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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung
und ein elektronisches Gerät,
und insbesondere eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
die vertikal orientierte Flüssigkristalle verwendet.
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Seit
kurzem werden vertikal orientierte Flüssigkristallvorrichtungen in
Flüssigkristall-Fernsehgeräten, Anzeigeschirmen
von Mobiltelefonen und so weiter verwendet. Ein Beispiel einer vertikal
orientierten Flüssigkristallanzeigevorrichtung
ist zum Beispiel in der Ungeprüften
Japanischen Patentanmeldung 9-236821 offenbart. Insbesondere ist
eine Technik offenbart, in der Dünnfilmtransistoren
gebildet sind und Pixelelektroden auf einer Zwischenisolierschicht (Überzugsschicht)
gebildet sind, so dass Signalleitungen bedeckt sind, und eine Erzeugung
elektrischer Felder (elektrische Gradientenfelder) zwischen den
Pixelelektroden und den Dünnfilmtransistoren und/oder
Signalleitungen verhindert und unterdrückt wird, wodurch eine Desorientierung
der vertikal orientierten Flüssigkristalle
unterdrückt
wird.
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Da
jedoch gemäß der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
in der Ungeprüften
Japanischen Patentanmeldung 9-236821 ein Abschnitt der Pixelelektrode
auch auf einem Kontaktloch vorhanden ist und die Pixelelektrode
im Wesentlichen rechteckig ist, ist ein Aperturverhältnis (d.
h., ein Durchlässigkeitsgrad)
erhöht.
In einer Region jedoch, in der das Kontaktloch gebildet ist, tritt
eine konkav geformte, geneigte Oberfläche an der Oberfläche der
Pixelelektrode auf, so dass eine Desorientierung der vertikal orientierten Flüssigkristalle
nahe der geneigten Oberfläche
auftreten kann. Ebenso kann zusätzlich
zu dem Kontaktloch eine Desorientierung des vertikal orientierten Flüssigkristalls
auch nahe einem Abstandshalter auftreten, der die Dicke des Flüssigkristalls
definiert. Die Desorientierung verursacht wiederum ein optisches Lecken
und so weiter, das zu einer Verschlechterung der Anzeige, wie einer
Verminderung des Kontrasts, führt.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie eine vertikal orientierte
Flüssigkristallanzeigevorrichtung
mit einer Konfiguration bereitstellt, in der die Orientierung von
Flüssigkristallmolekülen passend
kontrolliert werden kann, und in der die Verschlechterung der Anzeige,
wie ein optisches Lecken, unterdrückt werden kann, und des Weiteren
ein elektronisches Gerät
mit der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
bereitstellt.
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JP 2001-235752A offenbart
eine Mehrfachdomäne-Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
in der eine Pixelelektrode inselförmige Abschnitte hat, die durch
astförmige
Abschnitte verbunden sind.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung
nach Anspruch 1 bereitgestellt.
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Die
Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gemäß dem Aspekt
der Erfindung ist eine vertikal orientierte Flüssigkristallanzeigevorrichtung
vom aktiven Matrixtyp, in der eine Isolierschicht (Zwischenisolierschicht) zwischen
einem Schaltelement und einer Pixelelektrode gebildet ist, so dass
die Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen dem Schaltelement
und der Pixelelektrode verhindert oder unterdrückt werden kann. Infolgedessen
kann die Desorientierung der Flüssigkristallmoleküle aufgrund
des elektrischen Feldes verhindert oder unterdrückt werden.
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Ferner
ist die Pixelelektrode durch mehrere inselförmige Abschnitte und mehrere
astförmige
Abschnitte gebildet, die die inselförmigen Abschnitte miteinander
verbinden, so dass ein elektrisches Gradientenfeld entlang dem Umfang
des inselförmigen Abschnitts
zwischen der Pixel elektrode und der Elektrode (d. h., der gegenüber liegenden
Elektrode), die auf dem Gegensubstrat gebildet ist, erzeugt werden kann.
Daher ist es möglich,
die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle abhängig von
dem elektrischen Gradientenfeld zu kontrollieren. Daher kann die
Orientierungsteilung der Flüssigkristallmoleküle für jeden
inselförmigen
Abschnitt ausgeführt
werden, so dass ein Problem, wie eine ungeordnete Orientierung innerhalb
der Pixelelektrode, verhindert oder unterdrückt werden kann.
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Ferner
liegt gemäß dem Aspekt
der Erfindung die Isolierschicht zwischen dem Schaltelement und
der Pixelelektrode und das Kontaktloch ist über der gesamten Isolierschicht
gebildet, so dass das Schaltelement und die Pixelelektrode wie zuvor
beschrieben elektrisch miteinander verbunden sind. Häufig werden
jedoch konkave Formen an der dazwischen liegenden Oberfläche der
Flüssigkristallschicht
in der Region erzeugt, wo das Kontaktloch gebildet ist, und die
Desorientierung der Flüssigkristallmoleküle kann
leicht aufgrund der konkaven Formen auftreten. Daher ist nicht bevorzugt,
dass das Kontaktloch so gebildet ist, dass es die Pixelelektrode
in einer Draufsicht überlappt.
