DE69838927T2

DE69838927T2 - Anzeigevorrichtung mit vertical ausgerichtetem Flüssigkristall

Info

Publication number: DE69838927T2
Application number: DE69838927T
Authority: DE
Inventors: Arihiro Kawasaki-shi Takeda; Makoto Kawasaki-shi Morishige; Katsufumi Kawasaki-shi Ohmuro; Noriaki Kawasaki-shi Furukawa; Yoshio Kawasaki-shi Koike; Tsuyoshi Kawasaki-shi Kamada; Shingo Kawasaki-shi Kataoka; Yoshinori Kawasaki-shi Tanaka; Takahiro Kawasaki-shi Sasaki; Atuyuki Kawasaki-shi Hoshino; Takashi Kawasaki-shi Sasabayashi; Shougo Kawasaki-shi Hayashi; Hideaki Kawasaki-shi Tsuda; Hideaki Kawasaki-shi Takizawa; Hideo Kawasaki-shi Chida; Takeshi Kawasaki-shi Kinjou; Makoto Kawasaki-shi Ohashi; Makoto Kawasaki-shi Tachibanaki; Kenji Kawasaki-shi Okamoto; Keiji Kawasaki-shi Imoto
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1998-06-11
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2018-06-12
Also published as: US7760305B2; JP3872799B2; DE69840759D1; EP1103840A3; CN102135682B; JP4007846B2; DE69840428D1; EP2085815B1; EP1870767A1; JP2004213036A; TW589504B; KR100362828B1; EP0884626B1; HK1128336A1; DE69841346D1; TW200523835A; EP1113312A3; JPH11258606A; US7304703B1; JP3795048B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeige (LCD), und insbesondere auf eine vertikal ausgerichtete (VA) LCD.
Unter Flachfeldanzeigen, die eine Bildqualität äquivalent zu einer von der CRT gebotenen hervorbringen, gibt es eine Flüssigkristallanzeige (LCD), die derzeit am verbreitetsten verwendet wird. Insbesondere wurde eine LCD des Dünnschichttransistor(TFT)-Typs (TFT-LCD) an dem Allgemeinwohl dienende Ausrüstungen angepasst, wie Personalcomputer, Wortprozessoren, und OA-Ausrüstung, sowie elektrische Haushaltsgeräte einschließlich tragbarer TV-Geräte, und es wird erwartet, dass ihr Markt weiter expandiert. Demgemäß besteht ein Bedarf an einer weiteren Verbesserung der Bildqualität. Es erfolgt eine Beschreibung, indem die TFT-LCD als Beispiel herangezogen wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die TFT-LCD beschränkt, sondern kann bei einer einfachen Matrix-LCD, einer LCD des Plasmaadressierungstyps, usw., Anwendung finden. Allgemein kann die vorliegende Erfindung bei LCDs angewendet werden, die einen Flüssigkristall enthalten, der sandwichartig zwischen einem Paar von Substraten angeordnet ist, auf denen jeweils Elektroden gebildet sind, und die Anzeigen durchführen, indem eine Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird.
Derzeit ist ein am verbreitetsten für die TFT-LCD verwendeter Modus ein normalerweise weißer Modus, der in einer verdrillt nematischen (TN) LCD implementiert ist. Die Technologie zur Herstellung der TN-TFT-LCD hat in den letzten Jahren herausragende Fortschritte erzielt. Kontrast und Farbreproduzierbarkeit, die von der TN-TFT-LCD vorgesehen werden, haben die von der CRT gebotenen überholt. Die TN-LCD hat jedoch den kritischen Nachteil eines schmalen Betrachtungswinkelbereichs. Dies stellt ein Problem dar, so dass die Anwendung der TN-LCD eingeschränkt ist.
In dem Bemühen, diese Probleme zu lösen, haben die Japanischen geprüften Patentveröffentlichungen Nr. 53-48452 und 1-120528 eine LCD vorgeschlagen, die einen als IPS-Modus bezeichneten Modus verwendet.
Der IPS-Modus bietet jedoch nur ein langsames Schalten. Derzeit, wenn ein Film angezeigt wird, der eine schnelle Bewegung darstellt, bestehen Nachteile einschließlich des Nachteils, dass Streifenbilder auftreten. In einem tatsächlichen Feld wird daher, zur Verbesserung der Antwortgeschwindigkeit, der Ausrichtungsfilm nicht parallel zu den Elektroden gerieben, sondern in einer um etwa 15° verschobenen Richtung gerieben. Auch wenn die Reibrichtung so verschoben wird, ist jedoch, da die gemäß dem IPS-Modus zulässige Antwortzeit zweimal länger ist als jene, die gemäß dem TN-Modus zulässig ist, die Antwortgeschwindigkeit sehr niedrig. Wenn das Reiben in der um etwa 15° verschobenen Richtung durchgeführt wird, wird außerdem eine Betrachtungswinkelcharakteristik eines Felds zwischen der rechten und der linken Seite des Felds nicht gleichmäßig. Es tritt eine Graustufenumkehr relativ zu einem spezifizierten Betrachtungswinkel auf.
