DE602004001420T2

DE602004001420T2 - Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung, ihr Herstellungsverfahren und elektronisches Gerät

Info

Publication number: DE602004001420T2
Application number: DE602004001420T
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Seiko Epson Corporation Suwa-shi Maeda
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2024-05-26
Also published as: DE602004001420D1; KR100637968B1; JP2004361823A; EP1484633B1; CN1573430B; JP3778179B2; EP1484633A1; CN1573430A; US7139052B2; KR20040105573A; TW200428071A; TWI286628B; US20050001962A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, ein Verfahren zur deren Herstellung, und ein elektronisches Gerät, und insbesondere eine Technologie zum Erhalten eines weiten Betrachtungswinkels in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung unter Verwendung eines Flüssigkristalls mit homöotropischer Ausrichtung.
Bisher sind transflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtungen bekannt, die einen reflektiven Modus und einen transmissiven Modus beinhalten. In einer transflektiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung liegt eine Flüssigkristallschicht zwischen einem oberen Substrat und einem unteren Substrat. Ein reflektierender Film mit einem Licht durchlässigen Fenster in einem Metallfilm, wie Aluminium, ist an der Innenfläche des unteren Substrats bereitgestellt. Der reflektierende Film dienst als transflektive Schicht. In diesem Fall wird im reflektiven Modus externes Licht, das von dem oberen Substrat einfällt, von dem reflektierenden Film auf der Innenfläche des unteren Substrats reflektiert, nachdem er durch die Flüssigkristallschicht gegangen ist, geht dann wieder durch die Flüssigkristallschicht und wird von dem oberen Substrat ausgestrahlt, um zur Anzeige beizutragen. Andererseits geht im transmissiven Modus das Licht von einem Gegenlicht, das von dem unteren Substrat einfällt, durch die Flüssigkristallschicht durch das Fenster des reflektierenden Films und wird von dem oberen Substrat zu der Außenseite ausgestrahlt, um zur Anzeige beizutragen. Daher ist der Bereich des reflektierenden Films mit dem Fenster der transmissive Anzeigebereich, und der andere Bereich ist der reflektive Anzeigebereich.
In herkömmlichen transflektiven Flüssigkristallvorrichtungen ist der Betrachtungswinkel in der transmissiven Anzeige schmal. Da eine transflektive Schicht an der Innenfläche einer Flüssigkristallzelle bereitgestellt ist, so dass keine Parallaxe erzeugt wird, nur daher nur ein Polarisator, der an der Betrachterseite bereitgestellt ist, auf die reflektive Anzeige, wodurch die Freiheit des optischen Designs begrenzt wird. Zur Lösung dieses Problems schlägt daher Jisaki et al. eine neue Flüssigkristallanzeigevorrichtung unter Verwendung eines Flüssigkristalls mit homöotropischer Ausrichtung in dem Nicht-Patent-Dokument 1 vor, das in der Folge zitiert wird. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung hat die folgenden drei Merkmale:

(1) Einen vertikalen Ausrichtungs- (VA-) Modus, in dem Flüssigkristallmoleküle mit negativer dielektrischer Anisotropie vertikal auf einem Substrat ausgerichtet sind, und die Flüssigkristalle durch Anlegen einer Spannung fallen.
(2) Eine "Mehrfachspaltstruktur" wird angewendet, in der die Dicke (ein Zellenspalt) der Flüssigkristallschicht im transmissiven Anzeigebereich anders als jene der Flüssigkristallschicht im reflektiven Anzeigebereich (im Bezug auf dieses Punkt wird auf das Patent-Dokument 1 verwiesen).
(3) Der transmissive Anzeigebereich ist ein Achteck und Fortsätze sind in der Mitte des transmissiven Anzeigebereichs auf einem Gegensubstrat bereitgestellt, so dass die Flüssigkristallmoleküle in dem Bereich in acht Richtungen fallen.

[Patent-Dokument 1]

Ungeprüfte Japanische Patentanmeldungsschrift Nr. 11-242226

[Patent-Dokument 2]

Ungeprüfte Japanische Patentanmeldungsschrift Nr. 2002-350853

[Nicht-Patent-Dokument 1]

"Development of transflective LCD for high contrast and wide viewing angle by using homeotropic alignment", M. Jisaki et al., Asia Display/IDW'01, S. 133-136 (2001)

Nach der These von Jisaki et al. werden die Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle im transmissiven Anzeigebereich fallen, durch Fortsätze gesteuert. Mittel zur Steuerung der Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle fallen, sind jedoch im reflektiven Anzeigebereich nicht vorhanden. Daher fallen die Flüssigkristallmoleküle im reflektiven Anzeigebereich in wahllose Richtungen. In diesem Fall erscheint eine Diskontinuitätslinie, die als Disklination bezeichnet wird, an der Grenze zu einem anderen Flüssigkristallausrichtungsbereich, wodurch Nachbilder entstehen. Da die entsprechenden Ausrichtungsbereiche des Flüssigkristalls verschiedene visuelle Eigenschaften haben, wenn die Flüssigkristallvorrichtung aus einer geneigten Richtung betrachtet wird, können auch Flecken erscheinen.
Andererseits ist es sehr effektiv, die elektrooptischen Eigenschaften (Durchlässigkeits-Spannungs-Eigenschaften und Reflexionsgrad-Spannungs-Eigenschaften) des transmissiven Anzeigebereichs auf jene des reflektiven Anzeigebereichs einzustellen, wenn die transflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine Mehrfachspaltstruktur enthält, wie jene im Patent-Dokument 1. Der Grund dafür ist, dass Licht im transmissiven Anzeigebereich nur einmal durch die Flüssigkristallschicht geht, aber zweimal im reflektiven Anzeigebereich. Wenn jedoch eine solche Mehrfachspaltstruktur verwendet wird, und wenn gleichzeitig die Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle fallen, unter Verwendung der obengenannten Fortsätze gesteuert sind, ist es nicht möglich, die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in irgendeinem Bereich nur durch die Bereitstellung der Fortsätze in den entsprechenden Bereichen ausreichend zu steuern, da die Dicke im transmissiven Anzeigebereich anders als die Dicke im reflektiven Anzeigebereich ist.
US Patent 2003/0016324 A1, veröffentlicht am 23. Januar 2003, beschreibt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die eine Flüssigkristallschicht umfasst, die zwischen zwei Substraten angeordnet ist und einen transmissiven Bereich und einen reflektiven Bereich aufweist. Der transmissive Bereich enthält einen Fortsatz, der von einem der Substrate herabhängt. Der Fortsatz dient zur radialen Ausrichtung des Flüssigkristalls.
In EP 1248142 A2 , veröffentlicht am 9. Oktober 2002, ist eine nematische Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben, in der Fortsätze auf einer Ausrichtungsschicht bereitgestellt sind, die auf einem der Substrate angeordnet ist. Die Fortsätze, die eine Höhe zwischen 10 und 50 % des Zellspalts zwischen den Substraten haben können, dienen dazu, eine Keimbildung eines V-Zustandes des Flüssigkristalls zu begünstigen, und auch für eine Isolierung von Zuständen zu sorgen.
US 6,362,863 , erteilt am 26. März 2002, betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sägezahn-Ausrichtungssteuerschicht an einer Innenfläche eines Flüssigkristallvorrichtungssubstrats. Auf der Steuerschicht ist eine Ausrichtungsschicht angeordnet, die dem Flüssigkristall zugewandt ist. Die Ausrichtungsschicht sorgt für eine vorbereitende Neigung des Flüssigkristalls.
Eine farbige Flüssigkristallvorrichtung ist in US 5,623,353 , erteilt am 22. April 1997, beschrieben, und umfasst ein Paar transparenter Substrate, die entsprechende Elektroden haben, eine Mehrzahl von Farbfiltern an einer Innenfläche der Substrate, und eine Flüssigkristallschicht, die zwischen den Substraten angeordnet ist. Eine Dicke der Flüssigkristallschicht ist an einem überlappenden Abschnitt der Farbfilter im Vergleich zu dem übrigen Abschnitt der Farbfilter verringert oder erhöht.
Zur Lösung der obengenannten Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine transflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung unter Verwendung eines Flüssigkristalls mit homöotropischer Ausrichtung bereitzustellen, die Bilder mit einem breiten Betrachtungswinkel sowohl in der transmissiven Anzeige als auch in der reflektiven Anzeige darstellen kann, und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässige transflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung unter Verwendung eines Flüssigkristalls mit homöotropischer Ausrichtung bereitzustellen, deren Struktur vereinfacht ist, wodurch die Herstellungseffizienz verbessert und seltener eine mindere Qualität erhalten wird, ein Verfahren zur Herstellung derselben, und ein elektronisches Gerät, das die zuvor genannte Flüssigkristallanzeigevorrichtung umfasst.
Zur Lösung der Aufgaben wird in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung bereitgestellt, in der eine Flüssigkristallschicht zwischen einem Paar von Substraten eingefügt ist und ein transmissiver Anzeigebereich und ein reflektiver Anzeigebereich in einem Punktbereich bereitgestellt sind, wobei die Flüssigkristallschicht aus einem Flüssigkristall hergestellt ist, dessen dielektrische Anisotropie, was bedeutet, dass der Flüssigkristall im Anfangszustand vertikal ausgerichtet ist, negativ ist, wobei eine Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht, die die Dicke der Flüssigkristallschicht im reflektiven Anzeigebereich kleiner macht als die Dicke der Flüssigkristallschicht im transmissiven Anzeigebereich, zwischen mindestens einem Substrat des Paares von Substraten und der Flüssigkristallschicht gebildet ist, wobei konvexe Abschnitte, die von einer Innenfläche mindestens eines der Substrate zu der Innenseite der Flüssigkristallschicht vorstehen, als Einstellungsregulierungsmittel bereitgestellt sind, um die Ausrichtung des Flüssigkristalls im transmissiven Anzeigebereich zu regulieren; dadurch gekennzeichnet, dass solche konvexen Abschnitte auch im reflektiven Anzeigebereich bereitgestellt sind, und die Höhe der konvexen Abschnitte im transmissiven Anzeigebereich größer ist als im reflektiven Anzeigebereich.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Kombinieren von Flüssigkristall im vertikalen Ausrichtungsmodus mit einer transflektiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung und durch Hinzufügen einer Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht (das heißt, einer Mehrfachspaltstruktur) zu der transflektiven Flüssigkristallvorrichtung erhalten, um die Dopelbrechungsphasenverschiebung eines reflektiven Anzeigebereichs annähernd gleich jener eines transmissiven Anzeigebereichs zu machen und somit die Richtungen der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle zu steuern.
