DE69431505T2

DE69431505T2 - Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69431505T2
Application number: DE69431505T
Authority: DE
Inventors: Mitsuaki Hirata; Hiroko Iwagoe; Seiji Makino; Shigeaki Mizushima; Akihiro Nammatsu; Kei Oyobe; Noriko Watanabe
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2014-07-29
Also published as: US5689322A; US5652634A; US5594570A; EP0636920A3; KR0173802B1; EP0636920A2; KR950003889A; EP0636920B1; US5855968A; DE69431505D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen, insbesondere eine Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung mit verbesserten Anzeigeeigenschaften einschließlich eines verbesserten Betrachtungswinkelverhaltens sowie ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.

2. Beschreibung der einschlägigen Technik

Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen (nachfolgend als "LCD-Vorrichtungen" bezeichnet) werden z. B. bei planaren Anzeigevorrichtungen für PCs und dergleichen, Flüssigkristall-Fernseher sowie tragbaren Anzeigegeräten verwendet. Die meisten der derzeit verwendeten LCD-Vorrichtungen sind solche vom TN(verdrillt-nematisch)-Typ (nachfolgend als "TN-LCD-Vorrichtungen" bezeichnet.
Eine TN-LCD-Vorrichtung verfügt über eine Flüssigkristallschicht, die zwischen ein Paar Substrate eingebettet ist, die einander zugewandt positioniert sind. Die Flüssigkristallschicht beinhaltet Flüssigkristallmoleküle. Die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle ändert sich durch ein elektrisches Feld, und so ändert sich die Doppelbrechung der Flüssigkristallschicht, wodurch ein Anzeigevorgang ausgeführt wird.
Die Fig. 1 ist eine geschnittene Teilansicht einer Flüssigkristalltafel einer herkömmlichen TN-LCD-Vorrichtung. Die Flüssigkristalltafel ist ein Element, das bei einer LCD-Vorrichtung den tatsächlichen Anzeigevorgang ausführt. Wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, verfügt die Flüssigkristalltafel über ein Paar Substrate 131 und 132, die einander gegenüberstehend positioniert sind, und eine dazwischen angebrachte Flüssigkristallschicht 133 mit Flüssigkristallmolekülen. Die Flüssigkristallschicht 133 enthält Flüssigkristallmoleküle 133a. Das Substrat 131 verfügt über einen Träger 131a, eine Elektrode 131b und eine Ausrichtungsschicht 131c, die in dieser Reihenfolge auflaminiert sind. Zunächst sind die Flüssigkristallmoleküle 133a um einen Vorkippwinkel δ in Bezug auf das Substrate 131 und 132 verkippt, und die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle 133a ist vom Substrat 132 zum Substrat 131 um ungefähr 90º verdrillt (Verdrillungswinkel Θt = 90º). Die Ausrichtungsschichten 131c und 132c sind vorhanden, um die Flüssigkristallmoleküle in eine derartige Anfangs-Ausrichtungsrichtung zu bringen. Für die Ausrichtungsschichten wird mit weiter Verbreitung durch Reiben behandeltes Polyimid verwendet.
Wenn an jede der Elektroden 131b und 132b eine Spannung angelegt wird, liegt in einer Richtung rechtwinklig zu den Substraten 131 und 132 ein elektrisches Feld an. Die Flüssigkristallmoleküle 133a werden durch ihre dielektrische Anisotropie so aufgerichtet, dass sie parallel zur Richtung des elektrischen Felds stehen. So ändert sich die Doppelbrechung der Flüssigkristallschicht 133. Wenn die Flüssigkristallmoleküle 133a rechtwinklig zur Richtung des elektrischen Felds stehen (Vorkippwinkel = 0º), sind die Flüssigkristallmoleküle 133a in verschiedenen Richtungen aufgerichtet. Daher ist die Flüssigkristallschicht 133 in mehrere Domänen unterteilt. Die Flüssigkristallmoleküle 133a in derselben Domäne sind in derselben Richtung ausgerichtet, und die Auf richtungsrichtung ist von Domäne zu Domäne verschieden. Im Ergebnis wird die Grenzfläche zwischen zwei benachbarten Domänen als Disklinationslinie erkannt, die Licht streut. Der Zustand, in dem eine derartige Disklinationslinie erzeugt wird, wird als "Umkehr Verkippung" bezeichnet. Im Normalzustand weiß (nachfolgend als "NW-Modus" bezeichnet) im die Lichttransmission maximal ist, wenn keine Spannung angelegt ist, verringern Disklinationslinien den Kontrast angezeigter Bilder. Um die Erzeugung einer Disklinationslinie zu verhindern, werden die Flüssigkristallmoleküle 133a unter dem Vorkippwinkel verkippt, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist.
Die Fig. 2 ist ein Diagramm, das Anfangs-Ausrichtungsrichtungen der Flüssigkristallmoleküle 133a bei der in der Fig. 1 dargestellten Flüssigkristalltafel von der Oberseite des Substrats 132 her gesehen zeigt. In der Fig. 2 repräsentiert ein Vektor a die Reiberichtung der Ausrichtungsschicht 131c. Die Flüssigkristallmolekül e 133a in der Nähe der Ausrichtungsschichten 131c und 132c sind entlang den jeweiligen Reiberichtungen (Vektoren a und b in der Fig. 2) ausgerichtet, wobei der Vorkippwinkel δ beträgt. Die Reiberichtungen a und b bilden einen Winkel von 90º, der für einen Verdrillungswinkel Θt = 90º sorgt. Da die Flüssigkristallmoleküle 133a einen Ver drillungswinkel von 90º aufweisen, wie oben beschrieben, sind die Flüssigkristallmoleküle 133a in einem zentralen Gebiet in der Dickenrichtung der Flüssigkristallschicht in der durch einen Vektor c in der Fig. 2 gekennzeichneten Richtung ausgerichtet, wobei der Vorkippwinkel δ in Bezug auf die Substrate 131 und 132 vorliegt. Die Flüssigkristallmoleküle sind mit der durch den Vektor c gekennzeichneten Richtung zum Substrat 132 (oberes Substrat) gerichtet.
Der Vektor c repräsentiert die Richtung, in der die Flüssigkristallmoleküle 133a im zentralen Gebiet ausgerichtet sind (als "Bezugs-Ausrichtungsrichtung" bezeichnet). Die Bezugs-Ausrichtungsrichtung (Vektor c in der Fig. 2) ist ein zweidimensionales Konzept in der Ebene des Substrats. Die gestrichelte Linie repräsentiert eine Ebene rechtwinklig zum Vektor c, die die Flüssigkristalltafel zweiteilt. In dieser Beschreibung wird ein Betrachtungswinkel oder eine Richtung, die rechts in Bezug auf die gestrichelte Linie (Fig. 2) liegt, als "positiv" bezeichnet, und ein Betrachtungswinkel (Θv in der Fig. 1) oder eine Richtung, die links in Bezug auf die gestrichelte Linie liegt, wird als "negativ" bezeichnet. Wie es aus der Fig. 2 erkennbar ist, erfährt der Verdrillungswinkel Θt durch die Bezugs-Ausrichtungsrichtung (c) eine Zweiteilung. Die Richtung entgegengesetzt zur Bezugs-Ausrichtungsrichtung wird als "Bezugs-Betrachtungsrichtung v" bezeichnet. Die Bezugs-Betrachtungsrichtung v liegt innerhalb der positiven Betrachtungsrichtungen.
Ferner werden in dieser Beschreibung Ausrichtungsrichtungen der Flüssigkristallmoleküle unter Verwendung eines hypothetischen Zifferblatts angegeben. Genauer gesagt, wird, wenn sich die Flüssigkristalltafel in der üblichen Richtung für Betrachter befindet, der obere Teil derselben als "12 Uhr" bezeichnet, und ihr unterer Teil wird als "6 Uhr" bezeichnet. Die Bezugs-Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle wird auf diese Weise repräsentiert. Zum Beispiel verfügt die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Flüssigkristallschicht 133 über die Bezugs-Ausrichtungsrichtung (Vektor c) von 3 Uhr, wobei die Fig. 2 die Flüssigkristalltafel in der üblichen Richtung für Betrachter zeigt.
In TN-LCD-Vorrichtungen mit Flüssigkristallmolekülen in der oben angegebenen Ausrichtungsrichtung differieren die Kontraste angezeigter Bilder abhängig vom Betrachtungswinkel. Die Fig. 3 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Lichttransmission einer Flüssigkristalltafel einer TN-LCD- Vorrichtung als Funktion des Betrachtungswinkels. In der Fig. 3 repräsen tiert die horizontale Linie den Betrachtungswinkel (Θv in der Fig. 1), und die vertikale Linie repräsentiert die Lichttransmission. Die Anzahl der Kurven in der Fig. 3 wird durch verschiedene Pegel der angelegten Spannung erhalten. Wie es aus der Fig. 3 ersichtlich ist, kann, wenn der Betrachtungswinkel 0º beträgt (rechtwinklig zur Flüssigkristalltafel), oder wenn er in der Nähe davon liegt, eine Anzeige verschiedener Töne zwischen einer weißen und einer schwarzen Anzeige durch Kontrollieren der Spannung realisiert werden. Wenn der Betrachtungswinkel 10º oder mehr beträgt, tritt ein als "Umkehrung" bezeichneter Effekt auf, bei dem die Töne von Bildern invertiert sind. Wenn der Betrachtungswinkel negativ ist, nimmt die minimale Transmission zu, wenn der Absolutwert des Betrachtungswinkels zunimmt, wodurch der Kontrast drastisch fällt.
Die Fig. 4 ist ein Kurvenbiid zum Veranschaulichen des Einflusses des Betrachtungswinkels auf die Kurve, bei der die Spannung über der Transmission aufgezeichnet ist (nachfolgend als "V-T-Kurve" bezeichnet) in einer LCD- Vorrichtung im NW-Modus. Die Kurve L1 wird erhalten, wenn der Betrachtungswinkel 0º beträgt. Wenn der Betrachtungswinkel nach positiv verschoben wird, wird die V-T-Kurve nach links verschoben (Kurve L2). Wenn die angelegte Spannung einen bestimmten Pegel überschreitet, nimmt die Transmission zu. Anders gesagt, wird der Kontrast angezeigter Bilder bei einem bestimmten Betrachtungswinkel invertiert. Ein derartiger Effekt tritt auf, da sich die scheinbare Doppelbrechung abhängig vom Betrachtungswinkel ändert. Wenn der Betrachtungswinkel fixiert wird, tritt ein derartiger Effekt auf, wenn sich die angelegte Spannung ändert.
Der oben beschriebene Effekt wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5A bis 5C erläutert. Die Fig. 5A bis 5C zeigen schematisch, dass die scheinbare Doppelbrechung der Flüssigkristalltafel, gesehen von einem positiven Betrachtungswinkel her, eine Änderung abhängig von der angelegten Spannung erfährt. Wenn die angelegte Spannung 0 V beträgt oder relativ niedrig ist, wie es in der Fig. 5A dargestellt ist, scheint ein Flüssigkristallmolekül 133a im zentralen Gebiet der Flüssigkristalltafel für einen Betrachter an einer Position 37, der die Flüssigkristalltafel unter einem positiven Betrachtungswinkel betrachtet, elliptisch. Das heißt, dass für die scheinbare Doppelbrechung Δn > 0 gilt. Wenn die angelegte Spannung allmählich erhöht wird, wird ein Flüssigkristallmolekül 133a im zentralen Gebiet zur Richtung des elektrischen Felds verkippt. So scheint, wie es in der Fig. 5B dargestellt ist, das Flüssigkristallmolekül 133a dem Betrachter an der Position 37 kreisförmig. An diesem Punkt gilt für die scheinbare Doppelbrechung Δn = 0, und so ist die Lichttransmission erhöht. Wenn die angelegte Spannung weiter erhöht wird, wird das Flüssigkristallmolekül 133a im zentralen Gebiet beinahe parallel zur Richtung des elektrischen Felds. So scheint das Flüssigkristallmolekül 133a für den Betrachter an der Position 37 erneut elliptisch. Das heißt, dass für die scheinbare Doppelbrechung Δn > 0 gilt. Da sich die scheinbare Doppelbrechung (Δn) auf diese Weise abhängig vom Kippwinkel eines Flüssigkristallmoleküls 133a ändert, tritt Umkehrung bei einem bestimmten Betrachtungswinkel auf.
Es wird zur Fig. 4 zurückgekehrt, gemäß der, wenn der Betrachtungswinkel negativ ist, keine Umkehrung auftritt. Wenn jedoch der Absolutwert des negativen Betrachtungswinkels zunimmt, wird die V-T-Kurve nach rechts verschoben, und sie fällt gering, wie es in der Kurve L3 dargestellt ist; das heißt, dass der Kontrast drastisch verringert ist.
Vorschläge zum Überwinden von Problemen der Umkehrung und der Kontrastverringerung erfolgten z. B. in den japanischen Patentoffenlegungs-Veröffentlichungen Nr. 60-211425 und 60-147722.
Gemäß der japanischen Patentoffenlegungs-Veröffentlichung Nr. 60-211425 werden die Ausrichtungsschichten für verschiedene Pixel in verschiedenen Richtungen gerieben, um für verschiedene T-V-Kurven für verschiedene Pixel zu sorgen. Da eine auf diese Weise erhaltene Flüssigkristalltafel mehrere verschiedene T-V-Charakteristiken aufweist, sind die Umkehrung in der positiven Betrachtungsrichtung und die Verringerung des Kontrasts bei negativem Betrachtungswinkel gelindert.
Gemäß der japanischen Patentoffenlegungs-Veröffentlichung Nr. 60-147722 werden die Ausrichtungsschichten bogenförmig gerieben, um in einer Flüssigkristalltafel, beim Versuch, Umkehrung und Kontrastverringerung zu vermeiden, verschiedene Bezugs-Ausrichtungsrichtungen zu erzeugen.
Durch die oben genannten zwei Verfahren werden die Probleme nicht ausreichend gelöst.
Die japanische Patentoffenlegungs-Veröffentlichtung Nr. 5-107544 offenbart noch eine andere Technik zum Lösen der Abhängigkeit der Anzeigeeigenschaften vom Betrachtungswinkel. Gemäß dieser Literaturstelle werden, wie es in der Fig. 6 dargestellt ist, eine Anzahl von Flüssigkristallbereichen mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen (durch die Pfeile c gekenn zeichnet) in jedem einer Anzahl von Pixel erzeugt. Jedes Pixel wird in z. B. zwei oder vier rechteckige Bereiche mit derselben Oberfläche unterteilt, und die Bezugs-Ausrichtungsrichtungen benachbarter Bereiche sind einander entgegengesetzt. Im Fall eines TN-Modus wird der Verdrillungswinkel auf 90º eingestellt.
Die Fig. 7 zeigt die Lichttransmission als Funktion des Betrachtungswinkels, wie mit der in der japanischen Patentoffenlegungs-Veröffentlichung Nr. 5-107544 offenbarten LCD-Vorrichtung erhalten. Wie es aus der Fig. 7 erkennbar ist, ist die Umkehrung in der positiven Betrachtungsrichtung gelindert, jedoch nimmt der Kontrast drastisch ab, wenn der Absolutwert des Betrachtungswinkels zunimmt.
Techniken, die der in der japanischen Patentoffenlegungs-Veröffentlichtung Nr. 5-107544 offenbarten ähnlich sind, sind von K. Takatori et al., Proceedings of Japan Display '92, S. 591-594 und von K. Kamada et al., Proceedings of Japan Display '92, S. 886 beschrieben. Gemäß der auf den Seiten 591-594 der oben genannten Veröffentlichung beschriebenen Technik wird, nachdem die Ausrichtungsschicht in einer Richtung gerieben wurde, ein Teil derselben mit einem Resist bedeckt und dann in der entgegengesetzten Richtung gerieben, woraufhin der Resist entfernt wird. Im Ergebnis weisen die Flüssigkristallmoleküle, die dem durch den Resist bedeckten Teil entsprechen, eine andere Bezugs-Ausrichtungsrichtung als diejenigen im Teil, der nicht durch den Resist bedeckt war, auf. Ein derartiges Verfahren wird als "doppeltes Reibeverfahren" bezeichnet.
Gemäß der auf der Seite 886 der oben genannten Veröffentlichung beschriebenen Technik werden aus verschiedenen Polyimidmaterialien hergestellte Ausrichtungsschichten nebeneinander positioniert und in derselben Richtung gerieben. Im Ergebnis sind Flüssigkristallmoleküle mit Positionsentsprechung an den jeweiligen Ausrichtungsschichten und in deren Nähe unter verschiedenen Vorkippwinkeln verkippt. Ein derartiges Verfahren wird als "Ausrichtungsschicht-Strukturierverfahren" bezeichnet.
In der japanischen Patentoffenlegungs-Veröffentlichung Nr. 60-211424, in Complementary TN (CTN) - TN with a wider range of viewing angles -, Technical Report of The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (Japan), EID92-112, ED92-145, S. 35-41, Februar 1993, und in der japanischen Patentoffenlegungs-Veröffentlichung Nr. 5-188374 sind ein Verfahren zum Unterteilen eines Pixels in mehrere Bereiche mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen und dergleichen offenbart.
Bei diesen Verfahren bestehen dieselben Probleme wie beim in der japanischen Patentoffenlegungs-Veröffentlichung Nr. 5-107544 offenbarten Verfahren.
In der japanischen Patentoffenlegungs-Veröffentlichung Nr. 3-230120 ist ein Verfahren zum Verwenden eines Kompensationsblatts zum teilweisen Ändern des Betrachtungswinkels zum Verbessern des unter einem bestimmten Betrachtungswinkel erzielten Kontrasts offenbart. Durch dieses Verfahren kann der Betrachtungswinkel nicht sowohl zur positiven als auch zur negativen Seite erweitert werden.
EP 0549 283 A offenbart eine in Domänen unterteilte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einer Einrichtung zum Induzieren einer Verkippung der Flüssigkristallmoleküle zu den Busleitungselektroden hin, um ein stabiles Aufrichten der Moleküle unter dem Einfluss des elektrischen Querfelds zwischen der Buselektrode und der Pixelelektrode zu erzielen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist im Anspruch 1 definiert.
Diese und andere Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine geschnittene Teilansicht einer herkömmlichen TN-LCD-Vorrichtung zum Veranschaulichen der Ausrichtungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen;
Fig. 2 ist eine Draufsicht der in der Fig. 1 dargestellten herkömmlichen TN-LCD-Vorrichtung zum Veranschaulichen der Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle,
Fig. 3 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Abhängigkeit der Lichttransmission vom Betrachtungswinkel einer herkömmlichen TN-LCD-Vorrichtung;
Fig. 4 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Lichttransmission als Funktion der an eine herkömmliche TN-LCD-Vorrichtung angelegten Spannung;
Fig. 5A bis 5C sind schematische Darstellungen, die die Abhängigkeit des Betrachtungswinkelverhaltens von der an eine herkömmliche TN-LCD-Vorrichtung angelegten Spannung zeigen;
Fig. 6 ist eine Draufsicht eines Pixels einer herkömmlichen TN-LCD-Vorrichtung;
Fig. 7 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Abhängigkeit der Lichttransmission vom Betrachtungswinkel der in der Fig. 6 dargestellten herkömmlichen TN-LCD-Vorrichtung;
Fig. 8 ist eine Ansicht, die Betrachtungswinkel für eine LCD-Vorrichtung zeigt;
Fig. 9 ist eine Draufsicht einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 10A und 10B sind Diagramme zum Veranschaulichen des Verdrillungswinkels abhängig von der Position einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 11 ist eine geschnittene Teilansicht einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 12A ist eine Draufsicht eines Pixels der LCD-Vorrichtung zum Veranschaulichen der Bezugs-Ausrichtungsrichtung;
Fig. 12B ist eine Ansicht, die die Reiberichtungen und den Verdrillungswinkel der in der Fig. 12A dargestellten LCD-Vorrichtung zeigt;
Fig. 13 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Abhängigkeit der Lichttransmission vom Betrachtungswinkel bei der in der Fig. 12 dargestellten LCD-Vorrichtung;
Fig. 14 ist eine geschnittene Teilansicht einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 15 ist eine Draufsicht eines Pixels der LCD-Vorrichtung;
Fig. 15B ist eine Ansicht, die die Reiberichtungen und den Verdrillungswin kel der in der Fig. 15A dargestellten LCD-Vorrichtung zeigt;
Fig. 16 ist eine Draufsicht eines Pixels einer LCD-Vorrichtung zum Veranschaulichen der Bezugs-Ausrichtungsrichtung;
Fig. 17 ist eine Draufsicht eines Pixels von dessen Umgebung bei einer herkömmlichen LCD-Vorrichtung mit aktiver Matrix;
Fig. 18 ist eine Schnittansicht der in der Fig. 17 dargestellten herkömmlichen LCD-Vorrichtung mit aktiver Matrix entlang einer Linie L-L' in der Fig. 17;
Fig. 19 ist eine Draufsicht eines Pixels und dessen Umgebung in einer LCD- Vorrichtung mit aktiver Matrix;
Fig. 20 ist eine Schnittansicht der in der Fig. 19 dargestellten LCD-Vorrichtung mit aktiver Matrix entlang einer Linie M-M' in der Fig. 19;
Fig. 21 ist eine Draufsicht eines Pixels und dessen Umgebung in einer LCD- Vorrichtung mit aktiver Matrix;
Fig. 22 ist eine Schnittansicht der in der Fig. 21 dargestellten LCD-Vorrichtung mit aktiver Matrix entlang einer Linie N-N' der Fig. 21;
Fig. 23 ist eine Draufsicht eines Pixels und dessen Umgebung bei einer LCD- Vorrichtung mit aktiver Matrix gemäß der Erfindung;
Fig. 24 ist eine geschnittene Teilansicht einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 25 ist eine schematische Schnittansicht der in der Fig. 24 dargestellten LCD-Vorrichtung, wobei deren Betrachtungswinkelverhalten dargestellt ist;
Fig. 26 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Lichttransmission als Funktion der an die in der Fig. 24 dargestellten LCD-Vorrichtung angelegten Spannung;
Fig. 27 ist eine geschnittene Teilansicht einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 28 ist eine geschnittene Teilansicht einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 29 ist eine schematische Teilschnittansicht einer LCD-Vorrichtung zum Veranschaulichen eines Lichtbestrahlungsschritts bei deren Herstellprozess;
Fig. 30 ist eine schematische Teilschnittansicht einer LCD-Vorrichtung zum Veranschaulichen eines Oberflächenbehandlungsschritts bei deren Herstellprozess,
Fig. 31A bis 31D sind schematische Teilschnittansichten einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 32A ist eine Draufsicht eines Pixels einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 32B ist eine Draufsicht eines Pixels einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 32C ist eine schematische Teilschnittansicht der in der Fig. 32A dargestellten LCD-Vorrichtung;
Fig. 33 ist eine schematische Teilschnittansicht einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 34A ist eine Schnittansicht eines Pixels einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 34B ist eine Draufsicht der in der Fig. 34A dargestellten LCD-Vorrichtung;
Fig. 34C ist eine schematische Teilschnittansicht eines Pixels einer LCD- Vorrichtung;
Fig. 35 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Lichttransmission als Funktion der an die in der Fig. 33 dargestellten LCD-Vorrichtung und eine herkömmliche LCD-Vorrichtung angelegten Spannung;
Fig. 36 ist eine Draufsicht eines Pixels einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 37 ist eine schematische Teilschnittansicht der in der Fig. 37 dargestellten LCD-Vorrichtung zum Veranschaulichen eines Herstellschritts derselben;
Fig. 38 ist eine Draufsicht eines Pixels einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 39A bis 39D sind schematische Teilschnittansichten der in der Fig. 38 dargestellten LCD-Vorrichtung zum Veranschaulichen von Herstellschritten derselben;
Fig. 40A ist eine Draufsicht eines Pixels einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 40B und 40C sind jeweils eine Draufsicht eines Pixels einer LCD-Vorrichtung;
Fig. 41 ist eine schematische Teilschnittansicht eines Pixels einer LCD- Vorrichtung; und
Fig. 42 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen des Vorkippwinkels als Funktion der Intensität von UV-Bestrahlung einer LCD-Vorrichtung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Vergleichsbeispiel 1