Der IPS-Modus, der als Alternative zur Lösung des Problems bezüglich der Betrachtungswinkelcharakteristik des TN-Modus vorgeschlagen wurde, hat das Problem, dass die anderen vom IPS-Modus gebotenen Charakteristiken als die Betrachtungswinkelcharakteristik unzureichend sind, wie oben angegeben. Ein vertikal ausgerichteter (VA) Modus wurde vorgeschlagen, bei dem ein vertikaler Ausrichtungsfilm verwendet wird. Der VA-Modus verwendet keinen Rotationspolarisationseffekt, der im TN-Modus verwendet wird, sondern verwendet einen doppelbrechenden (engl. birefringent) Effekt. Der VA-Modus ist ein Modus, bei dem ein negatives Flüssigkristallmaterial und ein vertikaler Ausrichtungsfilm verwendet werden. Wenn keine Spannung angewendet wird, sind flüssigkristalline Moleküle in einer vertikalen Richtung ausgerichtet, und es erscheint eine schwarze Anzeige. Wenn eine vorherbestimmte Spannung angewendet wird, werden die flüssigkristallinen Moleküle in einer horizontalen Richtung ausgerichtet, und es erscheint eine weiße Anzeige. Ein von dem VA-Modus gebotener Kontrast bei der Anzeige ist höher als der von dem TN-Modus gebotene. Eine Antwortgeschwindigkeit ist auch höher, und eine ausgezeichnete Betrachtungswinkelcharakteristik wird für die weiße Anzeige und die schwarze Anzeige vorgesehen. Der VA-Modus findet daher als neuer Modus für eine Flüssigkristallanzeige Beachtung.
Der VA-Modus hat jedoch dasselbe Problem wie der TN-Modus hinsichtlich der Halbtonanzeige, das heißt ein Problem, dass die Lichtintensität der Anzeige in Abhängigkeit von dem Betrachtungswinkel variiert. Der VA-Modus sieht einen viel höheren Kontrast vor als der TN-Modus und ist dem TN-Modus hinsichtlich der Betrachtungswinkelcharakteristik in Bezug auf einen Betrachtungswinkel oder eine Betrachtungswinkelcharakteristik überlegen, da, auch wenn keine Spannung angewendet wird, flüssigkristalline Moleküle in der Nähe eines Ausrichtungsfilms nahezu vertikal ausgerichtet sind. Der VA-Modus ist jedoch dem IPS-Modus hinsichtlich der Betrachtungswinkelcharakteristik unterlegen.
Es ist bekannt, dass die Betrachtungswinkelleistung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD) im TN-Modus verbessert werden kann, indem die Orientierungsrichtungen der flüssigkristallinen Moleküle innerhalb von Pixeln auf eine Vielzahl von voneinander verschiedenen Richtungen eingestellt werden. Allgemein werden die Orientierungsrichtungen der flüssigkristallinen Moleküle (Pretilt-Winkel), die mit einer Substratfläche in dem TN-Modus Kontakt halten, durch die Richtung einer auf den Ausrichtungsfilm angewen deten Reibbehandlung eingeschränkt. Die Reibbehandlung ist eine Bearbeitung, bei der die Oberfläche des Ausrichtungsfilms in einer Richtung mit einem Tuch wie Rayon gerieben wird, und die flüssigkristallinen Moleküle in der Reibrichtung orientiert werden. Daher kann die Betrachtungswinkelleistung verbessert werden, indem die Reibrichtung innerhalb der Pixel unterschiedlich gemacht wird.
Obwohl die Reibbehandlung breite Anwendung gefunden hat, ist es diese Behandlung, welche die Oberfläche des Ausrichtungsfilms reibt und dementsprechend beschädigt, und sie involviert das Problem, dass wahrscheinlich Staub entsteht.
Ein Verfahren, das ein konkav-konvexes Muster auf einer Elektrode bildet, ist als weiteres Verfahren zur Einschränkung des Pretilt-Winkels der flüssigkristallinen Moleküle in dem TN-Modus bekannt. Die flüssigkristallinen Moleküle in der Nähe der Elektroden werden entlang der Oberfläche mit dem konkav-konvexen Muster orientiert.
Es ist bekannt, dass die Betrachtungswinkelleistung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung im VA-Modus verbessert werden kann, indem die Orientierungsrichtungen der flüssigkristallinen Moleküle innerhalb von Pixeln auf eine Vielzahl von voneinander verschiedenen Richtungen eingestellt werden. Die Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 6-301036 offenbart eine LCD, in der Aperturen auf einer Gegenelektrode vorgesehen sind. Jede Apertur ist der Mitte einer Pixelelektrode zugewandt, und schräge elektrische Felder werden in der Mitte jedes Pixels generiert. Die Orientierungsrichtungen der flüssigkristallinen Moleküle innerhalb jedes Pixels werden aufgrund der schrägen elektrischen Felder in zwei oder vier Richtungen unterteilt. Die in der Japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 6-301036 geoffenbarte LCD hat jedoch ein Problem, dass ihre Antwort-(Schalt-)Geschwindigkeit nicht aus reichend ist, insbesondere wird eine Antwortgeschwindigkeit für einen Übergang von einem Zustand, in dem keine Spannung angewendet wird, in einen Zustand, in dem eine Spannung angewendet wird, langsam. Es wird angenommen, dass eine Ursache für dieses Problem darin liegt, dass kein schräges elektrisches Feld existiert, wenn keine Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird. Da eine Länge jedes Bereichs mit kontinuierlich orientierten flüssigkristallinen Molekülen in jedem Pixel die Hälfte der Pixelgröße beträgt, wird ferner eine Zeit lang, bis alle flüssigkristallinen Moleküle in jedem Bereich in einer Richtung ausgerichtet sind.
