DE68915370T2 - Anzeigevorrichtung. - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, genauer eine Anzeigevorrichtung, die wie eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung aus einer zwischen Elektroden liegenden Anzeigeschicht zusammengesetzt ist, um eine Graustufenanzeige zu realisieren.
- Flüssigkristallanzeigevorrichtungen sind bisher weitgehend als eine Art Anzeigevorrichtung in vielen Computern und Wortprozessoren eingesetzt. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist für einen Wechsel einer zwischen zwei Elektroden liegenden Flüssigkristallschicht zwischen einem aktiven und einem inaktiven Zustand vorgesehen, je nachdem, ob eine Spannung über den Elektroden anliegt oder nicht. ob der Flüssigkristall in aktivem oder inaktivem Zustand ist, hängt davon ab, ob die angelegte Spannung über oder unter der durch die physikalischen Eigenschaften des verwendeten Flüssigkristalls bestimmten Schwellenspannung liegt. Demnach ist die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung grundsätzlich für binäre Anzeigen gedacht.
- Um die Anzeigegüte zu steigern, sind jedoch erhebliche Anforderungen an die Ansteuertechnik gestellt um jedes Bildelement einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung in Graustufen zeigen zu können. In der Nähe der Schwellenspannung gibt es einen Zwischenzustand zwischen einem aktiven und einem inaktivem Zustand des Flüssigkristalls, den Graustufenanzeigezustand. Jedoch ist dieser Zustand flüchtig, sehr unstabil und läßt sich für eine Graustufenanzeige nur schwer steuern.
- Bei Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, beispielsweise der verdrillten, nematischen (TN) Art, wie sie oben beschrieben wurden, die grundsätzlich für die binäre Anzeige vorgesehen sind, ist bekannt, daß eine Graustufenanzeige nachgeahmt werden kann, wenn man die Eigenschaften des menschlichen Sehsinns ausnutzt.
- Um eine solche Graustufenanzeige zu verwirklichen, sind herkömmlicherweise folgende Prinzipien bekannt.
- 1. Bei der Betrachtung eines Bildes einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung lassen sich Helligkeit, Farbton und Sättigung jedes das Bild bildenden Pigmentelements nur schwer unabhängig voneinander erkennen. Um diese Eigenschaft anzuwenden, wird ein Bildelement der Flüssigkristallanzeigevorrichtung aus einer Vielzahl winziger Bildelemente zusammengestellt.
- 2. Es ist unmöglich, klar binäre Zustandsänderungen in jedem Bildelement, die kürzer sind als beispielsweise 1/10 Sekunden zu unterscheiden, und nur die Änderungen der mittleren Helligkeit in einer bestimmten Zeit sind erkennbar. Um diese Eigenschaft einzusetzen, wird zwischen dem aktiven und inaktiven Zustand jedes Bild-elements in sehr kurzen Zeitinvervallen gewechselt, die kürzer sind als 1/10 Sekunden.
- Aufgrund dieser Prinzipien liesse sich offensichtlich eine Graustufenanzeige verwirklichen. Bislang sind, um diese beiden Prinzipien einzusetzten, die folgenden Methoden bekannt. Einige dieser Methoden sind jedoch vom vorliegenden Anmelder definiert.
- Jedes Bildelement ist aus einer Vielzahl winziger Bildelemente zusammengesetzt, die Anzeigegradation des Bildelements wird durch das Flächenverhältnis des aktiven / inaktiven Abschnitts der winzigen Bildelemente ausgedrückt.
- Ein Bildelement wird in sequentieller Verknüpfung von Aktivität und Inaktivität in mehreren Rahmenperioden angezeigt.
- Eine Vermischung des Platten- und Zeitverzahnungsverfahrens.
- In Flüssigkristallanzeigevorrichtungen des oberflächenstabilisierten ferroelektrischen Typs (SSF) wurde, wie dies in der Broschüre Nr. 62-06 "Ferroelectric liquid crystal matrix panel" beschrieben ist, die bei dem von der Japan Society for Promotion of Industrial Engineering abgehaltenen 11th general meeting of the LCD Committee verteilt wurde, eine neue Technologie vorgeschlagen, bei der winzig kleine Welligkeiten auf einem Glassubstrat ausgebildet werden. Der Substratabstand in dem Anzeigebildelement variiert, und indem man das Phänomen anwendet, daß die Größe der Umkehrdomäne mit einer bestimmten, von der Intensität des elektrischen Felds abhängigen Frequenz auftritt, lassen sich die Pegel der Selektivspannung und der unselektiven Spannung zur Verwirklichung einer Graustufenanzeige geeignet wählen. (US 4712877)
- Die bekannten Verfahren haben ihre eigenen Probleme. D.h., daß das Anzeigebildelement beim Plattenverfahren verhältnismäßig groß, das gesamte Bild grob und die Anzeigegüte verringert ist. Für Graustufenanzeigen ist jedoch die Anzahl der Abtastleitungen und Datenleitungen zur Aussteuerung der vielen Bildelemente für die der Anzahl der Anzeigebildelemente entsprechenden Zahl zu groß. Um die mit der Anzeigegüte in Beziehung stehende Rauhigkeit zu überwinden, müssen die Elektroden, die die Bildelemente zusammensetzen, fein bearbeitet werden. Dies kompliziert den Herstellungsprozess und erhöht die Zahl der Schritte. Beim Zeitverzahnungsverfahren sind z.B., um ein Feld eines Videosignals anzuzeigen, eine Vielzahl von Abtastrahmen nötig. Als Ergebnis kann das Anzeigebild abhängig von der Wahl der Rahmenfrequenz flackern, und die Anzeigegüte ist infolgedessen verringert. Zusätzlich ist die Anzeige eines schnell sich ändernden Bildes wie z.B. eines bewegten Bildes schwierig, wegen der Grenzwerte der physikalischen Eigenschaften der Bildelemente aus denen die Anzeigevorrichtung zusammengesetzt ist, beispielsweise wegen der Reaktionsgeschwindigkeit des Flüssigkristallmaterials.
- Beim Raumvielfach-Mittelungsverfahren ist, verglichen mit den oben erwähnten Verfahren, die Graustufenzahl erhöht, die bei gleicher Auflösung (Anzeigebildelementdichte) ausgedrückt werden kann, gleichzeitig jedoch sind dieselben Probleme vorhanden, wie sie das Plattenverfahren und das Zeitverzahnungsverfahren haben.