Das heißt, gemäß der Flüssigkristallanzeigevorrichtung im vertikalen Ausrichtungsmodus fallen Flüssigkristallmoleküle, die im Bezug auf das Substrat im Anfangszustand vertikal aufgerichtet sind, durch Anlegen eines elektrischen Feldes. Wenn nichts geplant ist (wenn keine vorbereitende Neigung vorgesehen ist), können die Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle fallen, nicht gesteuert werden, und eine Störung (Disklinationen) in der Ausrichtung wird erzeugt, die zu Anzeigeproblemen, wie einem Lichtaustritt, führt und die Anzeigequalität vermindert. Wenn daher ein vertikaler Ausrichtungsmodus verwendet wird, ist die Steuerung der Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind, wenn das elektrische Feld angelegt wird, ein wichtiger Faktor. Daher ist in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein konvexer Abschnitt sowohl im transmissiven Anzeigebereich als auch im reflektiven Anzeigebereich gebildet. Die Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle in jedem Bereich ausgerichtet sind, sind reguliert. Gemäß einer solchen Ausrichtungsregulierung sind die Flüssigkristallmoleküle im Anfangszustand vertikal ausgerichtet und haben eine vorbereitende Neigung gemäß der Form des konvexen Abschnitts. Dadurch ist es möglich, die Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle fallen, sowohl im transmissiven Anzeigebereich als auch im reflektiven Anzeigebereich zu regulieren oder zu steuern. Daher ist es schwierig, eine Störung (Disklinationen) in der Ausrichtung zu verursachen, und es können Mängel in der Anzeige, wie ein Lichtaustritt, verhindert werden. Daher können Probleme, wie Nachbilder und Flecken, verhindert werden und es kann eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem breiten Betrachtungswinkel bereitgestellt werden.
Da die Mehrfachspaltstruktur in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist auch die Dicke der Flüssigkristallschicht im transmissiven Anzeigebereich größer als die Dicke der Flüssigkristallschicht im reflektiven Anzeigebereich. Daher könnte es unmöglich sein, die Ausrichtung des Flüssigkristalls in einem Bereich nur durch die Breitstellung der konvexen Abschnitte sowohl im transmissiven Anzeigebereich wie auch im reflektiven Anzeigebereich ausreichend zu steuern. Das heißt, da sich die Dicke der Flüssigkristallschicht im transmissiven Anzeigebereich von der Dicke der Flüssigkristallschicht im reflektiven Anzeigebereich unterscheidet, könnte eine Fähigkeit, die Flüssigkristallmoleküle im transmissiven Anzeigebereich auszurichten, wo die Dicke der Flüssigkristallschicht größer ist stärker beeinträchtigt werden als im reflektiven Anzeigebereich, wenn nur die konvexen Abschnitte mit derselben Höhe in den entsprechenden Bereichen gebildet werden. Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle sowohl im transmissiven Anzeigebereich als auch im reflektiven Anzeigebereich zu steuern, indem die Höhe der konvexen Abschnitte im transmissiven Anzeigebereich größer als die Höhe der konvexen Abschnitte im reflektiven Anzeigebereich gestaltet wird. Daher ist es möglich, die Erzeugung von Mängeln in der Anzeige, wie von Nachbildern oder Flecken, sowohl im transmissiven Modus als auch im reflektiven Modus zu verhindern, und somit Bilder mit einem breiten Betrachtungswinkel anzuzeigen. Ebenso bedeutet gemäß der vorliegenden Erfindung zum Beispiel die Innenfläche des Substrats die Seite der Flüssigkristallschicht des Substrats. Dass die konvexen Abschnitte über die Substrate ragen, bedeutet, dass die konvexen Abschnitte von der Innenfläche der Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht abstehen, wenn die Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht auf der Innenfläche des Substrats gebildet ist.
Die konvexen Abschnitte können Oberflächen haben, die in einem vorbestimmten Winkel im Bezug auf die Oberflächen des Substrats geneigt sind, um die Flüssigkristallschicht dazwischen einzufügen.
Die Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle entlang der geneigten Oberfläche fallen, können durch Integration der geneigten Oberflächen gesteuert werden. Ebenso können Elektroden zum Ansteuern des Flüssigkristalls an den Seiten der Flüssigkristallschicht des Paares von Substraten bereitgestellt sein, und die konvexen Abschnitte können an mindestens einer Elektrode der Elektroden, die der Flüssigkristallschicht zugewandt sind, gebildet sein. In diesem Fall kann ein Ausrichtungsfilm zum vertikalen Ausrichten des Flüssigkristalls an den konvexen Abschnitte und der Innenfläche der Elektrode gebildet sein. Es ist möglich, einen kreisförmigen Polarisator bereitzustellen, so dass kreisförmiges polarisiertes Licht auf die Flüssigkristallschicht an den Seiten des Paares von Substraten gegenüber der Flüssigkristallschicht fällt. Der kreisförmige Polarisator kann durch Bilden der Polarisationsschicht mit der Phasenverschiebungsschicht erhalten werden.
Ferner kann in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein oberes Substrat und ein unteres Substrat als Paar von Substraten bereitgestellt sein, ein Gegenlicht zur transmissiven Anzeige kann an der Seite des unteren Substrats gegenüber der Flüssigkristallschicht bereitgestellt sein, und eine reflektive Schicht, die selektiv in dem reflektiven Anzeigebereich gebildet ist, kann an der Seite des unteren Substrats gebildet sein, die der Flüssigkristallschicht zugewandt ist. In diesem Fall ist es möglich, das Licht von dem Gegenlicht, das von dem unteren Substrat einfällt, für die transmissive Anzeige zu verwenden und externes Licht, wie die Beleuchtung und Sonnenlicht, das von dem oberen Substrat einfällt, in der reflektiven Schicht zu reflektieren, so dass dieses zur reflektiven Anzeige verwendet wird.
Eine Farbfilterschicht kann an der Seite der Flüssigkristallschicht mindestens eines des Paares von Substraten bereitgestellt sein, wobei die Farbfilterschicht mehrere farbige Schichten (zum Beispiel farbige Schichten, die den drei Primärfarben von Licht entsprechen) aufweist, und die mehreren farbigen Schichten einander im Zwischenpunktbereich in der Draufsicht überlappen. In diesem Fall ist es möglich, Schwarz durch die farbige Schicht anzuzeigen (die als Farbenüberlappungsschicht bezeichnet wird), die durch Überlappen der farbigen Schichten der drei Primärfarben von Licht gebildet wird, und die Farbenüberlappungsschicht als schwarze Matrix im Zwischenpunktbereich zu verwenden. Da es nicht notwendig ist, zusätzlich die schwarze Matrix zu bilden, ist es somit möglich, die Struktur der Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu vereinfachen und die Herstellungseffizienz zu verbessern.
Vorzugsweise sind die Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht und zweite konvexe Abschnitte, die von der Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht zu der Flüssigkristallschicht vorstehen, an der Seite der Flüssigkristallschicht in dem Bereich gebildet, wo die mehreren farbigen Schichten einander in der Draufsicht überlappen. In diesem Fall können die zweiten konvexen Abschnitte anstelle der Abstandhalter verwendet werden, das heißt, als Mittel zur Steuerung der Dicke der Flüssigkristallschicht (des Abstandes zwischen den Substraten, das heißt, des Zellspaltes). Der Bereich, der durch Überlappen der farbigen Schichten gebildet wird, ragt über die anderen Bereiche in dem Maß vor, in dem die farbigen Schichten überlappen. Wenn jedoch die Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht in der Farbenüberlappungsschicht gemeinsam mit dem zweiten konvexen Abschnitt gebildet ist, können die zweiten konvexen Abschnitte als Mittel zur Steuerung der Dicke der Flüssigkristallschicht verwendet werden, da die zweiten konvexen Abschnitte am stärksten im Inneren des Substrats vorragen.
Ebenso werden die zweiten konvexen Abschnitte vorzugsweise in demselben Schritt wie die konvexen Abschnitte gebildet, die im transmissiven Anzeigebereich und im reflektiven Anzeigebereich gebildet werden, um die Herstellungseffizienz zu verbessern. In diesem Fall bestehen die konvexen Abschnitte, die im transmissiven Anzeigebereich und im reflektiven Anzeigebereich gebildet sind, aus demselben Material wie der zweite konvexe Abschnitt. Ebenso kann die Höhe der zweiten konvexen Abschnitte annähernd gleich jener der konvexen Abschnitte sein, die im reflektiven Anzeigebereich gebildet sind. In diesem Fall können die zweiten konvexen Abschnitte als Mittel zum Steuern der Dicke der Flüssigkristallschicht verwendet werden. Da die konvexen Abschnitte, die im transmissiven Anzeigebereich und im reflektiven Anzeigebereich gebildet sind, die Höhe haben, die annähernd gleich der Höhe des zweiten konvexen Abschnitts ist, ist es andererseits möglich, einen Kontakt der konvexen Abschnitte mit einem gegenüberliegenden Substrat zu verhindern und somit die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle zu steuern.
Ein elektronisches Gerät gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die obengenannte Flüssigkristallanzeigevorrichtung. Ein solches elektronisches Gerät kann im transmissiven Modus und im reflektiven Modus arbeiten. Daher ist es möglich, ein elektronisches Gerät mit einer Anzeige bereitzustellen, in der Bilder mit einem breiten Betrachtungswinkel in beiden Ausrichtungsmoden angezeigt werden können.
Zusätzlich umfasst in einem dritten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Bildungsschritt für den konvexen Abschnitt zum Beschichten eines Substrats mit einem fotoempfindlichen Harz und Belichten und Entwickeln des fotoempfindlichen Harzes durch eine Maske, wobei die Dicke des fotoempfindlichen Harzes, mit dem das Substrat beschichtet ist, im transmissiven Anzeigebereich anders ist als im reflektiven Anzeigebereich. Gemäß einem solchen Herstellungsverfahren ist es möglich, die Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung richtig herzustellen. Das heißt, in der obengenannten Flüssigkristallanzeigevorrichtung sind die konvexen Abschnitte, die sowohl im transmissiven Anzeigebereich als auch im reflektiven Anzeigebereich bereitgestellt sind, aus dem fotoempfindlichen Harz hergestellt und die Dicke des fotoempfindlichen Harzes ist in jedem vorbestimmten Bereich anders. Daher können konvexe Abschnitte mit unterschiedlichen Höhen in den entsprechenden Bereichen gebildet werden. Genauer gesagt, die Dicke des fotoempfindlichen Harzes ist in dem Bereich größer, wo der transmissive Anzeigebereich gebildet ist, und die Dicke der fotoempfindlichen Harzschicht ist in dem Bereich relativ klein, wo der reflektive Anzeigebereich gebildet ist. Genauer gesagt, das Herstellungsverfahren kann des Weiteren einen Substratherstellungsschritt zur Bildung eines reflektiven Films in einem vorbestimmten Muster auf einem Grundmaterial umfassen, wobei in dem Bereich, in dem der reflektive Film gebildet ist, die Dicke des fotoempfindlichen Harzes relativ gering sein kann.
