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Die
vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkristallvorrichtungen zum
Anzeigen von Bildern wie zum Beispiel Buchstaben und Zahlen durch
Modulieren von Licht mit Hilfe eines Flüssigkristallmaterials. Die vorliegende
Erfindung betrifft des Weiteren elektronische Geräte, die
mit den Flüssigkristallvorrichtungen arbeiten.
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In
den vergangenen Jahren wurden reflektierende Flüssigkristallvorrichtungen häufig für Anzeigeeinheiten
elektronischer Geräte,
wie zum Beispiel Mobilgeräte,
verwendet. Da es in der reflektierenden Flüssigkristallvorrichtung keine
Lichtquelle, wie zum Beispiel eine Rückbeleuchtung, gibt, hatten
sie den Vorteil eines geringeren Stromverbrauchs. Da jedoch externes
Licht als die Lichtquelle verwendet wird, gab es insofern ein Problem,
als die Anzeige nicht an dunklen Orten betrachtet werden kann. Angesichts der
oben dargelegten Situation ist eine transflektierende Flüssigkristallvorrichtung
bereitgestellt worden, wobei die Anzeige an hellen Orten mit Hilfe
von externem Licht betrachtet werden kann, ähnlich der reflektierenden
Flüssigkristallvorrichtung,
und ebenso an dunklen Orten mit Hilfe von Licht betrachtet werden
kann, das von einer Lichtquelle, wie zum Beispiel einer Rückbeleuchtung,
abgestrahlt wird.
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12 ist
eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau einer herkömmlichen
transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung 100 zeigt.
Die transflektierende Flüssigkristallvorrichtung 100,
die in der Figur gezeigt ist, ist eine Flüssigkristallvorrichtung mit aktiver
Matrix, die TFD (Dünnschichtdioden)-Elemente
als ein Schaltelement verwendet.
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Bei
dieser transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung 100 ist
zwischen einem oberen Substrat 101 und einem unteren Substrat 102,
die jeweils Transparenz- und Isolationseigenschaften aufweisen,
ein Flüssigkristall 103 durch
ein rahmenförmiges Dichtmaterial
(in der Figur nicht gezeigt) eingeschlossen, so dass dementsprechend
eine Flüssigkristallzelle 110 gebildet
wird.
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Auf
der Innenfläche
des oberen Substrats 101 sind mehrere rechteckige transparente
Pixelelektroden, die aus ITO oder dergleichen bestehen, angeordnet
und sind über
die TFD-Elemente
mit Metalldrähten
(in der Figur nicht gezeigt) verbunden. Außerdem sind auf der Außenseite
des Substrats 101 – in
dieser Reihenfolge von der Betrachterseite aus gesehen – ein Polarisationsfilter 121 und
ein Verzögerungsfilm 122 angeordnet.
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Außerdem sind
auf der Innenseite des unteren Substrats 102 ein Transflektor 131,
eine schwarze Matrix oder eine schwarze Maske zum Absorbieren von
Licht, das heißt
Abschattungsfilme 132, und Gegenelektroden 135 nacheinander
in dieser Reihenfolge angeordnet, und auf der Außenseite des unteren Substrats
sind ein Verzögerungsfilm 142,
ein Polarisationsfilter 141 und eine Rückbeleuchtung 150 angeordnet.
Da andere Elemente (wie zum Beispiel Farbschichten, ein Ausrichtungsfilm
und eine Schutzschicht), aus denen die transflektierende Flüssigkristallvorrichtung 100 besteht,
für die
Beschreibung der Anzeigefunktion der transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung
nicht ausdrücklich
erforderlich sind, sind sie in den Figuren nicht gezeigt, und auf
ihre Beschreibungen wird verzichtet.
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Wenn
bei der transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung 100 mit
dem oben beschriebenen Aufbau, während
sich die Vorrichtung im weißen
Anzeigezustand befindet, externes Licht von der Beobachterseite
in die Vorrichtung in einem mit Elektroden versehenen Bereich, in
dem die Pixelelektrode 111 an dem oberen Substrat 101 angeordnet
ist, eintritt, wie durch einen Lichtpfad A gezeigt, so passiert
das einfallende Licht das Polarisationsfilter 121, den
Verzögerungsfilm 122,
das obere Substrat 101, die Pixelelektrode 111,
die Flüssigkristallschicht 103 und die
Gegenelektrode 135 in dieser Reihenfolge und erreicht den
Transflektor 131, und, das am Transflektor 131 reflektierte
Licht läuft
den Pfad zurück,
auf dem es kam, und wird vom Polarisationsfilter 121 zur Beobachterseite
abgestrahlt.
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Im
Gegensatz dazu wird in einem elektrodenfreien Bereich, in dem die
Pixelelektrode 111 nicht auf dem oberen Substrat 101 vorhanden
ist, einfallendes Licht durch den Abschattungsfilm 132 absorbiert,
der auf der Seite des unteren Substrats 102 angeordnet
ist, wie durch einen Lichtpfad B gezeigt.
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Wenn
des Weiteren Licht von der Rückbeleuchtung 150 in
dem mit Elektroden versehenen Bereich abgestrahlt wird, wie durch
einen Lichtpfad Cgezeigt, so passiert das abgestrahlte Licht von
der Rückbeleuchtung 150 das
Polarisationsfilter 141, den Verzögerungsfilm 142, das
untere Substrat 102, den Transflektor 131, die
Gegenelektrode 135, die Flüssigkristallschicht 103,
die Pixelelektrode 111, das obere Substrat 101,
den Verzögerungsfilm 122 und das
Polarisationsfilter 121 in dieser Reihenfolge und wird
zur Beobachterseite abgestrahlt.
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Im
Gegensatz dazu wird in dem elektrodenfreien Bereich einfallendes
Licht durch den Abschattungsfilm 132 absorbiert, der auf
der Seite des unteren Substrats 102 angeordnet ist, wie
durch einen Lichtpfad D gezeigt.
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Wie
oben beschrieben, entsteht bei der herkömmlichen transflektierenden
Flüssigkristallvorrichtung 100 eine
Anzeige durch Reflektieren des Lichts, das von der Beobachterseite
in die Flüssigkristallschicht 103 eintritt,
am Transflektor 131, wenn die Umgebung hell ist, und wenn andererseits
die Umgebung dunkel ist, so entsteht eine durchlässige Anzeige durch Durchlassen
des von der Rückbeleuchtung 150 abgestrahlten
Lichts durch den Transflektor 131.
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Obgleich
die herkömmliche
transflektierende Flüssigkristallvorrichtung
insofern einen Vorteil hat, dass sowohl eine reflektierende Anzeige
als auch eine durchlässige
Anzeige je nach der Umgebung, in der sie verwendet wird, erzeugt
werden kann, gab es aufgrund der hohen Lichtverlustrate der herkömmlichen
transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung
insofern ein Problem, als das Anzeigebild dunkel ist. Außerdem ist – ebenso
wie bei der transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung – auch verlangt
worden, die Helligkeit des Anzeigebildes der reflektierenden Flüssigkristallvorrichtung
und der durchlässigen
Flüssigkristallvorrichtung
zu erhöhen.
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Die
japanische Patentanmeldung Nr. 10170959, veröffentlicht am 26. Juni 1998,
offenbart eine reflektierende Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die
ein erstes und ein zweites Substrat mit einer dazwischen angeordneten
Flüssigkristallschicht
umfasst, wobei eine Pixelelektrode auf der Flüssigkristallseite des ersten
Substrats angeordnet ist und eine Gegenelektrode auf der Flüssigkristallseite
des zweiten Substrats angeordnet ist. Eine Schwarzlichtabschirmung
ist auf dem zweiten Substrat gegenüber einem TFT-Element angeordnet,
das auf dem ersten Substrat angeordnet ist, und Farbfilterschichten
sind auf dem zweiten Substrat in Übereinstimmung mit den Pixelelektroden
angeordnet. Außerdem
sind benachbarte andersfarbige Filterschichten so angeordnet, dass
sie einander in einer Region zwischen der Pixelelektrode und dem
TFT überlappen.
