DE69030508T2

DE69030508T2 - Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung

Info

Publication number: DE69030508T2
Application number: DE69030508T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Itoh; Yozo Narutaki; Tokihiko Shinomiya
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-02-02
Filing date: 1990-02-02
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2010-02-03
Also published as: DE69030509D1; EP0556930A1; US5132816A; EP0556931A1; DE69030509T2; DE69009511T2; EP0556931B1; EP0381526A1; EP0556930B1; EP0381526B1; DE69009511D1; DE69030508D1

Description

Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung, und spezieller betrifft sie die Strukturen der Pixelbereiche und der Nicht- Pixelbereiche derselben. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung.
Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine herkömmliche ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung zeigt. Transparente Elektroden 3a sind voneinander beabstandet auf einer Hauptfläche einer transparenten Platte 2a angeordnet. Transparente Elektroden 3b sind voneinander beabstandet auf einer Hauptfläche einer transparenten Platte 2b angeordnet. Die transparenten Platten 2a und 2b sind einander gegenüberstehend so positioniert, dass ein Zwischenraum gebildet ist. Die transparenten Elektroden 3a und die transparenten Elektroden 3b schneiden einander dreidimensional. Gebiete, in denen die transparenten Elektroden 3a und 3b einander schneiden, bilden Pixelbereiche. Die restlichen Bereiche sind Nicht-Pixel-Bereiche. Anzeigemuster werden dadurch erzeugt, dass die Pixelbereiche kombiniert werden. Im durch die transparenten Platten 2a und 2b gebildeten Zwischenraum ist ein ferroelektrischer Flüssigkristall dicht eingeschlossen. Der ferroelektrische Flüssigkristall ist in Fig. 23 nicht dargestellt.
Die herkömmliche ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung 1 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 24 und 25 weiter beschrieben. Fig. 24 ist eine Schnittansicht in der Richtung eines Pfeils XXIV in Fig. 23. Fig. 25 ist eine Schnittansicht in der Richtung eines Pfeils XXV in Fig. 24.
Wie es in Fig. 24 dargestellt ist, verfügt die ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung 1 über einen solchen Aufbau, dass Flüssigkristallmoleküle 6 durch die transparente Platte 2a, auf der die transparenten Elektroden 3a ausgebildet sind, und die transparente Platte 2b, auf der die transparenten Elektroden 3b ausgebildet sind, eingebettet sind. Der mit 7a wiedergegebene Bereich zeigt, dass der linke Endbereich eines Flüssigkristallmoleküls 6 von der Oberfläche des Blatts nach oben hochsteht. Der mit 7b gekennzeichnete Bereich zeigt, dass der rechte Endebereich eines Flüssigkristallmoleküls 6 nach oben aus der Oberfläche des Blatts hochsteht.
Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet spontane Polarisation eines Flüssigkristallmoleküls 6. Der Kopf des Pfeils entspricht positiver Polarität, während der Schwanz des Pfeils negativer Polarität entspricht. Das Bezugszeichen 9 zeigt eine Linie, die die Grenze zwischen einer Schicht von Flüssigkristallmolekülen 6 und einer anderen Schicht von Flüssigkristallmolekülen 6 angibt. Die durch 9 repräsentierte Linie wird nachfolgend als Grenze bezeichnet.
Auf der transparenten Elektrode 3a ist ein Isolierfilm 4a ausgebildet. Auf dem Isolierfilm 4a ist ein Ausrichtungsfilm 5a ausgebildet. Auf der transparenten Elektrode 3b ist ein Isolierfilm 4b ausgebildet. Auf dem Isolierfilm 4b ist ein Ausrichtungsfilm 5b ausgebildet. Die Isolierfilme 4a, 4b sowie die Ausrichtungsfilme 5a und 5b sind in Fig. 23 nicht dargestellt.
Die Ausrichtungsfilme 5a und 5b dienen dazu, die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle 6 parallel zur Hauptfläche der transparenten Platten 2a und 2b auszurichten. Jedoch sind die Grenzen 9 nicht immer parallel zueinander, und zwar abhängig von den Ausrichtungsfilmen 5a und 5b. Auf den transparenten Platten 2a und 2b wird eine Reibebearbeitung ausgeführt, damit die Grenzen 9 parallel zueinander sind.
Fig. 26 veranschaulicht das Reiben der Glasplatte 2a, auf der der Ausrichtungsfilm ausgebildet ist. Um eine Reibwalze 12 herum ist ein Reibtuch 11 angebracht. Die Reibwalze 12 wird in der Richtung des Pfeils gedreht, und die transparente Platte 2a wird in Kontakt mit dem Reibtuch 11 transportiert. Demgemäß wird eine Vielzahl linearer Gräben auf der transparenten Platte 2a ausgebildet. Diese Gräben werden als Reiblinien bezeichnet. Die Grenzen 9 sind zu diesen Gräben ausgerichtet. Es wird angenommen, dass sich die Intensität der Polarität des Ausrichtungsfilms aufgrund der Reiblinien ändert. Eine Reibebearbeitung erfolgt auch auf der transparenten Platte 2b, auf der ein Ausrichtungsfiln ausgebildet ist.
Diese ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung hat die folgenden Eigenschaften: Bistabilität, Speichereffekt und hohes Ansprechverhalten. Als erstes wird Bistabilität beschrieben.
Wie es in Fig. 25 dargestellt ist, ist ein Flüssigkristallmolekül 6 stabil, wenn seine Längsachse um Θ gegen die Normale 10 auf der Grenze 9 geneigt ist oder wenn es um -Θ geneigt ist. D. h., dass sich das Flüssigkristallmoleküle 6 in einem bistabilen Zustand befindet.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 24, 25, 27 und 28 wird beschrieben, wie ein Flüssigkristallmolekül 6 in einen bistabilen Zustand versetzt wird. In Fig. 27 unterscheidet sich nur die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle 6 von der bei der in Fig. 24 dargestellten ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung 1. Fig. 28 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung eines Pfeils XXVIII in Fig. 27. Wie es in den Fig. 27 und 28 dargestellt ist, sind, wenn die Polarität des Ausrichtungsfilms 5a verschieden von der des Ausrichtungsfilms 5b ist, z. 8. wenn die Polarität des Ausrichtungsfilms 5a negativ ist und diejenige des Ausrichtungsfilms 5b positiv ist, die Flüssigkristallmoleküle 6 derart ausgerichtet, wie es in den Fig. 27 und 28 dargestellt ist, da die Flüssigkristallmoleküle 6 spontane Polarisation 8 aufweisen. Wie es in Fig. 28 dargestellt ist, sind die Flüssigkristallmoleküle 6 stabil, wenn ihre Längsachsen um e gegen die Normale 10 geneigt sind. Wenn eine positive Spannung an die transparente Elektrode 3a angelegt wird und eine negative Spannung an die transparente Elektrode 3b angelegt wird, wird die Richtung der spontanen Polarität 8 derjenigen Flüssigkristallmoleküle 6, die zwischen den transparenten Elektroden 3a und 3b liegen, umgekehrt, wie es in Fig. 24 dargestellt ist. Gemäß Fig. 25 sind die Längsachsen der Flüssigkristallmoleküle 6 auf der transparenten Elektrode 3b um -Θ gegen die Normale 10 geneigt. Wenn jedoch das Anlegen der Spannungen eingestellt wird, werden die in den Fig. 27 und 28 dargestellten Zustände wieder erreicht. Der Grund dafür ist der, dass der Ausrichtungsfilm 5a negative Polarität aufweist und der Ausrichtungsfilm 5b positive Polarität aufweist. Daher sind die Flüssigkristallmoleküle 6 nicht stabil, wenn ihre Längsachsen um -Θ gegen die Normale 10 geneigt sind. In diesem Fall wird der bistabile Zustand nicht erreicht.