Daher wird gemäß dem Aspekt
der Erfindung das Kontaktloch in einer Region gebildet, wo der inselförmige Abschnitt
und der astförmige
Abschnitt nicht gebildet sind, das heißt, das Kontaktloch wird in
einer Region gebildet, die nicht zur Anzeige beiträgt. Infolgedessen
können leere
Räume,
die zwischen den inselförmigen
Abschnitten, die für
den Zweck der Orientierungsteilung der Flüssigkristallmoleküle gestaltet
sind, effektiv genutzt werden, wodurch ein unnötiger Verbrauch der Anzeigeregion
vermieden werden kann. In diesem Fall tritt die Desorientierung
der Flüssigkristallmoleküle, die
aufgrund der Bildung des Kontaktlochs eintreten kann, in der Region
ausschließlich
der Region auf, wo die Pixelelektrode gebildet ist, so dass die Desorientierung
in der Pixelregion im Vergleich zu einem Fall, in dem das Kontaktloch
in Überlappung
mit der Pixelelektrode gebildet ist, verringert werden kann.
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Ferner
ist gemäß dem Aspekt
der Erfindung ein Abstandshalter in mindestens einem der beiden Substrate
angeordnet, um die Dicke der Flüssigkristallschicht
zu definieren. Die Desorientierung der Flüssigkristallmoleküle tritt
jedoch leicht nahe dem Abstandshalter auf. In diesem Fall ist der
Abstandshalter auch in einer Region gebildet, wo die inselförmigen Abschnitte
der Pixelelektrode und die astförmigen
Abschnitte nicht gebildet sind, wie dies bei dem Kontaktloch der
Fall ist, so dass der leere Raum der Pixelelektrode effektiv genutzt
werden kann und nachteilige Effekte (z. B. Anzeigefleck und Nachbild) auf
der Anzeige, die durch die Desorientierung der Flüssigkristallmoleküle nahe
dem Abstandshalter verursacht werden, verringert werden können. Ein Beispiel
für den
Abstandshalter, der für
die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
der Erfindung verwendet wird, ist ein Abstandshalter, der durch
Verwendung eines Harzmaterials innerhalb der Substratoberfläche gebildet
wird, und insbesondere ein Foto-Abstandshalter, der selektiv unter
Anwendung einer fotolithografischen Methode gebildet wird.
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Gemäß der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der
Erfindung können
das Kontaktloch und der Abstandshalter in einer Region gebildet
werden, die von vier inselförmigen
Abschnitten umgeben ist. Zusätzlich
kann die Form des inselförmigen
Abschnitts sowohl ein Kreis wie auch ein Vieleck in der Draufsicht sein,
und insbesondere kann die Orientierungsteilung hoher Ordnung erreicht
werden, wenn dieser ein regelmäßiges Vieleck
ist.
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Ferner
ist das Substrat, das mit dem Abstandshalter bereitgestellt ist,
mit einem Licht abschirmenden Abschnitt gebildet, der den Abstandshalter
in der Draufsicht überlappt,
und eine Fläche des
Licht abschirmenden Abschnitts in der Draufsicht kann größer sein
als jene des Abstandshalters in der Draufsicht. Insbesondere ist
bevorzugt, dass der Licht abschirmende Abschnitt in dem Substrat
angeordnet wird, wo der Abstandshalter gebildet ist. In diesem Fall
kann eine Positionsausrichtung zwischen dem Abstandshalter und dem
Licht abschirmenden Abschnitt exakt sein. Zusätzlich ist eine Signalleitung
zum Zuleiten eines Signals zu dem Schaltelement in dem Elementsubstrat
unter Verwendung eines Licht abschirmenden Materials gebildet, so dass
die Region, wo der Abstandshalter gebildet ist, gut von Licht abgeschirmt
werden kann, selbst wenn die Signalleitung so gebildet ist, dass
sie den Abstandshalter in der Draufsicht überlappt.
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Übrigens
kann des Weiteren eine Orientierungssteuereinheit, die die Orientierung
der Flüssigkristallmoleküle steuert,
an einer Position bereitgestellt sein, die einen mittleren Abschnitt
jedes der mehreren inselförmigen
Abschnitte in der Flüssigkristallschicht
des Gegensubstrats überlappt.
In diesem Fall ist es möglich,
die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle im Wesentlichen
radial von der Mitte des inselförmigen
Abschnitts zu definieren. Zusätzlich kann
die Orientierungssteuereinheit aus einer Öffnung bestehen, wobei ein
Abschnitt der Elektrode, die auf dem Gegensubstrat bereitgestellt
ist, weggeschnitten ist, oder kann aus einem Fortsatz bestehen, der
von dem Gegensubstrat zu der Flüssigkristallschicht
ragt, und so weiter.
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Des
Weiteren enthält
ein elektronisches Gerät
gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung die obengenannte Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
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Gemäß dieser
Konfiguration ist es möglich, das
elektronische Gerät
auszuführen,
das keine Anzeigemängel
hat, sondern einen weiten Betrachtungswinkel und eine gute Reaktionsgeschwindigkeit.
