DE69604984T2

DE69604984T2 - Reflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung von Typ Gast-Wirt

Info

Publication number: DE69604984T2
Application number: DE69604984T
Authority: DE
Inventors: Hideo Kataoka; Noboyuki Shigeno; Tetsuo Urabe
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 2000-04-20
Anticipated expiration: 2016-07-19
Also published as: US6559916B1; DE69604984D1; EP0926539A1; EP0754962A2; EP0754962B1; SG49972A1; EP0754962A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein reflektives Flüssigkristalldisplay vom Typ Gast-Wirt. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung eine Technik zum Verbessern des Wirkungsgrads der Nutzung einfallenden Lichts durch Weglassen eines Polarisators.
Flüssigkristalldisplays arbeiten in verschiedenen Modi. Derzeit ist der dominierende Modus ein TN(verdrillt-nematisch)- oder STN(superverdrillt-nematisch)-Modus, bei dem ein verdrillt ausgerichteter oder superverdrillt ausgerichteter nematischer Flüssigkristall verwendet wird. Jedoch benötigen diese Modi hinsichtlich der Betriebsprinzipien ein Paar Polarisatoren. Da in den Polarisatoren Lichtabsorption auftritt, ist das Transmissionsvermögen gering und es kann kein heller Anzeigeschirm erzielt werden. Zusätzlich zu diesen Modi wurde ein Gast-Wirt-Modus entwickelt, der einen dichroitischen Farbstoff verwendet. Ein Flüssigkristalldisplay vom Gast-Wirt-Modus führt eine Anzeige unter Verwendung der anisotropen Eigenschaften des Absorptionskoeffizienten des zum Flüssigkristall hinzugefügten dichroitischen Farbstoffs aus. Wenn ein dichroitischer Farbstoff mit Stabstruktur verwendet wird, zeigen die Farbstoffmoleküle die Eigenschaft, dass sie parallel zu den Flüssigkristallmolekülen ausgerichtet werden. Wenn daher die Molekülausrichtung des Flüssigkristalls durch Anlegen eines elektrischen Felds geändert wird, wird auch die Ausrichtung des Farbstoffs geändert. Da es von der Ausrichtung abhängt, ob der Farbstoff Farbe entwickelt oder nicht, ist es möglich, zwischen einem gefärbten und einem farblosen Zustand des Flüssigkristalldisplays durch Anlegen einer Spannung umzuschalten.
Die Fig. 7A und 7B zeigen den Aufbau eines Gast-Wirt-Flüssigkristaldisplays vom Heilmeiertyp. Fig. 7A zeigt einen Zustand, in dem keine Spannung angelegt ist, und Fig. 7B zeigt einen Zustand, in dem eine Spannung angelegt ist. Dieses Flüssigkristalldisplay verwendet einen Farbstoff vom p-Typ sowie einen nematischen Flüssigkristall (Np-Flüssigkristall), dessen dielektrische Anisotropie positiv ist. Der dichroitische Farbstoff vom p-Typ zeigt eine Absorptionsachse, die im Wesentlichen parallel zur Molekülachse verläuft, und er absorbiert stark polarisierte Komponenten Lx parallel zur Molekülachse, während er polarisierte Komponenten Ly rechtwinklig zu den polarisierten Komponenten Lx kaum absorbiert. Im in Fig. 7A dargestellten Zustand, in dem keine Spannung angelegt ist, werden die im einfallenden Licht enthaltenen Polarisationskomponenten Lx durch den Farbstoff vom p-Typ stark absorbiert, und das Flüssigkristalldisplay ist farbig gemacht. Im Vergleich damit wird im in Fig. 7B dargestellten Zustand, in dem eine Spannung angelegt ist, der Np-F1üssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie auf das elektrische Feld hin eingeschaltet, und dementsprechend wird auch der Farbstoff vom p-Typ in rechtwinkliger Richtung ausgerichtet. Aus diesem Grund werden die Polarisationkomponenten Lx kaum absorbiert, und das Flüssigkristalldisplay ist farblos gemacht. Die anderen im einfallenden Licht enthaltenen Polarisationskomponenten Ly werden unabhängig vom Zustand mit angelegter Spannung oder vom Zustand mit nichtangelegter Spannung vom dichroitischen Farbstoff nicht absorbiert. Daher wird bei einem Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplay vom Heilmeiertyp vorab ein einzelner Polarisator eingefügt, um die andere Polarisationskomponente Ly zu beseitigen.
Bei einem Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplay unter Verwendung eines nematischen Flüssigkristalls wird ein dichroitischer, als Gast hinzugefügter Farbstoff auf dieselbe Weise wie der nematische Flüssigkristall ausgerichtet. Obwohl die Polarisationskomponenten parallel zur Ausrichtung des Flüssigkristalls absorbiert werden, werden die Polarisationskomponenten rechtwinklig zu diesen ersten Polarisationskomponenten nicht absorbiert. Daher wird, um ausreichenden Kontrast zu erzielen, auf der Eintrittsseite des Flüssigkristalldisplays ein Polarisator angeordnet, und die Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts wird mit der Ausrichtung des Flüssigkristalls ausgerichtet. Wenn dies jedoch ausgeführt wird, wird das Display wie im TN-Modus dunkel, da 50% (tatsächlich ungefähr 40%) des einfallenden Lichts im Prinzip durch den Polarisator verlorengehen. Als Verfahren zum Verringern dieses Problems bewirkt das bloße Weglassen des Polarisators ein beträchtliches Verringern des Ein/Aus-Absorptionsverhältnisses. Daher ist dies nicht zweckdienlich, und es wurden verschiedene Verbesserungsmaßnahmen vorgeschlagen. Z. B. wurde ein Aufbau vorgeschlagen, bei dem der Polarisator an der Eintrittsseite weggelassen wird, während auf der Austrittsseite ein λ/4-Phasenschieber und eine Reflexionsplatte angebracht werden. Bei diesem Verfahren werden die Polarisationsrichtungen zweier rechtwinklig zueinander liegender Polarisationskomponenten im Vorwärtspfad und im Rückwärtspfad um 90º gegeneinander verdreht, und demgemäß werden die Polarisationskomponenten gegeneinander vertauscht. Daher wird im Auszustand (dem Absorptionszustand) jede Polarisationskomponente entweder im optischen Einfallspfad oder im optischen Reflexionspfad absorbiert. Da jedoch bei dieser Struktur extern ein λ/4-Phasenschieber und eine Reflexionsplatte vorhanden sind, muss das Flüssigkristalldisplay selbst ein solches vom Transmissionstyp sein. Insbesondere dann, wenn eine Aktivmatrixstruktur dazu verwendet wird, hohe Auflösung zu erzielen und bewegte Bilder anzuzeigen, ist, da Dünnschichttransistoren zum Ansteuern von Pixelelektroden auf einem Substrat integriert sind, das Pixelöffnungsverhältnis beim Transmissionstyp niedrig, und es wird ein beträchtlicher Anteil der einfallenden Lichts ausgeblendet. Daher kann selbst beim Weglassen des Polarisators der Schirm des Displays nicht ausgeprägt hell gemacht werden. Indessen kann der Polarisator weggelassen werden, wenn als andere Maßnahme ein cholesterischer Flüssigkristall verwendet wird, was es ermöglicht, alle im einfallenden Licht enthaltenen Polarisationskomponenten zu absorbieren. Jedoch zeigt dieses Verfahren den Nachteil, dass aufgrund der starken Hysterese eines cholesterischen Flüssigkristalls keine Halbtonanzeige ausgeführt werden kann.