Wenn dafür gesorgt wird, dass die Polarität des Ausrichtungsfilms 5a mit der Polarität des Ausrichtungsfilms 6b übereinstimmt, und die Intensitäten der Polaritäten ungefähr zur Öbereinstimmung gebracht werden, wird der in den Fig. 24 und 25 dargestellte stabile Zustand selbst dann erzielt, wenn eine positive Spannung an die transparente Elektrode 3a angelegt wird und eine negative Spannung an die transparente Elektrode 3b angelegt wird und danach das Anlegen von Spannungen eingestellt wird, wie es in den Fig. 24 und 25 dargestellt ist. In diesem Fall werden die Flüssigkristallmoleküle 6 selbst dann, wenn die Polaritäten des Ausrichtungsfilms 5a und des Ausrichtungsfilms 5b übereinstimmen, durch die stärkere Polarität nach dem Einstellen des Anlegens von Spannungen beeinflusst, wenn die Polaritätsintensitäten verschieden sind. Dann wird eine negative Spannung an die transparente Elektrode 3a angelegt, wie in Fig. 24 dargestellt, und eine positive Spannung wird an die transparente Elektrode 3b angelegt. Dann befinden sich die Flüssigkristallmoleküle 6 in dem in den Fig. 27 und 28 dargestellten Zustand. Selbst wenn das Anlegen von Spannungen eingestellt wird, bleibt der in den Fig. 27 und 28 dargestellte Zustand der Flüssigkristallmoleküle 6 erhalten.
D. h., dass der bistabile Zustand der Flüssigkristallmoleküle 6 dadurch erzielt werden kann, dass die Polarität des Ausrichtungsfilms 5a mit der des Ausrichtungsfilms 5b zur übereinstimmung gebracht wird und die Intensitäten der Polaritäten ungefähr einander gleich gemacht werden.
Die ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung 1 verfügt über einen Speichereffekt, da die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle 6 selbst nach dem Einstellen des Anlegens von Spannungen aufrechterhalten bleibt. Außerdem wird, da ein Flüssigkristallmoleküle 6 sowohl über positive als auch negative Polarität verfügt, die als spontane Polarisation bezeichnet werden, die Ausrichtung eines Flüssigkristallmoleküls 6 unmittelbar geändert, wenn eine Spannung an es angelegt wird. D. h., dass die ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung hohes Ansprechverhalten aufweist.
Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 24, 25, 27 und 28 der Betrieb der ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung 1 beschrieben.
Gemäß Fig. 24 werden, wenn eine positive Spannung an die transparente Elektrode 3a angelegt wird und eine negative Spannung an die transparente Elektrode 3b angelegt wird, die Flüssigkristallmoleküle 6 so ausgerichtet, wie es in den Fig. 24 und 25 dargestellt ist.
Danach wird, im Zustand der Fig. 24 und 25, eine negative Spannung an die transparente Elektrode 3a angelegt, und eine positive Spannung wird an die transparente Elektrode 3b angelegt. Dann ändert sich die Ausrichtung derjenigen Flüssigkristallmoleküle 6, die zwischen der transparenten Elektrode 3a und der transparenten Elektrode 3b liegen, so, wie es in den Fig. 27 und 28 dargestellt ist. Die auf dem Nicht-Elektroden-Bereich 18 liegenden Flüssigkristallmoleküle 6 werden durch die Spannungen nicht beeinflusst, so dass sich ihre Ausrichtung nicht ändert.
An der in Fig. 24 dargestellten transparenten Platte 2a ist ein Ablenker (Polarisator), der Licht nur in der durch den Pfeil D in Fig. 25 gekennzeichneten Richtung durchlässt, befestigt, und ein Ablenker (Polarisator), der Licht nur in der durch den Pfeil E in Fig. 25 gekennzeichneten Richtung durchlässt, ist unter der transparenten Platte 2b angebracht. Wenn Licht von oben eingestrahlt wird, wird ein Gebiet, in dem die transparente Elektrode 3a die transparente Elektrode 3b dreidimensional schneidet, in den dunklen Zustand versetzt, während ein Gebiet, indem der Nicht-Elektroden- Bereich 18 liegt, in einen hellen Zustand versetzt wird. Der Grund hierfür wird unter Bezugnahme auf Fig. 25 beschrieben. Da der Winkel des in der Richtung D abgelenkten Lichts derselbe wie der Winkel der Flüssigkristall moleküle 6 zwischen den transparenten Elektroden 3a und 3b ist, läuft das Licht unmittelbar durch die Flüssigkristallmoleküle 6. Das in der Richtung D abgelenkte Licht kann nicht durch den Ablenker laufen, der Licht nur in der Richtung E durchlässt, so dass das Gebiet, in dem die transparenten Elektrode 3a und 3b einander dreidimensional schneiden, in den dunklen Zustand versetzt ist. Indessen unterscheidet sich der Winkel des in der Richtung D abgelenkten Lichts vom Winkel der auf dem Nicht-Elektroden-Bereich 18 liegenden Flüssigkristallmoleküle 6. Daher wird Licht elliptisch abgelenkt, wenn es durch die Flüssigkristallmoleküle 6 läuft. Ein Teil des elliptisch abgelenkten Lichts durchläuft den Ablenker, der Licht nur in der Richtung E durchlässt, so dass der Nicht-Elektroden-Bereich 18 in den hellen Zustand versetzt ist.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Ansteuern der ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung 1 beschrieben. Fig. 29 ist eine Teildraufsicht, die Pixelbereiche und Nicht-Pixel-Bereiche der ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung zeigt. Elektroden 19a und 19b entsprechen den in Fig. 23 dargestellten transparenten Elektroden 3a, während Elektroden 21a und 21b den in Fig. 23 dargestellten transparenten Elektroden 3b entsprechen. Gebiete, in denen die Elektroden 19a, 19b sowie 21a und 21b einander schneiden, sind die Pixelbereiche 23a, 23b, 23c und 23d. Die restlichen Bereiche sind die Nicht-Pixel-Bereiche 25.
An die Elektrode 19a wird ein Impuls angelegt, wie er durch 27a in Fig. 30 dargestellt ist. Ein Impuls, wie er durch 27b in Fig. 30 dargestellt ist, wird an die Elektrode 19b angelegt. Ein Impuls, wie er durch 27c in Fig. 30 dargestellt ist, wird an die Elektrode 21a angelegt. Dann liegt am Pixelbereich 23a, wie in Fig. 30 dargestellt, eine Spannung mit dem Impuls gemäß 27d an, d. h. die Spannung des Impulses 27a - Spannung des Impulses des Impulses 27c. Der Impuls 27d überschreitet den Schwellenwert 29. Daher wird die Ausrichtung der im Pixelbereich 23a angeordneten Flüssigkristallmoleküle geändert.
