DE60129618T2

DE60129618T2 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE60129618T2
Application number: DE60129618T
Authority: DE
Inventors: Koki Takato; Seiichi Nakamura
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2021-01-12
Also published as: EP1116990A3; EP1434082A1; EP1116990B1; US6445434B2; US20040100604A1; US6989880B2; KR100405583B1; US6987550B2; US20010015782A1; DE60129618D1; EP1116990A2; KR20010077969A; JP2001264768A; JP3405972B2; US20020180922A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung und eine Endgerätvorrichtung oder ein tragbares Endgerät mit der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung.
2. Diskussion des Standes der Technik
Die jüngste Entwicklung des Vergrößerns von Flüssigkristallanzeige-Vorrichtungen hat ihren Markt zum Bereitstellen von Anzeigevorrichtungen für Personalcomputer vom Notebook-Typ, Monitore usw. erweitert.
In allgemein verwendeten konventionellen Flüssigkristallanzeige-Vorrichtungen vom TN-Typ gab es ein Problem darin, dass der Kontrast des angezeigten Bildes eine zu große Abhängigkeit von dem Betrachtungswinkel hatte, um die Anzeige aus einem gewissen Winkel sichtbar zu machen. Das Problem wurde jedoch durch Maßnahmen, wie beispielsweise die Verwendung eines Betrachtungswinkel-Kompensationsfilms, gelöst, der es möglich macht, die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung mit demselben Betrachtungswinkel wie dem einer Kathodenstrahlröhre (CRT) bereitzustellen.
In USP 5 666 178 oder USP 5 652 634 sind Verfahren offenbart, die zum Verbreitern des Betrachtungswinkels erdacht sind, in denen in einem Pixel eine Vielzahl von Regionen bereitgestellt ist, jede mit einer unterschiedlichen Richtung eines Vorkippwinkels. Außerdem ist in JP-A-9-5766 ein Verfahren offenbart, in dem eine Region mit einer unterschiedlichen Richtung des Vorkippwinkels in einem Pixel bereitgestellt ist. In den offengelegten Verfahren nach dem Stand der Technik ist die Region mit einer unterschiedliche Richtung des Vorkippwinkels in einem Pixel für den Zweck des Verbreiterns des Betrachtungswinkels bereitgestellt. Das Verhältnis zwischen den Gebieten der Abschnitte mit einer unterschiedlichen Richtung des Vorkippwinkels ist dasselbe für sämtliche Pixel, d.h. eine Anzeige, um zu verhindern, dass ungleichmäßige Gebiete auftreten. Deshalb wird keine Offenbarung oder ein Vorschlag zum Bereitstellen eines spezifizierten Bildes gegeben, das sichtbar sein soll, wenn das Bild von einer spezifizierten Richtung betrachtet wird.
JP-A-61-51124 und JP-A-61-51125 offenbaren eine Vorrichtung mit vielfachen Anzeigegebieten, deren Richtungen der flüssigkristall-molekularen Orientierung bzw. Ausrichtung auf den Anpassungsfilmen unterschiedlich sind, auf einem Substrat. Die Anzeigemuster der Anmeldungen sind typischerweise Zahlzeichen. Manche der Zahlen der Anzeigemuster können aus einer Richtung gesehen werden, und die anderen können nicht aus der Richtung gesehen werden. Diese Anmeldungen haben das Ziel, dass wenigstens ein Zahlzeichen auf einem Anzeigemuster aus einer Richtung gesehen werden kann.
Andererseits sind umgekehrt zu dem Obigen manche Anzeigen erforderlich, die nur von vorne sichtbar sind, ohne es zuzulassen, schräg betrachtet zu werden. Dieses dient dazu, zu verhindern, dass Geheimdokumente von anderen Leuten als dem Benutzer der Anzeigevorrichtung betrachtet werden, wenn die Dokumente an einem öffentlichen Platz hergerichtet oder gelesen werden, oder um es dem Benutzer zu ermöglichen, solch ein Dokument als eine persönliche Post zu lesen oder zu schreiben, ohne sich um Leute um den Benutzer herum Gedanken zu machen. Hier sei solch eine Technologie "Betrachtungswinkel-einengende Technologie" genannt.
Die Betrachtungswinkel-einengenden Technologien, die zuvor offengelegt worden sind, enthalten eine Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung, die eine Flüssigkristallschicht zum Anzeigen eines Bildes und eine Flüssigkristallschicht für eine Phasendifferenzsteuerung zusammen kombiniert ( JP-A-11-174489 , JP-A-11-7045 , JP-A-9-105958 ), eine einen Linsenbogen verwendende Vorrichtung ( JP-A-1184357 und andere), eine Vorrichtung, die eine streuende optische Führungsplatte verwendet ( JP-A-10-97199 und andere) usw..
Jedoch leiden die oben beschriebenen Verfahren an Problemen, wie beispielsweise daran, dass die Anzahl von Teilen zunimmt, und an einem unzureichend eingeengten Betrachtungswinkel.
EP 0 636 919 A1 offenbart einen Flüssigkristallanzeige-Apparat mit einem Paar von Substraten und einer Flüssigkristallschicht, die sandwichartig dazwischen angeordnet ist, mit Anpassungsfilmen, die zum Steuern von Anpassungsbedingungen des Flüssigkristalls in der Flüssigkristallschicht bereitgestellt sind. Zwei oder mehr Flüssigkristallschicht-Regionen unterschiedlicher Anpassungsbedingungen bzw. Ausrichtungsbedingungen sind zum Reduzieren eines Inversionsphänomens und einer Kontrastreduzierung bereitgestellt.
EP 0 549 283 A2 , das die in der Präambel von Anspruch 1 zitierten Merkmale offenbart, beschreibt eine Domänen-aufgeteilte Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung mit unterschiedlichen Flüssigkristall-Anpassungsdomänen zum Verbessern einer Betrachtungswinkel-Charakteristik. Moleküle des Flüssigkristalls in der Nähe der ersten Anpassungsschicht sind in einer ersten Vorkipprichtung in einer ersten Domäne und in einer zweiten Domäne in einer zweiten Vorkipprichtung ausgerichtet bzw. angepasst, die im Allgemeinen gegenüberstehend bzw. entgegengesetzt zu der ersten Vorkipprichtung ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung bereitzustellen, die ein Bild ohne einen Unterschied von dem durch eine normale Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung bei Betrachtung von der Vorderseite anzeigt, und auch ein festes Bild, das unabhängig von einem eingegebenen Bildsignal ist, bei Betrachtung von einer spezifizierten Richtung anzeigt.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 1 bereit, die eine Flüssigkristallschicht und Anpassungsfilme bzw. Ausrichtungsfilme umfasst, die sandwichartig die Flüssigkristallschicht umfassen, wobei die Oberflächen der Anpassungsfilme in eine Vielzahl von Regionen aufgeteilt sind, die eine Vielzahl von Pixeleinheiten involvieren, und wobei Flüssigkristallausrichtungen auf jedem Anpassungsfilm in den benachbarten Regionen unterschiedlich sind, und wobei die Ausrichtungen der Regionen der ersten und der zweiten Anpassungsschicht sich rechtwinklig gegenüberstehen.
Jede der Regionen kann als ein Buchstabe oder als eine sichtbare Figur geformt sein. Die Figur kann ein Quadrat sein.
Eine lange Seite eines minimalen hypothetischen Rechtecks, das jede der Regionen enthält, kann gleich oder größer als 0,1 mm sein.
Die maximale Spannung zum Treiben der Flüssigkristallschicht kann geringer als die gesättigte Spannung der Flüssigkristallschicht sein. Die maximale Spannung zum Treiben der Flüssigkristallschicht Vm und die gesättigte Spannung Vs erfüllen die folgende Bedingung: 0,005Vs ≤ Vm ≤ 0,7Vs.
Die Ausrichtung bzw. Orientierung in jeder der Regionen kann konstant sein. Die Ausrichtung bzw. Orientierung des Anpassungsfilms desselben Farbelementes in jeder der Regionen kann konstant sein.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 1 bereit, wobei das Verhältnis der Gebiete von Regionen mit unterschiedlichen Richtungen der Ausrichtung bzw. Orientierung in wenigstens einem Pixel von dem Verhältnis der Regionen in einem benachbarten Pixel unterschiedlich ist.
Jede Region kann als ein Buchstabe oder eine sichtbare Figur geformt sein.
Die Anordnung und Ausrichtung der Regionen ist derart, ein festes Muster zu produzieren, das von schrägen Richtungen sichtbar ist, unabhängig von dem auf der Flüssigkristallanzeige angezeigten Bild.