Nachfolgend wird ein Phasenschieber beschrieben.
Allgemein gesagt, betrifft ein Phasenschieber eine doppelbrechende Platte (Kristallplatte) zum Erzeugen einer vorbestimmten optischen Pfaddifferenz (daher einer Phasendifferenz) zwischen linearen polarisierten Lichtstrahlen, die in zueinander rechtwinkligen Richtungen schwingen, wenn das Licht durch eine Platte läuft. Wenn die Dicke der doppelbrechenden Platte mit d bezeichnet wird, der Brechungsindex von linear polarisierten Lichtstrahlen, die entlang elektrischen Hauptachsen rechtwinklig zueinander schwingen, mit n1 und n2 bezeichnet werden, ist die optische Pfaddifferenz als n1 - n2 gegeben. Phasenschieber mit optischen Pfaddifferenzen von λ/4, λ2 und λ1 (λ ist die Wellenlänge des Lichts im Vakuum) werden als λ/4-Phasenschieber, λ/2-Phasenschieber bzw. λ/1-Phasenschieber bezeichnet, und sie entsprechen Phasenschiebern von π/2, π bzw. 2π. Z. B. ist ein λ/4-Phasenschieber eine doppelbrechende Platte, deren Dicke so bestimmt ist, dass sie eine optische Pfaddifferenz von 1/4 Wellenlänge zwischen linear polarisierten Lichtstrahlen einführt, die rechtwinklig zueinander schwingen. Es wird ein dünner Film oder dergleichen verwendet, bei dem ein Muskovit auf geeignete Dicke gespalten ist. Oder es wird eine Kunstharzplatte oder dergleichen verwendet, bei der Moleküle in einer Richtung ausgerichtet sind. Wenn dafür gesorgt wird, dass linear polarisiertes Licht mit einer Richtung von 45º in Bezug auf die Hauptachse in diese Platte eintritt, wird das durchgelassene Licht zirkular polarisiertes Licht.
λ/4-Phasenschieber haben verschiedene Verwendungszwecke, und in den letzten Jahren waren sie als Polarisationseinstellelement bei Flachdisplays wie Flüssigkristalldisplays verwendet. Jedoch wird als herkömmlicher λ/4-Phasenschieber ein dünner Film verwendet, bei dem ein Muskovit auf geeignete Dicke gespalten ist, eine Kunstharzplatte, bei der Moleküle in einer Richtung ausgerichtet sind, oder andere Einrichtungen. Es ist schwierig, einen derartigen λ/4-Phasenschieber mit großer Fläche herzustellen, und der λ/4-Phasenschieber kann nicht in ein großes Flachdisplay eingebaut werden. Ferner kann der herkömmliche λ/4-Phasenschieber, da er beträchtliche Dicke aufweist, nicht innerhalb eine Flüssigkristallzelle oder dergleichen eingebaut werden, die ein Flachdisplay bildet, und es treten ernsthafte Konstruktionseinschränkungen auf.
JP-A-6 222 351 offenbart ein reflektives Flüssigkristalldisplay, bei dem eine einen dichroitischen Farbstoff enthaltende Flüssigkristallschicht zwischen zwei Substrate eingefügt ist, von denen eines (das vordere Substrat) für einfallendes Licht transparent ist. Zwischen dem vorderen Substrat und der Flüssigkristallschicht sind transparente Elektroden und ein Ausrichtungsfilm eingefügt. Zwischen das hintere Substrat und die Flüssigkristallschicht sind ein Reflexionsfilm, eine Viertelwellenlängenplatte, transparente Elektroden und ein Ausrichtungsfilm eingefügt.
EP-A-0 737 882, das Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ bildet, beschreibt ebenfalls ein reflektives Gast-Wirt-Flüs sigkristalldisplay mit einem ersten Substrat mit, transparenten Elektroden, einem zweiten Substrat mit reflektierenden Elektroden und einem elektrooptischen Körper, der zwischen dem ersten und zweiten Substrat gehalten ist. Der elektrooptische Körper verfügt über eine einen dichroitischen Farbstoff enthaltende Gast-Wirt-Flüssigkristallschicht und eine optische Dünnfilmschicht. Die optische Dünnfilmschicht setzt eine zweite Schwingungskomponente einfallenden Lichts in eine erste Schwingungskomponente um, und sie ermöglicht es der so umgesetzten ersten Schwingungskomponente, erneut in die Flüssigkristallschicht im Absorptionszustand einzutreten. So werden alle Schwingungskomponenten durch die Flüssigkristallschicht absorbiert, um dadurch die Helligkeit eines Schirms zu erhöhen, ohne dass eine Polarisationsplatte vorhanden ist.
Der Stand der Technik wendet sich jedoch nicht dem Problem der Herstellung einer Pixel und der entsprechenden Strukturierung der Komponenten innerhalb eines Flüssigkristalldisplays zu.
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein reflektives Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplay mit gemusterter Struktur zu schaffen, wodurch die Herstellung einzelner Pixel in diesem ermöglicht ist.
Das erfindungsgemäße Flüssigkristalldisplay weist die Merkmale des beigefügten Anspruchs 1 auf.
Die Flüssigkristallschicht wechselt auf eine angelegte Spannung hin zwischen einem Absorptionszustand und einem Transmissionszustand. Im Absorptionszustand absorbiert die Flüssigkristallschicht im Wesentlichen erste im einfallenden Licht enthaltene Schwingungskomponenten, während sie für zweite Schwingungskomponenten rechtwinklig zu den ersten Schwingungskomponenten im Wesentlichen durchlässig ist. Im Transmissionszustand ist die Flüssigkristallschicht im Wesentlichen für beide Schwingungskomponenten durchlässig. Die optische Dünnfilmschicht ist im Vorwärts- und Rückwärtspfad der zweiten, durch die reflektierende Elektrode reflektierten Schwingungskomponenten eingefügt, wobei die zweiten Schwingungskomponenten in erste Schwingungskomponenten umgesetzt werden und diese Komponenten erneut in die Flüssigkristallschicht im Absorptionszustand eintreten. Als Merkmal wird die optische Dünnfilmschicht beim elektrooptischen Element aus einem polymeren Flüssigkristallmaterial hergestellt, das Flüssigkristallmoleküle enthält, die uniaxial entlang der optisch anisotropen Achse ausgerichtet sind, und sie wirkt als λ/4-Phasenschieber. Außerdem enthält das elektrooptische Element eine Passivierungsschicht, die zwischen die optische Dünnfilmschicht und die Flüssigkristallschicht eingefügt ist und die optische Dünnfilmschicht und die Flüssigkristallschicht körperlich voneinander trennt, um das polymere Flüssigkristallmaterial zu schützen.
