NL1012651C2

NL1012651C2 - Weergave-inrichting met vloeibare kristallen.

Info

Publication number: NL1012651C2
Application number: NL1012651A
Authority: NL
Inventors: Fuminori Tamura; Makoto Watanabe; Takahiko Watanabe
Original assignee: Nec Lcd Technologies
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1999-07-20
Publication date: 2004-09-16
Also published as: US6839113B2; KR100359354B1; KR20000012071A; JP3099812B2; US20030112393A1; NL1012651A1; JP2000047238A; TW482936B

Description

Weergave-inrichting met vloeibare kristallen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een weergave-inrichting met vloeibare kristallen met een horizontaal-veld-aansturing, en in het bijzonder op een weergave-inrichting met vloeibare kristallen met een horizontaal-veldaansturing, welke 5 inrichting een grote apertuurverhouding handhaaft, terwijl deze het optreden van weergaveonvolkotnenheden, zoals verticale overspraak en niet-uniformiteit in stapgrootte, onderdrukt.

Bekende weergave-inrichtingen met vloeibare kristallen zijn typisch van een type waarbij een beeld op een paneel wordt 10 weergegeven door een elektrisch veld in de richting loodrecht op het substraatoppervlak te laten werken, hetgeen een verandering in de uitlijning van de richter (moleculaire as) van de vloeibaar-kristalmoleculen veroorzaakt en derhalve het licht-doorlaatvermogen bestuurt (hieronder wordt dit type aangeduid 15 met "verticaal-veldaansturing"). Een getwist-nematische(TN) modus is representatief voor dit type. In weergave-inrichtingen met vloeibare kristallen van dit verticaal-veldaanstuurtype wordt de richter loodrecht op het substraatoppervlak uitgelijnd wanneer het veld wordt aangelegd. Als gevolg hiervan verandert 20 de brekingsindex met de kijkrichting, waardoor de kijkhoekaf-hankelijkheid wordt versterkt en het verkrijgen van een brede kijkhoek moeilijk is gemaakt.

Recente jaren hebben echter onderzoek en ontwikkeling van weergave-inrichtingen met vloeibare kristallen van het horizon-25 taal-veldaanstuurtype of weergave-inrichtingen met vloeibare kristallen met een IPS-(In-Plane Switching = in-vlakschakeling) modus te zien gegeven, waarbij de beeldweergave wordt bewerkstelligd via de besturing van het lichtdoorlaatvermogen door het uitlijnen van de richter van de vloeibaar-kristalmoleculen 3 0 evenwijdig aan het substraatoppervlak en door een elektrisch veld in een richting evenwijdig aan het substraatoppervlak te laten werken teneinde de richter in een vlak evenwijdig aan het substraatoppervlak te doen roteren.

Als voorbeeld van een typische weergave-inrichting met 35 vloeibare kristallen met een horizontaal-veldaansturing (hieronder eenvoudig met "IPS weergave-inrichting met vloeibare kristallen" of alleen "weergave-inrichting met vloeibare ' η 1 2 6 — I kristallen" aangeduid), wordt hierna de constructie van een in I het ter inzage gelegde Japanse octrooi nr. 36058/95 beschreven I IPS-weergave-inrichting met vloeibare kristallen beschreven I onder verwijzing naar fig. 1 en fig. 2. Fig. 1 is een aanzicht, 5 dat de structuur van één pixel van de IPS-weergave-inrichting met vloeibare kristallen toont, en fig. 2 is een doorsnedeaan- I zicht, dat de laagstructuur van de IPS-weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens de lijn V-V van fig. 1 toont.

De bekende IPS-weergave-inrichting met vloeibare kristallen I 10 10 heeft een aantal in matrixvorm gerangschikte pixels. Zoals I is weergegeven in fig. 2 is de weergave-inrichting voorzien van I een eerste transparant substraat (TFT substraat) 13, een tweede I transparant substraat (voorzijdesubstraat) 15 en een vloeibare- I kristallencomponentlaag 44, die tussen het eerste transparante I 15 substraat 13 en het tweede transparante substraat 15 is opge- I sloten.

I Het eerste transparante substraat 13 is voorzien van een eerste glassubstraat 12 waarop elektroden (16, 20, 22) en I schakelstructuren (30, 32) zijn gevormd, en een eerste uitlijn- I 20 ingslaag 28 is gevormd op de bovenste laag. Een tweede transpa- I rant substraat (voorzijdesubstraat) 15 is voorzien van een I tweede glassubstraat 14, een lichtafschermlaag 36 en een tweede I uitlijningslaag 42, die achtereenvolgens op het tweede glassub- I straat 14 zijn gevormd. Het tweede transparante substraat 15 is I 25 zodanig geplaatst, dat de tweede uitlijningslaag 42 evenwijdig I is aan en toegekeerd is naar de eerste uitlijningslaag 28 van het eerste transparante substraat 13.

I Zoals is weergegeven in fig. 1 en fig. 2 zijn de elektroden I (16, 20, 22) voor elk pixel opgebouwd uit twee gemeenschappe- I 30 lijke elektroden 16A en 16B, een op de gemeenschappelijke H elektroden 16 gevormde eerste isolatiefilm 18, een signaallijn I (afvoerlijn) 20 en een pixelelektrode 22. De twee gemeenschap- I pelijke elektroden 16A en 16B strekken zich gescheiden van en H evenwijdig aan elkaar uit over het eerste glassubstraat 12. De H 35 signaallijn 20 strekt zich evenwijdig aan de gemeenschappelijke H elektroden 16 uit en is geplaatst op de eerste isolatiefilm 18 H en tussen gemeenschappelijke elektrode 16B van één pixel en H gemeenschappelijke elektrode 16A van het naburige pixel. De H pixelelektrode 22 strekt zich evenals de signaallijn 20 even- - 3 - wijdig aan de gemeenschappelijke elektroden 16 uit en is geplaatst op de eerste isolatiefilm 18 en tussen gemeenschappelijke elektroden 16A en 16B. De gemeenschappelijke elektroden 16A en 16B zijn elk verbonden met een gemeenschappelijke lijn 5 24.

De eerste uitlijningslaag 28 is onder tussenkomst van een tweede isolatiefilm 26 op de signaallijn 20 en de pixelelektro-de 22 geplaatst. De pixelelektroden 22 en de gemeenschappelijke elektroden 16 zijn in wezen afwisselend gerangschikt om een 10 aantal paren te vormen.

Het schakelmechanisme (30 en 32) is opgebouwd uit een dunne-filmtransistor 32 en een aftastlijn 30, welke lijn de dunne-filmtransistor 32 aanstuurt.

De poortelektrode van de dunne-filmtransistor 32 is met de 15 aftastlijn 30, de afvoerelektrode is met de signaallijn 20 en de aanvoerelektrode is met de pixelelektrode 22 verbonden.

Een zwartmatrix 36 voor het af schermen van licht, welke matrix een apertuurgebied (hieronder aangeduid met apertuur 34) op het pixel heeft, is gevormd op het oppervlak van het tweede 20 glassubstraat 14, dat naar het eerste transparante substraat 13 is toegekeerd, zoals is weergegeven in fig. 2 en een kleurfliter 3 8 is gevormd op de apertuur 34 en de zwartmatrix 3 6 rond de omtrek van de apertuur 34. De apertuur 34 is geopend in de zwartmatrix als een door de gemeenschappelijke lijn 24, de 25 aftastlijn 30 en de twee gemeenschappelijke elektroden 16 omsloten rechthoek, zoals is weergegeven in fig. 1. Licht plant zich voort via de apertuur 34 vanaf de zijde van het eerste transparante substraat 13 en naar de zijde van het tweede transparante substraat 15 om een beeldweergave te bewerkstelli-30 gen.

Een tweede uitlijningslaag 42 is onder tussenkomst van een planarisatiefilm 40 gevormd op het kleurfilter 38 van het tweede glassubstraat 14. De oorspronkelijke oriëntatierichting van de vloeibaar-kristalmoleculen van de tweede uitlijningslaag 35 42 is dezelfde als die van de eerste uitlijningslaag 28.

Tussen de eerste uitlijningslaag 26 en de tweede uitlij-ningslaag 42 is een vloeibare-kristallencomponentlaag 44 opgesloten.

1 ¢1 D ^ ' - 4 -

Zoals is weergegeven in fig. l worden de vloeibaar-kristal-moleculen georiënteerd door de uitlijnfunctie van de eerste uitlijningslaag 26 en de tweede uitlijningslaag 28, zodanig dat hun richter een hoek Θ vormt, die niet loodrecht staat op of 5 evenwijdig ligt aan de longitudinale richting van de pixelelek-trode 22.

Bovendien zijn polarisatielagen (niet weergegeven) verschaft op de buitenzijden van het eerste glassubstraat 12 en het tweede glassubstraat 14. Voor beide polarisatielagen loopt 10 de absorptieas van de polarisator, welke as de richting is waarin de polarisator licht absorbeert, evenwijdig aan de wrijvingshoek, en is de absorptieas van de analysator, welke as de richting is waarin een analysator het licht absorbeert, loodrecht op de wrijvingshoek geplaatst, zoals is weergegeven 15 in fig. 1.

De werking van de hierboven beschreven weergave-inrichting met vloeibare kristallen 10 volgens de stand van de techniek wordt hierna beschreven. De dunne-filmtransistor 32 schakelt de elektrodestructuur AAN en UIT volgens van de aftastlijn 30 20 ontvangen AAN/UIT-signalen. Wanneer de dunne-filmtransistor 32 is AAN-geschakeld, vloeit er lading vanaf de signaallijn 20 naar de pixelelektrode 22. Wanneer de dunne-filmtransistor 32 is UIT-geschakeld, houdt de pixelelektrode 22 de lading vast en handhaaft een bepaalde ingestelde spanning. Daarentegen is een 25 constante vaste gelijkstroomspanning aangelegd op de gemeenschappelijke elektroden 16.

Een horizontaal elektrisch veld wordt opgewekt in de vloei-bare-kristallencomponentlaag 44 in de richting evenwijdig aan het eerste glassubstraat 12 als gevolg van het verschil in 30 elektrische spanning tussen de pixelelektrode 22 en de gemeenschappelijke elektroden 16 en de vloeibaar-kristalmoleculen op de pixelelektrode 22 bewegen. Het spanningsverschil tussen de pixelelektrode 22 en de gemeenschappelijke elektroden 16 wordt I vastgehouden tot het schrijven van een signaal van tegengestel- I 35 de polariteit en de naar de pixelelektrode 22 geschreven I weergave wordt daardoor door middel van de apertuur 34 van de I zwartmatrix 36 weergegeven.

I De richting van het elektrisch veld van de gemeenschappe- I lijke elektroden 16 en de gebieden van de vloeibare-kristallen- - 5 - componentlaag in de nabijheid van de gemeenschappelijke elektroden 16 en dienovereenkomstig de gebieden van de vloeibare -kristallencomponentlaag langs de signaallijnen 20 is niet evenwijdig aan het eerste glassubstraat 12, doch ligt in plaats 5 daarvan dicht bij een richting loodrecht op het glassubstraat 12. Het optische doorlaatvermogen kan daardoor niet worden geregeld zoals gewenst is, de lichtsterkte wordt verstoord en licht, dat door dit gebied wordt doorgelaten, dient door de zwartmatrix 36 te worden geblokkeerd.