- Bei Mehrfach-Lückenverfahren gibt es eine ungleichförmige Verteilung der Flüssigkristallschichtdicke aufgrund von Präzisionsungleichheiten bei der Herstellung und andere Ungleichförmigkeiten der Eigenschaften der Flüssigkristallanzeigevorrichtung, und die Flüssigkristallschichtdicke läßt sich innerhalb des Anzeigebildelements der Flüssigkristallanzeigevorrichtung nur schwer mit der gewünschten Genauigkeit anschrägen.
- Erfindungsgemäß wird eine Anzeigevorrichtung ermöglicht, die aufweist:
- eine schaltbare Anzeigeschicht zum Unterbrechen und Durchlassen von Licht abhängig von einer darüber anliegenden Spannung, wobei die Anzeigeschicht zwischen einem Paar einander gegenüberliegender leitender Schichten angeordnet ist, die so gemustert sind, daß sie mindestens einen Anzeigebereich definieren, und eine zwischen der Anzeigeschicht und einer der beiden gegenüberliegenden leitenden Schichten angeordnete Isolierschicht, deren Impedanz so eingerichtet ist, daß die zwischen den gegenüberliegenden, leitenden Schichten angelegte Spannung eine Spannung über der Anzeigeschicht erzeugt, die über den Bereich der Anzeigeschicht in Übereinstimmung mit dem Einheitsanzeigebereich variiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeschicht eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke in dem Bereich hat, der dem Einheitsanzeigebereich entspricht.
- Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß sie eine Anzeigevorrichtung ermöglicht, die leicht Graustufen anzeigen kann und eine einfache Konstruktion hat.
- Bevorzugt ist eine zweite Isolierschicht zwischen der Anzeigeschicht und der anderen der einander gegenüberliegenden leitenden Schichten angeordnet, wobei die Impedanz der zweiten Isolierschicht ebenfalls über den Einheitsanzeigebereich variiert.
- Die Isolierschicht kann eine organische Verbindung aufweisen.
- Die Anzeigeschicht kann verdrilltes nematisches Flüssigkristallmaterial, superverdrilltes nematisches Flüssigkristallmaterial oder ferroelektrisches Flüssigkristallmaterial aufweisen.
- Die Impedanz der Isolierschicht im Einheitsanzeigebereich kann kontinuierlich zwischen einem oberen und unteren Grenzwert variieren.
- Alternativ kann die Impedanz der Isolierschicht diskret an jeweiligen Bereichen variieren, die den Bildelementen des Einheitsanzeigebereichs entsprechen. In diesem Fall kann die Isolierschicht eine Vielzahl einander überlappender Filme aufweisen, um die diskreten Variationen der Impedanz zu erzielen, wobei eine Nivellierschicht vorgesehen ist, um eine ebene Oberfläche für einen Kontakt mit der Anzeigeschicht zu erzielen, oder der Isolierfilm kann eine Vielzahl von Teilen innerhalb des Einheitsanzeigebereichs aufweisen, wobei diese Teile unter-einander unterschiedliche Dielektrizitätskonstanten haben und der Isolierfilm im wesentlichen gleichmäßig dick ist.
- Diese und andere Vorteile der Erfindung sowie ihre Merkmale werden durch die nachfolgende, detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser verständlich und einschätzbar.
- In den Zeichnungsfiguren zeigen:
- Fig. 1 eine Schnittansicht eine Ausführung der Erfindung,
- Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Schnitts durch eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 derselben Ausführungsart,
- Fig. 3 einen Grundriß eines Substrats,
- Fig. 4 eine Schnittansicht, die Herstellungsprozesse der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 veranschaulicht,
- Fig. 5 ein Schaltbild, das die Prinzipien der Erfindung erläutert,
- Fig. 6 eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Struktur der Erfindung zeigt,
- Fig. 7 ein Ersatzschaltbild einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1,
- Fig. 8 eine grafische Darstellung von Eigenschaften der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1,
- Fig. 9 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsart der Erfindung,
- Fig. 10 einen Grundriß eines Strukturbeispiels der anderen Ausführungsarten der Erfindung,
- Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Strukturbeispiels der Erfindung
- Fig. 12 u.13 Grundrisse von Strukturbeispielen verschiedener Ausführungsarten der Erfindung
- Fig. 14 eine Schnittansicht, die einer Struktur noch einer anderen Ausführungsart der Erfindung zeigt, und
- Fig. 15 eine Schnittansicht der Struktur noch einer anderen Ausführungsart der Erfindung.
- Unter Bezug auf die Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsarten der Erfindung nachstehend im einzelnen beschrieben.
- Anhand einer prinzipiellen, zur binären Darstellung vorgesehenen Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird an erster Stelle das Prinzip zur Anzeige der Graustufen erläutert.
- Allgemein ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung durch die Bildung von Elektroden an zwei elektrisch isolierenden, transparenten Substraten und die Ausbildung elektrisch isolierender Filme, wie von Orientierungsfilmen, auf den Elektroden aufgebaut. Die Lücke zwischen diesen Isolierfilmen wird zum Aufbau einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit Flüssigkristallstoff ausgefüllt.
- Wie unten weiter beschrieben wird, hängt die Schwellenspannung zur Veränderung des Anzeigenzustands des Flüssigkristalls von der Impedanz der individuellen, elektrisch isolierenden Filme ab. Deshalb kann, wie zuvor erwähnt, die effektive, tatsächlich am Flüssigkristall anliegende Spannung zum Zeitpunkt, wo die Spannung angelegt wird, durch örtliche Variation der Impedanz verändert, und damit ein Abschnitt ausgebildet werden, der offensichtlich eine verschiedene Schwellenspannung hat. Der zwischen jeder Elektrode und der Flüssigkristallschicht liegende Isolierfilm und die Orientierungsfilme werden jeweils als integrale elektrische Isolatoren betrachtet, und ihr elektrischer Widerstand wird als R und ihre Kapazität als C angenommen, und deshalb ergibt sich das in Fig. 5 (1) gezeigte Ersatzschaltbild. D.h., die Impedanz Z des durch die Elektroden gehaltenen elektrischen Isolators ist
- f: Ansteuerfrequenz ,
- j² = -1 .