Ferner offenbart die Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-199193 eine VA-LCD, bei der Neigungen mit unterschiedlichen Richtungen auf Elektroden vorgesehen sind, und die Orientierungsrichtungen der flüssigkristallinen Moleküle innerhalb jedes Pixels unterteilt sind. Gemäß den geoffenbarten Zusammensetzungen wird jedoch der auf den Neigungen gebildete vertikale Ausrichtungsfilm gerieben, daher zeigt die in der Japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-199193 geoffenbarte VA-LCD auch das oben angegebene Problem, dass wahrscheinlich Staub entsteht. Ferner beträgt gemäß den geoffenbarten Zusammensetzungen die Größe der Neigungen die Hälfte des Pixels, daher sind alle flüssigkristallinen Moleküle, die den Neigungen zugewandt sind, geneigt, und es kann keine gute schwarze Anzeige erhalten werden. Dies verursacht eine Reduktion des Kontrasts. Ferner sind Neigungswinkel der Neigungen klein, da zwei oder vier Neigungen quer über jedes Pixel vorgesehen sind. Es wird gefunden, dass die sanften Neigungen die Orientierungsrichtungen der flüssigkristallinen Moleküle nicht vollständig definieren können. Um steile Neigungen zu realisieren, ist es notwendig, eine Dicke einer Struktur mit Neigungen zu erhöhen. Wenn die Dicke der Struk tur groß wird, werden jedoch auf der Struktur akkumulierte Ladungen groß. Dies verursacht ein Phänomen, dass die flüssigkristallinen Moleküle aufgrund der akkumulierten Ladungen ihre Orientierungen nicht ändern, wenn eine Spannung angelegt wird. Dieses Phänomen ist das sogenannte Einbrennen (engl. burn).
Es gibt einige Probleme bei der Realisierung einer Unterteilung von Orientierungsrichtungen der flüssigkristallinen Moleküle zur Verbesserung der Betrachtungswinkelleistung in der VA-LCD, wie oben beschrieben.
Es ist erwünscht, eine Betrachtungswinkelcharakteristik einer VA-Flüssigkristallanzeige zu verbessern, und eine VA-Flüssigkristallanzeige zu realisieren, welche eine Betrachtungswinkelcharakteristik zeigt, die so gut ist wie eine, die durch den IPS-Modus gezeigt wird, oder besser als diese, während sie denselben Kontrast und dieselbe Operationsgeschwindigkeit gestattet wie die herkömmlichen Flüssigkristallanzeigen.
Die JP-07-230097 A offenbart eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit Domänenregelungsmitteln zum partiellen Verändern der Kontaktfläche zwischen dem Substrat und dem Flüssigkristall in geneigte Oberflächen, wobei der Bereich der geneigten Oberflächen in jedem Pixel weniger als 50% des Bereichs jedes Pixels beträgt. Der Flüssigkristall in der Nähe der geneigten Oberflächen ist vertikal zu den geneigten Oberflächen orientiert, wenn keine Spannung angewendet wird, und Azimute des Flüssigkristalls fern von den geneigten Oberflächen werden gemäß den Azimuten des Flüssigkristalls in der Nähe der geneigten Oberfläche bestimmt, wenn eine andere Spannung angewendet wird.
Das JP-07-311383 offenbart eine VA-LCD gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Wenn in der VA-LCD-Vorrichtung keine Spannung angewen det wird, sind in nahezu allen anderen Regionen des Flüssigkristalls als den Vorsprüngen die flüssigkristallinen Moleküle nahezu vertikal zu den Oberflächen der Substrate ausgerichtet. Die flüssigkristallinen Moleküle in der Nähe der geneigten Oberflächen sind auch vertikal zu den geneigten Oberflächen orientiert, daher sind die flüssigkristallinen Moleküle geneigt. Wenn eine Spannung angewendet wird, kippen die flüssigkristallinen Moleküle gemäß einer elektrischen Feldstärke. Da die elektrischen Felder vertikal zu den Substraten sind, enthält das Azimut, in dem die flüssigkristallinen Moleküle aufgrund der elektrischen Felder kippen, wenn eine Kipprichtung nicht mittels der Durchführung eines Reibens definiert wird, alle Richtungen von 360°. Wenn flüssigkristalline Moleküle mit einem Pretilt vorliegen, werden umliegende flüssigkristalline Moleküle in den Richtungen der flüssigkristallinen Moleküle mit dem Pretilt gekippt. Auch wenn kein Reiben durchgeführt wird, können die Richtungen, in denen die flüssigkristallinen Moleküle in Zwischenräumen zwischen den Vorsprüngen liegen, auf die Azimute der flüssigkristallinen Moleküle in Kontakt mit den Oberflächen der Vorsprünge eingeschränkt werden. Wenn eine Spannung erhöht wird, werden die negativen flüssigkristallinen Moleküle in Richtungen vertikal zu den elektrischen Feldern gekippt.