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Die
vorliegende Erfindung hat die oben beschriebenen Situationen zum
Hintergrund, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die
Bereitstellung einer Flüssig kristallvorrichtung
mit einem hohen Öffnungsverhältnis und überragenden
Anzeigeeigenschaften und die Bereitstellung eines elektronischen
Gerätes,
das mit der oben beschriebenen Flüssigkristallvorrichtung ausgestattet
ist.
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Zu
diesen Zwecken umfasst eine Flüssigkristallvorrichtung
gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die in Anspruch 1 dargelegten Merkmale.
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Es
werden nun Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung weiterhin lediglich beispielhaft und
unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen
Folgendes zu sehen ist:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines schematischen Aufbaus einer transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung
einer Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine Ansicht einer Querschnittsstruktur der Flüssigkristallvorrichtung entlang
der Linie A-A' in 1.
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3 ist
eine Draufsicht zum Veranschaulichen einer Elektrodenanordnung in
einem einzelnen Pixel der in 1 gezeigten
Flüssigkristallvorrichtung.
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4 ist
eine Ansicht zum Veranschaulichen der Funktion einer reflektierenden
Anzeige, wenn keine Spannung an die in 1 gezeigte
Flüssigkristallvorrichtung
angelegt wird.
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5 ist
eine Ansicht zum Veranschaulichen der Funktion einer reflektierenden
Anzeige, wenn eine Spannung an die in 1 gezeigte
Flüssigkristallvorrichtung
angelegt wird.
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6 ist
eine Ansicht zum Veranschaulichen der Funktion einer durchlässigen Anzeige,
wenn keine Spannung an die in 1 gezeigte
Flüssigkristallvorrichtung
angelegt wird.
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7 ist
eine Ansicht zum Veranschaulichen der Funktion einer durchlässigen Anzeige,
wenn eine Spannung an die in 1 gezeigte
Flüssigkristallvorrichtung
angelegt wird.
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8 enthält Ansichten
zum Veranschaulichen modifizierter Beispiele der Anordnung eines
Abschattungsfilms 22.
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9 ist
ein Blockschaubild eines elektrischen Aufbaus eines elektronischen
Gerätes
einer Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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10 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Personalcomputers
zeigt, der ein elektronisches Gerät einer weiteren Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Mobiltelefons
zeigt, das ein elektronisches Gerät einer weiteren Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
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12 ist
eine Ansicht einer Querschnittsstruktur eines Beispiels einer herkömmlichen
Flüssigkristallvorrichtung.
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13 ist
eine Ansicht einer Querschnittsstruktur einer Flüssigkristallvorrichtung einer
weiteren Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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14 ist
eine vergrößerte Draufsicht,
die einen einzelnen Bildelementabschnitt oder einen einzelnen Pixelabschnitt
in einem Anzeigebereich des in 13 gezeigten
Flüssigkristalls
zeigt.
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15 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht,
die einen einzelnen Bildelementabschnitt oder einen einzelnen Pixelabschnitt
in dem Anzeigebereich des in 13 gezeigten
Flüssigkristalls zeigt.
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16 ist
eine Ansicht einer Querschnittstruktur einer Flüssigkristallvorrichtung, die keinen
Bestandteil der Erfindung in der beanspruchten Form bildet.
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17 ist
eine vergrößerte Draufsicht,
die einen einzelnen Bildelementabschnitt oder einen einzelnen Pixelabschnitt
in einem Anzeigebereich des in 16 gezeigten
Flüssigkristalls
zeigt.
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Im
Weiteren werden anhand der Figuren Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Obgleich die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen
Varianten der vorliegenden Erfindung sind, ist die vorliegende Erfindung
nicht darauf beschränkt,
und es können
optional Modifizierungen vorgenommen werden, ohne den Geltungsbereich
der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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(Erste Ausführungsform der Flüssigkristallvorrichtung)
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines schematischen Aufbaus einer transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung 1 gemäß dieser
Ausführungsform,
und 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie
A-A' der in 1 gezeigten
transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung 1.
In 2 ist aus Gründen
der übersichtlicheren
Darstellung nur eine einzelne Pixelelektrode 5 in der Figur
gezeigt; jedoch sind in der echten Flüssigkristallvorrichtung mehrere
Pixelelektroden 5 auf einem ersten Substrat 2a ausgebildet.
Außerdem
ist die transflektierende Flüssigkristallvorrichtung 1 dieser
Ausführungsform eine
Flüssigkristallvorrichtung
mit aktiver Matrix, die mit Zweipol-Schaltelementen arbeitet, die durch
TFD (Dünnschichtdioden)-Elemente
dargestellt sind; diese Ausführungsform
soll jedoch nicht darauf beschränkt
sein, und diese Aus führungsform
kann zum Beispiel auch auf eine Flüssigkristallvorrichtung mit aktiver
Matrix, die mit Dreipol-Schaltelementen
arbeitet, die durch TFT (Dünnschichttransistor)-Elemente dargestellt
sind, oder auf eine Flüssigkristallvorrichtung
mit passiver Matrix angewendet werden.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, ist in dieser transflektierenden
Flüssigkristallvorrichtung 1 zwischen
einem ersten Substrat 2a und einem zweiten Substrat 2b,
die jeweils Transparenz- und Isolationseigenschaften aufweisen,
eine Flüssigkristallschicht 3,
die aus nematischem Flüssigkristall
mit einem zuvor festgelegten Drehungswinkel besteht, durch ein rahmenförmiges Dichtmaterial
(in der Figur nicht gezeigt) umschlossen, so dass eine Flüssigkristallzelle 4 gebildet
wird.
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Auf
der Innenfläche
des ersten Substrats 2a sind mehrere rechteckige transparente
Pixelelektroden 5 aus ITO oder dergleichen ausgebildet,
und jede Pixelelektrode 5 ist über ein Zweipol-Schaltelement,
wie zum Beispiel ein TFD-Element 9, mit einem Metalldraht 6.
Auf den Oberflächen
der Pixelelektroden 5 ist ein Ausrichtungsfilm 10a ausgebildet,
und dieser Ausrichtungsfilm 10a wird durch eine Reibbehandlung
in einer zuvor festgelegten Richtung bearbeitet. Außerdem sind
auf der Außenseite
des ersten Substrats 2a ein Polarisationsfilter 7a und
ein Verzögerungsfilm 8a in
dieser Reihenfolge von der Oberseite in der Figur her ausgebildet.
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Außerdem sind
auf der Innenseite des zweiten Substrats 2b ein Transflektor 21,
Abschattungsfilme 22, die als eine schwarze Matrix oder
eine schwarze Maske ausgebildet sind, Farbschichten 23, Gegenelektroden 24,
die als zweite Elektroden verwendet werden, und ein Ausrichtungsfilm 10b nacheinander
in dieser Reihenfolge ausgebildet.
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Die
Gegenelektrode 24 besteht aus dem gleichen Material wie die
Pixelelektrode 5, die auf dem ersten Substrat 2a ausgebildet
ist, das heißt,
die Gegenelektrode besteht aus einer transparenten leitfähigen Schicht,
die aus ITO oder dergleichen besteht, und ist in einer Streifenform
ausgebildet, wenn sie aus der Richtung des Pfeils B betrachtet wird,
so dass sie jede Pixelelektrode 5 in der seitlichen Richtung
in 2 kreuzt. Auf den Oberflächen der Gegenelektroden 24 ist ähnlich wie
bei der oben beschriebenen Pixelelektrode 5 ein Ausrichtungsfilm 10b ausgebildet,
und dieser Ausrichtungsfilm 10b wird durch Reibbehandlung
in einer zuvor festgelegten Richtung bearbeitet.
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Die
Farbschicht 23 hat eine zuvor festgelegte Struktur, wie
zum Beispiel eine Delta-Anordnung aus drei Farben, R (Rot), G (Grün), und
B (Blau). Der Abschattungsfilm 22 ist aus einem Abschattungsmaterial
wie zum Beispiel Chrom oder Chromoxid ausgebildet und dient dem
Verhindern eines Kontrastverlusts durch Abschattungslicht. Eine
Linienbreite S1 des Abschattungsfilms 22 dieser Ausführungsform
ist um eine Länge "d" kleiner gestaltet als eine Linienbreite S0
des Abschattungsfilms 132, der in der herkömmlichen
Flüssigkristallvorrichtung 100,
die in 12 gezeigt ist, verwendet wird.
