DE69434302T2

DE69434302T2 - Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69434302T2
Application number: DE69434302T
Authority: DE
Inventors: Mitsuaki Tenri-shi Hirata; Akihiro Tenri-shi Nammatsu; Kei Tenri-shi Oyobe; Shigeaki Ikoma-shi Mizushima; Noriko Nara-shi Watanabe; Shingo Tenri-shi Jogan
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1994-07-25
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2014-07-26
Also published as: EP0636917B1; US6342939B1; DE69434302D1; EP0636917A1; DE69413624T2; EP0843194A1; US5953093A; US5872611A; KR950003876A; EP0843194B1; US6141077A; KR0175227B1; DE69413624D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristalldisplay mit beseitigter Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel.
2. Beschreibung der einschlägigen Technik
Ein Flüssigkristalldisplay (LCD) umfasst ein Paar Substrate und eine zwischen diese eingebettete Flüssigkristallschicht (Flüssigkristallzelle), und sie erzeugt eine Anzeige durch Ändern der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht, wobei der optische Brechungsindex innerhalb der Flüssigkristallzelle geändert wird. Demgemäß müssen die Flüssigkristallmoleküle in geordneter Weise innerhalb der Flüssigkristallzelle ausgerichtet sein.
Ein Verfahren, das allgemein dazu verwendet wird, die Flüssigkristallmoleküle in einer vorgegebenen Richtung auszurichten, umfasst das Herstellen eines Ausrichtungsfilms auf derjenigen Seite jedes Substrats, das der Flüssigkristallschicht zugewandt ist, sowie das Einstellen des Zustands der Substratoberfläche auf solche Weise, dass eine Wechselwirkung mit den Flüssigkristallmolekülen auftritt. Gemäß diesem Verfahren wird als erstes ein Flüssigkristall-Ausrichtungsfilmmaterial auf die einander zugewandten Oberflächen des Paars von Substraten aufgetragen, dann getrocknet und ausgehärtet, um einen Ausrichtungsfilm auf jeder Oberfläche auszubilden, und durch eine Reibebehandlung der Oberfläche des Ausrichtungsfilms mit einem Nylontuch oder dergleichen wird eine Vorzugsausrichtung verliehen (Reibeverfahren).
Als Ausrichtungsfilm für den obigen Zweck kann ein anorganischer Ausrichtungsfilm oder ein organischer verwendet werden. Oxide, organische Silane, Metalle und Metallkomplexe sind Beispiele für anorganische Ausrichtungsfilmmaterialien. Als organische Ausrichtungsfilmmaterialien werden im wei tem Umfang Polyimidharze verwendet; durch Reiben der Oberfläche des auf dem Substrat ausgebildeten Polyimidfilms können die Flüssigkristallmoleküle in einer vorgegebenen Richtung ausgerichtet werden.
Unter derartigen Flüssigkristalldisplays werden solche (TFT-LCDs) mit Dünnfilmtransistor (TFT) unter Verwendung verdrillt-nematischer Flüssigkristalle aufgebaut. Bei einem TN-Flüssigkristalldisplay sind die Flüssigkristallmoleküle so ausgerichtet, dass ihre langen Achsen im Wesentlichen parallel zum Paar Substrate liegen und zwischen diesen allmählich über 90° verdrillt sind. Wenn zwischen auf den jeweiligen Elektroden ausgebildete leitende Elektrodenleitungen eine Spannung angelegt wird und in einer Richtung rechtwinklig zu den Substraten ein elektrisches Feld ausgebildet wird, ändert sich die Molekülausrichtung, wobei bewirkt wird, dass die Flüssigkristallmoleküle durch die dielektrische Anisotropie des Flüssigkristalls in der Richtung des elektrischen Felds ausgerichtet werden, wodurch eine Änderung des optischen Brechungsindex innerhalb der Flüssigkristallschicht erzeugt wird.
Bei einem derartigen TN-Flüssigkristalldisplay tritt, da die Flüssigkristallmoleküle die Eigenschaft einer Brechungsindexanisotropie (Doppelbrechung) aufweisen, ein Effekt auf, gemäß dem der Kontrast abhängig vom Winkel variiert, unter dem der Betrachter den Schirm des Flüssigkristalldisplays betrachtet. Dieser Effekt wird unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 erläutert.
Die 1 und 2 sind eine Draufsicht bzw. eine perspektivische Ansicht eines typischen TN-Flüssigkristalldisplays, und 3 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie F-F' in 1. Das Flüssigkristalldisplay ist ein Aktivmatrixdisplay und umfasst ein Paar Leiterbahnsubstrate 131 und 132 sowie eine zwischen diese eingebettete Flüssigkristallschicht 133. Ein Leiterbahnsubstrat 131 besteht aus einem Glassubstrat 111a, einer transparenten Pixelelektrode 114 sowie einem Ausrichtungsfilm 116a, während das andere Leiterbahnsubstrat 132 aus einem Glassubstrat 111a, einer transparenten Gegenelektrode 115 und einem Ausrichtungsfilm 116b besteht.
Die Kanten der zwei Leiterbahnsubstrate 131 und 132 sind durch ein Harz oder dergleichen (nicht dargestellt) in solcher Weise abgedichtet, dass die Flüssigkristallschicht 133 umschlossen ist. Außerhalb des Abdichtungsharzes sind Peripherieschaltungen zum Ansteuern der Flüssigkristallschicht 133 usw. angebracht. Um die Pixelelektrode 114 herum sind einander schneidende Abrasterleitungen 112 und Signalleitungen 113 angeordnet. An eine mit einer Pixelelektrode 114 verbundene Abrasterleitung 112 und eine Signalleitung 113 werden elektrische Signale angelegt, um die Flüssigkristallschicht über einen TFT 120 anzusteuern.
Flüssigkristallmoleküle 133a in der Flüssigkristallschicht 133 zwischen den zwei Leiterbahnsubstraten 131 und 132 sind auf solche Weise ausgerichtet, dass sie zwischen den zwei Substraten 131 und 132 um 90° verdrillt sind, wobei die mittlere Ausrichtungsrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle im Wesentlichen parallel zur Richtung einer Linie F-F' verläuft. Auch weisen die Flüssigkristallmoleküle 133a einen Vorkippwinkel δ in Bezug auf die Substrate 131 und 132 auf. Dieser Vorkippwinkel δ ist vorhanden, um das Auftreten von Disklinationslinien aufgrund von Mehrfachdomänen zu verhindern; wegen des Vorkippwinkels δ reihen sich die Flüssigkristallmoleküle 133a gleichmäßig in der Richtung dieses Vorkippwinkels δ auf, wenn eine Spannung zwischen die Pixelelektrode 114 und die Gegenelektrode 115 gelegt wird. In 2 kennzeichnet der Pfeil 134 die Reiberichtung des Substrats 131, und der Pfeil 135 kennzeichnet die Reiberichtung des Substrats 132, während der Pfeil 136 die positive Betrachtungsrichtung kennzeichnet. Eine derartige Anordnung wird auch bei Flüssigkristalldisplays anderer Typen als mit einer Aktivmatrix verwendet.
Bei herkömmlichen Flüssigkristalldisplays tritt jedoch, da die Richtung vorbestimmt ist, in der sich die Flüssigkristallmoleküle aufreihen, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, ein Effekt auf, gemäß dem der Kontrast abhängig vom Winkel variiert, unter dem der Betrachter das Flüssigkristalldisplay betrachtet. Der Grund für das Auftreten dieses Effekts wird nun unter Bezugnahme auf 4 erläutert, die die Spannung-Transmission(V-T)-Charakteristik eines Flüssigkristalldisplays mit im Normalzustand weißer Anzeige, d.h., das weiße Anzeige zeigt, wenn keine Spannung angelegt ist, zeigt. Hierbei wird, wenn die Flüssigkristallmoleküle 133a von der Seite θ1 in 3 betrachtet werden, die Betrachtungsrichtung als positive Betrachtungsrichtung bezeichnet, während sie als negative Betrachtungsrichtung bezeichnet wird, wenn die Betrachtung ausgehend von der Seite θ2 erfolgt.
Wenn das Flüssigkristalldisplay unmittelbar von oben betrachtet wird (aus einer Richtung rechtwinklig zur Substratebene) wird eine V-T-Charakteristik erhalten, wie sie durch die durchgezogene Linie L1 in 4 dargestellt ist. Wie es erkennbar ist, nimmt die Lichttransmission ab, wenn die angelegte Spannung zunimmt, bis sie bei einem bestimmten Wert der angelegten Spannung im Wesentlichen null wird, wobei das Transmissionsvermögen bei höheren Spannungen im Wesentlichen auf null verbleibt.
Andererseits wird, wenn der Betrachtungswinkel von der unmittelbar oberhalb liegenden Position zur positiven Betrachtungsrichtung (Seite θ1 in 3) hin verschoben wird, eine V-T-Charakteristik erhalten, wie sie durch die durchgezogene Linie L2 in 4 dargestellt. ist. Wie es erkennbar ist, nimmt die Lichttransmission mit zunehmender angelegter Spannung ab, bis die Spannung einen bestimmten Wert erreicht, ab welchem Punkt die Transmission anzusteigen beginnt, woraufhin sie allmählich abnimmt. Dies bedeutet, dass die Flüssigkristallmoleküle bei einem bestimmten Lichteinfallswinkel (Betrachtungswinkel) in derselben Richtung gekippt sind und die Brechungsindexanisotropie der Flüssigkristallmoleküle verloren ist, was zum Verlust des optischen Drehvermögens führt. D.h., dass bei einem speziellen Betrachtungswinkel ein Umkehreffekt (Kontrastumkehr) auftritt, bei dem die dunklen und hellen Teile eines Bilds als hell bzw. dunkel erscheinen.
Umgekehrt ändert sich, wenn der Betrachtungswinkel zur negativen Betrachtungsrichtung (Seite θ2 in 3) hin verschoben wird, der Brechungsindex der Flüssigkristallmoleküle nur schwer und es wird die durch die durchgezogene Linie L3 in 4 dargestellte V-T-Charakteristik erhalten, die zeigt, dass sich die Lichttransmission kaum ändert. Im Ergebnis fällt der Kontrast zwischen schwarz und weiß merklich.
Genauer gesagt, erscheint, wenn die angelegte Spannung null oder ziemlich niedrig ist, das mittlere Molekül 133a dem sich in der positiven Betrachtungsrichtung befindlichen Betrachter 137 als Ellipse, wie es in 5A dargestellt ist. Wenn die angelegte Spannung allmählich erhöht wird, kippt das mittlere Moleküle 133a in die Richtung des elektrischen Felds, und es existiert ein Zeitpunkt, zu dem das mittlere Molekül 133a dem Betrachter 137 als korrekter Kreis erscheint, wie es in 5B dargestellt ist. Dabei ist die Lichttransmission am höchsten. Wenn die angelegte Spannung weiter erhöht wird, steht das mittlere Molekül 133a im Wesentlichen parallel zur Richtung des elektrischen Felds hoch, wie es in 5C dargestellt ist, und es erscheint dem Betrachter 137 erneut als Ellipse. Auf diese Weise variiert der Brechungsindex (Δn) mit dem Kippwinkel des Flüssigkristallmoleküls; daher tritt der Umkehreffekt, bei dem dunkle und helle Teile eines Bilds umgekehrt erscheinen, unter einem speziellen Winkel auf, wenn der Betrachtungswinkel zur positiven Betrachtungsrichtung θ1 hin verschoben wird.
In anderen Betrachtungsrichtungen (negative Betrachtungsrichtung) als der positiven Betrachtungsrichtung (θ1) tritt kein Umkehreffekt auf, da die V-T-Charakteristik verschieden ist, jedoch tritt aus demselben Grund, wie er oben beschrieben ist, ein Effekt auf, gemäß dem das Kontrastverhältnis zwischen schwarz und weiß bei zunehmendem Betrachtungswinkel abnimmt.
Bei einem TN-Flüssigkristalldisplay sind der Umkehreffekt und der verringerte Kontrast, wie oben beschrieben, für den Betrachter sehr störend, und es entstehen Zweifel an den Anzeigeeigenschaften des Flüssigkristalldisplays.
