DE68921910T3

DE68921910T3 - Farbflüssigkristall-Anzeigevorrichtung und ihr Ansteuerungsverfahren.

Info

Publication number: DE68921910T3
Application number: DE1989621910
Authority: DE
Inventors: Masao Ohgawara; Hiroyoshi Tsubota
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 1988-04-21
Filing date: 1989-04-13
Publication date: 2000-08-17
Anticipated expiration: 2009-04-14
Also published as: EP0338412A2; DE68921910D1; EP0338412B2; EP0338412B1; EP0338412A3; DE68921910T2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Farb-Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung zur Anzeige in Farben hoher Dichte, und auch auf ein Verfahren zum Ansteuern einer solchen Anzeige-Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist seit kurzem feststellbar, dass sich die industrielle Aufmerksamkeit auf Farb-LCD- Vorrichtungen eines Aufbaus mit Lichtabschirmungsschichten und Farbfiltern auf der Innenfläche konzentriert.
Ein Beispiel des Obigen ist als eine aktive Matrix-LCD-Vorrichtung bekannt, bei der ein aktives Matrix-Element, wie TFT (Dünnfilmtransistor) oder MIM (Metall-Isolator-Metall) praktisch in einem Flüssigkristall-Fernsehempfänger usw. für jedes Pixel vorgesehen ist.
In einer solchen aktiven Matrix-LCD-Vorrichtung wird jedes Pixel in einem statischen oder ähnlichen Modus angesteuert, so dass das Erfordernis zur Spaltregelung der Flüssigkristallschicht nicht sehr streng ist.
Es ist jedoch schwierig, eine große abmessungsmäßige Zunahme einer solchen aktiven Matrix-LCD-Vorrichtung zu realisieren, die allgemein zur Verwendung in kleinen tragbaren Fernsehempfängern oder Ähnlichem geeignet ist. Es gab daher einige Schwierigkeiten, eine angemessene Anwendung auf große Personalcomputer, Wordprozessoren usw. zu erzielen, wo Anzeige-Charakteristika hoher Dichte erforderlich sind.
In der Zwischenzeit mag es einige Anwendungsfälle geben, bei denen anstelle der bisher üblicherweise aktiven Matrix-Vorrichtung eine verdrillte nematische (TN)-artige Punktmatrix- LCD-Vorrichtung verwendet wird, die in einem dynamischen Modus angesteuert wird.
Da die TN-artige Punktmatrix-LCD-Vorrichtung so aufgebaut ist, dass nicht für jedes Pixel ein aktives Matrix-Element geschaffen ist, wird es möglich, eine große Anzeige-Vorrichtung hoher Dichte einfach herzustellen, während sich ein Problem hinsichtlich der Verschlechterung der Anzeige-Qualität ergibt.
So erreicht bei einer Anzeige-Vorrichtung mit einer Kapazität von 640 · 400 Punkten, die allgemein in einem Personalcomputer oder Ähnlichem benutzt wird, der ansteuernde Nutzungsfaktor 1/200 oder dergleichen, was schließlich zu einigen Nachteilen führt, da der Betrachtungswinkel außerordentlich eng und der Kontrast sehr gering ist. Schließlich sind höchstens 8 Farben mit R-G-B in der Farbanzeige erzielbar, und es war bei der praktischen Verwendung im Wesentlichen unmöglich, eine Anzeige mit Grau-Abstufungen zu realisieren.
Kürzlich wurde eine superverdrillte nematische (STN)-artige LCD-Vorrichtung als ein Mittel zum Realisieren einer hochdichten Punktmatrix-Anzeige durch die Technik der Erhöhung des Verdrillungswinkels von Flüssigkristall-Molekülen zwischen den beiden Elektroden entwickelt, um eine steile Spannungs-Übertragungskurve zu induzieren.
Paar polarisierender Platten auf den beiden Seiten angeordnet, um eine LCD-Vorrichtung vom Negativtyp mit einer Anzeigekapazität von 912 · 208 Punkten herzustellen.
Obwohl mit dieser LCD-Vorrichtung visuell eine befriedigende Anzeige erzielt wurde, gab es aufgrund der Existenz der dicken Farbfilter auf den Elektroden einige Variationen in der an die Flüssigkristallschicht angelegten effektiven Spannung, so dass der Kontrast geringer war als in Bezugsbeispiel 2 und die Anzeige-Qualität etwas schlechter war.

BEISPIELE 8 bis 14

Anstelle der in den Beispielen 1 bis 7 benutzten Verzögerungs-Kompensations-LC-Zelle wurde eine optisch kompensierende Folie aus einem uniaxialen Polymerfilm aus Polycarbonat auf jede der beiden Oberflächen der Punktmatrix-LC-Zelle gelegt, um eine LCD-Vorrichtung herzustellen.
Eine solche LCD-Vorrichtung wurde mit einer Schaltung zum Ansteuern verbunden und dann in der gleichen Weise wie in den Beispielen 1 bis 7 angesteuert. Die erzielten Wirkungen waren ähnlich denen in den vorhergehenden Beispielen.