10 De hierboven beschreven IPS-weergave-inrichting met vloei bare kristallen volgens de stand van de techniek heeft de volgende problemen.

Ten eerste zijn deze weergave-inrichtingen met vloeibare kristallen behept met een probleem dat verticale overspraak 15 wordt genoemd, waarin bij het weergeven van een wit venster in een zwart weergavescherm, zoals is weergegeven in fig. 3A, de zwarte weergavegebieden boven en onder het venster van het weergavescherm zich als vaag wit voordoen in vergelijking met andere zwarte weergavegebieden, wanneer het weergavescherm 20 vanaf een zijkant wordt bekeken.

Ten tweede is er het probleem dat, in het geval van het patroonvormen van de elektroden van de eerste en tweede transparante substraten door middel van stapsgewijze projectieuit-lijning door middel van een stappenorgaan, een niet-uniformi-25 teit in stapgrootte wordt geproduceerd langs de grenzen van de stapsgewijze projectieuitlijning, zoals is weergegeven in fig. 3B.

Met betrekking tot de oorzaak van het eerste probleem, zoals dit hierboven is beschreven, is de correcte besturing van 30 het lichtdoorlaatvermogen onmogelijk, d.w.z. dat de lichtsterkte niet kan worden geregeld in de gebieden die grenzen aan de signaallijnen 20, d.w.z. de gebieden tussen de signaallijn 20 en de gemeenschappelijke elektroden 16 (de met "g" in fig. 4 aangeduide gebieden, waarnaar hieronder met "gebied g" wordt 35 verwezen). Bovendien varieert de lichtsterkte van deze g-gebie-den met de fluctuatie in de elektrische spanning van de signaallijn ten opzichte van de gemeenschappelijke elektroden en met de fluctuatie in de afstand tussen de signaallijn en de gemeenschappelijke elektroden.

H Het nadeel van de in fig. 3A weergegeven verticale over- spraak komt voort uit de verandering in elektrische spanning van de signaallijnen ten opzichte van de gemeenschappelijke H elektroden. De signaalspanning wordt aangelegd op de signaal- H 5 lijnen van pixels, waarin zich een witweergave bevindt, en de H spanning op deze signaallijnen is de gemiddelde spanning van de signaallijnen en deze spanning is daardoor groter dan de gemiddelde spanning van de signaallijnen van pixels waarin zich geen witweergave bevindt. De lichtsterkte varieert derhalve 10 onder de invloed van dit verschil in de gedeelten boven en onder een venster, wanneer dit onder een hoek wordt bekeken.

Zoals duidelijk is uit fig. 4 is het gebied g exact achter I de zwartmatrix 36 gelegen en kan niet worden waargenomen wanneer een gebruiker het weergavescherm bekijkt vanaf een I 15 positie direct voor het scherm en daardoor treedt er geen verticale overspraak op in het weergavescherm. Daarentegen is het gebied g zichtbaar wanneer de gebruiker onder een hoek naar het weergavescherm kijkt, zoals is weergegeven in fig. 4 en daardoor treedt verticale overspraak op in het weergavescherm.

H 20 Met betrekking tot de oorzaak van het tweede probleem doet I het nadeel van de in fig. 3B weergegeven niet-uniformiteit in I stapgrootte zich voor als gevolg van de variatie in de afstand I tussen de signaallijnen en de gemeenschappelijke elektroden. De I afstand tussen de signaallijnen en de gemeenschappelijke 25 elektroden varieert als gevolg van aberratie in de overlap van de laag, waarin de gemeenschappelijke elektroden zijn gevormd, en de laag, waarin de signaallijnen en de pixelelektroden zijn I gevormd tijdens de stapsgewijze projectie-uitlijning door I middel van een stappenorgaan. Deze variatie in de afstand I 30 resulteert in een variatie in de lichtsterkte van het gebied g, I welke variatie op zijn beurt de niet-uniformiteit in stap- I grootte veroorzaakt, wanneer het scherm onder een hoek wordt bekeken.

In de stand van de techniek werden twee methoden voor het 35 oplossen van de hierboven beschreven nadelen van weergave-inrichtingen beschouwd: (1) het zodanig vergroten van de afmetingen van de zwartmatrix, dat het gebied g niet kan worden waargenomen, zelfs niet wanneer het weergavescherm onder een hoek wordt bekeken; en - 7 - (2) het zodanig overlappen van de gemeenschappelijke elektroden en de signaallijn dat het gebied g niet bestaat.

Deze twee methoden hebben echter de volgende problemen: door de afmetingen van de zwartmatrix 36 op de toegekeerde substraat-5 zijde gelijk aan of groter dan de afstand tussen de buitenranden van de gemeenschappelijke elektroden 16A en 16B op de zijde van het eerste transparante substraat te maken in de hierboven beschreven methode (1), zoals is weergegeven in fig. 5A, is het gebied g aan waarneming onttrokken, zelfs wanneer het weergave-10 scherm onder een hoek wordt bekeken.

In het geval waarin de zwartmatrix zich voorbij de gemeenschappelijke elektroden uitstrekt neemt echter het oppervlak van de apertuur af, zoals is weergegeven in fig. 5A, en de apertuurverhouding neemt af. Wanneer bovendien een constructie 15 wordt toegepast waarin de buitenranden van de zwartmatrix 36 in lijn liggen met de buitenranden van de gemeenschappelijke elektroden 16, veroorzaakt een verandering of fluctuatie in de procesomstandigheden een divergentie in de posities van de overlap van het eerste transparante substraat en het tweede 20 transparante substraat. Dit brengt een overeenkomstige positie-verschuiving tussen de zwartmatrix 36 en de gemeenschappelijke elektroden 16 teweeg, zoals is weergegeven in fig. 5B, waardoor de oppervlakte van de apertuur afneemt en de apertuurverhouding daalt.

25 In de hierboven beschreven methode (2), waarin de gemeen schappelijke elektroden en de signaallijnen elkaar overlappen om het gebied g te elimineren, neemt de parasitaire capaciteit 46 tussen de gemeenschappelijke elektroden 16 en de signaallijnen 20 toe, zoals is weergegeven in fig. 6A. Dit capaciteitsef-30 fect zwakt de signaalgolfvorm af of vergroot de overdrachtsver-traging en voorkomt de nauwkeurige schrijfwerking van de spanning naar elk pixel.

Bovendien geeft de aanwezigheid van gaten of leemten in de isolerende tussenlaagfilm 18 in de overlapgedeelten van de 35 gemeenschappelijke elektroden en de signaallijnen 20, zoals is weergegeven in fig. 6B, aanleiding tot kortsluitingen en een toegenomen kans op een onvolkomen weergave-inrichting, die niet in staat is om een normale weergave te geven.

1 2 6 5 1 .

I - 8 -

Zoals hierboven is beschreven waren IPS-weergave-inrichtin- I gen met vloeibare kristallen volgens de stand van de techniek I niet eenvoudig vatbaar voor het voorkomen van weergaveonvolko- I menheden, zoals verticale overspraak en niet-uniformiteit in I 5 stapgrootte, wanneer het weergavescherm horizontaal onder een I hoek vanaf de zijkant wordt bekeken.

Het is een doel van de uitvinding een IPS- (In-Plane Swit- I ching = in-vlakschakeling) weergave-inrichting met vloeibare I kristallen te verschaffen,.welke inrichting vrij is van weerga- I 10 veonvolkomenheden, zoals verticale overspraak en niet-uniformi- I teit in stapgrootte, zelfs wanneer het weergavescherm horizont- aal vanaf de zijkant wordt bekeken, welke inrichting een goede I weergave-uniformiteit en een grote apertuurverhouding handhaaft en welke inrichting een hoge productieopbrengst bij vervaardi- I 15 ging heeft.

I Een weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens de I eerste uitvinding bevat een eerste transparant substraat en een I tweede transparant substraat, die tegenover elkaar zijn ge- I plaatst en een tussen het eerste transparante substraat en het I 20 tweede transparante substraat opgesloten vloeibare-kristallen- componentlaag.

I Het eerste transparante substraat is voorzien van: een I transparant isolerend substraat, pixelelektroden en gemeen- I schappelijke elektroden, die in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar 25 en afwisselend zijn aangebracht op het transparante isolerende I substraat; een aantal in een matrixvorm gerangschikte pixels; I aftastlijnen en schakelelementen die individueel de elektrische I velden, die op de pixelelektroden van de pixels worden aange- I legd, besturen; met de schakelelementen verbonden signaallij- I 30 nen; gemeenschappelijke lijnen die een voorgeschreven elektri- I sche spanning aan de gemeenschappelijke elektroden van de I pixels leveren; en een op de bovenste laag gevormde eerste I uitlijningslaag.

I Het tweede transparante substraat is voorzien van ten 35 minste een op de bovenste laag gevormde tweede uitlijningslaag.

I Een specifieke uitlijnbewerking wordt zodanig uitgevoerd dat de uitlijning van de eerste uitlijningslaag en de tweede H uitlijningslaag verschilt in gebieden van de signaallijnen en I hun omgeving (hieronder eenvoudig met "signaallijngebieden" - 9 - aangeduid) en gebieden van de aperturen van de pixels en hun omgeving (hieronder eenvoudig met "pixelapertuurgebieden" aangeduid).

Als een voorkeursuitvoering van de eerste uitvinding heeft 5 de vloeibare-kristallencomponent een positieve diëlektrische constante anisotropie en de uitlijnbewerking van de signaal-lijngebieden van de eerste uitlijningslaag en de tweede uitlij -ningslaag wordt uitgevoerd in een richting die in hoofdzaak loodrecht staat op de longitudinale richting van de pixelelek-10 troden. Eventueel heeft de vloeibare-kristallencomponent een negatieve diëlektrische constante anisotropie en wordt de uitlijnbewerking van de signaallijngebieden van de eerste uitlijningslaag en de tweede uitlijningslaag uitgevoerd in een richting, die bij benadering evenwijdig is aan de longitudinale 15 richting van de pixelelektroden.

Door het gebruik van een uitlijningslaag, die een specifieke uitlijnbewerking heeft ondergaan, volgens een uitvoeringsvorm van de eerste uitvinding, is de oriëntatie van de vloei-baar-kristalmoleculen in de signaallijngebieden van de eerste 20 uitlijningslaag en de tweede uitlijningslaag in hoofdzaak loodrecht op de longitudinale richting van de pixelelektroden of is in hoofdzaak evenwijdig aan de longitudinale richting van de pixelelektroden. Dienovereenkomstig zijn de vloeibaar-kristalmoleculen altijd in een stationaire toestand ten opzich-25 te van een elektrisch veld in de richting loodrecht op de longitudinale richting van de pixelelektroden, ongeacht de sterkte van het veld. De vloeibaar-kristalmoleculen roteren niet en het lichtdoorlaatvermogen is daardoor uniform. De lichtsterkte van de gebieden tussen de signaallijnen en de 30 gemeenschappelijke elektroden, welke corresponderen met de signaallijngebieden (gebied g in fig. 4), is daardoor een uniforme lichtsterkte, die niet afhankelijk is van de stijging en daling van de spanning van de signaallijnen ten opzichte van de gemeenschappelijke elektroden of van de afstand tussen de 35 signaallijnen en de gemeenschappelijke elektroden, en daardoor treden er geen weergaveonvolkomenheden, zoals verticale over-spraak of niet-uniformiteit in stapgrootte, op.

Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de eerste uitvinding heeft de vloeibare-kristallencomponentlaag een i p £ ï-; -ιο- Η negatieve diëlektrische constante anisotropie en de oriëntatie I van het signaallijngebied van de eerste uitlijningslaag en de I tweede uitlijningslaag is loodrecht georiënteerd. Door het I gebruik van uitlijnlagen die de in deze uitvoeringsvorm gespe- I 5 cificeerde uitlijnbewerking hebben ondergaan is de oorspronke- I lijke oriëntatie van de vloeibaar-kristalmoleculen in de I signaallijngebieden in een richting loodrecht op het substraat, I en derhalve zijn de vloeibaar-kristalmoleculen altijd in een I stationaire toestand ten opzichte van een elektrisch veld in de I 10 richting loodrecht op de longitudinale richting van de pixel- I elektroden, ongeacht de sterkte van het elektrische veld. De I vloeibaar-kristalmoleculen roteren niet en het lichtdoorlaat- I vermogen is daardoor uniform. Dienovereenkomstig is de licht- I sterkte van de gebieden tussen de signaallijnen en de gemeen- I 15 schappelijke elektroden (gebied g in fig. 4) , welke correspon- I deren met de signaallijngebieden, daardoor een uniforme licht- I sterkte, die niet afhankelijk is van de stijging en daling van I de elektrische spanning van de signaallijnen ten opzichte van I de gemeenschappelijke elektroden of van de afstand tussen de I 20 signaallijnen en de gemeenschappelijke elektroden, en daardoor I treden er geen weergaveonvolkomenheden, zoals verticale over- I spraak of niet-uniformiteit in stapgrootte, op.

In de eerste uitvinding wordt de uitlijnbewerking zodanig I uitgevoerd, dat de oriëntatie van de pixelapertuurgebieden een I 25 helling onder een hoek Θ heeft, welke niet evenwijdig is aan I noch loodrecht staat op de longitudinale richting van de I pixelelektroden. Op deze wijze kan de door de longitudinale I richting van de elektrode en de wrijvingsrichting gevormde hoek I Θ elke hoek anders dan 0°C en 90° zijn, afhankelijk van de 30 instelling van de optische karakteristieken van de weergave- inrichting met vloeibare kristallen.

I De uitlijnbewerking van de gebieden anders dan de signaal- I lijngebieden en de pixelapertuurgebieden kan dezelfde zijn als I de uitlijnbewerking van de signaallijngebieden of de pixelaper- 35 tuurgebieden.

I Een werkwijze van uitlijnbewerking van de eerste uitlij- ningslaag en de tweede uitlijningslaag kan in de eerste uitvin- ding worden gebruikt. Bijvoorbeeld kunnen de eerste uitlij- I ningslaag en de tweede uitlijningslaag uitlijnlagen zijn, die - 11 - een zodanige wrijvingsbewerking hebben ondergaan, dat de uitlijningslaag van de signaallijngebieden en de pixellijnge-bieden de voorgeschreven uitlijnbewerking ondergaan; of kunnen uitlijnlagen zijn die in staat zijn tot lichtoriëntatie, welke 5 lagen op een zodanige wijze een bestralingsproces met gepolariseerd licht hebben ondergaan, dat de uitlijningslaag in de signaallijngebieden en de pixelapertuurgebieden de voorgeschreven uitlijnbewerking ondergaan.

Een weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens de 10 tweede uitvinding bevat een eerste transparant substraat en een tweede transparant substraat, welke substraten tegenover elkaar liggen, en een tussen het eerste transparante substraat en het tweede transparante substraat opgesloten vloeibare-kristallen-componentlaag.

15 Het eerste transparante substraat is voorzien van: een transparant isolerend substraat, pixelelektroden en gemeenschappelijke elektroden, die in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar en afwisselend zijn aangebracht op het transparante isolerende substraat; een aantal in een matrixvorm gerangschikte pixels; 20 aftastlijnen en schakelelementen, die individueel de op de pixelelektroden van de pixels aangelegde elektrische velden besturen; met de schakelelementen verbonden signaallijnen; gemeenschappelijke lijnen die een voorgeschreven elektrische spanning aan de gemeenschappelijke elektroden van de pixels 25 leveren; en een op de bovenste laag gevormde eerste uitlij-ningslaag.

Het tweede transparante substraat is voorzien van ten minste een tweede uitlijningslaag, die de bovenste laag vormt; en een lichtafschermlaag met pixelapertuurgebieden onder de 30 tweede uitlijningslaag.

De vloeibare-kristallencomponent heeft een positieve di-ëlektrische constante anisotropie en de eerste uitlijningslaag en de tweede uitlijningslaag ondergaan een uitlijnbewerking teneinde een helling van een hoek Θ te hebben, welke helling 35 niet evenwijdig is aan noch loodrecht staat op de longitudinale richting van de pixelelektroden. De lichtafschermlaag is opgebouwd uit een geleider en een spanning wordt aangelegd op de lichtafschermlaag zodat de richter van de vloeibaar-kristal-moleculen in de vloeibare-kristallencomponentlaag in de gebie- 10 ' S b 1 I - 12 - I den van de signaallijnen en hun omgeving (hieronder eenvoudig met "signaallijngebieden" aangeduid) in hoofdzaak loodrecht op I het eerste transparante substraat is uitgelijnd.

I In een voorkeursuitvoeringsvorm van de tweede uitvinding is I 5 de op de lichtafschermlaag aangelegde spanning een gelijk- I stroomspanning met een waarde in een bereik van 10-20 V groter I dan, of in een bereik van 10-20 V kleiner dan de gemiddelde I spanningswaarde van de signaallijnen, of een wisselspanning met I een lange periode.

I 10 In de tweede uitvinding is de richter van de vloeibaar- I kristalmoleculen in hoofdzaak loodrecht uitgelijnd op het H eerste transparante substraat in het gebied (gebied g in fig.

I 4) tussen de signaallijnen en de gemeenschappelijke elektroden, welk gebied correspondeert met het signaallijngebied en het 15 lichtdoorlaatvermogen is daardoor uniform, ongeacht de sterkte I van het elektrisch veld tussen de gemeenschappelijke elektroden en de pixelelektroden. De lichtsterkte van de signaallijngebie- den is derhalve uniform en niet afhankelijk van de stijging en daling van de elektrische spanning van de signaallijnen ten 20 opzichte van de gemeenschappelijke elektroden of van de afstand I tussen de signaallijnen en de gemeenschappelijke elektroden en I er treden geen weergaveonvolkomenheden, zoals verticale over- H spraak of niet-uniformiteit in stapgrootte, op. De door de I longitudinale richting van de elektroden en de wrijvingsrich- 25 ting gevormde hoek Θ hangt af van de instelling van de optische karakteristieken van de weergave-inrichting met vloeibare kristallen en kan elke hoek anders dan 0° en 90° zijn.

In de eerste uitvinding en de tweede uitvinding is de plaatsing van componenten zoals de pixelelektroden, de signaal- 30 lijnen en de gemeenschappelijke elektroden vatbaar voor varia- tie en de pixelelektroden en de signaallijnen kunnen bijvoor- beeld evenwijdig liggen aan de gemeenschappelijke elektroden met een daartussen aangebrachte isolatielaag en kunnen zich op een afstand van elkaar uitstrekken. Bovendien kunnen de gemeen- 35 schappelijke elektroden en de pixelelektroden zich evenwijdig aan en op een afstand van elkaar uitstrekken en de signaallij- H nen kunnen evenwijdig aan de gemeenschappelijke elektroden H lopen met een daartussen aangebrachte isolatielaag.

- 13 -

De bovenstaande en andere doelen, kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de volgende beschrijving die is gebaseerd op de bijgevoegde tekening, welke voorbeelden van voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding 5 toont.