Der auf diese Weise ausgebildete Abschattungsfilm 22 ist
in einem Abstand "d" von der Überkreuzungsregion
(das heißt,
dem Bereich, wo sich die Elektroden befinden) der Pixelelektrode 5 und
der Gegenelektrode 24 angeordnet.
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Der
Transflektor 21 ist aus einer reflektierenden Metallschicht
ausgebildet, die zum Beispiel aus Aluminium oder Silber besteht,
und der Transflektor reflektiert das Licht, das von dem ersten Substrat 2a einfällt, und
lässt das
Licht, das von einer Beleuchtungseinrichtung 12 abgestrahlt
wird, passieren. In dem Transflektor 21 sind offene Abschnitte 21a vorhanden,
die zum Beispiel die Form einer feinen quadratischen Öffnung oder
eines rechteckigen Schlitzes aufweisen oder die aus feinen Defekten
oder dergleichen bestehen, die in den Transflektor 21 gepunktet sind.
Dementsprechend kann das von der Beleuchtungseinrichtung 12 abgestrahlte
Licht den Transflektor passieren.
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Auf
der Außenseite
des unteren Substrats 2b sind ein Polarisationsfilter 7b und
ein Verzögerungsfilm 8b in
dieser Reihenfolge von der unteren Seite in 2 aus angeordnet.
Außerdem
ist hinter dem Polarisationsfilter 7b (das heißt, der
unteren Seite in 2) die Beleuchtungseinrichtung 12 angeordnet, die
eine Leuchtstoffröhre 13,
die weißes
Licht abstrahlt, und eine Lichtleitplatte 14 mit Kanten
entlang der Leuchtstoffröhre 13 zum
Empfangen von Licht aufweist. In dieser Ausführungsform wird die Beleuchtungseinrichtung 12 als
eine Rückbeleuchtung genutzt.
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Die
Lichtleitplatte 14 ist eine transparente Platte, die aus
einem Acrylharz oder dergleichen besteht, mit einer gerauten Oberfläche auf
der gesamten Rückseite
der Platte zum Streuen von Licht, und ist so ausgebildet, dass sie
Licht, das von der Leuchtstoffröhre 13 abgestrahlt
wird, an den Rändern
empfängt,
um ungefähr
gleichförmiges
Licht zur Oberseite in 2 abzustrahlen. Als eine Lichtquelle
zusätzlich
zur Leuchtstoffröhre 13 kann
eine LED (Leuchtdiode), EL (Elektrolumineszenz) oder dergleichen
verwendet werden.
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Die
transflektierende Flüssigkristallvorrichtung 1 gemäß dieser
Ausführungsform
besteht überwiegend
aus den oben beschriebenen Bestandteilen. Als nächstes wird die Funktionsweise
unter Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben,
wenn eine Spannung an die transflektierende Flüssigkristallvorrichtung I mit
dem oben beschriebenen Aufbau angelegt wird.
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3 ist
eine Draufsicht zum Veranschaulichen der Anordnung von Elektroden,
die in einem einzelnen Pixel in dem Anzeigebereich der transflektierenden
Flüssigkristallvor richtung 1 angeordnet sind.
Wie oben beschrieben, sind auf der Oberfläche der Pixelelektrode 5 und
auf der Oberfläche
der Gegenelektrode 24 die Ausrichtungsfilme 10a bzw. 10b (siehe 2)
ausgebildet, und eine Reibbehandlung, das heißt, eine Behandlung zum Bestimmen
der Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen, wenn
keine Spannung anliegt, wird für
die Ausrichtungsfilme 10a und 10b ausgeführt.
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Da
bei dieser Ausführungsform
die Reibrichtung R5 für
die Pixelelektrode 5 und die Reibrichtung R24 für die Gegenelektrode 24 orthogonal
zueinander verlaufen, werden die Flüssigkristallmoleküle, die sich
zwischen den Elektroden befinden, so gesteuert, dass sie allmählich so
gedreht werden, dass sie einen Winkel von 90° bilden. Die oben beschriebene Flüssigkristallzelle
wird im Allgemeinen als eine TN-Zelle bezeichnet, und die in dieser
Flüssigkristallzelle
eingeschlossenen Flüssigkristallmoleküle haben
jeweils einen kleinen Neigungswinkel (das heißt, einen Vorneigungswinkel)
entlang der Reibrichtung.
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Wenn
eine Spannung zwischen der Pixelelektrode 5 und der Gegenelektrode 24 angelegt
wird, wie in 2 gezeigt, so wird in der Überkreuzungsregion
in der Richtung senkrecht zu beiden Substraten 2a und 2b ein
elektrisches Feld erzeugt. Außerdem
wird in der überkreuzungsfreien
Region (das heißt,
in dem elektrodenfreien Bereich) ein elektrisches Feld (im Weiteren
als ein schräges
elektrisches Feld bezeichnet) in einer schrägen Richtung erzeugt, so dass
es sich von der Überkreuzungsregion
zu der überkreuzungsfreien
Region erstreckt.
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Infolge
dessen werden die Ausrichtungen der Flüssigkristallmoleküle (Region
a) in der Überkreuzungsregion
und der Flüssigkristallmoleküle (Region
b) in einer Region, die ein Teil der überkreuzungsfreien Region ist
und sich in der Nähe
der Überkreuzungsregion
befindet, so geändert,
dass der Vorneigungswinkel in Richtung des erzeugten elektrischen
Feldes vergrößert wird
und folglich der Verdrehungszustand der Flüssigkristallmoleküle verschwindet.
Da ein Durchlässigkeitszustand
von Licht, das auf die Flüssigkristallschicht 3 auftrifft,
entsprechend der Änderung
der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in der
Flüssigkristallschicht 3 verändert wird, kann – wenn die
Intensität
des elektrischen Feldes durch Justieren einer Spannung, die zwischen
der Pixelelektrode 5 und der Gegenelektrode 24 angelegt wird,
gesteuert wird – ein
gewünschter
Durchlässigkeitsgrad
erreicht werden.
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In
der transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung 1 dieser
Ausführungsform
werden eine durchlässige
Anzeige und eine reflektierende Anzeige durch Ansteuern des Flüssigkristalls
unter Verwendung von nicht nur dem elektrischen Feld, das senkrecht
zu beiden Substraten 2a und 2b erzeugt wird, sondern
auch unter Verwendung des schrägen elektrischen
Feldes, das so erzeugt wird, dass es sich von der Überkreuzungsregion
bis zu der überkreuzungsfreien
Region erstreckt, erzeugt.
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Wenn
jedoch der Flüssigkristall
unter Verwendung eines schrägen
elektrischen Feldes angesteuert wird, so kann die Sorge bestehen,
dass aufgrund der Erzeugung von Gegenneigungsbereichen Anzeigedefekte
(das heißt
Entneigung) auftreten (das heißt,
die Erzeugung eines Bereichs, in dem Flüssigkristallmoleküle in einer
Richtung aufrecht stehen, die der Richtung entgegengesetzt ist,
in der die Flüssigkristallmoleküle aufrecht
stehen sollten). Dementsprechend werden Regionen, in denen keine Gegenneigungsbereiche
erzeugt werden, vorher untersucht, selbst wenn ein schräges elektrisches
Feld zum Ansteuern der Flüssigkristallmoleküle verwendet
wird, und auf der Grundlage des Ergebnisses dieser Untersuchung
wird die Region b bestimmt (das heißt, der Bereich, in dem Flüssigkristallmoleküle unter
Verwendung eines schrägen
elektrischen Feldes angesteuert werden). Wie oben beschrieben, kann durch
Bestimmen der Region b das Auftreten einer Entneigung verhindert
werden.
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Als
nächstes
wird der Anzeigebetrieb einer transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung 1 mit
einem bestimmten Bereich zum Ansteuern des Flüssigkristalls durch ein schräges elektrisches
Feld anhand der 4 bis 7 beschrieben.