BEISPIELE 15 bis 21

Anstelle der in den Beispielen 1 bis 7 benutzten Verzögerungs-Kopensations-LC-Zelle wurden zwei optische kompensierende Folien aus uniaxialen Polymerfilmen aus Polycarbonat auf eine Oberfläche der Punktmatrix-LC-Zelle gelegt, um eine LCD-Vorrichtung herzustellen.
Diese LCD-Vorrichtung wurde mit einer Schaltung zum Ansteuern verbunden und dann in der gleichen Weise wie in den Beispielen 1 bis 7 angesteuert. Die resultierenden Auswirkungen waren ähnlich denen in den Beispielen 1 bis 7.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben ist, kann der Spalt zwischen den Substraten einfach gleichmäßig gehalten werden, um schließlich eine visuell befriedigende Farbanzeige zu realisieren.
Große Auswirkungen sind erzielbar durch Anwenden der vorliegenden Erfindung auf die LCD-Vorrichtung vom STN-Typ, wo eine hohe Gleichmäßigkeit hinsichtlich des Spaltes zwischen den Substraten erforderlich ist, obwohl einige Vorteile, einschließlich befriedigender vervielfachender Anzeigecharakteristika, weiten Betrachtungswinkels, hohen Kontrates usw. sichergestellt werden.
Durch Anwendung des in Fig. 1 gezeigten Aufbaus können Farbfilter sowohl für den Anzeigebereich als auch den Umfangsbereich unter Benutzung der gleichen Maske oder Druckplatte hergestellt werden, was eine hohe Produktivität realisiert.
Aufgrund des zusätzlichen Vorsehens von Elektroden im Umfangsbereich werden irgendwelche Variationen im Spalt zwischen den Substraten in der Nähe der Grenze zwischen dem Umfangsbereich und dem Anzeigebereich unterdrückt, wodurch ein solcher Spalt zwischen den Substraten selbst an der äußersten Peripherie des Anzeigebereiches im Wesentlichen gleichförmig gehalten wird, was die Ungleichmäßigkeit der Hintergrundfarbe vermeidet.
Gemäß dieser Technik liegt der Wert von Δn · d, das das Produkt der Doppelbrechung Δn des Flüssigkristalls und der Dicke d der Flüssigkristallschicht in der LCD-Vorrichtung ist, im Wesentlichen in einem Bereich von 0,8 bis 1,2 um, und es ist ein hoher Kontrast nur in der Kombination spezifischer Farbtöne allein, wie gelblich-grün und dunkelblau, bläulich-purpurn und hellgelb usw. erzielbar.
Da eine solche LCD-Vorrichtung nicht für die monochromatische oder Schwarz-Weiß-Anzeige geeignet ist, wie erwähnt, gibt es den Nachteil, dass die Mehrfarben- oder Vollfarben-Anzeige in Kombination mit einem Mikrofarbfilm unmöglich ist.
In der Zwischenzeit wurde eine verbesserte Technik, wie in der EP 246 842 offenbart, vorgeschlagen, bei der eine entgegengesetzt-verdrillte Flüssigkristallzelle oder ein Verzögerungsfilm laminiert sind, um einen Vedrzögerungs-Kompensator auf einer solchen superverdrillten Flüssigkristallzelle zur Punktanzeige zu bilden, und die durch die Punktanzeige-Flüssigkristallzelle verursachte elliptische Polarisation durch die entgegengesetzt-verdrillte Flüssigkristallzelle zu kompensieren, um ein unerwünschtes Färben zu beseitigen, das der STN-artigen LCD-Vorrichtung eigen ist, wodurch eine Anzeige ähnlich der monochromatischen erzielt wird.
Aufgrund der Anwendung eines solchen Verzögerungs-Kompensators ist eine erwünschte Anzeige im Wesentlichen gleich der monochromatischen erhältlich, was die Möglichkeit einer Farbanzeige durch die Verwendung eines Farbfilters in Kombination mit einer solchen Anzeige- Vorrichtung bietet.
Durch Kombinieren des obigen Farbfilters mit einer Lichtabschirmungsschicht und deren Anordnung in einer Zelle wird es im Besonderen möglich, eine Farb-LCD-Vorrichtung zu realisieren, die augenscheinlich einen hohen Kontrast ohne irgendeine Ortsabweichung aufweist.
Bei der STN-artigen LCD-Vorrichtung, die eine Doppelbrechung nutzt, wobei die Flüssigkristallzelle einen solchen Verdrillungswinkel aufweist, wird selbst eine geringe Variation in der Dicke der Flüssigkristallschicht aufgrund der Doppelbrechung visuell als eine Farbe repräsentiert, so dass eine Ungleichmäßigkeit der Hintergrundfarbe auftritt, wenn nicht die Dicke der Flüssigkristallschicht, die dem Spalt zwischen den Substraten entspricht, deutlich gleichmäßig gehalten wird, um schließlich die Anzeige bei deutlich sichtbarer Verschlechterung der Anzeige-Qualität unscharf zu machen.
Es war daher erforderlich, eine verbesserte Farb-LCD-Vorrichtung zu entwickeln, die eine hohe Anzeigen-Qualität sicherstellt, während sie trotz einer großen Fläche des Spaltes zwischen den Substraten leicht eine genügende Gleichförmigkeit beibehält.
Die vorliegende Erfindung wurde bei einem Versuch gemacht, die beim vorerwähnten Stande der Technik beobachteten Probleme zu lösen. Ihre Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Farb- LCD-Vorrichtung mit Lichtabschirmungsschichten und Farbfiltern zu schaffen, die auf der Innenfläche einer Zelle gebildet sind, wobei ähnliche Lichtabschirmungsschichten und Farbfilter auch in der Peripherie eines Anzeigebereiches angeordnet sind, wo Gruppen von Elektroden einander gegenüberliegen, um eine visuelle Anzeige vorzunehmen. Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Farb-LCD-Vorrichtung geschaffen, die Dünnfilm-Lichtabschirmungsschichten und Dickfilm-Farbfilter benutzt. Insbesondere im Anzeigebereich zum Vornehmen der visuellen Anzeige, bei dem Elektrodengruppen einander gegenüberliegen, sind Farbfilter in Pixel-Abschnitten angeordnet, während Lichtabschirmungsschichten zwischen den Pixeln angeordnet sind. In der äußeren Peripherie des Anzeigenbereiches sind Lichtabschirmungsschichten ähnlich denen, die zwischen den Pixeln des Anzeigebereiches angeordnet sind, auf der gesamten Oberfläche des Umfangsbereiches angeordnet, und es sind auch Farbfilter angeordnet, die strukturell ähnlich denen in den Pixelabschnitten des Anzeigebereiches sind, und sie haben eine Fläche entsprechend 50 bis 100% der Filterfläche in den Pixel-Abschnitten.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Farb-LCD-Vorrichtung geschaffen, die Dickfilm-Lichtabschirmungsschichten und Dünnfilm-Farbfilter benutzt. In einem Anzeigebereich zum Vornehmen der Anzeige mit einander gegenüberliegenden Elektrodengruppen sind Farbfilter in den Pixel-Abschnitten angeordnet, während Lichtabschirmungsschichten zwischen den Pixeln angeordnet sind. Die äußere Peripherie des Anzeigebereiches ist weiter gänzlich mit Lichtabschirmungsschichten ähnlich denen zwischen den Pixeln im Anzeigebereich und auch mit Farbfiltern versehen, die ähnlich denen im Anzeigebereich sind und die eine Fläche entsprechend 5 bis 50% der Filterfläche im Anzeigebereich haben.
In der LCD-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, bei der Farbfilter und Lichtabschirmungsschichten auf der inneren Oberfläche des Substrates angeordnet sind, kann der Aufbau der Farbfilter und der Lichtabschirmungsschichten in der Peripherie des Anzeigebereiches durch die Dicke der Farbfilter und der Lichtabschirmungsschichten, die im Anzeigebereich angeordnet sind, geändert werden, wodurch eine höhere Gleichförmigkeit hinsichtlich der Dicke der ganzen Flüssigkristallschicht in der Zelle aufrechterhalten wird.
Die LCD-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist derart ausgebildet, dass das Flüssigkristall-Material in dem Spalt zwischen einem Paar von Substraten enthalten ist, die ausgerichtet und mit Gruppen von Elektroden versehen sind und bei der Farbfilter und Lichtabschirmungsschichten auf der Innenfläche der Zelle angeordnet sind.