Fig. 1 is een aanzicht, dat de opbouw van één pixel van een weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens de stand van de techniek toont; fig. 2 is een doorsnedeaanzicht volgens de lijn V-V van de 10 in fig. 1 weergegeven weergave-inrichting met vloeibare kristallen; fig. 3A is een schematisch aanzicht, dat een weergaveonvol-komenheid vormende verticale overspraak toont; fig. 3B is een schematisch aanzicht, dat de een weergaveon-15 volkomenheid vormende niet-uniformiteit in stapgrootte toont; fig. 4 is een doorsnedeaanzicht van een pixel voor het weergeven van de oorzaak van de in fig. 3 weergegeven weergave-onvolkomenhe i d; fig. 5A is een doorsnedeaanzicht van een pixel voor het 20 weergeven van het probleem van de werkwijze volgens de stand van de techniek voor het voorkomen van weergaveonvolkomenheden; fig. 5B is een doorsnedeaanzicht van een pixel voor het weergeven van het probleem van de werkwijze volgens de stand van de techniek voor het voorkomen van weergaveonvolkomenheden; 25 fig. 6A is een doorsnedeaanzicht van een pixel voor het weergeven van het probleem van een andere werkwijze volgens de stand van de techniek voor het voorkomen van weergaveonvolko-menheden; fig. 6B is een doorsnedeaanzicht van een pixel voor het 30 weergeven van het probleem van een andere werkwijze volgens de stand van de techniek voor het voorkomen van weergaveonvolkomenheden ; fig. 7 is een aanzicht, dat de opbouw van één pixel in de weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens de eerste 35 uitvoeringsvorm van de eerste uitvinding toont; fig. 8 is een doorsnedeaanzicht volgens de lijn I-I van fig. 7; fig. 9 is een schematisch aanzicht, dat de verdeling van de eerste uitlijningslaag en de tweede uitlijningslaag toont; I - 14 - fig. 10 is een schematisch aanzicht, dat de oorspronkelijke I uitlijnrichting van de vloeibaar-kristalmoleculen van een I uitlijningslaag in elke in fig. 9 weergegeven verdeling toont; I fig. 11 is een schematisch aanzicht, dat de oorspronkelijke I 5 uitlijnrichting van de vloeibare kristallen van de eerste uitvoeringsvorm toont; I fig. 12 is een grafiek met betrekking tot een weergave- I inrichting met vloeibare kristallen volgens de eerste uitvoe- I ringsvorm en toont de relatie tussen de intensiteit van het I 10 elektrische veld tussen de gemeenschappelijke elektroden en de I pixelelektroden en het optische doorlaatvermogen (%) , wanneer I de hoeveelheid van het door de laagpolarisator aan de zijde van I het eerste glassubstraat uitgezonden licht 100 bedraagt; I fig. 13A is een schematisch aanzicht in perspectief, dat de I 15 eerste stap in het proces voor het vervaardigen van een weerga- I ve-inrichting met vloeibare kristallen volgens de eerste uitvoeringsvorm toont; fig. 13B is een schematisch aanzicht in perspectief, dat de tweede stap in het proces voor het vervaardigen van een weerga- 20 ve-inrichting met vloeibare kristallen volgens de eerste I uitvoeringsvorm toont; I fig. 13C is een schematisch aanzicht in perspectief, dat de derde stap in het proces voor het vervaardigen van een weerga- ve-inrichting met vloeibare kristallen volgens de eerste 25 uitvoeringsvorm toont; I fig. 14A is een schematisch aanzicht in perspectief, dat de eerste stap in het andere vervaardigingsproces van een weerga- ve-inrichting met vloeibare kristallen volgens de eerste uitvoeringsvorm toont; 30 fig. 14B is een schematisch aanzicht in perspectief, dat de tweede stap in het andere vervaardigingsproces van een weerga- ve-inrichting met vloeibare kristallen volgens de eerste uitvoeringsvorm toont; fig. 15 is een aanzicht, dat de opbouw van één pixel van de H 35 weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens de tweede uitvoeringsvorm van de eerste uitvinding toont; fig. 16 is een doorsnedeaanzicht volgens lijn II-II van de in fig. 15 weergegeven weergave-inrichting met vloeibare H kristallen; - 15 - fig. 17 is een schematisch aanzicht, dat de oorspronkelijke uitlijnrichting van de vloeibare kristallen van de tweede uitvoeringsvorm toont; fig. 18 is een grafiek met betrekking tot een weergave-5 inrichting met vloeibare kristallen volgens de tweede uitvoeringsvorm en toont de relatie tussen de intensiteit van het elektrische veld tussen de gemeenschappelijke elektroden en de pixelelektroden en het optische doorlaatvermogen (%) , wanneer de hoeveelheid van door de laagpolarisator aan de zijde van het 10 eerste glassubstraat uitgezonden licht 100 bedraagt; fig. 19A is een schematisch aanzicht in perspectief, dat de tweede stap in het proces voor het vervaardigen van een weergave- inrichting met vloeibare kristallen volgens de tweede uitvoeringsvorm toont; 15 fig. 19B is een schematisch aanzicht in perspectief, dat de tweede stap in het proces voor het vervaardigen van een weergave- inrichting met vloeibare kristallen volgens de tweede uitvoeringsvorm toont; fig. 19C is een schematisch aanzicht in perspectief, dat de 20 derde stap in het proces voor het vervaardigen van een weergave- inrichting met vloeibare kristallen volgens de tweede uitvoeringsvorm toont; fig. 19D is een schematisch aanzicht in perspectief, dat de vierde stap in het vervaardigingsproces van de weergave-inrich-25 ting met vloeibare kristallen volgens de tweede uitvoeringsvorm toont; fig. 20A is een schematisch aanzicht in perspectief, dat de eerste stap van een ander vervaardigingsproces van de weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens de tweede uitvoe-30 ringsvorm toont; fig. 20B is een schematisch aanzicht in perspectief, dat de tweede stap van een ander vervaardigingsproces van de weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens de tweede uitvoeringsvorm toont; 35 fig. 20C is een schematisch aanzicht in perspectief, dat de derde stap van een ander vervaardigingsproces van de weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens de tweede uitvoeringsvorm toont;

Ü # ‘Λ ti C

I - 16 - I fig. 21 is een aanzicht, dat de opbouw van één pixel van I een weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens een I uitvoeringsvorm van de tweede uitvinding toont; I fig. 22 is een doorsnedeaanzicht volgens lijn III-III van I 5 de in fig. 21 weergegeven weergave-inrichting met vloeibare kristallen; I fig. 23 is een schematisch totaalaanzicht van een pixeleen- I heid van een uitvoeringsvorm van de tweede uitvinding; I fig. 24 is een gedeeltelijk doorsnedeaanzicht van fig. 23; I 10 fig. 25 is een elektrische-spanningskaart van de vloeibare- I kristallenlaag onder de zwartmatrix bij het weergeven van zwart I in een uitvoeringsvorm van de tweede uitvinding; I fig. 26 is een elektrische-spannningskaart van de vloeiba- re-kristallenlaag onder de zwartmatrix bij het weergeven van 15 wit in een uitvoeringsvorm van de tweede uitvinding; I fig. 27 is een elektrische-spanningskaart van de vloeibare- I kristallenlaag onder de zwartmatrix bij het weergeven van wit I volgens de stand van de techniek; I fig. 28 is een grafiek met betrekking tot een weergave- I 20 inrichting met vloeibare kristallen volgens een uitvoeringsvorm van de tweede uitvinding en toont de relatie tussen het ver- schil in elektrische spanning tussen de gemeenschappelijke I elektroden en de pixelelektroden en het optische doorlaatvermo- B gen (%), wanneer de hoeveelheid door de laagpolarisator aan de B 25 zijde van het eerste glassubstraat uitgezonden licht 100 B bedraagt; B fig. 29 is een grafiek met betrekking tot een weergave- B inrichting met vloeibare kristallen volgens de stand van de B techniek en toont de relatie tussen het verschil in elektrische B 30 spanning tussen de gemeenschappelijke elektroden en de pixel- B elektroden en het optische doorlaatvermogen (%) , wanneer de B hoeveelheid van door de laagpolarisator aan de zijde van het B eerste glassubstraat uitgezonden licht 100 bedraagt; en B fig. 30 is een doorsnedeaanzicht van een toepassingsvoor- B 35 beeld van een substraat.

B Uitvoeringsvormen van de uitvinding worden hierna concreet B en in detail toegelicht onder verwijzing naar de figuren en B uitvoeringsvormen.

- 17 -

De eerste uitvoeringsvorm van de eerste uitvinding wordt beschreven onder verwijzing naar fig. 7 tot en met fig. 10. Een weergave-inrichting met vloeibare kristallen 50 volgens de eerste uitvoeringsvorm van de eerste uitvinding is een weerga-5 ve-inrichting met vloeibare kristallen, die in het algemeen wordt aangeduid als horizontaal-veldaanstuurtype (hieronder eenvoudig met "IPS-weergave-inrichting met vloeibare kristallen" of alleen met "weergave-inrichting met vloeibare kristallen" aangeduid). Deze uitvoeringsvorm heeft in hoofdzaak 10 dezelfde structuur als de onder verwijzing naar fig. 1 en fig. 2 als de stand van de techniek beschreven IPS-weergave-inrichting met vloeibare kristallen 10, met uitzondering van de wrijvingshoek van de eerste uitlijningslaag 51 en de tweede uitlijningslaag 53 en dienovereenkomstig de oorspronkelijke 15 oriëntatierichting van de vloeibaar-kristalmoleculen in de vloeibare-kristallencomponentlaag. Onderdelen die identiek zijn aan die van de stand van de techniek worden daarom met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid.

De weergave-inrichting met vloeibare kristallen 50 bevat 20 een aantal in een matrixvorm gerangschikte pixels en is voorzien van een eerste transparant substraat (TFT-substraat) 13, een tweede transparant substraat (voorzijdesubstraat) 15 en een vloeibare-kristallencomponentlaag 44, die tussen het eerste transparante substraat 13 en het tweede transparante substraat 25 15 is opgesloten, zoals is weergegeven in fig. 8.

Het eerste transparante substraat 13 is voorzien van een eerste glassubstraat 12, dat elektroden (16, 20, 22) en scha- kelstructuren (30, 32) en een eerste uitlijningslaag 51 bevat. Het tweede transparante substraat 15 is voorzien van een 30 lichtafschermlaag 36 en een tweede uitlijningslaag 53, die achtereenvolgens op het tweede glassubstraat 14 zijn gevormd. Het tweede transparante substraat 15 is zodanig aangebracht, dat de tweede uitlijningslaag 53 evenwijdig aan en tegenover de eerste uitlijningslaag 51 van het eerste transparante substraat 35 13 ligt.

Zoals is weergegeven in fig. 7 zijn de elektroden (16, 20, 22) voor elk pixel opgebouwd uit twee gemeenschappelijke elektroden 16A en 16B, die zich evenwijdig aan en gescheiden van elkaar op het eerste glassubstraat 12 uitstrekken; een op

IfH 9 p 1 I - 18 - I de gemeenschappelijke elektroden 16 gevormde eerste isolatie- I film 18; een signaallijn (afvoerlijn 20), die zich evenwijdig aan de gemeenschappelijke elektroden 16 uitstrekt en is aange- I bracht op de eerste isolatiefilm 18 tussen de gemeenschappen j - I 5 ke elektrode 16B van één pixel en de gemeenschappelijke elek- trode 16A van het naburige pixel; en een pixelelektrode 22, die I zich op soortgelijke wijze evenwijdig aan de gemeenschappelijke I elektroden 16 uitstrekt en is aangebracht op de eerste isola- I tiefilm 18 tussen de gemeenschappelijke elektrode 16A en de I 10 gemeenschappelijke elektrode 16B. De gemeenschappelijke elek- trode 16A en de gemeenschappelijke elektrode 16B zijn elk I verbonden met een gemeenschappelijke lijn 24. De pixelelektrode 22 en de gemeenschappelijke elektroden 16 zijn in feite gerang- I schikt om een aantal afwisselend aangebrachte paren te vormen.

I 15 Het schakelmechanisme (30, 32) is opgebouwd uit een dunne- I filmtransistor 32 en een aftastlijn 30 voor het aansturen van de dunne-filmtransistor 32, waarbij de poortelektrode van de dunne-filmtransistor 32 is verbonden met de aftastlijn 30, de afvoerelektrode is verbonden met de signaallijn 20 en de I 20 aanvoerelektrode is verbonden met de pixelelektrode 22.

I Een eerste uitlijningslaag 51 is op het eerste glassub- I straat 12 aangebracht op de signaallijnen 20 en de pixelelek- I troden 22 onder tussenkomst van een tweede isolatiefilm 26.

I Een zwartmatrix 36 voor het blokkeren van licht, welke I 25 matrix een pixelapertuurgebied 34 (hieronder met "apertuur 34" aangeduid) bevat, is gevormd op het oppervlak van het tweede glassubstraat 14, dat naar het eerste transparante substraat 13 I is toegekeerd, zoals is weergegeven in fig. 8, en een kleurfil- I ter 38 is gevormd over de apertuur 34 en over de zwartmatrix 36 30 rond de omtrek van de apertuur 34. De apertuur 34 is geopend in de zwartmatrix 36 als een door de gemeenschappelijke lijn 24, de aftastlijn 30 en twee gemeenschappelijke elektroden 16 omsloten rechthoek, zoals is weergegeven in fig. 7. Licht afkomstig van het eerste transparante substraat 13 wordt door I 35 de apertuur 34 naar het tweede transparante substraat 15 doorgelaten om een beeldweergave te bewerkstelligen.

Tussen de eerste uitlijningslaag 51 en de tweede uitlij- ningslaag 53 is een vloeibare-kristallencomponentlaag 44 opgenomen en opgesloten.