Eine Spannung gemäß dem Impuls 27e, d. h. die Spannung des Impulses 27b - Spannung des Impulses 27c, ist an den Pixelbereich 23b angelegt. Dieser Impuls 27e überschreitet den Schwellenwert 29 nicht. Daher verbleiben die Flüssigkristallmoleküle im Flüssigkristallbereich 23b unverändert.
Wie es in Fig. 30 dargestellt ist, überschreitet der an den Pixelbereich 23a angelegte Impuls 27d den Schwellenwert nicht immer. Ein derartiges Ansteuerverfahren wird als Multiplexansteuerung bezeichnet.
Bei dieser herkömmlichen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung bestehen die folgenden zwei Nachteile: der erste derselben wird unter Bezugnahme auf die Fig. 31, 32 und 33 beschrieben. Fig. 31 ist eine vertikale Schnittansicht einer herkömmlichen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung. Fig. 32 ist eine Schnittansicht der in Fig. 31 dargestellten ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung aus der Richtung des Pfeils XXXII. Fig. 33 ist eine Teildraufsicht auf die Anzeigefläche der in Fig. 31 dargestellten ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung. Die Bezugszei chen in den Fig. 31 und 32 bezeichnen dieselben Teile, wie sie mit denselben Bezugszeichen in den Fig. 2 und 25 bezeichnet sind.
Wie es in Fig. 31 dargestellt ist, ist der Abstand zwischen den auf dem Nicht-Elektroden-Bereich 18 (Bereich, in dem keine Elektrode vorhanden ist) liegenden Ausrichtungsfilmen 5a und 5b größer als derjenige zwischen den auf den transparenten Elektroden 3a und 3b liegenden Ausrichtungsfilmen 5a und 5b, da die transparenten Elektroden 3a und 3b im Nicht-Elektroden-Bereich 18 nicht ausgebildet sind. Daher ist die Differenz der Intensitäten der Polaritäten zwischen den auf dem Nicht-Elektroden-Bereich 18 liegenden Ausrichtungsfilmen 5a und 5b stärker verringert als die Differenz der Lichtintensitäten der Polaritäten zwischen den Ausrichtungsfilmen 5a und 5b aut den transparenten Elektroden 3a und 3b. Demgemäß können, wie es in den Fig. 31 und 32 dargestellt ist, wenn ein Flüssigkristall dicht eingeschlossen wird, Flüssigkristallmoleküle 6, die um e gegen die Normale 10 geneigt sind, und Moleküle, die um -Θ gegen die Normale 10 geneigt sind, möglicherweise in vermischtem Zustand auf dem Nicht-Elektroden-Bereich 18 vorliegen.
Wenn eine derartige ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung verwendet wird, existieren Licht durchlassende Bereiche 35a und kein Licht durchlassende Bereiche 35b in vermischtem Zustand auf dem Nicht-Pixel-Bereich 31, der ein Nicht-Elektroden-Bereich ist, wie es in Fig. 33 dargestellt ist. Da Licht in durchlassende Bereiche 35a und Licht nicht in durchlassende Bereich 35b vermischt sind, ist der Anzeigezustand im Nicht-Pixel-Bereich 31 ungleichmäßig. Das Bezugszeichen 33 repräsentiert Pixelbereiche.
Der zweite Nachteil einer herkömmlichen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 34, 35 und 36 beschrieben. Dieselben Bezugszeichen in den Fig. 34 und 35 repräsentieren dieselben Teile, wie sie in Fig. 29 repräsentiert sind.
Gemäß Fig. 34 haben die Flüssigkristallmoleküle in den Pixelbereichen 23a und 23c dieselbe Ausrichtung wie die Flüssigkristallmoleküle 6 auf dem in Fig. 25 dargestellten Nicht-Elektroden-Bereich 18. Die Flüssigkristallmoleküle in den Pixelbereichen 23b und 23d haben dieselbe Ausrichtung wie die Flüssigkristallmoleküle 6 auf dem in Fig. 25 dargestellten Elektrodenbereich 3b. Selbst wenn die an die Pixelbereiche 23a, 23b, 23c und 23d angelegte Spannung den Schwellenwert nicht überschreitet, werden Bereiche 37, in denen die spontane Polarisation - der Flüssigkristallmoleküle umgekehrt ist, nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Periode erzeugt, wie es in Fig. 35 dargestellt ist. Der Grund hierfür kann in der Tatsache liegen, dass der Impuls 27d oder der Impuls 27e, wie in Fig. 30 dargestellt, immer an die Pixelbereiche 23a, 23b, 23c und 23d angelegt wird.
Die Umkehrung der spontanen Polarisation der Flüssigkristallmoleküle breitot sich in der durch den Pfeil A in Fig. 35 dargestellten Richtung aus. Der Grund hierfür wird nun beschrieben. Fig. 36 ist eine perspektivische Ansicht, die die Anordnung von Flüssigkristallschichten im Pixelbereich 23a zeigt. Wie es in Fig. 36 dargestellt ist, ist eine große Anzahl von Flüssigkristallschichten 39 mit "V"-Form in Querrichtung im Pixelbereich 23a angeordnet. Die Flüssigkristallschichten 39 sind in derselben Richtung angeordnet. Da eine Umkehrung der spontanen Polarisation ausgehend von einem Flüssigkristallmolekül in der Flüssigkristallschicht 39 nahe der durch den Buchstaben B gekennzeichneten Seite beginnt, schreitet die Umkehrung der spontanen Polarisation von B nach C fort. Die Richtung von B nach C ist dieselbe wie die durch den Pfeil A in Fig. 35 dargestellte Richtung.
Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung, in der der Anzeigezustand von Pixelbereichen stabilisiert werden kann, ist im am 19. Juli 1989 veröffentlichten Dokument EP-A-0 324 433 offenbart. Die im Dokument EP-A- 0 324 433 dargestellte ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2, 3 und 4 beschrieben.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist eine Vielzahl von Elektroden 43 voneinander beabstandet auf einer Hauptfläche einer Platte 41 angeordnet. Auf einer Seitenkante jeder der Elektroden 23 ist ein Molybdänfilm 45 ausgebildet. Zwei derartige Platten 41 werden bereitgestellt, um die ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung herzustellen.
Die Fig. 3 und 4 sind Draufsichten auf eine Platte, wie sie zum Herstellen der ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung verwendet wird. Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, sind Elektroden 43a voneinander beabstandet auf der Hauptfläche der Platte 41a angeordnet. Molybdänfilme 45a sind auf einer Seitenkante jeder der Elektroden 43a ausgebildet. Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, sind Elektroden 43b voneinander beabstandet auf der Platte 41b angeordnet. Die Erstreckungsrichtung der Elektroden 43b verläuft rechtwinkhg zur Erstreckungsrichtung der Elektroden 43a, wie in Fig. 3 dargestellt. Molybdänfilme 45b sind auf einer Seitenkante der Elektroden 43b ausgebildet. Die in Fig. 4 dargestellte Platte 41b wird so angeordnet, dass sie der in Fig. 3 dargestellten Platte 41a gegenübersteht. Der durch G repräsentierte Kantenbereich der Platte 41b steht dem durch D repräsentierten Kantenbereich der Platte 41a gegenüber, während der durch F repräsentierte Kantenbereich der Platte 41b dem durch E repräsentierten Kantenbereich der Platte 41a gegenübersteht. Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Pixelbereich der ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung. Der durch B in Fig. 36 repräsentierte Abschnitt liegt auf der rechten Seite des Pixels 47, während der Abschnitt C von Fig. 36 auf der linken Seite des Pixelbereichs 47 liegt. Daher ist die Vertiefung der in Querrichtung verlaufenden "V"- Form der Flüssigkristallschicht 39, wie in Fig. 36 dargestellt, der Seite des Molybdänfilms 45b zugewandt.