Die Passivierungsschicht hat die Funktion, dass sie dafür sorgt, dass die Flüssigkristallschicht homöotrop oder homogen ausgerichtet wird. Ferner wird die Passivierungsschicht aus einem photoempfindlichen Material hergestellt, und sie kann durch einen Belichtungs- und Entwicklungsprozess strukturiert hergestellt werden. Noch ferner wird die optische Dünnfilmschicht mit einem Muster hergestellt, ebenso wie die Passivierungsschicht, die mit einem Muster als Maske hergestellt wird. Noch ferner enthält die optische Dünnfilmschicht vorzugsweise Farbgebiete, die in die drei Primärfarben unterteilt sind, und für jedes Farbgebiet wird ein Muster ausgebildet, und es werden Farbfilter ausgebildet.
Die Schwingungskomponenten entlang der Ausrichtung der Flüssigkristallschicht im Absorptionszustand werden durch einen dichroitischen Farbstoff absorbiert, der in derselben Richtung ausgerichtet ist. Da jedoch die Schwingungskomponenten rechtwinklig dazu die Ausrichtung der Farbstoffmoleküle schneiden, werden sie kaum absorbiert. Anders gesagt, erfahren die Schwingungskomponenten kaum Lichtmodulation. Jedoch laufen diese Schwingungskomponenten, gemäß der Erfindung, durch die Flüssigkristallschicht, woraufhin sie in die optische Dünnfilmschicht eintreten. Ferner laufen die Schwingungskomponenten, nachdem sie durch die reflektierende Elektrode reflektiert wurden, erneut durch die optische Dünnfilmschicht. Daraus folgt, dass diese Schwingungskomponenten zweimal durch die als λ/4-Phasenschieber wirkende optische Dünnfilmschicht laufen und ihre Schwingungsrichtung (die Polarisationsrichtung) um 90º gedreht wird. Bei dieser Vorgehensweise werden diese Schwingungskomponenten absorbiert, da die Richtung mit der Ausrichtung des Flüssigkristalls im Absorptionszustand übereinstimmt. Auf diese Weise, da nämlich alle im einfallenden Licht enthaltenen Schwingungskomponenten entweder im Vorwärtspfad oder im Rückwärtspfad immer absorbiert werden, ist kein externer Polarisator erforderlich. Daher kann selbst beim Weglassen des Polarisators ein Kontrast erzielt werden, der im Wesentlichen mit dem eines transmissiven Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplays mit einem Polarisator vergleichbar ist.
Indessen ist bei der Erfindung eine Passivierungsschicht zwischen die optische Dünnfilmschicht und die Flüssigkristallschicht eingefügt, die das oben beschriebene elektrooptische Element bildet. Diese Passivierungsschicht trennt die optische Dünnfilmschicht und die Flüssigkristallschicht körperlich voneinander, um das polymere Flüssigkristallmaterial zu schützen. Da die aus einem polymeren Flüssigkristallmaterial bestehende optische Dünnfilmschicht durch diese Passivierungsschicht gegen die Gast-Wirt-Flüssigkristallschicht getrennt ist, kann ein Flüssigkristalldisplay erzielt wer den, das frei von wechselseitiger Auflösung ist und hohe Zuverlässigkeit zeigt. Wenn diese Passivierungsschicht nicht eingefügt wäre, würde die Dünnfilmschicht in direkten Kontakt mit der Flüssigkristallschicht treten, und das polymere Flüssigkristallmaterial, aus dem die optische Dünnfilmschicht besteht, könnte in der Gast-Wirt-Flüssigkristallschicht aufgelöst werden. Ferner ist es, wenn die Auswahl des Materials für die Passivierungsschicht geeignet erfolgt und die Passivierungsschicht einem Prozess wie Reiben unterzogen wird, möglich, dass die Passivierungsschicht als Ausrichtungsfilm arbeitet. D. h., dass die in Kontakt mit der Passivierungsschicht stehende Gast-Wirt-Flüssigkristallschicht homöotrop oder homogen ausgerichtet werden kann. Es ist nicht erforderlich, gesondert einen Ausrichtungsfilm anzubringen, es besteht keine Zunahme der Anzahl von Schritten, und die Herstellkosten können verringert werden. Außerdem ist Strukturierung durch einen Belichtungs- und Entwicklungsprozess möglich, da als Passivierungsschicht ein photoempfindliches Material verwendet wird. Unter Verwendung einer strukturierten Passivierungsschicht als Maske können Farbfilter auf einem Substrat hergestellt werden, was es extrem einfacht macht, dafür zu sorgen, dass das reflektive Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplay eine Farbanzeige ausführt. Genauer gesagt, kann unter Verwendung der strukturierten Passivierungsschicht als Maske die optische Dünnfilmschicht in Farbgebiete unterteilt werden, die in die drei Primärfarben aufgeteilt sind, und diese Gebiete können als Farbfilter verwendet werden.
Die obigen und weitere Aufgaben, Gesichtspunkte und neuartige Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlicher, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A und 1B sind eine Schnittansicht und eine Draufsicht zum Veranschaulichen eines Beispiels eines reflektiven Gast- Wirt-Flüssigkristalldisplays;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen der Funktion des in Fig. 1 dargestellten reflektiven Gast-Wirt- Flüssigkristalldisplays;
Fig. 3A, 3B, 3C, 3D und 3E sind Prozessdiagramme zum Veranschaulichen des Verfahrens zum Abscheiden einer optischen Dünnfilmschicht und einer Passivierungsschicht, wie sie im in Fig. 1 dargestellten reflektiven Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplay enthalten sind;
Fig. 4A, 4B und 4C sind Ansichten chemischer Strukturen zum Veranschaulichen eines Beispiels eines polymeren Flüssigkristallmaterials, aus dem die optische Dünnfilmschicht hergestellt wird;
Fig. 5 ist eine schematische, teilgeschnittene Ansicht zum Veranschaulichen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen reflektiven Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplays;
Fig. 6A, 6B, 6C, 6D und 6E sind Prozessdiagramme zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen des in Fig. 5 dargestellten reflektiven Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplays;
Fig. 7A und 7B sind Schnittansichten zum Veranschaulichen eines herkömmlichen reflektiven Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplays.