Beim ersten bis dritten Vergleichsbeispiel wird eine LCD-Vorrichtung mit verbesserter Betrachtungswinkelfunktion, wodurch eine zufriedenstellende und gleichmäßige Anzeige über den gesamten Schirm erzielt wird, beschrieben. Bei jeder der LCD-Vorrichtungen des ersten bis dritten Vergleichsbeispiels verfügt eine Flüssigkristalltafel über eine Anzahl von Bereichen. Die Verdrillungswinkel der Bereiche sind schrittweise verschieden, um die V-T-Kurve über den gesamten Schirm zu vergleichmäßigen, wenn der Betrachter unter irgendeinem positiven oder negativen Betrachtungswinkel auf den Schirm blickt, um über den gesamten Schirm der Flüssigkristalltafel eine gleichmäßige Anzeige zu erzielen.
Bei einer LCD-Vorrichtung mit großem Schirm sieht ein Betrachter an einer festen Position verschiedene Gebiete des Schirms unter verschiedenen Betrachtungswinkeln. Aus diesem Grund verfügt eine Flüssigkristalltafel über eine Anzahl von V-T-Kurven, wie sie durch L1 und L2 in der Fig. 4 dargestellt sind.
Ein derartiger Effekt wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8 beschrieben. In der Fig. 8 kennzeichnet eine Linie Z eine Linie rechtwinklig zur Flüssigkristalltafel. Die in der Fig. 8 dargestellte Flüssigkristalltafel verfügt über eine Bezugs-Ausrichtungsrichtung c von 6 Uhr. Ein Betrachtungswinkel Θa, wenn ein Betrachter an einer Position 37a auf den oberen Teil des Schirms blickt, ist verschieden von einem Betrachtungswinkel Θb, wenn der Betrachter an der Position 37a auf einen unteren Teil des Schirms blickt; d. h., es gilt Θa > Θb. Ein Betrachtungswinkel Θd, wenn ein Betrachter an der Position 37c auf den oberen Teil des Schirms blickt, ist verschieden von einem Betrachtungswinkel Θc, wenn der Betrachter an der Position 37c auf einen unteren Teil des Schirms blickt; d. h., es gilt Θd > Θc. Wenn der Betrachter an einer festen Position unter verschiedenen Betrachtungswinkeln auf verschiedene Gebiete des Schirms blickt, zeigt der Schirm mehrere V-T- Kurven. Demgemäß kann keine gleichmäßige Anzeige erzielt werden. Es sei als Beispiel angenommen, dass dann, wenn der Betrachter den Schirm in dem positiven Betrachtungswinkel betrachtet, Umkehrung unter dem Betrachtungswinkel Θc (> Θa > Θb) auftritt. Während sich der Betrachter von der Position 37a zur Position 37c bewegt, erkennt er im oberen Teil des Schirms eine Umkehrung im Bild, wenn er die Position 37b erreicht. Wenn er die Position 37c erreicht, erkennt er, dass auch das Bild im unteren Teil des Schirms invertiert ist. Wenn der Betrachter den Schirm in einer negativen Betrachtungsrichtung betrachtet, während der Absolutwert des Betrachtungswinkels zunimmt, erkennt er zunächst im unteren Teil des Schirms und schließlich im oberen Teil des Schirms eine Kontrastverringerung.
Um einen derartigen Effekt zu verhindern, werden die Verdrillungswinkel der Flüssigkristallmaterialien in verschiedenen Bereichen der Flüssigkristalltafel geeignet so eingestellt, dass der Betrachter keine Umkehrung im oberen Teil des Schirms an der Position 37b erkennt, sondern er Umkehrung über den gesamten Schirm erkennt, wenn er die Position 37c erreicht. Auf diese Weise kann eine gleichmäßige Anzeige über dem gesamten Schirm erzielt werden.
Wenn verschiedene Bereiche einer Flüssigkristalltafel verschiedene Verdrillungswinkel aufweisen, weisen derartige verschiedene Bereiche verschiedene V-T-Kurven auf. Zum Beispiel wird, im Fall der Fig. 4, wenn der Verdrillungswinkel abnimmt, die V-T-Kurve nach rechts verschoben; wenn der Verdrillungswinkel zunimmt, wird die V-T-Kurve nach links verschoben. Demgemäß ist der positive Betrachtungswinkel, unter dem der höchste Kontrast erzielt wird (nachfolgend als der "optimale Betrachtungswinkel" bezeichnet) eng (klein), wenn der Verdrillungswinkel klein ist, und er ist weit (groß), wenn der Verdrillungswinkel groß ist.
Unter Verwendung eines derartigen Prinzips wird der Verdrillungswinkel im oberen Teil des Schirms, auf den der Betrachter unter einem größeren Winkel blickt, verringert, um den optimalen Betrachtungswinkel zu verringern, und der Verdrillungswinkel im unteren Teil des Schirms, auf den der Betrachter unter einem kleineren Winkel blickt, wird erhöht, um den optimalen Betrachtungswinkel zu vergrößern. Auf diese Weise kann eine gleichmäßige Anzeige über den gesamten Schirm erzielt werden.
Die Fig. 9 ist eine schematische Draufsicht einer Flüssigkristalltafel 1 einer LCD-Vorrichtung gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel. Die Flüssigkristalltafel 1 verfügt über ein Paar transparenter Substrate, die einander gegenüberstehend positioniert sind. Jedes der Substrate verfügt auf einer seiner Flächen über eine transparente Elektrode und eine Ausrichtungsschicht. Zwischen die Substrate ist eine Flüssigkristallschicht eingebettet. Die Flüssigkristalltafel 1 verfügt über zwei Bereiche, nämlich einen Bereich A von einem oberen Umfang d bis zur einer Mittellinie d' sowie einen Bereich A' von der Mittellinie d' zum unteren Umfang d". Das Verhältnis zwischen den Bereichen A und A' beträgt 1 : 1. Die Bereiche A und A' verfügen über dieselbe Bezugs-Ausrichtungsrichtung c, die auf 6 Uhr eingestellt ist. Die Mittellinie d' läuft rechtwinklig zur Bezugs-Ausrichtungsrichtung. Ein Winkel Θ1, der zwischen der Reiberichtung a einer der Ausrichtungsschichten und der Reiberichtung b der anderen Ausrichtungsschicht im Bereich A gebildet ist, ist verschieden von einem Winkel Θ2, der durch die Reiberichtung a und die Reiberichtung b im Bereich A' gebildet ist; das heißt, es gilt Θ1 = 75º und Θ2 = 90º. Die Verdrillungsrichtung (rechts oder links) der Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle wird durch den Typ des zum TN-Flüssigkristallmaterial zugesetzten chiralen Stoffs kontrolliert.
Bei der Flüssigkristalltafel 1 mit diesem Aufbau ist der Verdrillungswinkel Θ1 im Bereich A (= 75º) kleiner als der Verdrillungswinkel Θ2 im Bereich A' (= 90º). Demgemäß ist der optimale Betrachtungswinkel im Bereich A kleiner als derjenige im Bereich A'.
Im Ergebnis wird die Umkehrung in der positiven Betrachtungsrichtung überwunden. Die oben beschriebene Technik ist auch dahingehend wirkungsvoll, eine Kontrastverringerung in der negativen Betrachtungsrichtung zu unterdrücken. So kann eine gleichmäßige Anzeige über den gesamten Schirm erzielt werden.

Vergleichsbeispiel 2

Unter Bezugnahme auf die Fig. 10A und 10B wird eine LCD-Vorrichtung gemäß einem zweiten VergleichsbeispieL beschrieben. Die Fig. 10B ist eine Draufsicht einer Flüssigkristalltafel 2 der LCD-Vorrichtung gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel. Die Fig. 10A ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen des Verdrillungswinkels der Flüssigkristalltafel 2 in Abhängigkeit von der Position zwischen dem oberen Umfang d und dem unteren Umfang d" der Flüssigkristalltafel 2. Die Flüssigkristalltafel 2 verfügt über eine Bezugs- Ausrichtungsrichtung c von 6 Uhr, und sie verfügt über mehrere Bereiche (nicht dargestellt) zwischen dem oberen Umfang d und dem unteren Umfang d". Die Ausrichtungsschichten sind so gerieben, dass, wie es durch die durchgezogene Linie in der Fig. 10A dargestellt ist, der Verdrillungswinkel im den oberen Umfang d beinhaltenden Bereich 50º beträgt, sich in den anschließenden Bereichen um 1º ändert und im den unteren Umfang d' enthaltenden Bereich 105º beträgt.
Es ist bevorzugt, dass der Verdrillungswinkel in den oberen Umfang d enthaltenden Bereich im Bereich zwischen 50º und 75º, einschließlich liegt, sich in den anschließenden Bereichen um einen vorgegebenen Grad bewegt, z. B. 1º, ändert, und er im den unteren Umfang d" enthaltenden Bereich im Bereich zwischen 85º und 105º, einschließlich, liegt. Wenn der Verdrillungswinkel im den oberen Umfang d beinhaltenden Bereich kleiner als 50º ist, ist der Kontrast von Bildern unter einem Betrachtungswinkel rechtwinklig zur Flüssigkristalltafel 2 (Θv = 0º) drastisch verringert, wodurch die Anzeigequalität beeinträchtigt ist. Wenn der Verdrillungswinkel im den unteren Umfang d' enthaltenden Bereich größer als 105º ist, tritt unter einem Betrachtungswinkel Θv von 0º Umkehrung auf.
Bei der Flüssigkristalltafel 2, die mehr Bereiche mit verschiedenen Verdrillungswinkeln als die Flüssigkristalltafel 1 gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel aufweist, ist die Änderung des Verdrillungswinkels gleichmäßiger, und so kann eine bessere Anzeigequalität erzielt werden.

Vergleichsbeispiel 3

Eine Flüssigkristalltafel gemäß einem dritten Vergleichsbeispiel verfügt über eine Bezugs-Ausrichtungsrichtung von 6 Uhr, und sie beinhaltet eine Anzahl von Bereichen zwischen dem oberen Umfang d und dem unteren Umfang d" (Fig. 10B). Die Ausrichtungsschichten sind so gerieben, dass sich der Verdrillungswinkel so ändert, wie es durch die gestrichelte Linie in der Fig. 10A dargestellt ist. Der Verdrillungswinkel kann auf jede beliebige Weise geändert werden, die zu den Zwecken der LCD-Vorrichtung geeignet ist.
Beim ersten bis dritten Vergleichsbeispiel sind die Verdrillungswinkel verschiedener Bereiche des Flüssigkristallmaterials schrittweise verschieden, so dass die gesamte Flüssigkristalltafel über eine gleichmäßige V-T- Kurve verfügt, wenn sie unter irgendeinem positiven oder negativen Betrachtungswinkel betrachtet wird. Infolge dessen können die Umkehrung in der positiven Betrachtungsrichtung und die Kontrastverringerung in der negativen Betrachtungsrichtung überwunden werden und so kann eine gleichmäßige Anzeige über den gesamten Schirm erzielt werden.