Gemäß einem vierten Aspekt umfasst das Verfahren zur Herstellung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Bildungsschritt für den konvexen Abschnitt zum Beschichten eines Substrats mit einem fotoempfindlichen Harz und Belichten und Entwickeln des fotoempfindlichen Harzes durch eine Maske, wobei das Belichtungsausmaß des fotoempfindlichen Harzes im transmissiven Anzeigebereich und reflektiven Anzeigebereich unterschiedlich ist. Gemäß einem solchen Herstellungsverfahren ist es möglich, die Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung richtig herzustellen. Das heißt, in der obengenannten Flüssigkristallanzeigevorrichtung bestehen die konvexen Abschnitte, die sowohl im transmissiven Anzeigebereich als auch im reflektiven Anzeigebereich bereitgestellt sind, aus dem fotoempfindlichen Harz und das Belichtungsausmaß des fotoempfindlichen Harzes ist in jedem vorbestimmten Bereich anders. Daher ist es möglich, konvexe Abschnitte mit unterschiedlichen Höhen in den entsprechenden Bereichen zu bilden. Genauer gesagt, wenn ein negatives fotoempfindliches Harz verwendet wird, nimmt das Belichtungsausmaß in dem Bereich zu, der den transmissiven Anzeigebereich bildet, und in dem Bereich ab, der den reflektiven Anzeigebereich bildet. Genauer gesagt, das Herstellungsverfahren kann des Weiteren einen Substratherstellungsschritt zur Bildung des reflektiven Films mit dem vorbestimmten Muster auf einem Grundmaterial umfassen, wobei das Belichtungsausmaß des Harzes in dem Bereich, in dem der reflektive Film gebildet ist, anders ist als das Belichtungsausmaß des fotoempfindlichen Harzes in dem Bereich, in dem der reflektive Film nicht gebildet ist.
Das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann des Weiteren einen Schritt zum Bilden einer Farbfilterschicht, die mehrere farbige Schichten enthält, die den drei Primärfarben von Licht entsprechen, auf einem Grundmaterial umfassen. In dem Schritt zum Bilden einer Farbfilterschicht können die mehreren farbigen Schichten einander in einem Zwischenpunktbereich in der Draufsicht überlappen. Andererseits kann das Herstellungsverfahren des Weiteren einen Schritt zum Bilden einer Isolierschicht umfassen, so dass die farbigen Schichten, die einander überlappen, bedeckt sind, und zum Bilden zweiter konvexer Abschnitte, die von der Isolierschicht vorstehen, über der Isolierschicht, wobei die konvexen Abschnitte und die zweiten konvexen Abschnitte in demselben Schritt gebildet werden. Da in diesem Fall die zweiten konvexen Abschnitte zur Steuerung der Dicke der Flüssigkristallschicht in demselben Schritt wie die konvexen Abschnitte (ersten konvexen Abschnitte) zur Steuerung der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle gebildet werden, die im transmissiven Anzeigebereich und im reflektiven Anzeigebereich gebildet sind, kann die Herstellungseffizienz verbessert werden und die Höhe der zweiten konvexen Abschnitte kann leicht und korrekt annähernd gleich der Höhe der ersten konvexen Abschnitte gemacht werden. Ebenso dient die Isolierschicht zur Bildung der Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung.
Es werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nur anhand eines weiteren Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von welchen:
1 ein äquivalentes Schaltungsdiagramm einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
2 eine Draufsicht ist, die die Struktur der Elektroden der Flüssigkristallanzeigevorrichtung von 1 zeigt;
3 eine schematische Draufsicht und eine schematische Schnittansicht ist, die den vergrößerten Hauptteil der Flüssigkristallanzeigevorrichtung von 1 zeigt.
4 eine schematische Draufsicht und eine schematische Schnittansicht ist, die den vergrößerten Hauptteil einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
5 eine schematische Draufsicht und eine schematische Schnittansicht ist, die den vergrößerten Hauptteil einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt .
6 eine schematische Draufsicht und eine schematische Schnittansicht ist, die den vergrößerten Hauptteil einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
7 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Beispiel eines elektronischen Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[Erste Ausführungsform]
Es werden nun die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen ist die Dicke der einzelnen Schichten und Bereiche der Deutlichkeit wegen übertrieben.
Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit aktiver Matrix, die eine Dünnfilmdiode (in der Folge als TFD bezeichnet) als Schaltelement verwendet, insbesondere eine transflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die eine reflektive und transmissive Anzeige ausführen kann.
1 ist ein äquivalentes Schaltungsdiagramm einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 enthält eine Abtastsignaltreiberschaltung 110 und eine Datensignaltreiberschaltung 120. Signalleitungen, das heißt, eine Mehrzahl von Abtastleitungen 13 und eine Mehrzahl von Datenleitungen 9, die die Abtastleitungen 13 kreuzen, sind in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 bereitgestellt. Die Abtastleitungen 13 werden von der Abtastsignaltreiberschaltung 110 angesteuert. Die Datenleitungen 9 werden von der Datensignaltreiberschaltung 120 angesteuert. In den entsprechenden Pixelbereichen 150 sind TFD-Element 40 seriell an Flüssigkristallanzeigekomponenten (Flüssigkristallschichten) 160 zwischen den Abtastleitungen 13 und den Datenleitungen 9 angeschlossen. Andererseits sind in 1 die TFD-Elemente 40 an die Abtastleitungen 13 angeschlossen und die Flüssigkristallanzeigeelemente 160 sind an die Datenleitungen 9 angeschlossen. Im Gegensatz dazu können jedoch die TFD-Element 40 an die Datenleitungen 9 angeschlossen sein und die Flüssigkristallanzeigekomponenten 160 können an die Abtastleitungen 13 angeschlossen sein.
In der Folge wird nun unter Bezugnahme auf 2 die planare Struktur der Elektroden, die in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten sind, beschrieben. Wie in 2 dargestellt ist, sind in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der Draufsicht, wo die TFD-Element 40 an die Abtastleitungen 13 angeschlossen sind, quadratische Pixelelektroden 31 in einer Matrix bereitgestellt und die rechteckigen gemeinsamen Elektroden 9 (in einer Matrix) sind so bereitgestellt, dass sie den Pixelelektroden 31 in einer Richtung vertikal zu der Ebene der Zeichnung zugewandt sind. Die gemeinsamen Elektroden 9 bestehen aus den Datenleitungen und kreuzen die Abtastleitungen 13 in Streifen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt jeder Bereich, in dem jede der Pixelelektroden 31 gebildet ist, einen Punktbereich dar, und Bilder können in jedem der Punktbereiche angezeigt werden, die in einer Matrix angeordnet sind.
Hier sind die TFD-Elemente 40 Schaltelemente zum Anschließen der Abtastleitungen 13 an die Pixelelektroden 31. Die TFD-Elemente 40 haben eine MIM-Struktur, in der ein erster leitender Film, der Ta als Hauptkomponente verwendet, ein Isolierfilm, der auf der Oberfläche des ersten leitenden Films gebildet ist und Ta₂O₃ als Hauptkomponente verwendet, und ein zweiter leitender Film, der auf der Oberfläche des Isolierfilms gebildet ist und Cr als Hauptkomponente verwendet, bereitgestellt sind. Die ersten leitenden Filme der TFD-Elemente 40 sind so an die Abtastleitungen 13 angeschlossen, dass die zweiten leitenden Filme an die Pixelelektroden 31 angeschlossen sind.
Anschließend wird nun die Pixelstruktur der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3(a) ist eine schematische Ansicht, die die Pixelstruktur der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100, insbesondere die planare Struktur der Pixelelektrode 31 zeigt. 3(b) ist eine schematische Ansicht entlang der Linie A-A' von 3(a). Wie in 2 dargestellt ist, hat die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Punktbereiche, die die Pixelelektroden 31 in den Bereichen enthalten, die von den Datenleitungen 9 und den Abtastleitungen 13 umgeben sind. In den Punktbereichen, wie in 3(a) dargestellt ist, ist eine farbige Schicht einer der drei Primärfarben einem Punktbereich entsprechend angeordnet. Die drei Punktbereiche D1, D2 und D3 bilden ein Pixel, das farbige Schichten 22B (blau), 22G (grün) und 22R (rot) enthält.
Andererseits, wie in 3(b) dargestellt ist, ist in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Flüssigkristall, dessen Moleküle im Anfangszustand vertikal ausgerichtet sind, das heißt, eine Flüssigkristallschicht 50, die aus einem Flüssigkristallmaterial besteht, dessen dielektrische Anisotropie negativ ist, zwischen einem oberen Substrat (einem Elementsubstrat) 25 und einem unteren Substrat (einem Gegensubstrat) 10, das so angeordnet ist, dass es dem oberen Substrat zugewandt ist, eingefügt.
Das untere Substrat 10 hat eine Struktur, in der ein reflektierender Film 20, der aus einem Metallfilm mit hohem Reflexionsgrad, wie Aluminium oder Silber besteht, teilweise auf der Oberfläche eines Substrathauptkörpers 10A gebildet ist, der aus einem Licht durchlässigen Material, wie Quarz oder Glas besteht, mit einem dazwischen liegenden Isolierfilm 24. Hier stellt der Bereich, in dem der reflektierende Film 20 gebildet ist, einen reflektiven Anzeigebereich R dar. Der Bereich, in dem der reflektierende Film 20 nicht gebildet ist, das heißt, der Bereich innerhalb einer Apertur 21 des reflektierenden Films 20, ist ein transmissiver Anzeigebereich T. Wie zuvor erwähnt, ist die Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit vertikaler Ausrichtung, die die Flüssigkristallschicht 50 mit vertikaler Ausrichtung enthält, und ist eine transflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die Bilder in einem reflektiven Modus und in einem transmissiven Modus anzeigen kann.
Der Isolierfilm 24, der auf dem Substrathauptkörper 10A gebildet ist, hat einen konkav-konvexen Abschnitt 24a auf seiner Oberfläche. Die Oberfläche des reflektierenden Films 20 hat aufgrund des konkav-konvexen Abschnitts 24a auch einen konkav-konvexen Abschnitt.