Die Fig. 1A und 1B zeigen ein Beispiel eines bekannten re flektiven Gast-Wirt-flüssigkristalldisplays. Wie es in Fig. 1A dargestellt ist, wird dieses Bauteil unter Verwendung eines oberen Substrats 1 und eines unteren Substrats 2 zusammengebaut. Das obere Substrat 1 besteht aus Glas oder dergleichen, und es wird mit einer transparenten Elektrode 3 hergestellt, um einfallendes Licht zu empfangen. Diese transparente Elektrode 3 wird z. B. in Streifenform entlang der Zeilenrichtung strukturiert. Auf dem unteren Substrat 2 wird eine reflektierende Elektrode 4 hergestellt. Diese reflektierende Elektrode 4 wird z. B. in Streifenform entlang der Spaltenrichtung strukturiert. Daher schneiden die transparente Elektrode 3 und die reflektierende Elektrode 4 einander in Matrixform, und es ist ein Flüssigkristalldisplay vom Typ mit einfacher Matrix erhalten. Das untere Substrat 2 wird so positioniert, dass es dem oberen Substrat 1 mit einem vorbestimmten Zwischenraum gegenübersteht. In diesem Zwischenraum wird ein elektrooptisches Element 5 festgehalten, das auf eine zwischen die transparente Elektrode 3 und die reflektierende Elektrode 4 gelegte Spannung eine optische Modulation ausführt. Das elektrooptische Element 5 verfügt über Laminatstruktur mit einer Gast-Wirt-Flüssigkristallschicht 6 und einer optischen Dünnfilmschicht 7. Die Gast-Wirt-Flüssigkristallschicht 6 enthält einen dichroitischen Farbstoff 8, und sie ist entlang der transparenten Elektrode 3 gleichmäßig ausgerichtet. Die optische Dünnfilmschicht 7 verfügt über eine vorbestimmte optisch anisotrope Achse, und sie ist entlang der reflektierenden Elektrode 4 ausgebildet.
Die Flüssigkristallschicht 6 wechselt zwischen einem Absorptionszustand und einem Transmissionszustand. Fig. 6A zeigt einen Absorptionszustand, in dem erste im einfallenden Licht enthaltene Schwingungskomponenten X im Wesentlichen absorbiert werden und zweite Schwingungskomponenten Y rechtwinklig zu den ersten Schwingungskomponenten X im Wesentlichen durchgelassen werden. Im Gegensatz hierzu werden im Transmissionszustand beide Schwingungskomponenten X und Y im Wesentlichen durchgelassen. Wie es in der Figur dargestellt ist, sind im Absorptionszustand nematische Flüssigkristallmoleküle 9 horizontal ausgerichtet, und dementsprechend ist auch der dichroitische Farbstoff 8 horizontal ausgerichtet. Bei diesem Beispiel wird ein Absorptionszustand ohne angelegte Spannung erzielt, und die Flüssigkristallschicht 6 wechselt beim Anlegen einer Spannung auf einen Transmissionszustand. Aus diesem Grund zeigen die nematischen Flüssigkristallmoleküle 9 positive dielektrische Anisotropie, und sie werden vorab auf horizontale Ausrichtung (homogene Ausrichtung) eingestellt. Demgegenüber kann der in der Figur dargestellte Absorptionszustand auch durch Anlegen einer Spannung realisiert werden. In diesem Fall werden nematische Flüssigkristallmoleküle 9 mit negativer dielektrischer Anisotropie verwendet. Bei einer derartigen Struktur ist die optische Dünnfilmschicht 7 in den Vorwärts- und Rückwärtspfad der zweiten Schwingungskomponenten Y eingefügt, die durch die reflektierende Elektrode 4 reflektiert werden, wobei die zweiten Schwingungskomponenten Y in erste Schwingungskomponenten X umgesetzt werden, und diese Komponenten treten erneut in die Flüssigkristallschicht 6 im Absorptionszustand ein.
Die optische Dünnfilmschicht 7 wirkt als λ/4-Phasenschieber. Wie es in Fig. 1B dargestellt ist, schneidet die optisch anisotrope Achse derselben die Ausrichtung der Flüssigkristallschicht im Absorptionszustand unter einem Winkel von 45º. Die Schwingungsrichtung der zweiten Schwingungskomponenten Y (linear polarisierte Lichtkomponenten), die im Absorptionszustand durchgelaufen sind, verläuft rechtwinklig zur Ausrichtung. Ferner schneiden die zweiten Schwingungskomponenten Y die optisch anisotrope Achse unter einem Winkel von 45º. Wenn die zweiten Schwingungskomponenten Y (li near polarisierte Lichtkomponenten) durch den λ/4-Phasenschieber hindurchgelaufen sind, sind sie in zirkular polarisiertes Licht umgesetzt. Wenn diese zirkular polarisierte Licht erneut in den λ/4-Phasenschieber eintritt, nachdem es durch die reflektierende Elektrode reflektiert wurde, wird es in linear polarisiertes Licht (erste Schwingungskomponenten X) umgesetzt, das rechtwinklig zu den zweiten Schwingungskomponenten Y verläuft. Die auf diese Weise umgesetzten ersten Schwingungskomponenten X werden durch die Flüssigkristallschicht 6 im Absorptionszustand absorbiert.
Als Merkmal der Erfindung ist die optische Dünnfilmschicht 7 im elektrooptischen Element 5 aus einem polymeren Flüssigkristallmaterial hergestellt, das Flüssigkristallmoleküle enthält, die entlang der optisch anisotropen Achse uniaxial ausgerichtet sind. Das elektrooptische Element 5 beinhaltet ferner eine Passivierungsschicht 11, die zwischen die optische Dünnfilmschicht 7 und die Flüssigkristallschicht 6 eingefügt ist, wobei die Passivierungsschicht 11 dieselben körperlich trennt, um das polymere Flüssigkristallmaterial zu schützen. Da die optische Dünnfilmschicht 7 von der Flüssigkristallschicht 6 getrennt ist, kann ein Display erzielt werden, dass frei von wechselseitiger Auflösung ist und das hohe Zuverlässigkeit zeigt. Außerdem hat diese Passivierungsschicht 11 die Funktion, dass sie dafür sorgt, dass die Flüssigkristallschicht homöotrop oder homogen ausgerichtet ist. Bei diesem Beispiel ist die Flüssigkristallschicht 6 homogen unter einer Winkeldifferenz von 45º in Bezug auf die optisch anisotrope Achse ausgerichtet. Außerdem ist ein Ausrichtungsfilm 10 auch auf der Innenfläche des oberen Substrats 1 ausgebildet, und dadurch, dass dafür gesorgt wird, dass die Flüssigkristallschicht 6 von oberhalb und unterhalb durch den Ausrichtungsfilm 10 und die Passivierungsschicht 11 mit Ausrichtungsfunktion gehalten wird, wird eine gewünschte homogene Ausrichtung realisiert. In einigen Fällen kann für die Passivierungsschicht 11 ein photoempfindliches Material verwendet werden, und diese Schicht kann durch einen Belichtungs- und Entwicklungsprozess strukturiert werden. In diesem Fall kann die optische Dünnfilmschicht 7 in ähnlicher Weise mit der strukturierten Passivierungsschicht 11 als Maske strukturiert werden. Z. B. können durch selektives Entfernen der Passivierungsschicht 11 vom Randbereich des unteren Substrats 2 die Abdichtungseigenschaften hinsichtlich des oberen Substrats 1 hervorragend gemacht werden. Außerdem ist es möglich, wenn dieses Flüssigkristalldisplay als Farbdisplay ausgebildet wird, die optische Dünnfilmschicht 7 mit Mustern auszubilden, um Farbgebiete zu schaffen, die in die drei Primärfarben unterteilt sind. D. h., dass es auch möglich ist, dass die optische Dünnfilmschicht 7 mit Mustern für jedes Farbgebiet ausgebildet wird, um Farbfilter zu erzeugen.