- Unter der Annahme daß
- R » 1 (2)
- und
- C « 1 (3)
- sind, ergibt sich die Impedanz dieses elektrischen Isolators durch die folgende Formel (4), da die Widerstandskomponente im wesentlichen vernachlässigbar ist.
- Die zusammengesetzte Impedanz , wenn Schichten elektrischer Isolatoren zwischen den Elektroden ausgebildet sind, läßt sich mit der Annahme, daß die elektrischen Widerstände der einzelnen elektrischen Isolatorschichten mit Ri, deren Kapazität mit Ci und die Impedanz der einzelnen elektrischen Isolatorschichten (i= 1 , 2 , ..., n) jeweils gegeben sind, wie folgt angeben
- Nebenbei ergibt sich mit der Annahme, daß die Filmdicke jeder elektrischen Isolatorschicht gleich ti und die Dielektrizitätskonstanten gleich εi sind, die zusammengesetzte Impedanz per Einheitsfläche zu:
- D.h., daß man durch örtliche Variation der Dielektrizitätskonstanten in dem zwischen jeder Elektrode und der Flüssigkristallschicht gebildeten elektrischen Isolierfilm eine verteilte Impedanz erreichen kann.
- Für das Herstellungsverfahren zur örtlichen Variation der Impedanz sind Beispiele in den Fig. 6 (1) bis (5) gezeigt. D.h., daß in Fig. 6 (1) ein Isolierfilm 25 auf einer Bandelektrode 5 ausgebildet und die Filmdicke t örtlich variiert wird. In Fig. 6 (2) werden Isolierfilme 25a, 25b, 25c der gleichen Filmdicke t geschichtet ausgebildet, und die Anzahl der Schichten wird örtlich variiert.
- Bei dem in Fig. 6 (3) gezeigten Beispiel wird ein gemusterter erster Isolierfilm 25a auf der Bandelektrode 5 ausgebildet, und die Lücke 26 im Isolierfilm 25a wird mit einem zweiten Isolierfilm 25b ausgefüllt, der eine unterschiedliche Dielektrizitätskonstante hat. In Fig. 6 (4) werden mehrere Isolierfilmarten 25a, 25b, 25c, die sich untereinander in ihrer Dielektrizitätskonstante unterscheiden und die Filmdicke t haben, übereinander geschichtet und auf der Bandelektrode 5 zusammengefügt. D.h., daß die Kombination der Materialien der übereinander geschichteten Isolierfilme örtlich variiert. In Fig. 6 (5) sind mehrere Isolierfilmarten 25a, 25b auf der Bandelektrode 5 übereinander geschichtet, und die Filmdicke jedes Materials und die Anzahl der Laminatsschichten ändert sich örtlich.
- Durch jedes der oben beschriebenen Verfahren läßt sich ein Isolierfilm erzielen, dessen Dielektrizitätskonstante örtlich verschieden ist und der damit eine örtlich unterschiedliche Impedanz hat. Unterdessen ist es in einem solchen Verfahren notwendig einen Nivellierfilm auf der Oberfläche des Isolierfilms 25 zu bilden, um die Flachheit der Oberfläche, die zur Flüss-igkristallschicht weist und die Regelmäßigkeit der Orient-ierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle zu sichern.
- Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Teils einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 in einfacher Matrixform gemäß einer Ausführungsart der Erfindung, Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teilabschnitt der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 zeigt, Fig. 3 ist ein Grundriß der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1, und Fig. 4 eine Schnittansicht, die Herstellungsschritte der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 zeigt. Unter Bezug auf diese Zeichnungen wird die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 nachstehend erläutert. Zur Herstellung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 werden zuallererst elektrisch isolierende Substrate (nachstehend Substrate genannt) 2,3 vorbereitet, aus einem transparenten Stoff wie Borosilicatglas bestehen.
- Auf dem Substrat 2 ist auf einer Seite ein dünner Film ausgebildet, der aus einem Stoff besteht, der transparent und leitend ist, wie z.B. ITO (Indium-Zinnoxid), und ein Muster wird durch Ätzen oder eine gleichartige Technik geformt, um damit jede Elektrode zu bilden. Dasselbe wird auf das Substrat 3 angewendet. D.h., auf dem Substrat 3 werden beispielsweise Bandelektroden 4, die sich in den Lateralrichtungen von Figur 2 erstrecken, in mehreren Reihen gebildet, und auf dem Substrat 2 werden Bandelektroden 5 in mehreren Reihen ausgebildet, die sich senkrecht zu den Bandelektroden 4 erstrecken. Die Schnittstellen der Bandelektroden 4,5 bilden somit Bildelementbereiche 6 als Einheitsanzeigebereiche. Die Schnittansicht beim Schritt der Ausbildung der Bandelektroden 5 ist in Figur 4 (1) gezeigt.
- Auf dem Substrat 2, auf dem diese Bandelektroden 5 gebildet sind, ist ein Isolierfilm geschaffen, der eine Impedanzverteilung besitzt. Bei dieser Ausführungsart wird zur Herstellung eines elektrischen Isolierfilms, dem eine Impedanzverteilung eigen ist, tum Beispiel Tantaloxid und Acrylharz verwendet, wie nachstehend erläutert wird. Ein dünnerr Tantalfilm wird durch Sputtern auf dem Substrat 2 gebildet, d.h., daß der dünne Film durch Plasmaätzen mit fluoriertem Kohlenstoff (CF&sub4;) strukturiert und der dadurch erhaltene dünne Tantalfilm oxidiert wird, um mittels des Tantaloxids eine erste Isolierschicht 10 zu bilden, deren Schichtdicke t1 ist(beispielsweise 500 Å), wie Fig. 4 (2) zeigt und deren relative Dielektrizitätskonstante k1 ist .
- Ein Acrylharz, das die relative Dielektrizitätskonstante k2 hat, wird z.B. durch Rotations- oder Walzüberzug darauf aufgebracht, um eine zweite Isolierschicht 11 zu schaffen, wie sie in Fig. 4 (3) gezeigt ist. Die zweite Isolierschicht 11 besitzt eine Schichtdicke t2 (z.B. 1500 Å) in dem Abschnitt, der von der ersten Isolierschicht 10 frei ist und eine Schichtdicke t3 (z.B. 1000 Å) in dem Bereich mit der ersten Isolierschicht 10.