- 19 -

In deze uitvoeringsvorm zijn de eerste uitlijningslaag 51 en de tweede uitlijningslaag 53 verdeeld in een strookgebied 52, dat het met de apertuur 34 corresponderende gebied bevat, en een gebied 54A en een gebied 54B aan de twee zijden van het 5 gebied 52, zoals is weergegeven in fig. 9. Het gebied 52 en de gebieden 54A en 54B aan beide zijden van het gebied 52 worden gekenmerkt door het hebben van verschillende oorspronkelijke oriëntatierichtingen van de vloeibaar-kristalmoleculen in de uitlijningslaag.

10 Het gebied 52 is opgebouwd uit drie gebieden: het met de in fig. 7 weergegeven apertuur corresponderende gebied 55, en gebieden 55A en 55B, die corresponderen met uitbreidingen 34A respectievelijk 34B, die zich in de longitudinale richting vanaf beide einden van de apertuur 34 uitstrekken.

15 Het gebied 55 van gebied 52 ligt dienovereenkomstig in de eerste uitlijningslaag 51 en de tweede uitlijningslaag 53 beneden de apertuur 34 van de zwartmatrix 36. Het gebied 55A en het gebied 55B van gebied 52 alsmede het gebied 54A en het gebied 54B aan beide zijden van het gebied 52 liggen alle 20 beneden de gebieden van de zwartmatrix 36 behoudens de apertuur 34. De gebieden tussen de signaallijn 20 en de gemeenschappelijke elektroden 16 (gebied g in fig. 4 van het stand-van-de-techniek voorbeeld) zijn opgenomen in het gebied 54A en het gebied 54B.

25 De eerste uitlijningslaag 51 en de tweede uitlijningslaag 53 zijn uitlijnlagen die zodanig zijn bewerkt dat, wanneer de diêlektrische constante anisotropie Δε van de vloeibaar-kristalmoleculen van de vloeibare-kristallencomponentlaag 44 groter dan 0 is, de oorspronkelijke oriëntatierichting van de vloei-30 baar-kristalmoleculen in het gebied 52 een helling van 0° ten opzichte van de longitudinale richting van de pixelelektrode 22 hebben in een vlak, dat evenwijdig is aan het eerste glassubstraat 12, zoals is weergegeven in fig. 10. Met andere woorden, de wrijvingshoek van de uitlijningslaag van het gebied 52 is 0° 35 en de oorspronkelijke oriëntatierichting van de vloeibaar-kristalmoleculen heeft een helling van 0° ten opzichte van de longitudinale richting van de pixelelektrode 22 in een vlak, dat evenwijdig is aan het eerste glassubstraat 12. Bovendien zijn de eerste uitlijningslaag 51 en de tweede uitlijningslaag > 0 i l -1 Λ i I - 20 - I 53 uitlijnlagen die zodanig zijn bewerkt dat, wanneer de diëlektrische constante anisotropie Δε van de vloeibaar-kris- I talmoleculen kleiner dan 0 is, de oorspronkelijke oriënta- I tierichting van de vloeibaar-kristalmoleculen in het gebied 52 I 5 een helling van 0° ten opzichte van de richting, die loodrecht I staat op de longitudinale richting van de pixelelektrode 22, in een vlak evenwijdig aan het eerste glassubstraat 12 heeft. Met I andere woorden, de wrijvingshoek van de uitlijnlagen van het I gebied 52 is 0° en de oorspronkelijke oriëntatierichting van de I 10 vloeibaar-kristalmoleculen heeft een helling van 0° ten opzich- I te van de richting, die loodrecht staat op de longitudinale richting van de pixelelektrode 22, in een vlak evenwijdig aan het eerste glassubstraat 12.

I De hoek 0 kan elke hoek anders dan 0° en 90° zijn, afhanke- I 15 lijk van de instelling van de optische karakteristieken van de I weergave-inrichting met vloeibare kristallen.

I Anderzijds zijn de eerste uitlijningslaag 51 en de tweede uitli jningslaag 53 in het gebied 54A en het gebied 54B aan beide zijden van het gebied 52 uitlijnlagen die zodanig zijn 20 bewerkt, dat de oorspronkelijke oriëntatierichting van de vloeibaar-kristalmoleculen loodrecht staat op de longitudinale I richting van de pixelelektrode 22 in een vlak, dat evenwijdig is aan het eerste glassubstraat 12, wanneer de diëlektrische constante anisotropie Δε van de vloeibaar-kristalmoleculen van 25 de vloeibare-kristallencomponentlaag 44 groter is dan 0, zoals is weergegeven in fig. 10, en dat de oorspronkelijke oriënta- I tierichting van de vloeibaar-kristalmoleculen evenwijdig is aan de longitudinale richting van de pixelelektrode 22 in een vlak, dat evenwijdig is aan het eerste glassubstraat 12 wanneer de 30 diëlektrische constante anisotropie Δε van de vloeibaar-kris- talmoleculen kleiner dan 0 is.

In het gebied 54A en het gebied 54B staat de oorspronkelij- ke oriëntatierichting van de vloeibaar-kristalmoleculen van de vloeibare-kristallencomponentlaag 44 daardoor loodrecht op de H 35 longitudinale richting van de pixelelektrode 22 wanneer de diëlektrische constante anisotropie Δε van de vloeibaar-kris- talmoleculen groter is dan 0 en is de oorspronkelijke oriënta- tierichting van de vloeibaar-kristalmoleculen van de vloeibare- kristallencomponentlaag 44 daardoor evenwijdig aan de longitu- - 21 - dinale richting van de pixelelektrode 22 wanneer de diëlektri-sche constante anisotropie Δε van de vloeibaar-kristalmoleculen kleiner dan 0 is.

Bovendien is de elektrische spanning van de zwartmatrix 36 5 bij voorkeur zwevend, wanneer de diëlektrische constante anisotropie van de vloeibaar-kristalmoleculen positief is, terwijl elke spanning kan worden aangelegd, wanneer de diëlektrische constante anisotropie negatief is.

De werking van de weergave-inrichting met vloeibare kris-10 tallen 50 volgens deze uitvoeringsvorm wordt hierna beschreven onder verwijzing naar fig. 11 voor het geval waarin de diëlektrische constante anisotropie Δε van de vloeibaar-kristalmoleculen groter is dan 0. In een gebied, dat het gebied 54A en het gebied 54B omvat, d.w.z. gebieden langs de signaallijn (gebied 15 g in fig. 4) , staat de oorspronkelijke oriëntatierichting van de vloeibaar-kristalmoleculen loodrecht op de pixelelektroden 22 en dienovereenkomstig loodrecht op de signaallijnen 20. De vloeibaar-kristalmoleculen blijven derhalve voortdurend stationair ongeacht de sterkte van het elektrische veld in de rich-20 ting loodrecht op de signaallijn 20 en het lichtdoorlaatvermo-gen is daardoor uniform. Anderzijds roteren de vloeibaar-kristalmoleculen in het gebied 52 volgens de sterkte van het elektrische veld en het lichtdoorlaatvermogen wordt geregeld.

Fig. 12 is een grafiek, die de relatie tussen de sterkte 25 van het elektrisch veld tussen de gemeenschappelijke elektroden 16 en de pixelelektrode 22 en het optische doorlaatvermogen (%) van de weergave-inrichting met vloeibare kristallen 50 toont, wanneer de hoeveelheid van het door een polarisatielaag op het eerste glassubstraat 12 uitgezonden licht 100 is. In het gebied 30 52 neemt het optische doorlaatvermogen van de vloeibare kris tallen toe bij toenemende sterkte van het elektrische veld. Anderzijds bewegen de vloeibare kristallen niet in het gebied 54A en het gebied 54B ondanks een toegenomen sterkte van het elektrische veld, en het optische doorlaatvermogen is daardoor 35 uniform. De lichtsterkte van de gebieden langs de signaallijnen is daardoor uniform ongeacht de stijging en daling van de spanning van de signaallijnen ten opzichte van de gemeenschappelijke elektroden of de afstand tussen de signaallijnen en de gemeenschappelijke elektroden.

^ ^ η £ £ ï I - 22 - I Weergaveonvolkomenheden, zoals verticale overspraak en I niet-uniformiteit in stapgrootte, die aanwezig waren bij het I onder een hoek bekijken van het weergaveoppervlak van een I bekende IPS-weergave-inrichting met vloeibare kristallen, zijn 5 derhalve niet aanwezig in de weergave-inrichting met vloeibare kristallen 50 volgens deze uitvoeringsvorm en de weergavekwali- I teit is verbeterd.

I De werkwijze voor het vervaardigen van de weergave-inrich- ting met vloeibare kristallen 50 volgens de eerste uitvoerings- I 10 vorm van de eerste uitvinding wordt hierna toegelicht.

I Een eerste werkwijze voor het vervaardigen van de weergave- I inrichting met vloeibare kristallen 50 die vloeibaar-kristalmo- I leculen, waarin de diëlektrische constante anisotropie Δε I groter dan 0 is, heeft, wordt hierna beschreven onder verwij- I 15 zing naar fig. 13A-13C.

(1) Ten eerste worden uitlijnlagen met een voorkantelhoek I van 5° of kleiner gebruikt als eerste uitlijningslaag 51 en I tweede uitlijningslaag 53. Vervolgens ondergaat het totale oppervlak van de uitlijnlagen, d.w.z. gebied 52, gebied 54A en I 20 gebied 54B, een wrijvingsbewerking teneinde de oorspronkelijke oriëntatierichting Θ van het gebied 52 te verkrijgen, zoals is «, weergegeven in fig. 13A. De hoek Θ kan elke hoek anders dan 0° I en 90° zijn, afhankelijk van de ingestelde optische karakteris- I tieken van de weergave-inrichting met vloeibare kristallen. Dit 25 geldt ook voor de hieronder beschreven tweede uitvoeringsvorm en de uitvoeringsvorm van de tweede uitvinding.

I (2) Vervolgens wordt een fotolakfilm aangebracht op het I gehele oppervlak van de uitlijnlagen, waarna een patroonvorming wordt uitgevoerd door middel van fotolithografie en nat etsen 3 0 om de fotolakfilm 56 slechts op het gebied 52 achter te laten en daardoor het gebied 52 te maskeren. Vervolgens ondergaan de uitlijnlagen van het gebied 54A en het gebied 54B een zodanig wrijvingsproces, dat de oriëntatierichting van de vloeibaar- kristalmoleculen van de gebieden 54A en 54B loodrecht staat op 35 de longitudinale richting van de pixelelektrode 22, zoals is weergegeven in fig. 13B. De fotolakfilm kan een positieve fotolak of een negatieve fotolak zijn en als voorbeeld kan OFPR-800C van Tokyo Applications (KK) als fotolakfilm worden - 23 - gebruikt en trimethylamine kan worden gebruikt als ontwikkelaar .