Das feste Bild kann ein Buchstabe sein. Das feste Bild kann eine sichtbare Figur sein. Das feste Bild kann eine Farbe haben.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Flüssigkristallanzeige bereit, die eine erste Flüssigkristallschicht, die ein Bild anzeigt, das von einem Treiberschaltkreis gebildet ist, und eine zweite Flüssigkristallschicht umfasst, wobei die Anpassungsfilme, die die zweite Flüssigkristallschicht sandwichartig umfassen, behandelt sind, um in Regionen unterschiedlicher Ausrichtung als die in Anspruch 1 zitierten Anpassungsschichten unterteilt zu sein.
Die Flüssigkristallanzeige der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein Paar von Substraten, die die Flüssigkristallschicht sandwichartig umfassen, und einen Treiberschaltkreis für die Flüssigkristallschicht, wobei das Substrat aus Glas hergestellt sein kann.
Der Treiberschaltkreis kann auf dem Substrat gebildet sein. Der Treiberschaltkreis kann separat von dem Substrat gebildet sein.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Endgerätvorrichtung bereit, die eine Flüssigkristallvorrichtung gemäß Anspruch 1 umfasst.
Die vorliegende Erfindung stellt eine tragbare Endgerätvorrichtung bereit, die eine Flüssigkristallvorrichtung gemäß Anspruch 1 umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Anpassungsfilme in einer Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung in eine Vielzahl von Regionen aufgeteilt, wobei in jeder davon die Richtung der Richtung der Ausrichtung bzw. Orientierung von der in anderen Regionen unterschiedlich gemacht ist, so dass manche der Regionen in dunklen Farben, wie beispielsweise Schwarz, bei Betrachtung von einer spezifizierten Richtung gesehen werden können. Dieses ist eine Anwendung einer Variation eines Betrachtungswinkels der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung, die abhängig von einer Richtung einer Grenzflächenmodifizierung für eine auf dem Anpassungsfilm durchgeführten Ausrichtung ist.
Somit verhindern manche der in einer spezifizierten Farbe von einer spezifizierten Richtung gesehenen Regionen, dass ein auf einem Schirm angezeigtes Bild von einer gewissen Richtung gesehen wird.
Darüber hinaus wird es ermöglicht, dass ein festes Bild von einer spezifizierten Richtung unabhängig von einem in die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung eingegebenen Bildsignal betrachtet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine erste Ausführungsform einer Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Draufsicht, die ein Muster von Regionen "a" und "b" veranschaulicht, in denen die Richtung der Flüssigkristallausrichtung in den Regionen "a" von der Ausrichtung in den Regionen "b" unterschiedlich ist, in der ersten Ausführungsform der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Ansicht, die Richtungen der Ausrichtung bzw. Orientierung des Flüssigkristalls in der Region "a" und der Region "b" veranschaulicht, mit einem als durchgezogene Linie gezeichneten Pfeil, der die Reibrichtung (Rubbing-Richtung) des unteren Substrats anzeigt, und einem als gepunktete Linie gezeichneten Pfeil, der die Reibrichtung des oberen Substrats zeigt.
4 ist eine Ansicht, die die Richtungen der Anpassungsbehandlung bzw. Ausrichtungsbehandlung einer Anpassungsschicht in der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung veranschaulicht, in der ein Pfeil D eine Betrachtungsrichtung darstellt. Aus der Richtung D sieht die Region "a" unabhängig von der an die Flüssigkristallschicht angelegten Signalspannung schwarz aus. Andererseits sieht die Region "b" von der entgegengesetzten bzw. gegenüberstehenden Richtung der Richtung D schwarz aus.
5(a) ist eine konzeptuelle Querschnittsansicht, die eine Region 51, in der ein durch den Flüssigkristall angezeigtes Bild in der Region "a" sichtbar ist (sichtbare Region), und Regionen 52 zeigt, in denen die Region "a" in Schwarz gesehen wird und das Bild unsichtbar ist (unsichtbare Region).
5(b) ist eine konzeptuelle Querschnittsansicht, die eine sichtbare Region 53 eines durch den Flüssigkristall angezeigten Bildes in der Region "b" und unsichtbare Regionen 54 zeigt, in denen die Region "b" in Schwarz gesehen wird.
6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Bildes zeigt, das auf der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung der ersten Ausführungsform bei Betrachtung von der Vorderseite angezeigt wird.
7 ist eine Ansicht, die das in 6 präsentierte Bild zeigt, wenn die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung von der durch den Pfeil D in 4 angegebenen Richtung betrachtet wird, wobei Regionen "a" in Schwarz gesehen werden, um es schwierig zu machen, das angezeigte Bild zu sehen, wenn die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung seitlich von einer schrägen Richtung betrachtet wird.
8 ist ein Diagramm, das acht Richtungen, 1 bis 8, veranschaulicht, über welchen Betrachtungswinkel gemessen werden, um zu zeigen, dass der Betrachtungswinkel sich in Abhängigkeit von Betrachtungsrichtungen unterscheidet.
9 ist eine Tabelle, die Ergebnisse der Messung der Betrachtungswinkelabhängigkeit der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtungen in der ersten bis vierten Ausführungsform und vier Vergleichsbeispiele zeigt.
10(a) ist eine Draufsicht, die eine Anordnung von Regionen "a" und Regionen "b" veranschaulicht, wobei die Richtung der Flüssigkristallausrichtung in Regionen "b" unterschiedlich von der in Regionen "a" ist, in der zweiten Ausführungsform der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
10(b) ist eine Ansicht, die Reibrichtungen in der Region "a" und der Region "b" in 10(a) veranschaulicht, mit einem als durchgezogene Linie gezeichneten Pfeil, der eine Reibrichtung in dem unteren Substrat zeigt, und einem als eine gepunktete Linie gezeichneten Pfeil, der eine Reibrichtung in dem oberen Substrat zeigt.
11 ist eine Draufsicht, die Reibrichtungen in Substraten für Flüssigkristallanzeige-Vorrichtungen in Vergleichsbeispielen von Flüssigkristallanzeige-Vorrichtungen veranschaulicht.
12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Anzeige eines Firmenlogos veranschaulicht, wie beispielsweise ein Firmenname oder ein Markenname eines Produkts, wobei das Firmenlogo auf dem in 6 gezeigten angezeigten Bild überlagert gesehen wird, wenn das Bild von der Seite betrachtet wird.
13 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Anzeige einer Figur veranschaulicht, die dem in 6 gezeigten Bild überlagert ist, wenn das Bild von der Seite betrachtet wird.
14 ist eine Ansicht, die die Region "a" veranschaulicht, in der rote, grüne und blaue Pixel einer Farbflüssigkristallanzeige-Vorrichtung angeordnet sind.
15 ist eine Ansicht, die veranschaulicht, dass die Richtung der Ausrichtung des Flüssigkristalls in einem Pixel R unterschiedlich von der von Pixeln G und B gemacht ist.
16 ist eine Ansicht, die einen Anpassungsfilm veranschaulicht, dem eine gleichmäßige Reibung (Rubbing) als ein erster Schritt in einem Verfahren zum Bilden von Regionen mit unterschiedlicher Ausrichtungsrichtung des Flüssigkristalls gegeben ist.
17 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Photomaske zeigt, die in einem Schritt zum Ändern des Zustands der Ausrichtung des Anpassungsfilms, wie in 16 vorbereitet, durch Lichtbestrahlung verwendet ist.
18 ist ein schematisches Diagramm einer typischen Flüssigkristallanzeige der vorliegenden Erfindung.
19 zeigt zwei Pixel in der Anzeige, die unterschiedliche Verhältnisse zwischen den Gebieten des Gebietes der Region "a" und des Gebietes der Region "b" haben.
20 zeigt ein Beispiel eines Mobiltelefons, das die Flüssigkristallanzeige der vorliegenden Erfindung verwendet.
21 zeigt ein Beispiel eines Palmtop-Computers, der die Flüssigkristallanzeige der vorliegenden Erfindung verwendet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden Ausführungsformen der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Detail im Folgenden mit Verweis auf Zeichnungen erläutert werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen begrenzt. Außerdem werden numerische Werte, wie die der Dicke, und verwendete Materialien nur beispielhaft präsentiert.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird erläutert werden. In der Ausführungsform ist ein Anpassungsfilm bzw. Ausrichtungsfilm in eine Vielzahl von Quadratregionen aufgeteilt. In einer Quadratregion ist eine Richtung der Ausrichtung bzw. Orientierung gegeben, während die Richtung der Ausrichtung in einer benachbarten Quadratregion geändert ist, so dass eine Vielzahl von Richtungen der Ausrichtungen sich periodisch über die angeordneten Quadratregionen wiederholt.
1 ist eine Querschnittsansicht, die die erste Ausführungsform einer Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Auf die Querschnittsansicht wird zur Erläuterung einer allgemeinen Struktur einer Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung verwiesen. Somit sind Strukturen der folgenden Ausführungsformen nicht auf die in 1 gezeigte beschränkt.