Fig. 2 zeigt den Transmissionszustand der Flüssigkristallschicht 6, in dem die nematischen Flüssigkristallmoleküle 9 vertikal ausgerichtet sind. In Übereinstimmung damit ist auch der dichroitische Farbstoff 8 vertikal ausgerichtet. Daher laufen sowohl die ersten Schwingungskomponenten X als auch die zweiten Schwingungskomponenten Y praktisch vollständig durch die Flüssigkristallschicht 6. Im reflektierten Licht sind die ersten Schwingungskomponenten und die zweiten Schwingungskomponenten nur gegeneinander vertauscht, und das reflektierte Licht erfährt keinerlei Lichtmodulation. Die nematischen Flüssigkristallmoleküle 9, deren dielektrische Anisotropie positiv ist, werden auf die angelegte Spannung hin eingeschaltet und wechseln auf vertikale Ausrichtung. Ferner ist es, wie oben beschrieben, auch möglich, vertikale Ausrichtung der nematischen Flüssigkristallmoleküle 9 ohne Anlegen einer Spannung zu realisieren. D. h., dass durch geeignetes Auswählen des Materials oder dergleichen für den Ausrichtungsfilm 10 und die Passivierungsschicht 11 dafür gesorgt werden kann, dass die nematischen Flüssigkristallmoleküle 9 vertikal ausgerichtet (homöotrop ausgerichtet) sind. In diesem Fall werden nematische Flüssigkristallmoleküle 9 verwendet, deren dielektrische Anisotropie negativ ist, und die auf das Anlegen einer Spannung auf horizontale Ausrichtung wechseln. Dabei werden, um die horizontale Ausrichtung konstant zu machen, die nematischen Flüssigkristallmoleküle vorab im vertikalen Ausrichtungszustand mit einer Vorkippung versehen. In jedem Fall ist es erforderlich, den Ausrichtungsfilm 10 auf der optischen Dünnfilmschicht 7 herzustellen und den Ausrichtungszustand der Flüssigkristallschicht 6 einzustellen. Wenn z. B. ein Polyimidfilm oder ein Film aus Polyvinylalkohol auf der Oberfläche der optischen Dünnfilmschicht 7 hergestellt wird und einem Reibeprozess unterzogen wird, kann eine gewünschte homogene Ausrichtung erzielt werden. Andernfalls kann, anstelle dieses Prozesses, die Oberfläche der optischen Dünnfilmschicht 7 unmittelbar gerieben werden. Jedoch wird die Reiberichtung so eingestellt, dass sie unter 45º in Bezug auf die optische Achse der optischen Dünnfilmschicht 7 geneigt ist.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 eine spezielle Struktur des Beispiels des Flüssigkristalldisplays im Einzelnen beschrieben. Bei diesem Flüssigkristalldisplay besteht die Flüssigkristallschicht 6 aus den nematischen Flüssigkristallmolekülen 9, zu denen ein schwarzer oder farbiger dichroitischer Farbstoff 8 hinzugefügt ist. Die Flüssigkristallschicht 6 mit dem eingemischten dichroitischen Farbstoff 8 ist horizontal oder vertikal ausgerichtet. Die Reflexionselektrode 4 wird aus einem Metallfilm mit hohem Reflexionsvermögen, wie Aluminium oder Silber, hergestellt. Daher ist dieses Display als reflektives Display ausgebildet. Auf der reflektierenden Elektrode 4 wird eine transparente optische Dünnfilmschicht 7 hergestellt, die für eine Phasendifferenz von λ/4 in Bezug auf die Wellenlänge des sichtbaren Bereichs (400 bis 700 nm) sorgen kann. Wenn die Flüssigkristallschicht 6 horizontal ausgerichtet ist, ist die optisch anisotrope Achse der optischen Dünnfilmschicht 7 so konzipiert, dass sie einen Winkel von 45º in Bezug auf die Ausrichtung der Flüssigkristallschicht 6 bildet. Wenn die Flüssigkristallschicht 6 vorab vertikal ausgerichtet wird, wird die optisch anisotrope Achse so eingestellt, dass sie einen Winkel von 45º in Bezug auf die Cosinusrichtung der Flüssigkristallmoleküle 9 mit einem Vorkippwinkel aufweist. Die optische Dünnfilmschicht 7 wird aus einem polymeren Flüssigkristallmaterial hergestellt, das Flüssigkristallmoleküle enthält, die uniaxial entlang der optisch anisotropen Achse ausgerichtet sind. Z. B. wird ein polymeres Flüssigkristallmaterial (ein aromatischer Polyester, der ein flüssigkristallines Polymer ist, ein Siloxanharz oder dergleichen) verwendet und auf einem Substrat bei der Temperatur der nematischen Phase oder der smektischen Phase A ausgerichtet, woraufhin es auf die Raumtemperatur zurückgeführt und fixiert wird. So kann eine optische Dünnfilmschicht 7 mit uniaxialer Anisotropie erzielt werden. Wenn eine λ/4- Schicht unter Verwendung eines polymeren Flüssigkristallmaterials mit hoher Anisotropie des Brechungsindex (an) hergestellt wird, kann die Filmdicke desselben ausreichend dünn gemacht werden. Daher kann, da nämlich die λ/4-Schicht auf die reflektierende Elektrode aufgetragen werden kann, der Herstellprozess für das Display vereinfacht werden. Die Passivierungsschicht 11 wird zwischen die optische Dünnfilmschicht 7 und die Flüssigkristallschicht 6 eingefügt. Für die Passivierungsschicht kann ein photoempfindliches Material verwendet werden, so dass sie durch Belichten und Entwickeln strukturiert werden kann. Als photoempfindliches Material kann eine wässrige Lösung von Polyvinylalkohol (PVA), zu der eine sehr kleine Menge an Ammoniumbichromat hinzugefügt ist, um dafür zu sorgen, dass eine Vernetzungsreaktion durch Lichteinstrahlung auftritt, verwendet werden, und die ses Material kann durch Schleuderbeschichten oder dergleichen auf ein Substrat aufgetragen werden. PVA zeigt hervorragende Ausrichtungseigenschaften für die Flüssigkristallschicht 6 und ist als Passivierungsschicht 11 geeignet.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 die Funktion des reflektiven Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplays im Einzelnen beschrieben. Es wird ein Fall betrachtet, bei dem Licht von außen in den in Fig. 1A dargestellten horizontalen Ausrichtungszustand eintritt. Als erstes kann das einfallende Licht so betrachtet werden, dass es in erste Schwingungskomponenten X und zweite Schwingungskomponenten Y aufgeteilt ist. Da die ersten Schwingungskomponenten X dieselbe Ausrichtung wie die Flüssigkristallschicht 6 haben, werden sie durch den in derselben Richtung ausgerichteten dichroitischen Farbstoff 8 absorbiert. Da jedoch die zweiten Schwingungskomponenten Y rechtwinklig zur Ausrichtung der Farbstoffmoleküle verlaufen, werden sie überhaupt nicht absorbiert. Daher laufen die zweiten Schwingungskomponenten Y durch die Flüssigkristallschicht 6, und sie treten ferner in die optische Dünnfilmschicht 7 ein, die als λ/4-Phasenschieber wirkt. Ferner werden die zweiten Schwingungskomponenten Y durch die reflektierende Elektrode 4 reflektiert, und sie laufen erneut durch die optische Dünnfilmschicht 7. Daraus folgt, dass die zweiten Schwingungskomponenten Y zweimal durch die optische Dünnfilmschicht 7 gelaufen sind, und zwar hinsichtlich des Vorwärts- und des Rückwärtspfads, und ihre Polarisationsrichtung ist um 90º gedreht. Daher wird, da nämlich dabei die Polarisationsrichtung mit der Ausrichtung der Flüssigkristallschicht 6 übereinstimmt, Licht absorbiert. Auf diese Weise kann, da nämlich alle im einfallenden Licht enthaltenen Schwingungskomponenten entweder im Vorwärtspfad oder im Rückwärtspfad absorbiert werden, ohne Polarisator ein Kontrast erzielt werden, der vergleichbar mit dem eines transmissiven Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplays mit Polarisator ist.