Mehr im Besonderen ist es eine Punktmatrix-LCD-Vorrichtung, umfassend streifenförmige Reihen von Elektrodengruppen, die auf einem Substrat angeordnet sind, und streifenförmige Spalten von Elektrodengruppen, die senkrecht und gegenüberliegend auf dem anderen Substrat angeordnet sind, und ein Flüssigkristall-Material zwischen den Substraten enthält und abgedichtet ist.
Die vorliegende Erfindung wird auf eine STN-artige LCD-Vorrichtung angewendet, bei des eine hohe Gleichförmigkeit hinsichtlich der Dicke der Flüssigkristallschicht erforderlich ist, insbesondere auf eine monochromatische STN-artige LCD-Vorrichtung, die einen Verzögerungs-Kompensator benutzt, um eine Schwarz- und Weiß-Anzeige ohne das Vorsehen eines Farbfilters zu erzielen.
Bei dieser monochromatischen STN-artigen LCD-Vorrichtung kann eine Kombination einer gewöhnlichen STN-artigen LC-Zelle, bei der eine Schicht von Flüssigkristall-Molekülen mit einem Verdrillungswinkel von 160 bis 300º zwischen mit Elektroden versehenen Substraten enthalten ist, mit einer kompensierende Verzögerungs-LC-Zelle, bei der eine Schicht von Flüssigkristall-Mole külen mit einem entgegengesetzten Verdrillungswinkel eines Wertes im Wesentlichen gleich dem Obigen oder mit einer winkelmäßigen Abweichung von 60 bis 120º davon, zwischen Substraten enthalten ist, oder mit einem Doppelbrechungs-Kompensator benutzt werden, der aus einer Platte zusammengesetzt ist, die zur Doppelbrechungs-Kompensation ähnlich einem solchen Verzögerungs- Kompensator in der Lage ist. Ein Paar polarisierender Platten ist außerhalb der Anzeige-LC-Zelle und dem Doppelbrechungs-Kompensator angeordnet. In diesem Falle können der Verdrillungswinkel, die Ausrichtungsrichtung, die Richtung der polarisierenden Achse usw. in einer solchen Weise richtig eingestellt werden, um die Anzeige ähnlich einer monochromatischen zu machen.
Bei der monochromatischen STN-artigen LCD-Vorrichtung, die mit einem solchen Doppelbrechungs-Kompensator ausgerüstet ist, wird das elliptische polarisierte Licht nach dem Durchgang durch die Anzeige-LC-Zelle hinsichtlich der Verzögerung kompensiert, so dass die Anzeige im Wesentlichen ohne irgendeinen Farbfilter monochromatisch gemacht werden kann.
In der vorliegenden Erfindung sind sowohl die Farbfilter als auch die Lichtabschirmungsschichten auf der Innenfläche der Anzeige-LC-Zelle angeordnet.
Der Farbfilter kann aus einem Film zusammengesetzt sein, der eine Dicke von ein bis mehreren um hat und nach dem bekannten Verfahren des Färbens, Farbdruckens, Fotoätzens mit optisch härtender Farbtinte, Elektroabscheidens usw. gebildet ist.
Die Lichtabschirmungsschicht kann aus entweder einem dicken Film mit einer Dicke von 0,8 bis zu mehreren um zusammengesetzt und nach dem bekannten Verfahren des Schwarzfärbens, Druckens mit schwarzer Tinte, Fotoätzens mit optisch härtender schwarzer Tinte, Elektroabscheidens oder Ähnlichem oder aus einem dünnen Metallfilm mit einer Dicke von weniger als 0,5 um und durch Nickelplattierung, Chromabscheidung oder Ähnliches, gebildet sein.
Ein solcher Farbfilter und eine solche Lichtabschirmungsschicht können zwischen dem Substrat und der Elektrode oder zwischen der Elektrode und dem ausrichtenden Film angeordnet sein, oder eines von beiden kann unter der Elektrode angeordnet sein, während sich das andere oberhalb der Elektrode befindet.
In der vorliegenden Erfindung sind solche Lichtabschirmungsschichten im Anzeigebereich angeordnet, wo Elektrodengruppen zum Vornehmen der visuellen Anzeige einander gegenüberliegen und weiter ähnliche Lichtabschirmungsschichten und Farbfilter im Umfangsbereich angeordnet sind, der sich außerhalb des Anzeigebereiches und innerhalb der Abdichtung befindet.
In der vorliegenden Erfindung sind Pixel mit einander gegenüberliegenden Elektroden gebildet. Spezifischer sind bei der vorerwähnten punktmatrix-artigen LCD-Vorrichtung Gruppen streifenförmiger Reihen von Elektroden und Gruppen streifenförmiger Spalten von Elektroden senkrecht dazu übereinander angeordnet, um Pixel zu bilden.
In der Farb-LCD-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, bei denen die Pixelabschnitte im Anzeigebereich vollständig mit Farbfiltern bedeckt sind, ist das Muster der Farbfilter so bestimmt, um größer als das Muster der Öffnungen in den Lichtabschirmungsschichten zu werden, so dass die Peripherie jedes Farbfilters die Lichtabschirmungsschicht zwischen den Pixeln überlappt. Folglich sind im Anzeigebereich Überlappungen gebildet, bei denen die Lichtabschirmungsschichten teilweise auf den Farbfiltern liegen.
Werden Dickfilm-Lichtabschirmungsschichten benutzt, dann wird aufgrund der Überlappung zwischen der Lichtabschirmungsschicht und dem Farbfilter die Dicke trotz einer Ausgleichsschicht darauf ungleichmäßig. Zum Verringern einer solchen Ungleichmäßigkeit ist es erwünscht, dass die Dicke der Lichtabschirmungsschicht geringer ist als die des Farbfilters.
Werden allein die Lichtabschirmungsschichten in dem Umfangsbereich gebildet, dann wird die Schichtdicke im Umfangsbereich kleiner als im Anzeigebereich, so dass es schwierig ist, den Spalt zwischen den Substraten auf der gesamten Oberfläche der Zelle gleichmäßig zu halten. Bei dem Aufbau der vorliegenden Erfindung, bei dem die Schichtdicke im Umfangsbereich im Wesentlichen gleich der im Anzeigebereich sein kann, ist der Spalt zwischen den Substraten einfach so kontrollierbar, dass er auf der gesamten Oberfläche der Zelle gleichförmig ist.
Die Schichtdicke kann weiter dadurch gleichförmig gemacht werden, dass Elektroden im Umfangsbereich sowie im Anzeigenbereich geschaffen werden, was die genaue Kontrolle des Spaltes zwischen den Substraten gestattet. Da die Elektroden so ausgebildet sind, dass sie einen geringen Widerstand haben, ist es bevorzugt, dass der obige Aufbau benutzt wird, insbesondere wenn deren Dicke von 100 bis 400 nm beträgt.
Obwohl die vorliegende Erfindung auf eine optische Farb-LC-Vorrichtung mit Farbfiltern und Lichtabschirmungsschichten zwischen Substraten und Elektroden angewendet werden kann, ist sie auch anwendbar auf eine Vorrichtung mit einem anderen Aufbau, bei dem Farbfilter und Lichtabschirmungsschichten auf Elektroden gebildet sind.
Der Grund beruht auf der Tatsache, dass das Schaffen von Farbfiltern und Lichtabschirmungsschichten unter den Elektroden ein besseres Ergebnis erbringt, da die Anzeigequalität verschlechtert wird, wenn dicke Farbfilter und Lichtabschirmungsschichten auf den Elektroden existieren.
In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine Draufsicht, die das Muster der Lichtabschirmungsschichten und Farbfilter in der Nähe der Grenze zwischen einem Anzeigebereich und einem Umfangsbereich bei einer beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht, bei der Dünnfilm-Lichtabschirmungsschichten und Dickfilm-Farbfilter auf der Innenfläche einer Zelle angeordnet sind;
Fig. 2 eine Draufsicht, die das Muster von Lichtabschirmungsschichten und Farbfiltern in der Nähe der Grenze zwischen einem Umfangsbereich und einem Anzeigebereich in einer beispielhaften Ausführungsform veranschaulicht, bei der Dickfilm-Lichtabschirmungsschichten und Dickfilm-Farbfilter auf der Innenfläche einer Zelle angeordnet sind, und