Auf einem Glassubstrat 11 mit darauf gebildeten Dünnschichttransistoren (TFT, Thin Film Transistors), ist ein Polyimid-Anpassungsfilm 13 vorgesehen. Andererseits ist auf einem Glassubstrat 12 mit darauf gebildeten Farbfiltern ein Polyimid-Anpassungsfilm 14 vorgesehen. Zwischen dem Glassubstrat 11 und dem Glassubstrat 12 ist ein Flüssigkristallmaterial 15 eingeschlossen. Das Glassubstrat 11 und das Glassubstrat 12 sind mit Abstandhaltern 16 mit einem Partikeldurchmesser von ungefähr 5 μm beabstandet. Jedes Ende des Glassubstrats ist durch eine Epoxidversiegelung 17 versiegelt. Auf diese Weise ist eine Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung mit einer gleichmäßigen Dicke ausgebildet. Anstelle der Verwendung des Abstandhalters 16 können Ständer zwischen den Substraten verwendet werden, um den Abstand zwischen den Glassubstraten 11 und 12 zu halten. In einer kleinen Anzeige kann der Abstand nur durch die Versiegelung 17 gehalten werden, die bei jedem Ende des Glassubstrats vorgesehen ist.
Wie in 18 gezeigt, ist die Flüssigkristallanzeige 1801, die das obere und das untere Substrat mit der zwischen diesen gehaltenen Flüssigkristallschicht hat, mit einem Treiberschaltkreis 1802 zum Treiben der Flüssigkristallanzeige 1801 verbunden. Das Signal 1803 zum Anzeigen eines Bildes auf der Flüssigkristallanzeige 1801 wird an den Treiberschaltkreis 1801 eingegeben. Der Treiberschaltkreis 1802 kann auf dem oberen oder dem unteren Substrat gebildet sein oder kann getrennt von der Anzeige 1801 gebildet sein.
Für das Flüssigkristallmaterial kann das von Chisso Petrochemical Co., Ltd. gelieferte Flüssigkristall vom TN-Typ LIXON 5010 verwendet werden.
Für den Anpassungsfilm bzw. Ausrichtungsfilm kann das von Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. gelieferte Polyimid P1-1051 verwendet werden.
Eine Draufsicht der Ausführungsform der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 2 gezeigt.
Was die Ausdrücke "oberes Substrat" und "unteres Substrat" angeht, die hier im Nachfolgenden verwendet werden, wird das Glassubstrat 11, das mit den TFTs versehen ist, und das Glassubstrat 12, das mit den Farbfiltern versehen ist, oberes Substrat bzw. unteres Substrat genannt werden.
Auf dem Anpassungsfilm ist eine Grenzflächenmodifizierung der Ausrichtung mitgegeben, so dass zwei Arten von Regionen "a" und "b", in 2 gezeigt, mit voneinander unterschiedlichen Richtungen der Ausrichtung abwechselnd angeordnet sind. Hier wird die Grenzflächenmodifizierung der Ausrichtung beispielsweise mittels Reiben bzw. Scheuern (Rubbing) gegeben.
Der Anzeigeschirm ist mit der Grenzflächenbehandlung der Ausrichtung behandelt, um in zwei Arten kleiner Regionen "a" und "b" unterteilt zu sein. Jede der kleinen Regionen ist z.B. als ein Quadrat mit einer Seite von ungefähr 2,5 mm gebildet, was eine ausreichend größere Größe im Vergleich mit der des Pixels ist, so dass die Region direkt erkannt werden kann.
In der Ausführungsform wird das Reiben (Rubbing) wie folgt ausgeführt. Zuerst wird ein Polyimid-Film auf dem unteren Substrat gebildet, bevor gleichmäßiges Reiben über dem gesamten Polyimid-Film durchgeführt wird.
Als Nächstes werden entweder die Regionen "a" oder die Regionen "b" mit einem aus einem rostfreien Stahl hergestellten dünnen Metallfilm maskiert, wie z.B. in 17 gezeigt. Hier sind die Regionen "b" zu maskieren, auf denen das Reiben in der entgegengesetzten Richtung zu der des ursprünglich durchgeführten Reibens durchgeführt wird. Dann wird der dünne Metallfilm entfernt, um ein wie in 2 gebildetes Substrat bereitzustellen.
Auf der gesamten Fläche des oberen Substrates, dem unteren Substrat gegenüberliegend, wie in 2 gezeigt, wird auch ein Polyimid-Film in derselben Weise wie der auf dem unteren Substrat Gebildete gebildet. Danach wird das Reiben auf der gesamten Fläche des Polyimid-Films durchgeführt, so dass die Reibrichtung rechtwinklig zu der Richtung des auf dem unteren Substrat durchgeführten Reibens wird, wenn beide Substrate sich gegenseitig gegenüberliegen. Dann werden Regionen, die entweder den Regionen "a" oder den Regionen "b" des unteren Substrats entsprechen, mit einem aus rostfreiem Stahl hergestellten dünnen Metallfilm maskiert. Hier sind die Regionen "b" zu maskieren, über welchen das Reiben in der Richtung rechtwinklig zu der Richtung des auf dem unteren Substrat durchgeführten Reibens und umgekehrt zu der auf den Regionen "b" des unteren Substrats durchgeführten Richtung durchgeführt wird. Der dünne Metallfilm wird danach entfernt.
Die Grenzflächenmodifizierung der Ausrichtung in den Regionen "a" und den Regionen "b" ist in den Richtungen gegeben, die mit Pfeilen angegeben sind, die als durchgezogene Linien auf dem unteren Substrat gezeichnet sind und die als gepunktete Linien auf dem oberen Substrat gezeichnet sind, wie in 3 gezeigt. Die Richtungen sind in der Region "a" und der Region "b" entgegengesetzt zueinander gemacht. Darüber hinaus sind das obere und das untere Substrat angeordnet, so dass jede der entsprechenden Quadratregionen mit der Richtung der Ausrichtung in dem oberen Substrat gegenüberliegt, die senkrecht zu der in dem unteren Substrat in jeder der Regionen "a" und "b" gemacht ist.
In der Ausführungsform der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung ist ein Bogenpolarisierer auf einer Oberfläche von jedem des oberen und des unteren Substrats vorgesehen. Hier sind die Polarisationsebenen der Bogenpolarisierer auf dem oberen und unteren Substrat parallel zueinander gemacht, so dass die Anzeige schwarz ist, wenn keine Spannung angelegt wird. Außerdem sind die Bogenpolarisierer so angeordnet, dass die Polarisationsebenen ferner parallel zu der Reibrichtung in entweder der Region "a" oder der Region "b" gemacht sind. Die beim Treiben der Anzeigevorrichtung angelegte maximale Spannung wurde als ungefähr 70% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls bestimmt.
Mit der obigen Bearbeitung wird das wie in 4 gezeigte Substrat erhalten. In diesem Typ der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung, wenn schräg von der durch einen Pfeil D angegebenen Richtung betrachtet, weisen die Regionen "a" eine starke Abhängigkeit von dem Betrachtungswinkel auf, um die Anzeige unsichtbar zu machen. Und zwar werden die Regionen "a" in Schwarz oder geschwärzt gesehen, ungeachtet des Anzeigesignals. Bei Betrachtung von der Richtung entgegengesetzt zu der durch den Pfeil D angegebenen, werden andererseits die Regionen "b" unsichtbar.
Dieses wird mit Verweis auf 5(a) und 5(b) weiter erläutert werden, die vergrößerte Querschnittsansichten sind, die einen Oberflächenteil der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung mit einem Zustand hinsichtlich der in 5(a) gezeigten Region "a" und hinsichtlich der Region "b" in 5(b) zeigen. Obwohl die Regionen "a" und "b" eigentlich auf dem Anpassungsfilm definiert sind, sind hier zum Nutzen der Erläuterung die Regionen "a" und "b" konzeptuell direkt auf dem Glassubstrat 12 gezeigt.
5(a) zeigt eine Region eines sichtbaren Bildes 51 und Regionen eines unsichtbaren Bildes 52 für die Region "a". Wenn der Schirm von der Region des sichtbaren Bildes 51 betrachtet wird, kann die Anzeige nämlich als gemäß der Bedingung des Flüssigkristalls in einer normalen Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung gesehen werden. Bei Betrachtung von den Regionen des unsichtbaren Bildes 52 wird die Anzeige andererseits ungeachtet der Bedingung des Flüssigkristalls immer in Schwarz oder als geschwärzt gesehen. Die Anzeige in Schwarz oder als geschwärzt wird hier im Nachfolgenden als "in Schwarz" bezeichnet. Zum Beispiel wird die Region "a" bei Betrachtung von der Richtung D als in Schwarz gesehen.