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 wird ein Ausführungsbeispiel betreffend das Abscheiden der optischen Dünnfilmschicht 7 und der Passivierungsschicht 11 im Einzelnen beschrieben. Zunächst wird in einem Schritt (Fig. 3A) nach dem Reinigen des aus Glas oder dergleichen bestehenden Substrats 2 auf dessen Oberfläche ein Metallfilm durch einen Sputterprozess oder einen Abscheidungsprozess im Vakuum hergestellt. Dieser Metallfilm wird auf vorbestimmte Form strukturiert und zur reflektierenden Elektrode 4 bearbeitet. Als nächstes wird die Oberseite der reflektierenden Elektrode 4 durch einen grundierenden Ausrichtungsfilm 13 bedeckt. Dieser grundierende Ausrichtungsfilm 13 wird einem Reibeprozess entlang einer vorbestimmten Richtung unterzogen. Ferner wird ein polymeres Flüssigkristallmaterial auf diesen grundierenden Ausrichtungsfilm 13 aufgeschichtet. Dieser polymere Flüssigkristall ist ein polymerer Flüssigkristall vom Typ mit Seitenkette, bei dem z. B. ein Mesogen vom Esterbenzoattyp als Seitengruppe ausgebildet ist. 3 bis 5 Gew.-% dieses polymeren Flüssigkristalls werden in einer Lösung aufgelöst, in der Cyclohexan und Methylethylketon im Verhältnis 8 : 2 gemischt sind. Diese Lösung wird durch Schleuderbeschichten mit einer Drehzahl von z. B. 1.000 U/Min. aufgebracht, wodurch dafür gesorgt wird, dass ein polymerer Flüssigkristall auf dem Glassubstrat 2 abgeschieden wird. Danach wird das Substrat auf eine Temperatur erwärmt, bei der der polymere Flüssigkristall zeitweilig einen optisch isotropen Zustand erreicht. Dann wird die Erwärmungstemperatur langsam gesenkt, damit das Substrat die nematische Phase durchläuft und zum Raumtemperaturzustand zurückkehrt. In der nematischen Phase wird der polymere Flüssigkristall entlang der Reiberichtung des grundierenden Ausrichtungsfilms 13 ausgerichtet, und es kann eine gewünschte Eigenschaft uniaxialer Ausrichtung erzielt werden. Dieser Zustand mit uniaxialer Ausrichtung wird durch das Zurückführen des Substrats 2 auf Raumtemperatur fixiert. Durch einen derartigen Temperungsprozess werden die im polymeren Flüssigkristallmaterial enthaltenen Flüssigkristallmoleküle uniaxial ausgerichtet, und es kann eine gewünschte optische Dünnfilmschicht 7 erzielt werden.
Der Prozess geht zu einem Schritt weiter (Fig. 3B), in dem ein photoempfindliches Material 11A auf die optische Dünnfilmschicht 7 aufgebracht wird. Z. B. wird eine wässrige Lösung (0,1 bis 5 Gew.-%) von PVA durch Schleuderbeschichten aufgebracht. Dabei wird, um dafür zu sorgen, dass in der wässrigen Lösung eine durch Licht induzierte Vernetzungsreaktion von PVA auftritt, z. B. eine sehr kleine Menge an Ammoniumbichromat vorab hinzugefügt. Als nächstes geht der Prozess zu einem Schritt weiter (Fig. 3C), in dem ein Belichtungsprozess durch eine Quecksilberlampe oder eine Xenonlampe unter Verwendung einer gewünschten Maske M ausgeführt wird. Ferner geht der Prozess zu einem Schritt weiter (Fig. 3D), in dem, wenn ein Waschprozess mit Wasser ausgeführt wird, derjenige Teil des photoempfindlichen Materials 11A, der nicht belichtet wurde, in Wasser aufgelöst wird, und es wird die Passivierungsschicht 11 hergestellt, die aus dem Polymer des strukturieren PVA besteht. Abschließend wird in einem Schritt (Fig. 3E), wenn das Substrat 2 in n-Butanon eingetaucht wird, wobei die Passivierungsschicht 11 als Maske verwendet wird, derjenige Teil der optischen Dünnfilmschicht 7, der nicht durch die Passivierungsschicht 11 bedeckt ist, aufgelöst und strukturiert. Z. B. müssen dann, wenn ein Flüssigkristalldisplay zusammengebaut wird, ein oberes und ein unteres Substrat unter Verwendung eines Klebemittels miteinander verbunden werden. In diesem Fall kann durch voraberfolgtes Entfernen der optischen Dünnfilmschicht 7 aus dem Abdichtungsgebiet am Rand des Substrats 2 eine Abdichtungsstruktur mit hoher Zuverlässigkeit erzielt wer den. Andernfalls ist es erforderlich, wenn ein leitender Zustand zwischen dem oberen und unteren Substrat herzustellen ist, die optische Dünnfilmschicht 7 selektiv vom Kontaktbereich zu entfernen. Durch Reiben dieser Passivierungsschicht 11 entlang einer vorbestimmten Richtung wird horizontale Ausrichtung der Gast-Wirt-Flüssigkristallschicht in Kontakt mit der optischen Dünnfilmschicht 7 realisiert, und sie wird zwischen den polymeren Flüssigkristall und den Gast-Wirt- Flüssigkristall eingefügt und wirkt zwischen diesen als Sperrschicht. Die Reiberichtung der Passivierungsschicht 11 und die Reiberichtung des grundierenden Ausrichtungsfilms 13 schneiden einander unter einem Winkel von 45º.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 wird nun ein Beispiel des polymeren Flüssigkristalls beschrieben. Wie es in der Figur dargestellt ist, enthält der polymere Flüssigkristall eine starre Mesogengruppe (die den Flüssigkristall bildende Gruppe) A, die dieselbe chemische Struktur hat wie der Kernabschnitt in einem niedermolekularen Flüssigkristall. Diese Mesogengruppe A ist über eine flexible Seitenkette B (z. B. eine Polyethylenkette oder eine Polyoxyethylenkette) mit der Hauptkette C eines Polymers mit wiederholten Einheiten von Acryl, Methacryl oder Methylsiloxan verbunden. Eine solche Struktur wird als polymerer Flüssigkristall vom Seitenkettentyp oder vom Typ mit Seitengruppe bezeichnet. Dieser polymere Flüssigkristall zeigt auf dieselbe Weise wie ein niedermolekularer Flüssigkristall aufgrund seines Strukturelements eine nematische, eine smektische und eine cholesterische Phase. Der zugehörige Flüssigkristall-Temperaturbereich liegt im Allgemeinen auf der Seite höherer Temperaturen als bei einem niedermolekularen Flüssigkristall, und die Phasenübergangstemperatur nimmt mit dem Molekulargewicht zu. Wenn in die das Skelett bildende Hauptkette des polymeren Flüssigkristalls vom Typ mit Seitenkette eine Siloxankopplung eingebaut wird, kann der Flüssigkristall-Temperaturbereich gesenkt werden.