Die geneigten Oberflächen erfüllen die Rolle eines Auslösers zur Bestimmung von Azimuten, in denen die flüssigkristallinen Moleküle bei der Anwendung einer Spannung ausgerichtet werden, wie oben angegeben. Die geneigten Oberflächen müssen keinen großen Bereich aufweisen. Wenn keine Spannung angewendet wird, sind bei kleinen geneigten Oberflächen die flüssigkristallinen Moleküle in nahezu allen Regionen der Flüssigkristallschicht, ausgenommen die geneigten Oberflächen, vertikal zu den Oberflächen der Substrate ausgerichtet. Dies kann zu einer nahezu perfekten schwarzen Anzeige führen. So kann der Kontrast erhöht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Flüssigkris tallanzeigevorrichtung vorgesehen, mit: einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat, die zur vertikalen Ausrichtung bearbeitet sind; und einem Flüssigkristall, der eine negative Anisotropie der Dielektrizitätskonstante hat und zwischen den ersten und zweiten Substraten sandwichartig angeordnet ist; wobei Orientierungen des Flüssigkristalls zu den ersten und zweiten Substraten vertikal sind, wenn keine Spannung angewendet wird, zu den ersten und zweiten Substraten nahezu horizontal sind, wenn eine vorbestimmte Spannung angewendet wird, und zu den ersten und zweiten Substraten schräg sind, wenn eine Zwischenspannung angewendet wird, die niedriger als die vorbestimmte Spannung ist, das erste Substrat ein erstes Domänenregelungsmittel zum Regeln von Azimuten der schrägen Orientierungen des Flüssigkristalls umfasst; das erste Domänenregelungsmittel eine erste Struktur zum partiellen Verändern einer Kontaktfläche zwischen dem ersten Substrat und dem Flüssigkristall in geneigte Oberflächen umfasst, wobei der Bereich der geneigten Oberflächen bei jedem Pixel weniger als 50% des Bereichs des Pixels beträgt; der Flüssigkristall in der Nähe der geneigten Oberflächen zu den geneigten Oberflächen vertikal orientiert ist, wenn keine Spannung angewendet wird, und Azimute des Flüssigkristalls fern von der geneigten Oberfläche gemäß den Azimuten des Flüssigkristalls in der Nähe der geneigten Oberfläche bestimmt werden, wenn die Zwischenspannung angewendet wird; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Struktur Vorsprünge enthält, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, welche Vorsprünge aus dielektrischen Materialien auf einer ersten Elektrode des ersten Substrats hergestellt sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Prozess zum Herstellen eines Substrats für ein vertikal orientiertes Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 104 oder 111 vorgesehen.
Nun wird anhand von Beispielen auf die beigeschlossenen Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
1A und 1B Darstellungen zur Erläuterung einer Feldstruktur und eines Betriebsprinzips einer TN-LCD sind;
2A bis 2C Darstellungen zur Erläuterung einer Änderung der Betrachtung gemäß einer Veränderung des Betrachtungswinkels in der TN-LCD sind;
3A bis 3D Darstellungen zur Erläuterung einer IPS-LCD sind;
4 eine Darstellung ist, die eine Definition eines Koordinatensystems gibt, das bei der Untersuchung der Betrachtung einer Flüssigkristallanzeige als Beispiel der IPS-LCD eingesetzt wird;
5 eine Darstellung ist, die Graustufenumkehrbereiche in der IPS-LCD zeigt;
6A und 6B Darstellungen sind, die Beispiele von Änderungen in den Anzeigeleuchtdichteniveaus der Anzeige in Bezug auf den Polwinkel zeigen;
7A bis 7C Darstellungen zur Erläuterung einer VA-LCD und der Probleme davon sind;
8A bis 8C Darstellungen zur Erläuterung einer Reibbehandlung sind;
9A bis 9C Darstellungen zur Erläuterung von Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind;
10A bis 10C Darstellungen zur Erläuterung der Bestimmung einer Orientierung durch Vorsprünge sind;
11A bis 11C Darstellungen sind, die Beispiele der Vorsprünge zeigen;
12A bis 12C Darstellungen sind, die Beispiele der Realisierung der Domänenregelungsmittel zeigen;
13 eine Darstellung ist, welche die Gesamtkonfiguration eines Flüssigkristallfelds der ersten Ausführungsform zeigt;
14A und 14B Darstellungen sind, welche die Struktur eines Felds gemäß einer ersten Ausführungsform zeigen;
15 eine Darstellung ist, welche die Beziehung zwischen einem Muster von Vorsprüngen und Pixeln in der ersten Ausführungsform zeigt;
16 eine Darstellung ist, die das Muster von Vorsprüngen außerhalb eines Anzeigebereichs der ersten Ausführungsform zeigt;
17 eine Schnittansicht eines LCD-Felds der ersten Ausführungsform ist;
18A und 18B Darstellungen sind, welche die Position eines Flüssigkristall-Injektionsports des LCD-Felds der ersten Ausführungsform zeigen;
19 eine Darstellung ist, welche Konturen von Vorsprüngen in einem Prototyp der ersten Ausführungsform zeigt, die definiert werden, indem eine Messung unter Verwendung einer Überzugsdicken-Messvorrichtung des Tracertyps vorgenommen wird;
20A und 20B Darstellungen sind, die eine Veränderung in der Antwortgeschwindigkeit gemäß einer Veränderung des Abstands zwischen Vorsprüngen in dem Feld der ersten Ausführungsform anzeigen;