Bisher wurden verschiedene Verfahren zum Verbessern der derartigen TN-Flüssigkristalldisplays eigenen Betrachtungswinkelcharakteristik und zum Erhöhen der Anzeigequalität vorgeschlagen. Z.B. offenbaren die japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 60-211424 sowie The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Technical Research Report ("Complementary TN (CTN) – TN with wide viewing angle –", S. 35–41, Februar 1993) verfahren, bei denen jedes Pixel so unterteilt ist, dass zwei oder mehr verschiedene Molekülausrichtungen erzeugt werden. Ferner schlägt die japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 3-230120 ("Flüssigkristalldisplay" von Sharp Kabushiki Kaisha) ein Verfahren vor, das eine Kompensationsplatte verwendet, während die japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 1-200329 ein Verfahren zum Verbessern der Betrachtungswinkelcharakteristik durch Einstellen der Flüssigkristallmaterialien und der Dicke einer Flüssigkristallzelle offenbart.
Jedoch zeigen die zum Verbessern der Betrachtungswinkelcharakteristik eines Flüssigkristalldisplays vorgeschlagenen verschiedenen Verfahren die folgenden Probleme.
Z.B. umfassen die Verfahren mit einer Unterteilung jedes Pixels und der Bereitstellung zweier oder mehrerer verschiedener Molekülausrichtungen z.B. ein Verfahren, bei dem ein aus einem organischen Film hergestellter Ausrichtungsfilm durch Photolithographie geätzt oder selektiv maskiert wird und dann einer Reibebehandlung unterzogen wird, so dass ein maskierter Bereich zu einem nichtausgerichteten Bereich gemacht wird, während ein unmaskierter Bereich zu einem ausgerichteten Bereich gemacht wird, um dadurch verschieden ausgerichtete Bereiche, insbesondere Bereiche mit entgegengesetzten Ausrichtungen, innerhalb desselben Pixelgebiets auszubilden. Gemäß dieser Lehre kann jedes Pixel mit Ausrichtungen für sowohl die positive als auch die negative Betrachtungsrichtung hergestellt werden, so dass eine Kontrastverringerung in negativer Betrachtungsrichtung verhindert werden kann. Jedoch haften bei jedem Verfahren Fremdstoffe am Ausrichtungsfilm an oder dieser wird zerkratzt, was die Anzeigequalität des Flüssigkristalldisplays beeinträchtigen kann.
Andererseits kann beim Verfahren unter Verwendung einer Kompensationsplatte der Betrachtungswinkel auf der Seite entgegengesetzt zu derjenigen, für die die Kompensationsplatte vorgesehen ist, nicht erhöht werden, während es beim Verfahren, das das Einstellen der Flüssigkristallmaterialien und der Dicke der Flüssigkristallzelle umfasst, schwierig ist, die Qualität des Flüssigkristalldisplays zu verbessern, da die verwendbaren Materialien begrenzt sind.
Ein anderes bekanntes Verfahren zum Verhindern des Umkehreffekts und einer Kontrastverringerung ist eines, wie es in der japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 2-12 offenbart ist. Gemäß diesem Verfahren, das für ein Aktivmatrix-Flüssigkristalldisplay verwendet wird, wird eine jedes Pixel bildende Anzeigeelektrode in mehrere Teile unterteilt und mit jeder Teilanzeigeelektrode wird ein Kondensator verbunden, was es ermöglicht, Ausrichtungen in mehreren verschiedenen Richtungen dadurch zu schaffen, dass verschiedene elektrische Felder innerhalb desselben Pixels ausgebildet werden, wodurch eine Verbesserung der Betrachtungswinkelcharakteristik erzielt wird. Während dieses Verfahren zum Ansteuern von Teilanzeigeelektroden für eine Verbesserung der Betrachtungswinkelcharakteristik wirkungsvoll ist, die sich aus Änderungen der Nacheilung ergeben, wie bei Flüssigkristalldisplays mit im Normalzustand schwarzer Anzeige beobachtet, kann hinsichtlich einer Verhinderung des Halbton(Graustufen)-Umkehreffekts, wie er durch das Verkippen der Flüssigkristallmoleküle verursacht wird, nur wenig Wirkung erzielt werden. D.h., dass dieses Verfahren zum Verbessern der Betrachtungswinkelcharakteristik für Flüssigkristalldisplays mit im Normalzustand schwarzer Anzeige wirkungsvoll ist, es jedoch nicht für Flüssigkristalldisplays mit im Normalzustand weißer Anzeige, die guten Kontrast liefern, wirkungsvoll ist.
Ferner besteht bei allen vorstehend beschriebenen verfahren das Problem, dass zusätzliche Schritte bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays erforderlich sind, was zu erhöhten Herstellungskosten führt.
In GB-A-2 069 213 ist eine Flüssigkristalldisplay-Tafel offenbart, bei der jedes Anzeigeelement mit einer adressierbaren Anzeigeelektrode und einer Bezugselektrode, die auf einem konstanten Bezugspotenzial gehalten wird, versehen ist. Die Anzeigeelektrode und die Bezugselektrode sind auf derselben Seite der Flüssigkristallschicht vorhanden, um ein elektrisches Feld im Wesentlichen parallel zu dieser zu erzeugen. Die Anzeigeelektrode und die Bezugselektrode sind ineinander verkämmte, kammförmige Elektroden.
Gemäß einer ersten Erscheinungsform der Erfindung ist ein Flüssigkristalldisplay mit Folgendem geschaffen: einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat, die einander gegenüberstehend angeordnet sind; einer Flüssigkristallschicht, die zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist; ersten Elektroden, die auf einer der Flüssigkristallschicht zugewandten Fläche des ersten Substrats angeordnet sind; und mindestens einer zweiten Elektrode, die auf einer der Flüssigkristallschicht zugewandten Fläche des zweiten Substrats angeordnet ist, wobei die ersten Elektroden und die oder jede zweite Elektrode eine Pixelmatrix bilden;
dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Pixel eine jeweilige Elektrode oder ein jeweiliger dem Pixel entsprechender Elektrodenabschnitt entweder (i) eine kammartige Form mit Zähnen aufweist, die sich im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht auf die Substrate erstrecken; oder (ii) eine oder mehrere schlitzförmige Öffnungen aufweist, wobei sich die Längsseitenränder der oder jeder schlitzförmigen Öffnung im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht auf die Substrate erstreckt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform bildet jede erste Elektrode ein jeweiliges Pixel und sie verfügt über eine kammartige Form mit Zähnen (74a), die sich im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht (93) auf die Substrate erstrecken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Flüssigkristalldisplay eine einzelne zweite Elektrode auf, wobei jede erste Elektrode ein jeweiliges Pixel bildet; und wobei für jedes Pixel der entsprechende Abschnitt der zweiten Elektrode eine kammartige Form mit Zähnen aufweist, die sich im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht auf die Substrate erstrecken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Flüssigkristalldisplay mehrere zweite Elektroden auf, die die ersten Elektroden schneiden; wobei für jedes Pixel der entsprechende Abschnitt der ersten Elektrode mit einer kammartigen Form wie Zähnen ausgebildet ist, die sich im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht auf die Substrate erstrecken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Zähnen nicht kleiner als die Dicke der Flüssigkristallschicht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform bildet jede erste Elektrode ein jeweiliges Pixel und sie verfügt über eine oder mehrere schlitzförmige Öffnungen verfügt, wobei sich die Längsseitenränder der oder jeder schlitzförmigen Öffnung im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht auf die Substrate erstrecken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Flüssigkristalldisplay eine einzelne zweite Elektrode auf; wobei jede erste Elektrode ein jeweiliges Pixel bildet; und wobei für jedes Pixel der entsprechende Abschnitt der zweiten Elektrode eine oder mehrere schlitzförmige Öffnungen aufweist, wobei sich die Längsseitenränder des oder jeder schlitzförmigen Öffnung im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht auf die Substrate erstrecken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Flüssigkristalldisplay mehrere zweite Elektroden auf, die die ersten Elektroden schneiden; wobei für jedes Pixel der entsprechende Abschnitt der ersten Elektrode eine oder mehrere schlitzförmige Öffnungen aufweist, wobei sich die Längsseitenränder der oder jeder schlitzförmigen Öffnung im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht auf die Substrate erstrecken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Breite der oder jeder schlitzförmigen Öffnung nicht kleiner als die Dicke der Flüssigkristallschicht.
So ermöglicht die hier beschriebene Erfindung die folgenden Vorteile: (1) Schaffen eines Flüssigkristalldisplays mit verbesserter Betrachtungswinkelcharakteristik für alle Betrachtungsrichtungen ohne Beeinträchtigung der Anzeigequalität des Flüssigkristalldisplays und ohne Auferlegen von Beschränkungen hinsichtlich Materialien, der Konstruktion, der Herstellverfahren usw.; und (2) Schaffen eines Flüssigkristalldisplays, das bei niedrigen Kosten eine Verbesserung der Anzeigequalität erzielt und das bei einem Display mit im Normalzustand weißer Anzeige angewandt werden kann.
Diese und andere Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erkennbar.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen Flüssigkristalldisplays zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht des herkömmlichen Flüssigkristalldisplays.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie F-F' in 1.
4 ist ein Kurvenbild, das die Anlegespannung-Transmission-Charakteristik (V-T-Charakteristik) des herkömmlichen Flüssigkristalldisplays zeigt.
5A bis 5C sind schematische Diagramme zum Erläutern eines Umkehreffekts, wie er bei einem Flüssigkristalldisplay auftritt.
6A und 6B sind Kurvenbilder, die die Anlegespannung-Transmission-Charakteristik (V-T-Charakteristik) eines erfindungsgemäßen Flüssigkristalldisplays zeigen.
7 ist eine schematische Schnittansicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß einem Vergleichsbeispiel 1.
8A und 8B sind Kurvenbilder, die die Anlegespannung-Transmission-Charakteristik (V-T-Charakteristik) des Flüssigkristalldisplays des Vergleichsbeispiels 1 zeigen.
9A bis 9C sind schematische Diagramme, die Höcker/Aussparung-Muster beim Flüssigkristalldisplay gemäß der Erfindung zeigen.
10 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines Flüssigkristalldisplays gemäß dem Vergleichsbeispiel 3 zeigt.
11 ist eine Schnittansicht eines Aktivmatrixsubstrats, das Teil des Flüssigkristalldisplays von 10 ist.
12 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines Flüssigkristalldisplays gemäß dem Vergleichsbeispiel 4 der Erfindung zeigt.
13 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines Flüssigkristalldisplays gemäß dem Vergleichsbeispiel 5 der Erfindung zeigt.
14 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines Flüssigkristalldisplays gemäß dem Vergleichsbeispiel 6 der Erfindung zeigt.
15 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines Flüssigkristalldisplays gemäß dem Vergleichsbeispiel 7 der Erfindung zeigt.
16 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines Flüssigkristalldisplays gemäß dem Vergleichsbeispiel 8 der Erfindung zeigt.
17 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines Flüssigkristalldisplays gemäß dem Vergleichsbeispiel 9 der Erfindung zeigt.
18 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' in 17.
19 ist eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Flüssigkristalldisplays, bei dem ein linienförmig strukturierter Isolierfilm so ausgebildet ist, dass benachbarte Linien einander berühren.
20 ist eine Schnittansicht eines Flüssigkristalldisplays, und sie zeigt einen linienförmig strukturierten Isolierfilm gemäß einer alternativen Form, bei der jede Filmlinie mit sich verjüngenden Seiten ausgebildet ist.
21 ist eine Schnittansicht eines Flüssigkristalldisplays, und sie zeigt einen linienförmig strukturierten Isolierfilm gemäß einer weiteren alternativen Form, bei der jede Filmlinie mit sich verjüngenden Seiten versehen ist.
22 ist eine Schnittansicht eines Aktivmatrix-Flüssigkristalldisplays gemäß einem Vergleichsbeispiel 10.
23 ist eine Draufsicht des Flüssigkristalldisplays von 22.
24 ist ein Kurvenbild, das die Anlegespannung-Transmission-Charakteristik (V-T-Charakteristik) des Flüssigkristalldisplays des Beispiels 10 der Erfindung zeigt.
25 ist eine Draufsicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
26 ist eine Draufsicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
27 ist eine Schnittansicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß dem Vergleichsbeispiel 11.
28 ist eine Schnittansicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
29 ist eine Draufsicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
30 ist eine Draufsicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
31 ist eine Draufsicht eines TN-Aktivmatrix-Flüssigkristalldisplays gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung.
32 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C' in 31.
33 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils E in 31.