Vergleichsbeispiel 4

Nun wird unter Bezugsnahme auf die Fig. 11 bis 13 eine TN-LCD-Vorrichtung vom Typ mit passiver Matrix gemäß einem vierten Vergleichsbeispiel beschrieben. Eine Flüssigkristalltafel 4 der LCD-Vorrichtung gemäß dem vierten Vergleichsbeispiel verfügt über mehrere Bereiche mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen und verschiedenen Oberflächen für jedes einer Vielzahl von Pixel.
Die Fig. 11 ist eine Schnittansicht einer Flüssigkristalltafel 4 einer LCD- Vorrichtung mit passiver Matrix gemäß dem vierten Vergleichsbeispiel. Die Flüssigkristalltafel 4 verfügt über ein unteres Substrat 31 und ein oberes Substrat 32, die zwischen sich eine Flüssigkristallschicht 33 einbetten. Die Flüssigkristallschicht 33 enthält Flüssigkristallmoleküle 33a. Das untere Substrat 31 verfügt über einen Träger 31a aus Glas, Silicium oder dergleichen, eine Vielzahl streifenförmiger Elektroden 31b und eine Ausrichtungsschicht 31c. Die Ausrichtungsschicht 31c ist in Kontakt mit der Flüssigkristallschicht 33 vorhanden, um die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle 33a in ihrer Nähe festzulegen. Elektroden 31b sind parallel zueinander positioniert. Das obere Substrat 32 verfügt über einen Träger 32a aus Glas, Silicium oder dergleichen, eine Vielzahl streifenförmiger Elektroden 32b und eine Ausrichtungsschicht 32c. Die Ausrichtungsschicht 32c ist in Kontakt mit der Flüssigkristallschicht 33 vorhanden, um die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle 33a in ihrer Nähe zu bestimmen. Die Elektroden 32b sind parallel zueinander und rechtwinklig zu den Elektroden 31b positioniert. Die Schnittstellen der Elektroden 31b und 32b liegen jeweils in einem Pixel.
Die Substrate 31 und 32 sind an ihrem Umfang durch ein Harz oder dergleichen abgedichtet, und mindestens eines der Substrate 31 und 32 verfügt über eine Schaltung am Umfang, wie eine Ansteuerschaltung außerhalb eines Anzeigegebiets.
Die Ausrichtungsschichten 31c und 32c bestehen aus Polyimid oder dergleichen, und sie werden auf eine später beschriebene Weise durch Reiben behandelt.
Die Fig. 12A ist eine Draufsicht eines Pixels der Flüssigkristalltafel 4, und sie zeigt die Bezugs-Ausrichtungsrichtungen der darin vorhandenen Flüssigkristallmoleküle. Wie es in der Fig. 12A dargestellt ist, verfügt ein Pixel über zwei Bereiche X und Y mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen (Pfeil c), d. h. einer Bezugs-Ausrichtungsrichtung nach 6 Uhr und einer Bezugs-Ausrichtungsrichtung nach 12 Uhr. In der Fig. 12B kennzeichnen Pfeile a und b Reiberichtungen der Ausrichtungsschichten 31c bzw. 32c. Der Winkel Θt zwischen den Winkeln a und b ist der Verdrillungswinkel in der Flüssigkristallschicht 33. Die Bereiche X und Y verfügen über verschiedenen Oberflächen.
Bei einer derartigen Struktur ist im Bereich, der häufiger genutzt wird (in diesem Fall der Bereich X) Umkehrung in der positiven Betrachtungsrichtung verhindert, während in dieser positiven Betrachtungsrichtung hoher Kontrast aufrechterhalten ist. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Oberfläche α des Bereichs X zur gesamten Oberfläche des Pixels 50% < α α 90º. Bevorzugter beträgt das oben genannte Verhältnis 55º < α < 85º, um Effekte im Bereich von Betrachtungswinkeln zwischen -20º und 20º, wie er im Allgemeinen verwendet wird, zu erzielen. Insbesondere beträgt im Fall eines Computermonitors, wo der Betrachtungswinkel nicht festgelegt ist, das oben genannte Verhältnis vorzugsweise 75% < α < 85%, um den Kontrast zu verbessern.
Wenn ein Pixel in mehrere Bereiche mit derselben Oberfläche unterteilt wird, wie es in der Fig. 7 dargestellt ist, sind, wenn der Absolutwert des Betrachtungswinkels zunimmt, wenn zwei Bereiche mit entgegengesetzten Bezugs-Ausrichtungsrichtungen die dieselbe Oberfläche aufweisen, die Eigenschaften in der negativen Betrachtungsrichtung vorherrschen.
Beim Herstellen mehrerer Bereiche mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen wird der Effekt genutzt, dass der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle durch Ultraviolett (nachfolgend als "UV" bezeichnet)Strahlung verringert wird. Die UV-Bestrahlung wird in irgendeinem Schritt nach dem Auftragen der Ausrichtungsschichten 31c und 32c ausgeführt.
Nun wird ein Herstellverfahren für die Flüssigkristalltafel 4 unter Bezugnahme auf die Fig. 11, 12A und 12B beschrieben. In der Fig. 11 kennzeichnen die Winkel zwischen den Linien g und den Ausrichtungsschichten 31c und 32c die Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle 33a in der Nähe der Ausrichtungsschichten 31c und 32c, aber Linien g kennzeichnen nicht die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle 33a. Die Flüssigkristallmoleküle 33a im zentralen Gebiet der Flüssigkristallschicht 33 sind unter einem mittleren anfänglichen Vorkippwinkel verkippt, wie er in der Fig. 11 dargestellt ist.
Bevor die Substrate 31 und 32 zusammengebaut werden, werden die Ausrichtungsschichten 31c und 32c in beiden Bereichen X und Y unter Verwendung z. B. eines Glanztuchs in durch Pfeile a und b gekennzeichneten Richtungen gerieben. Als Nächstes wird ein Gebiet der Ausrichtungsschicht 31c in Positionsentsprechung zum Bereich X mit einem Maskenmuster bedeckt, und dann wird ein Gebiet der Ausrichtungsschicht 31c in Positionsbeziehung zum Bereich Y der UV-Bestrahlung ausgesetzt. Ein Gebiet der Ausrichtungsschicht 32c in Positionsentsprechung zum Bereich wird mit einem Maskenmuster bedeckt, und dann wird ein Gebiet der Ausrichtungsschicht 32c in Positionsbeziehung zum Bereich X der UV-Bestrahlung ausgesetzt.
Auf diese Weise verfügen die Flüssigkristallmoleküle 33a in der Nähe derselben Ausrichtungsschicht, jedoch in verschiedenen Bereichen, über verschiedene Vorkippwinkel. Ferner verfügen die Flüssigkristallmoleküle 33a im selben Bereich, jedoch in der Nähe verschiedener Ausrichtungsschichten über verschiedene Vorkippwinkel. So verfügen die verschiedenen Bereich in einem Pixel über verschiedene Bezugs-Ausrichtungsrichtungen. Wenn die Ausrichtungsschichten 31c und 32c in den Richtungen gerieben werden, wie sie durch die in der Fig. 12B dargestellten Pfeile a und b angegeben sind, und wenn der Verdrillungswinkel dergestalt ist, wie es in der Fig. 12B dargestellt ist, verfügen die Flüssigkristallmoleküle 33a im zentralen Gebiet der Flüssigkristallschicht 33 über einen anfänglichen Vorkippwinkel von 0º. Wenn die Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle 33a in der Nähe der Ausrichtungsschichten 31c und 32 verschieden sind, entspricht die anfängliche Vorkipprichtung der Flüssigkristallmoleküle 33a im zentralen Gebiet der Vorkipprichtung, die unter den beiden Vorkippwinkeln den größeren Wert aufweist. Beim in der Fig. 11 dargestellten Fall entspricht die anfängliche Vorkipprichtung der Flüssigkristallmoleküle 33a im zentralen Gebiet im Bereich X der Vorkipprichtung der Flüssigkristallmoleküle 33a in der Nähe der Ausrichtungsschicht 31c; außerdem entspricht die anfängliche Vorkipprichtung der Flüssigkristallmoleküle 32a im zentralen Gebiet im Bereich Y der Vorkipprichtung der Flüssigkristallmoleküle 33a in der Nähe der Ausrichtungsschicht 32c. Im Ergebnis sind die Bezugs-Ausrichtungsrichtungen in den Bereichen X und Y einander entgegengesetzt.
Die Fig. 13 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Transmission als Funktion des Betrachtungswinkels, wie für die Flüssigkristalltafel 4 erhalten. Die Tabelle 1 zeigt den Bereich von Betrachtungswinkeln, in dem keine Umkehrung erkannt wird und wo der Kontrast zwischen einem weißen und einem schwarzen Bild 10 : 1 oder mehr beträgt, was für eine LCD-Vorrichtung mit der Flüssigkristalltafel 4 und herkömmliche LCD-Vorrichtungen angegeben ist, die die in den Fig. 3 bzw. 7 dargestellten Charakteristiken aufweisen. Tabelle 1
Wie es aus der Fig. 13 und der Tabelle 1 erkennbar ist, kann der Bereich von Betrachtungswinkeln, in dem eine zufriedenstellende Anzeige erzielt wird, erweitert werden, und so ist die Anzeigequalität bei der LCD-Vorrichtung des vierten Beispiels verbessert.
Obwohl die Ausrichtungsschichten 31c und 32c beim vierten Vergleichsbeispiel aus Polyimid bestehen, kann jedes beliebige andere Material verwendet werden, solange der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle durch UV- Bestrahlung geändert werden kann. Hinsichtlich der Bedingungen der Lichtbestrahlung kann z. B. die optimale Lichtwellenlänge abhängig vom Material der Ausrichtungsschichten ausgewählt werden. Wenn ein Laser verwendet wird, kann der Vorkippwinkel effektiver kontrolliert werden.
Die Bezugs-Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle kann durch irgendein anderes bekanntes Verfahren kontrolliert werden, wie durch Schrägaufdampfen eines anorganischen Materials oder durch Maskenreiben und Verwendung von Fotolithografie.
Bei der Herstellung der Flüssigkristalltafel 4 wird der Verdrillungswinkel Θt auf 90º < Θt < 110º eingestellt. Ein derartiger Bereich ist aus dem folgenden Grund bevorzugt. Der Verdrillungswinkel Θt einer TN-LCD-Vorrichtung beträgt im Allgemeinen 90º. Der Kontrast ist unter einem Betrachtungswinkel von 0º am höchsten, d. h. in der Richtung rechtwinklig zum Schirm der Flüssigkristalltafel. Wenn der Verdrillungswinkel ausgehend von 90º erhöht wird, wird eine Kontrastkurve wie dann erhalten, wenn die LCD-Vorrichtung in die negative Betrachtungsrichtung geneigt ist. Das heißt, dass der Kontrast unter dem Betrachtungswinkel von 0º geringfügig verringert ist, jedoch der Kontrast in der negativen Betrachtungsrichtung erhöht ist. So kann eine drastische Verringerung des Kontrasts abhängig vom Betrachtungswinkel vermieden werden. Wenn der Verdrillungswinkel mehr als 110º beträgt, tritt bei einem Betrachtungswinkel von 0º Umkehrung auf. Demgemäß ist der Bereich 90º < Θt ≤ 110º bevorzugt.
Obwohl beim vierten Vergleichsbeispiel eine TN-LCD-Vorrichtung verwendet ist, ist die Erfindung bei jedem beliebigen Typ von LCD-Vorrichtungen anwendbar.
Beim vierten Vergleichsbeispiel verfügt ein Pixel über eine Anzahl von Flüssigkristallbereichen mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen und verschiedenen Oberflächen. Bei einer derartigen Struktur kann Umkehrung vermieden werden, während im Bereich im Pixel, der am häufigsten verwendet wird, hoher Kontrast erhalten bleibt, und ferner ist der Bereich der Betrachtungswinkel vergrößert, in dem eine zufriedenstellende Anzeige erzielt wird.
Wenn ein Pixel zwei Arten von Bereichen mit entgegengesetzten Ausrichtungsrichtungen enthält, ist dieser Effekt auffälliger, wenn eine Art der Bereiche mehr als 50% und weniger als 90º der Fläche des gesamten Pixels belegt.
Wenn die oben beschriebene Struktur bei einer TN-LCD-Vorrichtung verwendet wird, ist die Abhängigkeit des Kontrasts vom Betrachtungswinkel maximal verringert, wenn der Verdrillungswinkel 90º < Θt ≤ 110º beträgt.
Eine LCD-Vorrichtung mit hoher Anzeigequalität kann unter Verwendung einer oder mehrere dieser Techniken realisiert werden.

Vergleichsbeispiel 5

Eine Flüssigkristalltafel in einer TN-LCD-Vorrichtung vom Typ mit passiver Matrix gemäß einem fünften Vergleichsbeispiel verfügt über mehrere Bereiche mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen. Die Grenze zwischen den mehreren Bereichen verfügt über Kreis-, elliptische oder Bogenform. Bei einer derartigen Struktur besteht die Tendenz, dass sich die Grenze zur Außenseite einer derartigen Form verschiebt, um den Energiepegel in den zwei die Grenze einschließenden Bereichen auszugleichen. Im Ergebnis wird innerhalb der oben genannten Form in der Nähe der Grenze ein Bereich mit niedrigem Energiepegel erzeugt, und die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle wird an Grenze stabilisiert.
Die Fig. 14 ist eine Schnittansicht einer Flüssigkristalltafel 5 der LCD- Vorrichtung mit passiver Matrix gemäß dem fünften Vergleichsbeispiel. Die Flüssigkristalltafel 5 verfügt über ein unteres Substrat 31 und ein oberes Substrat 32, die zwischen sich eine Flüssigkristallschicht 33 einbetten. Die Flüssigkristallschicht 33 enthält Flüssigkristallmoleküle 33a. Das untere Substrat 31 verfügt über einen Träger 31a aus Glas, Silicium oder dergleichen, eine Vielzahl streifenförmiger Elektroden 31b und eine Ausrichtungsschicht 31c. Die Ausrichtungsschicht 31c ist in Kontakt mit der Flüssigkristallschicht 33 vorhanden, um die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle 33a in ihrer Nähe festzulegen. Die Elektroden 31b sind parallel zueinander platziert. Das obere Substrat 32 verfügt über einen Träger 32a aus Glas, Silicium oder dergleichen, eine Vielzahl streifenförmiger Elektroden 32b und eine Ausrichtungsschicht 32c. Die Ausrichtungsschicht 32c ist in Kontakt mit der Flüssigkristallschicht 33 vorhanden, um die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle 33a in ihrer Nähe festzulegen. Die Elektroden 32b sind parallel zueinander und rechtwinklig zu den Elektroden 31b platziert. Die Schnittstellen der Elektroden 31b und 32b sind jeweils in einem Pixel enthalten. Die Substrate 31 und 32 sind an ihrem Umfang durch ein Harz oder dergleichen abgedichtet, und mindestens eines der Substrate 31 und 32 verfügt über eine Schaltung am Umfang, wie eine Ansteuerschaltung außerhalb des Anzeigegebiets.
Die Ausrichtungsschichten 31c und 32c bestehen aus Polyimid oder dergleichen, und sie werden durch Reiben auf eine später beschriebene Weise behandelt.
Die Fig. 15A ist eine Draufsicht eines Pixels der Flüssigkristalltafel 5, und sie zeigt die Bezugs-Ausrichtungsrichtungen der darin vorhandenen Flüssigkristallmoleküle 33a. Wie es in der Fig. 15A dargestellt ist, verfügt ein Pixel über zwei Bereiche X und Y mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen (Pfeil c), d. h. einer Bezugs-Ausrichtungsrichtung nach 6 Uhr und einer Bezugs-Ausrichtungsrichtung nach 12 Uhr. In der Fig. 15B kennzeichnen Pfeile a und b Reiberichtungen der Ausrichtungsschichten 31c bzw. 32c. Der Winkel Θt zwischen den Pfeilen a und b ist der Verdrillungswinkel in der Flüssigkristallschicht 33. Die Gebiete X und Y können über verschiedene Oberflächen oder dieselbe Oberfläche verfügen. Es ist bevorzugt, dass einer der Bereiche X oder Y mehr als 50% und weniger als 90% der Oberfläche des gesamten Pixels belegt, um den Kontrast zu verbessern.
Wie es in der Fig. 15A dargestellt ist, verfügen derartige Bereiche X und Y zwischen sich über eine gekrümmte Grenze B. Eine derartige Grenze B wird dadurch erzeugt, dass eine geeignete Form des Maskenmusters ausgewählt wird, das zur Lichteinstrahlung auf die Ausrichtungsschichten 31c und 32c, wie später beschrieben, verwendet wird.
Beim Herstellen einer Anzahl von Bereichen mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen wird der Effekt genutzt, dass der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle durch UV-Bestrahlung verringert wird. Die UV-Bestrahlung wird in irgendeinem Schritt nach dem Auftragen der Ausrichtungsschichten 31c und 32c ausgeführt.
Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 14, 15A und 15B ein Herstellverfahren für die Flüssigkristalltafel 5 beschrieben. Die Flüssigkristallmoleküle 33a in einem zentralen Gebiet der Flüssigkristallschicht 33 sind unter einem mittleren anfänglichen Vorkippwinkel verkippt, wie er in der Fig. 14 dargestellt ist. In der Fig. 14 kennzeichnen Linien, die Vorkippwinkel von δa, δb und δc zu den Substraten 31 oder 32 bilden, nicht die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle 33a.
Bevor die Substrate 31 und 32 zusammengebaut werden, werden die Ausrichtungsschichten 31c und 32c in den beiden Bereichen X und Y unter Verwendung z. B. eines Glanztuchs in den durch die Pfeile a bzw. b gekennzeichneten Richtungen gerieben. Als Nächstes wird ein Gebiet der Ausrichtungsschicht 31c in Positionsentsprechung zum Bereich X mit einem Maskenmuster bedeckt, und dann wird ein Gebiet der Ausrichtungsschicht 31c in Positionsbeziehung zum Bereich Y der UV-Bestrahlung ausgesetzt. Im Ergebnis unterscheidet sich der Vorkippwinkel δa der Flüssigkristallmoleküle 33a in der Nähe der Ausrichtungsschicht 31c im Bereich X vom Vorkippwinkel δb der Flüssigkristallmoleküle 33a in der Nähe der Ausrichtungsschicht 31c im Bereich Y, der im selben Pixel wie der Bereich X enthalten ist. Ferner verfügt der Vorkippwinkel δc der Flüssigkristallmoleküle 33a in der Nähe der Ausrichtungsschicht 32c über die Beziehung δb < δc < δa. Eine derartige Beziehung wird dadurch erhalten, dass der Typ eines Polyimidmaterials oder die Reibebedingungen kontrolliert werden. Der Vorkippwinkel δc kann durch Bestrahlen mit geeigneter UV-Intensität kontrolliert werden.
Die Vorkipprichtung der Flüssigkristallmoleküle 33a im zentralen Gebiet der Flüssigkristallschicht 33 ist durch den größeren Vorkippwinkel unter den beiden in jedem der Bereiche x und Y definiert. Demgemäß weisen die Bereiche X und Y mit der dazwischen liegenden Grenze B zueinander entgegengesetzte Bezugs-Ausrichtungsrichtungen auf.
Bei einer Flüssigkristalltafel 5 mit einer derartigen Struktur ist der Energiepegel im Bereich X wegen der verschiedenen Herstellbedingungen für die Bereiche X und Y verschieden von dem im Bereich Y. Zum Beispiel ist in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem der UV-Bestrahlung ausgesetzten Bereich und dem nicht derselben ausgesetzten Bereich der Energiepegel im nicht der UV-Bestrahlung ausgesetzten Bereich niedriger als im derselben ausgesetzten Bereich. So besteht die Tendenz, dass Energie im Bereich absorbiert wird, der nicht der UV-Bestrahlung ausgesetzt wurde. Demgemäß besteht die Tendenz, dass sich die Grenze B zur Außenseite der Bogenform bewegt, die den der UV-Bestrahlung ausgesetzten Bereich umgibt. Daher wird in der Nähe der Grenzfläche innerhalb der Bogenform ein Bereich mit niedrigem Energiepegel ausgebildet. Im Ergebnis wird der Ausrichtungszustand stabilisiert, und so wird das Betrachtungswinkelverhalten verbessert. Die Flüssigkristalltafel 5 verfügt über höhere Zuverlässigkeit als die Flüssigkristalltafel 4 gemäß dem vierten Vergleichsbeispiel, bei dem ein Pixel rechteckige Bereiche X und Y enthält.
Die Fig. 16 zeigt eine Draufsicht eines Pixels einer Flüssigkristalltafel. In der Fig. 16 verfügt ein Pixel über mehrere Bereiche mit kreisförmigen Grenzen. Auch in diesem Fall besteht die Tendenz, dass sich die Grenze B zur Außenseite der Kreise bewegt, und so wird in der Nähe der Grenze innerhalb der Kreise ein Bereich mit niedrigem Energiepegel erzeugt. Im Ergebnis wird die Ausrichtungsrichtung stabilisiert.
Obwohl die Ausrichtungsschichten 31c und 32c beim vierten Vergleichsbeispiel aus Polyimid bestehen, kann jedes beliebige andere Material verwendet werden, solange der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle durch UV- Bestrahlung geändert werden kann. Für die Bedingungen der Lichteinstrahlung kann z. B. die optimale Lichtwellenlänge abhängig vom Material der Ausrichtungsschichten ausgewählt werden. Wenn ein Laser verwendet wird, können die Form der Grenze B und die Bezugs-Ausrichtungsrichtungen der Bereich X und Y effektiver kontrolliert werden.
Die Bezugs-Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle kann durch jedes beliebige andere bekannte Verfahren kontrolliert werden, durch Schrägaufdampfen eines anorganischen Materials oder einen Maskenreibevorgang unter Verwendung von Fotolithografie.
Beim obigen Beispiel enthält ein Pixel zwei Arten von Bereichen mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen. Ein Pixel kann drei oder mehr Arten von Bereichen mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen enthalten.
Dies ist bei LCD-Vorrichtungen in irgendeinem Modus zusätzlich zum TN-Modus und bei jedem beliebigen anderen Ansteuerungssystem, z. B. einem System mit aktiver Matrix, anwendbar. Im Fall einer LCD-Vorrichtung mit aktiver Matrix ist eine Vielzahl von Pixelelektroden in einer Matrix auf einem oder zwei Substraten angeordnet, und Signalelektrodenleitungen und Scanelektrodenleitungen sind so angeordnet, dass sie einander in der Nähe der Pixelelektroden schneiden. Jede der Pixelelektroden ist mit der jeweiligen Signalelektrodenleitung und Scanelektrodenleitung über ein nichtlineares Schaltelement wie einen Dünnschichttransistor (nachfolgend als "TPT" bezeichnet) verbunden.
Bei einer Flüssigkristalltafel 5 in einer LCD-Vorrichtung gemäß dem fünften Vergleichsbeispiel ist ein Pixel durch eine Grenze, die kreisförmig, elliptisch oder bogenförmig ist, in mehrere Bereiche mit verschiedenen Bezugs- Ausrichtungsrichtungen unterteilt. Im Ergebnis sind das Betrachtungswinkelverhalten und die Zuverlässigkeit verbessert.