21 eine Darstellung ist, die eine Veränderung in der Schaltgeschwindigkeit gemäß einer Veränderung des Abstands zwischen Vorsprüngen in dem Feld der ersten Ausführungsform anzeigt;
22 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik des Felds der ersten Ausführungsform zeigt;
23A bis 23C Darstellungen sind, die Veränderungen in Anzeigeleuchtdichteniveaus des Felds der ersten Ausführungsform zeigen;
24A und 24B Darstellungen sind, die Veränderungen in Anzeigeleuchtdichteniveaus des Felds der ersten Ausführungsform zeigen;
25 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik des Felds der ersten Ausführungsform mit einem Phasendifferenzfilm zeigt;
26A bis 26C Darstellungen sind, die Veränderungen in Anzeigeleuchtdichteniveaus des Felds der ersten Ausführungsform mit einem Phasendifferenzfilm zeigen;
27 eine Darstellung zur Erläuterung des Auftretens eines Lichtaustritts in der Nähe der Vorsprünge ist;
28 eine Darstellung ist, die eine Veränderung in der Transmittanz gemäß einer Veränderung einer angelegten Spannung zeigt;
29 eine Darstellung ist, die eine Veränderung im Kontrastverhältnis gemäß einer Veränderung einer angelegten Spannung zeigt;
30 eine Darstellung ist, die eine Veränderung in der Transmittanz einer weißen Anzeige gemäß einer Veränderung der Höhe von Vorsprüngen in dem Feld der ersten Ausführungsform zeigt;
31 eine Darstellung ist, die eine Veränderung in der Transmittanz einer schwarzen Anzeige gemäß einer Veränderung der Höhe von Vorsprüngen in dem Feld der ersten Ausführungsform zeigt;
32 eine Darstellung ist, die eine Veränderung im Kontrastverhältnis gemäß einer Veränderung der Höhe von Vorsprüngen in dem Feld der ersten Ausführungsform zeigt;
33 eine Darstellung ist, die ein Muster von Vorsprüngen der zweiten Ausführungsform zeigt;
34 eine Darstellung ist, die ein Muster von Vor sprüngen der dritten Ausführungsform zeigt;
35 eine Darstellung ist, die eine Modifikation des Musters von Vorsprüngen der dritten Ausführungsform zeigt;
36 eine Darstellung ist, die eine Ausrichtung flüssigkristalliner Moleküle in der Nähe von Scheiteln der Vorsprünge zeigt;
37A und 37B Darstellungen sind, die Formen von Vorsprüngen einer vierten Ausführungsform zeigen;
38A und 38B Darstellungen sind, die eine Struktur eines Felds einer fünften Ausführungsform zeigen;
39 [gestrichen]
40 eine Darstellung ist, die ein Beispiel einer Ausrichtung flüssigkristalliner Moleküle an einer Verbindung von Spalten zeigt;
41 eine Darstellung ist, die Generierungen von Domänen in dem Feld der fünften Ausführungsform zeigt;
42 eine Darstellung ist, die Formen von Vorsprüngen und Spalten einer sechsten Ausführungsform zeigt;
43 eine Darstellung ist, die Generierungen von Domänen an Ecken der Vorsprünge und Spalte in dem Feld der sechsten Ausführungsform zeigt;
44 eine Draufsicht eines Pixelabschnitts in einem LCD-Feld der sechsten Ausführungsform ist;
45 eine Darstellung ist, die ein Muster von Pixelelektroden der sechsten Ausführungsform zeigt;
46 eine Schnittansicht des LCD-Felds der sechsten Ausführungsform ist;
47 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik des Felds der sechsten Ausführungsform zeigt;
48A bis 48C Darstellungen sind, die Veränderungen in Anzeigeleuchtdichteniveaus des Felds der sechsten Ausführungsform zeigen;
49A und 49B Darstellungen sind, die eine Modifikation von Mustern von Pixelelektroden der sechsten Ausführungsform zeigen;
50A und 50B Darstellungen sind, die ein Muster von Pixelelektroden und eine Struktur eines Felds der siebenten Ausführungsform zeigen;
51 eine Draufsicht eines Pixelabschnitts in einem LCD-Feld der siebenten Ausführungsform ist;
52 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds einer achten Ausführungsform zeigt;
53A bis 53J Darstellungen sind, die einen Prozess zum Herstellen eines TFT-Substrats der achten Ausführungsform zeigen;
54 eine Darstellung ist, die ein Muster von Vorsprüngen eines Felds der neunten Ausführungsform zeigt;
55 eine Draufsicht eines Pixelabschnitts in einem LCD-Feld der neunten Ausführungsform ist;
56 eine Darstellung ist, die eine Modifikation eines Musters von Vorsprüngen der neunten Ausführungsform zeigt;
57A und 57B Darstellungen zur Erläuterung von Einflüssen schräger elektrischer Felder an Rändern einer Elektrode sind;
58 eine Darstellung zur Erläuterung eines Problems ist, das in einer Struktur unter Verwendung von Zickzack-Vorsprüngen auftritt;
59 eine Darstellung ist, die in vergrößerter Form die Nachbarschaft eines Abschnitts zeigt, wo eine Schlierenstruktur beobachtet wird;
60 eine Darstellung ist, die eine Region zeigt, wo die Antwortgeschwindigkeit reduziert ist;
61A und 61B Schnittansichten der Abschnitte sind, wo die Antwortgeschwindigkeit reduziert ist;
62A und 62B Darstellungen sind, die eine Grundanordnung eines Vorsprungs in Bezug auf einen Rand einer Pixelelektrode in einer zehnten Ausführungsform zeigen;