34 ist ein Kurvenbild, das die Anlegespannung-Transmission-Charakteristik (V-T-Charakteristik) des Flüssigkristalldisplays des Ausführungsbeispiels 12 der Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachfolgend werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Bei einer Erscheinungsform befindet sich ein Paar transparente Elektroden, die einander gegenüberstehend angeordnet sind, zumindest innerhalb des Anzeigegebiets eines Pixels (nachfolgend einfach als Pixel bezeichnet) unter zwei oder mehr verschiedenen Abständen.
Die Schwellenspannung, bei der sich das Transmissionvermögen einer Flüssigkristallschicht zu ändern beginnt, ist eine Funktion des Elektrodenabstands, wie es durch die untenstehende Gleichung (1) ausgedrückt ist. Daher variiert, wenn der Elektrodenabstand innerhalb desselben Pixels variiert, die Schwellenspannung Vth in den verschiedenen Bereichen innerhalb des Pixels.
In der Gleichung (1) ist d die Dicke der Flüssigkristallzelle (Elektrodenabstand), Ec ist der Wert des elektrischen Schwellenfelds, bei dem die anfängliche Molekülausrichtung im Flüssigkristall beginnt, einen Übergang in eine andere Molekülausrichtung auszuführen, und k_ij ist die Elastizität des Flüssigkristallmaterials. Hinsichtlich der Elastizität k_ij kennzeichnen k₁₁ (Spreizung), k₂₂ (Verdrillung) oder k₃₃ (Biegung) die Art der Verformung, und k11 (homogene Molekülausrichtung) oder k11 + (k33 – 2k22)/4 kennzeichnen die Art der anfänglichen Molekülausrichtung. Ferner ist Δε die dielektrische Anisotropie des Flüssigkristallmaterials.
Wie es aus der Gleichung (1) erkennbar ist, können durch Variieren des Elektrodenabstands verschiedene Schwellenwerte Vth unabhängig vom verwendeten Flüssigkristallmaterial erhalten werden. Demgemäß ist es möglich, verschiedene V-T-Kurven innerhalb eines Pixels zu erhalten, wie es in 6A dargestellt ist. Im Ergebnis erscheinen, wenn ein Betrachter die Flüssigkristalltafel betrachtet, diese V-T-Kurven überlagert, wie es in 6B dargestellt ist, wodurch der Umkehreffekt gelindert ist, wie er auftritt, wenn der Betrachtungswinkel zur positiven Betrachtungsrichtung hin verschoben wird.
Da diejenigen Bereiche, die für verschiedene Elektrodenabstände sorgen, an beliebiger Position auf geordnete Weise innerhalb eines Pixels oder über zwei oder mehr Pixel hinweg ausgebildet werden können, kann die Betrachtungswinkelcharakteristik für Betrachtung aus einer beliebigen Richtung verbessert werden.
Nun werden Beispiele gemäß der obigen Erscheinungsform nachfolgend unter relevante Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
Vergleichsbeispiel 1
7 zeigt einen Querschnitt des Gebiets eines einzelnen Pixels in einer Flüssigkristalltafel eines Flüssigkristalldisplays. Wie veranschaulicht, umfasst die Flüssigkristalltafel ein transparentes Glassubstrat 1a, darauf befindliche Höcker 5 verschiedener Höhen sowie eine auf den Höckern 5 ausgebildete transparente Elektrode 2a. Auf der Oberseite der transparente Elektrode 2a ist ein Ausrichtungsfilm 3a vorhanden, der für Ausrichtungszwecke bearbeitet ist. Ferner sind eine transparente Elektrode 2b und ein Ausrichtungsfilm 3b auf der Oberseite eines transparenten Substrats 1b hergestellt, wobei der Ausrichtungsfilm 3b für Ausrichtungszwecke bearbeitet ist. Die Substrate 1 und 2 sind einander gegenüberstehend so angeordnet, dass eine Flüssigkristallschicht 6 zwischen ihnen eingebettet ist.
Die Herstellung dieser Flüssigkristalltafel wird mit der folgenden Abfolge ausgeführt. Als erstes wird auf das transparente Glassubstrat 1a ein Acrylfilm übertragen, um die Höcker 5 mit verschiedenen Höhen herzustellen. Die Höhen der Höcker 5 können auf verschiedene Werte eingestellt werden, um für die gewünschten Elektrodenabstände zu sorgen. Beim vorliegenden Beispiel werden die Höhen der Höcker so eingestellt, dass die Elektrodenabstände d1 = 10 μm, d11 = 8 μm, d12 = 5 μm und d13 = 3 μm erhalten werden.
Als nächstes wird, auf dieselbe Weise wie bei der Herstellung herkömmlicher Flüssigkristalltafeln, die transparente Elektrode 2a dadurch hergestellt, dass ein transparenter, leitender Film aus ITO (Indiumzinnoxid) oder dergleichen abgeschieden wird. Auf die Oberseite der transparenten Elektrode 2a wird Polyimid oder ein ähnliches Material aufgetragen, um den Ausrichtungsfilm 3a herzustellen, der dann für Ausrichtungszwecke bearbeitet wird, um so das Substrat 1 fertigzustellen.
Auf dieselbe Weise wie oben angegeben, werden die transparente Elektrode 2b und der Ausrichtungsfilm 3b auf der Oberseite des Glassubstrats 1b hergestellt, und der Ausrichtungsfilm 3b wird zu Ausrichtungszwecken bearbeitet, um das andere Substrat 2 fertigzustellen.
Danach werden die Substrate 1 und 2 so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind und die Dicke der Flüssigkristallzelle auf ungefähr 10 μm eingestellt ist, und zwischen ihnen werden Flüssigkristallmoleküle, Plastikkügelchen usw. dicht eingeschlossen, um die Flüssigkristallschicht 6 zu bilden, um so die Herstellung der Flüssigkristalltafel abzuschließen.
Wenn an diese Flüssigkristalltafel allmählich eine Rechteckspannung von 30 Hz angelegt wird und die Flüssigkristalltafel von einer Position unter einem Winkel von 40° in Bezug auf die positive Betrachtungsrichtung betrachtet wird, wird eine V-T-Charakteristik erhalten, wie sie in 8B dargestellt ist, und es wird kein Umkehreffekt beobachtet. Dies wegen des Vorliegens der Höcker 5 verschiedener Höhen in jedem Pixel, die für verschiedene Schwellenspannungen Vth1, Vth11, Vth12 und Vth13 an Positionen mit verschiedenen Elektrodenabständen d1, d11, d12 und d13 sorgen. So ist die scheinbare V-T-Kurve eine kombinierte Form der einzelnen V-T-Kurven, und im Ergebnis kann bei Betrachtung aus beliebiger Richtung eine gute Betrachtungswinkelcharakteristik erzielt werden, die frei vom Umkehreffekt ist.
Vergleichsbeispiel 2
Bei diesem Beispiel wurde auf dem Substrat 1a ein anorganischer Film wie ein solcher aus SiN hergestellt und zum Ausbilden der Höcker 5 geätzt. Die sich ergebende Flüssigkristalltafel zeigte gute Betrachtungswinkelcharakteristik, wie beim Vergleichsbeispiel 1.
Bei den obigen Beispielen wurden Höcker 5 mit verschiedenen Höhen innerhalb jedes einzelnen Pixels hergestellt. Anstatt einzelne Höckermuster innerhalb jedes Pixels auszubilden, wie es in 9A dargestellt ist, kann ein Höckermuster hergestellt werden, das sich über zwei oder mehr Pixel erstreckt, wie es in 9B dargestellt ist. Es ist auch möglich, Höcker auf der Oberseite jedes Höckermusters auszubilden, das sich über zwei oder mehr Pixel erstreckt, wie es in 9C dargestellt ist. In den 9A bis 9C kennzeichnet eine durch eine dicke durchgezogene Linie markiertes Quadrat ein Pixel.
Jedes der obigen Beispiele behandelt eine durch ein Tastverhältnis angesteuerte Schwarz/Weiß-Tafel, jedoch ist zu beachten, dass die vorliegende Erscheinungsform auch bei Aktivmatrix-Flüssigkristalltafeln unter Verwendung von Schaltbauteilen wie TFTs und auch bei Farbflüssigkristalltafeln unter Verwendung von Farbfiltern angewandt werden kann.
Wie es aus der obigen Beschreibung erkennbar ist, können gemäß der aktuellen Erscheinungsform verschiedene Schwellenspannungen Vth unabhängig vom Flüssigkristallmaterial dadurch erhalten werden, dass der Elektrodenabstand innerhalb jedes Pixels variiert wird. Demgemäß ist es möglich, innerhalb jedes Pixels verschiedene V-T-Kurven zu erzielen; wenn der Betrachter die Flüssigkristalltafel betrachtet, erscheinen diese V-T-Kurven miteinander kombiniert, weswegen die Probleme hinsichtlich des Umkehreffekts in der positiven Betrachtungsrichtung sowie der Kontrastverringerung in der negativen Betrachtungsrichtung gelindert werden können. Ferner können die Bereiche, die für verschiedene Elektrodenabstände sorgen, an beliebigen Positionen innerhalb eines Pixels oder über zwei oder mehr Pixel hinweg hergestellt werden, und die Ausrichtungsfilme sind frei von Kratzern und Fremdstoffen. Im Ergebnis kann die Betrachtungswinkelcharakteristik bei Betrachtung aus beliebiger Richtung verbessert werden, ohne dass der Konstruktion oder dem Herstellprozess Beschränkungen auferlegt sind.
Gemäß einer anderen Erscheinungsform wird ein linienförmig strukturierter Isolierfilm auf solche Weise hergestellt, dass die mittlere Richtung von über die Länge jeder einzelnen Linie genommenen Richtungen eine mittlere Richtung von Ausrichtungsrichtungen der Flüssigkristallmoleküle, gemäß der Projektion auf das Substrat, im Wesentlichen rechtwinklig schneidet. Im Ergebnis unterscheidet sich, wenn eine Spannung an die Flüssigkristallschicht angelegt wird, der Winkel, unter dem die Flüssigkristallmoleküle in denjenigen Teilen der Flüssigkristallschicht, in denen kein linienförmig strukturierter Isolierfilm ausgebildet ist, zur Aufreihung veranlasst werden, vom Winkel, unter dem die Flüssigkristallmoleküle in denjenigen Teilen der Flüssigkristallschicht, in denen der linienförmig strukturierte Isolierfilm hergestellt ist, zur Aufreihung veranlasst werden, wobei dieselben Bedingungen vorliegen. Die verschiedenen Winkel, unter denen die Moleküle zur Aufreihung veranlasst werden, führen zu verschiedenen Molekülausrichtungen innerhalb desselben Pixels.
Derartige verschiedene Molekülausrichtungen können nicht nur dadurch erhalten werden, dass der Isolierfilm mit einem linienförmigen Muster herge stellt wird, sondern auch durch Variieren der Dicke oder des Materials.
Ausführungsbeispiele gemäß dieser Erscheinungsform werden nachfolgend im Einzelnen unter Bezugnahme auf die relevanten Zeichnungen beschrieben.
Vergleichsbeispiel 3
10 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines TN-Aktivmatrix-Flüssigkristalldisplays zeigt, und 11 ist eine Schnittansicht, die ein Aktivmatrixsubstrat zeigt, das einen Teil des Flüssigkristalldisplays bildet. Bei diesem Flüssigkristalldisplay ist eine Flüssigkristallschicht 33 zwischen ein Aktivmatrixsubstrat 31 und ein Gegensubstrat 32, die einander gegenüberstehend angeordnet sind, eingeschlossen. Das Aktivmatrixsubstrat 31 umfasst ein Glassubstrat 31a, auf dem eine transparente Elektrode (Pixelelektrode) 31c, ein linienförmig strukturierter Isolierfilm 31d und ein Ausrichtungsfilm 31e ausgebildet sind, während das Gegensubstrat 32 ein Glassubstrat 32a umfasst, auf dem ein Farbfilter 32b, eine transparente Elektrode 32c und ein Ausrichtungsfilm 32e ausgebildet sind. Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht 33 sind auf solche Weise ausgerichtet, dass sie zwischen den Substraten 31 und 32 um 90° verdrillt sind. Die Kanten (nicht dargestellt) der Substrate 31 und 32 sind durch ein Harz oder dergleichen abgedichtet, und es sind periphere Schaltungen (nicht dargestellt) usw. angebracht.