(3) Ten slotte kunnen de gewenste eerste uitlijningslaag 51 en de tweede uitlijningslaag 53 worden verkregen door het 5 afstrippen van de fotolaklaagfilm 56 op het gebied 52 onder gebruikmaking van een afstripmiddel, zoals is weergegeven in fig. 13C, en vervolgens in water bij kamertemperatuur te wassen. Ethyllactaat, dimethylsulfoxide of monoethanolamine kunnen worden gebruikt als afstripmiddel voor de fotolakfilm.

10 Een tweede werkwijze voor het vervaardigen van een weerga- ve-inrichting met vloeibare kristallen 50 die vloeibaar-kris-talmoleculen heeft, waarin de diëlektrische constante anisotro-pie Δ6 groter is dan 0, wordt hierna onder verwijzing naar fig. 14A en 14B beschreven.

15 (1) In deze werkwijze worden uitlijnlagen, die licht kunnen uitlijnen, gebruikt als de eerste uitlijningslaag 51 en de tweede uitlijningslaag 53. Als een lichtuitlijnende uitlij -ningslaag kan een uitlijningslaag, die bestaat uit een polymeer, zoals een door bestraling met gepolariseerd licht gepoly-20 meriseerd lichtgevoelig radicaal, zoals is beschreven in AM-LCD '96/IDW '96 Digest of Technical Papers (blz. 337), worden gebruikt.

Allereerst wordt een uitlijningslaag aangebracht op het substraat 55, waarna de gebieden 54A en 54B met een masker 58 25 worden bedekt, zoals is weergegeven in fig. 14A en het gebied 52 wordt met gepolariseerd licht, dat een hoek Θ ten opzichte van de longitudinale richting van de gemeenschappelijke elektroden 16 heeft, bestraald. De oorspronkelijke oriëntatierichting van de vloeibaar-kristalmoleculen in het gebied 52 is 30 derhalve 0° ten opzichte van de longitudinale richting van de gemeenschappelijke elektroden 16.

(2) Vervolgens wordt het gebied 52 met een ander masker 60 bedekt en worden het gebied 54A en het gebied 54B zodanig met gepolariseerd licht bestraald, dat de oorspronkelijke 35 oriëntatierichting van de vloeibaar-kristalmoleculen van het gebied 54A en het gebied 54B loodrecht staat op de longitudinale richting van de pixelelektrode 22 en dienovereenkomstig van de signaallijn 20, teneinde daardoor de gewenste eerste uitli jningslaag 51 en de tweede uitlijningslaag 53 te verkrijgen.

*s (\ f) S 1 I - 24 - I Hierna wordt onder verwijzing naar fig. 15 en 16 een toe- I lichting gegeven met betrekking tot de tweede uitvoeringsvorm I van de eerste uitvinding. In de weergave-inrichting met vloei- I bare kristallen 60 volgens de tweede uitvoeringsvorm van de I 5 eerste uitvinding zijn de structuur van de eerste uitlijnings- I laag en de tweede uitlijningslaag 64 gewijzigd, is de oorspron- kelijke oriëntatierichting van de vloeibaar-kristalmoleculen in I de vloeibare-kristallencomponentlaag dienovereenkomstig ver- I schillend en is de diëlektrische constante anisotropie Δ8 van I 10 de vloeibaar-kristalmoleculen beperkt tot een negatieve waarde.

Met uitzondering van deze verschillen is deze uitvoeringsvorm, zoals de eerste uitvoeringsvorm, in hoofdzaak een IPS weergave- I inrichting met vloeibare kristallen, welke een opbouw heeft I gelijk aan de als het stand-van-de-techniek voorbeeld onder I 15 verwijzing naar fig. 1 en fig. 2 beschreven weergave-inrichting met vloeibare kristallen 10. Componenten die identiek zijn aan I die van het stand-van-de-techniek voorbeeld zijn daarom met I dezelfde verwijzingscijfers aangeduid.

H Zoals is weergegeven in fig. 16 is de eerste uitlijnings- 20 laag 62 aangebracht op de signaallijnen 20 en de pixelelektro- H den 22 op de zijde van het eerste glassubstraat 12 onder tussenkomst van een tweede isolatiefilm 26. Als eerste uitlij- I ningslaag 62 wordt de horizontale-uitlijningslaag 66 in het

gebied 52 en de verticale-uitlijningslaag 68 in het gebied 54A

I 25 en het gebied 54B gebruikt, d.w.z. in de gebieden, die het gebied langs de signaallijnen 20 onder de zwartmatrix 36 I (gebied g in fig. 4) bevatten.

I Anderzijds is de tweede uitlijningslaag 64 onder tussen- H komst van een planarisatief ilm 40 gevormd op het naar het I 30 eerste glassubstraat 12 toegekeerde oppervlak van het tweede glassubstraat 14. Zoals bij de eerste uitlijningslaag 62 wordt de horizontale-uitlijningslaag 66 als een tweede uitlijnings- laag 64 in het gebied 52 en wordt de verticale-uitlijningslaag 68 als de tweede uitlijningslaag 64 in het gebied 54A en het 35 gebied 54B gebruikt, d.w.z. de gebieden, die de gebieden langs de signaallijn 20 onder de zwartmatrix 36 (gebied g in fig. 4) bevatten. De verticale-uitlijningslaag 68 is een uitlijnings- laag met als functie het oriënteren van de vloeibaar-kristalmo- - 25 - leculen in de vloeibare-kristallencomponentlaag 44 in een richting loodrecht op de uitlijningslaag 68.

Vloeibare kristallen, waarin de diëlektrische constante anisotropie hZ van de vloeibaar-kristalmoleculen negatief is, 5 worden gebruikt.

De horizontale-uitlijningslaag 66 is een zodanig behandelde uitlijningslaag, dat de oorspronkelijke oriëntatierichting van de richter van de vloeibaar-kristalmoleculen een hellingshoek Θ ten opzichte van de longitudinale richting van de pixelelektro-10 den 22 in een horizontaal vlak heeft, of met andere woorden een wrijvingshoek van Θ heeft.

De vloeibare-kristallencomponentlaag 44 is opgenomen tussen de eerste uitlijningslaag 62 en de tweede uitlijningslaag 64.

In deze uitvoeringsvorm heeft de oorspronkelijke oriënta-15 tierichting van de vloeibaar-kristalmoleculen van de vloeibare-kristallencomponentlaag 44 derhalve een helling van Θ ten opzichte van de longitudinale richting van de pixelelektrode 22 en is evenwijdig georiënteerd aan het eerste glassubstraat 12 en het tweede glassubstraat 14 in het gebied 52, en is lood-20 recht georiënteerd op het gebied 54A en het gebied 54B, zoals is weergegeven in fig. 15 en fig. 16.

Bovendien is de elektrische spanning van de zwartmatrix 36 zwevend.

In de weergave-inrichting met vloeibare kristallen 60 25 volgens deze uitvoeringsvorm is de verticale-uitlijningslaag 68 verschaft als uitlijningslaag in het gebied 54A en het gebied 54B en zijn de vloeibaar-kristalmoleculen derhalve verticaal georiënteerd, zoals is weergegeven in fig. 17. De beweging van de vloeibaar-kristalmoleculen wordt daardoor onderdrukt door de 30 normale elektrisch-veldsterkte van de weergave-inrichting met vloeibare kristallen en doordat licht door dubbele breking niet beïnvloed is, wordt er geen licht doorgelaten in het gebied 54A en het gebied 54B. In het gebied 52, waarin de horizontale-uitli jningslaag 66 als uitlijningslaag is verschaft, roteren de 35 vloeibaar-kristalmoleculen echter volgens de sterkte van het elektrische veld en het lichtdoorlaatvermogen varieert derhalve met de sterkte van het elektrisch veld.

Zoals is weergegeven in fig. 18, welke gelijk is aan fig. 12, verandert het doorlaatvermogen met de veldsterkte in het i f. 1 9 £ -M ' I - 26 - I gebied 52 en derhalve werkt de inrichting normaal als een weergave-inrichting. In het gebied 54A en het gebied 54B wordt I echter nagenoeg geen licht doorgelaten ondanks veranderingen in I de sterkte van het elektrisch veld. Met andere woorden heeft de I 5 lichtsterkte in gebieden langs de signaallijnen (gebied g in fig. 4) een vaste waarde (nagenoeg zwart), ongeacht de signaal- lijnspanning of de afstand tussen de signaallijnen en de I gemeenschappelijke elektroden. Als gevolg van deze factoren I worden de verticale overspraak of de niet-uniformiteit in I 10 stapgrootte, die zichtbaar waren in een weergave-inrichting met I vloeibare kristallen 10 volgens de stand van de techniek I wanneer deze onder een hoek werd bekeken, niet waargenomen in deze weergave-inrichting met vloeibare kristallen 60 en de weergavekwaliteit is verbeterd.

I 15 De vervaardigingswerkwijze van de weergave-inrichting met I vloeibare kristallen 60 volgens de tweede uitvoeringsvorm van I de eerste uitvinding wordt hierna beschreven.

I De eerste werkwijze voor het vervaardigen van de weergave- I inrichting met vloeibare kristallen 60 wordt hierna beschreven I 20 onder verwijzing naar fig. 19A tot en met fig. 19D.

I In deze werkwijze wordt in de uitlijnlagen van het gebied I 54A en het gebied 54B een verticale-uitlijningslaag, waarin de vloeibaar-kristalmoleculen verticaal worden georiënteerd I wanneer er geen spanning is aangelegd, gebruikt; en in de 25 uitlijningslaag van gebied 52 wordt een horizontale-uitlij- ningslaag gebruikt, zoals in de stand van de techniek. Het I toegepaste vloeibare-kristallenmateriaal heeft een negatieve I diëlektrische constante anisotropie.

I (1) Zoals is weergegeven in fig. 19A, wordt eerst een hori- I 30 zontale-uitlijningslaag 66 aangebracht op het gehele oppervlak 65 en deze ondergaat een wrijvingsbewerking onder een voorge- schreven wrijvingshoek Θ. Vervolgens wordt een fotolakfilm 70 I aangebracht en het gebied 52 wordt daarna via een fotomasker 74 met een patroon 72 aan licht blootgesteld.

35 (2) De fotolakfilm en de horizontale-uitlijningslaag 66 op gebieden anders dan het gebied 52 worden vervolgens verwijderd door middel van nat etsen onder gebruikmaking van een alkali- sche vloeistof. De fotolakf ilm 70 van het gebied 52 wordt vervolgens afgestript en op het gebied 52 wordt een patroonvor- - 27 - mige horizontale-uitlijningslaag 66 gevormd, zoals is weergegeven in fig. 19B.

(3) Vervolgens wordt de verticale-uitlijningslaag 68 aangebracht op het gehele substraatoppervlak, zoals is weergegeven 5 in fig. 19C. Een fotolakfilm 75 wordt aangebracht en het gebied 54A en het gebied 54B worden onder gebruikmaking van een fotomasker 77 met een patroon 76 aan licht blootgesteld. Als materiaal voor de verticale-uitlijningslaag 68 kan bijvoorbeeld het product SE1211 van Nissan Chemicals (KK) worden gebruikt.

10 (4) De fotolakfilm en de verticale-uitlijningslaag 68 worden vervolgens in patroon gevormd door middel van etsen, zoals is weergegeven in fig. 19D, om de gewenste eerste uitlij -ningslaag 62 en de tweede uitlijningslaag 64 te verkrijgen.