63 eine Darstellung ist, die eine Anordnung von Vorsprüngen in der zehnten Ausführungsform zeigt;
64 eine detaillierte Darstellung ist, die einen distinktiven Abschnitt der zehnten Ausführungsform zeigt;
65A und 65B Darstellungen zur Erläuterung einer Veränderung in der Orientierungsrichtung durch die Einstrahlung von Ultraviolettlicht sind;
66 eine Darstellung ist, die eine Modifikation der zehnten Ausführungsform zeigt;
67A bis 67C Darstellungen zur Erläuterung erwünschter Anordnungen der Vorsprünge und eines Rands der Pixelelektrode sind;
68 [gestrichen]
69A und 69B Darstellungen sind, die erwünschte Anordnungen der Vorsprünge und Ränder der Pixelelektrode zeigen;
70A und 70B Darstellungen sind, die ein Muster von Vorsprüngen einer elften Ausführungsform zeigen;
71 eine Darstellung ist, die ein Beispiel zeigt, in dem diskontinuierliche Vorsprünge in jedem Pixel vorgesehen sind;
72 eine Darstellung ist, die Formen der Pixelelektroden und Vorsprünge einer zwölften Ausführungsform zeigt;
73 eine Darstellung ist, die eine Modifikation von Formen der Pixelelektroden und Vorsprünge einer zwölften Ausführungsform zeigt;
74 eine Darstellung ist, die eine Modifikation von Formen der Pixelelektroden und Vorsprünge einer zwölften Ausführungsform zeigt;
75 eine Darstellung ist, die ein Muster von Vor sprüngen einer dreizehnten Ausführungsform zeigt;
76A und 76B Schnittansichten der dritten Ausführungsform sind;
77A und 77B Darstellungen sind, die einen Betrieb eines Speicherkondensators (CS) und eine Struktur von Elektroden zeigen;
78A und 78B Darstellungen sind, die eine Anordnung von Vorsprüngen und CS-Elektroden einer vierzehnten Ausführungsform zeigen;
79A und 79B Darstellungen sind, die eine Anordnung von Spalten und CS-Elektroden einer Modifikation der vierzehnten Ausführungsform zeigen;
80A und 80B Darstellungen sind, die eine Anordnung von Vorsprüngen und CS-Elektroden einer weiteren Modifikation der vierzehnten Ausführungsform zeigen;
81A und 81B Darstellungen sind, die eine Anordnung von Vorsprüngen und CS-Elektroden einer weiteren Modifikation der vierzehnten Ausführungsform zeigen;
82 eine Darstellung ist, die ein Muster von Vorsprüngen der fünfzehnten Ausführungsform zeigt;
83A bis 83D Darstellungen zur Erläuterung von Ausrichtungsveränderungen der flüssigkristallinen Moleküle in der fünfzehnten Ausführungsform sind;
84 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik des Felds der fünfzehnten Ausführungsform zeigt;
85A bis 85D Darstellungen sind, die Veränderungen der Antwortzeiten zwischen Graustufenwerten in der fünfzehnten Ausführungsform, der TN-LCD und anderen VA-LCDs zeigen;
86A und 86B Darstellungen sind, die eine Anordnung von Vorsprüngen einer Modifikation der fünfzehnten Ausführungsform zeigen;
87 eine Darstellung ist, die eine Anordnung von Vorsprüngen einer weiteren Modifikation der fünfzehnten Ausführungsform zeigt;
88 eine Darstellung ist, die eine Anordnung von Vorsprüngen einer weiteren Modifikation der fünfzehnten Ausführungsform zeigt;
89 eine Darstellung ist, die eine Anordnung von Vorsprüngen einer weiteren Modifikation der fünfzehnten Ausführungsform zeigt;
90A und 90B Darstellungen sind, die eine Struktur von Vorsprüngen einer sechzehnten Ausführungsform zeigen;
91 eine Darstellung ist, die eine Anordnung von Vorsprüngen der sechzehnten Ausführungsform zeigt;
92A und 92B Darstellungen sind, die eine Struktur eines Felds zeigen, das die vorliegende Erfindung nicht verkörpert;
93 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds zeigt, das die vorliegende Erfindung nicht verkörpert;
94 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds zeigt, das die vorliegende Erfindung nicht verkörpert;
95 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds zeigt, das die vorliegende Erfindung nicht verkörpert;
96 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds zeigt, das die vorliegende Erfindung nicht verkörpert;
97 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds zeigt, das die vorliegende Erfindung nicht verkörpert;
98 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds zeigt, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
99A und 99B Darstellungen sind, die eine Struktur eines Felds zeigen, das die vorliegende Erfindung nicht verkörpert;
100A und 100B Darstellungen zur Erläuterung eines Einflusses eines Montagefehlers bei der Ausrichtungsunterteilung zeigen;
101A und 101B Darstellungen sind, die eine Struktur eines Felds einer 22. Ausführungsform zeigen;
102 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds einer 23. Ausführungsform zeigt;
103A und 103B Darstellungen sind, die eine Struktur eines Felds einer 24. Ausführungsform zeigen;
104 eine Darstellung ist, die ein Muster von Vorsprüngen zeigt, wobei die Struktur der 24. Ausführungsform angewendet wird;
105A und 105B Darstellungen sind, die eine Struktur eines Felds einer 25. Ausführungsform zeigen;