Vergleichsbeispiel 6

Die Fig. 17 ist eine Draufsicht einer herkömmlichen TN-LCD-Vorrichtung 60 mit aktiver Matrix, und die Fig. 18 ist eine Schnittansicht der LCD-Vorrichtung 60 entlang einer Linie L-L' in der Fig. 17.
Wie es in der Fig. 18 dargestellt ist, verfügt die LCD-Vorrichtung 60 über ein unteres Substrat 231 und ein oberes Substrat 232, die einander gegenüberstehend positioniert sind, wobei dazwischen eine Flüssigkristallschicht 233 eingebettet ist. Das untere Substrat verfügt über einen isolierenden Träger 231a aus Glas. Auf dem Träger 231a sind einander schneidende Scanleitungen 112 und Signalleitungen 113 (Fig. 17) vorhanden. Durch zwei benachbarte Scanleitungen 112 und zwei benachbarte Signalleitungen 113 umgebene Gebiete beinhalten jeweils eine Pixelelektrode 114. In der Nähe jeder der Schnittstellen der Scanleitungen 112 und der Signalleitungen 113 ist ein nichtlineares Schaltelement wie ein TFT 120 vorhanden. Der TFT 120 verfügt über eine mit der entsprechenden Scanleitung 112 verbundene Gateelektrode 115, eine mit der entsprechenden Signalleitung 113 verbundene Sourceelektrode 116 und eine mit der entsprechenden Pixelelektrode 114 verbundene Drainelektrode 117.
Das obere Substrat 232 verfügt über einen aus Glas bestehenden isolierenden Träger 232a. Auf dem Träger 232a ist ein Lichtsperrfilm 232d mit einer Öffnung vorhanden, die einem durch die gestrichelte Linie in der Fig. 17 umschlossenen Gebiet entspricht. Auf im Wesentlichen der gesamten Fläche des Trägers 232a ist, den Lichtsperrfilm 232d bedeckend, eine Gegenelektrode 232b vorhanden.
Die Flüssigkristallschicht 233 enthält Flüssigkristallmoleküle 233a mit Bezugs-Ausrichtungsrichtungen, wie sie in der Fig. 18 dargestellt sind. Die Pixelelektroden 114 und die Flüssigkristallschicht 233 betten zwischen sich eine Ausrichtungsschicht (nicht dargestellt) ein, und die Gegenelektrode 232b und die Flüssigkristallschicht 233 betten zwischen sich eine andere Ausrichtungsschicht (nicht dargestellt) ein.
Das untere und das obere Substrat 231 und 232 werden durch ein Abdichtmittel (nicht dargestellt) aus Harz oder dergleichen, das entlang dem Umfang vorhanden ist, zusammengebaut, und so wird die Flüssigkristallschicht 233 abgedichtet. Mindestens eines der Substrate 231 und 232 beinhaltet eine Peripherieschaltung und dergleichen außerhalb des Anzeigegebiets zum Ansteuern der LCD-Vorrichtung 60.
In der LCD-Vorrichtung 60 wird die Flüssigkristallschicht 233 entsprechend jeder der Pixelelektroden 114 mit einem elektrischen Feld nur in einer Richtung rechtwinklig zu den Substraten 231 und 232 versorgt. Das in der Flüssigkristallschicht 233 erzeugte Drehmoment wird durch den Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle 232a ausgerichtet. Wie es in der Fig. 18 dargestellt ist, wird in der Nähe des Umfangs jeder der Pixelelektroden 114 ein durch die Signalleitung 113 oder die Scanleitung 112 erzeugtes elektrisches Feld an die Flüssigkristallschicht 233 angelegt, und so wird eine elektrische Kraftlinie erzeugt, die in einer Richtung entgegengesetzt zur durch den Vorkippwinkel bestimmten Richtung wirkt. Im Ergebnis wird die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle 232a in einem Teil der Flüssigkristallschicht 233 gestört, der einem Gebiet außerhalb der Pixelelektroden 114 entspricht (ein derartiger Effekt wird als "Umkehrverkippung" bezeichnet), und so ist die Anzeigequalität drastisch beeinträchtigt.
Herkömmlicherweise ist der Lichtsperrfilm 232d vorhanden, um eine Beeinträchtigung der Anzeigequalität auf Grund einer Umkehrverkippung zu verhindern. Da Umkehrverkippung die Anzeigequalität in einem großen, den Pixelelektroden 114 entsprechenden Gebiet beeinträchtigt, muss die Öffnung des Lichtsperrfilms 232d verkleinert werden. Eine derartige kleine Öffnung verringert das Verhältnis der Gesamtfläche der Öffnung in Bezug auf die Gesamtfläche der LCD-Vorrichtung, d. h. das Öffnungsverhältnis, auf drastische Weise. Die Verringerung des Öffnungsverhältnisses senkt die Anzeigequalität und führt zu Problemen wie einer Zunahme des Energieverbrauchs durch eine Hintergrundbeleuchtung.
Die Fig. 19 ist eine Draufsicht einer TN-LCD-Vorrichtung 6 mit aktiver Matrix gemäß dem sechsten Vergleichsbeispiel, und die Fig. 20 ist eine Schnittansicht der LCD-Vorrichtung 6 entlang einer Linie M-M' in der Fig. 19.
Wie es in der Fig. 20 dargestellt ist, verfügt die LCD-Vorrichtung 6 über ein unteres Substrat 331 und ein oberes Substrat 332, die einander gegenüberstehend positioniert sind, wobei dazwischen eine Flüssigkristallschicht 333 eingebettet ist. Das untere Substrat 331 verfügt über einen isolierenden Träger 331a aus Glas. Auf dem Träger 331a sind einander schneidende Scanleitungen 12 und Signalleitungen 13 (Fig. 19) vorhanden. Von zwei be nachbarten Scanleitungen 12 und zwei benachbarten Signalleitungen 13 umgebene Gebiete beinhalten jeweils eine Pixelelektrode 14. In der Nähe jeder der Schnittstelle der Scanleitungen 12 und der Signalleitungen 13 ist ein nichtlineares Schaltelement wie ein TFT 20 vorhanden. Der TFT 20 verfügt über eine mit der entsprechenden Scanleitung 12 verbundene Gateelektrode 15, eine mit der entsprechenden Signalleitung 13 verbundene Sourceelektrode 1 und eine mit der entsprechenden Pixelelektrode 14 verbundene Drainelektrode 17. Der TFT 20 besteht aus amorphem Silicium.
Der Träger 331a ist mit einer die Scanleitungen 12, die Signalleitungen 13 und die Pixelelektroden 12 bedeckenden Isolierschicht (nicht dargestellt) bedeckt, um Kurzschlüsse zwischen den Substraten 331 und 232 und auch Kurzschlüsse zwischen den Scanleitungen 12, den Signalleitungen 13 und den Pixelelektroden 14 zu vermeiden. Die Isolierschicht kann über Öffnungen in Positionsbeziehung zu den Pixelelektroden 14 verfügen. Eine Speicherkondensatorelektrode (nicht dargestellt) kann so vorhanden sein, dass sie jeder der Pixelelektroden 14 gegenübersteht, um eine Spannung zu speichern, die hilfsweise an die Flüssigkristallschicht 233 angelegt wird.
Das obere Substrat 332 verfügt über einen aus Glas bestehenden isolierenden Träger 332a. Auf dem Träger 332a ist ein Lichtsperrfilm 332d mit einer Öffnung vorhanden, die einem durch die gestrichelte Linie in der Fig. 19 umschlossenen Gebiet entspricht. Auf im Wesentlichen der gesamten Fläche des Trägers 232a ist, den Lichtsperrfilm 232d bedeckend, eine Gegenelektrode 332b vorhanden.
Ein Gebiet der Flüssigkristallschicht 333, das einem Pixel entspricht, beinhaltet zwei Flüssigkristallbereiche 18 und 19, in denen Flüssigkristallmoleküle 233a verschiedene Bezugs-Ausrichtungsrichtungen aufweisen, wie es in der Fig. 20 dargestellt ist. Die Pixelelektroden 14 und die Flüssigkristallschicht 333 betten zwischen sich eine Ausrichtungsschicht (nicht dargestellt) ein, und die Gegenelektrode 332b und die Flüssigkristallschicht 333 betten zwischen sich eine andere Ausrichtungsschicht (nicht dargestellt) ein.
Das untere und das obere Substrat 331 und 332 sind durch ein Abdichtungsmittel (nicht dargestellt) aus Harz oder dergleichen um den Umfang herum zusammengebaut, und so ist die Flüssigkristallschicht 333 abgedichtet. Mindestens eines der Substrate 331 und 332 verfügt über eine Peripherieschaltung und dergleichen außerhalb des Anzeigegebiets zum Ansteuern der LCD-Vorrichtung 6. Für eine Farbanzeige kann ein Farbfilter vorhanden sein.
Die LCD-Vorrichtung 6 wird z. B. durch die folgenden Schritte hergestellt: (1) Herstellung des (unteren) Substrats 331 mit aktiver Matrix mit den Scanleitungen 12, den Signalleitungen 13, den TFTs 20 und der Ausrichtungsschicht; (2) Herstellen des (oberen) Gegensubstrats 332 mit dem Lichtsperrfilm 332d, der Gegenelektrode 332b und der Ausrichtungsschicht; (3) Reiben der Ausrichtungsschichten; (4) Zusammenbauen der Substrate 331 und 332; (5) Einfüllen des Flüssigkristallmaterials zwischen die Substrate 331 und 332 zum Herstellen der Flüssigkristallschicht 333; und (6) Anbringen der Peripherieschaltungen und dergleichen zum Fertigstellen der LCD-Vorrichtung 6.
Bei einigen der oben beschriebenen Schritte werden die Flüssigkristallbereiche 18 und 19 hergestellt. Die Bereiche 18 und 19 sind durch eine Grenze (durch eine strichpunktierte Linie in der Fig. 20 gekennzeichnet), die rechtwinklig zur Bezugs-Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle 333a verläuft, abgeteilt. Bei diesem Beispiel werden die Bereiche 18 und 19 durch Einstrahlen von UV auf ein Gebiet jeder Ausrichtungsschicht hergestellt, das einem der Bereiche 18 und 19 entspricht, wobei dies in einem beliebigen Schritt nach dem Auftragen der Ausrichtungsschichten aus Polyimid erfolgt. Genauer gesagt, wird die UV-Strahlung auf ein Gebiet der Ausrichtungsschicht auf dem Substrat 331 mit aktiver Matrix ausgeführt, das dem Bereich 19 entspricht, sowie ein Gebiet der Ausrichtungsschicht auf dem Gegensubstrat 332, das dem Bereich 18 entspricht.
Da die UV-Bestrahlung den Vorkippwinkel der ihr ausgesetzten Flüssigkristallmoleküle 333a verringert, ist der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle 333a im Bereich 19 in der Nähe des Aktivmatrixsubstrats 331 und im Bereich 18 in der Nähe der Gegenelektrode 332 kleiner als der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle 333a im Bereich 18 in der Nähe des Aktivmatrixsubstrats 331 und im Bereich 19 in der Nähe der Gegenelektroden 332. Die Winkel zwischen den Linien h und den Substraten 331 und 332 kennzeichnen die Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle 333a in der Nähe der Substrate 331 und 332, und die Linien h kennzeichnen die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle 333a. Die Flüssigkristallmoleküle 333a in einem zentralen Gebiet der Flüssigkristallschicht 333 sind unter einem mittleren anfänglichen Vorkippwinkel verkippt, wie es in der Fig. 20 dargestellt ist. Gemäß der Fig. 20 werden, wenn ein elektrisches Feld mit ausreichende Stärke an die Flüssigkristallschicht 333 angelegt wird, die Flüssigkristallmoleküle 333a so aufgerichtet, dass sie rechtwinklig zu den Substraten 331 und 332 stehen. Die gestrichelten Linien kennzeichnen die elektrischen Kraftlinien, wie sie durch die Scanleitungen 12 an den Umfang der Pixelelektrode 14 angelegt werden.
Das der anfängliche Kippwinkel der Flüssigkristallmoleküle 333a im zentralen Gebiet der Flüssigkristallschicht 333 durch den höheren Vorkippwinkel der beiden stark beeinflusst wird, weisen die Flüssigkristallmoleküle 333a im Bereich 18 eine Ausrichtungsrichtung von 6 Uhr und im Bereich 19 eine Ausrichtungsrichtung von 12 Uhr auf. Demgemäß werden in einem Umfangsgebiet c des Bereichs 18 und einem Umfangsgebiet d des Bereichs 19 (Fig. 19) die Flüssigkristallmoleküle 333a im zentralen Gebiet von einem zugehörigen Ende her, das näher an der Scanleitung 12 liegt, aufgerichtet, wie es in der Fig. 20 dargestellt ist. In einem Umfangsgebiet e des Bereichs 18 und einem Umfangsgebiet f des Bereichs 19 (Fig. 19) werden die Flüssigkristallmoleküle 333a in der Nähe des Substrats 331 ausgehend vom zugehörigen Ende, das näher an der Signalleitung 13 liegt, aufgerichtet. (Der Winkel zwischen der Bezugs-Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmolekül 333a und den Signalleitungen 13 wird durch den Verdrillungswinkel Θt bestimmt, d. h., es gilt 90º - Θt/2.) Im Ergebnis entspricht der Vorkippwinkel der Flüssigkristalimoleküle 333a im zentralen Gebiet in den Umfangsgebieten c und d im Wesentlichen der Richtung der durch die Scanleitungen 12 erzeugten elektrischen Kraft, und der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle 333a in der Nähe des Substrats 331 in den Umfangsgebieten e und f entspricht im Wesentlichen der Richtung des durch die Signalleitungen 13 erzeugten elektrischen Felds. Demgemäß ist eine Umkehrverkippung vermieden.
Ferner ist die Abhängigkeit der Anzeigeeigenschaften vom Betrachtungswinkel gelindert, da ein Pixel zwei Bereiche mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen enthält (Bezugs-Ausrichtungsrichtungen von 6 Uhr und 12 Uhr in diesem Beispiel).
Durch Kontrollieren des Vorkippwinkels (Verankerungsfestigkeit) unter Verwendung der Ausrichtungsschichten kann die Richtung kontrolliert werden, in der die Flüssigkristallmoleküle aufgerichtet werden.
Die Bereiche 18 und 19 können über verschiedene Oberflächen verfügen. Die Fig. 21 ist eine Draufsicht einer LCD-Vorrichtung 6', und die Fig. 22 ist eine Schnittansicht dieser LCD-Vorrichtung 6' entlang Linien N-N in der Fig. 21. Bei der LCD-Vorrichtung 6' belegt der Bereich 19 lediglich ein Endgebiet mit einem Umfangsgebiet der Pixelelektrode 14, und der Bereich 18 belegt den Rest der Gesamtfläche. Außerhalb des der Pixelelektrode 14 entsprechenden Gebiets kann noch ein anderer Bereich mit einer anderen Bezugs- Ausrichtungsrichtung vorhanden sein.