Da reflektiertes Licht aufgrund eines solchen konkav-konvexen Abschnitts reflektiert wird, kann verhindert werden, dass das reflektierte Licht von der Außenseite einfällt, und somit können Bilder mit einem breiten Betrachtungswinkel angezeigt werden.
Ebenso ist das Farbfilter 22 (die rote farbige Schicht 22R in 3(b)), die sich über den reflektiven Anzeigebereich R und den transmissiven Anzeigebereich T erstreckt, auf dem reflektierenden Film 20 im reflektiven Anzeigebereich R und auf dem Substrathauptkörper 10A, der im transmissiven Anzeigebereich T positioniert ist, bereitgestellt. Hier ist der Rand der farbigen Schicht 22R von einer schwarzen Matrix BM umgeben, die aus Chrom oder dergleichen besteht.
Die Grenzen der entsprechenden Punktbereiche D1, D2 und D3 sind durch die schwarze Matrix BM gebildet (siehe 3(a)).
Ferner ist ein Isolierfilm 26 auf dem Farbfilter 22 derart gebildet, dass er dem reflektiven Anzeigebereich R entspricht. Das heißt, der Isolierfilm 26 ist selektiv über dem reflektierenden Film 20 gebildet, wobei das Farbfilter 22 dazwischen liegt. Die Dicke der Flüssigkristallschicht 50 im reflektiven Anzeigebereich R unterscheidet sich von der Dicke der Flüssigkristallschicht 50 im transmissiven Anzeigebereich T aufgrund der Bildung des Isolierfilms 26. Der Isolierfilm 26 besteht aus einem organischen Film, wie einem Acrylharz, mit einer Dicke von 0,5 bis 2,5 μm, und hat eine geneigte Oberfläche, so dass deren Dicke sich kontinuierlich um die Grenzfläche zwischen dem reflektiven Anzeigebereich R und dem transmissiven Anzeigebereich T ändern kann. Die Dicke der Flüssigkristallschicht 50 in einem Abschnitt, wo kein Isolierfilm 26 vorhanden ist, ist etwa 1 bis 5 μm. Die Dicke der Flüssigkristallschicht 50 im reflektiven Anzeigebereich R ist etwa halb so groß wie die Dicke der Flüssigkristallschicht 50 im transmissiven Anzeigebereich T.
Wie zuvor erwähnt, dient der Isolierfilm 26 als Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht (Flüssigkristallschicht-Dickenregulierungsschicht), die die Dicke der Flüssigkristallschicht 50 im reflektiven Anzeigebereich R anders macht als die Dicke der Flüssigkristallschicht im transmissiven Anzeigebereich T. Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Rand der flachen Oberfläche auf dem Isolierfilm 26 annähernd mit dem Rand des reflektierenden Films 20 (des reflektiven Anzeigebereichs) übereinstimmt, ist ein Teil oder die Gesamtheit des geneigten Bereichs des Isolierfilms 26 im transmissiven Anzeigebereich T enthalten.
Eine gemeinsame Elektrode 9, die aus Indiumzinnoxid besteht (in der Folge als ITO bezeichnet), ist auf der Oberfläche des unteren Substrats 10 gebildet, die die Oberfläche des Isolierfilms 26 enthält. Ein Ausrichtungsfilm 27, der aus Polyimid besteht, ist auf der gemeinsamen Elektrode 9 gebildet. Der Ausrichtungsfilm 27 dient als vertikaler Ausrichtungsfilm zur Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in einer vertikalen Richtung im Bezug auf dessen Oberfläche. Ein Ausrichtungsverfahren, wie eine Reibkontaktbehandlung, wird nicht ausgeführt. Andererseits ist in 3 die gemeinsame Elektrode 9 streifenförmig, so dass sie sich in eine vertikale Richtung im Bezug auf die Ebene der Zeichnung erstreckt, und besteht aus gemeinsamen Elektroden in den entsprechenden Punktbereichen, die parallel in vertikaler Richtung im Bezug auf die Ebene der Zeichnung gebildet sind. Ferner sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform der reflektierende Film 20 und die gemeinsame Elektrode 9 separat bereitgestellt und gestapelt. Im reflektiven Anzeigebereich R kann jedoch ein reflektierender Film, der aus einem Metallfilm besteht, als Teil der gemeinsamen Elektrode verwendet werden.
Anschließend werden in dem oberen Substrat 25 die Pixelelektrode 31 in einer Matrix, die aus einem transparenten leitenden Film, wie ITO, besteht, und ein Ausrichtungsfilm 33, der aus Polyimid besteht und auf dem der vertikale Ausrichtungsprozess wie auf dem unteren Substrat 10 ausgeführt wird, auf einem Substrathauptkörper 25A gebildet, der aus einem Licht durchlässigen Material, wie Glas oder Quarz besteht (auf der Flüssigkristallschicht des Substrathauptkörpers 25A). Ebenso werden in der Pixelelektrode 31 Schlitze 32 gebildet, die durch teilweises Schneiden der gemeinsamen Elektrode erhalten werden.
Eine Phasenverschiebungsplatte 18 und ein Polarisator 19 sind auf der äußeren Oberfläche (gegenüber der Oberfläche, auf der die Flüssigkristallschicht 50 bereitgestellt ist) des unteren Substrats 10 gebildet. Eine Phasenverschiebungsplatte 16 und ein Polarisator 17 sind auf der äußeren Oberfläche des oberen Substrats 25 gebildet. Kreisförmiges polarisiertes Licht kann auf die Innenfläche des Substrats (die Flüssigkristallschicht 50) fallen. Die Phasenverschiebungsplatte 18 und der Polarisator 19 und die Phasenverschiebungsplatte 16 und der Polarisator 17 bilden jeweils kreisförmige Polarisatoren. Der Polarisator 17 (19) lässt nur linear polarisiertes Licht mit einer Polarisierungsachse in eine vorbestimmte Richtung durch. Eine λ/4-Phasenverschiebungsplatte wird als Phasenverschiebungsplatte 16 (18) verwendet. Ein Gegenlicht 15, das eine Lichtquelle für die transmissive Anzeige ist, ist außerhalb des Polarisators 19 bereitgestellt, der auf dem unteren Substrat 10 gebildet ist.
In der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind zur Steuerung der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallschicht 50, das heißt, als Mittel zur Steuerung der Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle fallen, die im Anfangszustand vertikal ausgerichtet sind, wenn eine Spannung zwischen Elektroden angelegt wird, Fortsätze, die aus einem dielektrischen Material bestehen, auf der Innenfläche (der Flüssigkristallschicht) der Elektroden gebildet. In 3 sind Fortsätze 28 und 29 auf der Innenfläche (der Flüssigkristallschicht) der gemeinsamen Elektrode 9, die in dem unteren Substrat 10 gebildet ist, sowohl im transmissiven Anzeigebereich T als auch im reflektiven Anzeigebereich R gebildet.
Die entsprechenden Fortsätze 28 und 29 sind kegelförmig oder polypyramidenförmig, so dass sie von der Innenfläche des Substrats (der Hauptfläche der Elektrode) zu der Innenseite der Flüssigkristallschicht 50 ragen. Die Höhe L2 der Fortsätze 28, die im transmissiven Anzeigebereich T gebildet sind, ist (zum Beispiel 1,5 bis 2 mal) größer als die Höhe H1 der Fortsätze 29, die im reflektiven Anzeigebereich R gebildet sind. Genauer ist L2 = 1,5 μm und L1 = 1,0 μm. Die Höhe der Fortsätze 28 ist etwa 1,5 mal größer als die Höhe der Fortsätze 29. Ebenso enthalten die Fortsätze 28 und 29 eine Oberfläche (mit einer sanft gekrümmten Form), die in einem vorbestimmten Winkel im Bezug auf die Innenfläche des Substrats (die Hauptoberfläche der Elektrode) geneigt ist.
Andererseits werden in der Pixelelektrode 31, die auf der Innenfläche des oberen Substrats 25 gebildet ist, die Schlitze 32 gebildet, die durch teilweises Schneiden der gemeinsamen Elektrode 9 erhalten werden. Ein verzerrtes elektrisches Feld wird zwischen den entsprechenden Elektroden 9 und 31 durch Bereitstellen der Schlitze 32 erzeugt. Die Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle, die im Anfangszustand vertikal ausgerichtet sind, fallen, wenn eine Spannung angelegt wird, werden durch das verzerrte elektrische Feld gesteuert. Ebenso umgeben die Schlitze 32, die in der Pixelelektrode 31 gebildet sind, wie in 3(a) dargestellt ist, die Fortsätze 28 und 29, die in der gemeinsamen Elektrode 9 gebildet sind. Dadurch ist es möglich, die Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle (LC) entlang der Peripherie der Fortsätze 28 und 29 fallen, radikal zu steuern.
Gemäß der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 mit der obengenannten Struktur können die folgenden Effekte erzielt werden. Mit anderen Worten, wenn eine Spannung an die Flüssigkristallmoleküle mit negativer dielektrischer Anisotropie angelegt wird, die auf einem vertikalen Ausrichtungsfilm ausgerichtet sind, an dem keine Reibkontaktbehandlung ausgeführt wird, fallen allgemein die Flüssigkristallmoleküle in wahllose Richtungen, da die Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle fallen, nicht gesteuert werden, wodurch eine schlechtere Ausrichtung erhalten wird. Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform jedoch die Fortsätze 28 und 29 auf der Innenfläche der gemeinsamen Elektrode 9 gebildet sind und die Schlitze 32 in der Pixelelektrode 31 so gebildet sind, dass sie die Fortsätze 28 und 29 in der Draufsicht umgeben, wird die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle durch die geneigten Oberflächen der Fortsätze 28 und 29 und/oder durch das verzerrte elektrische Feld gesteuert, das durch die Schlitze 32 verursacht wird. Daher werden die Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle, die im Anfangszustand vertikal ausgerichtet sind, fallen, durch Anlegen einer Spannung gesteuert. Daher ist es möglich, die Erzeugung von Disklinationen zu verhindern, die durch die schlechte Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle verursacht werden, und somit eine qualitativ hochwertige Anzeige zu erhalten, in der selten Nachbilder erzeugt werden, die durch die Erzeugung der Disklinationen oder Flecken verursacht werden, die in der schrägen Richtung zu beobachten sind.