- Hier hat bei dieser Ausführungsart die zweite Isolierschicht 11 auch die Funktion eines sogenannten Nivellierfilms, d.h., daß die zweite Isolierschicht 11 die Lücke 12 in der gemusterten ersten Isolierschicht 10 ausfüllt, und die der Seite des Substrats 2 entgegengesetzte Oberfläche ist abgeflacht und liegt parallel zum Substrat 2. Diese Funktion des Nivellierfilms soll zur Verhütung von Störungen bei der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle aufgrund örtlicher Ungleichförmigkeit der Schichtdicke der Flüssigkristallschicht 20 als Anzeigeschicht die zwischen den Substraten 2 und 3 liegt, dienen, und, indem die Schichtdicke der Flüssigkristallschicht 20 gleichmäßig gemacht wird, kann die Schwellenspannung für die Anzeige und die Ansteuerung der Flüssigkristallschicht 20 einfach berechnet werden, ohne daß man auf die örtliche Schichtdicke der Flüssigkristallschicht 20 achten muß.
- Außerhalb der ersten Isolierschicht 10 und der zweiten Isolierschicht 11 wird ein erster Isolierfilm 13, dessen Impedanz örtlich variiert, als elektrischer Isolierfilm gebildet. Auf dem Substrat 3 wird auf der gegenüberliegenden Seite Siliciumoxid SiO&sub2; mit einer relativen Dielektrizitätskonstanten, beispielsweise k3 und einer Schichtdicke t4 (z.B. 1.000 Å) durch Sputtern als zweiter Isolierfilm 14 gebildet.
- Bei der Bildung eines Orientierungsfilms 15 auf dem Substrat 2 wird in diesem Zustand gemäß der nachfolgenden Beschreibung durch Oberflächenbehandlung das Auftreten der Dislokation des Orientierungsfilmstoffs auf dem Substrat 3 bei dem Herstellungsschritt verhindert, der in Fig. 4 (3) gezeigt ist, und die Bondingfähigkeit des Orientierungsfilmstoffs auf dem Substrat 3 verbessert. Als Ergebnis kann der Orientierungsfilm in einheitlicher Dicke aufgebracht werden. Nach der oben erwähnten Oberflächenbehandlung wird eine Lösung von Nylon 66 (Handelsbezeichnung) mit der relativen Dielektrizitätskonstanten k4 in m-Kresol durch Rotationsüberzug aufgebracht und eine Stunde lang z.B. bei 150º Celsius gehärtet. Auf dem anderen Substrat 2 wird ein Orientierungsfilm 16 mit ähnlichen Herstellungsschritten gebildet.
- Diese Orientierungsfilme 15, 16 besitzen jeweils Schichtdicken t5, t6 (z.B. jeweils 1.000 Å) und werden einer Reibebehandlung beispielsweise unter Verwendung von Nylonstoff unterworfen, so daß die Orientierungsrichtungen der Substrate 2,3 zueinander parallel sind, wenn die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 zusammengesetzt wird.
- Der Zustand des Substrates 2, auf dem der Orientierungsfilm 15 auf diese Weise ausgebildet ist, ist in Fig. 4 (4) gezeigt.
- Auf die Substrate 2,3, auf denen Orientierungsfilme 15, 16 auf diese Weise ausgebildet wurden, werden Quarzwulste von 2 um Durchmesser aufgespritzt, die beiden Substrate 2, 3 miteinander durch wärmegehärtetes Epoxidharz verklebt und die Lücke mit Flüssigkristallmaterial (zum Beispiel ZLI- 3488 von Merck) dicht abschließend ausgefüllt. Danach werden zwei Polarisatorplatten in gekreuzter Nikolstellung an beiden Seiten der Substrate 2,3 befestigt.
- Auf diese Weise wird die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 hergestellt.
- Unterdessen werden Beispiele für numerische Werte der relativen Dielektrizitätskonstanten k1-k4 in der Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Stoff Relative Dielektrizitätskonstante Tantaloxid Acrylharz Nylon
- * ¹) Gemessener Wert oder berechnet aus gemessenen Werten.
- * ²) Auszüge aus "Electronic Material Handbook" ed. M. Wada, Asakra Shoten (1970).
- Die Dielektrizitätskonstante jedes Stoffs wird wie folgt angegeben:
- wobei ε0 (8,85418782 x 10&supmin;¹²F/m) die Dielektrizitätskonstante im Vakuum ist.
- Der erste Isolierfilm 13 der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 wird aus dem Teil, der nur aus dem zweiten Isolierfilm 10 besteht und von der Richtung (die Vertikalrichtung in Fig. 1) der zum Zeitpunkt der Anzeigeansteuerung anliegenden Spannung abhängig ist und aus dem Teil, der die Laminatsstruktur mit der zweiten Isolierschicht 11 bildet in gegenseitig ausgerichteter Struktur hergestellt. Der Teil, der nur aus der zweiten Isolierschicht 11 besteht, wird nachstehend als erster Bildelementbereich 17a und der Laminatsstrukturteil als zweiter Bildelementbereich 17b bezeichnet, und gemeinsam als Bildelementbereich durch die Bezugsziffer 17 bezeichnet. D.h., daß der Bildelementbereich 6, den Fig. 1 zeigt, aus mehreren ersten und zweiten Bildelementbereichen 17a, 17b besteht.
- Fig. 7 zeigt ein Ersatzschaltbild der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1. Bezogen auf ein Paar des ersten Bildelementbereichs 17a und des zweiten Bildelementbereichs 17b auf dem Substrat 2 besitzt im ersten Isolierfilm 13 der Teil, der dem ersten Bildelementbereich 17a entspricht, eine Kapazität C&sub1;, der Teil der dem zweiten Bildelementbereich 17b entspricht, eine Kapazität C&sub2; und der dem Orientierungsfilm 15 entsprechende Teil eine Kapazität C&sub3;. In Bezug auf das Substrat 3 besitzt der zweite Isolierfilm 14 eine Kapazität C&sub4; und der Orientierungsfilm eine Kapazität C&sub5;. Der elektrische Widerstandswert der Flüssigkristallschicht 20 wird als RLC und ihre Kapazität zu CLC angenommen.Zu dieser Zeit ist die sich auf den ersten Bildelementbereich 17a und den zweiten Bildelementbereich 17b beziehende Ersatzschaltung gemäß Fig. 7 aufgebaut.