Ausführungsform

Die Fig. 23 ist eine Draufsicht einer LCD-Vorrichtung 7 mit aktiver Matrix gemäß der Erfindung.
Die LCD-Vorrichtung 7 unterscheidet sich von der LCD-Vorrichtung 6 des sechsten Vergleichsbeispiels dadurch, dass die Grenze zwischen den Bereichen 18 und 19 mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen eine Diagonale der Pixelelektrode 18 mit im Wesentlichen Rechteckform ist. Die als Grenze verwendete Diagonale verfügt über eine Richtung näher an der Reiberichtung einer Ausrichtungsschicht (nicht dargestellt) auf einem Aktivmatrixsubstrat 331 als dies für die andere Diagonale gilt.
Im Umfangsgebiet C des Gebiets 18 und im Umfangsgebiet D des Bereichs 19 werden die Flüssigkristallmoleküle von einem zugehörigen Ende her, das näher an der Scanleitung 12 liegt, aufgerichtet; und in einem Umfangsgebiet E des Bereichs 18 und einem Umfangsgebiet F des Bereichs 19 werden die Flüssigkristallmoleküle von einem zugehörigen Ende her, das näher an der Signalleitung 11 liegt, aufgerichtet.
Bei der LCD-Vorrichtung 7 sind die Umfangsgebiete E und F länger als die Umfangsgebiete e und f bei der LCD-Vorrichtung 6 des sechsten Beispiels. Demgemäß kann im Wesentlichen im gesamten Umfangsgebiet um die Pixelelektrode 14 herum eine Umkehrverkippung verhindert werden.
Die durch den TFT 20 verlaufende Grenze zwischen den Bereichen 18 und 19 ist in strengem Sinn keine Diagonale der Pixelelektrode 14. Jedoch wird ein TFT 20 häufig mit einem Lichtsperrfilm 332d bedeckt, um eine Beeinträchtigung elektrischer Eigenschaften des TFT 20 dadurch, dass er der UV-Bestrahlung ausgesetzt wird, zu verhindern. So besteht selbst dann, wenn in einem dem TFT 20 entsprechenden Gebiet eine Umkehrverkippung erzeugt wird, kein Einfluss auf das Funktionsvermögen des LCD 7.
Obwohl die Grenze zwischen dem Bereich 18 und dem Bereich 19 bei diesem Beispiel im Wesentlichen eine Diagonale der Pixelelektrode 14 ist, kann die Grenze die Diagonale sein.
Obwohl die Ausrichtungsschichten aus Polyimid bestehen, kann jedes andere Material verwendet werden, solange der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle durch UV-Bestrahlung geändert werden kann. Hinsichtlich der Bedingungen der Bestrahlung durch Licht kann z. B. die optimale Lichtwellenlänge abhängig vom Material der Ausrichtungsschichten ausgewählt werden. Wenn ein Laser verwendet wird, können die Bezugs-Ausrichtungsrichtungen der Bereiche 18 und 19 effizienter kontrolliert werden.
Die Bezugs-Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallschicht kann durch irgendein anderes bekanntes Verfahren kontrolliert werden, wie durch Schrägaufdampfen eines anorganischen Materials oder durch einen Maskenreibevorgang unter Verwendung von Fotolithografie.
Die Erfindung ist bei LCD-Vorrichtungen irgendeines Modus zusätzlich zum TN-Modus und bei irgendeinem anderen Ansteuersystem, z. B. einem System mit einfacher Matrix, anwendbar. Im Fall einer LCD-Vorrichtung mit einfacher Matrix werden Schnittstellen einer Vielzahl streifenförmiger Elektroden auf den beiden Substraten als Pixelelektroden verwendet. Es kann eine in der Nähe der Pixelelektroden erzeugte Umkehrverkippung verhindert werden.
Bei einer erfindungsgemäßen LCD-Vorrichtung entsprechen die Richtung der durch die Scanleitungen und die Signalleitungen angelegten elektrischen Kraftlinien und die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle in der Nähe der Scanleitungen und der Signalleitungen einander. Im Ergebnis ist die Erzeugung einer Umkehrverkippung verhindert. Wenn die Grenze zwischen den Bereichen mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen eine Diagonale der Pixelelektrode ist, kann in beinahe dem gesamten Umfangsgebiet um die Pixelelektrode herum eine Umkehrverkippung vermieden werden. Da ein Pixel mehrere Bereiche mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen enthält, kann die Abhängigkeit der Anzeigeeigenschaften vom Betrachtungswinkel gelindert werden. Darüber hinaus kann ein Gebiet verkleinert werden, das durch den Lichtsperrfilm bedeckt ist, der vorhanden ist, um eine durch Umkehrverkippung erzeugte mangelhafte Anzeige zu verdecken, wodurch das Öffnungsverhältnis vergrößert wird. So kann der Energieverbrauch der Hintergrundbeleuchtung und dergleichen gesenkt werden.

Vergleichsbeispiel 7

Beim siebten Vergleichsbeispiel weisen Flüssigkristallmoleküle in der Nähe eines von zwei Substraten und solche in der Nähe des anderen Substrats verschiedene Vorkippwinkel auf.
Die Fig. 24 ist eine Teilschnittansicht einer Flüssigkristalltafel 8 einer LCD-Vorrichtung gemäß dem siebten Vergleichsbeispiel. Die Flüssigkristalltafel 8 verfügt über ein Paar Substrate 401a und 401b und eine dazwischen eingefügte Flüssigkristallschicht 405c. Die Flüssigkristallschicht 405c enthält Flüssigkristallmoleküle 404. Das Substrat 401a, verfügt auf einer ihrer Flächen über eine transparente gemeinsame Elektrode 402a und eine Ausrichtungsschicht 403a, in dieser Reihenfolge, und das Substrat 401b verfügt auf einer ihrer Flächen über transparente Segmentelektroden 402b (in der Fig. 24 ist nur eine dargestellt) und eine Ausrichtungsschicht 403b, in dieser Reihenfolge. Die Flüssigkristallschicht 405c steht mit den Ausrichtungsschichten 403a und 403b in Kontakt. Die Ausrichtungsschichten 403a und 403b bestehen aus verschiedenen Materialien. Die Ausrichtungsschicht 403a wird z. B. durch ein Polyimidmaterial aufgetragen, durch das die Flüssigkristallmoleküle 404 mit einem hohen Vorkippwinkel δ1 verkippt werden, z. B. Polyamidsäure mit einer Alkylgruppe oder Fluoratomen. Die Ausrichtungsschicht 403b wird durch ein übliches Polyimidmaterial aufgetragen, mit dem die Flüssigkristallmoleküle 404 mit einem kleinen Vorkippwinkel δ2 verkippt werden. Bei diesem Beispiel wird der Vorkippwinkel δ1 auf ungefähr 30º bis 50º eingestellt, und der Vorkippwinkel δ2 wird auf ungefähr 0º bis 5º eingestellt.
In der Flüssigkristalltafel 8 sinkt die Flüssigkristallmoleküle 404 in der Nähe des Substrats 401a unter dem Vorkippwinkel δ1 verkippt, und die Flüssigkristallmoleküle 404 in der Nähe des Substrats 401b sind unter dem Vorkippwinkel δ2 verkippt. So ändert sich der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle 404 in einem zentralen Gebiet in der Dickenrichtung der Flüssigkristallschicht 405c auf kontinuierliche Weise. Demgemäß wird, wie es in der Fig. 25 dargestellt ist, ein Flüssigkristallmolekül a1 von einer Position A1 als Kreis gesehen. Ein Flüssigkristallmolekül b1 wird von einer Position B1 als Kreis gesehen, und ein Flüssigkristallmolekül c1 wird von einer Position C1 als Kreis gesehen. Die Flüssigkristallmoleküle an verschiedenen Positionen in der Dickenrichtung der Flüssigkristallschicht 405 werden unter verschiedenen Betrachtungswinkeln als Kreise gesehen. Aus diesem Grund wird die Abhängigkeit der Doppelbrechung von der Betrachtungsrichtung gemittelt. Die Fig. 26 zeigt V-T-Kurven, wie sie für die Flüssigkristalltafel 8 bei Betrachtungswinkeln von 0º, 20º und 40º erhalten wurden.
Wie es aus der Fig. 26 erkennbar ist, tritt selbst bei Betrachtungswinkeln von 20º und 40º in der positiven Betrachtungsrichtung keine Umkehrung auf. In der negativen Betrachtungsrichtung ist der Kontrast nicht verringert. So wird in allen Richtungen zufriedenstellendes Betrachtungswinkelverhalten erzielt.

Vergleichsbeispiel 8

Die Fig. 27 ist eine Teilschnittansicht einer Flüssigkristalltafel 9 einer LCD-Vorrichtung gemäß dem achten Vergleichsbeispiel. Die Flüssigkristalltafel 9 verfügt über ein Paar Substrate 401d und 401e sowie eine dazwischen eingefügte Flüssigkristallschicht 405f. Die Flüssigkristallschicht 405f enthält Flüssigkristallmoleküle 404. Das Substrat 401d verfügt auf einer ihrer Flächen über eine transparente gemeinsame Elektrode 402d und eine Ausrichtungsschicht 403d, in dieser Reihenfolge, und das Substrat 401e verfügt auf einer seiner Flächen über transparente Segmentelektroden 402e (in der Fig. 25 ist nur eine dargestellt) und eine Ausrichtungsschicht 403e in dieser Reihenfolge. Die Flüssigkristallschicht 405f steht mit den Ausrichtungsschichten 403d und 403e in Kontakt. Die Ausrichtungsschichten 403d und 403e bestehen aus demselben Material, jedoch sind sie für die Ausrichtung auf verschiedene Arten behandelt. Genauer gesagt, werden die Ausrichtungsschichten 403d und 403e z. B. durch ein Polyimidmaterial auf getragen, durch das die Flüssigkristallmoleküle 404 mit einem großen Vorkippwinkel δ1 verkippt werden, z. B. Polyaminsäure mit einer Alkylgruppe oder Fluoratomen. Die Ausrichtungsschicht 403e wird mehrmals stärker als die Außrichtungsschicht 403d gerieben, um dadurch die Flüssigkristallmoleküle 404 in der Nähe Ausrichtungsschicht 403e unter dem Vorkippwinkel δ2 zu verkippen, der kleiner als der Vorkippwinkel δ1 der Flüssigkristallmoleküle in der Nähe der Ausrichtungsschicht 403d ist. Beim achten Beispiel beträgt der Vorkippwinkel δ1 ungefähr 30º bis 50º, und der Vorkippwinkel δ2 beträgt ungefähr 0º bis 5º.
Bei der Flüssigkristalltafel 9 ändert sich der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle 404 in einem zentralen Gebiet in der Dickenrichtung der Flüssigkristallschicht 405f auf kontinuierliche Weise. Demgemäß zeigt die Flüssigkristalltafel 9 dieselben Effekte wie die LCD-Vorrichtung 8 des siebten Vergleichsbeispiels.
Obwohl die Ausrichtungsschichten 403d und 403e durch Reiben behandelt wer den, kann jedes andere Behandlungsverfahren verwendet werden, solange der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle 404 in der Nähe der Ausrichtungsschicht 403e kleiner als derjenige der Flüssigkristallmoleküle 404 in der Nähe der Ausrichtungsschicht 403d sein kann. Zu anderen verwendbaren Behandlungsverfahren gehören Schrägaufdampfung und die Verwendung einer Chemikalie wie Chlorwasserstoff säure oder Natriumhydroxid.
Der Vorkippwinkel δ2 der Flüssigkristallmoleküle 404 in der Nähe der Ausrichtungsschicht 403e kann größer als der Vorkippwinkel δ1 der Flüssigkristallmoleküle 404 in der Nähe der Ausrichtungsschicht 403d sein. Der größere Vorkippwinkel kann zwischen 10º und 80º, einschließlich, eingestellt werden.
Die Ausrichtungsschichten können aus einem organischen Material wie Polyamid, Polystyrol, Polyamidimid, Epoxyacrylat, Spiranacrylat oder Polyurethan; einem anorganischen Material wie einem Oxid, einem organischen Silan, einem Metall oder einem Metalikomplex hergestellt werden. Um die Flüssigkristallmoleküle unter einem hohen Vorkippwinkel zu verkippen, kann die Ausrichtungsschicht z. B. mit einem Perfluornonanonsäure-Chrom-Komplex, anorganischem Silan DMOAP oder Lecithin beschichtet werden, oder sie kann einem Lösungsmittel wie einem Ammoniumsaiz CTAB oder Octadekylmalonsäure ausgesetzt werden. Um die Flüssigkristallmoleküle mit einem kleinen Vorkippwinkel zu verkippen, kann die Ausrichtungsschicht z. B. durch einen Brasilsäure-Chrom-Komplex, ein organisches Silan MAP oder Polyvinylalkohol auf getragen werden. Auch können die Ausrichtungsschichten einem Lösungsmittel wie Kohlendioxid oder Versamid 125 (hergestellt von General Mills Ltd.) ausgesetzt werden.
Dies ist bei LCD-Vorrichtungen mit einem Tastansteuersystem für schwarz und weiß oder LCD-Vorrichtungen mit einem Aktivmatrix-Ansteuersystem unter Verwendung von TFTs oder dergleichen als Schaltbauteilen oder einem Farbdisplay in Kombination mit einem Farbfilter anwendbar.
Gemäß dem siebten und achten Vergleichsbeispiel kann sich der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle in der zwischen einem Paar von Substraten eingebetteten Flüssigkristallschicht kontinuierlich ändern. Bei einer derartigen Struktur wird zufriedenstellendes Anzeigeverhalten unter allen Betrachtungsrichtungen erzielt. Da eine derartige Struktur einfach durch Verkippen der Flüssigkristallmoleküle in der Nähe der zwei Substrate unter verschiedenen Kippwinkeln realisiert wird, ist kein Ätzen oder Maskieren der Aus richtungsschichten erforderlich. Ein derartiges Verfahren ist dahingehend von Vorteil, dass die Ausrichtungsschichten frei von Verunreinigungen oder Beschädigungen sind.

Vergleichsbeispiel 9

Beim neunten bis elften Vergleichsbeispiel verfügt ein Pixel über mehrere Flüssigkristallbereiche mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen sowie ferner einen vertikalen Ausrichtungsbereich zwischen zwei benachbarten Flüssigkristallbereichen. Im vertikalen Ausrichtungsbereich sind die Flüssigkristallmoleküle vertikal zu den zwei Substraten ausgerichtet.
Die Fig. 28 ist eine Teilschnittansicht einer Flüssigkristalltafel 10 einer TN-LCD-Vorrichtung in einem NW-Modus gemäß dem neunten Vergleichsbeispiel. In der Fig. 28 wird die Flüssigkristalltafel 10 mit einer Spannung versorgt. Wie es in der Fig. 28 dargestellt ist, verfügt die Flüssigkristalltafel 10 über ein Paar Substrate 501 und 502, die einander gegenüberstehend angeordnet sind, und eine zwischen den Substraten 501 und 502 eingebettete Flüssigkristallschicht 503. Die Flüssigkristallschicht 503 enthält Flüssigkristallmoleküle 510. Die Flüssigkristallmoleküle 510 in den Bereichen mit Ausnahme des vertikalen Ausrichtungsbereichs sind unter einem Verdrillungswinkel von 90º in der Dickenrichtung der Flüssigkristallschicht 503 verdrillt.
Das Substrat (obere Substrat) 502 verfügt über einen Träger 507. Der Träger 507 verfügt über eine Gegenelektrode 508 und eine Ausrichtungsschicht 509 in dieser Reihenfolge auf im Wesentlichen der gesamten Oberfläche.
Das Substrat (unteres Substrat) 501 verfügt über einen Träger 504. Auf dem Träger 504 ist eine Vielzahl von Pixelelektroden 505 als Matrix angeordnet, und eine Ausrichtungsschicht 506 ist im Wesentlichen auf der gesamten Fläche des Trägers 504, die Pixelelektroden 505 bedeckend, vorhanden. Jede Pixelelektrode 505 sowie ein Gebiet der Gegenelektrode 508 und der Flüssigkristallschicht 503, die beide in Positionsbeziehung zur Pixelelektrode 505 stehen, sind innerhalb eines Pixels enthalten. Wenn eine Schwarzmaske mit einer Öffnung, die kleiner als die Pixelelektrode 505 ist, vorhanden ist, entspricht die Fläche der Öffnung der Pixelfläche.
Die Ausrichtungsschicht 506 verfügt in jedem einer Vielzahl von Pixel über drei Gebiete 506a, 506b und 506c in einer durch einen Pfeil W gekennzeich neten Richtung. Die Flüssigkristallschicht 503 verfügt auch über drei Bereiche A2, B2 und C2, die mit den Gebieten 506a, 506b bzw. 506c in Kontakt stehen. Die Flüssigkristallmoleküle 510 in den drei Gebieten 506a, 506b und 506c verfügen über verschiedene Ausrichtungsrichtungen. Genauer gesagt, sind die Flüssigkristallmoleküle 510e im Bereich A2 von oben links nach unten rechts verkippt (Fig. 28), und die Flüssigkristallmoleküle 510 im Bereich B2 sind von oben rechts nach unten links verkippt. Die Bezugs-Ausrichtungsrichtungen der Flüssigkristallmoleküle 510 in den Bereichen A1 und B2 sind um 180º versetzt. Die Flüssigkristallmolekül 510 im Bereich C2 zwischen den Bereichen A2 und B2 sind vertikal in Bezug auf die Substrate 501 und 502 ausgerichtet. Der Bereich C2 ist der vertikale Ausrichtungsbereich.
Die Fig. 29 veranschaulicht schematisch einen Lichtbestrahlungsschritt bei einem Verfahren zum Herstellen der Flüssigkristalltafel 10 gemäß dem neunten Vergleichsbeispiel.
Um die Flüssigkristalltafel 10 herzustellen, werden die Pixelelektroden 505 auf dem Träger 504 hergestellt, und auf der gesamten Oberfläche des Trägers 504 wird die Ausrichtungsschicht 506 zum Bedecken der Pixelelektroden 505 auf bekannte Weise hergestellt, um das Substrat 501 zu erzeugen. Bei diesem Beispiel wird die Ausrichtungsschicht 506 aus Polyimid hergestellt, bei dem es sich um ein organisches Polymer handelt.
Nach der Herstellung der Ausrichtungsschicht 506 wird ein jedem der Vielzahl von Pixeln entsprechendes Gebiet derselben auf beliebige Weise in die drei Gebiete 506a, 506b und 506c unterteilt. Die Gebiete 506a und 506b werden so behandelt, dass die jeweiligen Bereiche in der Flüssigkristallschicht verschiedene Bezugs-Ausrichtungsrichtungen aufweisen. Der Bereich C2 kann auf dieselbe Weise wie einer der Bereiche A2 oder B2 behandelt werden. Die Bereiche A2 und B2 können irgendein Verfahren behandelt werden, z. B. durch doppeltes Reiben oder durch Strukturieren der Ausrichtungsschicht.
Auf das Substrat 501 wird eine Lichtsperrgebiete 511a und Lichttransmissionsgebiete 511b, die jeweils zwischen zwei benachbarten Lichtsperrgebieten 511a eingebettet sind, enthaltende Maske 511 aufgebracht. Die Maske 511 wird positionsmäßig so eingestellt, dass das Lichttransmissionsgebiet 511b auf dem Gebiet 506c der Ausrichtungsschicht 506 positioniert wird.
Als Nächstes wird Licht 515 durch die Maske 511 auf die Ausrichtungsschicht 506 gestrahlt. Als Licht 515 kann UV-, sichtbares Licht oder Infrarotlicht verwendet werden. UV mit einer Wellenlänge von 400 nm oder weniger ist bevorzugt, um auf einfache Weise eine hohe Energie zu liefern, die dazu ausreicht, den Oberflächenzustand der Ausrichtungsschicht 506 zu ändern. UV mit einer derartigen Wellenlänge wird z. B. durch eine Hochdruck-Quecksilberdampflampe, eine Niederdruck-Quecksilberdampflampe oder eine Quecksilber-Xenon-Lampe emittiert. UV wird vorzugsweise mit einer Bestrahlungsdosis von 30 J/cm² oder mehr abgestrahlt. An Stelle von UV können sichtbares Licht und Infrarotlicht, ein Laserstrahl mit derselben Wellenlänge, ein Elektronenstrahl, ein Ionenstrahl oder Röntgenstrahlung verwendet werden.
Als Ergebnis der Lichteinstrahlung erhält das Gebiet 506c einen anderen Oberflächenzustand als die Gebiete 506a und 506b. So werden die Flüssigkristallmoleküle 510 im Bereich C2 in Kontakt mit dem Gebiet 506c vertikal ausgerichtet.
Als Nächstes wird das Substrat 501 mit dem auf bekannte Weise hergestellten Substrat 502 zusammengebaut, und in den Raum dazwischen wird ein Flüssigkristallmaterial eingefüllt, um die Flüssigkristallschicht 503 herzustellen. In der Flüssigkristallschicht 503 sind die Flüssigkristallmoleküle 510 im Bereich A2 in Kontakt mit dem Gebiet 506a von links oben nach rechts unten verkippt, im Bereich 82 in Kontakt mit dem Gebiet 506b sind sie von rechts oben nach links unten verkippt, und im Bereich C2 in Kontakt mit dem Gebiet 506c sind sie vertikal in Bezug auf die Substrate 501 und 502 ausgerichtet, wie es in der Fig. 28 dargestellt ist.
Auf Grund des vertikalen Ausrichtungsbereichs C2 ist die Entstehung einer Disklinationslinie zwischen den Bereichen A2 und B2 mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen verhindert.
Die Bestrahlung mit Licht kann in einem beliebigen Stadium nach dem Auftragen der Ausrichtungsschicht 506 ausgeführt werden, d. h. nach dem Vorhärten, nach dem Härten, nach dem Reiben oder nach dem nach dem Reiben ausgeführten Waschen des Substrats 501. Die Bestrahlung mit Licht kann vor oder nach der Ausrichtungsbehandlung zum Erzeugen mehrerer Bereiche mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen ausgeführt werden.
Als Maske 511 kann eine allgemein verwendete Fotomaske verwendet werden. Auf der Ausrichtungsschicht 506 kann ein Maskenmuster durch Fotolithografie hergestellt werden, wobei die Maske nach der Bestrahlung mit Licht entfernt wird. Alternativ kann Licht darauf nur auf ein vorgegebenes Gebiet bestrahlt werden, dass das Licht auf eine Größe konvergiert wird, die der Größe der Öffnung der Maske 511 entspricht oder kleiner ist, wozu eine Linse oder ein Laserstrahl verwendet wird.