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Die
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente angeben,
und wobei:
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1 ein äquivalentes
Schaltungsdiagramm einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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2 eine
Draufsicht ist, die eine Elektrodenkonfiguration der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
zeigt;
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3 eine
Draufsicht ist, die eine Pixelkonfiguration der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
zeigt;
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4A eine
Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' von 3 ist;
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4B eine
teilweise Querschnittsansicht entlang der Linie B-B' von 3 ist;
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5 eine
Draufsicht ist, die eine Pixelkonfiguration einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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6 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie II-II' von 5 ist;
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7 ein äquivalentes
Schaltungsdiagramm einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gemäß einer dritten
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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8 eine
Draufsicht ist, die eine Pixelkonfiguration der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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9 eine
Draufsicht ist, die ein alternatives Beispiel der Pixelkonfiguration
einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt; und
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10 eine
perspektivische Ansicht ist, die ein Beispiel eines elektronischen
Geräts
gemäß der Erfindung
zeigt.
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Erste Ausführungsform
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In
der Folge wird eine erste Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
der Ausführungsform
ist ein Beispiel einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
mit aktiver Matrix, die eine Dünnfilmdiode
(in der Folge als TFD bezeichnet) als Schaltelement verwendet, und
ist insbesondere ein Beispiel einer vertikal orientierten transmissiven
Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
Ebenso ist die Größe jeder
Schicht jedes Elements skaliert, so dass sie sich voneinander in
den Zeichnungen unterscheiden, damit die Schicht oder das Element
in der Zeichnung erkennbar ist.
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1 ist
ein äquivalentes
Schaltungsdiagramm, das die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 zeigt.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
enthält
eine Abtastsignaltreiberschaltung 110 und eine Datensignaltreiberschaltung 120.
Signalleitungen, das heißt,
mehrere Signalleitungen 13, und mehrere Datenleitungen 9,
die die Signalleitungen 13 schneiden, sind in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 angeordnet,
und die Signalleitungen 13 werden von der Signalleitungstreiberschaltung 110 angesteuert und
die Datenleitungen 9 werden von der Datensignaltreiberschaltung 120 angesteuert.
Ferner sind in jeder Pixelregion 150 ein TFD-Element 40 und
ein Flüssigkristallanzeigeelement
(eine Flüssigkristallschicht) 160 zwischen
der Abtast leitung 13 und der Datenleitung 9 in
Serie miteinander verbunden. Ebenso ist in 1 das TFD-Element 40 an
die Abtastleitung 13 angeschlossen und das Flüssigkristallanzeigeelement 160 ist
an die Datenleitung 9 angeschlossen; das TFD-Element 40 kann
jedoch an die Datenleitung 9 angeschlossen sein und das
Flüssigkristallanzeigeelement 160 kann
an die Abtastleitung 13 angeschlossen sein.
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Anschließend wird
eine planare Konfiguration der Elektroden der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 der
Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Wie in 2 dargestellt
ist, sind in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 der Ausführungsform
Pixelelektroden 31 in einem Matrixmuster angeordnet. Jede
Pixelelektrode 31 ist an eine Abtastleitung 13 angeschlossen,
wobei das TFD-Element 40 dazwischen
liegt. Die Gegenelektroden 9 haben eine rechteckige Form
(Streifenform) und sind den Pixelelektroden 31 in Bezug
auf die Richtung senkrecht zu der Blattoberfläche von 2 zugewandt.
Die Gegenelektroden 9 dienen als die obengenannten Datenleitungen
und haben eine Streifenform, die die Abtastleitung 13 schneidet.
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In
dieser Ausführungsform
sind die Pixelelektroden 31 in einer Matrix angeordnet
und jede Pixelelektrode 31 bildet eine Punktregion. Ebenso
ist ein TFD-Element 40 für jede Punktregion bereitgestellt,
so dass die Anzeige pro Punktregion ausgeführt werden kann. Obwohl jede
Pixelelektrode 31 als schematisch rechteckig in 2 dargestellt
ist, haben die Pixelelektroden 31 tatsächlich einen inselförmigen Abschnitt
und einen Verbindungsabschnitt, wie später beschrieben wird.
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Hier
ist die TFD-40 ein Schaltelement zum elektrischen Verbinden der
Abtastleitung 13 mit der Pixelelektrode 31, und
ist so konfiguriert, dass sie eine Metall-Isolator-Metall-(MIM-)Struktur
mit einer ersten leitenden Schicht mit Ta als Hauptkomponente, eine
Isolier schicht, die auf der Oberfläche der ersten leitenden Schicht
gebildet ist und Ta2O5 als Hauptkomponente
hat, und eine zweite leitende Schicht, die auf der Isolierschicht
gebildet ist und Cr als Hauptkomponente hat, aufweist. Ebenso ist
die erste leitende Schicht des TFD-Elements 40 an die Abtastleitung 13 angeschlossen
und die zweite leitende Schicht ist an die Pixelelektrode 31 angeschlossen.
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Anschließend wird
eine Pixelkonfiguration der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
der Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben. 3 ist
eine Draufsicht, die eine Pixelkonfiguration der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 zeigt,
insbesondere eine planare Konfiguration der Pixelelektrode 31,
und 4 ist eine Ansicht, die schematisch
einen Querschnitt entlang der Linie A-A' von 3 zeigt.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 der
Ausführungsform
hat Punktregionen, die jeweils aus der Pixelelektrode 31 innerhalb
einer Region bestehen, die von der Datenleitung 9 und der Abtastleitung 13 umgeben
ist, wie in 2 dargestellt ist. Innerhalb
der Punktregionen sind färbende Schichten
in verschiedenen Farben von den drei Primärfarben so angeordnet, dass
sie einer Punktregion entsprechen, und drei färbende Schichten (blaue Farbe
B, grüne
Farbe G und rote Farbe R) entsprechen den drei Punktregionen D1,
D2 und D3, um ein Pixel zu bilden, wie in 3 dargestellt
ist.