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Substrates mit darauf angeordneten Lichtabschirmungsschichten und Farbfiltern.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist eine Draufsicht, die das Muster von Lichtabschirmungsschichten und Farbfiltern in der Nähe der Grenze zwischen einem Anzeigebereich und einem Umfangsbereich bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, die auf ein Farb-LCD- Vorrichtung angewendet ist, bei der Dünnfilm-Lichtabschirmungsschichten und Dickfilm-Farbfilter auf der Innenfläche der Zelle angeordnet sind.
Dies ist eine vergrößerte Ansicht, die nur die linke obere Ecke der ganzen Farb-LCD-Vorrichtung zeigt, um die Erfindung besser zu verstehen. Bei der tatsächlichen Farb-LCD-Vorrichtung wird eine ähnliche Ausführung auch in der rechten oberen Ecke, der linken unteren Ecke und der rechten unteren Ecke benutzt, und ein Umfangsbereich ist um den Anzeigebereich herum gebildet. Eine solche Teilansicht wird in allen anderen Beispielen auch benutzt, wobei nur die linke obere Ecke in einer vergrößerten Ansicht gezeigt ist.
In Fig. 1 ist ein Anzeigebereich 1 eingeschlossen, bei dem Elektrodengruppen einander gegenüberliegen, um die Anzeige vorzunehmen, Farbfilter 3 sind in Pixel-Abschnitten 2 angeordnet, und Lichtabschirmungsschichten 4 sind zwischen den Pixeln angeordnet. In einer peripheren Region 5 außerhalb des Anzeigebereiches 1 sind Lichtabschirmungsschichten 6 ähnlich denen zwischen den Pixeln in dem Anzeigebereich 1 auf der gesamten Oberfläche angeordnet, und es sind auch Farbfilter 7 angeordnet, die ähnlich den Farbfiltern 3 in den Pixel-Abschnitten des Anzeigebereiches 1 sind, und sie haben eine Fläche entsprechend 50 bis 100% der Farbfilter 3.
Bei einer solchen Farb-LCD-Vorrichtung, wie in ihrer Schnittansicht in Fig. 3 gezeigt, ist das Muster der Farbfilter 3 größer als das Muster der Öffnungen in den Lichtabschirmungsschichten 4, so dass die Pixel-Abschnitte 2 im Anzeigebereich des Substrates 8 genügend mit den Farbfiltern 3 abgedeckt sind, wodurch die Peripherien der Farbfilter 4 die Lichtabschirmungsschichten zwischen den Pixeln überlappen. Im Anzeigebereich sind daher gewisse Teilüberlappungen hinsichtlich der Farbfilter 3 und der Lichtabschirmungsschichten 4 gebildet. Es ist auch ein Substrat 8, eine Ausgleichsschicht 9, die sowohl auf den Farbfiltern 3 als auch den Lichtabschirmungsschichten 4 ausgebildet ist, und es sind Elektroden 10 gezeigt, die auf der Ausgleichschicht 9 gebildet sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind auf der gesamten Oberfläche des Umfangsbereiches 5 außerhalb des Anzeigebereiches 1 Lichtabschirmungsschichten 6 ähnlich denen zwischen den Pixeln im Anzeigebereich 1 und auch Farbfilter 7 ähnlich denen in den Pixel-Abschnitten des Anzeigebereiches angeordnet, und sie haben eine Fläche entsprechend 50 bis 100% der Fläche der Farbfilter 3.
Im Umfangsbereich 5 überlappen die Lichtabschirmungsschichten 6 ebenfalls teilweise die Farbfilter 7, wie in dem Anzeigebereich 1, um die Kontrolle der Spalt-Gleichmäßigkeit zu erleichtern, wenn eine Zelle mit auf ihrer Innenfläche angeordneten Abstandshaltern gebildet ist.
Bei einer solchen Farb-LCD-Vorrichtung, bei der Dünnfilm-Lichtabschirmungsschichten und Dickfilm-Farbfilter auf der Innenfläche der Zelle angeordnet sind, sind die Lichtabschirmungsschichten dünner als die Farbfilter, so dass die Fläche der Farbfilter 7 im Umfangsbereich gleich b0 bis 100% der Fläche der Farbfilter 3 in den Pixel-Abschnitten ist.
Insbesondere wenn die Dicke der Lichtabschirmungsschicht geringer als etwa 1/5 der des Farbfilters ist, kann die Fläche der Farbfilter 7 im Umfangsbereich die gleiche sein, wie die der Farbfilter 3 in den Pixel-Abschnitten, wodurch die Maske, Druckplatte oder Ähnliches, das zum Bilden der Farbfilter im Anzeigebereich benutzt wird, auch für solche im Umfangsbereich benutzt werden kann, so dass nur eine Art einer solchen Maske oder Ähnlichem zur Förderung der Produktivität benötigt ist.
Obwohl nur eine geringe Anzahl von Pixeln im Anzeigebereich dargestellt ist, kann eine erforderliche Anzahl von Pixeln gemäß individuellen Anforderungen geschaffen werden, wie, z. B., 1920 · 400 Punkte oder 1920 · 480 Punkte.
Im Umfangsbereich ist auch nur ein Pixel auf der oberen Seite und sind drei Pixel auf der linken Seite (oder ein Satz von drei Farben) veranschaulicht. Die Anzahl von Pixeln im Umfangsbereich kann angemessen gemäß der Breite des Umfangsbereiches bestimmt werden. Da der Umfangsbereich eine Breite von mehreren bis zu einigen zwanzig mm aufweist, kann die Anzahl der Pixel in einem Bereich von mehreren bis mehreren zehn liegen.
Es ist bevorzugt, dass Elektroden in den Pixeln im Umfangsbereich entsprechenden Abschnitten ähnlich denen im Anzeigebereich gebildet werden, wobei der Dickenunterschied zwischen dem Anzeigebereich und dem Umfangsbereich weiter verringert wird, um ein besseres Ergebnis zu erzielen.
Die oben erwähnten Vorrichtungen entsprechen gleichermaßen den folgenden Ausführungsformen.
Fig. 2 ist eine Draufsicht, die die Muster der Lichtabschirmungsschichten und Farbfilter in der Nähe der Grenze zwischen einem Anzeigebereich und einem Umfangsbereich in einem weiteren Beispiel des Anwendens der vorliegenden Erfindung auf eine Farb-LCD-Vorrichtung veranschaulicht, bei der Dickfilm-Lichtabschirmungsschichten und Dickfilm-Farbfilter auf der Innenfläche ihrer Zelle angeordnet sind.
In einem Anzeigebereich 21, in dem Elektrodengruppen einander gegenüberliegen, um die Anzeige vorzunehmen, sind Farbfilter 23 in Pixel-Abschnitten 22 angeordnet, und Lichtabschirmungsschichten 24 sind zwischen Pixeln angeordnet. In einem Umfangsbereich 25 außerhalb des Anzeigebereiches sind Lichtabschirmungsschichten 26 ähnlich denen zwischen den Pixeln im Anzeigebereich und auch Farbfilter 27 angeordnet, die ähnlich denen in den Pixel-Abschnitten des Anzeigebereiches sind und eine Fläche entsprechend 5 bis 50% der Fläche der Farbfilter 23 im Anzeigebereich aufweisen.
Bei dieser Ausführungsform ist ähnlich der Ausführungsform von Fig. 1 das Muster der Farbfilter 23 größer als das Muster der Öffnungen in den Lichtabschirmungsschichten 24, so dass die Pixel-Abschnitte 22 im Anzeigebereich genügend mit den Farbfiltern 23 abgedeckt sind, wodurch die Peripherien der Farbfilter 21 die Lichtabschirmungsschichten zwischen den Pixeln überlappen. Folglich sind im Anzeigebereich einige Überlappungen hinsichtlich der Farbfilter 23 und der Lichtabschirmungsschichten 24 gebildet.
Gemäß der Erfindung sind auf der gesamten Oberfläche des Umfangsbereiches 25 außerhalb des Anzeigebereiches Lichtabschirmungsschichten 26 ähnlich denen zwischen den Pixeln im Anzeigebereich und auch Farbfilter 27 gebildet, die ähnlich denen in den Pixel-Abschnitten des Anzeigebereiches sind und die eine Fläche entsprechend 5 bis 50% der Fläche der vorerwähnten Farbfilter 23 im Anzeigebereich aufweisen.
In dieser Ausführungsform, bei der sowohl die Farbfilter als auch die Lichtabschirmungsschichten aus Dickfilmen zusammengesetzt sind, sind, wie in der Ausführungsform der Fig. 1, die Farbfilter 27 und die Lichtabschirmungsschichten 28 im Umfangsbereich so ausgebildet, dass sie sich wechselseitig überlappen, wobei die Muster ähnlich denen im Anzeigebereich sind, so dass die resultierende Filmdicke groß wird, um schließlich zu der Schwierigkeit zu führen, die erwünschte Gleichmäßigkeit im Spalt zwischen den Substraten im gesamten Anzeigebereich aufrechtzuerhalten.