106 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds zeigt, wobei eine Beziehung der Antwortzeit in Bezug auf eine Zwischenraumlänge zwischen Vorsprüngen gemessen wird;
107 eine Darstellung ist, welche die Beziehung der Antwortzeit in Bezug auf die Zwischenraumlänge zeigt;
108A und 108B Darstellungen sind, die eine Beziehung einer Transmittanz in Bezug auf einen Zwischenraum zwischen Vorsprüngen zeigen;
109A und 109B Darstellungen sind, die ein Betriebsprinzip der 25. Ausführungsform zeigen;
110 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds einer 26. Ausführungsform zeigt;
111 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik des Felds der 26. Ausführungsform zeigt;
112 eine Darstellung ist, die ein Muster von Vorsprüngen normaler Typen zeigt;
113 eine Darstellung ist, die eine Wellenlängendispersionscharakteristik der optischen Anisotropie des Flüssigkristalls zeigt;
114 eine Darstellung ist, die ein Muster von Vor sprüngen einer 27. Ausführungsform zeigt;
115 eine Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einer angelegten Spannung und der Transmittanz zeigt;
116 eine Darstellung ist, die ein Muster von Vorsprüngen einer 28. Ausführungsform zeigt;
117 eine Darstellung ist, die ein Muster von Vorsprüngen einer 29. Ausführungsform zeigt;
118 eine Darstellung ist, die eine Pixelstruktur der 29. Ausführungsform zeigt;
119 eine Darstellung ist, die Formen von Vorsprüngen einer 30. Ausführungsform zeigt;
120 eine Darstellung ist, die eine Veränderung in der Transmittanz gemäß einer Veränderung der Höhe von Vorsprüngen zeigt;
121 eine Darstellung ist, die eine Veränderung eines Kontrastverhältnisses gemäß einer Veränderung der Höhe von Vorsprüngen zeigt;
122 eine Darstellung ist, die eine Veränderung der Transmittanz im weißen Pegel gemäß einer Veränderung der Höhe von Vorsprüngen zeigt;
123 eine Darstellung ist, die eine Veränderung der Transmittanz im schwarzen Pegel gemäß einer Veränderung der Höhe von Vorsprüngen zeigt;
124A und 124B Darstellungen sind, die Pixelstrukturen einer Modifikation der 30. Ausführungsform zeigen;
125A und 125B Darstellungen sind, die Formen von Vorsprüngen einer 31. Ausführungsform zeigen;
126 eine Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einem Verdrillungswinkel und einer Dicke der Flüssigkristallschicht in einem Feld der VA-LCD zeigt;
127 eine Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einer relativen Leuchtdichte des weißen Pegels und einer Retardierung des Flüssigkristalls in den Feldern der VA-LCD und TN-LCD zeigt;
128 eine Darstellung ist, die Beziehungen zwischen Transmittanzen und einer Retardierung des Flüssigkristalls bei jeweiligen Wellenlängen in dem Feld der VA-LCD zeigt;
129 eine Darstellung ist, die Beziehungen zwischen Antwortzeiten und einem Zwischenraum zwischen Vorsprüngen bei jeweiligen Wellenlängen in dem Feld der VA-LCD zeigt;
130 eine Darstellung ist, die Beziehungen zwischen einem Aperturverhältnis und einem Zwischenraum zwischen Vorsprüngen bei jeweiligen Wellenlängen in dem Feld der VA-LCD zeigt;
131 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds einer 32. Ausführungsform zeigt;
132 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds einer Modifikation der 32. Ausführungsform zeigt;
133 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines TFT-Substrats einer 33. Ausführungsform zeigt;
134A und 134B Darstellungen sind, die ein Muster von Vorsprüngen der 33. Ausführungsform zeigen;
135 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Musters einer 34. Ausführungsform zeigt;
136A und 136B Darstellungen sind, die ein Muster von Vorsprüngen der 34. Ausführungsform zeigen;
137A bis 137D Darstellungen sind, die einen Prozess zum Herstellen eines TFT-Substrats der 35. Ausführungsform zeigen;
138 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines TFT-Substrats der 35. Ausführungsform zeigt;
139A bis 139E Darstellungen sind, die einen Prozess zum Herstellen eines TFT-Substrats der 36. Ausführungsform zeigen;
140A und 140B Darstellungen zur Erläuterung eines Problems einer dielektrischen Substanz auf einer Elektrode sind;
141A und 141B Darstellungen sind, die eine Struktur von Vorsprüngen einer 37. Ausführungsform zeigen;
142A bis 142E Darstellungen sind, die einen Prozess zum Herstellen von Vorsprüngen der 37. Ausführungsform zeigen;
143 eine Darstellung ist, die eine Struktur von Vorsprüngen einer 38. Ausführungsform zeigt;
144A und 144B Darstellungen sind, die eine Veränderung einer Form eines Vorsprungs aufgrund eines Backens zeigen;
145A bis 145E Darstellungen sind, die eine Veränderung der Form des Vorsprungs gemäß Backtemperaturen zeigen;
146A bis 146C Darstellungen sind, die eine Veränderung der Form des Vorsprungs gemäß einer Breite des Vorsprungs zeigen;
147A und 147B Darstellungen sind, die Vorsprünge und eine Bildungsbedingung des vertikalen Ausrichtungsfilms zeigen;
148A bis 148C Darstellungen sind, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Bilden von Vorsprüngen gemäß einer 39. Ausführungsform zeigen;