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Die
Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 der
Ausführungsform
hat eine Flüssigkristallschicht 50,
die zwischen dem unteren Substrat (Elementsubstrat) 10 und
dem oberen Substrat (Gegensubstrat) 25 liegt, das so angeordnet
ist, dass es dem unteren Substrat zugewandt ist, wie in 4 dargestellt ist, und die Flüssigkristallschicht 50 besteht
aus Flüssigkristallmaterialien,
die jeweils eine negative dielektrische Anisotropie haben, die angibt,
dass ihr anfänglicher
orientierter Zustand vertikal orientiert ist.
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Obwohl
nicht alle in der Querschnittskonfiguration von 4A dargestellt
sind, sind die TFD-Elemente 40 (siehe 3)
zwischen der Flüssigkristallschicht 50 und
dem Substrathauptkörper 10A angeordnet,
der aus einem transmissiven Material, wie Quarz oder Glas besteht.
Insbesondere sind die TFD-Elemente 40 zwischen einer Isolierschicht 29 und
dem Substrathauptkörper 10A angeordnet.
Die Abtastleitungen 13 zum Zuleiten von Signalen zu den TFD-Elementen 40 sind
zwischen der Flüssigkristallschicht 50 und
dem Substrathauptkörper 10A angeordnet.
Die Zwischenisolierschicht 29 ist so gebildet, dass sie
die TFD-Elemente 40 und die Abtastleitungen 13 bedeckt.
Ferner ist die Pixelelektrode 31, die aus einer transparenten
leitenden Schicht, wie Indiumzinnoxid (ITO), besteht, auf der Zwischenisolierschicht 29 gebildet,
und das TFD-Element 40 und die Pixelelektrode 29 sind
elektrisch mit dem Kontaktloch 32 (siehe 3)
miteinander verbunden, das in der Zwischenisolierschicht 29 gebildet
ist, die dazwischen liegt. Zusätzlich
ist eine Orientierungsschicht (nicht dargestellt), die aus Polyimid
oder dergleichen besteht, an der weiter inneren Oberfläche der
Pixelelektrode 31 angeordnet. Die Orientierungsschicht
ist von der Art, die eine vertikale Ausrichtung des Flüssigkristalls 50 erreicht.
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Insbesondere
ist jede Pixelelektrode 31 der Ausführungsform, wie in 3 dargestellt,
so konfiguriert, dass sie mehrere inselförmige Abschnitte 31a, 31b und 31c und
astförmige
Verbindungsabschnitte 39 aufweist. Die Verbindungsabschnitte 39 sind
zwischen benachbarten inselförmigen
Abschnitten 31a, 31b und 31c eingefügt und verbinden
benachbarte inselförmige
Abschnitte 31a, 31b und 31c elektrisch
miteinander. Es kann behauptet werden, dass die äußere Kontur der Verbindungsabschnitte 39 und
der inselförmigen
Abschnitts 31a, 31b und 31c Bildungsregionen
für die
Pixelelektroden 31 definiert. Flächen außerhalb der Bildungsregionen
können
als Nicht-Bildungsregionen der Pixelelektroden 31 angesehen
werden. Auch in dieser Ausführungsform
ist jede der Punktregionen D1, D2 und D3 so konfiguriert, dass sie
in mehrere Sub-Punktregionen S1, S2 und S3 (drei Sub-Punktregionen
in 3) mit im Wesentlichen denselben Formen unterteilt
ist.
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Im
Allgemeinen ist das Aspektverhältnis
der einen Punktregion etwa 3:1 in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
mit dem Farbfilter, so dass die Form einer Sub-Punktregion im Wesentlichen
kreisförmig oder
polygonal wird, wenn drei Sub-Punktregionen S1, S2 und S3 in jeder
der Punktregionen D1, D2 und D3 gemäß der Ausführungsform angeordnet werden, was
vorzugsweise einen weiten Betrachtungswinkel in alle Richtungen
ermöglicht.
Jede Form der Sub-Punktregionen S1, S2 und S3 (inselförmigen Abschnitte 31a, 31b und 31c)
ist im Wesentlichen achteckig in 3; sie ist
jedoch nicht darauf beschränkt,
und es kann eine kreisförmige
oder eine polygonale Form angewendet werden. Mit anderen Worten,
die Schlitze (Abschnitte ohne Verbindungsabschnitte 39 und 39),
die durch teilweises Schneiden der Elektrode erhalten werden, sind
jeweils zwischen den inselförmigen
Abschnitten 31a, 31b und 31c angeordnet.