In Anbetracht solcher Umstände ist die Fläche der Farbfilter 27, die die Lichtabschirmungsschichten im Umfangsbereich überlappen, auf 5 bis 50% der Fläche der Farbfilter 23 in den Pixel- Abschnitten des Anzeigebereiches reduziert, wie oben erwähnt, wodurch der obige Nachteil vermindert und eine Kontrolle der Spalt-Gleichförmigkeit erleichtert werden kann, wenn eine Zelle mit auf der Innenfläche der Zelle angeordneten Abstandshaltern hergestellt wird.
Die Farbfilter im Umfangsbereich können so angeordnet werden, dass sie das gleiche Muster in einem Zustand aufweisen, bei dem die Pixel in ähnlicher Weise im Umfangsbereich angeordnet sind. Wie oben beschrieben, kann die Maske, Druckplatte und Ähnliches, die für die Farbfilter im Anzeigebereich benutzt werden, such für solche im Umfangsbereich benutzt werden, wenn das Muster der Farbfilter im Umfangsbereich das Gleiche ist, wie das der Farbfilter im Anzeigebereich, was die verbesserte Produktivität sicherstellt.
Wird die Farbfilter-Fläche im Umfangsbereich derart geändert, dass sie sich von der Farbfilterfläche im Anzeigebereich unterscheidet, dann können die Pixel im Umfangsbereich mit dem gleichen Abstand wie die Pixel im Anzeigebereich angeordnet werden, unter der Bedingung, dass die Pixel-Anordnung im Umfangsbereich die Gleiche ist wie im Anzeigebereich. In der Ausführungsform der Fig. 2, bei der die Farbfilter-Fläche im Umfangsbereich geringer ist, können die Farbfilter mit einem weiteren Abstand gebildet werden als die Pixel im Anzeigebereich.
Die vorliegende Erfindung wird auf eine STN-artige LCD-Vorrichtung angewendet, bei der eine außerordentlich strikte Kontrolle der Gleichmäßigkeit des Abstandes zwischen den Substraten erforderlich ist und eine monochromatische Anzeige ohne Verwendung eines Farbfilters bewirkt werden kann.
In der vorliegenden Erfindung können die eine Flüssigkristallzelle bildenden Substrate optisch isotrop sein und gewöhnlich aus transparentem Glas, Kunststoff oder ähnlichem Material zusammengesetzt sein.
Elektroden sind auf solchen Substraten gebildet, und eine Spannung wird selektiv zwischen erwünschten Elektroden angelegt, um den Flüssigkristall zur Anzeige anzusteuern. Die Elektroden sind üblicherweise aus transparentem Material zusammengesetzt, wie ITO (In&sub2;O&sub3;-SnO&sub2;), SnO&sub2; oder Ähnlichem und einen geringen Widerstand aufweisende Zuleitungen aus Al, Cr oder Ti können gemäß individuellen Anforderungen damit kombiniert werden. Ein geeignetes Verfahren zur Musterbildung wird ausgeführt. Ein typisches Muster ist eine Punktmatrix-LCD-Vorrichtung, bei der viele Reihen- und Spalten-Elektrodengruppen vorhanden sind. So sind, z. B., 1920 streifenförmige Elektroden auf einem Substrat ausgebildet, während 400 streifenförmige Elektroden senk recht dazu verlaufend auf einem anderen Substrat ausgebildet sind, wodurch eine Anzeige- Kapazität von 1920 · 400 Punkten erhalten wird.
In dem Falle, dass auch Elektroden in dem Umfangsbereich angeordnet werden sollen, werden, z. B., 2040 streifenförmige Elektroden auf einem Substrat gebildet, während 440 streifenförmige Elektroden auf einem anderen Substrat gebildet werden, um 2040 · 440 Punkte zu schaffen.
Es kann irgendeines der bekannten Reib-, Schrägverdampfungs- und anderen Verfahren zum Ausrichten der Flüssigkristall-Moleküle benutzt werden. Die Ausrichtungs-Behandlung kann ausgeführt werden, nachdem die Elektroden in Übereinstimmung mit den individuellen Anforderungen mit einem Film aus anorganischem Material, wie SiO&sub2;, TiO&sub2; oder Al&sub2;O&sub3; und/oder einem Film aus organischem Material überzogen sind, wie Polyimid oder Polyamid.
Es kann irgendeines der bekannten LCD-Elemente für den Abstandshalter, das Abdichtungsmaterial, die polarisierende Platte, die reflektierende Platte, die Beleuchtungseinrichtung, die Ansteuerungs-Schaltung usw. benutzt werden.
Die Farb-LCD-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist geeignet zum Einsatz in Personalcomputern, Word-Prozessoren und Work-Stations sowie in irgendeinem der verschiedenen Übersee-Radar- oder Anzeige-Vorrichtungen, wie Flüssigkristall-Fernsehempfängern, Fisch- Ortungsgeräten, Radargeräten, Oszilloskopen und Punktmatrix-Anzeigeeinheiten.
In der vorliegenden Erfindung überlappen Farbfilter und Lichtabschirmungsschichten einander teilweise sowohl im Anzeigebereich als auch im Umfangsbereich, so dass bei Herstellung einer Zelle mit auf ihrer Innenfläche angeordneten Abstandshaltern der Abstand zwischen den Substraten im Wesentlichen gleichmäßig sowohl im Anzeigebereich als auch im Umfangsbereich gehalten werden kann, was eine befriedigende Gleichmäßigkeit des Abstandes zwischen den Substraten durch die gesamte Zelle ergibt.
Bei dem Aufbau, bei dem sich die Farbfilter und die Lichtabschirmungsschichten teilweise überlappen, ergibt sich, dass bei Anordnung von Abstandshaltern auf der Innenfläche der Zelle die Abstandshalter teilweise auch in solchen Überlappungen verteilt sind, was dann zum Verdicken des Abstandes zwischen den Substraten dient.
Werden die Lichtabschirmungsschichten allein im Umfangsbereich angeordnet, dann werden im Anzeigebereich einige Abschnitte gebildet, die aufgrund der wechselseitigen Überlappungen der Farbfilter und der Lichtabschirmungsschichten im Anzeigebereich teilweise höher sind als im Umfangsbereich, so dass der Spalt zwischen den Substraten im Anzeigebereich eine größere Weite hat als im Umfangsbereich, so dass schließlich Abschnitte gebildet werden, bei denen der Abstand zwischen den Substraten in der Nähe der Grenze zwischen dem Anzeigebereich und dem Umfangsbereich graduell varriert wird, wodurch die Hintergrundfarbe ungleichmäßig wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Anzeigebereich ebenfalls mit Farbfiltern und Lichtabschirmungsschichten versehen, die ähnlich denen im Anzeigebereich sind oder gewisse angemessene Abmessungen innerhalb eines vorbestimmten Bereiches haben. Wechselseitige Überlappungen der Farbfilter und Lichtabschirmungsschichten mit im Wesentlichen der gleichen Fläche wie im Anzeigebereich werden somit auch im Umfangsbereich gebildet, so dass bei Anord nung von Abstandshaltern der Abstand zwischen den Substraten im Umfangsbereich im Wesentlichen gleichmäßig und gleich dem im Anzeigebereich ist.
In diesem Falle kann der Spalt zwischen den Substraten mit größerer Genauigkeit durch die Schaffung von Elektroden im Umfangsbereich kontrolliert werden. Es werden daher auch im Umfangsbereich wechselseitige Überlappungen der Farbfilter, der Lichtabschirmungsschichten und der Elektroden, die im Wesentlichen die gleiche Fläche aufweisen wie im Anzeigebereich, gebildet, so dass irgendeine Variation, die mit der Anordnung von Abstandshaltern im Spalt zwischen den Substraten verursacht wird, in der Nähe der Grenze zwischen dem Umfangsbereich und dem Anzeigebereich unterdrückt wird, wodurch der Spalt zwischen den Substraten selbst im äußersten Abschnitt des Anzeigebereiches im Wesentlichen gleichmäßig wird, um schließlich die Ungleichmäßigkeit der Hintergrundfarbe abzuwenden.
Im Folgenden werden einige Beispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