Da es zusätzlich in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich ist, die Dicke der Flüssigkristallschicht 50 im reflektiven Anzeigebereich R auf die halbe Dicke der Flüssigkristallschicht 50 im transmissiven Anzeigebereich T zu verringern, indem der Isolierfilm 26 im reflektiven Anzeigebereich R gebildet wird, kann die Doppelbeugungsphasenverschiebung, die zur reflektiven Anzeige beiträgt, annähernd gleich der Doppelbeugungsphasenverschiebung gemacht werden, die zur transmissiven Anzeige beiträgt, wodurch der Kontrast verbessert wird.
In der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100, in der die Dicke der Flüssigkristallschicht im transmissiven Anzeigebereich T größer als die Dicke der Flüssigkristallschicht im reflektiven Anzeigebereich R ist, kann die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle sowohl im transmissiven Anzeigebereich T als auch im reflektiven Anzeigebereich R gesteuert werden, indem die Höhe L2 der Fortsätze 28, die im transmissiven Anzeigebereich T gebildet sind, größer als die Höhe der Fortsätze 28 gestaltet wird, die im reflektiven Anzeigebereich R gebildet sind. Daher kann die Erzeugung einer mangelhaften Anzeige, wie der Nachbilder und Flecken, sowohl im transmissiven Modus als auch im reflektiven Modus verhindert werden, und somit können Bilder mit einem breiteren Betrachtungswinkel angezeigt werden.
Das heißt, in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung, in der die Dicke der Flüssigkristallschicht im transmissiven Anzeigebereich größer als die Dicke der Flüssigkristallschicht im reflektiven Anzeigebereich ist, ist es nicht möglich, die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in einem Bereich nur durch Bereitstellung von Fortsätzen sowohl im transmissiven Anzeigebereich als auch im reflektiven Anzeigebereich zu steuern. Das heißt, da die Dicke der Flüssigkristallschicht im transmissiven Anzeigebereich anders ist als die Dicke der Flüssigkristallschicht im reflektiven Anzeigebereich, kann die Ausrichtungsleistung der Flüssigkristallmoleküle im transmissiven Anzeigebereich, wo die Dicke der Flüssigkristallschicht größer ist, schlechter sein als im reflektiven Anzeigebereich, einfach aufgrund der Bildung der konvexen Abschnitte mit derselben Höhe in den jeweiligen Bereichen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es jedoch möglich, die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in den entsprechenden Bereichen zu steuern, indem die Höhe L2 mit etwa 1,5 μm und die Höhe L1 mit etwa 1,0 μm gestlatet wird Anschließend wird nun ein Herstellungsverfahren der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 3(b) beschrieben. Das Herstellungsverfahren der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 enthält ein Herstellungsverfahren eines unteren Substrats 10, ein Herstellungsverfahren eines oberen Substrats 25 und ein Verfahren zur Befestigung des unteren Substrats 10 an dem oberen Substrat 25, mit einem dazwischen liegenden Flüssigkristallmaterial. Die jeweiligen Verfahren werden nun ausführlich beschrieben.
[Herstellungsverfahren des unteren Substrats 10]
Zunächst wird ein Isolierfilm 24, der aus einem Acrylharz besteht, auf einem Grundmaterial, das dem Substrathauptkörper 10A entspricht, in einem vorbestimmten Muster gebildet (in einem Bereich, der dem reflektiven Anzeigebereich R entspricht). Ein konkav-konvexer Abschnitt 24a wird auf dessen Oberfläche durch ein Fotolithographieverfahren unter Verwendung einer Fotomaske, eine Behandlung mit Fluorwasserstoffsäure oder ein Prägeverfahren gebildet. Anschließend wird ein reflektiver Film 20, der vorwiegend aus einem Metallmaterial, wie Al besteht, auf dem Isolierfilm 24 gebildet. Ein konkav-konvexer Abschnitt wird auf der Oberfläche des reflektiven Films 20 in Form des konkav-konvexen Abschnitts 24a des Isolierfilms 24 gebildet. Anschließend wird ein Farbfilter 22, das farbige Schichten der Farben R, G und B enthält, auf fast der gesamten Oberfläche des Substrathauptkörpers 10A gebildet, die den Isolierfilm 24 und den reflektiven Film 20 aufweist.
Nach der Bildung des Farbfilters 22 wird ein Isolierfilm 26, der eine Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht ist, die vorwiegend aus Acrylharz besteht, selektiv so gebildet, dass er das Farbfilter 22 in dem Bereich bedeckt, wo der reflektive Film 20 gebildet ist. Dann wird eine transparente Elektrode 9 in Streifen, die vorwiegend aus ITO besteht, auf dem Substrathauptkörper 10A mit dem Isolierfilm 24, dem reflektiven Film 20, dem Farbfilter 22 und dem Isolierfilm 26 durch ein Sputterverfahren oder ein Abscheideverfahren gebildet. Ebenso kann ein Muster in Streifen durch Maskenabscheiden oder Ätzen gebildet werden.
Anschließend werden die Fortsätze 29 und die Fortsätze 28, die aus einem dielektrischen Material bestehen, auf der transparenten Elektrode 9 gebildet, die auf dem Substrathauptkörper 10A gebildet ist, sowohl in dem Bereich, ob der reflektive Film 20 gebildet ist, als auch in dem Bereich, wo der reflektive Film 20 nicht gebildet ist. Hier unterscheidet sich die Höhe der Fortsätze 28, die von der Oberfläche der transparenten Elektrode abstehen, von der Höhe der Fortsätze 29, die von der Oberfläche der transparenten Elektrode 9 abstehen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist zum Beispiel die Höhe L2 der Fortsätze 28 1,5 mal größer als die Höhe L1 der Fortsätze 29.
Genauer gesagt, nach der Bildung eines fotoempfindlichen Harzes, das durch UF-Bestrahlung gehärtet wird, auf der transparenten Elektrode 9, die auf dem Substrathauptkörper 10A gebildet ist, in derartiger Weise, dass sie in dem Bereich dicker ist, wo der reflektive Film 20 gebildet ist, als in dem Bereich, wo der reflektive Film 20 nicht gebildet ist, wird das fotoempfindliche Harz durch eine Maske belichtet und entwickelt, und das erhaltene Produkt zu Kegeln verarbeitet. Daher können die Fortsätze 29 gebildet werden, die in dem Bereich, wo der reflektive Film 20 gebildet ist, niedriger sind, und die Fortsätze 28 gebildet werden, die in dem Bereich höher sind, wo der reflektive Film 20 nicht gebildet ist. Ebenso ist es gemäß einem Verfahren zur Bereitstellung der geneigten Oberfläche, die in 3(b) dargestellt sind, in den Fortsätzen 28 und 29, das heißt, einem Verfahren zur Bearbeitung der erhaltenen Produkte zu Kegeln, zum Beispiel möglich, die konvexen Abschnitte, die nach der Belichtung und Entwicklung erhalten werden, durch Schmelzen zu bearbeiten.
Es ist möglich, die Höhe der Fortsätze 28 und 29 unterschiedlich zu gestalten, indem die transparente Elektrode 9, die auf dem Substrathauptkörper 10a gebildet ist, mit einem fotoempfindlichen Harz, das durch UV-Bestrahlung gehärtet wird, in einer gleichförmigen Dicke überzogen wird, und das Belichtungsausmaß gesteuert wird, wenn das fotoempfindliche Harz durch die Maske belichtet wird. Das heißt, wenn das fotoempfindlich Harz, das durch UV-Bestrahlung gehärtet wird, verwendet wird, ist es möglich, die Höhe der Fortsätze 29, die in dem Bereich gebildet sind, wo der reflektive Film 20 gebildet ist, kleiner zu gestalten, indem das Belichtungsausmaß in dem Bereich, wo der reflektive Film 20 gebildet ist, verringert wird, und das Belichtungsausmaß in dem Bereich, wo der reflektive Film 20 nicht gebildet ist, erhöht wird.
Ein Ausrichtungsfilm 27 mit vertikaler Ausrichtung, der aus Polyimid besteht, wird auf fast der gesamten Oberfläche der transparenten Elektrode 9 gebildet, die die Fortsätze 28 und 29 enthält, die durch das obengenannte Verfahren gebildet wurden. Ebenso wird kein Ausrichtungsverfahren, wie eine Reibkontaktbehandlung an dem Ausrichtungsfilm 27 ausgeführt.
Andererseits werden ein Phasenverschiebungsfilm 18 und ein Polarisierungsfilm 19, die aus einer ¼-Wellenlängenplatte bestehen, auf der Oberfläche gegenüber der Oberfläche gebildet, auf der die transparente Elektrode 9 des Substrathauptkörpers 10A gebildet ist, so dass das untere Substrat 10 erhalten wird.
(Herstellungsverfahren des oberen Substrats 25)
Zunächst wird eine transparente Elektrode (Pixelelektrode) 31 in einer Matrix, die vorwiegend aus ITO besteht, auf einem Grundmaterial, das dem Substrathauptkörper 25A entspricht, durch ein Sputterverfahren oder ein Abscheideverfahren gebildet.
Ebenso kann ein Muster in einer Matrix durch Maskenabscheidung oder Ätzen gebildet werden. Die Schlitze 32 werden gleichzeitig mit der Bildung des Musters in einer Matrix gebildet. Anschließend wird ein Ausrichtungsfilm 33 mit vertikaler Ausrichtung, der aus Polyimid besteht, auf fast der gesamten Oberfläche der transparenten Elektrode 31 gebildet, die auf dem Substrathauptkörper 25A gebildet ist. Ebenso wird kein Ausrichtungsverfahren, wie eine Reibkontaktbehandlung, an dem Ausrichtungsfilm 33 ausgeführt.
Andererseits sind eine Phasenverschiebungsplatte 16 und eine Polarisierungsplatte 17, die aus der ¼-Wellenlängenplatte bestehen, auf der Oberfläche gebildet, die der Oberfläche gegenüberliegt, auf der die transparente Elektrode 31 des Substrathauptkörpers 25A gebildet ist, um dadurch das obere Substrat 25 zu erhalten.
(Verfahren zur Befestigung der Substrate)
Das obere Substrat 25 und das untere Substrat 10, die durch das vorangehende Verfahren erhalten werden, werden unter Vakuum durch ein Dichtungsmaterial aneinander befestigt, das aus einem durch UV-Strahlung härtbaren Harz besteht, in dem ein Flüssigkristallimplantationsloch gebildet ist. Ein Flüssigkristallmaterial wird in die befestigten Substrate durch das Flüssigkristallimplantationsloch durch ein Vakuumimplantationsverfahren implantiert. Nach dem Implantieren des Flüssigkristallmaterials wird das Flüssigkristallimplantationsloch mit dem Dichtungsmaterial verschlossen, um somit die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu erhalten. Ebenso wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Flüssigkristallmaterial, dessen dielektrische Anisotropie negativ ist, als Flüssigkristallmaterial verwendet.