5(b) zeigt eine Region eines sichtbaren Bildes 53 und Regionen eines unsichtbaren Bildes 54 für die Region "b". In der Region des sichtbaren Bildes 53 kann ein in der Region "b" durch den Flüssigkristall angezeigtes Bild in der Richtung D gesehen werden. Von den Regionen des unsichtbaren Bildes 54 wird die Region "b" als in Schwarz gesehen.
Da die Regionen "a" und die Regionen "b" nebeneinander angeordnet sind, kann eine normale Flüssigkristallanzeige in den Regionen "b" gesehen werden, wenn die Anzeige von einer gewissen Richtung betrachtet wird, von der Richtung D zum Beispiel, während die Regionen "a" in Schwarz gesehen werden. Dieses verhindert, dass das auf der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung angezeigte Gesamtbild vollständig gesehen werden kann.
Außer für den Fall, in dem die Anzeige ungefähr von der Vorderseite betrachtet wird, ist deshalb die gesamte Anzeige unsichtbar, so dass es schwierig ist, die angezeigte Information zu verstehen. Von einer anderen Richtung als von vorne werden nämlich schwarze Quadrate der Regionen "a" oder der Regionen "b" auf dem Anzeigeschirm erkannt, als ob das angezeigte Bild verwürfelt wäre.
Man betrachte z.B. ein in der in 6 gezeigten Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung angezeigtes Bild. Das Bild kann wie in 6 gezeigt ungefähr von der Vorderseite der Anzeigevorrichtung korrekt gesehen werden. Wenn die Anzeige jedoch von der Seite schräg betrachtet wird, von der Richtung D zum Beispiel, wird das Muster jedoch mit verstreuten schwarzen Mustern gesehen, wie in 7 gezeigt, was es unmöglich oder schwierig macht, die angezeigten Details korrekt zu sehen.
Hinsichtlich der Sichtbarkeit der Ausführungsform der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung wurde ein Test ausgeführt, in dem fünfzehn Personen Bilder und Figuren, die auf der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung angezeigt wurden, von den Richtungen mit den Nummern von 1 bis 8 in 8 beobachteten. Die Bilder bestanden aus Zeichen, wie beispielsweise chinesischen Zeichen, Hiragana-Zeichen und Alphabetzeichen, und Figuren, wie beispielsweise Fotografien. In dem Test wurden Winkel, bei denen die angezeigten Bilder sichtbar waren, gemessen, wobei die Ergebnisse einer Vielzahl von Messungen gemittelt worden sind. Hier wurden die Winkel, bei denen die angezeigten Bilder sichtbar waren, als Neigungswinkel von der Normalen zu dem Schirm, d.h. der direkten Front des Schirms, die als Null Grad genommen wurde, präsentiert. Die Messungen für Zeichen und Figuren wurden separat ausgeführt.
Die Ergebnisse der Messungen sind in einer in 9 gezeigten Tabelle mit den Ergebnissen hinsichtlich der ersten Ausführungsform präsentiert, die in dem ersten Feld der Tabelle dargeboten sind.
Hinsichtlich der Figuren macht in den Richtungen 1 und 5, nämlich in der Horizontalrichtung, eine Neigung von ungefähr 16 Grad von der Front die angezeigten Figuren unsichtbar. In den Richtungen 3 und 7, nämlich in der Vertikalrichtung, machten Neigungen bis zu ungefähr 32 Grad von der Front die angezeigten Figuren sichtbar. In den Richtungen 2, 4, 6 und 8 zwischen den obigen Horizontal- und Vertikalrichtungen machten Neigungen bis zu ungefähr 18 Grad von der Front die angezeigten Figuren sichtbar.
Hinsichtlich der Zeichen macht in der Horizontalrichtung eine Neigung von ungefähr 15 Grad von der Front es schwer, die angezeigten Zeichen zu lesen. In der Vertikalrichtung machten Neigungen bis zu ungefähr 30 Grad die angezeigten Zeichen lesbar.
Die Region, die das Lesen der Zeichen ermöglicht, ist ein wenig schmaler als die, die die Figuren sichtbar macht. Es wird erachtet, dass dieses so ist, weil die Zeichen feiner und komplizierter als die Figuren sind. Jedoch gibt es keinen signifikanten Unterschied zwischen den Zeichen und den Figuren, um erkannt zu werden.
Wie aus den Ergebnissen der Messung verstanden wird, ermöglicht die mit den Regionen "a" und "b" versehene Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung wie in der Ausführungsform immer, dass ein normales angezeigtes Bild bei Betrachtung von der Front gesehen wird, aber sie macht es unmöglich, das angezeigte normale Bild korrekt sichtbar mit einer Neigung von 20 Grad oder mehr von der Front bei schräger Betrachtung von der rechten oder linken Seite zu machen. Dieses verhindert, dass das angezeigte Bild korrekt erkannt wird, wenn es von der Seitenrichtung betrachtet wird, um eine Realisierung einer Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung zu erlauben, durch welche nur der Benutzer der Anzeige das angezeigte Bild sehen kann.
Zum Beispiel ist eine Realisierung eines Mobilendgerätes oder eines Mobiltelefons möglich, das in einer Hand von Jemand mit einem Anzeigeschirm betrieben werden kann, der es dem Benutzer ermöglicht, das angezeigte Bild zu sehen und der verhindert, dass Leute in der Nähe davon das angezeigte Bild sehen, selbst wenn sie versuchen, auf die Anzeige zu schauen.
Wenn der Anzeigeschirm von anderen Richtungen als der Frontrichtung betrachtet wird, wird ein Muster wegen einer dem Anpassungsfilm gegebenen Ausrichtung von einer Richtung ungeachtet des angezeigten Bildes sichtbar. Deshalb ist es vorteilhaft, das Muster in Abhängigkeit von dem Zweck des hauptsächlich angezeigten Bildes geeignet auszuwählen.
Obwohl eine Flüssigkristallanzeige des Normalfall-Schwarztyps, die ohne Anlegen einer Spannung Schwarz anzeigt, oben erläutert ist, kann auch eine Flüssigkristallanzeige des Normalfall-Weißtyps verwendet werden, die ohne Anlegen einer Spannung Weiß anzeigt. Bei dem Normalfall-Weißtyp ist es vorzuziehen, dass eine Vorspannung von 0,5% bis 70% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls angelegt wird. Es ist mehr vorzuziehen, dass eine Vorspannung von 5% bis 50% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls angelegt wird. Es ist mehr vorzuziehen, dass eine Vorspannung von 5% bis 20% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls angelegt wird.
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform erläutert werden.
In der zweiten Ausführungsform wurden die Regionen "a" und die Regionen "b" in einem wie in 10(a) gezeigten Muster angeordnet. Die zweite Ausführungsform hat hinsichtlich der Struktur die der ersten Ausführungsform, abgesehen von der Anordnung der Regionen "a" und "b". In der Ausführungsform wurden die Richtungen von Diagonalen der Regionen "a" und der Regionen "b" hergestellt, um zu der Vertikalrichtung für einen Bildbeobachter zu passen. Obwohl das wie in 10(a) gezeigte Muster in der zweiten Ausführungsform präsentiert ist, ist es auch möglich, das Muster derart anzuordnen, dass die Vertikalrichtung davon nicht zu den Richtungen der Diagonalen der Regionen "a" und der Regionen "b" passt.
Auch in der zweiten Ausführungsform sind die Reibrichtung in den Regionen "a" und den Regionen "b" auf dem oberen Substrat durch als gepunktete Linien gezeichnete Pfeile dargestellt und sind die auf dem unteren Substrat durch als durchgezogene Linien gezeichnete Pfeile dargestellt. In dem Muster der zweiten Ausführungsform sind die Quadratregionen hinsichtlich derer in der ersten Ausführungsform um 45 Grad gedreht. Die Regionen "a" und die Regionen "b" sollen Quadrate sein, wobei jedes eine Seite von ungefähr 2,5 mm hat.
Auch in der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform wurden Betrachtungswinkel wie in der ersten Ausführungsform evaluiert. Die gemittelten Werte der dadurch erhaltenen Neigungswinkel von der Normalen zu dem Schirm sind in der Tabelle in 9 gezeigt. Auch in der zweiten Ausführungsform wurden annähernd dieselben Ergebnisse wie in der ersten Ausführungsform erhalten, wobei die lesbaren Winkel in der Horizontalrichtung kleiner gemacht wurden.
Nach diesem wird eine dritte Ausführungsform erläutert werden.
In der dritten Ausführungsform wurde der von Merck Japan Co., Ltd. gelieferte Flüssigkristall ZLI-4540 (270 Degree Twist) vom STN-Typ für das Flüssigkristallmaterial verwendet. Darüber hinaus wurden streifen-förmige ITO-Elektroden auf jedem der oberen und unteren Glassubstrate vorgesehen. Hier wurden die streifen-förmigen ITO-Elektroden auf dem oberen Glassubstrat vorgesehen, um rechtwinklig zu denen auf dem unteren Glassubstrat zu sein, wenn die zwei Glassubstrate dazu gebracht wurden, sich gegenüber zu liegen.