Vergleichsbeispiel 10

Beim zehnten Vergleichsbeispiel wird zwischen den Bereichen A2 und B2 der vertikale Ausrichtungsbereich C2 dadurch hergestellt, dass an der Ausrichtungsschicht 506 eine Oberflächenbehandlung ausgeführt wird. Eine Flüssigkristalltafel 11 in einer LCD-Vorrichtung gemäß diesem Vergleichsbeispiel verfügt über dieselbe Struktur wie die Flüssigkristalltafel 10.
Gemäß der Fig. 30 wird die Flüssigkristalltafel 11 auf die folgende Weise hergestellt.
Auf bekannte Weise werden auf dem Träger 504 die Pixelelektroden 505 hergestellt, und auf der gesamten Oberfläche des Trägers 504 wird die Ausrichtungsschicht 506 so hergestellt, dass sie die Pixelelektroden 505 bedeckt, um das Substrat 501 herzustellen.
Als Nächstes wird ein Gebiet der Ausrichtungsschicht 506, das jedem einer Vielzahl von Pixeln entspricht, auf beliebige Weise in drei Gebiete 506a, 506b und 506c unterteilt. Die Gebiete 506a und 506b werden so behandelt, dass die jeweiligen Bereiche in der Flüssigkristallschicht über verschiedene Bezugs-Ausrichtungsrichtungen verfügen.
Auf der Ausrichtungsschicht 506 wird unter Verwendung von z. B. Fotolithografie ein die Gebiete 506a und 506b bedeckendes Resistmuster 517 hergestellt.
Danach wird die Oberfläche der Ausrichtungsschicht 506 in Kontakt mit einer alkalischen Lösung gebracht, um die Oberfläche im Gebiet 506c aufzurauhen. Als alkalische Lösung kann eine wässrige Lösung von 0,5% NaOH oder eine wässrige Lösung von 2,38% TMAH verwendet werden. Zur Oberflächenbehandlung kann eine saure Lösung, z. B. Salpetersäure, verwendet werden. Es können auch Ozon oder Ammoniakgas, die beide reaktionsfähig sind, verwendet werden.
Als Ergebnis der Oberflächenbehandlung unterscheidet sich der Oberflächenzustand des Gebiets 506c von demjenigen der Gebiete 506a und 506b. So werden die Flüssigkristallmoleküle im Bereich C2 in Kontakt mit dem Gebiet 506c vertikal in Bezug auf die Substrate 501 und 502 ausgerichtet, während die Flüssigkristallmoleküle in den Bereichen A2 und B2 in Kontakt mit den Gebieten 506a und 506b in Bezug auf die Substrate 501 und 502 verkippt sind.
Auf Grund des vertikalen Ausrichtungsbereichs C2 ist die Entstehung einer Disklinationslinie zwischen den Bereichen A2 und B2 mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen vermieden.

Vergleichsbeispiel 11

Bei einer Flüssigkristalltafel 512 gemäß dem elften Vergleichsbeispiel ist ein vertikaler Ausrichtungsbereich C2 dadurch vorhanden, dass zwischen den Bereichen A2 und B2 eine weitere Ausrichtungsschicht hergestellt wird. Die Flüssigkristalltafel 512 verfügt über denselben Aufbau wie die Flüssigkristalltafel 10.
Gemäß den Fig. 31A bis 31D wird die Flüssigkristalltafel 512 auf die folgende Weise hergestellt.
Auf bekannte Weise werden die Pixelelektroden 505 auf dem Träger 504 hergestellt, und auf der gesamten Fläche des Trägers 504 wird die Ausrichtungsschicht 506 so hergestellt, dass sie die Pixelelektroden 505 bedeckt, um das Substrat 501 herzustellen.
Als Nächstes wird ein Gebiet der Ausrichtungsschicht 506, das jedem einer Vielzahl von Pixeln entspricht, auf beliebige Weise in drei Gebiete 506a, 506b und 506c aufgeteilt. Die Gebiete 506a und 506b werden so behandelt, dass jeweilige Bereiche in der Flüssigkristallschicht verschiedene Bezugs- Ausrichtungsrichtungen auf weisen.
Wie es in der Fig. 31A dargestellt ist, wird auf der Ausrichtungsschicht 506 unter Verwendung von z. B. Fotolithografie ein die Gebiete 506a und 506b bedeckendes Resistmuster 517 hergestellt.
Als Nächstes wird, wie es in der Fig. 31B dargestellt ist, das nicht mit dem Resistmuster 517 bedeckte Gebiet 506c der Ausrichtungsschicht 506 ent fernt. Wie es in der Fig. 31C dargestellt ist, wird zwischen den Gebieten 506a und 506b eine Ausrichtungsschicht 518 hergestellt. Die Ausrichtungsschicht 518 wird so behandelt, dass die mit ihr in Kontakt stehenden Flüssigkristallmoleküle vertikal in Bezug auf die Substrate 501 und 502 ausgerichtet werden. Wie es in der Fig. 31D dargestellt ist, wird das Resistmuster 517 entfernt.
Als Ergebnis der Oberflächenbehandlung sind die mit dem Gebiet 518 in Kontakt stehenden Flüssigkristallmoleküle im Bereich C2 vertikal in Bezug auf die Substrate 501 und 502 ausgerichtet, während die mit den Gebieten 506a und 506b in Kontakt stehenden Flüssigkristallmoleküle in den Bereichen A2 und B2 in Bezug auf die Substrate 501 und 502 verkippt sind.
Auf Grund des vertikalen Ausrichtungsbereichs C2 ist die Entstehung einer Disklinationslinie zwischen den Bereichen A2 und B2 mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen vermieden.
Bei den Flüssigkristalltafeln 10, 11 und 512 gemäß dem neunten bis elften Vergleichsbeispiel sind die Flüssigkristallmoleküle im Bereich C2 unabhängig vom Anlegen eines elektrischen Felds vertikal ausgerichtet. Demgemäß zeigt der Bereich C2 selbst dann, wenn keine Spannung angelegt ist, ein schwarzes Bild. Daher wird das Öffnungsverhältnis durch die Oberfläche des Bereichs C2 verkleinert. Jedoch kann die Verkleinerung des Öffnungsverhältnisses dadurch auf ungefähr 5% beschränkt werden, dass der Bereich C2 so klein wie möglich gemacht wird, und in der Praxis ergibt sich kein Problem.
Die Ausrichtungsschicht 506 kann statt aus Polyimid z. B. aus einem organischen Polymer hergestellt werden, das hauptsächlich Polyamid, Polystyrol, Polyamidimid, Epoxyacrylat, Spiranacrylat oder Polyurethan enthält. Es kann auch ein anorganisches Material verwendet werden, das hauptsächlich Siliciumnitrid, Siliciumoxid, Magnesiumfluorid, Gold oder dergleichen enthält, in welchem Fall zur Bestrahlung ein Strahl erforderlich ist, der viel Energie liefert, wie ein UV-Laserstrahl oder ein Elektronenstrahl.
Beim neunten bis elften Vergleichsbeispiel wird eine der Ausrichtungsschichten so behandelt, dass in der Flüssigkristallschicht ein vertikaler Ausrichtungsbereich erzeugt wird. Es können beide Ausrichtungsschichten behandelt werden. Es kann die Ausrichtungsschicht 509 an Stelle der Ausrichtungsschicht 506 behandelt werden. Bei einem alternativen Verfahren wird eine der Ausrichtungsschichten so behandelt, dass Bereiche A2 und B2 erzeugt werden, und die andere Ausrichtungsschicht wird so behandelt, dass der Bereich C2 erzeugt wird.
Die Flüssigkristalltafeln 10 bis 12 arbeiten in einem TN-Modus, in dem die Flüssigkristallschicht einen Verdrillungswinkel von 90º aufweist. Ein derartiger Modus ist für Flüssigkristalltafeln in einem NW-Modus geeignet, in dem ein weißer Zustand erhalten wird, wenn kein Spannung angelegt wird. Die Erfindung ist auch bei LCD-Vorrichtungen gemäß irgendeinem anderen Modus an Stelle des TN-Modus anwendbar.
Ein Pixel kann über drei Bereiche mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen zusätzlich zum vertikalen Ausrichtungsbereich verfügen. Auch in diesem Fall ist die Entstehung einer Disklinationslinie dadurch verhindert, dass zwischen zwei benachbarten Bereichen mit verschiedenen Bezugs-Ausrichtungsrichtungen ein vertikaler Ausrichtungsbereich vorhanden ist. Die Bezugs-Ausrichtungsrichtung jedes Bereichs kann beliebig eingestellt werden. Der vertikale Ausrichtungsbereich kann in einer der Ausrichtungsschichten oder beiden vorhanden sein. Wenn das vertikale Ausrichtungsgebiet in beiden Ausrichtungsschichten vorhanden ist, können die zwei vertikalen Ausrichtungsgebiete dieselbe oder verschiedene Oberflächen auf weisen.
Die Bestrahlung mit Licht sorgt für verschiedene Gebiete der Ausrichtungsschicht mit verschiedenen Oberflächenzuständen, und eine Disklinationslinie wird gemäß dem folgenden Prinzip beseitigt.
Wenn durch das Licht hohe Energie bereitgestellt wird, ändert sich die Struktur des den Ausrichtungsfilm bildenden Polymers; d. h., dass ein Aufbrechen schwacher Bindungen oder die Entstehung neuer Bindungen erfolgt. Durch Bestrahlung mit Licht treten derartige Änderungen nacheinander auf, wodurch die Oberfläche der Ausrichtungsschicht aufgerauht wird. Wenn die Oberfläche ausreichend aufgerauht ist, werden die mit einer derartigen Fläche in Kontakt stehenden Flüssigkristallmoleküle vertikal ausgerichtet.
In einem derartigen Zustand wird, wie es in der Fig. 28 dargestellt ist, die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle 510 durch Anlegen einer Spannung aufgerichtet, und die Ausrichtungsrichtung im vertikalen Ausrichtungsbereich zeigt eine kontinuierliche, gleichmäßige Änderung. So wird im schwarzen Zustand in einer LCD-Vorrichtung im NW-Modus keine Disklinationslinie erzeugt. Da keine Disklinationslinie erzeugt wird, leckt kein Licht aus.
Das vertikale Ausrichtungsgebiet kann durch Oberflächenbehandlung eines ausgewählten Gebiets der Ausrichtungsschicht oder durch Herstellen einer ausgewählten Ausrichtungsschicht ausgebildet werden. Im ersteren Fall wird das ausgewählte Gebiet der Oberfläche der Ausrichtungsschicht auf dieselbe Weise wie durch Bestrahlung mit Licht aufgerauht. Im letzteren Fall wird auf einem ausgewählten Gebiet eine Ausrichtungsschicht mit der Eigenschaft zum vertikalen Ausrichten von Flüssigkristallmolekülen hergestellt.
Die Erfindung ist bei jeder Art einer LCD-Vorrichtung mit mehreren Bezugs- Ausrichtungsrichtungen in einem Pixel anwendbar.
Bei einer LCD-Vorrichtung gemäß dem neunten bis elften Vergleichsbeispiel sind der Kontrast und das Betrachtungswinkelverhalten verbessert, da Streuung von Licht durch eine Disklinationslinie verhindert ist. Insbesondere dann, wenn ein vertikaler Ausrichtungsbereich einfach durch Bestrahlen mit Licht durch eine Maske hindurch erzeugt wird, kann eine derartige LCD-Vorrichtung leicht und billiger hergestellt werden.