Im Aktivmatrixsubstrat 31 sind Abrasterleitungen 31 und Signalleitungen 13 einander schneidend auf dem isolierenden Glassubstrat 31a angebracht, wie in 10 dargestellt. Nahe jeder Schnittstelle der Abrasterleitungen 12 und der Signalleitungen 13 ist ein Dünnfilmtransistor (nachfolgend als TFT bezeichnet) 20 angebracht, der als Schaltbauteil wirkt. Beim vorliegenden Beispiel ist der TFT 20 ein solcher aus amorphem Silicium. Ein TFT 20 kann auf jeder Abrasterleitung 12 ausgebildet sein.
Jeder TFT 20 ist mit einer von in einem Matrixarray hergestellten mehreren Pixelelektroden 31c verbunden und auch elektrisch mit einer Abrasterleitung 12 und einer Signalleitung 13 verbunden. Die Verbindung des TFT 20 mit der Abrasterleitung 12 ist unter Verwendung einer Gateelektrode 15 erzielt, die auf dem isolierenden Substrat 31a ausgebildet ist und von der Abrasterleitung 12 abzweigt; die Verbindung des TFT 20 mit der Signalleitung 13 ist unter Verwendung einer Sourceelektrode 16 erzielt, die von der Signalleitung 13 abzweigt und sich teilweise über die Gateelektrode 15 erstreckt; außerdem ist die Verbindung des TFT 20 mit der Pixelelektrode 31c unter Verwendung einer Drainelektrode 17 erzielt, von der ein Teil über der Gateelektrode 15 liegt.
Die Pixelelektrode 31c ist auf solche Weise ausgebildet, dass sie eine Abrasterleitung 12 überlappt, die angrenzend an die mit dem TFT 20 verbundene Abrasterleitung liegt. Der Überlappungsteil bildet einen Kondensator 18. Alternativ kann eine kapazitive Leitung gesondert von der Abrasterleitung 12 hergestellt sein, und der Kondensator 18 kann auf der kapazitiven Leitung ausgebildet sein.
Mehrere Isolierfilmlinien 31d sind parallel zueinander auf der Pixelelektrode 31c ausgebildet, außer dort, wo der Kondensator 18 ausgebildet ist. Diese Isolierfilmlinien 31d sind vorhanden, um die Abhängigkeit des Betrachtungswinkels zu verbessern. Das Vorliegen der Isolierfilmlinien 31d dient auch zum Verhindern von Kurzschlüssen aufgrund des Einschlusses von Fremdstoffen in der Flüssigkristallschicht, und die stabilisiert das Funktionsvermögen des TFT. Die Isolierfilmlinien 31d werden dadurch hergestellt, dass als erstes ein Siliciumnitridfilm mit einer Dicke von 600 nm auf der gesamten Oberfläche des isolierenden Substrats 31a unter Verwendung z.B. eines CVD-Prozesses hergestellt wird und dann der Film zu einem linienförmigen Muster strukturiert wird. Dabei werden die Isolierfilmlinien 31d auf solche Weise hergestellt, dass die mittlere Richtung von Richtungen, genommen über die Längsrichtung jeder einzelnen Linie, im Wesentlichen rechtwinklig die mittlere Richtung der Ausrichtungsrichtungen der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle schneidet, vorzugsweise im Bereich von 90° ± 20°. Da die Isolierfilmlinien 31d im selben Verarbeitungsschritt hergestellt werden können, in dem ein isolierender Schutzfilm strukturiert wird, wie er allgemein zwischen der Pixelelektrode 31c und der Flüssigkristallschicht 33 hergestellt wird, sind keine zusätzlichen Herstellschritte erforderlich.
Auf dem Substrat 31a mit den Isolierfilmlinien 31d wird der Ausrichtungsfilm 32e zum Einstellen der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle hergestellt. Der Ausrichtungsfilm 32e wird einer Reibebehandlung unterzogen.
Beim auf die obige Weise aufgebauten Flüssigkristalldisplay gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Isolierfilmlinien 31d parallel zueinander so hergestellt, dass sich ihre Längsseiten im Wesentlichen in einer Richtung erstrecken, die im Wesentlichen rechtwinklig die mittlere Ausrichtungsrich tung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle schneidet. Wenn bei dieser Struktur eine Spannung zwischen die Pixelelektrode 31c und die transparente Elektrode 32c über die Flüssigkristallschicht 33 hinweg angelegt wird, wie es in 11 dargestellt ist, unterscheidet sich die Stärke des an die Flüssigkristallschicht angelegten elektrischen Felds dort, wo keine Isolierfilmlinien 31d ausgebildet sind, von dort, wo sie ausgebildet sind. Im Ergebnis reihen sich die Flüssigkristallmoleküle in denjenigen Teilen der Flüssigkristallschicht auf, in denen keine Isolierfilmlinien 31d ausgebildet sind, d.h. an jeder Position, die dem Zwischenraum b zwischen den Isolierfilmlinien 31d entspricht, und zwar auf die angelegte Spannung hin, unter einem Winkel (durch einen Pfeil dargestellt), der sich vom Winkel (durch einen anderen Pfeil dargestellt) unterscheidet, unter dem die Flüssigkristallmoleküle unter derselben Bedingung zur Aufreihung veranlasst werden, und zwar in denjenigen Teilen der Flüssigkristallschicht, in denen die Isolierfilmlinien 31d ausgebildet sind, d.h. an jeder Position, die der Linienbreite a jeder Isolierfilmlinie 31d entspricht.
Die verschiedenen Winkel, unter denen die Moleküle in einem Winkel zur Aufreihung veranlasst werden, führt zu verschiedenen Molekülausrichtungen innerhalb desselben Pixels. In dieser Situation läuft schräg auf das Flüssigkristalldisplay auffallendes Licht (durch einen großen Pfeil gekennzeichnet) durch die Flüssigkristall-Schichtbereiche mit verschiedenen Molekülausrichtungen, weswegen das optische Rotationsvermögen nicht vollständig verloren geht. Dies unterdrückt den Umkehreffekt in Halbtonabschnitten und kann so auch die Betrachtungswinkelabhängigkeit bei einem Flüssigkristalldisplay mit im Normalzustand weißer Anzeige verbessern. Vom Standpunkt der Verbesserung der Betrachtungswinkelabhängigkeit aus gesehen, ist es bevorzugt, dass die Isolierfilmlinien 31d so ausgebildet sind, dass ihre Längsseiten die mittlere Ausrichtungsrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle unter 90° ± 20° schneiden.
Ferner kann, wenn die Linienbreite a oder der Linienabstand b des linienförmig strukturierten Isolierfilms 31d kleiner als die Dicke d der Flüssigkristallschicht 33 gemacht wird, die Betrachtungswinkelcharakteristik verbessert werden, insbesondere für 20° oder größere Betrachtungswinkel, unter denen der Umkehreffekt in Halbtonabschnitten am auffälligsten auftreten kann. Vorzugsweise sollten die Breite a oder der Abstand b zu kleiner als d/2,7 gemacht werden.
Bei dieser Ausführungsform ist Siliciumnitrid als Material für die Isolier filmlinien 31d verwendet, jedoch ist dies nur ein Beispiel; es können andere Materialien verwendet werden, wie anorganische Isolierfilme aus Aluminium-, Tantal- oder Siliciumoxid oder -nitrid, oder organische Isolierfilme aus Polyimid, Polyamid oder Polystyrol. Dasselbe gilt für den isolierenden Schutzfilm.
Wenn ein organischer Isolierfilm wie der oben genannte verwendet wird, wird als erstes durch z.B. Siebdruck ein Film mit einer Dicke von ungefähr 100 nm hergestellt und dann durch Photolithographie oder Photolyse unter Verwendung tiefer UV-Strahlung (Wellenlänge 250 nm) strukturiert. Die Strukturierung kann auch unter Verwendung eines Druckprozesses ausgeführt werden. Ferner kann ein derartiger organischer Isolierfilm auch als Ausrichtungsfilm 31e verwendet werden.
Vergleichsbeispiel 4
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird anstelle des geradlinig strukturierten Isolierfilms ein wellenlinienförmig strukturierter Isolierfilm verwendet.
12 ist eine Draufsicht, die ein Aktivmatrixsubstrat 31 zeigt, auf dem wellenförmige Isolierfilmlinien 31d hergestellt sind. Dieselben Teile, wie sie in 10 dargestellt sind, sind mit denselben Zahlen gekennzeichnet. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Isolierfilmlinien 31d auf solche Weise hergestellt, dass die mittlere Richtung von Richtungen entlang der Länge jeder einzelnen Filmlinie, obwohl diese zickzackförmig verläuft, die mittlere Richtung der Ausrichtungsrichtungen der auf das Substrat 31a projizierten Flüssigkristallmoleküle im Wesentlichen rechtwinklig schneidet. Durch Herstellen der Isolierfilmlinien 31d auf diese Weise kann die Betrachtungswinkelabhängigkeit beseitigt werden, wie im Fall des ersten Vergleichsbeispiels 3.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Isolierfilm mit einem Wellenlinienmuster hergestellt, jedoch kann er alternativ auch mit einem Muster in Form einer Dreieckswelle oder einem anderen gekrümmten Muster hergestellt werden.
Vergleichsbeispiel 5
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jede Isolierfilmlinie mit sich verjüngender Form, mit einer Abschrägung an beiden Längsseiten, ausgebildet.
13 ist eine Schnittansicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Bei diesem Flüssigkristalldisplay sind die Isolierfilmlinien 31d jeweils mit sich verjüngender Form ausgebildet, mit einer Abschrägung nach unten an beiden Längsseiten. Die Längsseiten der isolierenden Linien 31d können durch isotropes Ätzen oder durch eine Photoresist-Rückätztechnik mit schräger Form ausgebildet werden.
Bei der Struktur diesem Ausführungsbeispiel können die Flüssigkristallmoleküle an den beiden schrägen Seiten jeder Filmlinie dadurch mit entgegengesetzten Kippwinkeln versehen werden, dass der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle kleiner als der Verjüngungswinkel α der zugehörigen Filmseite gemacht wird, wie es in 13 dargestellt ist, was dazu dient, die Betrachtungswinkelabhängigkeit sowohl für die positive als auch die negative Betrachtungsrichtung zu beseitigen. Andererseits kann, wenn der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle größer als der Verjüngungswinkel α der zugehörigen Filmseite gemacht wird, der Umkehreffekt betreffend Halbtonabschnitte verhindert werden, was zum Verbessern der Betrachtungswinkelabhängigkeit des Flüssigkristalldisplays dient, wie beim in 12 dargestellten Flüssigkristalldisplay.
Der Verjüngungswinkel α sollte vorzugsweise im Bereich von 1° bis 45° in Bezug auf die Substratfläche eingestellt werden. Wenn der Verjüngungswinkel α auf diese Weise eingestellt wird, können die Flüssigkristallmoleküle auf weiter zuverlässige Weise mit Vorkippwinkeln sowohl in der normalen als auch der entgegengesetzten Richtung versehen werden, so dass die Betrachtungswinkelabhängigkeit sowohl in der positiven als auch der negativen Betrachtungsrichtung wirkungsvoll beseitigt werden kann.
Ferner sollte der Vorkippwinkel vorzugsweise auf 1° oder weniger eingestellt werden. Um den Vorkippwinkel auf 1° oder weniger einzustellen, sollten die Linienbreite a und der Linienabstand b des linienförmig strukturierten Isolierfilms 31d vorzugsweise auf 0,5 μm ≤ a ≤ 12 μm bzw. 0 < b ≤ 2a eingestellt werden. Wenn der Winkel, den die mittlere Längsrichtung der Isolierfilmlinien 31d mit der Reiberichtung des Ausrichtungsfilms 31e bildet, um die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle einzustellen, im Bereich von 90° ± 20° eingestellt wird, kann die Beseitigung der Betrachtungswinkelabhängigkeit weiter gewährleistet werden.
Vergleichsbeispiel 6
Dieses Ausführungsbeispiel betrifft eine Struktur, bei der ein zweiter linienförmig strukturierter Isolierfilm aus demselben Material zwischen den Isolierfilmlinien ausgebildet ist.