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Übrigens
hat das obere Substrat 25 ein Farbfilter CF innerhalb des
Substrathauptkörpers 25A (an der
Seite der Flüssigkristallschicht
des Substrathauptkörpers 25A),
das aus einem transmissiven Material, wie Quarz oder Glas, besteht,
und dieses Farbfilter CF hat färbende
Schichten in den Farben R, G und B. Die Gegenelektrode 9,
die aus einer transparenten leitenden Schicht besteht, ist an der
inneren Oberfläche
des Farbfilters CF gebildet, und eine Orientierungsschicht (nicht
dargestellt), die aus Polyimid besteht, ist an der weiter inneren
Oberfläche der
Gegenelektrode 9 gebildet. Die Orientierungsschicht dient
als Vertikalorientierungsschicht, um eine Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle zu erreichen,
die in Bezug auf die Schichtoberfläche vertikal ist. Mit dieser
Art von Orientierungsschicht wird keine Orientierungsbearbeitung,
wie eine Reibbehandlung, durchgeführt. Zusätzlich ist die Gegenelektrode 9 so gebildet,
dass sie eine Streifenform hat, die sich senkrecht zu der Blattoberfläche von 4 erstreckt. Die Gegenelektrode 9 dient
als gemeinsame Elektrode für
die mehreren Punktregionen, die sich in die Richtung senkrecht zu
der Papieroberfläche
erstrecken. Zusätzlich
ist ein Schlitz (eine Öffnung),
der als Orientierungssteuereinheit dient, in der Gegenelektrode 9 gebildet.
Als Alternative kann ein Fortsatz, der aus einem Dielektrikum besteht,
als Orientierungssteuereinheit anstelle des Schlitzes verwendet
werden.
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Andererseits
sind eine Phasendifferenzplatte 18 und eine Polarisierungsplatte 19 an
der äußeren Oberfläche des
unteren Substrats 10 (d. h., der Seite, die sich von der
Oberfläche
unterscheidet, wo die Flüssigkristallschicht 50 eingefügt ist)
angeordnet, und eine Phasendifferenzplatte 16 und eine
Polarisierungsplatte 17 sind auch an der äußeren Oberfläche des
oberen Substrats 25 angeordnet. Ferner ist ein Gegenlicht 15,
das als Lichtquelle für
eine transmissive Anzeige dient, außerhalb der Polarisierungsplatte 18 angeordnet,
die an dem unteren Substrat 10 bereitgestellt ist.
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Zusätzlich ist
die Flüssigkristallschicht 50, die
aus Flüssigkristallen
besteht, die jeweils eine negative dielektrische Anisotropie aufweisen,
die anzeigt, dass der anfängliche
orientierte Zustand vertikal orientiert ist, zwischen dem unteren
Substrat 10 und dem oberen Substrat 25 angeordnet.
Der Abstandshalter SP zur Definition der Dicke der Flüssigkristallschicht 50 ist
zwischen dem unteren Substrat 10 und dem oberen Substrat 25 angeordnet.
Ebenso ist der Abstandshalter SP ein Foto-Abstandshalter, der an
der inneren Seite des oberen Substrats 25 angeordnet ist,
der so gebildet ist, dass ein Acrylharz oder dergleichen zu einer
Säulenform
strukturiert ist.
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Schlitze 43 sind
in der Gegenelektrode 9 des oberen Substrats 25 gebildet.
Wie in 3 dargestellt ist, ist jeder Schlitz 43 im
Wesentlichen in der Mitte eines entsprechenden inselförmigen Abschnitts 31a, 31b und 31c der
Pixelelektrode 31 angeordnet. Die Schlitze 43 sind
so bereitgestellt, dass sie die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallschicht 50 steuern,
das heißt,
die Richtung steuern, in die sich die Flüssigkristallmoleküle neigen, wenn
eine Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird. Infolge der
Schlitze 43 wird in jeder Sub-Punktregion S1, S2 und S3
ein schräges
(geneigtes) elektrisches Feld von dem Schlitz 43 zu dem Umfang
der inselförmigen
Abschnitte 31a, 31b und 31c erzeugt,
so dass die Flüssigkristallmoleküle in einer
radialen Orientierung um den Schlitz 43 schräg liegen.
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Als
solches ist die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle für jede der
Sub-Punktregionen S1, S2 und S3 getrennt, so dass die Flüssigkristallmoleküle im Wesentlichen
in alle Richtungen gleichförmig orientiert
sein können,
wodurch wiederum der Betrachtungswinkel gleichförmig in fast alle Richtungen vergrößert werden
kann. Ebenso kann die Orientierung der geordneten Flüssigkristallmoleküle für jede der
Sub-Punktregionen S1, S2 und S3 gesteuert werden.
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In
dieser Ausführungsform
sind das TFD-Element 40 und die Pixelelektrode 31 durch
das Kontaktloch 32, das in der dazwischen liegenden Zwischenisolierschicht 29 gebildet
ist, elektrisch miteinander verbunden. Wie in 4B dargestellt
ist, kann sich aufgrund des Kontaktlochs 32 ein konkav geformter
Abschnitt an der inneren Oberfläche
des unteren Substrats 10 bilden, das heißt, der
eingefügten
Oberfläche
der Flüssigkristallschicht 50.