[Zweite Ausführungsform]
Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 4 ist eine schematische Ansicht, die die planare Struktur (a) und die Schnittstruktur (b) der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform entsprechend 3 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die Struktur der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform ist annähernd mit der Struktur der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 identisch, die in 3 dargestellt ist, außer dass die Strukturen der Farbfilter anders sind. Daher wird auf eine Beschreibung derselben Elemente, die mit den Bezugszeichen von 3 bezeichnet sind, verzichtet.
In der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform ist in einer transflektiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit aktiver Matrix, die eine TFD als Schaltelement verwendet, ein Flüssigkristall, dessen Moleküle im Anfangszustand vertikal ausgerichtet sind, das heißt, eine Flüssigkristallschicht 50, die aus einem Flüssigkristallmaterial besteht, dessen dielektrische Anisotropie negativ ist, zwischen einem oberen Substrat (einem Elementsubstrat) 25 und einem unteren Substrat (einem Gegensubstrat) 10, das so angeordnet ist, dass es dem oberen Substrat zugewandt ist, eingefügt.
In dem unteren Substrat 10 wird der reflektive Film 20, der aus einem Metallfilm mit einem hohen Reflexionsverhältnis, wie Aluminium und Silber, besteht, selektiv auf der Oberfläche des Substrathauptkörpers 10A, der aus einem Licht durchlässigen Material, wie Quarz oder Glas besteht, in einem vorbestimmten Muster gebildet, genauer gesagt, in dem reflektiven Anzeigebereich R. Ebenso ist es wie in der ersten Ausführungsform möglich, einen konkav-konvexen Abschnitt durch den Isolierfilm 24 zu bilden.
Das Farbfilter 22 (22R, 22G und 22B), das sich über den reflektiven Anzeigebereich R und den transmissiven Anzeigebereich T erstreckt, ist auf dem reflektierenden Film 20 bereitgestellt, der selektiv im reflektiven Anzeigebereich R und auf dem Substrathauptkörper 10A, der im transmissiven Anzeigebereich T positioniert ist, gebildet ist. Das Farbfilter 22 enthält die farbigen Schichten 22R, 22G und 22B der Farben R, G und B. Die entsprechenden farbigen Schichten 22R, 22G und 22B bilden die entsprechenden Punktbereiche D1, D2 und D3 (siehe 4(a)).
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die schwarze Matrix BM, die in den Grenzflächen der entsprechenden Punktbereiche D1, D2 und D3 gebildet ist, nicht aus Metallchrom gebildet, das allgemein nach dem Stand der Technik verwendet wird, sondern ist aus einer Substanz gebildet, die durch Stapeln der jeweiligen farbigen Schichten 22R, 22G und 22B erhalten wird. Genauer gesagt, überlappen in dem Zwischenpunktbereich neben dem reflektiven Anzeigebereich R die farbigen Schichten 22R, 22G und 22B in der Draufsicht und Schwarz wird durch die gestapelte Substanz angezeigt. Infolge des Stapelns der entsprechenden farbigen Schichten im Zwischenpunktbereich wird die Dicke des Farbfilters 22 durch die Menge der jeweiligen gestapelten farbigen Schichten bestimmt.
Ferner wird der Isolierfilm 26, der die Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht ist, auf dem Farbfilter 22 in der Position gebildet, die dem reflektiven Anzeigebereich R entspricht. Die gemeinsame Elektrode 9, die aus dem ITO besteht, wird auf der Oberfläche des unteren Substrats 10 gebildet, die die Oberfläche des Isolierfilms 26 enthält. Die Fortsätze 28, 29a und 29b werden auf der gemeinsamen Elektrode 9 gebildet. Ebenso werden die Fortsätze 28 in dem transmissiven Anzeigebereich T bereitgestellt. Die Fortsätze 29b werden im reflektiven Anzeigebereich R bereitgestellt. Andererseits werden die Fortsätze 29a im Zwischenpunktbereich bereitgestellt.
Wie zuvor erwähnt, ragt in dem Bereich, wo die jeweiligen farbigen Schichten 22R, 22G und 22B des Farbfilters 22 einander überlappen, der Isolierfilm 26 um das Ausmaß, in dem die farbigen Schichten gestapelt sind, vor. Ferner werden die Fortsätze 29a, die zu der Flüssigkristallschicht 50 ragen, in dem Abschnitt gebildet, wo der Isolierfilm 26 vorragt. Die Fortsätze 29a bestehen aus demselben Material wie die Fortsätze 28, die im transmissiven Anzeigebereich T gebildet sind, und die Fortsätze 29b, die im reflektiven Anzeigebereich R gebildet sind, und ihre Höhe ist annähernd gleich der Höhe der Fortsätze 29b.
Anschließend werden im oberen Substrat 25 die Pixelelektrode 31 in einer Matrix, die aus einem transparenten leitenden Film, wie ITO, besteht, und ein Ausrichtungsfilm 33, der aus Polyimid besteht und auf dem der vertikale Ausrichtungsprozess ausgeführt wird, wie auf dem unteren Substrat 10, auf einem Substrathauptkörper 25A gebildet, das aus einem Licht durchlässigen Material, wie Glas oder Quarz gebildet ist (auf der Flüssigkristallschicht des Substrathauptkörpers 25A). Ebenso werden die Schlitze 32, wie in der ersten Ausführungsform, durch teilweises Schneiden der Pixelelektrode 31 in der Pixelelektrode 31 gebildet.
In der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden zur Steuerung der Asurichtung der Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallschicht 50, das heißt, als Mittel zur Steuerung der Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle, die im Anfangszustand vertikal ausgerichtet sind, fallen, wenn eine Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird, Fortsätze, die aus einem dielektrischen Material bestehen, auf der Innenfläche (der Flüssigkristallschicht) der Elektroden gebildet. In dem Beispiel von 4 werden die Fortsätze 28 und 29b an der Innenfläche (an der Seite der Flüssigkristallschicht) der gemeinsamen Elektrode 9, die in dem unteren Substrat 10 gebildet ist, sowohl im transmissiven Anzeigebereich T als auch im reflektiven Anzeigebereich R gebildet.
Die entsprechenden Fortsätze 28 und 29b sind kegelförmig oder polypyramidenförmig, so dass sie von der Innenfläche des Substrats (der Hauptfläche der Elektrode) zu der Innenseite der Flüssigkristallschicht 50 vorragen. Die Höhe L2 der Fortsätze 28, die im transmissiven Anzeigebereich T gebildet sind, ist (zum Beispiel etwa 1,5 bis 2 mal) größer als die Höhe H1 der Fortsätze 29, die im reflektiven Anzeigebereich R gebildet sind. Genauer ist L2 = 2,0 μm und L1 = 1,0 μm. In diesem Fall ist die Höhe der Fortsätze 28 etwa zweimal größer als die Höhe der Fortsätze 29. Ebenso enthalten die Fortsätze 28 und 29 mindestens eine Oberfläche (mit einer sanft gekrümmten Form), die in einem vorbestimmten Winkel im Bezug auf die Innenfläche des Substrats (die Hauptoberfläche der Elektrode) geneigt ist, um die Richtung zu steuern, in die die Flüssigkristallmoleküle (LC) entlang der geneigten Oberfläche fallen.
Andererseits werden in der Pixelelektrode 31, die auf der Innenfläche des oberen Substrats 25 gebildet ist, die Schlitze 32 gebildet, die durch teilweises Schneiden der Pixelelektroden erhalten werden. Ein verzerrtes elektrisches Feld wird zwischen den entsprechenden Elektroden 9 und 31 durch Bereitstellen der Schlitze 32 erzeugt. Die Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle, die im Anfangszustand vertikal ausgerichtet sind, fallen, wenn eine Spannung angelegt wird, werden durch das verzerrte elektrische Feld gesteuert. Ebenso umgeben die Schlitze 32, wie in 4(a) dargestellt ist, die in der Pixelelektrode 31 gebildet sind, die Fortsätze 28 und 29, die in der gemeinsamen Elektrode 9 gebildet sind. Dadurch ist es möglich, die Richtungen, in die die Flüssigkristallmoleküle (LC) entlang der Peripherie der Fortsätze 28 und 29 fallen, radikal zu steuern.
Ferner werden in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an der Seite der Flüssigkristallschicht 50 des Bereichs, der durch Überlappen der farbigen Schichten 22R, 22G und 22B gebildet wird, die Fortsätze 29a gebildet, die von der Isolierschicht 26, die die Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht ist, zu der Flüssigkristallschicht 50 vorragen. Daher werden die Fortsätze 29a als Mittel (anstelle der Abstandhalter) zur Steuerung der Dicke der Flüssigkristallschicht 50 verwendet. Das heißt, der Bereich, der durch Überlappen der farbigen Schichten 22R, 22G und 22B gebildet wird, ragt über die anderen Bereiche um das Ausmaß der Überlappung der farbigen Schichten. Wenn jedoch die Isolierschicht 26 so gebildet wird, dass sie die überlappten farbigen Schichten bedeckt und des Weiteren die Fortsätze 29a gebildet werden, ragen die Fortsätze 29a im Inneren des Substrats am stärksten vor. Dadurch können die Fortsätze 29a als Mittel zur Steuerung der Dicke der Flüssigkristallschicht verwendet werden. Daher kann die Dicke der Flüssigkristallschicht in dem Substrat gleichförmig gehalten werden, ohne zusätzlich die Abstandhalter bereitzustellen.
Ebenso werden die Fortsätze 29a in demselben Verfahren wie die Fortsätze 28 und 29a gebildet, die im transmissiven Anzeigebereich T und im reflektiven Anzeigebereich R gebildet sind, um die Herstellungseffizienz zu verbessern, und haben eine Höhe, die annähernd gleich der Höhe der Fortsätze 29b ist. Daher ist es möglich, die Fortsätze 29a als Mittel zur Steuerung der Dicke der Flüssigkristallschicht zu verwenden, und zu verhindern, dass die Fortsätze 28 und 29b, die im transmissiven Anzeigebereich T und im reflektiven Anzeigebereich R gebildet sind, das gegenüberliegende Substrat 25 kontaktieren. Daher kann die Ausrichtung in den Flüssigkristallmolekülen gesteuert werden.