14 ist eine Schnittansicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Isolierfilmlinien 31f jeweils in demjenigen Teil ausgebildet, der dem Zwischenraum b in 11 entspricht, wobei die Dicke der Isolierfilmlinien 31f kleiner als diejenige der Isolierfilmlinien 31d ist, die in den der Linienbreite a entsprechenden Abschnitten ausgebildet sind. Im Ergebnis ist der größte Teil der Substratoberfläche mit Isolierfilmen verschiedener Dicke bedeckt. Die Isolierfilmlinien 31d werden auf solche Weise hergestellt, dass die mittlere Richtung von Richtungen entlang der Länge jeder einzelnen Filmlinie im Wesentlichen rechtwinklig die mittlere Richtung der Ausrichtungsrichtungen der auf das Substrat 31a projizierten Flüssigkristallmoleküle schneidet. Auch die Isolierfilmlinien 31f werden auf ähnliche Weise hergestellt.
Bei der Struktur dieses Ausführungsbeispiels ist zwar die gesamte Oberfläche des Substrats im Wesentlichen mit Isolierfilmen bedeckt, jedoch sind die Isolierfilmlinien 31f dünner als die Isolierfilmlinien 31d ausgebildet; daher ist, wenn eine Spannung zwischen die Pixelelektrode 31c und die transparente Elektrode 32c über die Flüssigkristallschicht 33 hinweg angelegt wird, das sich ergebende elektrische Feld durch die Isolierfilmlinien 31f hindurch stärker als durch die Isolierfilmlinien 31d. Im Ergebnis reihen sich, wenn eine Spannung angelegt wird, die Flüssigkristallmoleküle über den dem Zwischenraum b entsprechenden Abschnitten unter einem anderen Winkel (durch einen Pfeil gekennzeichnet) als demjenigen Winkel (durch einen anderen Pfeil gekennzeichnet) auf, unter dem die Flüssigkristallmoleküle über der Linienbreite a entsprechenden Abschnitten unter denselben Bedingungen zur Aufreihung veranlasst werden. Dies dient zum Beseitigen der Betrachtungswinkelabhängigkeit.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Isolierfilmlinien 31f dünner als die Isolierfilmlinien 31d ausgebildet, jedoch können die Isolierfilmlinien 31f alternativ dicker als die Isolierfilmlinien 31d sein. Der Punkt hierbei ist der, dass die isolierenden Filme mit verschiedenen Dicken hergestellt sein sollen.
Vergleichsbeispiel 7
Dieses Ausführungsbeispiel betrifft eine Struktur, bei der ein dritter linienförmig strukturierter Isolierfilm aus anderem Material zwischen den Isolierfilmlinien ausgebildet ist.
15 ist eine Schnittansicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Bei diesem Flüssigkristalldisplay sind Isolierfilmlinien 31g in den Zwischenräumen b in 11 entsprechenden Abschnitten ausgebildet, wobei sich das Material der Isolierfilmlinie 31g von demjenigen der Isolierfilmlinien 31d unterscheidet, die in den der Linienbreite a entsprechenden Abschnitten ausgebildet sind. Genauer gesagt, sind für die Isolierfilme 31g und 31d z.B. Siliciumnitrid bzw. Tantaloxid mit verschiedenen relativen Dielektrizitätskonstanten verwendet. Die Isolierfilmlinien 31d sind auf solche Weise ausgebildet, dass die mittlere Richtung der Richtungen entlang der Länge jeder in einzelnen Filmlinie im Wesentlichen rechtwinklig die mittlere Richtung der Ausrichtungsrichtungen der auf das Substrat 31a projizierten Flüssigkristallmoleküle schneidet. Auch sind die Isolierfilmlinien 31g auf ähnliche Weise ausgebildet.
Bei der Struktur dieses Ausführungsbeispiels ist zwar die gesamte Oberfläche des Substrats im Wesentlichen durch Isolierfilme bedeckt, jedoch weisen die Isolierfilmlinien 31g eine höhere relative Dielektrizitätskonstante als die Isolierfilmlinien 31d auf; daher ist, wenn zwischen die Pixelelektrode 31c und die transparente Elektrode 32c über die Flüssigkristallschicht 33 hinweg eine Spannung angelegt wird, das sich ergebende elektrische Feld durch die Isolierfilmlinien 31g stärker als durch die Isolierfilmlinien 31d. Im Ergebnis reihen sich, wenn eine Spannung angelegt wird, die Flüssigkristallmoleküle über den dem Zwischenraum b entsprechenden Abschnitten mit einem anderen Winkel (durch einen Pfeil gekennzeichnet) auf als es dem Winkel (durch einen anderen Pfeil gekennzeichnet) entspricht, unter dem die Flüssigkristallmoleküle über den der Linienbreite a entsprechenden Abschnitten unter denselben Bedingungen zur Aufrichtung veranlasst werden. Dies dient zum Beseitigen der Betrachtungswinkelabhängigkeit.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Isolierfilmlinien 31g so ausgebildet, dass sie für höhere relative Dielektrizitätskonstante als die Isolierfilmlinien 31d sorgen, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Umgekehrt können die Isolierfilmlinien 31g so ausgebildet sein, dass sie für niedrigere relative Dielektrizitätskonstante als die Isolier filmlinien 31d sorgen, oder es kann eine andere Eigenschaft als die relative Dielektrizitätskonstante dazu verwendet werden, den einen Typ von Isolierfilm vom anderen zu unterscheiden. Der Punkt hierbei ist der, dass die zwei Isolierfilmtypen so ausgebildet sein sollten, dass verschiedene elektrische Feldstärken erzielt werden können.
Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Isolierfilmlinie 31g zwischen benachbarten Isolierfilmlinien 31d ausgebildet, jedoch können zwischen ihnen alternativ zwei oder mehr Isolierfilmlinien 31g mit verschiedenen relativen Dielektrizitätskonstanten oder anderen Eigenschaften ausgebildet sein.
Vergleichsbeispiel 8
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind linienförmig strukturierte Isolierfilme auf beiden Substraten ausgebildet, die so angeordnet sind, dass die Flüssigkristallschicht zwischen ihnen eingebettet ist, und das auf dem einen Substrat erzeugte Linienmuster ist in Breitenrichtung gegenüber demjenigen versetzt, das auf dem anderen Substrat ausgebildet ist.
16 ist eine Schnittansicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Bei diesem Flüssigkristalldisplay ist ein linienförmig strukturierter Isolierfilm 31d auf dem Aktivmatrixsubstrat 31 ausgebildet, und ein linienförmig strukturierter Isolierfilm 32d ist auf dem Gegensubstrat 32 ausgebildet, wobei die linienförmig strukturierten Isolierfilme 31d und 32d positionsmäßig in ihrer Breitenrichtung versetzt sind. Die linienförmig strukturierten Isolierfilme 31d und 32d sind jeweils auf solche Weise ausgebildet, dass die mittlere Richtung von Richtungen entlang der Länge jeder einzelnen Filmlinie im Wesentlichen rechtwinklig die mittlere Richtung von Ausrichtungsrichtungen der auf das Substrat 31a projizierten Flüssigkristallmoleküle schneidet.
Bei der Struktur diesem Ausführungsbeispiel sind drei verschiedene Bereiche ausgebildet: ein Bereich, in dem der dem Zwischenraum b des linienförmig strukturierten Isolierfilms 31d entsprechende Abschnitt demjenigen Abschnitt gegenübersteht, der dem Zwischenraum b' des linienförmig strukturierten Isolierfilms 32d entspricht; ein Bereich, in dem der dem Zwischenraum b oder dem Zwischenraum b' entsprechende Abschnitt der Isolierfilmlinie 31d oder 32d gegenübersteht; und ein Bereich, in dem die Isolierfilmlinie 31d der Isolierfilmlinie 32d gegenübersteht. Diese Struktur bietet da her denselben Effekt, wie er erzielt werden kann, wenn die Linienbreite oder der Linienabstand des linienförmig strukturierten Isolierfilms 31d verringert wird.
Vergleichsbeispiel 9
Dieses Ausführungsbeispiel betrifft eine Struktur, bei der die Isolierfilmlinien an ihren beiden Enden miteinander verbunden sind.
17 ist eine Draufsicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß diesem Ausführungsbeispiel, und 18 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' in 17. In den 17 und 18 sind dieselben Teile wie sie in den 10 und 11 dargestellt sind, mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. Bei diesem Flüssigkristalldisplay wird als erstes ein Isolierfilm 20 so hergestellt, dass er den größten Teil der Anzeigefläche bedeckt, in der die Pixelelektroden 31c in Matrixanordnung auf dem Aktivmatrixsubstrat 31 ausgebildet sind, und dann werden linienförmige Öffnungen über ausgewählten Bereichen der Pixelelektrode 31c in den Isolierfilm 20 eingeätzt, was zur Erzeugung von Isolierfilmlinien 31d führt. Benachbarte Isolierfilmlinien 31d sind an ihren beiden Enden miteinander verbunden.
Bei dieser Struktur entsprechen die Bereiche, in denen die Linienöffnungen 21 ausgebildet sind, dem in 11 dargestellten Zwischenraum b, und die Isolierfilmbereiche, in denen keine Linienöffnungen 21 ausgebildet sind, entsprechen der Linienbreite a. Die zugehörige Struktur sorgt für einen ähnlichen Effekt, wie er beim Vergleichsbeispiel 3 erzielt wird. Ferner kann auch ein ähnlicher Effekt, wie er beim Vergleichsbeispiel 5 erzielt ist, erhalten werden, da jede Isolierfilmlinie mit sich verjüngender Form ausgebildet ist. Die Isolierfilmlinien 31d sind auf solche Weise ausgebildet, dass ihre Längsrichtung einen Winkel von 90° ± 20° zur durch einen Pfeil 11 gekennzeichneten Reiberichtung bildet.
Auch beim Vergleichsbeispiel 9 können dieselben Modifizierungen vorgenommen werden, wie sie bei den Vergleichsbeispielen 4 bis 8 beschrieben sind, in welchem Fall dieselben Effekte für die jeweiligen Modifizierungen erzielt werden können, wie sie bei den jeweiligen Ausführungsbeispielen angegeben sind.
Beim Vergleichsbeispiel 9 sind benachbarte Isolierfilmlinien 31d an ihren beiden Enden miteinander verbunden, jedoch ist die Erfindung nicht auf die veranschaulichte Struktur beschränkt. Bei einer alternativen Struktur kann jede Isolierfilmlinie 31d an einem Ende mit einer benachbarten Filmlinie verbunden sein. In diesem Fall können die Isolierfilmlinien 31d so miteinander verbunden sein, dass jedes Verbindungsende auf abwechselnde oder zufällige Weise positioniert ist.
Bei den Vergleichsbeispielen 3, 4, 5 und 9 ist zwischen benachbarten Isolierfilmlinien 31d kein Isolierfilm ausgebildet, jedoch ist die Erfindung nicht auf eine solche Struktur beschränkt. Z.B. können die Isolierfilmlinien 31d auf solche Weise mit sich verjüngender Form ausgebildet sein, dass benachbarte Isolierfilmlinien miteinander in Kontakt stehen, wie es in 19 dargestellt ist. Auch bei einer derartigen Struktur wird zwischen den dünneren Bereichen des Isolierfilms 31d ein stärkeres elektrisches Feld erzeugt als zwischen den dickeren Bereichen desselben.
Bei den Vergleichsbeispielen 5 und 9 weist der sich verjüngende, linienförmig strukturierte Isolierfilm 31d keine ebene Oberseite auf, jedoch ist zu erkennen, dass der Isolierfilm 31d auf solche Weise hergestellt werden kann, dass jede Filmlinie eine ebene Oberseite aufweist, wie es in 20 dargestellt ist. Auch umfasst die sich verjüngende Struktur der Isolierfilmlinie 31d eine solche Struktur, bei der die beiden Seiten oben abgerundet sind, wie es in 21 dargestellt ist. Bei dieser Struktur mit abgerundeter Verjüngung entspricht derjenige Winkel dem Verjüngungswinkel, den die mittlere Neigung der Tangenten an jedem abgerundeten Teil mit der Substratoberfläche bildet. Der Verjüngungswinkel sollte im Bereich von 1° bis 45° eingestellt sein.
Für jedes der Vergleichsbeispiele 3 bis 9 erfolgte eine Beschreibung unter Verwendung eines Aktivmatrix-Flüssigkristalldisplays als Beispiel, jedoch ist zu beachten, dass die Erfindung auch bei anderen Typen von Anzeigestrukturen anwendbar ist, bei denen auf einem Substrat keine nichtlinearen elektrischen Elemente ausgebildet sind, d.h. auf Einfachmatrix-Flüssigkristalldisplays.