Vergleichsbeispiel 12

Beim zwölften bis fünfzehnten Vergleichsbeispiel ist eine Ausrichtungsschicht mit der Eigenschaft des Ausrichtens von Flüssigkristallmolekülen in horizontaler Richtung in Bezug auf Substrate jeweils mit einem vertikalen Ausrichtungsgebiet zum vertikalen Ausrichten der Flüssigkristallmoleküle an einer beliebigen Position vorhanden. Die Flüssigkristallmoleküle in einem vertikalen Ausrichtungsbereich einer Flüssigkristallschicht, entsprechend dem vertikalen Ausrichtungsgebiet, sind vertikal ausgerichtet. Auf Grund der von Natur aus vorhandenen Kontinuität von Flüssigkristallmolekülen zeigen auch die Flüssigkristallmoleküle in einem benachbarten Bereich die Tendenz einer vertikalen Ausrichtung. Demgemäß sind, wenn das vertikale Ausrichtungsgebiet punktförmig ist, die Flüssigkristallmoleküle um dieses punktförmige vertikale Ausrichtungsgebiet herum radial oder konzentrisch (tangential) ausgerichtet; wenn das vertikale Ausrichtungsgebiet die Form einer geraden Linie hat, sind die Flüssigkristallmoleküle in zwei Richtungen ausgerichtet, die das vertikale Ausrichtungsgebiet schneiden. Wenn das vertikale Ausrichtungsgebiet eine gerade Linie mit einem Biegepunkt oder eine gekrümmte Linie ist, können die Flüssigkristallmoleküle in verschiedenen Richtungen ausgerichtet werden, wie im Fall des punktförmigen vertikalen Ausrichtungsgebiets. Die Verankerungsstärke des vertikalen Ausrich tungsgebiets reicht bis in den Bereich einiger zehn Mikrometer. Entsprechend der Größe des Anzeigegebiets wird ein einzelnes derartiges vertikales Ausrichtungsgebiet oder mehrere erzeugt, um zufriedenstellendes Betrachtungswinkelverhalten im gesamten Anzeigegebiet zu erzielen. Der vertikale Ausrichtungsbereich sorgt immer für eine schwarze Anzeige und verringert so das Öffnungsverhältnis. Demgemäß belegt das vertikale Ausrichtungsgebiet vorzugsweise 50% oder weniger des gesamten Anzeigegebiets. Eine Verringerung des Öffnungsverhältnisses wird dadurch im Wesentlichen vollständig vermieden, dass das vertikale Ausrichtungsgebiet in Überlagerung mit einer Schwarzmaske hergestellt wird.
Die Fig. 32A ist eine vergrößerte Draufsicht eines Pixels 521 einer LCD- Vorrichtung 513 gemäß dem zwölften Vergleichsbeispiel. Die Fig. 32C ist eine Schnittansicht der LCD-Vorrichtung 513.
Wie es in der Fig. 32A dargestellt ist, wird ein vertikales Ausrichtungsgebiet 522 entsprechend dem Zentrum des Pixels 521 hergestellt, und Flüssigkristallmoleküle 523 in der Nähe des vertikalen Ausrichtungsgebiets 522 werden radial um dieses herum ausgerichtet. Wenn an die LCD-Vorrichtung 513 eine Spannung angelegt wird, werden die Flüssigkristallmoleküle 523 von einem Ende derselben her, das näher am vertikalen Ausrichtungsgebiet 522 liegt, aufgerichtet, wie es in der Fig. 32C dargestellt ist.
Wie es ebenfalls in der Fig. 32C dargestellt ist, wird das vertikale Ausrichtungsgebiet 522 in einer Ausrichtungsschicht 525 auf einem oberen Substrat hergestellt, und die Flüssigkristallmoleküle 523 in einem zentralen Gebiet in der Dickenrichtung der LCD-Vorrichtung 513 werden vertikale ausgerichtet.
Wenn die Flüssigkristallmoleküle 523 ein chirales Dotiermittel enthalten, zeigen sie die Tendenz, konzentrisch ausgerichtet zu werden, wie es in der Fig. 32B dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 33 wird nun ein Verfahren zum Herstellen einer LCD-Vorrichtung 13' gemäß diesem Beispiel beschrieben. Die Fig. 33 ist eine Schnittansicht der LCD-Vorrichtung 13'.
Auf bekannte Weise werden auf einem unteren Substrat 531 Pixelabschnitte 532 und 533 hergestellt. Dann wird auf der gesamten Fläche des Substrats 531 eine Ausrichtungsschicht 534 hergestellt, die die Pixelabschnitte 532 und 533 bedeckt. Für die Ausrichtungsschicht 534 wird Polyimid, das ein Polymer ist, verwendet. Die Ausrichtungsschicht 534 verfügt über die Eigenschaft, Flüssigkristallmoleküle horizontal auszurichten. Auf das Substrat 531 wird eine Maske 535 mit Lichtsperrgebieten 535a und Lichttransmissionsgebieten 535b auf solche Weise aufgebracht, dass sich die Lichttransmissionsgebiete 535b in Positionsentsprechung mit einem zentralen Gebiet jedes der Pixelabschnitte 532 und 533 befinden. Licht 536 wird durch die Maske 535 auf die Ausrichtungsschicht 534 gestrahlt, um dadurch die Oberfläche von Gebieten der Ausrichtungsschicht 534 aufzurauhen, die den zentralen Gebieten der Pixelabschnitte 532 und 533 entsprechen. Derartige Gebiete mit aufgerauhter Oberfläche wirken als vertikale Ausrichtungsgebiete. Nach dem Bestrahlen mit Licht wird das Substrat 531 mit einem oberen Substrat (nicht dargestellt) zusammengebaut, wobei dazwischen Flüssigkristallmoleküle eingebettet sind. Die Ausrichtungsschicht 534 wird nicht durch Reiben oder dergleichen behandelt. Die Erfindung ist bei jeder Struktur anwendbar, wie sie aktuell für LCD-Vorrichtungen verwendet wird.
Das Einstrahlen von Licht kann in jedem Stadium der Herstellung nach dem Auftragen der Ausrichtungsschicht 534 ausgeführt werden, z. B. unmittelbar nach dem Auftragen derselben, nach dem Vorhärten oder nach dem Härten.
Bei diesem Verfahren ist das durch Lichteinstrahlung unter Verwendung der Maske 535 erzielte vertikale Ausrichtungsgebiet ein Kreis mit einem Durchmesser von 10 um, der 3% der gesamten Fläche jedes Pixels belegt. Als Maske 535 kann eine übliche Fotomaske verwendet werden. Als Licht 536 kann UV, sichtbares Licht, Infrarotlicht, ein Laserstrahl mit vorgegebener Wellenlänge, die für das Material der Ausrichtungsschicht 534 geeignet ist, ein Elektronenstrahl, ein Ionenstrahl oder Röntgenstrahlung verwendet werden. UV mit einer Wellenlänge von 400 nm oder weniger ist bevorzugt, um auf einfache Weise eine hohe Energie zu erzielen, die dazu ausreicht, die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle zu ändern. UV mit einer derartigen Wellenlänge wird leicht von einer Hochdruck-Quecksilberdampflampe, einer Niederdruck-Quecksilberdampflampe, einer Quecksilber-Xenon-Lampe oder dergleichen emittiert. Die UV-Bestrahlung wird mit einer Belichtungsdosis von 30 J/cm² oder mehr ausgeführt.
Der Einfluss des vertikalen Ausrichtungsgebiets wird im Bereich von ungefähr 50 um um es herum beobachtet. Die bei einer derartigen LCD-Vorrichtung (z. B. der LCD-Vorrichtung 13') erhaltene V-T-Kurve ist dergestalt, wie sie durch die Kurve T3 in der Fig. 35 dargestellt ist.
Der Bereich von Betrachtungswinkeln, unter dem eine zufriedenstellende Anzeige erzielt wird, ist bei einer LCD-Vorrichtung wie der LCD-Vorrichtung 13' mit vertikalen Ausrichtungsgebiet größer. Das Prinzip, gemäß dem der Bereich von Betrachtungswinkeln vergrößert wird, wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 34A und 34B beschrieben. Die Fig. 34A ist eine Schnittansicht eines Pixels einer TN-LCD-Vorrichtung 13', und die Fig. 34B ist eine Draufsicht des Pixels.
Wie es in der Fig. 34A dargestellt ist, verfügt die TN-LCD-Vorrichtung 13" über ein Paar transparenter Substrate 443 und 444, die einander zugewandt positioniert sind, während sie zwischen sich Flüssigkristallmoleküle 548 einbetten. Die transparenten Substrate 543 und 544 verfügen auf ihren einander zugewandten Flächen über Ausrichtungsschichten 545 bzw. 546, und sie verfügen an ihren Außenseiten auch über Polarisationsplatten 541 bzw. 542. Die Polarisationsachsen der Polarisationsplatten 541 und 542 verlaufen rechtwinklig zueinander. So arbeitet die TN-LCD-Vorrichtung 13" im NW-Modus. Die Ausrichtungsschicht 545 und 546 verfügen über die Eigenschaft, die Flüssigkristallmoleküle 548 horizontal in Bezug auf die Substrate 543 und 544 auszurichten. Die Ausrichtungsschicht 545 wird nicht durch Reiben oder dergleichen behandelt, jedoch wird für ein vorgegebenes Gebiet der Ausrichtungsschicht 545 UV-Bestrahlung mit vorgegebener Belichtungsmenge ausgeführt, um dadurch ein vertikales Ausrichtungsgebiet 547 herzustellen. Dieses vertikale Ausrichtungsgebiet 547 hat die Funktion des vertikalen Ausrichtens der Flüssigkristallmoleküle 548 in Bezug auf die Substrate 543 und 544. Demgemäß werden die dem vertikalen Ausrichtungsgebiet 547 entsprechenden Flüssigkristallmoleküle 548 zwischen den Substraten 543 und 544 vertikal ausgerichtet. Die Flüssigkristallmoleküle 548a in der Nähe der vertikal ausgerichteten Flüssigkristallmoleküle 548 werden durch den Einfluss der vertikalen Ausrichtung verkippt. Im Ergebnis werden, wie es in der Fig. 34B dargestellt ist, die Flüssigkristallmolekül 548a radial um das vertikale Ausrichtungsgebiet 547 herum mit verschiedenen Kippwinkeln ausgerichtet. In der Fig. 34B kennzeichnet die Bezugszahl 449 die Position des Betrachters. Die LCD-Vorrichtung gemäß diesem Vergleichsbeispiel zeigt dem Betrachter unter jeder der Positionen hervorragendes Anzeigevermögen.
Wie oben beschrieben, verfügt die LCD-Vorrichtung gemäß diesem Vergleichsbeispiel über die V-T-Kurve T3 in der Fig. 35. Eine herkömmliche TN-LCD- Vorrichtung mit nur einer Bezugs-Ausrichtungsrichtung zeigt in der positiven Betrachtungsrichtung eine V-T-Kurve, wie sie durch die Kurve T2 in der Fig. 35 dargestellt ist, d. h., dass bei einer bestimmten Spannung ein Umkehreffekt auftritt. In der negativen Betrachtungsrichtung tritt, wie es durch eine Kurve T1 dargestellt ist, keine Umkehrung auf, jedoch ist der Kontrast drastisch verringert. Bei der LCD-Vorrichtung 13" sind die Flüssigkristallmoleküle 548a in der Nähe des vertikalen Ausrichtungsgebiets 547 radial ausgerichtet. Bei einer derartigen Struktur ist eine Betrachtungsrichtung positiv in Bezug auf die Flüssigkristallmoleküle, die in einer Bezugs-Ausrichtungsrichtung ausgerichtet sind, jedoch negativ in Bezug auf die Flüssigkristallmoleküle, die in der entgegengesetzten Bezugs-Ausrichtungsrichtung ausgerichtet sind. Die LCD-Vorrichtung 13" verfügt über eine V-T-Charakteristik, in der verschiedene, durch Kurven T1 und T2 gekennzeichnete Charakteristiken gemischt sind. Im Ergebnis der Überlagerung der Kurven T1 und T2 kann eine zufriedenstellende V-T-Kurve T3 erzielt werden.
Die Fig. 34C ist eine Schnittansicht eines Pixels einer im Gast-Wirt(nachfolgend als "G-H" bezeichnet)-Modus arbeitenden LCD-Vorrichtung. Die im G- H-Modus arbeitende LCD-Vorrichtung enthält Moleküle eines dichroitischen Farbstoffs 550 (G-H-Farbstoff) in einer zwischen zwei Substraten eingebetteten Flüssigkristallschicht. Auf Grund des G-H-Farbstoffs kann eine Anzeige ohne Polarisationsplatten 541 und 542 ausgeführt werden. Da die Moleküle des G-H-Farbstoffs und die Flüssigkristallmoleküle bei der radial um das vertikale Ausrichtungsgebiet herum ausgerichtet sind, kann zufriedenstellendes Betrachtungswinkelverhalten erzielt werden.
Bei diesem Beispiel sind die Lichttransmissionsgebiete 535b der Maske 535 Kreise. Die Form der Lichttransmissionsgebiete 535b kann elliptisch, dreieckig, quadratisch oder rechtwinklig sein, oder sie kann über Vorsprünge verfügen, wie bei einer Sternform. Die vertikalen Ausrichtungsgebiete haben dieselbe Form wie die Lichttransmissionsgebiete 535b.
Das vertikale Ausrichtungsgebiet verfügt vorzugsweise über einen Durchmesser von 20 pro oder weniger (bei diesem Beispiel 10 um; es belegt 3% der Gesamtoberfläche des Pixels), jedoch wird zufriedenstellendes Verhalten erzielt, wenn die Oberfläche des vertikalen Ausrichtungsgebiets 50% oder weniger der gesamten Oberfläche des Pixels beträgt. Wenn die Oberfläche des vertikalen Ausrichtungsgebiets 50% überschreitet, wird es im NW-Modus als schwarzer Punkt erkannt.
Die Maske 535 kann unter Verwendung von Fotolithografie als Maskenmuster auf der Ausrichtungsschicht 534 hergestellt werden und nach Bestrahlung mit Licht entfernt werden. Anstatt eine Fotomaske oder ein Maskenmuster zu verwenden, kann umgesetztes Licht eingestrahlt werden.
Die Ausrichtungsschichten können z. B. aus Siliciumnitrid, Siliciumoxid, Magnesiumfluorid oder einem anorganischen Material hergestellt werden, das hauptsächlich Gold oder dergleichen enthält. In diesem Fall wird vorzugsweise ein UV-Laser, ein Elektronenstrahl oder eine andere Lichtquelle verwendet, die Strahlung hoher Energie liefert.
Bei diesem Beispiel wird ein vertikales Ausrichtungsgebiet in einer der zwei Ausrichtungsschichten hergestellt. Wenn beide Ausrichtungsschichten jeweils mit einem vertikalen Ausrichtungsgebiet versehen sind, kann eine höhere Verankerungsstärke erzielt werden.

Vergleichsbeispiel 13

Die Fig. 36 ist eine Draufsicht eines Pixels 551 einer LCD-Vorrichtung 14 gemäß dem dreizehnten Vergleichsbeispiel.
Wie es in der Fig. 36 dargestellt ist, sind in einem Pixel 551 mehrere vertikale Ausrichtungsgebiete vorhanden. Eine derartige Struktur wird dann verwendet, wenn das Pixel 551 zu groß ist, als dass seine Ausrichtung durch ein einzelnes vertikales Ausrichtungsgebiet kontrolliert werden könnte. Die vertikalen Ausrichtungsgebiete 552 können mit beliebiger Anzahl und beliebiger Form vorhanden sein. Bei diesem Beispiel sind die vertikalen Ausrichtungsgebiete 552, von denen jedes ein Quadrat mit Seitenlänge von 10 um ist, mit einer Schrittweite von 70 um in einer Matrix angeordnet. Die vertikalen Ausrichtungsgebiete 552 belegen 2% der gesamten Oberfläche des Pixels 551. (In der Fig. 36 sind die vertikalen Ausrichtungsgebiete 552 der Einfachheit der Erläuterung halber größer dargestellt.) Mit Ausnahme des oben angegebenen Punkts weist die LCD-Vorrichtung 14 im Wesentlichen dieselbe Struktur wie die in der Fig. 34A dargestellte LCD-Vorrichtung 13" auf.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 37 wird nun ein Verfahren zum Herstellen der LCD-Vorrichtung 14 beschrieben.
Wie es in der Fig. 37 dargestellt ist, wird auf einem aus Glas bestehenden Substrat 561 eine Ausrichtungsschicht 562 hergestellt. In einem anschließenden Stadium wird auf der Ausrichtungsschicht 562 unter Verwendung von Fotolithografie ein Resistmuster 563 hergestellt. Das Resistmuster 563 wird so hergestellt, dass es die gesamte Oberfläche der Ausrichtungsschicht 562 mit Ausnahme von Gebieten bedeckt, in denen die vertikalen Ausrichtungsgebiete 552 herzustellen sind. Als Nächstes wird die Ausrichtungsschicht 562 in der durch einen Pfeil 564 in der Fig. 37 dargestellten Richtung einer alkalischen Lösung ausgesetzt, um dadurch die Oberfläche der nicht mit dem Resistmuster 563 bedeckten Gebiete aufzurauhen. Als alkalische Lösung kann eine wässrige Lösung von 0,5% NaOH, eine wässrige Lösung von 2,38% TMAH oder dergleichen verwendet werden. An Stelle einer alkalischen Lösung kann eine saure Lösung wie Salpetersäure verwendet werden. Es können Ozon oder Ammoniakgas, die beide reaktionsfähige Gase sind, verwendet werden.

Vergleichsbeispiel 14

Die Fig. 38 ist eine Draufsicht eines Pixels 571 einer LCD-Vorrichtung 15 gemäß dem vierzehnten Vergleichsbeispiel.
Wie es in der Fig. 38 dargestellt ist, sind wellenförmige vertikale Ausrichtungsgebiete 572 streifenförmig im Pixel 571 vorhanden. Die wellenförmigen vertikalen Ausrichtungsgebiete 572 verfügen über eine Breite von 5 um, und sie belegen ungefähr 15% der gesamten Oberfläche des Pixels 571. Obwohl es nicht dargestellt ist, sind die Flüssigkristallmoleküle unmittelbar unter den vertikalen Ausrichtungsgebieten 572 vertikal zu den zwei Substraten (nicht dargestellt I) ausgerichtet. Die Flüssigkristallmoleküle 573 angrenzend an die Flüssigkristallmolekül unmittelbar unter den vertikalen Ausrichtungsgebieten 572 werden durch den Einfluss der vertikalen Ausrichtung verkippt. Demgemäß werden die Flüssigkristallmoleküle 573 entlang den wellenförmigen vertikalen Ausrichtungsgebieten 572 unter verschiedenen Winkeln verkippt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 39A bis 39D wird nun ein Verfahren zum Herstellen der LCD-Vorrichtung 15 mit den wellenförmigen vertikalen Ausrichtungsgebieten 572 beschrieben.
Wie es in der Fig. 39A dargestellt ist, wird eine Ausrichtungsschicht 574 mit der Eigenschaft des vertikalen Ausrichtens von Flüssigkristallmolekülen auf einem Substrat (nicht dargestellt) mit einem bekannten Prozess hergestellt. In irgendeinem Stadium nach dem Auftragen der Ausrichtungsschicht 574 wird auf dieser ein Resistmuster 575 hergestellt. Das Resistmuster 575 wird so hergestellt, dass es die gesamte Oberfläche der Ausrichtungsschicht 574 mit Ausnahme derjenigen Gebiete bedeckt, in denen die vertikalen Ausrichtungsgebiete 572 herzustellen sind. Als Nächstes werden, wie es in der Fig. 39B dargestellt ist, diejenigen Gebiete der Ausrichtungsschicht 574, die nicht durch das Resistmuster 575 bedeckt sind, entfernt. Wie es in der Fig. 39C dargestellt ist, wird auf einer Fläche des Substrats eine das Resistmuster 575 bedeckende weitere Ausrichtungsschicht 576 hergestellt. Die Ausrichtungsschicht 576 verfügt über die Eigenschaft, Flüssigkristallmoleküle vertikale auszurichten. Wie es in der Fig. 39D dargestellt, wird das Resistmuster 575 entfernt. Auf diese Weise werden in der Ausrichtungsschicht die vertikalen Ausrichtungsgebiete 572 erzeugt (in der Fig. 39D ist nur ein Gebiet dargestellt). Es ist ein herkömmlicherweise erforderlicher Schritt des Reibens der Ausrichtungsschicht beseitigt. Mit Ausnahme des oben beschriebenen Punkts verfügt die LCD-Vorrichtung 15 über im Wesentlichen dieselbe Struktur wie die LCD-Vorrichtung 13".
Die in Streifen vorhandenen vertikalen Ausrichtungsgebiete 572 können gekrümmt, gerade, zickzackförmig oder eine Reihe inselförmiger Gebiete verschiedener Formen sein. Es können einige oder alle dieser Formen kombiniert werden. Derartige vertikale Ausrichtungsgebiete können mit beliebiger Anzahl entsprechend der Oberfläche des Pixels hergestellt werden. Wenn das Pixel ausreichend klein ist, können zufriedenstellende Effekte dadurch erzielt werden, dass nur ein derartiges vertikales Ausrichtungsgebiet im Zentrum des Pixels hergestellt wird.