In gevallen waarin er geen probleem wordt gepresenteerd 15 door een verschil in niveau van de uitli jningslaag tussen het gebied 52 en het gebied 54A en 54B langs de signaallijn kan de patroonvorming van stap (2) worden weggelaten.

De volgorde van vorming van de horizontale-uitlijningslaag 66 en de verticale-uitlijningslaag 68 kan het omgekeerde van 20 deze uitvoeringsvorm zijn, waarbij de verticale-uitlijningslaag 68 eerst wordt aangebracht en in patroon gevormd en vervolgens de horizontale-uitlijningslaag 66 wordt aangebracht, aan een wrijvingsbewerking onderworpen en in patroon gevormd. Bovendien kan een oorspronkelijke oriëntatiewerkwijze worden gebruikt om 25 de oorspronkelijke oriëntatie van de horizontale-uitlijningslaag 66 te verkrijgen in plaats van een wrijvingswerkwijze.

Een tweede werkwijze voor het vervaardigen van de weergave-inrichting met vloeibare kristallen 60 wordt hierna beschreven onder verwijzing naar fig. 20A-20C.

30 (1) Eerst wordt de horizontale-uitlijningslaag 66 aange bracht op het gehele oppervlak van het substraat 65, zoals is weergegeven in fig. 20A.

(2) Vervolgens wordt de verticale-uitlijningslaag 68 gevormd op delen van de horizontale-uitlijningslaag 66 van het 35 gebied 54A en het gebied 54B onder gebruikmaking van een drukplaat 78 met een voorgeschreven apertuurpatroon, zoals is weergegeven in fig. 20B.

(3) De horizontale-uitlijningslaag 66 ondergaat vervolgens een wrijvingsbewerking onder een voorgeschreven wrijvingshoek 10 1 9 1 - 28 - en op deze wijze kunnen de gewenste eerste uitlijningslaag 62 en de tweede uitlijningslaag 64 worden verkregen, zoals is weergegeven in fig. 20C.

Indien een verschil in niveau op de uitlijningslaag tussen 5 het gebied 54A en het gebied 54B langs de signaallijnen en het gebied 52 een probleem presenteert, wordt de patroonvorming van de horizontale-uitlijningslaag 66 door middel van de drukplaat bij voorkeur slechts uitgevoerd op het gebied 52.

De volgorde van vorming van de horizontale-uitlijningslaag 10 66 en de verticale-uitlijningslaag 68 kan eveneens het omge keerde zijn van de volgorde in deze uitvoeringsvorm en de oorspronkelijke oriëntatie van de horizontale-uitlijningslaag 66 kan worden bewerkstelligd door een optische oriëntatiewerk-wijze in plaats van door een wrijvingswerkwijze.

15 In de eerste uitvoeringsvorm en de tweede uitvoeringsvorm van de eerste uitvinding wordt het uitlijnproces van de eerste uitlijningslaag 51 en 62 en de tweede uitlijningslaag 53 en 64 uitgevoerd door deze te verdelen in het gebied 52, het gebied 54A en het gebied 54B. Het gebied 52 van de eerste uitlijnings-20 laag 51 en 62 en van de tweede uitli jningslaag 53 en 64 kan echter worden verdeeld in het gebied 55, het gebied 55A en het gebied 55B (zie fig. 9), waarbij hetzelfde uitlijnproces vervolgens wordt uitgevoerd voor het gebied 55, zoals dit werd uitgevoerd voor het gebied 52 in de eerste uitvoeringsvorm en 25 de tweede uitvoeringsvorm en hetzelfde uitlijnproces vervolgens wordt uitgevoerd voor het gebied 55A, 55B, 54A en 54B zoals dit werd uitgevoerd voor het gebied 54A en het gebied 54B in de eerste uitvoeringsvorm en de tweede uitvoeringsvorm.

Hierna wordt een toelichting gegeven met betrekking tot een 30 uitvoeringsvorm van de tweede uitvinding onder verwijzing naar fig. 21 tot en met fig. 24. Met uitzondering van een verschil in de opbouw van de zwartmatrix 82 heeft een weergave-inrich-ting met vloeibare kristallen 80 volgens een uitvoeringsvorm van de tweede uitvinding in hoofdzaak dezelfde constructie als 35 de onder verwijzing naar fig. 1 en fig. 2 beschreven IPS-weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens de stand van de techniek. De toelichting wordt daarom gegeven onder verwijzing naar dezelfde verwijzingscijfers voor onderdelen die identiek zijn aan die van het stand-van-de-techniek voorbeeld.

- 29 -

De in deze uitvoeringsvorm gebruikte vloeibare kristallen hebben bovendien een positieve diëlektrische constante aniso-tropie. In de uitvoeringsvorm van de tweede uitvinding is de zwartmatrix 82 vervaardigd van een geleider, zoals metaal. Een 5 gelijkstroomspanning met een waarde van 10-20 V groter of 10-20 V kleiner dan de gemiddelde waarde van de signaalspanning van de signaallijn 20 of een wisselspanning, die omkeert tussen positief en negatief, wordt aangelegd op de zwartmatrix 82. De signaalspanning van de signaallijnen 20 bedraagt 0 V tijdens 10 zwartweergave en 6,5 V tijdens witweergave, de spanning van de pixelelektroden 22 bedraagt 0 V tijdens zwartweergave en 6,5 V tijdens witweergave en de spanning van de gemeenschappelijke elektroden 16 bedraagt altijd 0 V.

Een sterk veld loodrecht op het eerste glassubstraat 12 en 15 het tweede glassubstraat 14 wordt derhalve opgewekt in het gebied rond de signaallijn 20. De richting van de richter van de vloeibare kristallen wordt daardoor altijd georiënteerd in een richting die in hoofdzaak loodrecht op het substraat staat.

In deze uitvoeringsvorm is de wrijvingshoek van de eerste 20 uitlijningslaag 28 aan de zijde van het eerste transparante substraat 13 (zie fig. 2) en de tweede uitlijningslaag 42 van het tweede transparante substraat 15 (zie fig. 2) bovendien dezelfde als in de stand van de techniek en kan elke hoek groter dan 0° en kleiner dan 90° zijn.

25 De constructie van de middelen voor het aanleggen van een spanning op de zwartmatrix 82 wordt hierna beschreven onder verwijzing naar fig. 23 en fig. 24.

Het einde van de zwartmatrix 82 is door middel van een geleidend materiaal, bijvoorbeeld zilverpasta 84, verbonden met 30 een aansluiting 86 van het eerste glassubstraat (TFT substraat) 12. Het inwendige, dat de vloeibare-kristallencomponentlaag 44 bevat, is door middel van een afdichting 90 afgesloten. Het met "92" in fig. 24 aangeduide gedeelte is een kleurfiltersubstraat dat het tweede substraat vormt.

35 In concrete termen worden zilverpasta-installatiepunten van het TFT substraat 12 en de aansluiting 86 allereerst door middel van een metaalpatroon (niet weergegeven) verbonden. Vervolgens wordt TCP 88 bevestigd aan de aansluiting 86 en een gelijkstroomspanning van 10-20 V groter of 10-20 V kleiner dan 1A 1 0 6 1 I - 30 - I de gemiddelde waarde van de spanning van een afvoersignaal, of I een wisselspanning met een lange periode van bijvoorbeeld één positief/negatief omkering per uur, wordt aangelegd op TCP 88.

I Hierna wordt de werking van de weergave-inrichting met I 5 vloeibare kristallen 80 volgens een uitvoeringsvorm van de I tweede uitvinding toegelicht onder verwijzing naar fig. 25 en I fig. 26. Fig. 25 en fig. 26 tonen de berekende spanning tijdens

I een zwartweergave en tijdens een witweergave in het gebied 54A

en 54B, d.w.z. de vloeibare-kristallencomponentlaag onder de I 10 zwartmatrix 82. Een spanning van -10 V wordt ingesteld op de I zwartmatrix 82 en spanningen van 0 V tijdens zwartweergave en I 6,5 V tijdens witweergave worden ingesteld op de signaallijnen.

In een vloeibare-kristallenmateriaal, waarvoor Δε groter I dan 0 is en de veldrichting loodrecht staat op een equipoten- 15 tiaallijn, heeft de longitudinale richting van de vloeibaar- I kristalmoleculen de neiging om zich uit te lijnen in de rich- I ting van het veld. In vergelijking met de spanning in het in fig. 27 weergegeven stand-van-de-techniek voorbeeld wordt een I sterk veld opgewekt in een verticale richting langs de signaal- I 20 lijn in fig. 25 en fig. 26. De vloeibaar-kristalmoleculen staan I daardoor verticaal en zijn daardoor niet vatbaar, zoals in het I stand-van-de-techniek voorbeeld, voor de invloed van het tussen I de signaallijnen en de gemeenschappelijke elektroden opgewekte I horizontale dwarsveld. Uit fig. 25 en fig. 26 blijkt ook, dat I 25 de spanning van de zwartmatrix het horizontale dwarsveld in het apertuurgebied niet verstoort.

Scheefstand van de equipotentiaallijn boven de elektroden H wordt veroorzaakt door disclinatie van de vloeibaar-kristalmo- leculen.

I 3 0 Bij de berekening van de spanning volgens de stand van de I techniek werd de zwartmatrix behandeld als niet-metaal omwille van de doelmatigheid.

Zoals is weergegeven in fig. 28, welke soortgelijk is aan I fig. 12, resulteert de hierboven beschreven constructie in een 35 lichtsterkte in het gebied langs de signaallijnen (gebied g in fig. 5A), die uniform is (nagenoeg zwart), ongeacht de stijging en daling in de spanning van de signaallijnen of de afstand I tussen de signaallijnen en de gemeenschappelijke elektroden, in I tegenstelling tot het in fig. 29 weergegeven stand-van-de- - 31 - techniek voorbeeld. De in de stand van de techniek aanwezige verticale overspraak en niet-uniformiteit in stapgrootte bij waarneming onder een hoek zijn derhalve niet aanwezig in deze weergave-inrichting met vloeibare kristallen 80 en de weergave-5 kwaliteit is verbeterd.

Hierna wordt een toelichting gegeven met betrekking tot een eerste toepassingsvoorbeeld van de eerste uitvoeringsvorm en de tweede uitvoeringsvorm van de eerste uitvinding alsmede de uitvoeringsvorm van de tweede uitvinding.

10 Hoewel de pixelelektroden 22 in de eerste uitvoeringsvorm en de tweede uitvoeringsvorm van de eerste uitvinding alsmede in de uitvoeringsvorm van de tweede uitvinding zich evenwijdig aan de signaallijnen 20 onder tussenkomst van een isolatiefilm 18 over de gemeenschappelijke elektroden 16 uitstrekken, zoals 15 is weergegeven in fig. 8, is de uitvinding niet beperkt tot deze configuratie en kunnen de pixelelektroden 22 zich bijvoorbeeld over het eerste glassubstraat 12 evenwijdig aan de gemeenschappelijke elektroden 16A en 16B uitstrekken, zoals is weergegeven in fig. 30.