Wie es aus der obigen Erläuterung ersichtlich ist, wird ein Isolierfilm mit einem linienförmigen Muster strukturiert, oder es werden Isolierfilme aus verschiedenen Materialien oder mit verschiedenen Dicken über der Elektrode in jedem Pixelgebiet hergestellt. Im Ergebnis können innerhalb eines Pixelgebiets verschiedene Bereiche mit verschiedenen elektrischen Feldstärken und damit verschiedenen Ausrichtungen hergestellt werden. Diese Struktur verhindert den in der positiven Betrachtungsrichtung auftretenden Umkehreffekt sowie die in der negativen Betrachtungsrichtung auftretende Kontrastbeeinträchtigung, wodurch die Betrachtungswinkelabhängigkeit verbessert ist. Ferner kann diese Struktur auch bei Flüssigkristalldisplays mit im Normalzustand weißer Anzeige, die für guten Kontrast sorgen, angewandt werden, da der Umkehreffekt hinsichtlich Halbtonabschnitten unterdrückt werden kann. Darüber hinaus sind keine gesonderten Herstellschritte erforderlich, da der Schritt des Herstellens des linienförmig strukturierten Isolierfilms gleichzeitig mit dem Strukturieren des zwischen der Elektrode und der Flüssigkristallschicht hergestellten isolierenden Schutzfilms ausgeführt werden kann. So schafft die oben genannte Erscheinungsform ein billiges Flüssigkristalldisplay mit hohem Kontrast und hoher Qualität.
Bei einer weiteren Erscheinungsform verfügt vom Paar Leiterbahnsubstrate, die einander gegenüberstehend angeordnet sind, mindestens ein Substrat über eine mehrere schlitzförmige Öffnungen oder Isolierfilmleitungen niedriger Permitivität, die in oder auf der Elektrode jedes Pixels ausgebildet sind. Derartige schlitzförmige Öffnungen und Isolierfilmleitungen niedriger Permittivität sind auf solche Weise hergestellt, dass ihre Längsrichtung rechtwinklig zur mittleren Ausrichtungsrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle verläuft; ferner ist jeder Pixelbereich der auf einem Substrat hergestellten Elektrode größer als der entsprechende Bereich der auf dem anderen Substrat hergestellten Elektrode, und zwar um einen beliebigen Wert in Richtungen im Wesentlichen parallel zur mittleren Ausrichtungsrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle. Im Ergebnis sind die einander gegenüberstehend ausgebildeten Elektrodenbereiche entlang zweier Richtungen parallel zur mittleren Ausrichtungsrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle gegeneinander versetzt, so dass zwischen den Elektroden ein in schräger Richtung wirkendes elektrisches Feld erzeugt wird. Wenn der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle auf 0° eingestellt ist, reihen sich die Flüssigkristallmoleküle parallel zum schräg wirkenden elektrischen Feld auf, weswegen es leicht ist, die Molekülausrichtung einzustellen.
Wegen des körperlichen Versatzes zwischen den einander gegenüberstehenden Elektrodenbereichen können innerhalb desselben Pixels verschiedene Bereiche ausgebildet werden, in denen dafür gesorgt ist, dass sich die Flüssigkristallmoleküle verschieden aufreihen. Diese Struktur verbessert die Betrachtungswinkelcharakteristik stark.
Es ist erwünscht, dass die Breite der schlitzförmigen Öffnung oder Isolierfilmleitung niedriger Permittivität größer als der Abstand zwischen dem Paar von Leiterbahnsubstraten ist, da eine kleinere Breite das Anlegen eines schrägen elektrischen Felds an die Flüssigkristallmoleküle schwieriger machen würde.
Der Schritt des Herstellens der schlitzförmigen Öffnungen sowie der Schritt des Herstellens des oben genannten Bereichs der Elektrode auf dem einen Substrat in größerer Weise als der entsprechende Bereich der Elektrode auf dem anderen Substrat können gleichzeitig mit den üblichen Schritten zur Elektrodenstrukturierung ausgeführt werden. Auch kann der Schritt des Herstellens der Isolierfilmleitungen niedriger Permittivität gleichzeitig mit dem Schritt des Herstellens des isolierenden Schutzfilms, der zum Verhindern eines Kurzschlusses zwischen dem Leiterbahnsubstrat ausgebildet wird, ausgeführt werden. Die anschließende Herstellung und Reibebearbeitung der organischen Ausrichtungsfilme können unter Verwendung eines herkömmlichen Bearbeitungsschritts ausgeführt werden. Daher sind keine zusätzlichen Bearbeitungsschritte erforderlich und es ist nicht möglich, die organischen Ausrichtungsfilme zu verunreinigen.
Beispiele gemäß der obigen Erscheinungsform werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die relevanten Zeichnungen beschrieben.
Vergleichsbeispiel 10
22 zeigt eine Schnittansicht eines TN-Aktivmatrix-Flüssigkristalldisplays gemäß dem Vergleichsbeispiel 10. Bei diesem Flüssigkristalldisplay sind Leiterbahnsubstrate 61 und 62, auf denen eine Vielzahl von Elektrodenleitern ausgebildet ist, einander gegenüberstehend angeordnet, wobei eine Flüssigkristallschicht 63 dicht zwischen ihnen eingeschlossen ist.
23 zeigt eine Draufsicht des Leiterbahnsubstrats 61. Dieses Leiterbahnsubstrat 61 umfasst ein isolierendes Substrat 41a aus Glas oder einem ähnlichen Material sowie darauf ausgebildete Abrasterleitungen 42 und Signalleitungen 43, die einander schneiden. In jedem durch die Abrasterleitungen 42 und Signalleitungen 43 umschlossenen Bereich ist eine Pixelelektrode 44 hergestellt. In einer Ecke jedes der Bereiche ist ein Schaltbauteil 50 ausgebildet, das elektrisch mit der Pixelelektrode 44 und auch einer Abrasterleitung 42 und einer Signalleitung 43 angrenzend an die Pixelelektrode 44 verbunden ist. Als Schaltbauteil 50 kann ein Bauteil mit beliebiger ge wünschter Struktur verwendet werden. Bei diesem Beispiel ist ein Dünnfilmtransistor aus amorphem Silicium (nachfolgend als TFT bezeichnet) 50 verwendet.
Auf dem anderen Leiterbahnsubstrat 62 sind ein Lichtsperrfilm (nicht dargestellt) zum Sperren von Licht in andere Bereiche als den Pixelbereich sowie eine Gegenelektrode 45 ausgebildet.
In der Gegenelektrode 45 ist, wie es durch gestrichelte Linien in 23 dargestellt ist, eine schlitzförmige Öffnung 48 ausgebildet, die sich rechtwinklig zur mittleren Ausrichtungsrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle erstreckt. Die mittlere Ausrichtungsrichtung betrifft hierbei die Richtung, in der das Flüssigkristallmolekül in der Mitte der Flüssigkristallschicht 63 ausgerichtet ist. Wie es in 22 dargestellt ist, ist jeder Rechteckbereich der Gegenelektrode 45, der einen Pixelbereich bildet, größer als der entsprechende Bereich der Pixelelektrode 44 ausgebildet, und zwar entlang Richtungen parallel zur mittleren Ausrichtungsrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle. Bei diesem Beispiel ist die Breite der schlitzförmigen Öffnung 48 zu ungefähr 10 μm gewählt. Es ist erwünscht, dass diese Breite größer als der Zwischenraum (ungefähr 5 μm) zwischen den Leiterbahnsubstraten 61 und 62 ist, da eine kleinere Breite das Anlegen schräger Komponenten des elektrischen Felds an die Flüssigkristallmoleküle schwierig machen würde. Die schlitzförmige Öffnung 48 wird gleichzeitig mit dem Strukturieren der Gegenelektrode 45 ausgebildet.
Ferner sind auf den Leiterbahnsubstraten 61 und 62 Ausrichtungsfilme 46a bzw. 46b zum Einstellen der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle hergestellt. Die Ausrichtungsfilme 46a und 46b, die jeweils aus einem organischen Material bestehen, werden einer Reibebearbeitung unterzogen. Die Leiterbahnsubstrate 61 und 62 werden dann miteinander verbunden und zwischen den zwei Substraten 61 und 62 wird ein Flüssigkristallmaterial dicht eingeschlossen (Flüssigkristallzelle), um die Flüssigkristallschicht 63 auszubilden. Der Vorkippwinkel der Flüssigkristallmoleküle beträgt 0°. Die Enden (nicht dargestellt) der Substrate 61 und 62 werden durch ein Harz oder dergleichen dicht abgeschlossen, und es werden periphere Schaltungen (nicht dargestellt) usw. angebracht, um das Flüssigkristalldisplay fertigzustellen.
Bei diesem Flüssigkristalldisplay wird zwischen der Pixelelektrode 44 und der Gegenelektrode 45 ein schräges elektrisches Feld ausgebildet, da in der Gegenelektrode 45 die schlitzförmige Öffnung 48 ausgebildet ist, so dass die Flüssigkristallmoleküle in den durch die Pfeile gekennzeichneten Richtungen ausgerichtet werden können. So sind innerhalb desselben Pixelbereichs verschiedene Bereiche ausgebildet, in dem die Flüssigkristallmoleküle zur Aufreihung in entgegengesetzten Richtungen veranlasst sind; im Ergebnis kann die in 24 dargestellte V-T-Charakteristik erhalten werden und es kann die Betrachtungswinkelcharakteristik des Flüssigkristalldisplays verbessert werden.
Beim Vergleichsbeispiel 10 ist die schlitzförmige Öffnung 48 in der Gegenelektrode 45 ausgebildet. Alternativ können, wie es in 25 dargestellt ist, schlitzförmige Öffnungen 48 (in 25 durch durchgezogene Linien dargestellt) in der Pixelelektrode 44 auf dem Leiterbahnsubstrat 61 ausgebildet sein, und schlitzförmige Öffnungen 48 (durch gestrichelte Linien in 25 dargestellt) können in der Gegenelektrode 45 auf dem Leiterbahnsubstrat 62 ausgebildet sein, und zwar in solcher Weise, dass entlang einer Richtung parallel zur mittleren Ausrichtungrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle die schlitzförmigen Öffnungen auf dem einen Substrat abwechselnden zwischen den schlitzförmigen Öffnungen auf dem anderen Substrat liegen. Ferner können, wie es in 26 dargestellt ist, schlitzförmige Öffnungen 48 (in 26 durch gestrichelte Linien dargestellt) auf solche Weise in der Gegenelektrode 45 ausgebildet sein, dass jede Öffnung teilweise (z.B. halb) einem Randabschnitt der Pixelelektrode 44 auf dem Leiterbahnsubstrat 41 zugewandt ist. Andererseits kann, wenn die schlitzförmigen 48 in der Pixelelektrode 44 ausgebildet sind, ein Ende jeder schlitzförmigen Öffnung offen sein, in welchem Fall die Pixelelektrode 44 kammförmig oder balgförmig ausgebildet ist.
Da die schlitzförmigen Öffnungen 48 durch eine Störung der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle zur Ausbildung von Disklinationslinien führen können, kann über den Öffnungen ein Lichtsperrfilm ausgebildet sein, um derartige Linien zu verdecken. Ein derartiger Lichtsperrfilm kann gleichzeitig mit dem Auftragen und Strukturieren des Lichtsperrfilms auf dem Leiterbahnsubstrat 62 hergestellt werden. Der Lichtsperrfilm kann auch gleichzeitig dann ausgebildet werden, wenn ein undurchsichtiger Film, wie ein solcher aus Titan, Tantal oder Aluminium, zum Herstellen des Schaltbauteils 50 auf dem Leiterbahnsubstrat 61 strukturiert wird, oder wenn die Abrasterleitungen 42 unter Verwendung eines Leiterbahnmaterials strukturiert werden. Im Fall der in 26 dargestellten schlitzförmigen Öffnungen 48 können eben falls Disklinationslinien, die sich an den Grenzen zwischen den verschiedenen Bereichen bilden, in denen die Flüssigkristallmoleküle verschieden aufgereiht sind, durch Herstellen eines Lichtsperrfilms auf dieselbe Weise, wie sie oben beschrieben ist, verdeckt werden.