- Im Bereich des ersten Bildelementbereichs 17a ist die den Orientierungsfilm 10 und den Isolierfilm 13 (auch den Nivellierfilm, falls er ausgebildet ist) verknüpfende Impedanz zu Z&sub1; und die gleichartige Impedanz des zweiten Bildelementbereichs 17b zu Z&sub2; angenommen. Bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 dieser Ausführungsart ist die Impedanz der Flüssigkristallschicht 20, da deren Filmdicke gleichförmig ist, unabhängig vom Ort immer ZLC , die Schwellenspannung zur Anzeige und Ansteue-rung des Flüssigkristalls wird aktuell als Vc angenommen. Dann nimmt die Schwellenspannung des Grads des durchgelassenen Lichts den Zwischenpegel VH an, der sich ergibt zu
- und die Schwellenspannung VF ist im aktiven Zustand
- D.h. es ist verständlich, daß die Schwellenspannungen VH, VF durch die Impedanzen Z&sub1;, Z&sub2; definiert sind. Zu dieser Zeit werden die Impedanzen Z&sub1;, Z&sub2;, ZLC wie folgt berechnet. Bezüglich des Substrats 3, werden die Dielektrizitätskonstanten des ersten Isolierfilms 13, die dem ersten und zweiten Bildelement 17a und 17b entsprechen zu ε&sub1;, ε&sub2;, die Filmdicken zu d&sub1;, d&sub2;, die Dielektrizitätskonstante des zweiten Isolierfilms 14 bezüglich des Substrats 3 zu ε&sub3;, dessen Filmdicke zu d&sub3;, die Dielektrizitätskonstanten der Orientierungsfilme 15, 16 jeweils zu ε&sub4;, ε&sub5;, deren Filmdicken jeweils zu d&sub4;, d&sub5;, die Dielektrizitätskonstante des Flüssigkristalls selbst zu εLC, dessen Widerstand zu RLC und die Schichtdicke der Flüssigkristallschicht 20 zu dLC angenommen. Daneben werden, wenn der Nivellierfilm ausgebildet wird, dessen Filmdicken zu dL1, dL2 und dessen Dielektrizitätskonstanten zu εL1, εL2 angenommen. Zu dieser Zeit werden die Impedanzen Z&sub1;, Z&sub2;, ZLC wie folgt ausgedrückt:
- worin ω die Winkelfrequenz der Ansteuerspannung der Stromversorgung 21 angibt.
- Indem auf diese Weise eine Vielzahl von Bildelementbereichen 17a, 17b gebildet werden, deren Dielektrizitätskonstante im Bildelementbereich 6 unterschiedlich ist, können unterschiedliche Schwellenspannungen VF , VH, in diesen Bildelementbereichen 17a, 17b, eingestellt werden. Indessen werden die Widerstandskomponenten der Orientierungsfilme 15, 16 und der Isolierungsfilme 13, 14 in der Ersatzschaltung gemäß Fig. 7 vernachlässigt.
- Fig. 8 ist eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Kennwerte der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1. Der auf diese Weise geschaffenen Flüssigkristallanzeigevor-richtung 1, deren Flüssigkristallschicht 20 eine Dicke von beispielsweise 2 um hat, werden Dreieckwellensignale (z.B. 250 Hz) angelegt, wie sie in Fig. 8 (1) gezeigt sind.
- Zu dieser Zeit werden die Veränderungen der Intensität der durchgelassenen Dichte gemessen, und die Ergebnisse sind in Fig. 8 (2) dargestellt. Dieses Diagramm zeigt klar, daß die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 drei stabile Betriebszustände verwirklicht, das sind der Zustand der vollständigen Lichtdurchlässigkeit, der Zwischendurchlasszustand und der undurchlässige Zustand.
- Die gemessenen und berechneten Werte der Schwellenspannung im vollständig durchlässigen Zustand und im Zwischendurchlasszustand werden im Vergleich in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 gemessen berechnet Zwischendurchlasszustand Vollständig durchlässiger Zustand Einheit: V
- Die in Fig. 8 (2) dargestellte Lichtintensität des Zwischendurchlasszustands wird auf etwa 50% eingestellt, wozu die Struktur der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 dieser Ausführungsart beiträgt, d.h., daß die ersten Bildelementbereiche 17 a und die zweiten Bildelementbereiche 17 b nahezu die gleiche Anzahl haben und daß durch Variationen ihres Zusammensetzungsverhältnisses eine gewünschte Lichtintensität in Transmission als Zwischendurchlasszustand eingestellt werden kann. Die vorangehend beschriebene Ausführungsart der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 ist so entworfen, daß sie die ersten und zweiten Bildelementbereiche 17a, 17b im Bildelementbereich 6 mit untereinander unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten ε&sub1;, ε&sub2; bildet oder, falls gewünscht, eine Verteilung von drei oder mehr, bzw. fünf oder mehr Impedanzwerten, z.B. bei der Fig. 2 gezeigten Konstruktion erreicht, wobei die Zusammensetzung des zwischen den Bandelektroden 4,5 und der Flüssigkristallschicht 20 vorhandenen Isolatorabschnitts Strukturen besitzen muß, wie sie die Fig. 1-6 (5) zeigen. Tatsächlich werden für die Steuerung der Impedanzen in fünf Stufen die in den Figuren 6 (4) und (5) dargestellten Strukturen bevorzugt.
- Um diese Struktur eines solchen Mehrschichtisolationsfilms zu bilden, ist ein Abhebeverfahren erforderlich. Beim Abhebeverfahren wird ein Resistfilm ausgebildet und in jeder Schicht strukturiert. Darauf wird ein gewünschter Isolierfilm ausgebildet und der Resistfilm mittels eines geeigneten Lösungsmittels entfernt, so daß der Isolierfilm gleichzeitig mit dem Resistmuster abgelöst werden kann.
- Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1a mit einer solchen Mehrschichtstruktur, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist, wurde hergestellt. Diese Struktur ist ähnlich derjenigen, die in den Fig. 1-3 gezeigt ist, und Bandelektroden 5 und 4 werden auf Substraten 2,3 und ein zweiter Isolierfilm 14 und ein Orientierungsfilm 16 auf der Bandelektrode 4 geschaffen. Auf der anderen Bandelektrode 5 werden Isolierschichten 10a, 10b, 10c derselben Filmdicke ausgebildet, die z.B. aus Metalloxyd bestehen und sequentiell auflaminiert. Diese Isolierschichten 10a - 10c werden in untereinander unterschiedlichen Größen ausgebildet, und eine Isolierschicht 11, die aus Acryl oder anderem Material besteht, so gebildet, daß sie sie ganz überdeckt. Diese Isolierschicht 11 wirkt auch als Nivellierfilm.