Wenn der Pixelbereich 47 auf diese Weise strukturiert ist, werden die Flüssigkristallmoleküle im Pixelbereich 47 nicht umgekehrt, solange die an den Pixelbereich 47 angelegte Spannung nicht den Schwellenwert überschreitet. Der Grund hierfür kann in der Tatsache liegen, dass der Molybdänfilm 45b auf der Seite B liegt, zu der hin die Flüssigkristallmoleküle der Tendenz nach umgekehrt werden sollen.
Jedoch kann mit der im Dokument EP-A-0 324 433 offenbarten ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung nicht die Anzeigeungleichmäßigkeit im Nicht-Pixel-Bereich, die der erste Nachteil ist, beseitigt werden.
Außerdem ist, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, der Abstand zwischen den Elektroden 43 klein, so dass die Möglichkeit eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden 43 besteht, da der Molybdänfilm 45 möglicherweise in Kontakt mit einer benachbarten Elektrode 43 treten kann.
Die Erfindung schafft die durch den Anspruch 1 definierte ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung.
Gemäß der Erfindung wird ein stabiler Zustand sowohl für die Pixelbereiche als auch die Nicht-Pixel-Bereiche mit einer relativ einfachen Struktur erzielt.
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird nun eine Ausführungsform der Erfindung nur beispielhaft im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Platte, wie sie bei einem Beispiel einer herkömmlichen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung vorhanden ist;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Pixelbereich beim Beispiel der herkömmlichen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung;
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine Platte, wie sie bei einem Beispiel der herkömmlichen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung vorhanden ist;
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die andere Platte, wie sie beim Beispiel der herkömmlichen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung vorhanden ist;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 6 ist eine Draufsicht mit der einen und der anderen Platte, wie sie in aufeinandergelegter Weise beim Ausführungsbeispiel vorhanden sind;
Fig. 7 ist eine Draufsicht auf eine Platte des Ausführungsbeispiels;
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf die andere Platte des Ausführungsbeispiels;
Fig. 9 ist ein Diagramm von Signalverläufen von Impulsen, wie sie an den Pixelbereich angelegt werden;
Fig. 10 bis 13 sind Draufsichten auf einen Pixelbereich;
Fig. 14 ist eine Draufsicht auf eine Platte, wie sie bei einer ersten Modifizierung des Ausführungsbeispiels vorhanden ist;
Fig. 15 ist eine Draufsicht auf die andere Platte, wie sie bei der ersten Modifizierung des Ausführungsbeispiels vorhanden ist;
Fig. 16 ist eine Draufsicht, die die eine und die andere Platte zeigt, wie sie in aufeinandergelegter Weise bei der ersten Modifizierung des Ausführungsbeispiels vorhanden sind;
Fig. 17 ist eine Draufsicht, die die eine und die andere Platte zeigt, wie sie in aufeinandergelegter Weise bei der zweiten Modifizierung des Ausführungsbeispiels vorhanden sind;
Fig. 18 ist eine Draufsicht auf die eine Platte, wie sie bei der zweiten Modifizierung des Ausführungsbeispiels vorhanden ist;
Fig. 19 ist eine Draufsicht auf die andere Platte, wie sie bei der zweiten Modifizierung des Ausführungsbeispiels vorhanden ist;
Fig. 20 ist eine Draufsicht auf einen Pixelbereich bei der ersten Modifizierung des Ausführungsbeispiels;
Fig. 21 und Fig. 22 sind in dieser Beschreibung weggelassen;
Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine herkömmliche ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung zeigt;
Fig. 24 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung des Pfeils XXIV in Fig. 23 in einem ersten Zustand;
Fig. 25 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung des Pfeils XXV in Fig.
Fig. 26 veranschaulicht einen Reibevorgang für eine Platte;
Fig. 27 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XXIV in Fig. 23 in einem zweiten Zustand;
Fig. 28 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung des Pfeils XXVIII in Fig. 27;
Fig. 29 ist eine Teildraufsicht, die Pixelbereiche und Nicht-Pixel-Bereiche einer herkömmlichen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung zeigt;
Fig. 30 ist ein Diagramm von Signalverläufen von an den Elektrodenbereich angelegten Impulsen;
Fig. 31 ist eine Schnittansicht einer herkömmlichen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung, bei der der Anzeigezustand in Nicht-Pixel-Bereichen ungleichmäßig ist;
Fig. 32 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung des Pfeils XXXII in Fig. 31;
Fig. 33 ist eine Draufsicht auf Nicht-Pixel-Bereiche, in denen der Anzeigezustand ungleichmäßig ist;
Fig. 34 und 35 sind Teildraufsichten, die Pixelbereiche und Nicht-Pixel- Bereiche einer herkömmlichen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung zeigen; und
Fig. 36 ist eine perspektivische Ansicht, die die Anordnung von Flüssigkristallschichten in einem Pixelbereich zeigt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung beschrieben. Fig. 5 ist eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung. Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, sind transparente Platten 83a und 83b so angeordnet, dass sie einander so gegenüberstehen, dass zwischen ihnen ein Zwischenraum ausgebildet ist.
Eine Vielzahl transparenter Elektroden 85b ist voneinander beabstandet auf der transparenten Platte 83b angeordnet. Die Dicke der transparenten Elektroden 85 beträgt 300 bis 5000 Å. Ein Isolierfilm 87b ist so ausgebildet, dass er die transparente Elektrode 85b auf der transparenten Platte 83b bedeckt. Der Isolierfilm 87b besteht aus SiO&sub2;. Der Isolierfilm 87b wird durch Sputtern hergestellt. Die Dicke des Isolierfilms 87b beträgt 300 bis 5000 Å.