BEISPIEL 1

Wie in den Fig. 1 und 3 veranschaulicht, wurden Dünnfilm-Lichtabschirmungsschichten aus Chrom bis zu einer Dicke von 100 nm auf einem Glassubstrat gebildet und Dickfilm-Farbfilter (1058 · 272 Punkte) wurden durch das R-G-B-Dreifarben-Färbeverfahren bis zu einer Dicke von 2,0 um auf Elektroden-Abschnitten, die Pixels entsprechen, in einer solchen Weise gebildet, dass die Peripherien der Farbfilter mit den Lichtabschirmungsschichten überlappten. Ein weiterer Deckfilm (Ausgleichsschicht) aus Polyimid wurde darauf gebildet.
Wie erwähnt, wurde der Oberflächenausgleich durch Bilden des Überzugsfilmes aus Polyimid auf den Farbfiltern und den Lichtabschirmungsschichten gebildet, doch war es schwierig, eine vollständige Flachheit der Oberfläche zu erzielen. Feine Unregelmäßigkeiten auf den Farbfiltern wurden jedoch meist ausgeglichen aufgrund des Vorhandenseins eines solchen Überzugsfilms, und einige große Unregelmäßigkeiten aufgrund wechselseitiger Überlappungen der Farbfilter und der Lichtabschirmungsschichten in den Peripherien der Pixel wurden beträchtlich vermindert im Vergleich mit dem konventionellen Beispiel, das keinen solchen Deckfilm benutzt.
Danach wurde eine solche ausgeglichene Oberfläche mit ITO (In&sub2;O&sub3;-SnO&sub2;) überzogen und dann zur Bildung von 960 streifenförmigen Spalten-Elektroden gemustert, und weiter wurde ein Isolationsfilm aus SiO&sub2;-TiO&sub2; auf der gesamten Oberfläche bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet. Danach wurde eine Schicht aus Polyimid darauf bis zu einer Dicke von etwa 70 nm abgeschieden, und es wurde ein Reiben ausgeführt, um einen Ausrichtungsfilm zu bilden, wodurch ein Spalten- Elektroden-Substrat gebildet wurde. Dann wurden 240 streifenförmige Zeilen-Elektroden auf einem anderen Glassubstrat senkrecht zu den Spalten-Elektroden gebildet, und ein Isolationsfilm aus SiO&sub2;-TiO&sub2; wurde bis zu einer Dicke von 300 nm auf der gesamten Oberfläche gebildet. Dann schied man eine Polyimidschicht darauf bis zu einer Dicke von etwa 70 nm ab, und es wurde ein Reiben ausgeführt, um einen Ausrichtungsfilm zu bilden, wodurch ein Reihen-Elektroden-Substrat in einer solchen Weise gebildet wurde, dass die Flüssigkristall-Moleküle einen Verdrillungswinkel von 240º zur Zeit der Fertigstellung einer Zelle durch Kombinieren des Reihen-Elektroden-Substrates mit dem vorerwähnten Spalten-Elektroden-Substrat aufweisen.
Bei diesen beiden Substraten wurden streifenförmige Elektroden ähnlich denen im Anzeigebereich auch im Umfangsbereich gebildet, der den Anzeigebereich umgibt.
Das Spalten-Elektroden-Substrat und das Zeilen-Elektroden-Substrat wurden so angeordnet, dass der Verdrillungswinkel der Flüssigkristall-Moleküle 240º betrug, und es wurde eine Zelle durch Abdichten der Peripherie der Substrate gebildet. Eine Punktmatrix-LC-Zelle wurde mit einer Menge nematischen Flüssigkristall-Materials darin hergestellt.
Eine Schicht aus Polyimid wurde bis zu einer Dicke von 70 nm auf einem Glassubstrat abgeschieden, und sie wurde durch Reiben zur Bildung eines Ausrichtungsfilms behandelt. Zwei solcher Substrate wurden so angeordnet, dass die Flüssigkristall-Moleküle einen Verdrillungswinkel von 240º in der entgegengesetzten Richtung mit Bezug auf die Punktmatrix-LC-Zelle aufweisen, und nach dem Abdichten an der Peripherie wurde nematisches Flüssigkristall-Material eingegossen, um eine LC-Zelle zur Verzögerungs-Kompensation herzustellen.
Die Punktmatrix-LC-Zelle wurde auf einer solchen Verzögerungs-Kompensierungs-LC-Zelle angeordnet, um eine laminierte Struktur zu bilden, und es wurde ein Paar polarisierender Platten auf den beiden Seiten davon angeordnet, um eine LCD-Vorrichtung vom Negativtyp herzustellen.
Es ist zu bemerken, dass, selbst wenn die LCD-Vorrichtung eines solchen Aufbaus zu einer eines positiven Anzeigetyps mit angemessener Einstellung der Beziehung zwischen der Doppelbrechungs-Anisotropie (Δn) des Flüssigkristall-Materials, der Ausrichtungsrichtung und der Polarisationsachse davon modifiziert wird, sie noch immer als eine LCD-Vorrichtung vom Negativtyp brauchbar ist, wenn sie durch das Anlegen einer Spannung an erwünschte zu verdunkelnde Segmente in einer entgegengesetzten Weise zum Ansteuern der gewöhnlichen LCD-Vorrichtung vom Negativtyp angesteuert wird, da irgendeine andere Region als der Pixel-Abschnitt mit der Lichtabschirmungsschicht abgedeckt ist.
Diese LCD-Vorrichtung ist daher augenscheinlich für die Anzeige vom Negativtyp brauchbar, ungeachtet dessen, ob sie strukturell als ein Negativtyp oder ein Positivtyp hergestellt ist.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

In einer konventionellen LCD-Vorrichtung mit dem gleichen Aufbau wie dem von Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass kein Farbfilter auf irgendeiner Lichtabschirmungsschicht im Umfangsbereich geschaffen wurde, wurde der Kontrast in der Gestalt eines Rahmens mit einer Breite von etwa 5 mm innerhalb der Kante des Anzeigebereiches verringert und die Anzeigequalität wurde beeinträchtigt.

BEISPIELE 2 und 3

Modifizierte Farb-LCD-Vorrichtungen wurden durch Ändernder Fläche der Farbfilter auf der Lichtabschirmungsschicht im peripheren Bereich von Beipiel 1 auf 80% (in Beispiel 2) und 80% (in Beispiel 3) hergestellt.
Sowohl in Beispiel 2 als auch 3 war der Spalt zwischen den Substraten im Wesentlichen gleichmäßig sowohl im Anzeigebereich als auch im Umfangsbereich, und es wurde eine visuell befriedigende Farbanzeige erzielt. In Beipiel 3 war jedoch die Gleichmäßigkeit des Spaltes zwischen den Substraten etwas geringer als in den Beispielen 1 oder 2.

BEZUGSBEISPIEL 1

Lichtabschirmungsschichten mit einer Dicke von etwa 1,2 um wurden in einem Färbeverfahren anstelle der Lichtabschirmungsschichten gebildet, die in Beispiel 1 verwendet wurden, und es wurden auch Farbfilter mit einer Dicke von 1,8 um durch ein Färbeverfahren gebildet.
Bei dieser LCD-Vorrichtung vom Negativtyp waren sowohl der Anzeigebereich als auch der Umfangsbereich mit den Farbfiltern und Lichtabschirmungsschichten im gleichen Muster (gleiche Fläche) versehen, wobei der Spalt zwischen den Substraten im Wesentlichen gleichmäßig sowohl im Anzeigebereich als auch im Umfangsbereich war, wodurch eine visuell befriedigende Anzeige erzielt wurde.

BEISPIEL 4

Lichtabschirmungsschichten ähnlich solchen, die in Bezugsbeispiel 1 benutzt wurden, wurden auf der gesamten Oberfläche des Umfangsbereiches gebildet, wie in Fig. 2 veranschaulicht, und es wurden auch Farbfilter ähnlich denen in Bezugsbeispiel 1 teilweise gebildet (in der Fläche entsprechend etwa 15% der Farbfilter im Anzeigebereich).
Bei dieser LCD-Vorrichtung vom Negativtyp, bei der die Farbfilter teilweise auf den Lichtabschirmungsschichten im Umfangsbereich gebildet wurden, war der Spalt zwischen den Substraten im Wesentlichen gleichmäßig sowohl im Anzeigebereich als auch im Umfangsbereich, so dass eine visuell befriedigende Anzeige realisiert wurde.
Bei der LCD-Vorrichtung eines solchen Aufbaus, bei dem irgendwelche anderen Abschnitte als die Pixel-Abschnitte mit den Lichtabschirmungsschichten bedeckt waren, ähnlich Beispiel 1, ist diese augenscheinlich als eine LCD-Vorrichtung vom Negativtyp brauchbar, ungeachtet dessen, ob sie strukturell als ein Negativtyp oder Positivtyp hergestellt ist.