20 Hierna wordt een toelichting gegeven met betrekking tot een tweede toepassingsvoorbeeld van de eerste uitvoeringsvorm en de tweede uitvoeringsvorm van de eerste uitvinding alsmede de uitvoeringsvorm van de tweede uitvinding.

Hoewel de eerste uitlijningslaag en de tweede uitlijnings-25 laag in de eerste uitvoeringsvorm en de tweede uitvoeringsvorm van de eerste uitvinding in het gebied 52, het gebied 54A en het gebied 54B waren verdeeld, is de uitvinding niet tot deze vorm beperkt en de eerste uitlijningslaag en de tweede uitlij-ningslaag kunnen verdeeld zijn in een gebied 55 en gebieden 30 anders dan het gebied 55, kan het op het gebied 52 uitgevoerde uitlijnproces worden uitgevoerd op het gebied 55 en kan het op het gebied 54A en het gebied 54B uitgevoerde uitlijnproces worden uitgevoerd op de gebieden anders dan het gebied 55. Bovendien is een verdeling tussen het signaallijngebied en 35 gebieden anders dan het signaallijngebied eveneens mogelijk en het op het gebied 54A en het gebied 54B uitgevoerde uitlijnproces kan worden uitgevoerd op de signaallijn en het gebied rond de signaallijn en het op het gebied 52 uitgevoerde uitlijnpro- 10 * 9 £ * 1 - 32 - ces kan worden uitgevoerd op de gebieden anders dan de signaallijn en het gebied rond de signaallijn.

Volgens de uitvinding kan de lichtsterkte van gebieden anders dan het apertuurgebied, d.w.z. de lichtsterkte van 5 gebieden langs de signaallijnen, uniform worden gemaakt (nagenoeg zwart) ongeacht de stijging en daling in de spanning van de signaallijnen of de afstand tussen de signaallijnen en de gemeenschappelijke elektroden door: (1) de oorspronkelijke oriëntatierichting van de vloeibare kristallen in gebieden 10 anders dan het apertuurgebied loodrecht op of evenwijdig aan de longitudinale richting van de pixelelektroden te maken; (2) de oorspronkelijke oriëntatierichting van de vloeibare kristallen in gebieden anders dan het apertuurgebied loodrecht op het substraat te maken,- en (3) een groot spanningsverschil tussen 15 de lichtafschermlaag en de signaallijnen te verschaffen en de richting van de vloeibare kristallen in gebieden anders dan het apertuurgebied loodrecht op het substraat te maken.

Weergaveonvolkomenheden, zoals verticale overspraak en niet-uniformiteit in stapgrootte, die werden waargenomen in 20 weergave-inrichtingen met vloeibare kristallen volgens de stand van de techniek, wanneer deze onder een hoek werden bekeken, zijn derhalve niet zichtbaar in een weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens de uitvinding en de weergavekwali-teit van de weergave-inrichting met vloeibare kristallen is 25 verbeterd.

Het zal echter duidelijk zijn dat, hoewel de kenmerken en voordelen van de uitvinding in de voorgaande beschrijving uiteen zijn gezet, de beschrijving daarvan slechts illustratief is en veranderingen in de opstelling van de onderdelen binnen 30 het kader van de bijgevoegde conclusies kunnen worden gemaakt.

i

Claims

1. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen, omvattende een eerste transparant substraat en een tweede transparant substraat, die tegenover elkaar liggen, en een tussen het eerste transparante substraat en het tweede transparante 5 substraat opgesloten vloeibare-kristallencomponentlaag; waarbij , het eerste transparante substraat is voorzien van een transparant isolerend substraat, pixelelektroden en gemeenschappelijke elektroden, welke elektroden in hoofdzaak evenwij-10 dig aan elkaar en afwisselend op het transparante isolerende substraat zijn aangebracht, een aantal in matrixvorm aangebrachte pixels, aftastlijnen en schakelelementen, die de op de pixelelektroden van de pixels aangelegde elektrische velden afzonderlijk besturen, met de schakelelementen verbonden 15 signaallijnen, gemeenschappelijke lijnen, die een voorgeschreven elektrische spanning aan de gemeenschappelijke elektroden van de pixels leveren, en een op de bovenste laag gevormde eerste uitlijningslaag; en het tweede transparante substraat is voorzien van ten 20 minste een tweede uitlijningslaag op de bovenste laag; met het kenmerk, dat een specifieke uitlijnbewerking zodanig wordt uitgevoerd dat de uitlijning van de eerste uitlijn-ingslaag en de tweede uitlijningslaag verschilt voor gebieden van de signaallijnen en hun omgevingen, die eenvoudig met 25 signaallijngebieden worden aangeduid, en gebieden van pixel-aperturen en hun omgevingen, die eenvoudig met pixelapertuurge-bieden worden aangeduid.

2. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens conclusie 1, waarbij de vloeibare-kristallencomponent een 30 positieve diëlektrische constante anisotropie heeft en waarbij een uitlijnbewerking van de signaallijngebieden van de eerste uitlijningslaag en van de tweede uitlijningslaag wordt uitgevoerd in een richting, die in hoofdzaak loodrecht staat op de longitudinale richting van de pixelelektroden.

3. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens conclusie 1, waarbij de vloeibare-kristallencomponent een negatieve diëlektrische constante anisotropie heeft en waarbij in i ί V ^ 4 - 34 - een uitlijnbewerking van de signaallijngebieden van de eerste uitlijningslaag en van de tweede uitlijningslaag wordt uitgevoerd in een richting, die ongeveer evenwijdig is aan de longitudinale richting van de pixelelektroden.

4. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens conclusie 1, waarbij de vloeibare-kristallencomponent een negatieve diëlektrische constante anisotropie heeft en de uitlijning van de signaallijngebieden van de eerste uitlij -ningslaag en de tweede uitlijningslaag een verticale uitlijning 10 is.

5. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens conclusie 1, waarbij een uitlijnbewerking zodanig wordt uitgevoerd dat de uitlijning van het pixelapertuurgebied van de eerste uitlijningslaag en de tweede uitlijningslaag een helling 15 onder een hoek Θ, die niet loodrecht staat op noch evenwijdig is aan de longitudinale richting van de pixelelektrode, heeft.

6. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens een van de conclusies 2 tot en met 4, waarbij een uitlijnbewerking zodanig wordt uitgevoerd dat de uitlijning van de pixelaper- 20 tuurgebieden van de eerste uitlijningslaag en de tweede uitlij-ningslaag een helling onder een hoek Θ, die niet loodrecht staat op noch evenwijdig is aan de longitudinale richting van de pixelelektroden, heeft.

7. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens een 25 van de conclusies 2 tot en met 5, waarbij de eerste uitlij- ningslaag en de tweede uitlijningslaag uitlijningslagen zijn, die door middel van licht kunnen worden uitgelijnd en die zodanig met gepolariseerd licht worden bewerkt dat de signaallijngebieden en de pixelapertuurgebieden van deze uitlijnings-30 lagen elk een vastgelegde uitlijnbewerking ondergaan.

8. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens een van de conclusies 2 tot en met 5, waarbij de uitlijnbewerking van gebieden anders dan de signaallijngebieden en de pixelapertuurgebieden van de eerste uitlijningslaag en de tweede uitlij- 35 ningslaag dezelfde uitlijnbewerking is als de uitlijnbewerking van de signaallijngebieden of de uitlijnbewerking van de pixelapertuurgebieden.

9. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens een van de conclusies 2 tot en met 5, waarbij de pixelelektroden en i - 35 - de signaallijnen zich onder tussenkomst van een isolatiefilm over de gemeenschappelijke elektroden uitstrekken, evenwijdig aan de gemeenschappelijke elektroden zijn, en van elkaar gescheiden zijn.

10. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens een van de conclusies 2 tot en met 5, waarbij de gemeenschappelijke elektroden en de pixelelektroden zich evenwijdig aan elkaar uitstrekken en gescheiden van elkaar zijn; en de signaallijnen zich evenwijdig aan de gemeenschappelijke elektroden 10 en over de gemeenschappelijke elektroden en de pixelelektroden uitstrekken onder tussenkomst van een isolatiefilm.

11. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen, omvattende een eerste transparant substraat en een tweede transparant substraat, die tegenover elkaar liggen, en een tussen het 15 eerste transparante substraat en het tweede transparante substraat opgesloten vloeibare-kristallencomponentlaag; waarbij , het eerste transparante substraat is voorzien van een transparant isolerend substraat, pixelelektroden en gemeen-20 schappelijke elektroden, welke elektroden in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar en afwisselend op het transparante isolerende substraat zijn aangëbracht, een aantal in matrixvorm aangebrachte pixels, aftastlijnen en schakelelementen, die de op de pixelelektroden van de pixels aangelegde elektrische velden 25 afzonderlijk besturen, met de schakelelementen verbonden signaallijnen, gemeenschappelijke lijnen, die een voorgeschreven elektrische spanning aan de gemeenschappelijke elektroden van de pixels leveren, en een op de bovenste laag gevormde eerste uitlijningslaag; en 30 het tweede transparante substraat is voorzien van ten minste een tweede uitlijningslaag op de bovenste laag en een lichtafschermlaag met pixelapertuurgebieden onder de uitlijningslaag, de vloeibare-kristallencomponent een positieve diëlektri-35 sche constante anisotropie heeft, de eerste uitlijningslaag en de tweede uitlijningslaag een uitlijnbewerking ondergaan om een helling onder een hoek 0, die niet evenwijdig is aan noch loodrecht staat op de longitudinale richting van de pixelelektrode, te hebben, I - 36 - I de lichtafschermlaag is gevormd van een geleider, en I een spanning wordt aangelegd op de lichtafschermlaag, zodat I de richter van de vloeibaar-kristalmoleculen in de vloeibare- I kristallencomponentlaag in gebieden van de signaallijnen en hun I 5 omgevingen in hoofdzaak loodrecht op het eerste transparante I substraat wordt uitgelijnd.

12. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens I conclusie 11, waarbij de op de lichtafschermlaag aangelegde I spanning een gelijkstroomspanning met een waarde in een bereik I 10 van 10-20 V groter of in een bereik van 10-20 V kleiner dan de gemiddelde waarde van de spanning van de signaallijnen of een wisselspanning met een lange periode is.

13. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens H conclusie 11, waarbij de pixelelektroden en de signaallijnen H 15 zich onder tussenkomst van een isolatielaag over de gemeen- I schappelijke elektroden uitstrekken, evenwijdig aan de gemeen- I schappelijke elektroden zijn, en gescheiden van elkaar zijn.

14. Weergave-inrichting met vloeibare kristallen volgens H conclusie 11, waarbij de gemeenschappelijke elektroden en de H 20 pixelelektroden zich evenwijdig aan en gescheiden van elkaar H uitstrekken en de signaallijnen zich evenwijdig aan de gemeen- I schappelijke elektroden uitstrekken over de gemeenschappelijke H elektroden en de pixelelektroden onder tussenkomst van een I isolatielaag.