Auf dem Isolierfilm 87b ist eine Schwarzmaske 87b so ausgebildet, dass sie zwischen den transparenten Elektroden 87b liegt. Bereiche der Schwarzmaske 87b erstrecken sich zur Außenkante der transparenten Elektrode 85b auf der Hauptfläche derselben. Bereiche der Schwarzmaske 89b, die zwischen der transparenten Elektroden 87b liegen, dienen als Lichtausblendelemente.
Bereiche der Schwarzmaske 89b, die auf den transparenten Elektroden 87b liegen, dienen als Umkehrverhinderungselement. Als Schwarzmaske 89b wurde ein von FUJI HANTO Electronics Technology Corp. hergestelltes Farbmosaik verwendet. Die Herstellung der Schwarzmaske 89b wurde auf die folgende Weise ausgeführt. Als erstes wurde das Farbmosaik unter Verwendung einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung auf der gesamten Oberfläche des Isolierfilms 87b ausgebildet. Die Dicke des Farbmosaiks betrug 8500 Å. Auf der gesamten Oberfläche des Farbmosaiks wurde ein Photoresist ausgebildet. Unter Verwendung des Photoresists als Maske wurde das Farbmosaik selektiv geätzt. Der auf dem Farbmosaik verbliebene Photoresist wurde entfernt. So wurde die Herstellung der Schwarzmaske 89b abgeschlossen.
Der Ausrichtungsfilm 91b ist vorhanden, um die Schwarzmaske 89b auf dem Isolierfilm 87b zu bedecken. Der Ausrichtungsfilm 91b besteht aus Polyimidamid. Für den Ausrichtungsfilm 91b wurde von CHISSO Corp. hergestelltes PSI-XS014 verwendet. Die Herstellung des Ausrichtungsfilms 91b erfolgt unter Verwendung einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung. Die Dicke des Ausrichtungsfilms 91 beträgt 5000 Å. Auf der Hauptfläche des Ausrichtungsfilms 91b wird eine Reibebearbeitung ausgeführt.
Auf der transparenten Platte 83a werden transparente Elektroden 85a, ein Isolierfilm 87a, eine Schwarzmaske 89a und ein Ausrichtungsfilm 91a in dieser Reihenfolge hergestellt. Das Material und die Dicke von jeweils der transparenten Platte 83a, der transparenten Elektrode 85a, des Isolierfilms 87a, der Schwarzmaske 89a und des Ausrichtungsfilms 91a sind dieselben wie diejenigen der transparenten Platte 83b, der transparenten Elektroden 85b, des Isolierfilms 87b, der Schwarzmaske 89b und des Ausrichtungsfilms 91b. Auf der Hauptfläche des Ausrichtungsfilms 91a wird ebenfalls eine Reibebearbeitung ausgeführt. Die Reiberichtung ist dieselbe wie auf der Hauptfläche des Ausrichtungsfilms 91b.
Zwischen die Ausrichtungsfilme 91a und 91b wird ein ferroelektrischer Flüssigkristall 95 dicht eingeschlossen. Der Typ dieses ferroelektrischen Flüssigkristalls 95 ist chiral-smektisch C. Als ferroelektrischer Flüssigkristall 95 wurde ZLI-4237-000, hergestellt von E. Merck, verwendet. Um den durch die transparenten Platten 83a und 83b herum ausgebildeten Zwischenraum ist ein Abdichtungselement 97 vorhanden. In einem Bereich des Abdichtungselements 97, der in Fig. 5 nicht dargestellt ist, ist ein Fülleinlass vorhanden. Der ferroelektrische Flüssigkristall 95 wird über den Fülleinlass in die Zelle eingeleitet. Das Füllen erfolgt im Vakuum. Der Fülleinlass wird unter Verwendung eines Harzes verschlossen. Das Harz war durch UV-Einstrahlung härtendes Acrylharz. Die Bezugszahl 99 in Fig. 5 repräsentiert einen Harzbereich.
Auf der transparenten Platte 93a ist eine Ablenkplatte 82a vorhanden. Die Ablenkplatte 82a lässt Licht nur in der Richtung D in Fig. 25 durch. Eine Ablenkplatte 82b ist unter der transparenten Platte 83b vorhanden. Die Ablenkplatte 82b lässt Licht nur in der Richtung E in Fig. 25 durch.
Die Dicke der Flüssigkristallschicht (durch K repräsentiert) zwischen der Schwarzmaske 89b auf der transparenten Elektrode 85b und der Schwarzmaske 89a auf der transparenten Elektrode 85a beträgt 1,0 µm. Die Dicke der Flüssigkristallschicht zwischen dem Bereich der transparenten Elektrode 85b, auf dem die Schwarzmaske 89b nicht vorhanden ist, und einem Bereich der transparenten Elektrode 85a, auf dem die Schwarzmaske 89a nicht vorhanden ist, beträgt 1,8 µm.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 6, 7 und 8 wird ein Verfahren zum Positionieren der Schwarzmasken 89a und 89b beschrieben.
Wie es in Fig. 7 dargestellt ist, ist eine Vielzahl transparenter Elektroden 85b voneinander beabstandet auf der Hauptfläche der transparenten Platte 83b angeordnet. Schwarzmasken 89b sind zwischen den transparenten Elektroden 85b angeordnet. Bereiche der Schwarzmaske 89b erstrecken sich zur linken Seitenkante der transparenten Elektrode 85b. Wie es in Fig. 8 dargestellt ist, ist eine Vielzahl transparenter Elektroden 85a voneinander beabstandet auf der Hauptfläche der transparenten Platte 83a angeordnet. Die Erstreckungsrichtung der transparenten Elektroden 85a verläuft rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung der transparenten Elektroden 85b, wie in Fig. 7 dargestellt. Zwischen den transparenten Elektroden 85a sind Schwarzmasken 89a angeordnet. Bereiche der Schwarzmaske 89a erstrecken sich zu den beiden Seitenkanten der transparenten Elektrode 85a. Fig. 6 zeigt einen Zustand, in dem die in Fig. 8 dargestellte transparente Platte 83a über der in Fig. 7 dargestellten transparenten Platte 83b positioniert ist.
Pixel, wie sie in den Fig. 10, 11, 12 und 13 dargestellt sind, werden hergestellt, um die Wirkungen des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung zu testen. Fig. 13 zeigt einen Pixelbereich beim Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung. Fig. 12 zeigt ebenfalls einen Pixelbereich einer erfindungsgemäßen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung.
Der in Fig. 10 dargestellte Pixelbereich 113 wird nun beschrieben. Dieser Pixelbereich 113 ist ein Abschnitt, in dem eine Elektrode 109a eine Elektrode 109b dreidimensional schneidet. Schwarzmasken 110a und 110b sind zu den beiden Seiten der Elektrode 109a vorhanden. Schwarzmasken 111a und 111b sind zu den beiden Seiten der Elektroden 109b vorhanden.
Nun wird der Pixelbereich 121 von Fig. 11 beschrieben. Dieser Pixelbereich 121 ist ein Bereich, in dem eine Elektrode 117a eine Elektrode 117b dreidimensional schneidet. Schwarzmasken 119a und 119b sind zu den beiden Seiten der Elektrode 117b vorhanden. Ein Bereich der Schwarzmaske 119b erstreckt sich über die Elektrode 117b, wobei er mit 122 gekennzeichnet ist. Schwarzmasken 120a und 129b sind zu den beiden Seiten der Elektrode 117a vorhanden. Ein mit 124a repräsentierter Bereich der Schwarzmaske 120a erstreckt sich über die Elektrode 117a. Ein mit 124b repräsentierter Bereich der Schwarzmaske 120b erstreckt sich über die Elektrode 117a.