Jede der in den 23, 25 und 26 dargestellten schlitzförmigen Öffnungen 48 kann ähnliche Effekte bewirken. In je mehr Bereiche jedes Pixel unterteilt ist, um so natürlicher sieht der Effekt für das Auge des Betrachters aus, jedoch verringert dies seinerseits das Öffnungsverhältnis des Flüssigkristalldisplays. Daher ist es erwünscht, dass ein Pixel in die optimale Anzahl von Bereichen, abhängig von der Größe des Pixels, unterteilt wird. Wenn die Pixelgröße z.B. ungefähr 70 μm × 230 μm beträgt, ist es erwünscht, dass das Pixel in zwei bis vier Bereiche unterteilt wird.
Beim Vergleichsbeispiel 10 kann auf der Pixelelektrode 44 oder der Gegenelektrode 45 oder auf beiden ein isolierender Schutzfilm (nicht dargestellt) hergestellt werden, um Kurzschlüsse zwischen den Leiterbahnsubstraten 61 und 62 zu verhindern. Dieser isolierende Schutzfilm sollte vorzugsweise mit einem Fenster versehen sein, das in mindestens einem Teil desselben geöffnet ist, um zu verhindern, dass eine Gleichspannungskomponente des elektrischen Felds an den Flüssigkristallmolekülen im Pixel anliegt. Hinsichtlich der Struktur mit geöffnetem Fenster werden in dieser Anmeldung die japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 2-171721 und das US-Patent Nr. 5,066,110 genannt. Ferner können auf dem Leiterbahnsubstrat 62 Farbfilter (nicht dargestellt) vorhanden sein, um eine Farbanzeige zu erzielen.
Vergleichsbeispiel 11
27 zeigt eine Schnittansicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß dem elften Vergleichsbeispiel. Bei diesem Flüssigkristalldisplay ist an einer geeigneten Position zwischen der Gegenelektrode 45 und der Flüssigkristallschicht 43 ein Isolierfilm 47 mit niedriger Dielektrizitätskonstante hergestellt, wie es durch die gestrichelten Linien in 23 dargestellt ist, der sich in einer Richtung rechtwinklig zur mittleren Ausrichtungsrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle erstreckt. Wie es in 27 dargestellt ist, ist der Rechteckbereich der ein Pixel bildenden Gegenelektrode 45 größer gemacht als die Pixelelektrode 44 in Richtungen parallel zur mittleren Ausrichtungsrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle. Es ist wünschenswert, dass die Breite dieses Isolierfilms 47 größer als der Zwischenraum (ungefähr 5 μm) zwischen den Substraten ist, da eine kleinere Breite das Anlegen schräger Komponenten des elektrischen Felds an die Flüssigkristallmoleküle schwierig machen würde. Der Isolierfilm 47 besteht aus Siliciumoxid oder Siliciumnitrid, und er wird gleichzeitig mit einem isolierenden Schutzfilm (nicht dargestellt), der dazu hergestellt wird, Kurzschlüsse zwischen den Leiterbahnsubstraten 61 und 62 zu verhindern, hergestellt. In anderer Hinsicht kann der Aufbau identisch mit dem des Vergleichsbeispiels 10 sein.
Bei diesem Flüssigkristalldisplay dient der zwischen der Gegenelektrode 45 und der Flüssigkristallschicht 63 hergestellte Isolierfilm mit niedriger Dielektrizitätskonstante zum Schwächen des an den Flüssigkristall 63 in diesem Teil angelegten elektrischen Felds. Im Ergebnis wird, wie beim Vergleichsbeispiel 10, zwischen den Elektroden ein schräges elektrisches Feld ausgebildet, und die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle kann eingestellt werden, wie es durch die Pfeile dargestellt ist. Da die Flüssigkristallmoleküle dazu veranlasst werden können, sich innerhalb eines Pixels in entgegengesetzten Richtungen aufzureihen, wie beim Vergleichsbeispiel 10, kann die Betrachtungswinkelcharakteristik des Flüssigkristalldisplays verbessert werden.
Beim elften Vergleichsbeispiel ist der Isolierfilm 47 mit niedriger Dielektrizitätskonstante zwischen der Gegenelektrode 45 und der Flüssigkristallschicht 63 ausgebildet, jedoch kann er zwischen der Pixelelektrode 44 und der Flüssigkristallschicht 63 (wie durch durchgezogene Linien in 25 dargestellt) wie auch zwischen der Gegenelektrode 45 und der Flüssigkristallschicht 63 (wie durch die gestrichelten Linien in 25 dargestellt) auf solche Weise hergestellt sein, dass sie, wie es in 26 dargestellt ist, entlang einer Richtung einander abwechseln, die parallel zur mittleren Ausrichtungsrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle verläuft. Alternativ können Isolierfilmlinien 47 (in 26 durch gestrichelte Linien dargestellt), die zwischen der Gegenelektrode 45 und der Flüssigkristallschicht 63 hergestellt sind, so angeordnet sein, dass jede Filmlinie einem Randabschnitt der Pixelelektrode 44 auf dem Leiterbahnsubstrat 61 teilweise, z.B. halb, zugewandt ist. Ferner kann der Isolierfilm 47 kontinuierlich über zwei oder mehr Pixel hinweg ausgebildet sein, anstatt dass er wie eine gesonderte Insel in jedem Pixel ausgebildet ist. Darüber hinaus kann, wenn der Isolierfilm mit sich verjüngenden Rändern hergestellt wird, wie es in 28 dargestellt ist, die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle weiter stabilisiert werden.
Wie beim Vergleichsbeispiel 10 kann über dem Isolierfilm 47 mit niedriger Dielektrizitätskonstante ein Lichtsperrfilm ausgebildet sein, um Disklinationslinien zu verdecken, die sich aus einer gestörten Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle ergeben.
Jede der in den 23, 25 und 26 dargestellten Variationen des Isolierfilms 47 mit niedriger Dielektrizitätskonstante kann ähnliche Effekte ergeben. In je mehr Bereiche jedes Pixel unterteilt ist, um so natürlicher erscheint der Effekt für das Auge des Betrachters, jedoch verringert dies seinerseits das Öffnungsverhältnis des Flüssigkristalldisplays. Daher ist es wünschenswert, dass ein Pixel abhängig von seiner Größe in die optimale Anzahl von Bereichen unterteilt wird. Wenn z.B. die Pixelelektrode ungefähr 70 μm × 230 μm beträgt, ist es wünschenswert, dass das Pixel in zwei bis vier Bereiche unterteilt ist.
Ferner können auf dem Leiterbahnsubstrat 62 Farbfilter (nicht dargestellt) vorhanden sein, um eine Farbanzeige zu erzielen.
Das Flüssigkristalldisplay kann sowohl mit den beim Vergleichsbeispiel 10 dargestellten schlitzförmigen Öffnungen 48 als auch dem beim elften Vergleichsbeispiel dargestellten Isolierfilm 47 mit niedriger Dielektrizitätskonstante in oder auf jeder Elektrode auf mindestens einem der Substrate versehen sein.
Beim Vergleichsbeispiel 10 und 11 ist die Erfindung bei einem Flüssigkristalldisplay mit Aktivmatrixansteuerung angewandt, jedoch ist zu beachten, dass die Erfindung auch bei einem über das Tastverhältnis angesteuerten Flüssigkristalldisplay anwendbar ist. Im letzteren Fall kann die schlitzförmige Öffnung 48a in der auf dem einen Leiterbahnsubstrat 62 erzeugten Pixel 45a ausgebildet sein, wie es in den 29 und 30 dargestellt ist, in denen die auf dem Leiterbahnsubstrat 61 ausgebildeten Elektroden 44a durch durchgezogene Linien dargestellt sind, während die auf dem Leiterbahnsubstrat 62 ausgebildeten Elektroden 45a durch gestrichelte Linien dargestellt sind. Bei den in den 29 und 30 dargestellten Flüssigkristalldisplays kann in ähnlicher Weise ein Isolierfilm mit niedriger Dielektrizitätskonstante anstelle der schlitzförmigen Öffnungen 48a ausgebildet sein.
Wie es aus der obigen Beschreibung erkennbar ist, kann, da die Flüssigkristallmoleküle im Display leicht so eingestellt werden können, dass sie sich in verschiedenen Richtungen aufreihen, mehr als eine Betrachtungsrichtung in jedes Pixel eingebaut werden. Diese Struktur dient zum Verringern der Betrachtungswinkelabhängigkeit des Flüssigkristalldisplays. Der Schritt des Herstellens der schlitzartigen Öffnung im Pixel und der Schritt zum Herstellen des Isolierfilms mit niedriger Permittivität zwischen dem Pixel und der Flüssigkristallschicht kann gleichzeitig mit dem üblichen Pixelstrukturierschritt bzw. dem Herstellschritt für den isolierenden Schutzfilm ausgeführt werden. Dies dient zu billiger Herstellung von Flüssigkristalldisplays mit guter Anzeigequalität und hoher Zuverlässigkeit.
Bei einer Erscheinungsform der Erfindung ist bei einem Paar von Elektroden, die auf dem Paar einander gegenüberstehender Leiterbahnsubstrate vorhanden sind, um ein Pixel auszubilden, mindestens eine Elektrode kammförmig oder mit einem oder mehreren offenen Schlitzen ausgebildet. Bei dieser Struktur wird in Bereichen, in denen keine Elektrode ausgebildet ist, ein in schräger Richtung wirkendes elektrisches Feld erzeugt, und auf die Flüssigkristallmoleküle wirkt eine Kraft mit parallel zum Substrat wirkenden Komponenten. Ferner werden, da die Elektrode auf solche Weise ausgebildet ist, dass sich die Zähne des Kamms oder die Längsseiten der Schlitze im wesentlichen parallel zur mittleren Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle erstrecken, die Flüssigkristallmoleküle dazu veranlasst, sich an den beiden Außenseiten jedes Zahns oder an den beiden Innenseiten jedes Schlitzes in entgegengesetzten Richtungen aufzureihen.
Da die Flüssigkristallmoleküle auf diese Weise dazu veranlasst werden, sich in jedem Pixel in verschiedenen Richtungen aufzureihen, kann der Umkehreffekt unterdrückt werden, wie er in der positiven Betrachtungsrichtung auftritt. Auch in der negativen Betrachtungsrichtung ist, da die Flüssigkristallmoleküle durch die Kraft mit Komponenten, die parallel zum Substrat wirken, teilweise hochstehen, für eine Änderung des Brechungsindex der Flüssigkristallmoleküle gesorgt, und es kann der Kontrast verbessert werden.
Ferner kann dann, wenn der Zwischenraum zwischen den Zähnen oder die Schlitzbreite größer gemacht ist als der Zwischenraum zwischen den zwei Substraten, eine Situation verhindert werden, wie sie bei einem kleineren Zwischenraum oder einer kleineren Breite auftreten würde, in der schräge Komponenten des elektrischen Felds nur schwer an die Flüssigkristallmoleküle anzulegen sind.
Der Schritt des Herstellens jedes Pixels mit Kammform oder eines Schlitzes oder von Schlitzen kann gleichzeitig mit dem üblichen Schritt der Pixelstrukturierung ausgeführt werden, ohne dass die folgenden Schritte beeinflusst werden und ohne dass gesonderte Schritte erforderlich sind.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf relevante Zeichnungen ein Beispiel gemäß der oben genannten Erfindung beschrieben.
Beispiel 1
31 ist eine Draufsicht eines die Erfindung verkörpernden TN-Aktivmatrix-Flüssigkristalldisplays. 32 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C' in 31. Bei diesem Flüssigkristalldisplay ist eine Flüssigkristallschicht 93 dicht zwischen Leiterbahnsubstrate 91 und 92 eingeschlossen, die einander gegenüberstehend angeordnet sind. Das Leiterbahnsubstrat 91 umfasst ein isolierendes Substrat 71a aus Glas oder einem ähnlichen Material, auf dem Abrasterleitungen 92 und Signalleitungen 93 einander schneidend ausgebildet sind. In jedem durch die Abrasterleitungen 72 und die Signalleitungen 73 umschlossenen Bereich ist eine Pixelelektrode 74 ausgebildet. In einer Ecke jedes Pixelbereichs ist ein Schaltbauteil 80 ausgebildet, das elektrisch mit der zugehörigen Pixelelektrode 74 und auch mit der dieser Pixelelektrode 74 benachbarten Abrasterleitung 72 und Signalleitung 73 verbunden ist. Als Schaltbauteil 80 kann ein Bauteil mit beliebiger gewünschter Struktur verwendet werden. Bei diesem Beispiel ist ein Dünnfilmtransistor (nachfolgend als TFT bezeichnet) 80 aus amorphem Silicium verwendet. Die Pixelelektrode 74 ist kammförmig ausgebildet, wie es in 31 dargestellt ist, wobei sich die Zähne 74a des Kamms parallel zur mittleren Ausrichtungsrichtung (Linie D-D') der auf ein Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle erstrecken.