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4 und 5 sind
Ansichten zum Veranschaulichen der Funktionsweise einer reflektierenden
Anzeige, und 6 und 7 sind Ansichten zum
Veranschaulichen der Funktion einer durchlässigen Anzeige. In den 4 bis 7 sind,
um komplizierte Figuren zu vermeiden, nur Bestandteile, die für die Beschreibung
notwendig sind, in der Figur gezeigt, und die anderen Bestandteile
sind weggelassen. Außerdem
basiert die folgende Beschreibung auf dem Fall, bei dem Vorrichtung
in einem normal-weißen
Modus betrieben wird.
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Reflektierende Anzeige
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Wie
in 4 gezeigt, passiert in dem Fall, bei dem externes
Licht in die Flüssigkristallzelle
von der Beobachterseite aus eintritt, wenn keine Spannung angelegt
wird, das externe Licht das Polarisationsfilter 7a, den
Verzögerungsfilm 8a und
dergleichen und passiert des Weiteren die Flüssigkristallschicht 3.
Externes Licht, das die Flüssigkristallschicht 3 passiert,
mit Ausnahme des Lichts, das durch den Abschattungsfilm 22 absorbiert
wird, der durch einen Lichtpfad c gezeigt ist, erreicht den Transflektor 21,
und das Licht, das am Transflektor 21 reflektiert wird,
läuft den
Pfad zurück,
durch den es kam, und wird vom Polarisationsfilter 7a zur
Beobachterseite abgestrahlt (ein Lichtpfad a und ein Lichtpfad b
in 4).
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Wie
oben beschrieben, wird in der transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform unter
den externen Lichtstrahlen, die von der Beobachterseite her einfallen,
zusätzlich zu
dem Licht, das den Flüssigkristall
(Region a) in der Überkreuzungsregion
passiert, das Licht, das den Flüssigkristall
(Region b) in einer Region eines Teils der überkreuzungsfreien Region passiert, über das Polarisationsfilter 7a zur
Beobachterseite abgestrahlt.
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Im
Gegensatz dazu wird, wenn in 5 eine Spannung
zwischen der Pixelelektrode 5 und der Gegenelektrode 24 angelegt
wird, ein elektrisches Feld in der Überkreuzungsregion in der Richtung
senkrecht zu beiden Substraten 2a und 2b erzeugt,
und ein schräges
elektrisches Feld wird ebenfalls in der überkreuzungsfreien Region erzeugt,
das sich von der Überkreuzungsregion
zur überkreuzungsfreien Region
erstreckt.
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Dementsprechend
stehen Flüssigkristallmoleküle nicht
nur in der Region a, sondern auch in der Region b entlang des elektrischen
Felds aufrecht und sind in derselben Richtung ausgerichtet. Infolge
dessen wird, wie durch Lichtpfade d und e in 5 gezeigt,
externes Licht, das die Region a passiert, durch das Polarisationsfilter 7a absorbiert,
und außerdem wird
externes Licht, das die Region b passiert, ebenfalls durch das Polarisationsfilter 7a absorbiert.
Außerdem
wird externes Licht, das von einer Position her einfällt, die
dem Abschattungsfilm 22 gegenüberliegt, durch die Abschattungsfilm 22 absorbiert,
wie durch einen Lichtpfad f in 5 gezeigt,
wie in dem oben beschriebenen Fall. Wie oben beschrieben, wird in
dem Fall, in dem externes Licht in die Flüssigkristallzelle von der Beobachterseite
her eintritt, wenn eine Spannung anliegt, das gesamte externe Licht
im Wesentlichen durch das Polarisationsfilter 7a, den Abschattungsfilm 22 und
dergleichen absorbiert. Folglich entweicht kein Licht zur Beobachterseite.
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Durchlässige
Anzeige
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Als
nächstes
wird eine durchlässige
Anzeige anhand der 6 und 7 beschrieben.
Wie in 6 gezeigt, wird in dem Fall, bei dem Licht von
der Beleuchtungseinrichtung 12 abgestrahlt wird, wenn keine
Spannung anliegt, Licht, welches das Polarisationsfilter 7b und
den Verzögerungsfilm 8b passiert, zu
in vorgegebener Weise polarisiertem Licht und passiert die offenen
Abschnitte 21a, die in dem Transflektor 21 ausgebildet
sind. Ein Bereich des Transflektors 21, bei dem es sich
um keine offenen Abschnitte 21a handelt, dient als ein
Abschattungsfilm zum Abschatten von Licht, das von der Beleuchtungseinrichtung 12 abgestrahlt
wurde.
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Licht,
das die offenen Abschnitte 21a passiert hat, mit Ausnahme
von Licht, das durch den Abschattungsfilm 22 absorbiert
wurde, das durch einen Lichtpfad i gezeigt ist, tritt in die Flüssigkristallschicht 3 über die
Farbschicht 23 und die Gegenelektrode 24 ein,
und nachdem das Licht die Flüssigkristallschicht 3 passiert
hat, wird es über
den Verzögerungsfilm 8a und
das Polarisationsfilter 7a zur Beobachterseite hin abgestrahlt,
wie durch einen Lichtpfad g und einen Lichtpfad h gezeigt.
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Im
Gegensatz dazu wird, wenn eine Spannung anliegt, wie oben beschrieben,
ein elektrisches Feld in der Überkreuzungsregion
in der Richtung senkrecht zu beiden Substraten 2a und 2b erzeugt, wie
in 7 gezeigt, und außerdem wird auch ein schräges elektrisches
Feld in der überkreuzungsfreien
Region erzeugt, das sich von der Überkreuzungsregion zu der überkreuzungsfreien
Region erstreckt.
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Dementsprechend
stehen Flüssigkristallmoleküle nicht
nur in der Region a, sondern auch in der Region b entlang dem elektrischen
Feld aufrecht und sind in derselben Richtung ausgerichtet. Infolge
dessen wird, wie durch einen Licht pfad j gezeigt, das Licht, das
von der Beleuchtungseinrichtung 12 abgestrahlt wird und
die Region a passiert, durch das Polarisationsfilter 7a absorbiert,
und außerdem
wird das abgestrahlte Licht, das die Region b passiert, noch durch
das Polarisationsfilter 7a absorbiert, wie durch einen
Lichtpfad k gezeigt.
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Außerdem wird
externes Licht, das von einer Position gegenüber dem Abschattungsfilm 22 einfällt, durch
den Abschattungsfilm 22 absorbiert, wie durch einen Lichtpfad 1 gezeigt,
wie in dem oben beschriebenen Fall. Wie oben beschrieben, wird in
dem Fall, bei dem Licht von der Beleuchtungseinrichtung 12 abgestrahlt
wird, wenn eine Spannung anliegt, das gesamte abgestrahlte Licht
im Wesentlichen durch das Polarisationsfilter 7a, den Abschattungsfilm 22 und
dergleichen absorbiert. Folglich entweicht kein Licht zur Beobachterseite.
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Wie
oben beschrieben, führt
die transflektierende Flüssigkristallvorrichtung 1 dieser
Ausführungsform
eine reflektierende Anzeige und eine durchlässige Anzeige aus, indem der
Flüssigkristall (Region
a) in der Überkreuzungsregion
und der Flüssigkristall
(Region b) in einer Region, die ein Teil der überkreuzungsfreien Region ist
und die sich in der Nähe
der Überkreuzungsregion
befindet, angesteuert wird. Bei dieser Vorrichtung wird Licht, das
die Region b passiert, wenn eine Spannung anliegt, durch das Polarisationsfilter 7a und
dergleichen absorbiert, da der Flüssigkristall in der Region
b angesteuert wird. Dementsprechend ist es an einer Position des zweiten
Substrats 2b, die der Region b entspricht, nicht erforderlich,
den Abschattungsfilm 22 anzuordnen. Infolge dessen kann
die Linienbreite des Abschattungsfilms 22 geringer gestaltet
werden als in einem herkömmlichen
Fall, so dass ein hohes Öffnungsverhältnis erhalten
werden kann. Oder anders ausgedrückt:
Wenn eine reflektierende Anzeige ausgeführt wird, kann die Helligkeit
des Anzeigebildes erhöht
werden, indem man den Reflexionsgrad erhöht, und wenn eine durchlässige Anzeige
ausgeführt
wird, so kann die Helligkeit des Anzeigebildes erhöht werden,
indem man den Durchlässigkeitsgrad erhöht.