Hinsichtlich anderer Bestandteile wurden sie mit denselben Materialien und Beschaffenheiten wie die in der zweiten Ausführungsform versehen. Die streifen-förmigen ITO-Elektroden, die jeweils gebildet sind, eine Breite von ungefähr 200 μm zu haben, wurden bei 20 μm Intervallen angeordnet.
Auf den auf jedem der oberen und unteren Substrate vorgesehenen ITO-Elektroden wurde eine Anpassungsschicht bzw. Ausrichtungsschicht gebildet, die einem Reiben ähnlich wie in der zweiten Ausführungsform unterzogen wurde, um die Regionen "a" und "b" auf den Substraten zu bilden.
Die Polarisationsfilter wurden zum Anzeigen von Schwarz gebildet, wenn keine Spannung angelegt ist. Und die maximale Spannung der Treibersignale ist 70% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls.
Beim Anlegen einer spezifizierten Spannung an ausgewählte ITO-Elektroden auf den oberen und unteren Substraten wird die molekulare Ausrichtungsrichtung eines Flüssigkristalls bei einem Schnittpunkt der jeweiligen ITO-Elektroden aufgrund des Einflusses eines elektrischen Feldes geändert. Dieses ändert den Lichtdurchlassgrad des Flüssigkristalls, wodurch ein erwünschtes Bild angezeigt werden kann.
Auch in der dritten Ausführungsform, in der die Regionen "a" und die Regionen "b" vorgesehen sind, kann ein normales Bild gesehen werden, wenn der Schirm von der Front betrachtet wird, während bei schräger Betrachtung von der Seite nur entweder die Regionen "a" oder die Regionen "b" gesehen werden können, was es unmöglich macht, das gesamte Bild zu beobachten.
Auch in der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform wurden Betrachtungswinkel ähnlich wie in der ersten Ausführungsform evaluiert. Die Ergebnisse sind auch in der Tabelle in 9 gezeigt.
Auch in der Ausführungsform kann verstanden werden, dass die Betrachtungswinkel in der Horizontalrichtung für das angezeigte Bild begrenzt sind. Die Ausführungsform stellt ursprünglich kleine sichtbare Winkel bereit, was es unmöglich macht, das Bild mit einer Neigung von ungefähr 25 Grad von der Front zu erkennen. Im Besonderen machen in den Richtungen 1 und 5 Neigungen von 11 bis 14 Grad von der Front es unmöglich, das angezeigte Bild zu erkennen. Das heißt, dass durch Bereitstellen der Regionen "a" und "b" der Betrachtungswinkel in der Horizontalrichtung begrenzt werden konnte.
Wenn eine Flüssigkristallanzeige des Normalfall-Weißtyps verwendet wird, ist es vorzuziehen, dass eine Vorspannung von 0,5% bis 70% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls angelegt wird. Es ist mehr vorzuziehen, dass eine Vorspannung von 5% bis 50% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls angelegt wird. Es ist mehr vorzuziehen, dass eine Vorspannung von 5% bis 20% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls angelegt wird.
Als Nächstes wird die vierte Ausführungsform erläutert werden.
In der vierten Ausführungsform wurde ein verzogener bzw. verdrehter ferroelektrischer Flüssigkristall vom FLC-Typ 2005, von Chisso Petrochemical Co., Ltd., geliefert, der eine Hochgeschwindigkeitsantwort aufweist, als ein Flüssigkristallmaterial verwendet. Eine Dicke der Flüssigkristallschicht, d.h. eine Zellenlücke, ist ungefähr 2 μm, und die maximale Treiberspannung wird als die gesättigte Spannung des Flüssigkristalls genommen. Die polarisierte Richtung des Polarisierungsfilms ist parallel zu der Reibrichtung der Anpassungsschicht auf den Substraten festgelegt. In diesem Fall ist die Vorrichtung von dem Normalfall-Weißtyp. Die Betrachtungswinkel dieser Vorrichtung werden maximal, wenn keine Spannung angelegt wird. Die restliche Beschaffenheit der Vorrichtung ist dieselbe wie die in der ersten Ausführungsform.
Auch in der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform wurden Betrachtungswinkel ähnlich wie in der ersten Ausführungsform evaluiert. Gemittelte Werte der erhaltenen Neigungswinkel von der Normalen zu dem Schirm sind in den Tabelle in 9 gezeigt.
In dieser Ausführungsform ist es in der Vertikalrichtung, und zwar in der Richtung 3 und der Richtung 7, möglich, selbst mit einer Neigung von 50 Grad von der Front das angezeigte Bild zu sehen. Jedoch macht bei Betrachtung von der Seite, und zwar bei Betrachtung von der Richtung 1 und der Richtung 5, eine Neigung von ungefähr 15 Grad von der Front es unmöglich, das angezeigte Bild zu erkennen. In dieser Ausführungsform ist der Effekt des Bereitstellens der Regionen "a" und "b" bemerkenswert.
Im Folgenden wird eine Erläuterung hinsichtlich von Vergleichsbeispielen bereitgestellt, die zum Beweisen des Effektes der vorliegenden Erfindung angefertigt wurden.
(Vergleichsbeispiele 1, 2 und 3)
Drei Arten von Flüssigkristallanzeige-Vorrichtungen wurden angefertigt, wobei in jeder von diesen eine Grenzflächenmodifizierung der Ausrichtung bzw. Orientierung auf einen Anzeigeschirm gegeben wurde, wie in 11 gezeigt, ohne Aufteilen des Schirms in eine Vielzahl von Regionen mit unterschiedlichen Ausrichtungsrichtungen. Andere Teile der drei Anzeigevorrichtungen waren auf dieselbe Weise wie die zweite, dritte und vierte Ausführungsform gebildet, die als Vergleichsbeispiele 1, 2 bzw. 3 bereitzustellen sind. Auch in jedem der Vergleichsbeispiele wird die Richtung des Reibens auf dem oberen Substrat durch einen als gepunktete Linie gezeichneten Pfeil dargestellt und wird die auf einem unteren Substrat durch einen als eine durchgezogene Linie gezeichneten Pfeil dargestellt.
Auch in der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung der Vergleichsbeispiele wurden Betrachtungswinkel ähnlich wie in der ersten Ausführungsform evaluiert. Gemittelte Werte der erhaltenen Neigungswinkel von der Normalen zu dem Schirm sind in der Tabelle in 9 gezeigt.
In dem Vergleichsbeispiel 1 kann bei Betrachtung von der Richtung 1 das Bild bis ungefähr 40 Grad an Neigung von der Front gesehen werden. Jedoch macht bei Betrachtung von der entgegengesetzten Richtung 5 eine Neigung von ungefähr 15 Grad von der Front das Bild unsichtbar. Außerdem macht in der Vertikalrichtung eine Neigung von ungefähr 30 Grad von der Front das Bild unsichtbar. In diesem Fall ist ein normales Bild immer von der Front sichtbar. Von der Richtung 1 kann das angezeigte Bild über einen weiten Bereich gesehen werden.
In dem Vergleichsbeispiel 2 machen bei Betrachtung von der Richtung 1 Neigungen von 23 und 24 Grad von der Front das Bild unsichtbar. Von der Richtung 5 macht eine Neigung von ungefähr 10 Grad von der Front das Bild unsichtbar. In der Vertikalrichtung machen Neigungen von einigen Grad über 20 Grad von der Front das Bild unsichtbar. Auch in diesem Fall ist bei Betrachtung von der Richtung 1 das angezeigte Bild über einen weiten Bereich sichtbar.
In dem Vergleichsbeispiel 3 machen Neigungen bis ungefähr 70 Grad von der Front das Bild von der Richtung 1 sichtbar. Von der Richtung 5 macht eine Neigung von 20 Grad von der Front das Bild unsichtbar. Von der Richtung 1 ist das angezeigte Bild über einen weiten Bereich sichtbar.
Darüber hinaus wurde durch Verwendung der in 9 gezeigten Ergebnisse ein Vergleich hinsichtlich der Anzeigevorrichtungen mit einem Flüssigkristall von TN-Typ durch Vergleichen der ersten und der zweiten Ausführungsform mit dem Vergleichsbeispiel 1, ein Vergleich hinsichtlich des STN-Typs durch Vergleichen der dritten Ausführungsform mit dem Vergleichsbeispiel 2 und ein Vergleich hinsichtlich des verbogenen FLC-Typs durch Vergleichen der vierten Ausführungsform mit dem Vergleichsbeispiel 3 getätigt.