Um das anderen Leiterbahnsubstrat 92 herzustellen, werden ein Lichtsperrfilm (nicht dargestellt) zum Sperren von Licht auf andere Bereiche als den Pixelbereich sowie eine Gegenelektrode 75 in dieser Reihenfolge auf der Oberfläche des Substrats 71b hergestellt.
Ferner werden Ausrichtungsfilme 76a und 76b zum Einstellen der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle auf den Leiterbahnsubstraten 91 bzw. 93 hergestellt und einer Reibebearbeitung unterzogen. Die Leiterbahnsubstrate 91 und 92 werden dann so miteinander verbunden, dass die Ausrichtungsfilme 76a und 76b einander innen zugewandt sind, und zwischen die zwei Substrate 91 und 92 werden Flüssigkristalle dicht eingeschlossen, um die Flüssigkristallschicht 93 herzustellen. Die Ränder (nicht dargestellt) der Substrate 91 und 92 werden mit einem Harz oder dergleichen abgedichtet, und es werden periphere Schaltungen (nicht dargestellt) usw. angebracht.
Bei diesem Flüssigkristalldisplay ist, da die Pixelelektrode 74 kammförmig ausgebildet ist, wie oben beschrieben, ein schräg wirkendes elektrisches Feld (die elektrischen Kraftlinien sind durch gestrichelte Linien dargestellt) in Bereichen an den beiden Außenseiten jedes Zahns 74a und zwischen der Pixelelektrode 74 und der Gegenelektrode 75 erzeugt, und auf die Flüssigkristallmoleküle wirkt eine Kraft mit Komponenten parallel zum Substrat. Ferner sind, da die Zähne 74a so ausgebildet sind, dass sie sich parallel zur mittleren Ausrichtungsrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle erstrecken, die Flüssigkristallmoleküle dazu veranlasst, sich in Richtungen zur Elektrode auf solche Weise aufzureihen, dass sie auf die Änderung der elektrischen Kraftlinien reagieren, wie es in 33 (vergrößerte Ansicht des Teils E in 31) dargestellt ist, wodurch die Molekülausrichtung an den beiden Außenseiten jedes Zahns 74a in entgegengesetzte Richtungen geändert wird. Dies führt zur Ausbildung verschiedener Bereiche innerhalb desselben Pixels, wobei die Flüssigkristallmoleküle dazu veranlasst sind, sich in entgegengesetzten Richtungen aufzureihen; demgemäß kann der Umkehreffekt, wie er in der positiven Betrachtungsrichtung auftritt, unterdrückt werden, wie es durch die durchgezogene Linie L2 in 34 dargestellt ist. Die Zähne 74a müssen nicht notwendigerweise genau parallel zur mittleren Ausrichtungsrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sein, sondern sie können etwas gegen die parallele Richtung versetzt sein.
In der negativen Betrachtungsrichtung ist andererseits dafür gesorgt, da die Flüssigkristallmoleküle durch die Kraft mit parallel zum Substrat wirkenden Komponenten teilweise hochstehen, dass sich der Brechungsindex der Flüssigkristallmoleküle so ändert, wie es durch die durchgezogene Linie L3 in 34 dargestellt ist, was für eine Kontrastverbesserung sorgt.
Die Zähne 74a können mit gewünschter Breite und mit beliebiger Anzahl hergestellt werden, wobei die Breite und die Anzahl abhängig vom Flüssigkristalldisplay geeignet gewählt werden. Da jedoch ein übermäßig kleiner Abstand zwischen benachbarten Zähnen 74a das Anlegen schräger elektrischer Feldkomponenten an die Flüssigkristallmoleküle schwierig machen würde, ist es erwünscht, dass der Abstand zwischen benachbarten Zähnen 74a größer als der Abstand (Dicke der Flüssigkristallschicht 93) d zwischen den Leiterbahnsubstraten 91 und 92 ist. Bei diesem Beispiel ist, da der Abstand d ungefähr 5 μm beträgt, die Breite jedes Zahns 74a auf 10 μm eingestellt, und der Abstand zwischen benachbarten Zähnen 74a beträgt ebenfalls 10 μm.
Beim obigen Beispiel ist die Pixelelektrode 74 kammförmig ausgebildet, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt. Statt dessen können in der Pixelelektrode 74 ein oder mehrere Schlitze ausgebildet sein. In diesem Fall ist es erwünscht, dass jeder Schlitz so ausgebildet ist, dass sich seine Längsseite im Wesentlichen parallel zur mittleren Ausrichtungsrichtung der auf das Substrat projizierten Flüssigkristallmoleküle erstreckt, so dass sich die Molekülausrichtung an den beiden Innenseiten jedes Schlitzes in entgegengesetzten Richtungen ändert, wodurch innerhalb desselben Pixels verschiedene Bereiche ausgebildet sind, in denen dafür gesorgt ist, dass sich die Flüssigkristallmoleküle in entgegengesetzten Richtungen aufreihen. Diese Struktur bewirkt denselben Effekt, wie er erhalten wird, wenn die Pixelelektrode 74 kammförmig ausgebildet ist. Aus demselben Grund, wie er oben beschrieben ist, ist es wünschenswert, dass die Schlitzbreite größer als der Abstand (Dicke der Flüssigkristallschicht 93) d zwischen den Leiterbahnsubstraten 91 und 92 ist.
Beim obigen Beispiel ist die Pixelelektrode 74 kammförmig oder mit einem oder mehreren Schlitzen ausgebildet, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, dass die Pixelelektrode 74 mit einer derartigern Struktur versehen ist. Statt dessen kann die Gegenelektrode 75 mit einer derartigen Struktur ausgebildet sein.
Der Schritt des Herstellens jedes Pixels mit Kammform oder mit einer schlitzförmigen Öffnung, wie oben beschrieben, kann gleichzeitig mit dem üblichen Schritt der Pixelstrukturierung ausgeführt werden. Demgemäß können Flüssigkristalldisplays mit guter Anzeigequalität und hoher Zuverlässigkeit billig hergestellt werden.
Ferner kann beim obigen Beispiel ein isolierender Schutzfilm (nicht dargestellt) auf der Pixelelektrode 74 oder der Gegenelektrode 75 oder beiden hergestellt werden, um Kurzschlüsse zwischen den Leiterbahnsubstraten 91 und 92 zu verhindern. Dieser isolierende Schutzfilm sollte vorzugsweise mit einem Fenster versehen sein, das in mindestens einem Teil desselben geöffnet ist, um zu verhindern, dass die Gleichkomponente des elektrischen Felds an die Flüssigkristallmoleküle im Pixel angelegt wird. Ferner können auf dem Leiterbahnsubstrat 92 Farbfilter (nicht dargestellt) vorhanden sein, um eine Farbanzeige zu erzielen.
Beim obigen Beispiel ist die Vergleichsidee bei einem TN-Aktivmatrix-Flüssigkristalldisplay angewandt, jedoch ist die Idee nicht auf diese Anwendung beschränkt, sondern sie kann auf Flüssigkristalldisplays anderer Modi angewandt sein. Ferner ist die Idee nicht auf durch eine Aktivmatrix angesteuerte Displays beschränkt, sondern sie kann auch bei über das Tastverhältnis angesteuerten Flüssigkristallsdisplays usw. angewandt werden.
Wie es aus der obigen Beschreibung erkennbar ist, kann, da Flüssigkristallmoleküle dazu veranlasst werden, sich innerhalb desselben Pixels in verschiedenen Richtungen aufzureihen, der Umkehreffekt unterdrückt werden, wie er in der positiven Betrachtungsrichtung auftritt. Ferner kann der Kontrast in der negativen Betrachtungsrichtung verbessert werden, da die Flüssigkristallmoleküle durch die Kraft mit Komponenten zum Substrat teilweise hochstehen. So wird eine Verbesserung der Betrachtungswinkel des Flüssigkristalldisplays erzielt.
Der Schritt des Herstellens jedes Pixels mit Kammform oder mit einer schlitzförmigen Öffnung kann gleichzeitig mit dem üblichen Schritt der Pixelstrukturierung ausgeführt werden. Demgemäß können Flüssigkristalldisplays mit guter Anzeigequalität und hoher Zuverlässigkeit billig hergestellt werden.
Dem Fachmann sind verschiedene andere Modifizierungen ersichtlich, und diese können von ihm leicht ausgeführt werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Demgemäß soll der Schutzumfang der Erfindung nicht auf die hier dargelegte Beschreibung beschränkt werden, sondern er ist durch die befügten Ansprüche definiert.

Claims

Flüssigkristalldisplay mit: – einem ersten Substrat (71a) und einem zweiten Substrat (71b), die einander gegenüberstehend angeordnet sind; einer Flüssigkristallschicht (93), die zwischen dem ersten Substrat (71a) und dem zweiten Substrat (71b) angeordnet ist; ersten Elektroden (74), die auf einer der Flüssigkristallschicht (93) zugewandten Fläche des ersten Substrats (71a) angeordnet sind; und mindestens einer zweiten Elektrode, die auf einer der Flüssigkristallschicht (93) zugewandten Fläche des zweiten Substrats (71b) angeordnet ist, wobei die ersten Elektroden (74) und die oder jede zweite Elektrode (75) eine Pixelmatrix bilden; dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Pixel eine jeweilige Elektrode oder ein jeweiliger dem Pixel entsprechender Elektrodenabschnitt entweder (i) eine kammartige Form mit Zähnen (74a) aufweist, die sich im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht (93) auf die Substrate erstrecken; oder (ii) eine oder mehrere schlitzförmige Öffnungen aufweist, wobei sich die Längsseitenränder der oder jeder schlitzförmigen Öffnung im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht (93) auf die Substrate erstreckt.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem jede erste Elektrode (74) ein jeweiliges Pixel bildet und sie über eine kammartige Form mit Zähnen (74a) verfügt, die sich im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht (93) auf die Substrate erstrecken.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, mit einer einzelnen zweiten Elektrode; wobei jede erste Elektrode (74) ein jeweiliges Pixel bildet; und wobei für jedes Pixel der entsprechende Abschnitt der zweiten Elektrode eine kammartige Form mit Zähnen aufweist, die sich im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht (93) auf die Substrate erstrecken.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, mit mehreren zweiten Elektroden, die die ersten Elektroden schneiden; wobei für jedes Pixel der entsprechende Abschnitt der ersten Elektrode mit einer kammartigen Form wie Zähnen ausgebildet ist, die sich im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht (93) auf die Substrate erstrecken.
Flüssigkristalldisplay nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Abstand zwischen zwei benachbarten Zähnen nicht kleiner als die Dicke (d) der Flüssigkristallschicht (93) ist.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem jede erste Elektrode (74) ein jeweiliges Pixel bildet und sie über eine oder mehrere schlitzförmige Öffnungen verfügt, wobei sich die Längsseitenränder der oder jeder schlitzförmigen Öffnung im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht (93) auf die Substrate erstrecken.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, mit einer einzelnen zweiten Elektrode; wobei jede erste Elektrode (74) ein jeweiliges Pixel bildet; und wobei für jedes Pixel der entsprechende Abschnitt der zweiten Elektrode eine oder mehrere schlitzförmige Öffnungen aufweist, wobei sich die Längsseitenränder des oder jeder schlitzförmigen Öffnung im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht (93) auf die Substrate erstrecken.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, mit mehreren zweiten Elektroden, die die ersten Elektroden schneiden; wobei für jedes Pixel der entsprechende Abschnitt der ersten Elektrode eine oder mehrere schlitzförmige Öffnungen aufweist, wobei sich die Längsseitenränder der oder jeder schlitzförmigen Öffnung im Wesentlichen parallel zur Projektion der mittleren Orientierungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen der Flüssigkristallschicht (93) auf die Substrate erstrecken.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, 6, 7 oder 8, bei dem die Breite der oder jeder schlitzförmigen Öffnung nicht kleiner als die Dicke (d) der Flüssigkristallschicht (93) ist.