Gemäß der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 mit der obengenannten Struktur ist es möglich, mehrere Effekte zu erhalten, die die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 gemäß der erste Ausführungsform aufweist, und die schwarze Matrix (BM) zu bilden, ohne separat Chrom zu verwenden. Daher ist es möglich, die Herstellungseffizienz zu verbessern, die Herstellungskosten zu senken, und eine Belastung der Umwelt aufgrund des Verzichts auf Chrom zu verhindern. Da es möglich ist, die Dicke der Flüssigkristallschicht ohne zusätzliche Verwendung von Abstandhaltern zu steuern, können die Herstellungseffizienz verbessert und die Herstellungskosten gesenkt werden. Ferner ist es möglich, die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle durch die Fortsätze 28 und 29b korrekt zu steuern und somit die visuellen Eigenschaften der Anzeige zu verbessern.
Anschließend wird ein Herstellungsverfahren der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4(b) beschrieben. Das Herstellungsverfahren der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 enthält ein Herstellungsverfahren des unteren Substrats 10, ein Herstellungsverfahren des oberen Substrats 25 und ein Verfahren zur Befestigung des unteren Substrats 10 an dem oberen Substrat 25, wobei das Flüssigkristallmaterial zwischen dem unteren Substrat 1 und dem oberen Substrat 25 eingefügt ist. Die jeweiligen Verfahren werden nun ausführlich beschrieben.
[Herstellungsverfahren des unteren Substrats 10]
Zunächst wird der reflektive Film 20, der vorwiegend aus einem Metallmaterial, wie Al, besteht, auf dem Grundmaterial 10, das dem Substrathauptkörper 10A entspricht, in einem vorbestimmten Muster gebildet (in dem Bereich, der dem reflektiven Anzeigebereich R entspricht). Anschließend wird das Farbfilter, das die entsprechenden farbigen Schichten der Farben R, G und B enthält, auf annähernd der gesamten Oberfläche des Substrathauptkörpers 10A mit dem reflektiven Film 20 gebildet. Ebenso überlappen in dem Verfahren zur Bildung des Farbfilters 22 die entsprechenden farbigen Schichten 22R, 22G und 22B einander im Zwischenpunktbereich in der Draufsicht. Ein solches Muster kann unter Verwendung des Fotolithografieverfahrens gebildet werden. Hier werden in dem Farbfilter 22 in dem Bereich, wo die entsprechenden farbigen Schichten 22R, 22G und 22B einander überlappen, die konvexen Abschnitte gebildet, die durch Stapeln der farbigen Schichten erhalten werden.
Nach der Bildung des Farbfilters 22 wird der Isolierfilm 26, der die Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht ist, die vorwiegend aus Acrylharz besteht, selektiv gebildet, so dass er das Farbfilter 22 in dem Bereich bedeckt, wo der reflektive Film 20 gebildet ist. In diesem Fall werden dieselben konvexen Abschnitte in dem Isolierfilm 26 im Zwischenpunktbereich gemäß den obengenannten konvexen Abschnitten des Farbfilters 22 gebildet.
Dann wird auf dem Substrathauptkörper 10A mit dem reflektiven Film 20, dem Farbfilter 22 und dem Isolierfilm 26 die transparente Elektrode 9 in Streifen, die vorwiegend aus dem ITO bestehen, durch Maskenabscheidung oder Ätzen gebildet.
Anschließend werden auf der transparenten Elektrode 9, die auf dem Substrathauptkörper 10A gebildet ist, die Fortsätze 29b, die Fortsätze 28 und die Fortsätze 29a, die aus dem dielektrischen Material gebildet sind, in dem Bereich, wo der reflektive Film 20 gebildet ist, in dem Bereich, wo der reflektive Film 20 nicht gebildet ist beziehungsweise im Zwischenpunktbereich gebildet. Ebenso werden die Fortsätze 29a insbesondere in den konvexen Abschnitten des Isolierfilms 26 gebildet. Hier unterscheiden sich die Höhen der Fortsätze 28 und 29b, die von der Oberfläche der transparenten Elektrode 9 vorragen, voneinander. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist zum Beispiel die Höhe L2 der Fortsätze 28 zweimal größer als die Höhe L1 der Fortsätze 29. Das Verfahren, um die Höhen unterschiedlich zu machen, ist dasselbe wie jenes der ersten Ausführungsform. Andererseits werden die Fortsätze 29a, die im Zwischenpunktbereich gebildet sind, in demselben Höhensteuerungsprozess gebildet wie die Fortsätze 29b, um die Fortsätze 29a mit einer Höhe zu erhalten, die annähernd gleich der Höhe der Fortsätze 29b ist, die im reflektiven Anzeigebereich R gebildet sind.
Auf nahezu der gesamten Oberfläche der transparenten Elektrode 9 mit den Fortsätzen 28, 29a und 29b, die durch das vorangehende Verfahren gebildet wurden, wird der Ausrichtungsfilm 27 mit vertikaler Ausrichtung, der aus Polyimid besteht, gebildet. Ebenso wird kein Ausrichtungsverfahren, wie eine Reibkontaktbehandlung an dem Ausrichtungsfilm 27 ausgeführt.
Andererseits wird auf der Oberfläche gegenüber der Oberfläche, an der die transparente Elektrode 9 des Substrathauptkörpers 10A gebildet ist, die Phasenverschiebungsplatte 18 und die Polarisierungsplatte 19, die aus der ¼ Wellenlängenplatte bestehen, gebildet, um somit das untere Substrat 10 zu erhalten.
(Herstellungsverfahren des oberen Substrats 25)
Zunächst wird die tranparente Elektrode 31 in einer Matrix, die vorwiegend aus dem ITO besteht, auf einem Grundmaterial, das dem Substrathauptkörper 25A entspricht, durch das Sputterverfahren oder Abscheideverfahren gebildet. Ebenso kann das Muster in einer Matrix durch Maskenabscheidung oder Ätzen gebildet werden. Die Schlitze 32 werden gleichzeitig mit der Bildung des Musters in einer Matrix gebildet. Anschließend wird der Ausrichtungsfilm 33 mit vertikaler Ausrichtung, der aus Polyimid besteht, auf annähernd der gesamten Oberfläche der transparenten Elektrode 31 gebildet, die auf dem Substrathauptkörper 25A gebildet ist. Ebenso wird kein Ausrichtungsverfahren, wie eine Reibkontaktbehandlung an dem Ausrichtungsfilm 33 ausgeführt.
Andererseits wird auf der Oberfläche gegenüber der Oberfläche, auf der die transparente Elektrode 31 des Substrathauptkörpers 10A gebildet ist, die Phasenverschiebungsplatte 16 und die Polarisierungsplatte 17, die aus der ¼ Wellenlängenplatte bestehen, gebildet, um somit das obere Substrat 25 zu erhalten.
(Verfahren zur Befestigung der Substrate)
Das obere Substrat 25 und das untere Substrat 10, die durch das obengenannte Verfahren erhalten wurden, werden aneinander unter Vakuum durch das Dichtungsmaterial befestigt, das aus durch UV-Strahlung härtbarem Harz besteht, in dem das Flüssigkristallimplantationsloch gebildet ist. Das Flüssigkristallmaterial wird in die befestigten Substrate von dem Flüssigkristallimplantationsloch durch das Vakuumimplantationsverfahren implantiert. Nach dem Implantieren des Flüssigkristallmaterials wird das Flüssigkristallimplantationsloch durch das Dichtungsmaterial verschlossen, um somit die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu erhalten. Ebenso wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Flüssigkristallmaterial, dessen dielektrische Anisotropie negativ ist, als Flüssigkristallmaterial verwendet.
[Dritte Ausführungsform]
Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 5 ist eine schematische Ansicht, die die planare Struktur (a) und die Schnittstruktur (b) der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform entsprechend 4 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Die Struktur der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform ist mit der Struktur der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200, die in 4 dargestellt ist, annähernd identisch, mit der Ausnahme, dass das Farbfilter 22 im Vergleich zu der zweiten Ausführungsform in dem oberen Substrat 25 gebildet ist. Daher wird auf die Beschreibung derselben Elemente, die mit den Bezugszeichen von 4 bezeichnet sind, verzichtet.
Gemäß der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform wird in einem Beispiel einer transflektiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung in einer aktiven Matrix unter Verwendung eines Dünnfilmtransistors (TFT) als Schaltelement Flüssigkristall, dessen Moleküle im Anfangszustand vertikal ausgerichtet sind, das heißt, eine Flüssigkristallschicht 50, die aus einem Flüssigkristallmaterial besteht, dessen dielektrische Anisotropie negativ ist, zwischen einem unteren Substrat (einem Elementsubstrat) 10 und einem oberen Substrat (einem Gegensubstrat) 25, das so angeordnet ist, dass es dem oberen Substrat zugewandt ist, eingefügt.
In dem unteren Substrat 10 wird der transflektive Film 20, der aus dem Metallfilm mit dem hohen Reflexionsverhältnis, wie Aluminium und Silber besteht, selektiv auf der Oberfläche des Substrathauptkörpers 10A in einem vorbestimmten Muster gebildet, genauer gesagt, in dem reflektiven Anzeigebereich R. Ferner wird eine transparente Elektrode 9a in einem vorbestimmten Muster in dem Bereich, wo der reflektive Film 20 nicht gebildet ist, das heißt, im transmissiven Anzeigebereich T, gebildet. Der reflektive Film 20 und die transparente Elektrode 9a bilden ein Paar, um somit eine Pixelelektrode in einer Matrix zu bilden. Ebenso werden Schlitze 9b und 20b, die durch teilweises Schneiden der Pixelelektrode erhalten werden, in der Pixelelektrode gebildet, so dass das verzerrte elektrische Feld in den Schlitzen 9b und 20b erzeugt wird. Ebenso wird der Ausrichtungsfilm 27 mit vertikaler Ausrichtung an der Pixelelektrode gebildet.
Andererseits wird in dem oberen Substrat 25 das Farbfilter 22, das den Bereich enthält, in dem die entsprechenden farbigen Schichten 22R, 22G und 22B einander überlappen, auf der Oberfläche des Substrathauptkörpers 25A gebildet. Der Isolierfilm 26, der die Flüssigkristallschicht- Dickeneinstellungsschicht ist, und eine gemeinsame Elektrode 31a, die über der gesamten Oberfläche gebildet ist, werden auf dem Farbfilter 22 bereitgestellt. Ebenso werden die Fortsätze 28, 29b und 29a auf der gemeinsamen Elektrode 31a und im transmissiven Anzeigebereich, im reflektiven Anzeigebereich beziehungsweise im Zwischenpunktbereich gebildet. Die Strukturen der Fortsätze 28, 29a und 29b sind dieselben wie in der zweiten Ausführungsform.