- Bei der so hergestellten Flüssigkeitskristallanzeigevorrichtung 1a werden Bereiche I, II, III, IV, mit jeweils unterschiedlicher Dielektrizitätskonstante und damit verschiedener Impedanz in einem ersten Isolierfilm 13 ausgebildet, der sich aus den Isolierschichten 10a - 10c, 11 zusammensetzt. Die gemessenen und berechneten Werte der Schwellenspannung in den Bereichen I - IV sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3 gemessen berechnet Hell Dunkel Bereich Einheit: V.
- Wie diese Resultate zeigen, ist der Unterschied unter den Schwellenspannungen der Bereich I - IV nicht so groß im Vergleich mit der Teilspannung in der Flüssigkristallschicht 20, weil die Impedanz des Flüssigkristallstoffes selbst relativ groß ist. Wenn jedoch eine Ansteuerspannung den Bandelektroden 4, 5 anglegt wird, ist der Wert nicht so gering, daß der Betrieb im Zustand der angelegten Vorspannungswelle geschieht, und deswegen genügt auch die in Tabelle 3 gezeigte Verteilung der Schwellenspannung für eine Anzeige in fünf Graustufen.
- Andererseits ist der Bildelementbereich 6 in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1, wenn mit mehr Graustufen, beispielsweise mit 16 Stufen angezeigt werden soll, in z.B. 4 Zeilen und 4 Spalten geteilt, um 16 Bildelementbereiche 17 zu bilden, wie sie Fig. 10 zeigt. Unter der Annahme, daß die Impedanzen des Isolierfilms 13 und anderer hinsichtlich jedes Bildelementbereichs 17 Zij sind (i=1-4, alle Werte Zij sind untereinander unterschiedlich), können 16 Graustufen in einem Bildelementbereich 6 angezeigt werden.
- Zu dieser Zeit ist es erforderlich, daß die Impedanzen Z&sub1;&sub1; - Z&sub4;&sub4; so gewählt werden, daß sie folgende Beziehung erfüllen.
- D.h., daß bei der die obige Beziehung erfüllenden Verteilung der Impedanzen Zij die Schwellenspannung jedes einzelnen Bildelementbereichs 17 leicht auf der Basis der Struktur der Isolierfilmschicht in dem jedem Bildelementbereich 17 entsprechenden Bereich berechnet werden kann. Darüber hinaus ist das Musterwerk der Isolierschichten zur Bildung dieses ersten Isolierfilms 13 leicht herstellbar, falls die Verwirklichung dieser Mehrfachimpedanzen Zij durch die Laminatstruktur des ersten Isolierfilms 13 in der ersten Ausführungsart gewünscht ist. ist.
- Anders gesagt setzt sich, wenn die obige Impedanzverteilung mit dem ersten Isolierfilm 13 in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 hergestellt wird, der erste Isolierfilm 13 beispielsweise aus vier Schichten zusammen. D.h, daß, wie Fig. 11 zeigt, der erste Isolierfilm 13 durch Laminieren der ersten Isolierschicht 27a, der zweiten Isolierschicht 27b, der dritten Isolierschicht 27c und der vierten Isolierschicht 27d auf der Bandelektrode 5 ausgebildet werden kann. Zu dieser Zeit ist das Isoliermaterial nur in den schattierten Abschnitten in Fig. 11 (wenn jede der Isolierschichten 27a - 27d gleichmäßig in 16 Abschnitte unterteilt ist), und nicht auf anderen Abschnitten ausgebildet. Durch diese Struktur kann die die Bedingung der Formel 13 erfüllende Impedanzverteilung erhalten werden.
- Unterdessen ist bei den beiden vorangehenden Ausführungsbeispielen der erste Isolierfilm 13, der die Impedanzverteilung hat, nur auf dem Substrat 2 ausgebildet, das in den Flüssigkristallanzeigevorrichtungen 1, 1a enthalten ist. Die Struktur, die diese Impedanzverteilung hat, kann jedoch auch in beiden Isolierfilmen 13, 14 auf den Substraten 2,3 ermöglicht werden. In einem solchen Fall werden, wenn beispielsweise eine Anzeige in 16 Graustufen gewünscht ist, wie dies Fig. 10 zeigt, rechteckige Bereiche 22a, 22b, 22c, 22d, die jeweils Dielektrizitätskonstanten εR1, εR2, εR3, εR4 haben, wie sie in Fig. 12 gezeigt sind, in dem Teil gebildet, der dem Bildelementbereich 6 des zweiten Isolierfilms 14 auf dem Substrat entspricht, während rechteckige Bereiche 23 a - 23 d, die sich senkrecht zu den rechteckigen Bereichen 22 erstrecken und jeweils Dielektrizitätskonstanten εC1, εC2, εC3, εC4 haben gemäß Fig. 13 in dem dem Bildelementbereich 6 des ersten Isolierfilms 13 auf dem Substrat 2 entsprechenden Teil ausgebildet werden.
- Wenn solchermaßen aufgebaute Substrate 2,3 kombiniert werden, kann der in Fig. 10 gezeigte Bildelementbereich 17 verwirklicht werden.
- Bei diesen Ausführungsarten wurden, wenn die Isolierfilme 13, 14 mit den Strukturen erzeugt werden, die zum Teil untereinander verschiedene Impedanzen besitzen, die elektrisch isolierenden, hinsichtlich ihrer Dielektrizitätskonstanten verschiedenen Materialien als Dünnfilme durch Sputtern oder durch ein anderes Verfahren ausbildet und durch Mustertechniken gemustert, und mehrere Isolierfilmarten wurden zum Aufbau einer Laminatsstruktur geeignet kombiniert, wodurch die gewünschte Impedanzverteilung erzielt wird. Andererseits können als Verfahren zur Erzeugung einer solchen Impedanzverteilung nach Ausbildung der aus einem einzigen Stoff bestehenden Isolierfilme 13, 14, auch Ionen oder dergleichen in die Isolierfilme 13, 14 dispergiert werden, und diese Ionen können durch Erhitzen oder anderen Mitteln in in die Isolierfilme diffundieren und somit ist das Verfahren zur Realisierung der Impedanzverteilung in keiner Weise limitiert. Bei den vorangehenden Ausführungsarten war die Art der Impedanzverteilung zur Schaffung diskreter und unterschiedlicher Impedanzen in jedem Bildelementbereich 17 vorgesehen, jedoch ist es auch möglich, die Impedanz kontinuierlich über eine Vielzahl von Bildelementbereiche 17 zu variieren. Eine so geartete Impedanzverteilung wird beispielsweise zu kontinuierlichen Variation der Dielektriziätskonstanten durch das Ionendiffusionsverfahren oder dergleichen verwirklicht.