In sämtlichen Anzeigevorrichtungen mit den obigen Typen der Flüssigkristalls wird gezeigt, dass dramatisch schmalere Betrachtungswinkel in der Horizontalrichtung durch die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden.
Deshalb ist es erwiesen, dass sämtliche der Typen des Flüssigkristallmaterials zum Verengen des Betrachtungswinkels gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Im Besonderen konnte mit der Verwendung des verdrehten FLC-Typs, der eine Hochgeschwindigkeitsantwort aufweist, ein klares Bewegtbild beim Überprüfen der Anzeigequalität des von der Front betrachteten Bildes erkannt werden.
In den oben erläuterten Ausführungsformen wurde die Grenzflächenmodifizierung der Ausrichtung zum Begrenzen des Betrachtungswinkels in der Horizontalrichtung gegeben, was es möglich macht, die in 9 präsentierten Ergebnisse bereitzustellen. Durch Ändern der Ausrichtungsrichtung ist es deshalb möglich, den Betrachtungswinkel in einer beliebigen Richtung zu begrenzen.
(Vergleichsbeispiel 4)
Eine Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung ähnlich der der Ausführungsform 1 mit einer dorthin gelieferten gesättigten Spannung der Flüssigkristallschicht wurde als ein Vergleichsbeispiel 4 angefertigt. Die Betrachtungswinkel in diesem Beispiel wurden ähnlich wie in der ersten Ausführungsform evaluiert. Gemittelte Werte der erhaltenen Neigungswinkel von der Normalen zu dem Schirm sind in der Tabelle in 9 gezeigt.
In dem Vergleichsbeispiel 4 machte, wenn die Anzeige von der Seite betrachtet wird, und zwar von der Richtung 1 und der Richtung 5, eine Neigung von ungefähr 25 Grad von der Front das Bild unsichtbar. In der Vertikalrichtung machten jedoch Neigungen bis zu einigen Grad über 30 Grad von der Front das Bild sichtbar, wobei eine geringe Abhängigkeit von Betrachtungsrichtungen aufgewiesen wurde.
Ein Vergleich der ersten Ausführungsform mit dem Vergleichsbeispiel 4 bewies, dass der Betrachtungswinkel verbreitert wird, wenn die gesättigte Spannung der Flüssigkristallschicht als die maximale Treiberspannung genommen wird. Deshalb wird vorzugsweise die maximale Treiberspannung gleich oder unterhalb von ungefähr 90% der gesättigten Spannung der Flüssigkristallschicht in dem Normalfall-Schwarz-Typ genommen. Dieses ist so, weil die Flüssigkristalle des TN-Typs und des STN-Typs nicht eine bemerkenswerte Abhängigkeit von dem Betrachtungswinkel unter einer Anwendung keiner Spannung oder einer gesättigten Spannung aufweisen, so dass eine geringe Abhängigkeit von dem Betrachtungswinkel bei oder über ungefähr 90% der gesättigten Spannung auftritt.
Andererseits muss die maximale Treiberspannung bei oder über 40% der gesättigten Spannung der Flüssigkristallschicht sein. Dieses ist so, weil ein wünschenswerter Kontrast eines Bildes nicht mit einer Treiberspannung unterhalb von ungefähr 40% der gesättigten Spannung erhalten werden kann, weil die Bildqualität verschlechtert werden würde.
Wenn eine Flüssigkristallanzeige des Normalfall-Weißtyps verwendet wird, ist es vorzuziehen, dass eine Vorspannung von 0,5% bis ungefähr 70% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls angelegt wird. Es ist mehr vorzuziehen, dass eine Vorspannung von ungefähr 5% bis ungefähr 50% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls angelegt wird. Es ist mehr vorzuziehen, dass eine Vorspannung von ungefähr 5% bis ungefähr 20% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls angelegt wird.
Als Nächstes wird eine fünfte Ausführungsform erläutert werden. Auch in dieser Ausführungsform wurde eine Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung ähnlich der in der ersten Ausführungsform verwendet. Jedoch ist es möglich, die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtungen, die in der zweiten Ausführungsform und in den folgenden Ausführungsformen erläutert sind, oder diese mit ähnlichen Funktionen zu verwenden.
In den obigen Ausführungsformen wird bei Betrachtung der Anzeige von anderen Richtungen als der von der Front ein auf dem Anpassungsfilm bzw. Ausrichtungsfilm bereitgestelltes Muster ungeachtet des angezeigten Bildes beobachtet. Dieses ermöglicht es, dass die Anzeige ein erwünschtes festes Muster bereitstellt, das zu sehen ist, wenn die Anzeige von der Seite betrachtet wird.
Und zwar kann durch Anwenden der Tatsache, dass das feste Muster ohne Beziehung zu dem anzuzeigenden Bild von einer anderen Richtung als von der Front erkannt wird, eine spezifizierte Figur von einer anderen Richtung als von der Front sichtbar gemacht werden. Anstelle des in 7 in der ersten Ausführungsform gezeigten karierten Musters kann eine gewünschte Figur als ein festes Muster durch geeignetes Anordnen der Regionen "a" und "b" angezeigt werden, nämlich durch Bilden eines erwünschten Ausrichtungsmusters auf der Anpassungsschicht.
Das feste Muster kann gebildet sein, so dass z.B. ein Markenname eines Produkts, ein Firmenlogo eines Firmennamens oder ein populärer Zeichentrickcharakter immer gesehen werden kann, wenn die Anzeige von der Seite betrachtet wird. Solch eine Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung, die zum Anzeigen eines festen Musters, wie eines Markennamens eines Produktes, fähig ist, ist wirksam auf einem Mobiltelefon angebracht, das einem Preisgewinner präsentiert wird.
Als ein Beispiel kann, wenn die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung das in 6 gezeigte Bild präsentiert, das durch die Flüssigkristallschicht angezeigte Bild dazu gebracht werden, mit überlagerten Mustern gesehen zu werden, die mit Regionen mit unterschiedlichen Ausrichtungsrichtungen überlagert sind, wie in 12 gezeigt, wenn die Anzeige von der Seite betrachtet wird. Auf diese Weise kann eine feste Figur, wie beispielsweise ein Firmenname oder ein Markenname eines Produkts, als ein festes Muster angezeigt werden. Hier wird das feste Muster, wie beispielsweise der Firmenname, ungeachtet des in der Flüssigkristallschicht angezeigten Bildes angezeigt, unabhängig von einem Eingabesignal an die Flüssigkristallschicht.
Außerdem ist ein anderes Beispiel von Anordnungen mit unterschiedlichen Ausrichtungen in 13 gezeigt, in der eine Herzform verwendet ist. Wenn der Anpassungsfilm in zwei Arten von Regionen "a" und "b" aufgeteilt ist, so dass eine einzelne Figur einen großen Teil der Anzeige belegt, wird die Anzeige beispielhaft wie in 13 gezeigt gesehen, wenn sie seitlich von rechts betrachtet wird. Bei seitlicher Betrachtung von links wird umgekehrt die Anzeige mit einer Figur gesehen, die in der Flüssigkristallanzeige angezeigt wird, die innerhalb des herzförmigen Musters ist, dessen Außenseite in Schwarz ist. Anstelle des herzförmigen Musters in dem Beispiel kann irgendein erwünschtes Muster als das feste Muster gebildet sein.
Ein einzelnes festes Muster, das im Vergleich mit der Größe des Anzeigeschirms groß ist, wird effektiv als eine Nachricht verwendet. Jedoch wird der Effekt des Vermeidens, dass auf die Anzeige von der Seite geschaut wird, verringert. Umgekehrt ist ein feines Muster wirksam, um zu vermeiden, dass auf die Anzeige geschaut wird, aber es ist weniger wirksam zum Übertragen einer Nachricht. Somit sind der Effekt zum Vermeiden, dass auf die Anzeige geschaut wird, und der Effekt des Bereitstellens einer Nachricht inkompatibel. Da das feste Muster wie erwünscht entworfen werden kann, kann das feste Muster jedoch durch Beachtung eines Kompromisses der obigen inkompatiblen Effekte gebildet werden.
Das feste Muster kann nur durch Entwerfen von Regionen mit geänderten Ausrichtungsrichtungen angefertigt werden.
Deshalb ist keine große Änderung für den Herstellungsprozess der normalen Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung erforderlich. Darüber hinaus kann ein Muster zum Bilden der Regionen, in denen die Ausrichtungsrichtungen unterschiedlich gemacht sind, so einfach angefertigt werden, dass es im Vergleich mit einem normalen nicht allzu viel an Verlustzeit in dem Herstellungsprozess gibt.
Als Nächstes wird eine sechste Ausführungsform erläutert werden.