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Weitere Ausführungsformen
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Oben
wurde eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben; jedoch ist die oben beschriebene
Ausführungsform
lediglich ein Beispiel der vorliegenden Erfindung, und es können verschiedene
Anwendungen und Modifizierungen vorgenommen werden, ohne dass der
Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
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Zum
Beispiel wurde in der oben beschriebenen Ausführungsform der Transflektor 21,
der mit den offenen Abschnitten 21a versehen war, beispielhaft
beschrieben; jedoch kann anstelle des Ausbildens des offenen Abschnitts 21a auch
ein Transflektor mit einer Dicke von 15 bis 20 nm so ausgebildet werden,
dass er als ein Transflektor mit einem Reflexionsgrad von ungefähr 85 %
und einem Durchlässigkeitsgrad
von ungefähr
10 % dient.
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Außerdem wurden
in der oben beschriebenen Ausführungsform
die auf dem ersten Substrat 2a ausgebildeten Pixelelektroden 5 beispielhaft
beschrieben; jedoch können
die Pixelelektroden 5 auch auf dem zweiten Substrat 2b ausgebildet
werden.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform wurde
die transflektierende Flüssigkristallvorrichtung,
die eine reflektierende Anzeige und eine durchlässige Anzeige auszuführen vermag,
beispielhaft beschrieben; jedoch kann diese Ausführungsform zum Beispiel auch
auf eine reflektierende Flüssigkristallvorrichtung
angewendet werden, die nur eine reflektierende Anzeige ausführt, oder
auf eine durchlässige
Flüssigkristallvorrichtung
angewendet werden, die nur eine durchlässige Anzeige ausführt. Wenn
die vorliegende Erfindung auf eine reflektierende Flüssigkristallvorrichtung
und eine durchlässige Flüssigkristallvorrichtung
angewendet wird, so sind ihr konkreter Aufbau und Anzeigebetrieb äquivalent zu
dem Fall der oben beschriebenen transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung.
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Des
Weiteren ist in der oben beschriebenen Ausführungsform, wie in 3 gezeigt,
der Abschattungsfilm 22 in einem Abstand d von einer Position angeordnet,
die der Peripherie 5a der Pixelelektrode 5 entspricht;
jedoch kann auch ein Abschattungsfilm 22 mit einer Form,
wie sie in 8(a) oder 8(b) gezeigt
ist, auf dem zweiten Substrat 2b angeordnet werden. Das
heißt,
in der in 2 gezeigten Region b kann – solange
der Abschattungsfilm 22 nicht an einem Teil eines Bereichs
angeordnet ist, der dem Flüssigkristallbereich
entspricht, der durch ein schräges
elektrisches Feld angesteuert wird – ein Abschattungsfilm 22 einer
beliebigen Form auf dem zweiten Substrat 2b angeordnet
sein. Ungeachtet dessen bilden die Anordnungen der 8(a) und 8(b) keinen Bestandteil der vorliegenden
Erfindung in der beanspruchten Form.
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Erste Ausführungsform elektronischer Geräte
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Als
nächstes
werden Fälle
beschrieben, in denen die transflektierende Flüssigkristallvorrichtung 1 der
vorliegenden Erfindung auf verschiedene elektronische Geräte Anwendung
findet. In den oben beschriebenen Fällen, wie in 9 gezeigt,
besteht das elektronische Gerät überwiegend
aus einer Anzeigeinformationsausgabequelle 50, einer Anzeigeinformationsverarbeitungsschaltung 51,
einem elektrischen Leistungskreis 52, einem Zeitgebergenerator 53,
der transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung 1 und
einer Ansteuerschaltung 54.
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Unter
den oben beschriebenen Bestandteilen enthält die Anzeigeinformationsausgabequelle 50 Speicher,
wie zum Beispiel einen RAM (Direktzugriffsspeicher), Speichereinheiten,
wie zum Beispiel verschiedene Disks, und eine Synchronisationsschaltung,
die digitale Bildsignale synchronisiert und ausgibt. Außerdem speist
die Anzeigeinformationsausgabequelle in Reaktion auf verschiedene
Taktsignale, die durch den Zeitgebergenerator 53 erzeugt werden,
Anzeigeinformationen, wie zum Beispiel zuvor festgelegte Formatbildsignale,
in die Anzeigeinformationsverarbeitungsschaltung 51 ein.
Als nächstes
enthält
die Anzeigeinformationsverarbeitungsschaltung 51 viele
bekannte Schaltkreise, wie zum Beispiel eine Verstärker/Umkehrschaltung,
eine Drehschaltung, eine Gammakorrekturschaltung und eine Klemmschaltung,
führt die
Verarbeitung von eingegebenen Anzeigeinformation aus und speist
die daraus entstehenden Bildsignale zusammen mit Taktsignalen CLK
in die Ansteuerschaltung 54 ein. Eine (nicht gezeigte)
Abtastleitungsansteuerschaltung und eine (nicht gezeigte) Datenleitungsansteuerschaltung
zusammen mit Inspektionsschaltungen werden gemeinsam als die Ansteuerschaltung 54 bezeichnet.
Außerdem
speist der elektrische Leistungskreis 52 eine zuvor festgelegte
elektrische Energie in die einzelnen Bestandteile ein.
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Zweite Ausführungsform
des elektronischen Gerätes
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Als
nächstes
wird ein Beispiel beschrieben, in dem die transflektierende Flüssigkristallvorrichtung 1 der
oben beschriebenen Ausführungsform
in einem bestimmten elektronischen Gerät verwendet wird. Als erstes
wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Flüssigkristallvorrichtung in
einem tragbaren Personalcomputer verwendet wird. 10 ist
eine perspektivische Ansicht eines Aufbaus eines Personalcomputers.
In dieser Figur besteht ein Personalcomputer 60 aus einem
Hauptkörper 62,
der mit einer Tastatur 61 und einer Flüssigkristallanzeigeeinheit 63 versehen
ist. Diese Flüssigkristallanzeigeeinheit 63 besteht
aus einer transflektierenden Flüssigkristallvorrichtung 1,
die mit einer Rückbeleuchtung
versehen ist. Dementsprechend kann an Orten, wo überhaupt kein externes Licht
genutzt werden kann, durch Anstellen der Rückbeleuchtung eine Anzeige
betrachtet werden.
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Dritte Ausführungsform
des elektronischen Gerätes
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Außerdem wird
ein Beispiel beschrieben, in dem diese transflektierende Flüssigkristallvorrichtung 1 in
einem Mobiltelefon verwendet wird. 11 ist
eine perspektivische Ansicht des Aufbaus eines Mobiltelefons 70.
In dieser Figur besteht das Mobiltelefon 70 aus mehreren
Bedientasten 71 und der oben beschriebenen transflektierenden
Flüssigkristallvorrichtung 1.
Diese transflektierende Flüssigkristallvorrichtung 1 ist
ebenfalls mit einer Rückbeleuchtung versehen.
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Zusätzlich zu
den elektronischen Geräten, die
oben mit Bezug auf die 10 und 11 beschrieben
wurden, lassen sich noch Folgende erwähnen: ein Flüssigkristallfernseher,
ein Videobandrekorder vom Bildsuchertyp und vom Direktbetrachtungstyp,
ein Kraftfahrzeugnavigationsgerät,
ein Pager, ein elektronisches Notizbuch, ein Taschenrechner, eine
elektronische Schreibmaschine, eine Workstation, ein Fernsehtelefon,
eine Verkaufsstellenkasse, ein Gerät mit einem Berührungsbildschirm
oder dergleichen. Natürlich
kann die transflektierende Flüssigkristallvorrichtung
auch auf die verschiedenen oben beschriebenen elektronischen Geräte angewendet
werden.
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Zweite Ausführungsform
der Flüssigkristallvorrichtung
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13 zeigt
eine Flüssigkristallvorrichtung einer
weiteren Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung und zeigt insbesondere eine Ausführungsform, in der die vorliegende
Erfindung auf eine transflektierende Flüssig kristallvorrichtung mit aktiver
Matrix, die mit TFD-Elementen als ein Schaltelement arbeitet, angewendet
wird.