Vergleichsbeispiel 15

Die Fig. 40A bis 40C zeigen Beispiele für die Draufsicht eines Pixels 581 in einer LCD-Vorrichtung 16 gemäß dem fünfzehnten Vergleichsbeispiel.
In der Fig. 40A sind vertikale Ausrichtungsgebiete 582 jeweils mit der Form einer geraden Linie in Streifen im Pixel 581 vorhanden. Die vertikalen Lichttransmissionen 582, von denen jedes über eine Breite von 10 um verfügt, belegen ungefähr 20% der gesamten Oberfläche des Pixels 581. Flüssigkristallmoleküle 583, die einem horizontalen Ausrichtungsgebiet der Ausrichtungsschicht entsprechen, sich jedoch in der Nähe der vertikalen Ausrichtungsgebiete 582 befinden, werden rechtwinklig zur Längsrichtung der vertikalen Ausrichtungsgebiete 582 ausgerichtet. Demgemäß sind Flüssigkristallmoleküle 583a und 583b zwischen zwei benachbarten vertikalen Ausrichtungsgebieten 582 im Zustand des Einfügens einer Grenze H in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet. Die Ausrichtungsschicht kann durch Reiben behandelt werden.
Es können mehrere gerade vertikale Ausrichtungsgebiete kombiniert werden, wie es durch Bezugszahlen 584 und 585 in den Fig. 40B und 40C angezeigt ist. Auch bei diesem Strukturen kann in allen Richtungen zufriedenstellendes Betrachtungswinkelverhalten erzielt werden. Wenn die Längsseiten und die Querseiten des Pixels 581 beide einige zehn Mikrometer lang sind, kann sich das Muster des vertikalen Ausrichtungsgebiets 585 in der Fig. 40C so erstrecken, dass es in Überlagerung mit einer Schwarzmaske vorliegt. In diesem Fall kann das Betrachtungswinkelverhalten im gesamten Anzeigegebiet verbessert werden, ohne dass eine Verringerung des Öffnungsverhältnisses möglich wäre.
Die vertikalen Ausrichtungsgebiete 582, 583 und 584 können alle durch Bestrahlen mit Licht unter Verwendung einer Fotomaske hergestellt werden. Bei einem alternativen Verfahren wird als Erstes eine Ausrichtungsschicht mit der Eigenschaft des vertikalen Ausrichtens von Flüssigkristallmolekülen hergestellt, und Licht wird mit geeigneter Menge auf eine Fläche der Ausrichtungsschicht mit Ausnahme solcher Gebiete aufgestrahlt, wo die vertikalen Ausrichtungsgebiete herzustellen sind, um dadurch ein horizontales Ausrichtungsgebiet zu erzeugen, in dem der Vorkippwinkel verringert ist. Die Einstrahlung des Bestrahlungslichts hängt vom Typ der Ausrichtungsschicht ab, jedoch sind im Fall von UV-Strahlung mindestens ungefähr 10 bis 30 J/cm² erforderlich. Eine derartige Strahlungsdosis sorgt für einen Vorkippwinkel von 10º oder weniger.
Gemäß der Fig. 41 verfügen ein vertikales Ausrichtungsgebiet 493 in einer Ausrichtungsschicht 591 auf einem oberen Substrat und ein vertikales Ausrichtungsgebiet 594 in einer Ausrichtungsschicht 592 auf einem unteren Substrat über verschiedene Oberflächen. Alternativ können die vertikalen Ausrichtungsgebiete 593 und 594 um mehrere Mikrometer gegeneinander versetzt sein. Auch bei derartigen Strukturen ist die Verankerungsfestigkeit der Ausrichtungsschicht verbessert.
Beim zwölften bis fünfzehnten Vergleichsbeispiel wird die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle durch einen Unterschied der Oberflächenrauhigkeiten in verschiedenen Gebieten einer Ausrichtungsschicht geändert. Genauer gesagt, werden durch Aufrauhen der Oberfläche eines Gebiets einer Ausrichtungsschicht mit der Eigenschaft der horizontalen Ausrichtens von Flüssigkristallmolekülen die Flüssigkristallmoleküle, die dem aufgerauhten Gebiet (522 in der Fig. 22C) entsprechen, vertikal in Bezug auf die Substrate ausgerichtet. Dank der von Natur aus vorhandenen Kontinuität von Flüssigkristallmolekülen zeigen die Flüssigkristallmoleküle in Kontakt mit den vertikal ausgerichteten Flüssigkristallmolekülen ebenfalls die Tendenz, vertikal ausgerichtet zu werden. Demgemäß werden dann, wenn das vertikale Ausrichtungsgebiet punktförmig, quadratisch oder sternförmig ist, die Flüssigkristallmoleküle in dessen Nähe radial (Fig. 32A) oder konzentrisch (Fig. 32B) um das punktförmige vertikale Ausrichtungsgebiet herum ausgerichtet. Wenn das vertikale Ausrichtungsgebiet die Form einer geraden Linie aufweist, werden die Flüssigkristallmoleküle in dessen Nähe in zwei Richtungen ausgerichtet, wobei das vertikale Ausrichtungsgebiet eingefügt ist (Fig. 40A). Wenn das vertikale Ausrichtungsgebiet eine gerade Linie mit einem Knickpunkt oder eine gekrümmte, sich windende Linie ist, können die Flüssigkristallmoleküle in verschiedenen Richtungen ausgerichtet werden (Fig. 38), wie im Fall des punktförmigen vertikalen Ausrichtungsgebiets. Die Verankerungsfestigkeit des vertikalen Ausrichtungsgebiets reicht bis in den Bereich einiger zehn Mikrometer. Entsprechend der Größe des Anzeigegebiets werden ein einzelnes oder mehrere derartiger vertikaler Ausrichtungsgebiete hergestellt, um zufriedenstellendes Betrachtungswinkelverhalten über das gesamte Anzeigegebiet zu erzielen. Der vertikale Ausrichtungsbereich sorgt immer für eine schwarze Anzeige und verringert so das Öffnungsverhältnis. Demgemäß belegt das vertikale Ausrichtungsgebiet vorzugsweise 50% oder weniger des gesamten Anzeigegebiets.
Es kann auch eine Ausrichtungsschicht mit der Eigenschaft, Flüssigkristallmoleküle vertikal auszurichten, verwendet werden. In diesem Fall wird ein Gebiet mit Ausnahme eines solchen, in dem ein vertikales Ausrichtungsgebiet ausgebildet wird, durch geeignete Oberflächenbehandlung aufgerauht. Auf diese Weise verfügen die Flüssigkristallmoleküle, die einem derartig behandelten Gebiet entsprechen, über einen kleinen Vorkippwinkel, um horizontal ausgerichtet zu werden.
Beim zwölften bis fünfzehnten Vergleichsbeispiel können Flüssigkristallbereiche mit verschiedenen Ausrichtungsrichtungen in einem Pixel einfach dadurch hergestellt werden, dass ein Teil der Flüssigkristallmoleküle vertikal ausgerichtet werden kann. Genauer gesagt, kann alleine dadurch, dass ein Teil der Flüssigkristallmoleküle mit in den Fig. 32A, 36, 38, 40B und 40C dargestellten Formen vertikal ausgerichtet werden kann, eine LCD-Vorrichtung mit gleichmäßigem Betrachtungsverhalten in allen Richtungen erzielt werden. Wenn beim Herstellen der LCD-Vorrichtung kein Ätzvorgang oder dergleichen verwendet wird, ist eine Verunreinigung der Ausrichtungsschicht vermieden, was zu einer Verbesserung der Anzeigequalität beiträgt. Ferner kann aus dem Herstellprozess eine Behandlung wie ein Reibevorgang weggelassen werden. Die Flüssigkristallmoleküle werden dadurch vertikal ausgerichtet, dass in einem vorgegebenen Gebiet der Ausrichtungsschicht ein vertikales Ausrichtungsgebiet hergestellt wird oder die Oberfläche des vorgegebenen Gebiets der Ausrichtungsschicht durch Bestrahlen mit Licht aufgerauht wird. Das Verfahren des Einstrahlens von Licht z. B. durch eine Fotomaske ist gegenüber einem herkömmlichen Verfahren zum Verbessern des Betrachtungswinkelverhaltens dahingehend von Vorteil, dass der Prozess innerhalb einer kurzen Zeitperiode abgeschlossen wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 42 wird nun beschrieben, wie sich der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle in der Nähe der Ausrichtungsschicht durch Bestrahlen mit Licht (in diesem Fall UV) ändert. Die Fig. 42 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen des Vorkippwinkels als Funktion des Aufstrahlens von UV-Strahlung auf eine Ausrichtungsschicht aus Polyimid mit der Eigenschaft des horizontalen Ausrichtens von Flüssigkristallmolekülen.
Wenn z. B. eine einen Vorkippwinkel von dem Grad liefernde Ausrichtungsschicht UV-Bestrahlung ausgesetzt wird, nimmt der Vorkippwinkel einfach ab, bis die Belichtungsdosis ungefähr 10 J/cm² beträgt. Wenn die Belichtungsdosis 10 J/cm² überschreitet, erlangt der Vorkippwinkel nahezu 0º. Wenn die Belichtungsdosis ungefähr 30 J/cm² überschreitet, nimmt der Vorkippwinkel schnell zu. Anders gesagt, sorgt die Ausrichtungsschicht für vertikale Ausrichtung. Obwohl der tatsächliche Vorkippwinkel und die zum Ändern desselben erforderliche Belichtungsdosis der UV-Bestrahlung abhängig vom Material der Ausrichtungsschicht differieren, zeigt die Änderung des Vorkippwinkels abhängig von der UV-Bestrahlung unabhängig vom Material im Wesentlichen die Tendenz, wie sie in der Fig. 42 dargestellt ist. Demgemäß kann der Vorkippwinkel dadurch kontrolliert werden, dass die Belichtungsdosis der UV-Bestrahlung auf Grundlage der dazwischen geltenden Beziehung für den Typ der verwendeten Ausrichtungsschicht kontrolliert wird.
Wenn die Flüssigkristallmoleküle mit der in der Fig. 40A dargestellten Form vertikal ausgerichtet sind, können die Betrachtungswinkel-Verhaltensweisen in der positiven und negativen Richtung gemittelt werden. In diesem Fall kann die Ausrichtungsschicht z. B. durch Reiben für ihr Ausrichtungsverhalten behandelt werden. Dadurch, dass unter Verwendung des Bestrahlens mit Licht zum Aufrauhen der Oberfläche für eine vertikale Ausrichtung der Flüs sigkristallmoleküle gesorgt wird, kann das herkömmliche Problem einer langen Bearbeitungsperiode überwunden werden. An Stelle des Bestrahlens mit Licht kann ein vertikales Ausrichtungsgebiet in einem Gebiet der Ausrichtungsschicht hergestellt werden, oder ein Gebiet der Ausrichtungsschicht kann einer Chemikalie wie einer Base oder einer Säure ausgesetzt werden. Diese Verfahren werden wie bei herkömmlichen Verfahren durch Fotolithografie ausgeführt, jedoch sind sie dahingehend von Vorteil, dass keine Ausrichtungsbehandlung wie Reiben erforderlich ist.
Das vertikale Ausrichtungsgebiet kann mit beliebiger Form, beliebiger Anzahl und durch ein beliebiges Verfahren ausgebildet werden. Das vertikale Ausrichtungsgebiet kann sogar dadurch hergestellt werden, dass eine Ausrichtungsschicht auf einem Träger mit rauher Oberfläche hergestellt wird.
Der in den Fig. 34A bis 34C dargestellte Ausrichtungszustand von Flüssigkristallmolekülen scheint demjenigen ähnlich, wie er in den Fig. 23 und 24 der japanischen Patentoffenlegungs-Veröffentlichung Nr. 5-173138 dargestellt ist, jedoch ist der Ausrichtungszustand gemäß der japanischen Patentoffenlegungs-Veröffentlichung Nr. 5-173138 vorhanden, um eine Disklinationslinie als Ergebnis der Ausführung einer Ausrichtungsbehandlung zu kompensieren, jedoch nicht zum Verbessern des Betrachtungswinkelverhaltens. Die japanische Patentoffenlegungs-Veröffentlichung Nr. 5-5886 beschreibt das Herstellene eines vertikalen Ausrichtungsgebiets durch UV-Bestrahlung. Das vertikale Ausrichtungsgebiet gemäß der japanischen Patentoffenlegungs- Veröffentlichung Nr. 5-5886 ist vorhanden, um Lichtstreuung durch ein Gebiet zwischen Pixelelektroden zu vermeiden, jedoch nicht um das Betrachtungswinkelverhalten zu verbessern. Beide oben genannte Erfindungen sind von der vorliegenden Erfindung grundsätzlich verschieden.
Gemäß dem zwölften bis fünfzehnten Vergleichsbeispiel kann eine LCD-Vorrichtung mit gleichmäßigem Betrachtungswinkelverhalten in allen Richtungen und mit gemitteltem Betrachtungswinkel in zwei entgegengesetzten Richtungen auf einfache Weise erhalten werden. Insbesondere durch Bestrahlen mit Licht kann eine LCD-Vorrichtung für Anzeige mit hoher Qualität in einem großen Bereich von Betrachtungswinkeln auf einfache Weise hergestellt werden.
Dem Fachmann sind verschiedene andere Modifizierungen erkennbar, und sie können von ihm leicht ausgeführt werden, ohne vom Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Demgemäß ist es nicht beabsichtigt, dass der Schutzumfang der beigefügten Ansprüche auf die hier dargelegte Beschreibung beschränkt wird, sondern vielmehr sollen die Ansprüche breit ausgelegt werden.

Claims

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit:

- einem ersten und einem zweiten Substrat (331, 332);

- einer zwischen den Substraten eingebetteten Flüssigkristallschicht (333), die Flüssigkristallmoleküle (333a) enthält;

- einem ersten Ausrichtungsfilm auf dem ersten Substrat und einem zweiten Ausrichtungsfilm auf dem zweiten Substrat, wobei diese Ausrichtungsfilme den Flüssigkristallmolekülen in der Flüssigkristallschicht eine Vorkippung und eine Winkelausrichtung verleihen, wobei durch die winkelmäßige Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle in einem zentralen Abschnitt, in der Dickenrichtung, der Flüssigkristallschicht eine Bezugs-Ausrichtungsrichtung definiert ist;

- einer auf dem ersten Substrat vorhandenen Elektrodenschicht (14);

- einer Anzahl von auf dem ersten Substrat vorhandenen Elektrodenleitungen, die aus einer Anzahl von Signalleitungen (13) und einer Anzahl von Scanleitungen (12) bestehen, wobei die Signalleitungen (13) rechtwinklig zu den Scanleitungen (12) verlaufen; und

- einer Matrix von Elektroden, die in einer auf dem ersten Substrat vorhandenen Elektrodenschicht ausgebildet sind, wobei jede Elektrode ein Pixel an einer Position definiert, die einem Gebiet der Flüssigkristallschicht entspricht und wobei jede Elektrode von einem Paar der Signalleitungen (13) und einem Paar der Scanleitungen (12) umgeben ist;

- wobei der erste und der zweite Ausrichtungsfilm so konfiguriert sind, dass sie in jedem Pixel einen ersten und einen zweiten Flüssigkristallbereich (18, 19) mit einer dazwischen liegenden Grenze bilden, wobei der erste und der zweite Bereich (18, 19) voneinander verschiedene Ausrichtungsrichtungen aufweisen;

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Reiberichtung des ersten Ausrichtungsfilms näher an einer ersten Diagonalen des Pixels als an einer zweiten Diagonalen desselben liegt;

- der erste und der zweite Ausrichtungsfilm so konfiguriert sind, dass sich die Grenze zwischen dem ersten Bereich (18) eines Pixels und dem zweiten Bereich (19) eines Pixels im Wesentlichen entlang der ersten Diagonalen des Pixels erstreckt;

- wobei der erste und der zweite Ausrichtungsfilm so konfiguriert sind, dass die Bezugs-Ausrichtungsrichtung jedes Bereichs dergestalt ist, dass die Flüssigkristallmoleküle im ersten Bereich in einer anderen Richtung als im zweiten Bereich vorverkippt sind, wobei die Vorkipprichtungen dergestalt sind, dass in jedem Bereich Flüssigkristallmoleküle in einem ersten, an eine Scanleitung angrenzenden Umfangsgebiet (C, D) und in einem zweiten, an eine Signalleitung angrenzenden Umfangsgebiet (E, F) beim Fehlen eines an die Flüssigkeitsschicht angelegten elektrischen Felds in derselben Richtung verkippt sind, wie sie der Richtung entspricht, in der sie durch ein elektrisches Feld aufgerichtet werden, das im Gebrauch durch die Elektrodenleitungen erzeugt wird, wodurch im Wesentlichen im gesamten Umfangsgebiet des Pixels eine Umkehrverkippung verhindert ist.

2. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der im ersten Bereich (18) der Flüssigkristallschicht (333) der durch den ersten Ausrichtungsfilm induzierte Vorkippwinkel größer als der durch den zweiten Ausrichtungsfilm induzierte Vorkippwinkel ist und im zweiten Bereich (19) der Flüssigkristallschicht (333) der durch den zweiten Ausrichtungsfilm induzierte Vorkippwinkel größer als der durch den ersten Ausrichtungsfilm induzierte Vorkippwinkel ist, wobei die durch den ersten Ausrichtungsfilm induzierte Vorkipprichtung im ersten Bereich (18) und im zweiten Bereich (19) dieselbe ist und die durch den zweiten Ausrichtungsfilm induzierte Vorkipprichtung im ersten Bereich (18) und im zweiten Bereich (19) dieselbe ist; wobei

(a) in einem zentralen Gebiet in der Dickenrichtung der Flüssigkristallschicht Flüssigkristallmoleküle in einem Umfangsgebiet (C) der ersten Flüssigkristallbereichsschicht (18) benachbart zur ersten Scanleitung so ausgerichtet sind, dass das Ende eines Flüssigkristallmoleküls, das der ersten Scanleitung näher liegt, weiter entfernt vom ersten Substrat als das Ende, das weiter von der ersten Scanleitung entfernt ist, liegt, und Flüssigkristallmoleküle im Umfangsgebiet (D) der zweiten Flüssigkristallbereichsschicht (19) benachbart zur zweiten Scanleitung so ausgerichtet sind, dass das Ende eines Flüssigkristallmoleküls, das näher an der zweiten Scanleitung liegt, weiter vom ersten Substrat als das von der zweiten Scanleitung entferntere Ende liegt; und

b) in der Nähe des ersten Substrats (331) Flüssigkristallmoleküle im Umfangsgebiet (e, E) der ersten Flüssigkristallbereichsschicht (18) benachbart zu einer ersten der Signalleitungen so ausgerichtet sind, dass das Ende eines Flüssigkristallmoleküls, das näher an der ersten Signalleitung liegt, weiter entfernt vom ersten Substrat als das von der ersten Signalleitung entferntere Ende liegt, und Flüssigkristallmoleküle in einem Umfangsgebiet (f, F) der zweiten Flüssigkristallbereichsschicht (19) angrenzend an eine zweite der Signalleitungen so ausgerichtet sind, dass das Ende eines Flüssigkristallmoleküls, das näher an der zweiten Signalleitung liegt, weiter weg vom ersten Substrat als das von der zweiten Signalleitung entferntere Ende liegt.

3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Grenze eine Diagonale des Pixels ist, wobei das Pixel über im Wesentlichen rechteckige Form verfügt.