Auch in dieser Ausführungsform kann die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung ähnlich der in der ersten Ausführungsform verwendet werden. Darüber hinaus ist es möglich, die sechste Ausführungsform auf die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtungen, die in der zweiten Ausführungsform und in den folgenden Ausführungsformen erläutert sind, oder andere Flüssigkristallanzeige-Vorrichtungen anzuwenden, die Farbanzeigen Bereitstellen können.
14 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung zeigt, die ein Farbbild auf der Anzeige anzeigt, auf der Rot (R), Grün (G) und Blau (B) anzeigende Pixel angeordnet sind. Die Anordnungsweise von R, G und B ist nicht notwendigerweise auf die in 14 gezeigte beschränkt.
Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform ist die Anpassungsschicht hier in Regionen "a" und Regionen "b" aufgeteilt. Jede der aufgeteilten Regionen muss aufgeteilt sein, um eine Vielzahl von Pixeln zu enthalten und als eine Region sichtbar zu sein. Wenn z.B. die Anpassungsschicht in die in 2 gezeigten Regionen "a" oder "b" aufgeteilt ist, hat jede der Regionen "a" und der Regionen "b" eine Größe, die eine Vielzahl von Pixeln enthält. Deshalb muss beachtet werden, dass die Region a eine Vielzahl von Pixeln von R, G und B enthält, wie in 14 gezeigt. Dasselbe trifft für die Region b zu.
Im Folgenden wird eine Erläuterung mit Fokus auf die Region "a" gegeben werden. Jedoch trifft dasselbe für die Region "b" zu.
Zum Beispiel ist nur die Ausrichtungsrichtung in dem Pixel R in der Region "a" von denen in den Pixeln G und B unterschiedlich gemacht. Dieses kann z.B. durch Reiben des Pixels in umgekehrter Richtung hinsichtlich des Pixels G und des Pixels B gemacht werden, wie in 15 gezeigt.
Solch eine Beschaffenheit ermöglicht es, dass Region "a" in bläulichem Grün gesehen wird, wenn sie beispielhaft von der in 15 gezeigten Richtung D betrachtet wird, und in Rot, wenn sie von der Seite entgegengesetzt zu D betrachtet wird. Das heißt, dass durch selektives Ändern der Ausrichtungsrichtung nur in Pixeln in einer spezifizierten Farbe in der Region "a" es möglich wird, dass die Region "a" bei Betrachtung von der Seite gefärbt gesehen wird.
Wie oben erläutert, wird es dadurch, dass es der Region "a" ermöglicht wird, gefärbt und in einem erwünschten Muster ähnlich wie in der fünften Ausführungsform gebildet zu sein, möglich, ein gefärbtes festes Bild bereitzustellen, das bei Betrachtung von der Seite sichtbar ist.
Jeder gewünschte Farbton kann in Abhängigkeit von der Weise des Auswählens von Pixeln R, G und B in den Regionen "a" angezeigt werden. Wenn z.B. die Region durch Pixeleinheiten definiert ist, können die festen Muster acht Farben von einer Betrachtungsrichtung ausdrücken. Wenn die Oberfläche eines Pixels gemäß dem Flächenverhältnis der in 19 gezeigten Regionen aufgeteilt ist, können die festen Muster irgendeinen Intensitätsgrad oder eine Farbe, wie beispielsweise in Fotos, ausdrücken. In 19 sind Pixel "p" und "q" in der Anzeige in zwei Regionen "a" und "b" aufgeteilt. Das Verhältnis der Flächen zwischen der Region "a" und "b" in dem Pixel "p" ist unterschiedlich von dem in Pixel "b". Die Pixel, die unterschiedliche Oberflächenverhältnisse zwischen den Regionen mit einer unterschiedlichen Ausrichtungsrichtung haben, sind in der Anzeige gebildet, so dass eine Ungleichmäßigkeit in der Anzeige absichtlich hergestellt ist. Die Ungleichmäßigkeit wird für die festen Figuren verwendet.
Somit ist es gemäß dem sechsten Beispiel möglich, ein erwünschtes festes Muster zu färben.
Die obige Ausführungsform wurde als ein Beispiel der Verwendung des Maskenreibverfahrens zum Bilden der Regionen "a" und "b" erläutert, wobei das Verfahren andere Regionen als die einem Reiben zu unterwerfende Region physikalisch abschirmt. Zusätzlich zu dem obigen Verfahren gibt es beim Bilden einer Vielzahl von Regionen mit unterschiedlichen Ausrichtungsrichtungen ein Verfahren zum Bestrahlen eines Teils der Anpassungsschicht mit Licht nach dem Reiben (Rubbing). Die Bestrahlung ändert den Vorkippwinkel der Anpassungsschicht, um eine unterschiedliche Abhängigkeit des Betrachtungswinkels dem bestrahlten Teil zu verleihen.
Das Verfahren zum Ändern des Vorkippwinkels mittels Lichtbestrahlung wird mit Verweis auf 16 und 17 erläutert werden.
Zuerst wird auf einem Glassubstrat 121 ein Polyimid-Film gebildet, dessen gesamte Oberfläche dann einem Reiben in einer spezifizierten Orientierungsrichtung (in der beispielsweise durch einen Pfeil angegebenen Richtung), wie in 16 gezeigt, unterzogen wird.
Zusammen mit diesem wird eine Photomaske 131 angefertigt, die ein wie in 17 gezeigtes Muster hat.
Mit der Photomaske 131, die auf dem Glassubstrat 121 mit dem Polyimid-Film festgelegt ist, wird eine Bestrahlung im sichtbaren Ultraviolettstrahlenbereich auf das Glassubstrat 121 von einer Hochdruck-Quecksilberlampe durchgeführt, die eine Energiedichte von ungefähr 10 J/cm² liefert. Die Ultraviolett-Bestrahlung reduziert den Vorkippwinkel der Anpassungsschicht in der durch die Ultraviolettstrahlen bestrahlten Region.
Danach wird auf einem dem Glassubstrat 121 gegenüberstehenden Glassubstrat ein Polyimid-Film ähnlich gebildet, der einem Reiben zu unterwerfen ist. Auf dem Glassubstrat, das dem Glassubstrat 121 gegenüberliegt, wird eine Photomaske, die ein umgekehrtes Muster zu dem der in 17 gezeigten Photomaske 131 hat, nämlich mit der Öffnung davon abgeschirmt und dem geschirmten Teil geöffnet, festgelegt, und eine ähnliche Ultraviolett-Bestrahlung wird durchgeführt. Die zwei Glassubstrate sind so angeordnet, dass die bestrahlten Teile eines Substrates gerade den nicht-bestrahlten Teilen des anderen Substrates gegenüberliegen.
Danach wird zwischen die derart bestrahlten Glassubstrate ein nematisches Flüssigkristallmaterial injiziert, um eine Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung zu bilden.
Wenn eine rechtsgängig verdrehte Struktur hinsichtlich Regionen stabil ist, wo nur Reiben durchgeführt ist, wird hier ein linksgängig verdrehter Flüssigkristall verwendet. Wenn eine linksgängig verdrehte Struktur hinsichtlich Regionen stabil ist, wo nur Reiben durchgeführt ist, wird umgekehrt ein rechtsgängig verdrehter Flüssigkristall injiziert. Dieses macht es möglich, zwei Regionen mit Richtungen zu bilden, die eine starke Abhängigkeit von zueinander unterschiedlichen Betrachtungswinkeln aufweisen.
Beim Bilden von Regionen mit einer Vielzahl von Ausrichtungsrichtungen reicht es beispielsweise aus, zwei oder mehr Arten von Ausrichtungsrichtungen zu nehmen. Zwei Arten von Ausrichtungsrichtungen machen es schwer, die Anzeige von der anderen Richtung als von der beabsichtigten Richtung zu erkennen.
In der obigen Ausführungsform ist ein Beispiel erläutert, in dem eine Region, die bei Betrachtung von der Richtung 1, in 8 gezeigt, schwarz gesehen wird, und eine Region, die bei Betrachtung von der Richtung 5 in Schwarz gesehen wird, abwechselnd angeordnet sind. Jedoch braucht die Anordnung nicht notwendigerweise abwechselnd zu sein. Es ist nämlich möglich, auf dem Schirm die bei Betrachtung von der Richtung 1 in Schwarz gesehene Region, die bei Betrachtung von der Richtung 5 in Schwarz gesehene Region und eine Region zusammen anzuordnen, in der ein normales Bild bei Betrachtung von der Richtung 1 und der Richtung 5 gesehen werden kann.