BEISPIEL 5

Ein Glassubstrat wurde mit ITO überzogen und dann, wie in Fig. 1 veranschaulicht, gemustert, um 960 streifenförmige Spalten-Elektroden zu bilden, und es wurde ein Isolationsfilm aus SiO&sub2;-TiO&sub2; bis zu einer Dicke von 300 nm auf der gesamten Oberfläche gebildet. Weiter wurden Dünnfilm-Lichtabschirmungsschichten aus Chrom darauf bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, und danach wurden Farbfilter durch ein R-G-B-Dreifarben-Färbeverfahren bis zu einer Dicke von 2,0 um gebildet. Danach schied man eine Polyimidschicht darauf bis zu einer Dicke von etwa 70 nm ab, und sie wurde durch Reiben zur Bildung einer Ausrichtungsschicht behandelt, wodurch ein Spalten-Elektroden-Substrat gebildet wurde.
Es wurden 240 streifenförmige Zeilen-Elektroden auf einem anderen Glassubstrat senkrecht zu den Spalten-Elektroden gebildet, und es wurde ein Isolationsfilm aus SiO&sub2;-TiO&sub2; bis zu einer Dicke von 300 nm auf der gesamten Oberfläche gebildet. Dann schied man eine Polyimidschicht bis zu einer Dicke von etwa 70 nm darauf ab und führte ein Reibverfahren aus, um einen Ausrichtungsfilm zu bilden, wodurch ein Zeilen-Elektroden-Substrat in einer solchen Weise gebildet wurde, dass Flüssigkristall-Moleküle einen Verdrillungswinkel von 240º zur Zeit der Vervollständigung einer Zelle durch Kombinieren des Zeilen-Elektroden-Substrates mit dem vorerwähnten Spalten- Elektroden-Substrat aufweisen.
Ein solches Zeilen-Elektroden-Substrat und Spalten-Elektroden-Substrat wurden wie in den vorhergehenden Beispielen zur Herstellung einer Punktmatrix-LC-Zelle zusammengebaut. Danach wurde eine LC-Zelle zur Verzögerungs-Kompensation, wie in Beispiel 1, darauf angeordnet, und es wurde ein Paar polarisierender Platten auf den beiden Seiten angeordnet, um eine LCD-Vorrichtung vom Negativtyp herzustellen.
Bei der so erhaltenen LCD-Vorrichtung war der Abstand zwischen den Substraten gleichmäßiger als in Vergleichsbeispiel 1. Die Oberflächen-Unregelmäßigkeiten waren jedoch größer als die in Beispiel 1 aufgrund der Struktur, bei der die Farbfilter und die Lichtabschirmungsschichten auf den Elektroden angeordnet wurden, so dass die Gleichmäßigkeit des Spaltes zwischen den Substraten etwas schlechter war als in Beispiel 1.
Obwohl eine visuell befriedigende Farbanzeige erzielt wurde, verursachte die Existenz der dicken Farbfilter auf den Elektroden Variationen in der im Wesentlichen an die Flüssigkeitskristallschicht angelegten Spannung, was, verglichen mit Beispiel 1, den Kontrast verringerte und die visuelle Qualität der Anzeige etwas verminderte.

BEZUGSBEISPIEL 2

Es wurden Dünnfilm-Lichtabschirmungsschichten aus Chrom bis zu einer Dicke von 100 nm auf einem Glassubstrat gebildet, und Dickfilm-Farbfilter wurden durch R-G-B-Dreifarben-Färbeverfahren bis zu einer Dicke von 2,0 um auf den Pixeln entsprechenden Elektroden-Abschnitten gebildet, so dass die Peripherien der Farbfilter mit den Lichtabschirmungsschichten überlappt waren. Weiter wurde ein Decküberzugsfilm (Ausgleichsschicht) aus transparentem Acrylharz darauf gebildet.
Wie erwähnt, wurde der Oberflächenausgleich durch Bilden eines solchen Decküberzugsfilms aus transparentem Acrylharz auf den Farbfiltern und den Lichtabschirmungsschichten ausgeführt, doch war es schwierig, eine vollständige Flachheit der Oberfläche zu erzielen. Feine Unregelmäßigkeiten auf den Farbfiltern wurden zum größten Teil aufgrund der Existenz eines solchen Decküberzugsfilmes ausgeglichen, und einige große Unregelmäßigkeiten aufgrund der wechselseitigen Überlappungen der Farbfilter und der Lichtabschirmungsschichten in den Peripherien der Pixel wurden, im Vergleich mit dem konventionellen Beispiel ohne einen solchen Decküberzugsfilm, beträchtlich verringert.
Danach wurde eine solche ausgeglichene Oberfläche mit ITO bis zu einer Dicke von 240 nm überzogen und dann zur Bildung von 272 streifenförmigen Zeilen-Elektroden gemustert, und es wurde weiter eine Polyimidschicht bis zu einer Dicke von etwa 70 nm darauf abgeschieden. Danach führte man ein Reibverfahren aus, um einen Ausrichtungsfilm zu bilden, wodurch ein Zeilen-Elektroden-Substrat gebildet war.
Auf einem anderen Substrat wurden senkrecht zu den Zeilen-Elektroden 1056 streifenförmige Spalten-Elektroden gebildet, und es wurde ein Isolationsfilm aus SiO&sub2;-TiO&sub2; bis zu einer Dicke von 50 nm auf der gesamten Oberfläche gebildet. Dann schied man eine Polyimidschicht bis zu einer Dicke von etwa 70 nm darauf ab und führte ein Reibverfahren aus, um einen Ausrichtungsfilm zu bilden, wodurch ein Spalten-Elektroden-Substrat in einer solchen Weise gebildet wurde, dass Flüssigkristall-Moleküle einen Verdrillungswinkel von 240º zur Zeit der Vervollständigung einer Zelle durch Kombinieren des Spalten-Elektroden-Substrates mit dem vorgenannten Zeilen- Elektroden-Substrat haben.
Das Zeilen-Elektroden-Substrat und das Spalten-Elektroden-Substrat waren so angeordnet, dass der Verdrillungswinkel der Flüssigkristall-Moleküle 240º wurde, und es wurde eine Zelle durch Abdichten der Peripherie der Substrate gebildet. Eine Punktmatrix-LC-Zelle wurde durch Zugabe von nematischem Flüssigkristall-Material in die Zelle erzeugt.
Eine Polyimidschicht wurde bis zu einer Dicke von 70 nm auf einem Glassubstrat abgeschieden, und es wurde durch Reiben behandelt, um einen Ausrichtungsfilm zu bilden. Zwei solcher Substrate wurden so angeordnet, dass Flüssigkristall-Moleküle einen Verdrillungswinkel von 240º in der umgekehrten Richtung mit Bezug auf die Punktmatrix-LC-Zelle haben, und nach dem Abdichten der Peripherien wurde nematisches Flüssigkristall-Material eingegossen, um eine LC-Zelle zur Verzögerungs-Kompensation herzustellen.
Die Punktmatrix-LC-Zelle wurde auf einer solchen Verzögerungs-Kompensations-LC-Zelle angeordnet, um eine laminierte Struktur zu bilden, und es wurde ein Paar polarisierender Platten auf den beiden Seiten angeordnet, um eine LCD-Vorrichtung vom Negativtyp herzustellen.
Von den insgesamt 1056 · 272 Punkten in der so erhaltenen LCD-Vorrichtung wurden nur 960 · 240 Punkte im zentralen Bereich für die Anzeige benutzt, und es wurde eine nicht selektive Spannung an die Elektroden im Umfangsbereich gelegt, um sie in einem lichtabgeschirmten Zustand zu überführen.
In dieser LCD-Vorrichtung, bei der der Anzeigebereich und der Umfangsbereich mit Farbfiltern und Lichtabschirmungsschichten des gleichen Musters (gleicher Fläche) versehen war, ergab sich der Spalt zwischen den Substraten im Wesentlichen gleichförmig sowohl im Anzeigebereich als auch im Umfangsbereich, so dass eine visuell befriedigende Farbanzeige sichergestellt wurde.

BEISPIEL 6

Die gesamte Oberfläche zwischen dem Umfangsbereich und der Abdichtung in Bezugsbeispiel 2 wurde mit einer Lichtabschirmungsschicht bedeckt, wodurch der Raum zwischen der Abdichtung und dem Anzeigebereich erweitert werden konnte, obwohl der Umfangsbereich schmal war, was eine weiter verbesserte Gleichförmigkeit erbrachte.