Wie zuvor erwähnt, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Zwischenpunktbereich des Farbfilters 22 unter den Pixelelektroden die schwarze Matrix (BM), die durch Stapeln der jeweiligen farbigen Schichten 22R, 22G und 22B erhalten wird, gebildet. Genauer gesagt, überlappen im Zwischenpunktbereich neben dem reflektiven Anzeigebereich R die jeweiligen farbigen Schichten 22R, 22G und 22B einander in der Draufsicht, und Schwarz wird durch die gestapelte Substanz angezeigt. Ebenso wird infolge des Stapelns der jeweiligen farbigen Schichten im Zwischenpunktbereich die Dicke des Farbfilters 22 durch die Menge der gestapelten farbigen Schichten bestimmt.
Wie zuvor erwähnt, ist gemäß der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 300, die das Farbfilter 22 enthält, in dem die schwarze Matrix durch Stapeln der jeweiligen farbigen Schichten 22R, 22G und 22B im oberen Substrat 25 erhalten wird, möglich, mehrere Effekte zu erzielen, die die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform und die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform aufweisen. Eine Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform wird unterlassen, da es annähernd dasselbe wie das Herstellungsverfahren der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist, mit der Ausnahme, dass das Farbfilter im oberen Substrat 25 gebildet ist.
[Vierte Ausführungsform]
Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 6 ist eine schematische Ansicht, die die planare Struktur (a) und die Schnittstruktur (b) der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 400 gemäß der vierten Ausführungsform entsprechend 4 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Die Struktur der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 400 gemäß der vierten Ausführungsform ist mit der Struktur der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200, die in 4 dargestellt ist, annähernd identisch, mit der Ausnahme, dass die gebildeten Fortsätze 28 im oberen Substrat 25 im transmissiven Anzeigebereich T im Vergleich zu der zweiten Ausführungsform gebildet sind. Daher wird auf die Beschreibung derselben Elemente, die mit den Bezugszeichen von 4 bezeichnet sind, verzichtet.
Wie zuvor erwähnt, ist es nicht notwendig, die Fortsätze 28 und 29b zur Steuerung der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in demselben Substrat zu bilden. Selbst wenn, wie in der vorliegenden Ausführungsform, die Fortsätze in verschiedenen Substraten gebildet sind, ist es möglich, dieselben Effekte wie die Effekte zu erzielen, die erhalten werden können, wenn die Fortsätze in demselben Substrat gebildet sind. Ebenso können die Fortsätze 29a zur Steuerung der Dicke der Flüssigkristallschicht entweder im oberen Substrat oder im unteren Substrat bereitgestellt sein.
[Elektronisches Gerät]
Ein ausführliches Beispiel eines elektronischen Geräts, das die Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält, wird nun beschrieben.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Mobiltelefons zeigt. In 8 bezeichnen die Bezugszeichen 1000 und 1001 einen Mobiltelefonhauptkörper beziehungsweise einen Anzeigeabschnitt, der die Flüssigkristallanzeigevorrichtung verwendet. Da ein solches elektronisches Gerät einen Anzeigeabschnitt enthält, der die Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet, ist es möglich, ein elektronisches Gerät zu erhalten, das einen Flüssigkristallanzeigeabschnitt mit hohem Kontrast und breitem Betrachtungswinkel aufweist, der nicht von der Verwendungsumgebung abhängig ist.
Während diese Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurde, ist für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Änderungen in der Form und in Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung Abstand zu nehmen. Zum Beispiel ist gemäß den vorangehenden Ausführungsformen die Phasenverschiebungsplatte eine einzelne Platte, kann aber eine gestapelte Substanz sein, die durch Stapeln einer ½-Wellenlängenplatte und einer ¼-Wellenlängenplatte erhalten wird. Die gestapelte Substanz dient als kreisförmiger Breitbandpolarisator und kann eine schwarze Anzeige achromatisch machen. Ebenso sind die Formen der Fortsätze und der Elektrodenschlitze, die in den vorliegenden Ausführungsformen gebildet werden, nicht auf die Strukturen der obengenannten Ausführungsformen beschränkt. Die Fortsätze und Elektrodenschlitze können jede Form haben, die zur Steuerung der Richtungen geeignet ist, in die die vertikal ausgerichteten Flüssigkristallmoleküle fallen.

Claims

Flüssigkristallanzeigevorrichtung, in der eine Flüssigkristallschicht zwischen einem Paar von Substraten (10, 25) eingefügt ist und ein transmissiver Anzeigebereich (T) und ein reflektiver Anzeigebereich (R) in einem Punktbereich bereitgestellt sind, wobei die Flüssigkristallschicht (50) aus einem Flüssigkristall hergestellt ist, dessen dielektrische Anisotropie negativ ist, wobei die Flüssigkristallanzeigevorrichtung derart angeordnet ist, dass der Flüssigkristall in einem Anfangszustand vertikal ausgerichtet ist, wobei eine Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht (26), die die Dicke der Flüssigkristallschicht im reflektiven Anzeigebereich kleiner macht als die Dicke der Flüssigkristallschicht im transmissiven Anzeigebereich, zwischen mindestens einem Substrat des Paares von Substraten und der Flüssigkristallschicht gebildet ist, wobei konvexe Abschnitte (28), die von einer Innenfläche mindestens eines der Substrate zu der Innenseite der Flüssigkristallschicht vorstehen, als Ausrichtungsregulierungsmittel bereitgestellt sind, um die Ausrichtung des Flüssigkristalls im transmissiven Anzeigebereich zu regulieren; dadurch gekennzeichnet, dass: solche konvexen Abschnitte (29) auch im reflektiven Anzeigebereich bereitgestellt sind, und die Höhe der konvexen Abschnitte im transmissiven Anzeigebereich größer ist als im reflektiven Anzeigebereich.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die konvexen Abschnitte Oberflächen haben, die in einem vorbestimmten Winkel im Bezug auf die Oberflächen des Substrates geneigt sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei Elektroden (9, 31) zum Ansteuern des Flüssigkristalls auf den Flüssigkristallschichtseiten des Paares von Substraten bereitgestellt sind, und wobei die konvexen Abschnitte auf mindestens einer Elektrode der Elektroden gebildet sind, die der Flüssigkristallschicht zugewandt sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 3, wobei ein Ausrichtungsfilm (27, 33) zum vertikalen Ausrichten des Flüssigkristalls auf den konvexen Abschnitten und der Innenfläche der Elektroden, die der Flüssigkristallschicht zugewandt sind, gebildet ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei kreisförmige Polarisatoren (16, 17, 18, 19), die kreisförmig polarisiertes Licht auf die Flüssigkristallschicht fallen lassen, an den Seiten des Paares von Substraten jeweils gegenüber der Flüssigkristallschicht bereitgestellt sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein oberes Substrat (25) und ein unteres Substrat (10) als das Paar von Substraten bereitgestellt sind, wobei ein Gegenlicht (15) zur transmissiven Anzeige an der Seite des unteren Substrats gegenüber der Flüssigkristallschicht bereitgestellt ist, und wobei eine reflektive Schicht (20), die selektiv im reflektiven Anzeigebereich gebildet ist, an der Seite des unteren Substrats gebildet ist, die der Flüssigkristallschicht zugewandt ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Farbfilterschicht (22) an den Flüssigkristallschichtseiten mindestens eines Substrats des Paares von Substraten bereitgestellt ist, wobei die Farbfilterschicht mehrere farbige Schichten aufweist, und wobei die mehreren farbigen Schichten einander in einem Zwischenpunktbereich in der Draufsicht überlappen.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht und zweite konvexe Abschnitte, die von der Flüssigkristallschicht-Dickeneinstellungsschicht zu der Flüssigkristallschicht vorstehen, an der Seite der Flüssigkristallschicht in dem Bereich gebildet sind, wo die mehreren farbigen Schichten einander in der Draufsicht überlappen.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 8, wobei die zweiten konvexen Abschnitte aus demselben Material hergestellt sind wie die konvexen Abschnitte, die im transmissiven Anzeigebereich und im reflektiven Anzeigebereich gebildet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Höhe der zweiten konvexen Abschnitte annähernd gleich jener der konvexen Abschnitte ist, die im reflektiven Anzeigebereich gebildet sind.
Elektronisches Gerät, umfassend die Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Verfahren zur Herstellung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend einen Bildungsschritt für den konvexen Abschnitt zum Beschichten eines Substrats mit einem fotoempfindlichen Harz und Belichten und Entwickeln des fotoempfindlichen Harzes durch eine Maske, wobei die Dicke des fotoempfindlichen Harzes, mit dem das Substrat beschichtet ist, im transmissiven Anzeigebereich anders ist als im reflektiven Anzeigebereich.
Verfahren zur Herstellung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 12, des Weiteren umfassend einen Substratherstellungsschritt zur Bildung eines reflektiven Films in einem vorbestimmten Muster auf einem Grundmaterial, wobei die Dicke der fotoempfindlichen Harzschicht in dem Bereich, wo der reflektive Film gebildet ist, kleiner ist als im transmissiven Anzeigebereich.
Verfahren zur Herstellung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend einen Bildungsschritt für den konvexen Abschnitt zum Beschichten eines Substrats mit einem fotoempfindlichen Harz und Belichten und Entwickeln des fotoempfindlichen Harzes durch eine Maske, wobei das Belichtungsausmaß des fotoempfindlichen Harzes im transmissiven Anzeigebereich und im reflektiven Anzeigebereich unterschiedlich ist.
Verfahren zur Herstellung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 14, des Weiteren umfassend einen Substratherstellungsschritt zur Bildung eines reflektiven Films in einem vorbestimmten Muster auf einem Grundmaterial, wobei das Belichtungsausmaß des fotoempfindlichen Harzes in dem Bereich, in dem der reflektive Film gebildet ist, anders ist als das Belichtungsausmaß des fotoempfindlichen Harzes in dem Bereich, in dem der reflektive Film nicht gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, des Weiteren umfassend: einen Schritt zum Bilden eines Farbfilters, der mehrere farbige Schichten enthält, auf einem Grundmaterial, wobei in dem Farbfilterschichtbildungsschritt die mehreren farbigen Schichten einander in einem Zwischenpunktbereich in der Draufsicht überlappen; und einen Schritt zum Bilden einer Isolierschicht, so dass die farbigen Schichten, die einander überlappen, bedeckt sind, und zum Bilden zweiter konvexer Abschnitte, die von der Isolierschicht vorstehen, über der Isolierschicht, wobei die konvexen Abschnitte und die zweiten konvexen Abschnitte in demselben Schritt gebildet werden.