- Außerdem wurde bei diesen Ausführungsarten die Struktur der Isolierfilme 13, 14, die die Impedanzverteilung aufweisen gemäß Fig. 1 realisiert, wobei die gemusterte erste Isolierschicht 10 und die ungemusterte zweite Isolierschicht 11 auf das Substrat 2 auflaminiert werden, auf dem der Bildelementbereich 6 gebildet ist, und die zweite Isolierschicht 11 hat die Funktion als Nivellierfilm , auf dem der Orientierungsfilm 15 ausgebildet ist. Statt dieser Struktur wird, wie Fig. 14 zeigt, eine erste ungemusterte Isolierschicht 10 auf der gesamten Oberfläche einer Bildelementelektrode 7 auf einem Substrat 2 ausgebildet. Danach wird die Ausbildung einer zweiten Isolierschicht 11 auf der ersten Isolierschicht 10 und die Musterbildung auf dieselbe Weise ausgeführt wie bei der ersten leitenden Schicht 10, gemäß Fig. 1. Auf diese Weise läßt sich der erste Isolierfilm 13 mit der ihm eigenen Impedanzverteilung erzielen. Andererseits wird bei einer derartigen Struktur, wie in diesem Beispiel, bei der die Oberfläche des ersten Isolierfilms 13 aufgrund der gemusterten zweiten Isolierschicht 11 angeregt ist, ein Nivellierfilm 24, der beispielsweise aus Acrylharz besteht, ausgebildet. Außerdem wird darauf ein Orientierungsfilm 15 gebildet. Bei dieser Ausbildung werden ebenfalls dieselben Wirkungen wie bei den vorangehenden Ausführungsarten erzielt.
- Bei noch einem anderen Herstellungsverfahren wird, wie dies in Fig. 15 gezeigt ist, eine erste Isolierschicht 10 gemustert und auf einem Substrat 2 gebildet, und eine zweite Isolierschicht 11 ausgebildet, um deren Lücken 12 auszufüllen. Auf diese Weise wird derselbe Zustand wie in Fig. 1 erzielt. Weiterhin wird die zweite Isolierschicht 11 gemustert, um die in Fig. 15 dargestellte Form zu erzielen. In diesem Fall ist es auch wünschenswert, auf dem ersten Isolierfilm 13 einen Nivellierfilm 25 und darauf einen Orientierungsfilm 15 auszubilden. Auch bei diesem Aufbau lassen sich dieselben Wirkungen wie bei den vorangehenden Ausführungsarten erzielen.
- Bei den obigen Ausführungsbeispielen wurden als Stoffe zur Ausbildung der Isolierfilme 13, 14 auf den Substraten 2,3 für den ersten Isolierfilm 13 Tantaloxyd und Nylon 66 und für den zweiten Isolierfilm 14 Siliciumoxid verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf solche Stoffe begrenzt, und es können irgendwelche Materialien für sich oder in Kombination verwendet werden, sofern sie elektrisch isolieren und unterschiedliche Dielektrizitätskonstanten haben.
- Der zweite Isolierfilm 14 kann auch aus einem der elektrisch isolierenden Stoffe bestehen, die den ersten Isolierfilm 13 bilden. Sofern der zweite Isolierfilm 14 so geschaffen ist, daß er eine Dielektrizitätskonstantenverteilung besitzt, können zur Bildung des zweiten Isolierfilms 14 viele Arten elektrisch isolierender Stoffe aus irgendwelchen der vielen, für die Ausbildung des ersten Isolierfilms 13 gewählten, elektrisch isolierenden Materialien oder auch ganz andere Materialien gewählt werden.
- Bei einer anderen Ausführungsart der Erfindung kann bei der in Fig. 1 gezeigten Struktur die zweite Isolierschicht bei geeigneter Wahl ihrer Materialien und ihrer Herstellungsschritte zur Ausbildung des ersten Isolierfilms 13 als Orientierungsfilm verwendet werden. In diesem Fall wird die Orientierungsbehandlung auf der Oberfläche der zweiten Isolierschicht 11 angewendet.
- Somit werden bei diesen Ausführungsarten untereinander verschiedene Dielektrizitätskonstanten so eingesetzt, daß sich untereinander verschiedene Impedanzen in jedem Bildelementbereich 17 einstellen lassen, wobei jedoch das Verfahren zur Einstellung der Impedanz nicht beschränkt ist und z.B. ein Verfahren zur Variation elektrischer Widerstände enthalten kann.
- Als Flüssigkristallstoff wurde bei den beschriebenen Ausführungsarten der SSF-Flüssigkristalltyp verwendet, wobei die Erfindung jedoch nicht auf solche Flüssigkristallstoffe allein beschränkt ist und jeder andere Flüssigkristallstoff, wie z.B. TM-Flüssigkristall und STM- Flüssigkristall verwendet werden kann.
- Die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung wird in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele als Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Beschreibung beschränkt, sondern kann in jeder anderen Anzeigevorrichtung angewendet werden, die die in den nachstehenden Ansprüchen angegebenen Bedingungen erfüllt, wie in einer Elektrolumineszensanzeigevorrichtung.
- Die Erfindung kann, ohne vom Schutzumfang der Patentansprüche abzuweichen, in anderen bestimmten Formen ausgeführt sein. Die vorliegenden Ausführungsarten sind deshalb in jeder Hinsicht als beispielhaft und nicht beschränkend zu werten, wobei der Schutzumfang der Erfindung eher durch die beiliegenden Patentansprüche statt durch die vorangehende Beschreibung angegeben ist, und alle Veränderungen, die in die Bedeutung und den Bereich der Äquivalenz der Patentansprüche fallen, sollen deshalb hiermit umfaßt sein.