Nun wird der in Fig. 12 dargestellte Pixelbereich 129 beschrieben. Dieser Pixelbereich 129 ist ein Bereich, in dem eine Elektrode 125a eine Elektrode 125b dreidimensional schneidet. Zu den beiden Seiten der Elektroden 125b sind Schwarzmasken 126a und 126b vorhanden. Ein mit 128 repräsentierter Bereich der Schwarzmaske 126a erstreckt sich über die Elektrode 125b. Schwarzmasken 127a und 127b sind zu den beiden Seiten der Elektrode 125a vorhanden.
Nun wird der in Fig. 13 dargestellte Pixelbereich 137 beschrieben. Dieser Pixelbereich 137 ist ein Abschnitt, in dem eine Elektrode 133a eine Elektrode 133b dreidimensional schneidet. Schwarzmasken 134a und 134b sind zu den beiden Seiten der Elektrode 133a vorhanden. Ein mit 138a gekennzeichneter Bereich der Schwarzmaske 134a erstreckt sich über die Elektrode 133a.
Ein mit 138b repräsentierter Bereich der Schwarzmaske 134b erstreckt sich über die Elektrode 133a. Schwarzmasken 135a und 135b sind zu den beiden Seiten der Elektrode 133b vorhanden. Ein mit 136 repräsentierter Bereich der Schwarzmaske 135a erstreckt sich über die Elektrode 133b.
In der durch L dargestellten Richtung wurde auf allen in den Fig. 10 bis 13 dargestellten Pixelbereichen eine Reibebearbeitung ausgeführt. Daher entspricht das durch B in Fig. 36 repräsentierte Gebiet der linken Seite der Pixelbereiche. Das Gebiet C in Fig. 36 entspricht der rechten Seite eines Pixelbereichs.
Eine Spannung, die dazu ausreicht, die Polarisation eines Flüssigkristallmoleküls umzukehren, wurde an die in den Fig. 10 bis 13 angelegten Pixelbereiche angelegt, und dadurch wurde die spontane Polarisation der Flüssigkristallmoleküle umgekehrt. Eine Spannung, die nicht dazu ausreicht, die spontane Polarisation der Flüssigkristallmoleküle umzukehren, wurde für eine vorbestimmte Zeitperiode angelegt, um zu erkennen, ob die spontane Polarisation der Flüssigkristallmoleküle erneut umgekehrt wurde oder nicht. Die an den Pixelbereich angelegte Spannung ist wie in Fig. 9 dargestellt. Diese Spannung ist diejenige Spannung, wie sie während einer Multiplexansteuerung an den Pixelbereich angelegt wird. Die Bezugszahl 101 repräsentiert einen Umschaltimpuls, der den Schwellenwert 104 überschreitet. Die spontane Polarisation der Flüssigkristallmoleküle wird durch den Umschaltimpuls 101 umgekehrt. Vpp des Umschaltimpulses 101 hat den Wert 20 V, und die Impulsbreite 105 des Umschaltimpulses 101 ist 200 µs. Die Bezugszahl 103 repräsentiert einen Vorspannungsimpuls. Vpp des Vorspannungsimpulses hat den Wert 5 V, und die Impulsbreite des Vorspannungsimpulses 103 beträgt 200 µs. Nach dem Anlegen des Vorspannungsimpulses 103 für 15 s wurden Photographien der Pixelbereiche aufgenommen. Die Photographien wurden durch einen Computer bildbearbeitet, und die Pixelbereiche wurden in Gebiete unterteilt, in denen die spontane Polarisation umgekehrt war, und solche, in denen die spontane Polarisation nicht umgekehrt war. Die Ergebnisse sind in den Fig. 10 bis 13 dargestellt. Im in Fig. 10 dargestellten Pixelbereich 113 existiert ein Gebiet 115a, in dem die spontane Polarisation umgekehrt ist, und ein Gebiet 115b, in dem die spontane Polarisation nicht umgekehrt ist. Das Gebiet 115a, in dem die spontane Polarisation umgekehrt ist, breitet sich von B nach C aus.
Demgemäß existiert im Pixelbereich 137 des Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallvorrichtung, wie in Fig. 13 dargestellt, nur ein Gebiet 139b, in dem die spontane Polarisation nicht umgekehrt ist. Der Grund hierfür kann in der Tatsache liegen, dass die durch 136 repräsentierte Schwarzmaske in der Richtung B liegt, bezüglich der die Tendenz besteht, dass sich die spontane Polarisation dort umkehrt.
Im in Fig. 11 dargestellten Pixelbereich 121 existiert ein Gebiet 123a, in dem die spontane Polarisation umgekehrt ist, und ein Gebiet 123b, in dem die spontane Polarisation nicht umgekehrt ist. Der Grund hierfür kann in der Tatsache liegen, dass auf der Seite B, bezüglich der die Tendenz besteht, dass sich dort die spontane Polarisation umkehrt, keine über die Elektrode 117b erstreckende Schwarzmaske existiert.
Im in Fig. 12 dargestellten Pixelbereich 129 existiert ein Gebiet 131a, in dem die spontane Polarisation umgekehrt ist, und ein Gebiet 131b, in dem die spontane Polarisation nicht umgekehrt ist. Die Schwarzmaske 127a erstreckt sich nicht über die Elektrode 125a. Die Schwarzmaske 127b erstreckt sich nicht über die Elektrode 125a. Daher breiten sich Umkehrvorgänge betreffend die spontane Polarisation von der durch M gekennzeichneten Richtung und von der durch N gekennzeichneten Richtung her aus. Daraus ist es ersichtlich, dass die in Fig. 13 dargestellten Schwarzmasken 138a und 138b dazu betragen, eine Umkehrung der spontanen Polarisation zu verhindern.
Dasselbe Experiment wurde bei geändertem Verhältnis zwischen dem Vorspannungsimpuls und dem Umschaltimpuls ausgeführt. Der Prozentsatz des Gebiets, in dem spontane Polarisation nicht umgekehrt war, zum Gebiet des Pixelbereichs wurde berechnet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1
Das Bezugszeichen Vb repräsentiert die Spannung des Vorspannungsimpulses. Das Bezugszeichen Vs repräsentiert die Spannung des Umschaltimpulses, die immer konstant ist.
Wie es aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, ist im Pixelbereich 137 beim Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung die Fläche des Gebiets, in der die spontane Polarisation der Flüssigkristallmoleküle nicht umgekehrt ist, selbst dann groß, wenn die Werte Vs und Vb nahe beieinanderliegen. Die Werte Vb und Vs gelangen dann nahe aneinander, wenn die Anzahl von Elektroden erhöht wird. Daraus ist es ersichtlich, dass das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung selbst dann wirksam ist, wenn die Anzahl von Elektroden erhöht wird.
Es ist klargestellt, dass die Verhinderungswirkung betreffend Wirkung der spontanen Polarisation von Flüssigkristallmolekülen dann besonders merklich ist, wenn die durch P repräsentierte Dicke der auf der transparenten Elektrode 85b liegenden Schwarzmaske 89b, wie in Fig. 5 dargestellt, nicht kleiner als 0,2 um ist. Die durch Q in Fig. 5 dargestellte Menge der Schwarzmaske 89b auf dem Elektrodenbereich 85b hat keinen Einfluss auf den Verhinderungseffekt betreffend Umkehrung der spontanen Polarisation der Flüssigkristallmoleküle. Beim zweiten Ausführungsbeispiel hat Q den Wert 2 um.