Dadurch wird eine geneigte Oberfläche an einem Abschnitt der
eingefügten
Oberfläche
der Flüssigkristallschicht 50 gebildet,
so dass die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle entlang
der geneigten Oberfläche
fehlausgerichtet sein kann. Daher muss die Bildungsregion des Kontaktlochs 32 von
Licht abgeschirmt werden. Wenn das Kontaktloch 32 unter
der Pixelelektrode 31 gebildet wird, wäre der Abschnitt der Anzeigeregion
von dem Licht abgeschirmt, so dass das Aperturverhältnis (der
Durchlässigkeitsgrad)
beeinträchtigt
wäre.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
jedoch wird das Kontaktloch 32 in dem leeren Raum gebildet,
der durch Teilen der Pixelelektrode 31 in mehrere inselförmige Abschnitte 31a, 31b und 31c erzeugt
wird, d. h., in der Nicht-Bildungsregion
der Pixelelektrode 1 innerhalb einer Punktregion. Insbesondere
ist das Kontaktloch 32 in dem leeren Raum gebildet, der
zwischen verschiedenen Pixelelektroden 31 gebildet ist, die
jeweils inselförmige
Abschnitte 31a, 31b und 31c haben, wie
in 3 dargestellt ist, um dadurch den leeren Raum
effektiv zu nutzen. Das heißt,
da das Kontaktloch 32 in der Region gebildet ist, die nicht
zur Anzeige beiträgt,
ist die Anzeigeregion nicht vom Licht abgeschirmt, selbst wenn das
Kontaktloch 32 vom Licht abgeschirmt ist, und das Aperturverhältnis (der
Durchlässigkeitsgrad)
ist nicht beeinträchtigt.
In diesem Fall tritt die Desorientierung der Flüssigkristallmoleküle, die
aufgrund der Bildung des Kontaktlochs 32 entstehen könnte, in
der Region außerhalb der
Region auf, wo die Pixelelektrode 31 gebildet ist, so dass
die Desorientierung in der Pixelelektrode im Vergleich zu dem Fall
einer Bildung des Kontaktlochs in Überlappung mit der Pixelelektrode 31 verringert werden
kann. Zusätzlich
ist die Bildungsregion des Kontaktlochs 32 vom Licht durch
den Anschluss des TFD-Elements 40,
das aus einem Metallmaterial in der Ausführungsform besteht, abgeschirmt.
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Ferner
ist in dieser Ausführungsform
auch der Abstandshalter SP in dem leeren Raum gebildet, der zwischen
den inselförmigen
Abschnitten 31a, 31b und 31c der Pixelelektrode 31 gebildet
ist, das heißt,
in der Nicht-Bildungsregion der Pixelelektrode 31. Ferner
ist der Abstands halter SP an einer anderen Stelle als das Kontaktloch 32 angeordnet.
In diesem Fall können
die leeren Räume
der inselförmigen Abschnitts 31a, 31b und 31c auch
effektiv genutzt werden. Obwohl die Desorientierung der Flüssigkristallmoleküle wahrscheinlich
nahe dem Abstandshalter SP auftritt, ist der Abstandshalter SP zusätzlich so konfiguriert,
dass er in dem leeren Raum der inselförmigen Abschnitts 31a, 31b und 31c gebildet
ist, so dass, selbst wenn die Desorientierung der Flüssigkristallmoleküle nahe
dem Abstandshalter SP auftritt, die Wirkung auf die Anzeigeregion
aufgrund der Desorientierung verringert werden kann.
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Zusätzlich ist
in dieser Ausführungsform
ein Licht abschirmender Abschnitt 28, der aus einem Element
mit Licht abschirmender Eigenschaft, wie Chrom, besteht, auf dem
oberen Substrat 25 gebildet, wo der Abstandshalter SP gebildet
ist, und eine Fläche
des Licht abschirmenden Abschnitts 28 in der Draufsicht
ist größer konfiguriert
als die Fläche
des Abstandshalters SP in der Draufsicht. Da in dieser Ausführungsform
der Licht abschirmende Abschnitt 28 auf dem oberen Substrat 25 angeordnet
ist, wo der Abstandshalter SP gebildet ist, können insbesondere der Abstandshalter
SP und der Licht abschirmende Abschnitt 28 exakt ausgerichtet
werden, unabhängig
von der Genauigkeit zwischen dem oberen Substrat 25 und
dem unteren Substrat 10.
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Zweite Ausführungsform
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In
der Folge wird die zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung
unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben. 5 ist
eine Querschnittsansicht, die schematisch die Pixelkonfiguration
der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
der zweiten Ausführungsform
zeigt und entspricht 3 der ersten Ausführungsform.
Zusätzlich
ist 6 eine schematische Ansicht entlang der Linie
B-B' von 5,
die 4A der ersten Ausführungsform ent spricht. Die Grundkonfiguration
der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
der zweiten Ausführungsform
ist dieselbe wie in der ersten Ausführungsform, unterscheidet sich
aber von der ersten Ausführungsform
nur in der Konfiguration der Pixelelektrode. Daher sind in 5 und 6 dieselben
Elemente wie in 3 und 4 mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet und deren ausführliche Beschreibung wird unterlassen.
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Eine
Punktregion ist in drei Sub-Punktregionen unterteilt, um das Pixel
in der ersten Ausführungsform
zu bilden; eine Punktregion ist jedoch in der zweiten Ausführungsform
in zwei Sub-Punktregionen S1 und S2 unterteilt. In einer solchen
Konfiguration ist die Fläche
des leeren Raumes zwischen den inselförmigen Abschnitten 31a und 31b verringert,
so dass es möglich
ist, das Aperturverhältnis (den
Durchlässigkeitsgrad)
im Vergleich zu der ersten Ausführungsform
zu erhöhen.
