkristallvorrichtung 1 miniaturisiert und in die Flüssigkristallanzeigeeinheit 113 eingebaut werden, wie in 12 dargestellt, so dass die Bildung eines schmalen Rahmens, d.h., eines schmalen Rahmenbereichs der Flüssigkristallanzeigeeinheit 113 möglich ist. Im Bezug auf das Mobiltelefon 120, das in 13 dargestellt ist, ermöglicht die Miniaturisierung der Flüssigkristallvorrichtung 1 den Einbau eines großen Anzeigebereichs, selbst wenn die Außendimension des Mobiltelefons verringert ist.
In 2 sind die LEDs 21 durch den Eingriff zwischen den Stiften 26 und den Vertiefungen 31 immer an konstanten Positionen relativ zu der Licht empfangenden Oberfläche 4a des Lichtleiters 4 positioniert, und eine Abweichung der Positionen relativ zu dem Lichtleiter 4 während der Verwendung der Flüssigkristallvorrichtung 1 wird verhindert, wodurch es zu keiner Variation in der Anzeigenhelligkeit der Flüssigkristallvorrichtung 1 von Produkt zu Produkt kommt. Daher haben die Anzeigeschirme des in 12 dargestellten Computers und des in 13 dargestellten Mobiltelefons 120 keine Helligkeitsschwankungen von Produkt zu Produkt, und somit kann eine gleichförmige Anzeigenleistung erhalten werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung zuvor unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Modifizierungen im Umfang der Ansprüche vorgenommen werden.
Zum Beispiel wird in der in 1 dargestellten Ausführungsform die vorliegende Erfindung bei einer Flüssigkristallvorrichtung mit aktiver Matrix vom transflektiven Typ unter Verwendung von TFDs angewendet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch bei verschiedenen anderen Arten von Flüssigkristallvorrichtungen angewendet erden, wie bei einer reflektiven Flüssigkristallvorrichtung, einer transmissiven Flüssigkristallvorrichtung, einer Flüssigkristallvorrichtung mit aktiver Matrix unter Verwendung anderer Schaltelemente als TFDs, einer Flüssigkristallvorrichtung mit passiver Matrix ohne Verwendung von Schaltelementen.
Wie zuvor beschrieben, umfasst eine Flüssigkristallvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Licht emittierende Vorrichtung, die auf einem flexiblen Substrat bereitgestellt ist, das an eines von Substraten angeschlossen ist, die einen Flüssigkristall dazwischen halten, und das flexible Substrat wird für eine elektrische Verdrahtung für den Flüssigkristall verwendet, und nicht als zweckbestimmtes Substrat zur Montage der Flüssigkristallvorrichtung auf einem Lichtleiter. Daher kann die Stützstruktur für die Licht emittierende Vorrichtung deutlich vereinfacht werden, um eine Kostenreduktion und Miniaturisierung der Flüssigkristallvorrichtung zu erreichen.

Claims

Flüssigkristallvorrichtung, umfassend ein Paar von Substraten (7a, 7b), die einen Flüssigkristall (L) dazwischen halten, einen Lichtleiter (4), der gegenüber einem der Substrate (7a, 7b) bereitgestellt ist, ein flexibles Substrat (3a), das an eines der Substrate (7a) angeschlossen ist, und eine Licht emittierende Vorrichtung (21), die gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche (4a) des Lichtleiters (4) bereitgestellt ist; wobei die Licht emittierende Vorrichtung (21) auf dem flexiblen Substrat (3a) montiert und gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche (4a) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Positioniermittel zwischen der Licht emittierenden Vorrichtung (21) und der Licht empfangenden Oberfläche (4a) bereitgestellt ist, um die Licht emittierende Vorrichtung (21) zu positionieren.
Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Positioniermittel einen vorstehenden Abschnitt umfasst, der entweder an der Seite der Licht emittierenden Vorrichtung (21) oder der Seite des Lichtleiters (4) bereitgestellt ist, und einen vertieften Abschnitt, der an der anderen Seite bereitgestellt ist, so dass er mit dem vorstehenden Abschnitt in Eingriff gelangt.
Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der vorstehende Abschnitt einen zylindrischen Stift (26) oder einen dreieckigen Prismafortsatz (36) umfasst.
Flüssigkristallvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das flexible Substrat (3a) entlang der Licht empfangenden Oberfläche (4a) des Lichtleiters (4) so gebogen ist, dass die Licht emittierende Vorrichtung (21) gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche (4a) angeordnet ist.
Flüssigkristallvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das flexible Substrat (3a) eine Anschlussklemme (14) aufweist, die an eines der Substrate angeschlossen ist, sowie die Licht emittierende Vorrichtung (21), die auf derselben Oberfläche des flexiblen Substrats (3a) bereitgestellt ist wie die Oberfläche, wo die Anschlussklemme (14) bereitgestellt ist, und ein Verdrahtungsmuster (18), das an der Oberfläche gegenüber der Oberfläche bereitgestellt ist, wo die Licht emittierende Vorrichtung (21) bereitgestellt ist, wobei das Verdrahtungsmuster (18) an die Anschlussklemme (14) durch ein Durchgangsloch (19) angeschlossen ist.
Flüssigkristallvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das flexible Substrat (3a) eine Anschlussklemme (14) aufweist, die an das Substrat (7a, 7b) angeschlossen ist, sowie ein Verdrahtungsmuster (18), das an derselben Oberfläche wie die Oberfläche gebildet ist, auf der die Anschlussklemme (14) bereitgestellt ist, und die Licht emittierende Vorrichtung (21), die auf derselben Oberfläche des flexiblen Substrats (3a) bereitgestellt ist wie die Oberfläche, auf der das Verdrahtungsmuster (18) bereitgestellt ist.
Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Verdrahtungsmuster (18) auf dem flexiblen Substrat (3a) bereitgestellt ist, um die Licht emittierende Vorrichtung (21) zu meiden.
Flüssigkristallvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sich die Licht emittierende Oberfläche (24) an der Seite der montierten Oberfläche der Licht emittierenden Vorrichtung (21) an dem flexiblen Substrat (3a) befindet, und die Licht emittierende Oberfläche (24) gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche (4a) des Lichtleiters (4) angeordnet ist.
Flüssigkristallvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Lichtleiter (4) in einer gebogenen Form gebildet ist, so dass seine Licht empfangende Oberfläche (4a) in die Richtung weist, die dem Paar von Substraten (7a, 7b) entgegengesetzt ist, und die Licht emittierende Oberfläche (24) der Licht emittierenden Vorrichtung (21) gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche (4a) angeordnet ist, die in die Richtung weist, die dem Paar von Substraten (7a, 7b) entgegengesetzt ist.
Flüssigkristallvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das flexible Substrat (3a) zum Zuleiten eines Signals zum Ansteuern des Flüssigkristalls (L) verwendet wird.
Elektronische Vorrichtung, die eine Flüssigkristallvorrichtung (104) umfasst, sowie eine Steuerschaltung zum Steuern eines Betriebs der Flüssigkristallvorrichtung, wobei die Flüssigkristallvorrichtung eine Flüssigkristallvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ist, und das flexible Substrat (3a) an die Steuerschaltung derart angeschlossen ist, dass die Licht emittierende Vorrichtung gegenüber der Licht empfangenden Oberfläche des Lichtleiters angeordnet ist, wobei die Steuerschaltung an das flexible Substrat angeschlossen ist.