Fig. 5 ist eine schematische, teilgeschnittene Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen reflektiven Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplays veranschaulicht. Komponenten, die solchen des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Beispiels entsprechen, sind mit entsprechenden Bezugszahlen versehen, um das Verständnis zu erleichtern. Wie es in der Figur dargestellt ist, verfügt das obere Substrat 1 über eine Gegenelektrode 3a aus einer auf der gesamten Oberfläche hergestellten transparenten Elektrode, und das untere Substrat 2 verfügt über eine aus einer reflektierenden Elektrode hergestellte Pixelelektrode 4a, die in kleine Bereiche in Matrixform unterteilt ist. D. h., dass dieses Ausführungsbeispiel vom Aktivmatrixtyp ist, während das vorige Beispiel vom Typ mit einfacher Matrix ist. Zusätzlich zu einer in Matrixform strukturierten Pixelelektrode 4a sind auch Dünnschichttransistoren TFTs, die den Pixelelektroden 4a entsprechen, auf der Innenseite des unteren Substrats 2 integriert. Diese TFTs dienen als Schaltelemente zum individuellen Ansteuern der Pixelelektroden 4a. D. h., dass durch selektives Steuern des Ein/Aus-Zustands eines solchen TFT eine Signalspannung in die entsprechende Pixelelektrode 4a eingeschrieben wird. Der Drainbereich D des TFT ist mit der Pixelelektrode 4a verbunden, und der Sourcebereich S ist mit einer Signalleitung 21 verbunden. Die Gateelektrode G des TFT ist mit der Gateleitung verbunden. Ferner ist auch ein Haltekondensator Cs entsprechend jeder Pixelelektrode 4a ausgebildet. Die Pixelelektrode 4a ist durch einen Einebnungsfilm 22 elektrisch vom TFT, dem Haltekondensator Cs und der Signalleitung 21 getrennt. Andererseits ist auf der gesamten Fläche der Innenseite des oberen Substrats 1 eine Gegenelektrode 3a ausgebildet. Das elektrooptische Element 5 wird im Zwischenraum zwischen den zwei Substraten 1 und 2 gehalten, die so beabstandet sind, dass sie einander mit ei nem vorbestimmten Zwischenraum zugewandt sind. Wenn eine Signalspannung in die Pixelelektrode 4a eingeschrieben wird, wird im Raum angrenzend an die Gegenelektrode 3a ein elektrisches Feld erzeugt, und das elektrooptische Element 5 wechselt zwischen dem Absorptionszustand und dem Transmissionszustand. Da diese optische Änderung für jede Pixelelektrode auftritt, kann eine gewünschte Bildanzeige erfolgen. Unterhalb der Pixelelektrode 4a sind der TFT, der Haltekondensator Cs, die Signalleitung 21 und dergleichen angeordnet. Da diese Komponenten nicht in den Pfad des einfallenden Lichts eingefügt sind, üben sie keine Einfluss auf das Pixel-Öffnungsverhältnis aus. Anders gesagt, kann der Schirm der Pixelelektrode 4a unverändert als Pixelöffnung verwendet werden, und es kann eine sehr helle Anzeige erfolgen.
Als Merkmal sind die Gast-Wirt-Flüssigkristallschicht 6 und die optische Dünnfilmschicht 7, die das elektrooptische Element 5 bilden, durch die Passivierungsschicht 11 voneinander getrennt. Die Passivierungsschicht 11 besteht aus einem photoempfindlichen Material und wird durch einen Belichtungs- und Entwicklungsprozess in Ausrichtung mit der Pixelelektrode 4a strukturiert. Die optische Dünnfilmschicht 7 wird in ähnlicher Weise für jede Pixelelektrode 4a mit einer derartig strukturierten Passivierungsschicht 11 als Maske strukturiert. Bei diesem Beispiel umfasst die strukturierte optische Dünnfilmschicht 7 Farbbereiche 7r, 7g und 7b, die in rot, grün und blau unterteilt sind, und Farbfilter sind entsprechend jedem Farbbereich in Ausrichtung mit den Pixelelektroden 4a ausgebildet.
Fig. 6 ist ein Prozessdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen eines in Fig. 5 dargestellten Farbfilters. Zunächst wird die Pixelelektrode 4a in einem Schritt (Fig. 6A) auf dem Substrat 2 strukturiert. Nachdem die Oberfläche derselben einem Ausrichtungsprozess unterzo gen wurde, wird eine optische Dünnfilmschicht 7R abgeschieden. Bei diesem Beispiel wird zum Herstellen eines Farbfilters aus den drei Primärfarben Rot, Grün und Blau die optische Dünnfilmschicht 7R verwendet, die zunächst rot eingefärbt wurde. Z. B. wird in die Seitenkette eines die optische Dünnfilmschicht bildenden Polymermaterials ein Substituent eingefügt, der rote Wellenlängenkomponenten absorbiert. Andernfalls kann ein normaler roter Farbstoff, der keine dichroitischen Eigenschaften zeigt, in das flüssigkristalline Polymermaterial eingemischt werden. Die optische Dünnfilmschicht 7R, die vorab auf diese Weise rot eingefärbt wurde, wird auf dem Substrat 2 abgeschieden. Das spezielle Filmabscheidungsverfahren ist dasselbe wie das in Fig. 3 angegebene Filmabscheidungsverfahren. Als nächstes wird das photoempfindliche Material 11a in einem Schritt (Fig. 6D) auf die rote optische Dünnfilmschicht 7R aufgetragen. In einem Schritt (Fig. 6C) wird das photoempfindliche Material 11a durch die Maske M belichtet. In einem Schritt (Fig. 6D) wird das Substrat 2 mit Wasser gewaschen, der nichtbelichtete Teil des photoempfindlichen Materials 11a wird aufgelöst und entfernt und es wird ein Entwicklungsprozess ausgeführt. Im Ergebnis wird die Passivierungsschicht 11 ausgebildet, die in Ausrichtung mit der speziellen Pixelelektrode 4a strukturiert ist. In einem Schritt (Fig. 6E) wird die rote optische Dünnfilmschicht 7R mit der Passivierungsschicht 11 als Maske geätzt und zu einem roten Bereich 7R bearbeitet, der in Ausrichtung mit der Pixelelektrode 4a gebracht ist. Danach können auf dieselbe Weise wie oben beschrieben der grüne Bereich und der blaue Bereich auf der jeweils entsprechenden Pixelelektrode 4a hergestellt werden. Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel Farbfilter unter Verwendung der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau gemäß dem additiven Prozess hergestellt werden, ist die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Farbfilter, die die drei Primärfarben Gelb, Magenta und Zyan gemäß dem subtraktiven Prozess verwenden, können hergestellt werden.