Es wurden ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtungen hergestellt, bei denen die Dicke der Flüssigkristallschicht zwischen den Elektrodenbereichen 1,8 µm betrug und die Dicke der Flüssigkristallschicht zwischen den Nicht- Elektroden-Bereichen 0,3 µm, 0,5 µm, 0,8 µm bzw. 1,6 µm betrug. In einer ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung, in der die Dicke der Flüssigkristallschicht zwischen dem Nicht-Elektroden-Bereichen nicht mehr als 0,5 µm beträgt, wird eine große Anzahl an Disklinationen (linienförmige Strukturfehler) erzeugt. Da in Disklinationsbereichen keine Flüssigkristallmoleküle existieren, kann in diesen Bereichen keine Lichtsteuerung erfolgen. Daher ist die Anzeigequalität einer ferroelektrischen Flüssigkristailvorrichtung, in der eine große Anzahl von Disklinationen erzeugt ist, deutlich verringert.
Schwarzmasken können an allen vier Seiten ausgebildet werden, die die Form des Pixelbereichs festlegen. Der Grund hierfür wird unter Bezugnahme auf die Fig. 14, 15 und 16 beschrieben.
Wie es in Fig. 14 dargestellt ist, ist eine Vielzahl transparenter Elektroden 149a voneinander beabstandet auf der Hauptfläche der transparenten Platte 147a angeordnet. Auf der Hauptfläche der transparenten Platte 147a ist keine Schwarzmaske ausgebildet. Wie es in Fig. 15 dargestellt ist, ist eine Vielzahl transparenter Elektroden 149b voneinander beabstandet auf der Hauptfläche der transparenten Platte 147b angeordnet. Auf dieser Hauptfläche der transparenten Platte 147b ist eine Schwarzmaske 151 ausgebildet, die die transparenten Elektroden 149b bedeckt. Durch 153 repräsentierte Gebiete auf den transparenten Elektroden 149b sind nicht mit der Schwarzmaske 151 bedeckt. Fig. 16 zeigt eine Struktur, die durch Aufeinanderlegen der in Fig. 14 dargestellten transparenten Platte 147a und der in Fig. 15 dargestellten transparenten Platte 147b gebildet ist. Die Gebiete, in denen die transparenten Elektroden 149a die transparenten Elektroden 149b schneiden, bilden Pixelbereiche 150. Dasselbe Experiment, das für die in den Fig. 10 bis 13 dargestellten Pixelbereiche ausgeführt wurde, wurde für den Pixelbereich 150 ausgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 und Fig. 20 dargestellt.
Wie es in Fig. 20 dargestellt ist, existiert nur ein Gebiet 152 im Pixelbereich 150, in dem die spontane Polarisation nicht geändert ist. Tabelle 2
Wie es aus der Tabelle 2 ersichtlich ist, ist selbst dann, wenn die Werte Vb und Vs nahe beieinanderliegen, das Gebiet, in dem die spontane Polarisation der Flüssigkristallmoleküle nicht umgekehrt ist, groß.
Nun existieren Schwarzmasken 151 an allen vier Seiten, die die Form des Pixelbereichs 150 festlegen, wie in Fig. 16 dargestellt. Daher kann eine Umkehrung der spontanen Polarisation eines Flüssigkristallmoleküls unabhängig davon verhindert werden, wo das durch B in Fig. 36 repräsentierte Gebiet im Pixelbereich 150 liegt.
Das Folgende ist ein Verfahren zum Herstellen einer Schwarzmaske auf den vier Seiten, die die Form eines Pixelbereichs festlegen. Das Verfahren wird unter Bezugnahme auf die Fig. 17 und 19 beschrieben.
Wie es in Fig. 18 dargestellt ist, wird eine Vielzahl transparenter Elektroden 143a voneinander beabstandet auf der Hauptfläche einer transparenten Platte 141a angeordnet. Schwarzmasken 145a werden zwischen den transparen ten Elektroden 143a hergestellt. Die Schwarzmaske 145a erstreckt sich zu den beiden Seitenkanten der transparenten Elektrode 143a. Wie es in Fig. 19 dargestellt ist, wird eine Vielzahl transparenter Elektroden 143b voneinander beabstandet auf der Hauptfläche einer transparenten Platte 141b angeordnet. Schwarzmasken 145b werden zwischen den transparenten Elektroden 143b ausgebildet. Die Schwarzmaske 145b erstreckt sich über die beiden Seitenkanten der transparenten Elektrode 143b. Fig. 17 zeigt einen Aufbau, wie er durch Aufeinanderlegen der in Fig. 18 dargestellten transparenten Platte 141a und der in Fig. 19 dargestellten transparenten Platte 141b erhalten wurde. Durch Ausbilden der Schwarzmasken, wie in den Fig. 18 und 19 dargestellt, können Pixelbereiche 142 sicher erzeugt werden, wenn die transparente Platte 141a und die transparente Platte 141b übereinandergelegt werden, und zwar selbst dann, wenn die gegenseitige Ausrichtung etwas abweicht.
Demgegenüber können, wenn die Schwarzmasken so ausgebildet sind, wie es in den Fig. 14 und 15 dargestellt ist, die Pixelbereiche 150 nicht ausgebildet werden, solange nicht die transparenten Elektroden 149a auf den Elektrodenbereichen 153 liegen, die nicht mit der Schwarzmaske bedeckt sind. Da das nicht mit der Schwarzmaske bedeckte Gebiet des Bereichs des Elektrodenbereichs 153 klein ist, ist es schwierig, eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung herzustellen, wenn Schwarzmasken so hergestellt werden, wie es in den Fig. 14 und 15 dargestellt ist.
Für die Schwarzmaske kann jedes beliebige Lichtausblendmaterial verwendet werden. Für die bei der Erfindung verwendete Schwarzmaske kann z. B. jedes der folgenden Materialien verwendet werden: Gelatine, Polyimid, Acrylpolymer, Metharrylpolymer usw., die einen beliebigen der folgenden Stoffe enthalten: Farbstoff, Pigment, Kohlenstoffpulver und dergleichen. Es kann ein Metall oder ein anorganisches Oxid verwendet werden. Wenn jedoch ein Metall als Material für die Schwarzmaske verwendet wird, muss zwischen der Schwarzmaske 89b und der transparenten Elektrode 85b, wie in Fig. 5 dargestellt, ein Isolierfilm 87b vorhanden sein. Andernfalls existiert ein Kurzschluss zwischen den transparenten Elektroden 85b. Als Verfahren zum Herstellen der Schwarzmaske kann ein Abhebeverfahren oder ein Verfahren zum selektiven Abscheiden einer Schwarzmaske im gewünschten Bereich unter Verwendung einer Maske verwendet werden.
Als Verfahren zum Ausrichten der Flüssigkristallmoleküle kann eine Reibebearbeitung für einen organischen Ausrichtungsfilm wie einen solchen aus Polyimiden, Polyamiden oder Polyvinylalkohol, Schrägaufdampfung von SiO&sub2; oder ein Verfahren unter Verwendung eines LB(Langmuir-Blodgett)-Films verwendet werden.
Obwohl die Erfindung im einzelnen beschrieben und veranschaulicht wurde, ist deutlich zu beachten, dass dies nur zur Veranschaulichung und als Beispiel dient und in keiner Weise zur Beschränkung zu verwenden ist, da der Schutzumfang der Erfindung nur durch die Begriffe der beigefügten Ansprüche beschränkt ist.
Es sind neuartige Merkmale beschrieben, zu denen der Fachmann erkennt, dass sie zu Vorteilen führen.