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Ferner
ist in der zweiten Ausführungsform der
Abstandshalter SP im unteren Substrat 10 angeordnet. Der
Abstandshalter SP ist von dem Licht durch den Licht abschirmenden
Abschnitt 28 an der Seite des oberen Substrats 25 in
der ersten Ausführungsform
abgeschirmt, ist aber in der zweiten Ausführungsform so konfiguriert,
dass er vom Licht durch die Abtastleitungen 13 an der Seite
des unteren Substrats 10 abgeschirmt ist. Insbesondere
sind die entsprechenden Abtastleitungen 13 so gestaltet,
dass die Abtastleitungen 13 aus einem Metallmaterial bestehen,
das eine Licht abschirmende Eigenschaft hat, und ihre Breite selektiv
in der Bildungsregion des Abstandshalters SP erweitert wird, so
dass die Fläche
der Abtastleitungen 13, die den Abstandshalter SP in der
Draufsicht überlappt,
größer als
die Fläche des
Abstandshalters SP in der Draufsicht ist.
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Da
ferner die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
der Ausführungsform
eine vertikal orientierte, normaler weise schwarze Flüssigkristallanzeigevorrichtung
ist, ist es nicht notwendig, eine schwarze Matrix in dem Farbfilter
CF zu bilden, da die Bildungsregion des Abstandshalters SP durch
die Abtastleitungen 13 vom Licht abgeschirmt ist (Licht
blockiert wird), und das Kontaktloch 32 durch das TFD-Element 40 vom
Licht abgeschirmt wird. Die Flächen
um die inselförmigen
Abschnitte 31a, 31b sind während der hellen (weißen) Anzeige
nicht sichtbar.
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Dritte Ausführungsform
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In
der Folge wird die dritte Ausführungsform gemäß der Erfindung
unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben. 7 ist
eine äquivalente Schaltungsansicht
der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
dieser Ausführungsform,
und 8 ist eine Draufsicht, die ein Pixel der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
der Ausführungsform
zeigt, die eine schematische Ansicht entsprechend 3 der
ersten Ausführungsform
ist. Zusätzlich
sind in 8 dieselben Elemente wie in 3 mit
denselben Bezugszeichen bezeichnet und deren ausführliche
Beschreibung wird unterlassen.
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Die
Flüssigkristallanzeigevorrichtung
dieser Ausführungsform
ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung
mit aktiver Matrix, die einen Dünnfilmtransistor
(in der Folge als TFT bezeichnet) als Schaltelement verwendet, und
ist auch ein Beispiel einer vertikal orientierten Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
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In
der Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
der Ausführungsform,
wie in 7 dargestellt ist, sind die Pixelelektroden 31 und
die TFTs 30, die als Schaltelemente zum Steuern der Pixelelektroden 31 dienen,
in mehreren Punkten gebildet, die in einer Matrixform angeordnet
sind, die die Bildanzeigeregion bilden, und die Datenleitungen 6a,
zu welchen die Bildsignale geleitet werden, sind je weils elektrisch
an die Sourcen der TFTs 30 angeschlossen. Die Bildsignale
S1, S2, ..., und Sm zum Schreiben von Daten werden in dieser Reihenfolge
zu den Datenleitungen 6a linear und sequenziell geleitet
oder jeder Gruppe in Bezug auf benachbarte Datenleitungen 6a zugeleitet.
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Ferner
sind die Abtastleitungen 3a elektrisch an die Gates der
TFT 30 angeschlossen und Abtastsignale G1, G2, ..., Gm
werden linear und sequenziell an die mehreren Abtastleitungen 6a in
Pulsen mit vorbestimmter Zeitsteuerung angelegt. Ebenso sind die
Pixelelektroden 31 elektrisch an die Drains der TFTs 30 angeschlossen,
wobei die Bildsignale S1, S2, ..., und Sn, die von den Datenleitungen 6a zugeleitet
werden, mit einer vorbestimmten Zeitsteuerung geschrieben werden,
indem die TFTs 30, die als Schaltelemente dienen, nur für eine vorbestimmte Periode
eingeschaltet werden.
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Die
Bildsignale S1, S2, ..., und Sn, die vorbestimmte Werte haben, die
in den Flüssigkristall über die
Pixelelektroden 31 geschrieben werden, werden zwischen
den Pixelelektroden und der gemeinsamen Elektrode, die in dem Gegensubstrat
gebildet ist, für eine
vorbestimmte Zeit gehalten. Der Flüssigkristall moduliert das
Licht, indem er die Reihenfolge oder Orientierung molekularer Cluster
mit Hilfe des angelegten Spannungspegels ändert, so dass die Grauskalenanzeige
ausgeführt
werden kann. In diesem Fall ist ein kumulativer Kondensator 70,
der parallel zu dem Flüssigkristallkondensator
angeschlossen ist, der zwischen der Pixelelektrode 31 und
der gemeinsamen Elektrode gebildet ist, hinzugefügt, um ein Auslecken des gehaltenen
Bildsignals zu verhindern. Und das Bezugszeichen 3b gibt
eine Kapazitätsleitung
an.
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Anschließend wird
eine planare Konfiguration des Pixels, das die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
der Ausführungsform
darstellt, unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Wie in 8 dargestellt ist, sind Datenleitungen 6a und
Abtastleitungen 3a entlang vertikaler beziehungsweise horizontaler Grenzen
der Pixelelektrode 31 angeordnet, und im Inneren der Region,
wo jede Pixelelektrode 31, die Datenleitungen 6a und
die Abtastleitungen 3a, die so angeordnet sind, dass sie
die Pixelelektrode 31 umgeben, gebildet sind, ist eine
Punktregion gebildet, so dass die Anzeige pro Punktregion ausgeführt werden kann,
die in einer Matrixform angeordnet ist.