Claims

1. Reflektives Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplay mit:

- einem ersten Substrat (1) zum Empfangen von einfallendem Licht, auf dessen Innenseite transparente Elektroden (3a) ausgebildet sind;

- einem zweiten Substrat (2), auf dem ein reflektierender Film (4a) ausgebildet ist und das so beabstandet ist, dass es dem ersten Substrat (1) mit einem vorbestimmten Zwischenraum gegenübersteht;

- einem elektrooptischen Element (5), das zwischen dem ersten (1) und dem zweiten Substrat (2) gehalten wird und eine Laminatstruktur mit einer Gast-Wirt-Flüssigkristallschicht (6), die einen dichroitischen Farbstoff (8) enthält und gleichmäßig in Bezug auf die transparente Elektrode (3a) ausgerichtet ist, und eine optische Dünnfilmschicht (7r, 7g, 7b) aufweist, die eine vorbestimmte optische anisotrope Achse aufweist und zumindest auf dem reflektierenden Film (4a) ausgebildet ist, wobei diese optische Dünnfilmschicht (7r, 7g, 7b) aus einem flüssigkristallinen Polymer mit Flüssigkristallmolekülen hergestellt ist, die unaxial entlang der optisch anisotropen Achse ausgerichtet sind, und mit einer Passivierungsschicht (11), die zwischen die optische Dünnfilmschicht und die Flüssigkristallschicht (6) eingefügt ist;

- dadurch gekennzeichnet, dass

die optische Dünnfilmschicht (7r, 7g, 7b) ein Film ist, der durch Strukturieren der Passivierungsschicht (11) und unter Verwendung der strukturierten Passivierungsschicht (11) als Maske zu Farbgebieten strukturiert ist.

2. Reflektives Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem die optische Dünnfilmschicht (7r, 7g, 7b) als λ/4-Phasenschieber wirkt.

3. Reflektives Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem die Passivierungsschicht (11) ein Ausrichtungsfilm ist, der dafür sorgt, dass die Flüssigkristallschicht (6) homöotrop oder homogen ausgerichtet ist.

4. Reflektives Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem ein Ausrichtungsfilm zum Ausrichten der Flüssigkristallschicht (6) auf der Passivierungsschicht (11) vorhanden ist.

5. Reflektives Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem die Passivierungsschicht (11) aus einem photoempfindlichen Material besteht.

6. Reflektives Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem die optische Dünnfilmschicht (7r, 7g, 7b) mehrere Farbgebiete (7r, 7g, 7b) aufweist und für jedes Farbgebiet (7r, 7g, 7b) ein Muster ausgebildet ist, wodurch Farbfilter ausgebildet sind.

7. Reflektives Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem der reflektierende Film (4a) eine Pixelelektrode (4a) bildet, die in kleine Bereiche in Matrixform unterteilt ist, und das Schaltelemente zum Ansteuern einer jeweiligen Pixelelektrode (4a) aufweist.

8. Reflektives Gast-Wirt-Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, ferner mit: Pixelelektroden (4a), die in Matrixform auf der optischen Dünnfilmschicht (7r, 7g, 7b) ausgebildet sind, und Schaltelementen zum Ansteuern einer jeweiligen Pixelelektrode (4a).