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Eine
in der Figur gezeigte Flüssigkristallvorrichtung 31 hat
eine Flüssigkristallzelle 34 und
eine Beleuchtungseinrichtung 12, die als eine Rückbeleuchtung.
Die Beleuchtungseinrichtung 12 hat eine Leuchtstoffröhre 13 als
eine Lichtquelle und einen Lichtleitkörper 14, der Licht
von der Leuchtstoffröhre 13 empfängt und
das Licht als planares Licht aussendet.
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Die
Flüssigkristallzelle 34 hat
ein Paar Substrate 2a und 2b, die entlang ihrer
Umfangsränder mittels
eines (nicht gezeigten) Dichtmaterials so miteinander verbunden
sind, dass sie einander gegenüberliegen,
und ein Flüssigkristall
ist in einem Spalt, der zwischen den Substraten 2a und 2b gebildet wird,
das heißt,
in einem Zellenspalt, eingeschlossen, wodurch eine Flüssigkristallschicht 3 gebildet wird.
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Auf
der Oberfläche
des ersten Substrats 2a auf der Flüssigkristallseite sind mehrere
TFD-Elemente 32 angeordnet, die jeweils aus Folgendem bestehen:
einem ersten TFD-Teil 32a und einem zweiten TFD-Teil 32b,
mehreren Metalldrähten 33,
die jeweils mit einem Anschluss des TFD-Element 32 verbunden
sind, und mehreren Pixelelektroden 5, die als erste Elektroden
verwendet werden, die jeweils mit dem anderen Anschluss eines jeden
der mehreren TFD-Elemente 32 verbunden sind. Außerdem ist
auf den einzelnen oben beschriebenen Bestandteilen ein Ausrichtungsfilm 10a ausgebildet.
Dieser Ausrichtungsfilm 10a wird einer Ausrichtungsbearbeitung unterzogen,
wie zum Beispiel einer Reibbehandlung. Auf der Außenseite
des ersten Substrats 2a (das heißt, einer Oberseite in 13)
ist ein Verzögerungsfilm 8a ausgebildet,
und auf seiner Oberfläche ist
ein Polarisationsfilter 7a ausgebildet.
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Die
mehreren Metalldrähte
sind parallel zueinander auf der Oberfläche des ersten Substrats 2a ausgebildet,
das heißt,
sie sind in einem Streifenmuster ausgebildet. Entlang den Metalldrähten 33 sind die
TFD-Elemente 32 in regelmäßigen Intervallen ausgebildet,
und die Pixelelektroden 5 sind neben den einzelnen TFD-Elementen 32 ausgebildet.
Infolge dessen sind die mehreren Pixelelektroden 5 in einer
Punktmatrix auf der Oberfläche
des ersten Substrats 2a angeordnet.
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In
monochromer Anzeige ohne Nutzung eines Farbfilters, d. h. einer
Farbschicht, bildet im Allgemeinen eine Pixelelektrode 5 einen
Pixel. In einer Farbanzeige, die mit Farbschichten arbeitet, einschließlich dreier
Primärfarben,
wie zum Beispiel R (Rot), G (Grün)
und B (Blau), oder C (Cyan), M (Magenta) und Y (Yellow), bildet
eine Pixelelektrode 5 einen Pixel, und drei Farbpixel R,
G und B bilden ein einzelnes Bildelement.
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Ein
Aufbau in der Nähe
des TFD-Elements 32 ist beispielhaft in 15 gezeigt.
Ein TFD-Element mit einer sogenannten Rücken-an-Rücken-Struktur ist in 15 gezeigt.
In 15 hat der Metalldraht 33 einen Dreischichtaufbau,
der sich zusammensetzt aus einer ersten Schicht 33a, die
zum Beispiel aus TaW (Tantal-Wolfram) besteht, einer zweiten Schicht 33b,
die zum Beispiel aus einem anodisierten Film, Ta2O5 (Tantaloxid) besteht, und einer dritten
Schicht 33c, die zum Beispiel aus Cr besteht.
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Außerdem haben
der erste TFD-Teil 32a und der zweite TFD-Teil 32b,
die das TFD-Element 32 bilden, jeweils einen Dreischichtaufbau,
der sich zusammensetzt aus einer ersten Metallschicht 36,
die aus TaW besteht, einer Isolierschicht 37, die aus Ta2O5 besteht und durch
Anodisierung hergestellt ist, und einer zweiten Metallschicht 38,
die aus Cr besteht und bei der es sich um die gleiche Schicht handelt
wie die dritte Schicht 33c des Metalldrahtes 33.
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Wenn
der erste TFD-Teil 32a von der Seite des Metalldrahtes 33 aus
betrachtet wird, so entsteht ein Laminataufbau aus der zweiten Metallschicht 38, der
Isolierschicht 37 und der ersten Metallschicht 36, und
wenn der zweite TFD-Teil 32b von der Seite des Metalldrahtes 33 betrachtet
wird, so entsteht ein Laminataufbau aus der ersten Metallschicht 36,
der Isolierschicht 37 und der zweiten Metallschicht 38.
Wie oben beschrieben, ist ein Paar TFD-Teile 32a und 32b gegenüberliegend
elektrisch in Reihe geschaltet, so dass ein TFD-Element mit einer
Rücken-an-Rücken-Struktur
gebildet wird, und somit können
die Schalteigenschaften des TFD-Elements
stabilisiert werden. Die Pixelelektrode 5 besteht zum Beispiel aus
ITO und ist mit der zweiten Metallschicht 38 des zweiten
TFD-Teils 32b verbunden.
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In 13 sind
auf der Flüssigkristallseite
des zweiten Substrats 2b ein Transflektor 21,
ein Abschattungsfilm 22, der als eine schwarze Maske oder eine
schwarze Matrix verwendet wird, Farbfilterfilme, d. h. Farbschichten 23,
ein Überzugsfilm 38,
Gegenelektroden 24 und ein Ausrichtungsfilm 10b nacheinander
in dieser Reihenfolge ausgebildet. Ein Transflektor 21 gegenüber der
Pixelelektrode 5 ist an einer entsprechenden Position mit
wenigstens einer Öffnung 21a versehen.
Außerdem
ist auf der Außenseite
des zweiten Substrats 2b ein Verzögerungsfilm 8b ausgebildet,
und auf seiner Oberfläche
ist ein Polarisationsfilter 7b ausgebildet.
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In 13 erstrecken
sich die mehreren Metalldrähte 33 jeweils
in der Richtung senkrecht zur Ebene dieser Figur, und andererseits
erstrecken sich die mehreren Gegenelektroden 24 jeweils
in der seitlichen Richtung in 13, so
dass sie die Metalldrähte 33 kreuzen,
und neben einanderliegende Gegenelektroden sind parallel angeordnet,
so dass das Ganze die Form eines Streifenmusters hat.
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Bereiche,
in denen die Pixelelektroden 5 vorhanden sind, das heißt, mit
Elektroden versehene Bereiche, bilden Überkreuzungsregionen mit den Gegenelektroden 24.
Jede der Überkreuzungsregionen
bildet einen Pixel, und jede Farbstruktur der Farbschicht 23 entspricht
einem Pixel. Die Farbschicht 23 besteht zum Beispiel aus
drei Primärfarben
R (Rot), G (Grün)
und B (Blau), die eine Einheit zum Bilden eines Bildelements bilden.
Das heißt,
drei Pixel bilden eine Einheit zum Bilden eines Bildelements.
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Das
erste Substrat 2a und das zweite Substrat 2b bestehen
zum Beispiel aus einem Glas oder einem Kunststoff. Außerdem besteht
der Transflektor 21 aus einem lichtreflektierenden Material
wie zum Beispiel Al (Aluminium). Um sowohl Lichtdurchlässigkeits-
als auch Lichtreflexionseigenschaften zu erhalten, kann zum Beispiel
ein Prozess ausgeführt
werden, mit dem die Dicke des Transflektors 21 verringert
wird, oder ein offener Abschnitt für Lichtdurchlässigkeit
wird an einer entsprechenden Position in dem Transflektor 21 angeordnet.