Claims (12)
1. Anzeigevorrichtung, die aufweist:
eine schaltbare Anzeigeschicht zum Unterbrechen und
Durchlassen von Licht abhängig von einer über ihr
anliegenden Spannung, wobei die Anzeigeschicht zwischen
einem Paar einander gegenüberliegender leitender Schichten
angeordnet ist, die so gemustert sind, daß sie mindestens
einen Anzeigebereich definieren, und eine zwischen der
Anzeigeschicht und einer der beiden gegenüberliegenden,
leitenden Schichten angeordnete Isolierschicht, deren
Impedanz so eingerichtet ist, daß die zwischen den
gegenüberliegenden, leitenden Schichten angelegte Spannung eine
Spannung über der Anzeigeschicht erzeugt, die über den
Bereich der Anzeigeschicht in Entsprechung mit dem
Einheitsanzeigebereich variiert, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzeigeschicht eine im wesentlichen gleichmäßige
Dicke in dem Bereich hat, der dem Einheitsanzeigebereich
entspricht.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine zweite
Isolierschicht zwischen der Anzeigeschicht und der anderen
der beiden einander gegenüberliegenden, leitenden Schichten
angeordnet ist.
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Impedanz
der zweiten Isolierschicht ebenfalls über den
Einheitsanzeigebereich variiert.
4. Anzeigevorrichtung nach irgend einem vorangehenden
Anspruch, wobei die Isolierschicht eine organische
Verbindung aufweist.
5. Anzeigevorrichtung nach irgend einem vorangehenden
Anspruch, wobei die Anzeigeschicht verdrilltes nematisches
Flüssigkristallmaterial aufweist.
6. Anzeigevorrichtung nach irgend einem der Ansprüche 1-4,
wobei die Anzeigeschicht superverdrilltes nematisches
Flüssigkristallmaterial aufweist.
7. Anzeigevorrichtung nach irgend einem der Ansprüche 1-4,
wobei die Anzeigeschicht ferroelektrisches
Flüssigkristallmaterial aufweist.
8. Anzeigevorrichtung nach irgend einem vorangehenden
Anspruch, wobei die Impedanz der Isolierschicht in dem
Einheitsanzeigebereich kontinuierlich zwischen einem oberen
und unteren Grenzwert variiert.
9. Anzeigevorrichtung nach irgend einem der Ansprüche 1-7,
wobei die Impedanz der Isolierschicht diskret an den
jeweiligen, den Bildelementen des Einheitsanzeigebereichs
entsprechenden Bereichen variiert.
10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die
Isolierschicht eine Vielzahl einander überlappender Filme
aufweist, die die diskreten Variationen der Impedanz
erzielen und wobei eine Nivellierschicht zur Bildung einer
ebenen Oberfläche für einen Kontakt mit der Anzeigeschicht
vorgesehen ist.
11. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, wobei der
Isolierfilm eine Vielzahl von Teilen innerhalb des
Einheitsanzeigebereichs aufweist und diese Teile untereinander
unterschiedliche Dielektrizitätskonstanten haben.
12. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei der
Isolierfilm im wesentlichen gleichmäßig dick ist.
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Families Citing this family (15)
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JPH07128640A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Sharp Corp | 強誘電性液晶表示装置 |
JP3297777B2 (ja) * | 1994-04-27 | 2002-07-02 | ソニー株式会社 | 電気光学表示装置 |
US5610739A (en) * | 1994-05-31 | 1997-03-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display unit with a plurality of subpixels |
JP2849989B2 (ja) * | 1995-07-14 | 1999-01-27 | キヤノン株式会社 | 液晶装置 |
KR980010496A (ko) * | 1996-07-18 | 1998-04-30 | 손욱 | 액정 표시 패널 |
TW475078B (en) * | 1997-09-30 | 2002-02-01 | Toshiba Corp | Liquid crystal display device and production of liquid crystal display device |
US20020154072A1 (en) * | 2001-03-05 | 2002-10-24 | Eastman Kodak Comapany | Recording rewritable time related information on a label |
GB2419216A (en) * | 2004-10-18 | 2006-04-19 | Hewlett Packard Development Co | Display device with greyscale capability |
CN101395523B (zh) * | 2006-03-03 | 2010-11-03 | 拉瓦尔大学 | 用于空间调制的电场的生成以及使用液晶的电光调谐的方法和设备 |
EP1843198A1 (de) * | 2006-03-03 | 2007-10-10 | Université Laval | Verfahren und Vorrichtung zur Generierung räumlich modulierter elektrischer Felder und elektrooptische Abstimmung unter Verwendung von Flüssigkristallen |
JP4795127B2 (ja) * | 2006-06-06 | 2011-10-19 | 三菱電機株式会社 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
JP4814004B2 (ja) * | 2006-08-04 | 2011-11-09 | 矢崎総業株式会社 | ノイズ除去コネクタ |
JP6196421B2 (ja) * | 2011-06-30 | 2017-09-13 | 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. | 液晶レンズおよびそれを含む表示装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4493531A (en) * | 1980-07-03 | 1985-01-15 | Control Interface Company Limited | Field sensitive optical displays, generation of fields therefor and scanning thereof |
US4712877A (en) * | 1985-01-18 | 1987-12-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Ferroelectric display panel of varying thickness and driving method therefor |
JP2506328B2 (ja) * | 1986-01-07 | 1996-06-12 | 富士通株式会社 | 液晶表示パネル |
JP2530432B2 (ja) * | 1986-07-22 | 1996-09-04 | キヤノン株式会社 | 液晶素子 |
JPS63199319A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-17 | Fujitsu Ltd | 液晶表示素子 |
JPS6432233A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-02 | Sharp Kk | Liquid crystal display device |
JPS6450024A (en) * | 1987-08-20 | 1989-02-27 | Sanyo Electric Co | Liquid crystal display device |
US4944577A (en) * | 1987-10-19 | 1990-07-31 | Casio Computer Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
US4936654A (en) * | 1988-01-28 | 1990-06-26 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
-
1988
- 1988-09-02 JP JP63220860A patent/JPH0268520A/ja active Pending
-
1989
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JPH0268520A (ja) | 1990-03-08 |
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