Außerdem können Formen und Größen der Regionen mit unterschiedlichen Ausrichtungsrichtungen wie von dem zweckmäßigen Blickpunkt oder dem Design usw. gewünscht ausgewählt werden. Zum Beispiel kann die Region nach Belieben in einer Form eines Polygons, wie beispielsweise ein Parallelogramm oder ein Dreieck, oder eines Kreises oder einer Ellipse gebildet sein. Die Größe der Region kann auch in Abhängigkeit von dem Zweck geändert werden. Wenn z.B. ein minimales Viereck, als die Region enthaltend betrachtet, eine Länge zwischen ungefähr 0,1 mm und ungefähr 1 cm hat, wird der Anzeigeschirm vorteilhafter Weise unerkennbar von der anderen Richtung als von der Front gemacht. Darüber hinaus ist es vorzuziehen, dass die Länge des Vierecks zwischen ungefähr 0,5 mm und ungefähr 5 mm ist.
Ein Bogenpolarisierer der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung ist derart angeordnet, dass er entweder eine Schwarzanzeige oder eine Weißanzeige bereitstellt, wenn keine Spannung angelegt wird.
Bei dem Betrachtungswinkel-Verengen gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, die Anzeige mit einer Spannung gleich oder unterhalb der gesättigten Spannung der Flüssigkristallschicht zu treiben. Deshalb ist es besser, die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung festzulegen, eine Schwarzanzeige bereitzustellen, wenn keine Spannung angelegt wird. Dieses ermöglicht es, dass die Flüssigkristallanzeige Vorrichtung eine ausreichende Schwarzanzeige präsentiert, die eine gute Bildqualität bereitstellt.
Wenn eine Flüssigkristallanzeige des Normal-Weißtyps verwendet wird, ist es vorzuziehen, dass eine Vorspannung von ungefähr 0,5% bis ungefähr 70% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls angelegt wird, um eine wirksame Anzeige zu erhalten. Es ist mehr vorzuziehen, dass eine Vorspannung von ungefähr 5% bis ungefähr 50% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls angelegt wird. Es ist mehr vorzuziehen, dass eine Vorspannung von ungefähr 5% bis ungefähr 20% der gesättigten Spannung des Flüssigkristalls angelegt wird.
Obwohl die Flüssigkristallschicht sandwichartig zwischen den Substraten in den oben erläuterten Beispielen umfasst ist, kann eine Flüssigkristallanzeige mit einer auf einem einzelnen Substrat gebildeten Flüssigkristallschicht verfügbar sein. In diesem Typ ist die Flüssigkristallschicht sandwichartig zwischen dem Substrat und einem Schutzfilm anstelle eines Substrates umfasst.
Darüber hinaus kann die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt sein, um zwei Flüssigkristallschichten zu haben. Hier wird eine Flüssigkristallschicht auf der Fernseite von dem Benutzer die untere Flüssigkristallschicht genannt und wird die auf der Nahseite die obere Flüssigkristallschicht genannt. Die untere Flüssigkristallschicht soll eine Schicht zum Ausführen einer normalen Anzeige sein. Außerdem ist die obere Flüssigkristallschicht hergestellt, um eine Vielzahl von Regionen mit unterschiedlichen Ausrichtungsrichtungen mit benachbarten Regionen zu haben, die so angeordnet sind, dass die Ausrichtungsrichtungen davon unterschiedlich voneinander sind. Dieses macht die obere Flüssigkristallschicht zu einer Schicht, die bei Betrachtung von anderen Richtungen als von der Front eine spezifizierte Figur anzeigt.
Mit der oberen Flüssigkristallschicht in einem Zwischen-Anzeigezustand kann ein in der unteren Flüssigkristallschicht angezeigtes Bild von der Front gesehen werden. Wenn die Anzeige von anderen Richtungen als von der Front betrachtet wird, wird jedoch das in der unteren Flüssigkristallschicht angezeigte Bild durch die in der oberen Flüssigkristallschicht angezeigte Figur abgeschirmt und kann schwierig beobachtet werden.
Mit einer an die obere Flüssigkristallschicht angelegten Spannung, um Flüssigkristallmoleküle darin aufzustellen, wird darüber hinaus die Anzeige gleichförmig gemacht, um es zu ermöglichen, dass ein angezeigtes Bild in der unteren Flüssigkristallschicht sichtbar wird, selbst bei Betrachtung von anderen Richtungen als von der Front. Das heißt, dass dieses eine Schaltoperation ermöglicht, die das angezeigte Bild in der unteren Kristallsschicht sichtbar oder unsichtbar von anderen Richtungen als der Front macht.
Die Flüssigkristallanzeige kann auf Mobiltelefone, tragbare Endgeräte, Palm-Computer, Laptop-Computer usw. angewendet werden. Zum Beispiel können, wie in 20 oder 21 gezeigt, die oben erläuterten Flüssigkristallanzeigen in der Anzeige 1902 des Mobiltelefons 1901 oder der Anzeige 2002 des Palmtop-Computers 2001 verwendet werden.
Wie oben im Detail beschrieben, macht die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein festes Muster sichtbar, das keinen Bezug zu einem auf dem Schirm angezeigten Bild hat, wenn es von anderen Richtungen als von der Front betrachtet wird. Dieses macht es schwierig, eine angezeigte Information zu erkennen, um es möglich zu machen, zu verhindern, dass die angezeigte Information betrügerisch von anderen Personen durch sogenanntes Peeping bzw. Spannen angeschaut wird. Darüber hinaus kann das feste Muster zum Anzeigen einer Hintergrundfigur oder eines Markennamens eines Produktes verwendet werden.

Claims

Flüssigkristallanzeige, mit einer Vielzahl von Pixeln; einer Flüssigkristallschicht (15) und einer ersten (13) und einer zweiten Anpassungsschicht (14), die die Flüssigkristallschicht (15) sandwichartig umfassen und ausrichten, wobei die erste Anpassungsschicht (13) der zweiten Anpassungsschicht (14) gegenüberliegt und die Oberfläche jeder der Anpassungsschichten (13, 14) behandelt ist, um unterschiedliche Ausrichtungen in benachbarten Regionen (a, b) zu haben, wobei jede der Oberflächen dadurch in eine Vielzahl der Regionen aufgeteilt ist, wobei jede Region der ersten Anpassungsschicht einer gegenüberstehenden Region der zweiten Anpassungsschicht gegenüberliegt, und wobei die Ausrichtung jeder Region in der ersten Anpassungsschicht im wesentlichen rechtwinklig bezüglich der Ausrichtung der entsprechenden gegenüberliegenden Region der zweiten Anpassungsschicht ist, wobei jede der Regionen eine Vielzahl der Pixel umfasst, wobei die Flüssigkristallanzeige ferner einen Treiberschaltkreis (1801) umfasst zum Anlegen eines Bildsignals (1803) an die Flüssigkristallschicht (15), wobei die Flüssigkristallschicht angeordnet ist zum Anzeigen eines Bildes, das mittels des Bildsignals gebildet ist, das von einer Beobachtungsrichtung senkrecht zu der Oberfläche der Flüssigkristallschicht (15) sichtbar ist, wobei die Anordnung der Regionen, die benachbart sind und unterschiedliche Ausrichtungen in jeder der Anpassungsschichten haben, in einem festen Muster resultiert, unabhängig von dem Bildsignal des Treiberschaltkreises, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Regionen eine Größe hat, die ausreichend größer als die eines Pixels ist, um direkt visuell erkennbar zu sein, und die Ausrichtungen der Regionen der sich gegenüberliegenden ersten und der zweiten Anpassungsschicht das feste Muster von Richtungen schräg zu der Normalen der Oberfläche der Flüssigkristallanzeige sichtbar machen, wodurch das durch das Bildsignal des Treiberschaltkreises erzeugte Bild von den schrägen Richtungen unsichtbar gemacht wird.
Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 1, wobei jede der Regionen quadratisch ist.
Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 1, wobei eine lange Seite eines minimalen Rechtecks, das jede Region begrenzt, gleich oder größer als 0,1 Millimeter ist.
Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 3, wobei der Treiberschaltkreis angeordnet ist zum Produzieren einer maximalen Spannung Vm zum Treiben der Flüssigkristallanzeige (15), so dass die maximale Spannung Vm und die gesättigte Spannung die folgende Beziehung haben: 0,005Vs ≤ Vm ≤ 0,7Vs.
Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 1, wobei die Ausrichtung in jeder der Regionen konstant ist.
Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 1, wobei jede der Regionen eine Farbe hat.
Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 1, ferner ein Paar von Substraten umfassend, die die Anpassungsschichten (13, 14) halten, wodurch die Flüssigkristallanzeige (15) sandwichartig umfasst wird.
Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 7, wobei die Substrate aus Glas hergestellt sind.
Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei der Treiberschaltkreis auf einem der Substrate gebildet ist.
Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei der Treiberschaltkreis getrennt von den Substraten gebildet ist.
Endgerätvorrichtung mit der Flüssigkristallanzeige eines der vorangegangenen Ansprüche.
Endgerätvorrichtung von Anspruch 11, wobei die Endgerätvorrichtung tragbar ist.