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Ebenso
ist in der dritten Ausführungsform eine
Punktregion in drei Sub-Punkte S1, S2 und S3 unterteilt, so dass
die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle gesteuert
wird, während
die Schlitze 43 in Gegenelektroden (nicht dargestellt)
gebildet sind, die im Gegensubstrat gebildet sind. Das heißt, die
Pixelelektrode 31 besteht aus mehreren inselförmigen Abschnitten 31a, 31b und 31c,
und Abschnitten, die die inselförmigen
Abschnitte miteinander verbinden (d. h., astförmigen Abschnitten 39 und 39).
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Ferner
sind, wie in der ersten Ausführungsform,
das Kontaktloch 32 zum elektrischen Verbinden des TFT 30 mit
der Pixelelektrode 31 und dem Abstandshalter SP zum Definieren
der Dicke der Flüssigkristallschicht
in leeren Räumen
gebildet, die zwischen inselförmigen
Abschnitten gebildet sind. Insbesondere ist der Abstandshalter SP
von dem Licht durch die Datenleitung 6a abgeschirmt. Insbesondere
besteht die Datenleitung 6a aus einem Metallmaterial mit
einer Licht abschirmenden Eigenschaft und ist so gestaltet, dass
die Datenleitung sich selektiv in die Region erstreckt, wo der Abstandshalter
SP gebildet ist, so dass die planare Fläche der Datenleitung 6a,
die den Abstandshalter SP in der Draufsicht überlappt, größer als
die planare Fläche
des Abstandshalters SP in der Draufsicht ist. Zusätzlich ist
die Region, wo das Kontaktloch 32 gebildet ist, durch die
Verbindung mit dem TFT 30 vom Licht abgeschirmt.
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In
der dritten Ausführungsform
sind das Kontaktloch 32 und der Abstandshalter SP, wie
zuvor beschrieben, in dem leeren Raum gebildet, so dass der leere
Raum, der durch Teilen der Pixelelektrode 31 in mehrere
inselförmige
Abschnitte gebildet wird, effektiv genutzt wird. Dadurch kann eine
Verschlechterung des Aperturverhältnisses
(des Durchlässigkeitsgrades)
der Anzeige aufgrund der Bildung des Kontaktlochs 32 und
des Abstandshalters SP unterdrückt werden.
Da zusätzlich
die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
der Ausführungsform
eine vertikal orientierte, normalerweise schwarze Flüssigkristallanzeigevorrichtung
ist, muss keine schwarze Matrix in dem Farbfilter CF gebildet werden,
da die Bildungsregion des Abstandshalters SP durch die Datenleitung 6a vom
Licht abgeschirmt ist, und das Kontaktloch 32 durch den
Anschluss des TFT 30 vom Licht abgeschirmt ist. Zusätzlich ist
in der Ausführungsform
die Kapazitätsleitung 3b zwischen
zwei Sub-Punkten S2 und S3 positioniert, wodurch eine Verschlechterung des
Aperturverhältnisses,
das durch die Kapazitätsleitung 3b beeinträchtigt wird,
unterdrückt
werden kann.
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Zusätzlich ist
in der Ausführungsform,
wie in 8 dargestellt ist, die Breite der Datenleitung 6a erweitert,
um die Region abzuschirmen, wo der Abstandshalter SP gebildet ist;
die Breite der Kapazitätsleitung 3b kann
jedoch erweitert werden, um die Region abzuschirmen, wo der Abstandshalter
SP gebildet ist, wie in 9 dargestellt ist.
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Vierte Ausführungsform
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Anschließend wird
ein spezifisches Beispiel des elektronischen Geräts mit der obengenannten Flüssigkristallanzeigevorrichtung
beschrieben. 10 ist eine perspektivische
Ansicht, die ein Beispiel eines Mobiltelefons zeigt. Unter Bezugnahme auf 9 bezeichnet
ein Bezugs zeichen 1000 einen Hauptkörper des Mobiltelefons, und 1001 bezeichnet einen
Anzeigeabschnitt unter Verwendung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
Wenn die Flüssigkristallanzeigevorrichtung
der obengenannten Ausführungsform
für den
Anzeigeabschnitt des elektronischen Geräts, wie des Mobiltelefons,
verwendet wird, ist es möglich
das elektronische Gerät
mit dem Flüssigkristallanzeigeabschnitt
auszuführen,
das keinen Anzeigemangel aufweist, sondern einen breiten Betrachtungswinkel
und eine gute Reaktionsgeschwindigkeit hat.
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Zusätzlich ist
der technische Umfang der Erfindung nicht auf die obengenannten
Ausführungsformen
beschränkt,
sondern kann variiert werden, ohne vom Wesen der Erfindung Abstand
zu nehmen. Zum Beispiel sind Schlitze (Öffnungen) in den Elektroden als
Orientierungssteuereinheit in den obengenannten Ausführungsformen
bereitgestellt; es können
aber auch Fortsätze,
die zu der Flüssigkristallschicht
ragen, dieselbe Funktion und dieselben Effekte wie die Schlitze
haben. Zusätzlich
wurde in den Ausführungsformen
eine transmissive Flüssigkristallanzeigevorrichtung
beschrieben; es ist jedoch möglich,
die Erfindung bei der reflektiven oder transflektiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung
anzuwenden.