In dieser Ausführungsform
sind mehrere offene Abschnitte 21a angeordnet.
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Die
Farbschichten 23 werden durch Auftragen eines Pigments
mit Hilfe eines bekannten Verfahrens zum Ausbilden von Farbbildelementen,
zum Beispiel eines Tintenstrahlverfahrens oder eines Pigmentdispergierverfahrens,
zu einer optionalen Struktur ausgebildet, wie zum Beispiel einer
Mosaikanordnung, einer Streifenanordnung oder einer Deltaanordnung.
Außerdem
wird der Überzugsfilm 38 durch gleichförmiges Aufbeschichten
eines optionalen durchlässigen
Harzmaterials mit Hilfe zum Beispiel eines Aufschleuderverfahrens
oder eines Aufrollverfahrens ausgebildet.
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Die
Pixelelektroden 5 und die Gegenelektroden 24 werden durch
einen Schritt des Ausbildens eines Films, der zum Beispiel aus ITO
(Indiumzinnoxid) besteht, durch ein bekanntes Filmbildungsverfahren, wie
zum Beispiel ein Sputterverfahren oder ein Vakuumabscheidungsverfahren,
und einen anschließenden
Schritt des Strukturierens des Films durch ein Photoätzverfahren
ausgebildet, wodurch eine gewünschte
Struktur der Elektroden entsteht. Die Ausrichtungsfilme 10a und 10b werden
durch ein Verfahren wie zum Beispiel ein Verfahren des Aufbringens einer
Polyimidlösung,
gefolgt von Brennen, oder ein Offsetdruckverfahren ausgebildet.
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In
dieser Ausführungsform
besteht der Abschattungsfilm 22 aus einem Abschattungsmaterial wie
zum Beispiel Chrom oder Chromoxid und dient dem Abschatten von Licht,
um eine Kontrastverschlechterung zu verhindern. Die Linienbreite
S1 des Abschattungsfilms 22 dieser Ausführungsform ist auf jeder Seite
um eine Länge "d" geringer gestaltet als die Linienbreite
S0 des Abschattungsfilms 132, der in der in 12 gezeigten
herkömmlichen
Flüssigkristallvorrichtung 100 verwendet
wird. Der in dieser Weise gestaltete Abschattungsfilm 22 ist
in einem Abstand "d" von der Überkreuzungsregion
der Pixelelektrode 5 und der Gegenelektrode 24 angeordnet, wie
in 13 gezeigt. Außerdem ist dieser Abschattungsfilm 22 in
einem Bereich angeordnet, der in 14 durch
schräge
Linien angedeutet ist, wenn er in der Draufsicht betrachtet wird.
Wie in der Figur gezeigt, bedeckt der Abschattungsfilm 22 die
TFD-Elemente 32, die als ein Schaltelement verwendet werden.
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Die
Flüssigkristallvorrichtung 31 gemäß dieser
Ausführungsform
führt eine
reflektierende Anzeige und eine durchlässige Anzeige aus, indem sie
den Flüssigkristall
in der Überkreuzungsregion,
d. h. in der Region a, ansteuert, und indem sie den Flüssigkristall
in einer Region ansteuert, der ein Teil der überkreuzungsfreien Region ist
und sich in der Nähe der Überkreuzungsregion
befindet, d. h. in der Region b. In der oben beschriebenen Vorrichtung
wird Licht, das die Region b passiert, wenn eine Spannung anliegt,
durch das Polarisationsfilter 7a und dergleichen absorbiert,
da der Flüssigkristall
in der Region b angesteuert wird. Dementsprechend ist es an einer
Position des zweiten Substrats 2b, die der Region b entspricht,
nicht erforderlich, den Abschattungsfilm 22 anzuordnen.
Infolge dessen kann die Linienbreite des Abschattungsfilms 22 kleiner
gestaltet werden als im herkömmlichen
Fall, und ein hohes Öffnungsverhältnis kann
erreicht werden. Oder anders ausgedrückt: Wenn eine reflektierende
Anzeige ausgeführt
wird, so kann das Anzeigebild aufgrund eines verbesserten Reflexionsgrades
heller sein, und wenn eine durchlässige Anzeige ausgeführt wird,
so kann das Anzeigebild aufgrund eines verbesserten Durchlässigkeitsgrades
ebenfalls heller sein.
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Weiteres Beispiel einer Flüssigkristallvorrichtung
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16 ist
eine Ansicht einer Flüssigkristallvorrichtung,
die keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung in der beanspruchten
Form bildet und insbesondere eine reflektierende Flüssigkristallvorrichtung
mit aktiver Matrix beinhaltet, die mit TFT (Dünnschichttransistor)-Elementen,
was ein dreipoliges aktives Element ist, als ein Schaltelement arbeitet.
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Eine
Flüssigkristallvorrichtung 41,
die in dieser Figur gezeigt ist, wird durch folgende Schritte gebildet:
Verbonden eines ersten Substrats 2a und eines zweiten Substrats 2b durch
ein Dichtmaterial entlang ihren Umfangsrändern, und Einschließen eines Flüssigkristalls
in einem Spalt, der durch das erste Substrat 2a, das zweite
Substrat 2b und das Dichtmaterial gebildet wird, so dass
eine Flüssigkristallschicht 3 entsteht.
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Das
erste Substrat 2a besteht aus einem Glas, einem Kunst stoff
oder dergleichen. TFT (Dünnschichttransistor)-Elemente 42,
ein aktives Element, das als ein Schaltelement verwendet wird, sind
auf dem ersten Substrat 2a ausgebildet, und Pixelelektroden 5,
die als erste Elektroden verwendet werden, sind über den TFT-Elementen 42 angeordnet,
und zwischen beiden befindet sich ein organischer Isolationsfilm 48.
Auf den Pixelelektroden 5 ist ein Ausrichtungsfilm 10a ausgebildet,
und auf diesem Ausrichtungsfilm 10a wird eine Reibbehandlung
ausgeführt.
Die Pixelelektrode 5 besteht aus einem lichtreflektierenden
leitfähigen
Material wie zum Beispiel Al (Aluminium) oder Ag (Silber).
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Das
zweite Substrat 2b gegenüber dem ersten Substrat 2a besteht
aus einem Glas, einem Kunststoff oder dergleichen, und auf diesem
zweiten Substrat 2b sind Farbfilter, d. h. Farbschichten 23, ausgebildet.
Außerdem
sind eine Gegenelektrode 24, die als eine zweite Elektrode
verwendet wird, auf den Farbschichten 23 und ein Ausrichtungsfilm 10b auf
der Gegenelektrode 24 angeordnet. Die Gegenelektrode 24 ist
eine schichtförmige
Elektrode, die aus ITO (Indiumzinnoxid) oder dergleichen besteht
und auf dem gesamten Bereich des zweiten Substrats 2b ausgebildet
ist.
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Die
Farbschichten 23 haben jeweils ein Farbfilterelement wie
zum Beispiel R (Rot), G (Grün)
und B (Blau) oder C (Cyan), M (Magenta) und Y (Yellow) an Positionen
gegenüber
den Pixelelektroden 5, die auf der Seite des ersten Substrats 2a angeordnet sind.
An Positionen, die sich neben den Farbschichten 23 befinden
und nicht den Pixelelektroden 5 gegenüberliegen, ist eine schwarze
Maske oder eine schwarze Matrix, das heißt ein Abschattungsfilm 22, angeordnet.
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In
diesem Beispiel ist die Linienbreite S1 des Abschattungsfilms 22 auf
jeder Seite um eine Länge "d" geringer gestaltet als die Linienbreite
S0 des Abschattungs films 132, der für die herkömmliche Flüssigkristallvorrichtung 100,
die in 12 gezeigt ist, verwendet wird.
Der in dieser Weise gestaltete Abschattungsfilm 22 ist
in einem Abstand "d" von der Überkreuzungsregion
der Pixelelektrode 5 und der Gegenelektrode 24 angeordnet,
wie in 16 gezeigt. Außerdem ist
der Abschattungsfilm 22 in einem Bereich angeordnet, der
in 17 durch schräge
Linien gezeigt ist, wenn man ihn in der Draufsicht betrachtet. Wie
in 17 gezeigt, bedeckt der Abschattungsfilm die TFT-Elemente 42,
die als Schaltelemente verwendet werden.