BEZUGSBEISPIEL 3

Elektroden aus ITO mit gleichem Abstand zu 1056 streifenförmigen Spalten-Elektroden für Farbfilter wurden durch Elektroabscheidung auf ein Glassubstrat aufgebracht, und R-G-B-Dreifarbenfilter mit einer Dicke von 2 um wurden durch Elektroabscheidung gebildet. Lichtabschirmungsschichten mit gleicher Dicke dazu wurden durch Drucken in dem Raum zwischen den Farbfiltern gebildet.
Ein Überzugsdeckfilm aus transparentem Acrylharz wurde auf den Farbfiltern gebildet und weiter mit ITO bis zu einer Dicke von 240 nm überzogen und dann zur Bildung 272 streifenförmiger Zeilen-Elektrodengruppen gemustert. Danach wurde eine Polyimidschicht bis zu einer Dicke von etwa 70 nm abgeschieden und ein Reiben ausgeführt, um einen Ausrichtungsfilm zu bilden, wodurch ein Zeilen-Elektroden-Substrat gebildet wurde.
Es wurden 1056 streifenförmige Spalten-Elektrodengruppen auf einem anderen Glassubstrat senkrecht zu den vorerwähnten Zeilen-Elektrodengruppen gebildet, und ein Isolationsfilm aus SiO&sub2;-TiO&sub2; wurde auf der gesamten Oberfläche bis zu einer Dicke von 50 nm gebildet. Danach wurde eine Polyimidschicht bis zu einer Dicke von etwa 70 nm darauf abgeschieden und ein Reiben ausgeführt, um einen Ausrichtungsfilm zu bilden, wodurch ein Spalten-Elektroden-Substrat in einer solchen Weise gebildet wurde, dass Flüssigkristall-Moleküle einen Verdrillungswinkel von 240º zur Zeit der Vervollständigung einer Zelle durch Kombinieren des Spalten-Elektroden-Substrats mit dem vorgenannten Zeilen-Elektroden-Substrat aufweisen.
Das Zeilen-Elektroden-Substrat und das Spalten-Elektroden-Substrat wurden, wie in Bezugsbeispiel 2, miteinander zur Herstellung einer LCD-Vorrichtung kombiniert.
Die so zusammengebaute Vorrichtung hat eine Anzeigefähigkeit von 960 · 240 Punkten.
In dieser LCD-Vorrichtung vom Negativtyp waren sowohl der Anzeigebereich als auch der Umfangsbereich mit Farbfiltern, Lichtabschirmungsschichten und Elektroden mit dem gleichen Muster (gleicher Fläche) versehen, so dass der Spalt zwischen den Substraten im Anzeigebereich im Wesentlichen gleichförmig wird, wodurch eine visuell befriedigende Farbanzeige erzielt wurde.

BEISPIEL 7

Die gesamte Oberfläche zwischen dem Umfangsbereich und der Abdichtung in Bezugsbeispiel 3 wurde mit einer Lichtabschirmungsschichten bedeckt, wodurch der Raum zwischen der Abdichtung und dem Anzeigebereich erweitert werden konnte, obwohl der Umfangsbereich schmal war, was die Gleichmäßigkeit weiter förderte.

BEZUGSBEISPIEL 4

Es wurde ein Glassubstrat mit ITO überzogen und dann zur Bildung 240 streifenförmiger Zeilen-Elektrodengruppen gemustert, und es wurden Dickfilm-Lichtabschirmungsschichten bis zu einer Dicke von 1,2 um durch ein Färbeverfahren gebildet. Danach wurden R-G-B-Dreifarbenfilter mit einer Dicke von 2,0 um durch ein Färbeverfahren gebildet. Dann schied man darauf eine Polyimidschicht bis zu einer Dicke von 70 nm ab und führte ein Reiben aus, um eine Ausrichtungsschicht zu bilden, wodurch ein Spalten-Elektroden-Substrat gebildet wurde.
Es wurden 960 streifenförmige Spalten-Elektrodengruppen auf einem anderen Glassubstrat in einer Weise gebildet, dass sie senkrecht zu den Zeilen-Elektrodengruppen verliefen, und es wurde ein Isolationsfilm aus SiO&sub2;-TiO&sub2; bis zu einer Dicke von 50 nm auf der gesamten Oberfläche gebildet. Dann schied man darauf eine Polyimidschicht bis zu einer Dicke von etwa 70 nm ab und führte ein Reiben aus, um einen Ausrichtungsfilm zu bilden, wodurch ein Zeilen-Elektroden-Substrat in einer solchen Weise gebildet wurde, dass Flüssigkristall-Moleküle zur Zeit der Vervollständigung einer Zelle durch Kombinieren des Spalten-Elektroden-Substrates mit dem vorerwähnten Zeilen-Elektroden-Substrat einen Verdrillungswinkel von 240º haben.
Ein solches Zeilen-Elektroden-Substrat und Spalten-Elektroden-Substrat wurden, wie in Bezugsbeispiel 2, zur Herstellung einer Punktmatrix-LC-Zelle zusammengebaut. Danach wurde eine LC-Zelle zur Verzögerungs-Kompensation, wie in Bezugsbeispiel 2, darauf angeordnet und ein
TEXT FEHLT

Claims

1. Farb-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung mit einem Anzeigebereich (1; 21) und einem den Anzeigebereich (1; 21) umgebenden Umfangsbereich (5; 15), wobei der Anzeigebereich (1; 21) Lichtabschirmungsschichten (4; 24) und Farbfilter (3; 23) auf der Innenfläche einer Zelle aufweist, und mit einander gegenüberstehenden Gruppen von Elektroden (10) zum Vornehmend der Anzeige, dadurch gekennzeichnet, dass

(a) die Anzeigevorrichtung eine vom Punktmatrixtyp ist, wobei die Farbfilter (3; 23) in Pixel-Abschnitten ausgebildet sind;

(b) die Anzeigevorrichtung eine vom STN-Typ ist, die zur schwarzen und weißen Anzeige in der Lage ist;

(c) die Lichtabschirmungsschichten (6; 26) im Anzeigebereich (1; 21) in wechselseitiger teilweiser Überlappung mit den Pixel-Abschnitten der Farbfilter (3; 23) angeordnet sind, während

(d1) Lichtabschirmungsschichten (6; 26) über der gesamten Oberfläche des Umfangsbereiches (5; 25) angeordnet sind und

(d2) Farbfilter (7; 27) ähnlich denen des Anzeigebereiches (1; 21) auch im Umfangsbereich (1; 21) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Anzeigebereich einer vom Punktmatrixtyp ist, wobei streifenförmige Elektrodengruppen einander gegenüberstehen, um einzelne Pixel zu bilden, und sie Farbfilter von mindestens zwei Farben aufweist, und die benachbarten Pixel unterschiedlicher Farben als ein Satz zum Vornehmen der Anzeige dienen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, worin die Lichtabschirmungsschichten aus dünnen Filmen zusammengesetzt sind, während die Farbfilter aus dicken Filmen zusammengesetzt sind, wobei die Farbfilter eine Fläche aufweisen, die 50 bis 100% der Fläche der Farbfilter im Anzeigebereich entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin sowohl die Lichtabschirmungsschichten als auch die Farbfilter aus Dickfilmen bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, worin sowohl die Lichtabschirmungsschichten als auch die Farbfilter aus Dickfilmen bestehen, wobei die Farbfilter eine Fläche aufweisen, die 5 bis 50% der Fläche der Farbfilter im Anzeigebereich entspricht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die in dem Umfangsbereich benutzten Substrate mit Elektroden ähnlich denen im Anzeigebreich versehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin deren Flüssigkristallschicht einen Verdrillungswinkel von 160º bis 300º aufweist, und ein Verzögerungskompensator der Flüssigkristallschicht überlagert ist, um die von dieser Schicht herrührende elliptische Polarisation zu kompensieren.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, worin der Verzögerungskompensator aus einer Flüssigkristallschicht besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, worin der Verzögerungskompensator aus einem Verzögerungsfilm besteht.

10. Verfahren zur Anwendung der Farb-Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, bei dem auf der rückwärtigen Seite der Vorrichtung ein Hinterlicht geschaffen wird; um die Funktion der Vorrichtung als ein Negativtyp zu ermöglichen.