Claims

1. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung (81) mit einem ferroelektrischen Flüssigkristall (95), der dicht in einen Zwischenraum eingeschlossen ist, der zwischen einer ersten und einer zweiten Platte (83b, 83a; 141b, 141a; 147b, 147a) ausgebildet ist, die einander gegenüberstehend angeordnet sind; mit:

- einem zweiten Elektrodenbereich (85a, 143a, 149a), der auf einer Fläche der zweiten Platte, die der ersten Platte zugewandt ist, ausgebildet ist;

- einer Vielzahl erster Elektrodenbereiche (85b; 143b; 149b), die voneinander beabstandet auf einer Fläche der ersten Platte angeordnet sind, die der zweiten Platte zugewandt ist; und

- einem ersten Umkehrverhinderungselement (89b; 145b; 151), das auf der Hauptfläche eines ersten Elektrodenbereichs an der Außenkante eines Gebiets vorhanden ist, in dem der erste Elektrodenbereich und der zweite Elektrodenbereich einander überlappen, um unerwünschte Umkehrung spontaner Polarisation von Molekülen des ferroelektrischen Flüssigkristalls zu verhindern, wobei diese Außenkante auf derjenigen Seite (B) des Gebiets liegt, auf der der Tendenz nach die Umkehrung der spontanen Polarisation auftritt;

dadurch gekennzeichnet, dass

- das erste Umkehrverhinderungselement (89b; 145b; 151) den Nicht-Elektroden-Bereich zwischen benachbarten ersten Elektrodenbereichen (85b; 143b; 149b) bedeckt und es als Lichtausblendelement im Nicht-Elektroden-Bereich dient.

2. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der zweite Elektrodenbereich eine Vielzahl zweiter Elektrodenbereiche (85a; 143a; 149a) aufweist, die voneinander beabstandet auf der genannten Fläche der zweiten Platte angeordnet sind und die die ersten Elektrodenbereiche (85b; 143b; 149) schneiden.

3. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2, bei der

- ein zweites Umkehrungsverhinderungselement (89a; 145a) auf der Hauptfläche des zweiten Elektrodenbereichs (85a; 143a) an zwei weiteren Außenkanten des Gebiets vorhanden ist, die jeweils an die erste Außenkante angrenzen, um unerwünschte Umkehrung der spontanen Polarisation von Molekülen des ferroelektrischen Flüssigkristalls zu verhindern;

- wobei dieses zweite Umkehrverhinderungselement (89a; 145a) den Nicht- Elektroden-Bereich zwischen benachbarten zweiten Elektrodenbereichen (85a; 143a) bedeckt und es als Lichtausblendelement im Nicht-Elektroden-Bereich dient.

4. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das erste Umkehrverhinderungselement (145b) auf den Hauptflächen der benachbarten ersten Elektrodenbereiche (143b) an jeweils benacharten Kanten derselben vorhanden ist.

5. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 2, bei der das erste Umkehrverhinderungselement (151) auf den Hauptflächen der benachbarten ersten Elektrodenbereiche (149b) an jeweils benacharten Kanten derselben vorhanden ist und es auf den Hauptflächen der ersten Elektrodenbereiche in anderen Gebieten vorhanden ist als den Gebieten (153), die, zusammen mit den zweiten Elektrodenbereichen (149a), Pixelbereiche (150) der Vorrichtung bilden.

6. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Gebiet, in dem die ersten und zweiten Elektrodenbereiche einander überlappen, rechtwinklig ist, wobei die Außenkante (B) eine Seite des Rechtecks bildet.

7. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 6 in Abhängigkeit von Anspruch 3, bei der die zwei weiteren Außenkanten jeweilige Seiten bilden, die an die eine Seite des Rechtecks angrenzen, wodurch das erste und das zweite Umkehrverhinderungselement an drei Seiten des Rechtecks vorhanden sind.

8. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 6 in Abhängigkeit von Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei dem das erste Umkehrverhinderungselement oder eines der ersten und zweiten Umkehrverhinderungselemente an jeder der vier Seiten des Rechtecks vorhanden ist.

9. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Umkehrverhinderungselement oder jedes derselben eine Dicke nicht unter 0,2 um aufweist.

10. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Umkehrverhinderungselement oder jedes derselben elektrisch isolierend ist.