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Das
TFT-Element 42 umfasst eine Gate-Elektrode 46,
die auf dem ersten Substrat 2a ausgebildet ist, einen Gate-Isolationsfilm 47,
der auf der Gate-Elektrode 46 ausgebildet ist und der den gesamten
Bereich des ersten Substrats 2a bedeckt, eine Halbleiterschicht 49,
die über
der Gate-Elektrode 46 angeordnet
ist, wobei sich der Gate-Isolationsfilm 47 zwischen ihnen
befindet, eine Source-Elektrode 44, die auf einer Seite
der Halbleiterschicht 49 angeordnet ist, wobei zwischen
beiden eine Kontaktelektrode 45 angeordnet ist, und eine
Drain-Elektrode 43 auf der andere Seite der Halbleiterschicht 49,
wobei sich eine Kontaktelektrode 44 zwischen ihnen befindet.
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Wie
in 17 gezeigt, erstreckt sich die Gate-Elektrode 46 von
der Gatebusleitung 29 aus. Außerdem erstreckt sich die Source-Elektrode 44 von
der Sourcebusleitung 28 aus. Mehrere der Gatebusleitungen 29 sind
in der seitlichen Richtung des ersten Substrats 2a ausgebildet
und sind parallel zueinander in regelmäßigen Intervallen in der Längsrichtung
angeordnet. Mehrere Sourcebusleitungen 28 sind in der Längsrichtung
so ausgebildet, dass sie die Gatebusleitungen 29 kreuzen,
wobei sich der Gate-Isolationsfilm 47 (siehe 16)
zwischen ihnen befindet, und sind parallel zueinander in regelmäßigen Intervallen
in der seitlichen Richtung angeordnet.
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Die
Gatebusleitung 29 ist mit einem (nicht gezeigten) Flüssigkristallansteuerungs-IC
verbunden und wird zum Beispiel als eine Abtastleitung verwendet,
und die Sourcebusleitung 28 ist mit einem (nicht gezeigten)
anderen Flüssigkristallansteuerungs-IC verbunden
und wird zum Beispiel als eine Signalleitung verwendet. Außerdem,
wie in 17 gezeigt, ist die Pixelelektrode 5 in
einem quadratischen Bereich ausgebildet, der durch die Gatebusleitung 29 und
die Sourcebusleitung 28 gebildet wird, ausschließlich eines
Bereichs, in dem das TFT-Element 42 ausgebildet ist.
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Die
Gatebusleitung 29 und die Gate-Elektrode 46 bestehen
zum Beispiel aus Chrom oder Tantal. Der Gate-Isolationsfilm 47 besteht
zum Beispiel aus Siliziumnitrid (SiNx) oder
Siliziumoxid (SiOx). Die Halbleiterschicht 49 besteht
zum Beispiel aus a-Si, Polysilizium oder CdSe. Die Kontaktelektrode 45 besteht
zum Beispiel aus a-Si. Die Source-Elektrode 44, die integral
mit ihr ausgebildete Sourcebusleitung 28 und die Drain-Elektrode 43 bestehen
zum Beispiel aus Titan, Molybdän
oder Aluminium.
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Der
organische Isolationsfilm 48 ist über den gesamten Bereich des
ersten Substrats 2a ausgebildet, so dass er die Gatebusleitungen 29,
die Sourcebusleitungen 28 und die TFT-Elemente 42 bedeckt. Jedoch
ist ein Kontaktloch 26 in dem organischen Isolationsfilm 48 an
einer Position ausgebildet, die der Drain-Elektrode 43 entspricht,
und über
das Kontaktloch 26 sind die Pixelelektrode 5 und
die Drain-Elektrode 43 des
TFT-Elements 42 elektrisch miteinander verbunden. Auf einem
organischen Isolationsfilm 48, auf dem die Pixelelektrode 5 ausgebildet
ist, ist eine unregelmäßige Struktur
ausgebildet, die aus einer regelmäßig oder unregelmäßig sich wiederholenden
konkav-konvexen Struktur besteht. Infolge dessen hat die Pixelelektrode 5,
die auf dem organischen Isolationsfilm 48 ausgebildet ist,
eine lichtreflektierende Struktur mit einer unregelmäßigen Struktur ähnlich der
oben beschriebenen.
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Da
die Flüssigkristallvorrichtung
dieses Beispiels den oben beschriebenen Aufbau hat, passiert in 16 externes
Licht von der Beobachterseite, das heißt externes Licht, das von
der Seite des zweiten Substrats 2b her in die Flüssigkristallvorrichtung 41 eintritt,
durch den Flüssigkristall 3 und
erreicht die Pixelelektrode 5, die aus einem lichtreflektierenden Material
besteht, und anschließend
wird das Licht an der Elektrode 5 reflektiert und tritt
wieder in den Flüssigkristall 3 ein.
Die Ausrichtung des Flüssigkristalls 3 wird
in jedem Pixel durch eine Spannung gesteuert, die zwischen der Gegenelektrode 24 und
der Pixelelektrode 5 angelegt wird und durch ein Abtastsignal und
ein Datensignal ausgewählt
wird. Folglich wird das reflektierte Licht, das in den Flüssigkristall
eintritt, in jedem Pixel moduliert, und Buchstaben, Zahlen und dergleichen
werden auf diese weise angezeigt.
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In
der Flüssigkristallvorrichtung 41 dieser Ausführungsform
wird Flüssigkristallmaterial
in einer Überkreuzungsregion,
d. h. in der Region a, und Flüssigkristall
in einer Region, die ein Teil einer überkreuzungsfreien Region ist
und sich in der Nähe
der Überkreuzungsregion
befindet, d. h. in der Region b, angesteuert, wodurch eine reflektierende
Anzeige ausgeführt
wird. In diesem Beispiel wird Licht, das die Region b passiert,
wenn eine Spannung anliegt, in einem Polarisationsfilter 7a und
dergleichen absorbiert, da der Flüssigkristall in der Region
b angesteuert wird. Dementsprechend ist es an einer Position des
zweiten Substrats 2b, die dem Bereich b entspricht, nicht
erforderlich, den Abschattungsfilm 22 anzuordnen. Dementsprechend
kann die Linienbreite des Abschattungsfilms 22 geringer
gestaltet werden als im herkömmlichen
Fall, so dass ein hohes Öffnungsverhältnis erhalten
werden kann. Oder anders ausgedrückt:
Wenn eine reflektierende Anzeige ausgeführt wird, so kann ein Anzeigebild
aufgrund des verbesserten Reflexionsgrades heller sein.
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Da
in dem ersten Substrat 2a, das in 16 gezeigt
ist, die Höhe
einer Position, an der das TFT-Element 42 ausgebildet ist,
entsprechend der Dicke des TFT-Elements 42 vergrößert ist,
ist ein Zellenspalt an der Position kleiner als an den anderen Positionen.
Da in diesem Beispiel die Region b, in der ein schräges elektrisches
Feld erzeugt wird, in der oben beschriebenen Position enthalten
ist, wird die Intensität
des schrägen
elektrischen Feldes entsprechend der Verkleinerung des Zellenspalts
vergrößert, weshalb
ein ausreichender Abschattungseffekt erreicht werden kann, selbst
wenn die Linienbreite des Abschattungsfilms 22 weiter verringert
wird. Wenn in dem oben beschriebenen Fall die Linienbreite des Abschattungsfilms
weiter verringert wird, so kann das Öffnungsverhältnis weiter vergrößert werden,
weshalb eine noch hellere Anzeige erzeugt werden kann.
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Wie
nunmehr beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Erfindung – da ein
schräges elektrisches
Feld, das zwischen der Peripherie der ersten Elektrode, wie zum
Beispiel einer Pixelelektrode, und der zweiten Elektrode, wie zum
Beispiel einer Gegenelektrode, erzeugt wird, zum Ansteuern des Flüssigkristallmaterials
verwendet wird – der
Abschattungsfilm kleiner gestaltet werden, und infolge dessen kann
das Öffnungsverhältnis vergrößert werden.