149A und 149B Darstellungen sind, die ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Bilden von Vorsprüngen gemäß der 39. Ausführungsform zeigen;
150 eine Darstellung ist, die ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Bilden von Vorsprüngen gemäß der 39. Ausführungsform zeigt;
151A und 151B Darstellungen sind, die Veränderungen eines Verhältnisses des Auftretens einer Abstoßung gemäß der Einstrahlung von Ultraviolettlicht zeigen;
152A bis 152C Darstellungen sind, die ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Bilden von Vorsprüngen gemäß der 39. Ausführungsform zeigen;
153A bis 153C Darstellungen sind, die ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Bilden von Vorsprüngen gemäß der 39. Ausführungsform zeigen;
154A und 154B Darstellungen sind, die ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Bilden von Vorsprüngen gemäß der 39. Ausführungsform zeigen;
155A und 155B Darstellungen sind, die ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Bilden von Vorsprüngen gemäß der 39. Ausführungsform zeigen;
156 eine Darstellung ist, die eine Temperaturbedingung des in 155A und 155B gezeigten Verfahrens zeigen;
157A bis 157C Darstellungen sind, die ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Bilden von Vorsprüngen gemäß der 39. Ausführungsform zeigen;
158 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds des Standes der Technik zeigen, das mit schwarzen Matrizen versehen ist;
159 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds einer 40. Ausführungsform zeigt;
160 eine Darstellung ist, die ein Muster von Vorsprüngen der 40. Ausführungsform zeigt;
161 eine Darstellung ist, die ein Abschattungsmuster (schwarze Matrizen) einer 41. Ausführungsform zeigt;
162 eine Schnittansicht eines Felds der 41. Ausführungsform ist;
163 eine Darstellung ist, die Pixel und ein Muster von Vorsprüngen einer 42. Ausführungsform zeigt;
164 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines bekannten Felds mit Abstandshaltern ist;
165A und 165B Darstellungen sind, die Strukturen von Feldern einer 43. Ausführungsform und einer Modifikation davon zeigen;
166A und 166B Darstellungen sind, die Strukturen von Feldern von Modifikationen der 43. Ausführungsform zeigen;
167 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds einer Modifikation der 43. Ausführungsform zeigt;
168A bis 168C Darstellungen sind, die einen Prozess eines Felds einer 44. Ausführungsform zeigen;
169 eine Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einer gestreuten Dichte von Abstandshaltern und einem Zellenzwischenraum in der 44. Ausführungsform zeigt;
170 eine Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einer gestreuten Dichte von Abstandshaltern und Generierungen von Fehlstellen zeigt, wenn eine Kraft auf das Feld ausgeübt wird;
171A und 171B Darstellungen sind, die chemische Formeln von Kronenverbindungen zeigen, die zu Vorsprungmaterialien hinzugefügt werden, so dass die Vorsprünge Ionenabsorptionsfähigkeiten haben;
172A und 172B Darstellungen sind, die chemische Formeln von Kryptanden zeigen, die zu Vorsprungmaterialien hinzugefügt werden, so dass die Vorsprünge Ionenabsorptionsfähigkeiten haben;
173A und 173B Darstellungen sind, die Strukturen von CF-Substraten einer 45. Ausführungsform und einer Modifikation davon zeigen;
174 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds einer 46. Ausführungsform zeigt;
175A und 175B Darstellungen sind, die Strukturen von CF-Substraten und weiteren Modifikationen der 46. Ausführungsform zeigen;
176A und 176B Darstellungen sind, die Strukturen von CF-Substraten und weiteren Modifikationen der 46. Ausführungsform zeigen;
177A und 177B Darstellungen sind, die Strukturen von CF-Substraten und weiteren Modifikationen der 46. Ausführungsform zeigen;
178 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds einer weiteren Modifikation der 46. Ausführungsform zeigt;
179A und 179B Darstellungen sind, die Strukturen von CF-Substraten und weiteren Modifikationen der 46. Ausführungsform zeigen;
180A und 180B Darstellungen sind, die Strukturen von CF-Substraten und weiteren Modifikationen der 46. Ausführungsform zeigen;
181A bis 181G Darstellungen sind, die einen Prozess zum Bilden von Vorsprüngen auf dem CF-Substrat gemäß einer 47. Ausführungsform zeigen;
182 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds der 47. Ausführungsform zeigt;
183A und 183B Darstellungen sind, die einen Prozess zum Bilden schwarzer Matrizen des CF-Substrats gemäß einer 48. Ausführungsform zeigen;
184A und 184B Darstellungen sind, die eine Struktur eines Felds der 48. Ausführungsform zeigen;
185A bis 185C Darstellungen sind, die einen Prozess zum Bilden von Vorsprüngen auf dem CF-Substrat gemäß einer 49. Ausführungsform zeigen;
186 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds der 49. Ausführungsform zeigt;
187 eine Darstellung ist, die einen Prozess zum Bilden von Vorsprüngen auf dem CF-Substrat gemäß einer 50. Ausführungsform zeigen;
188A und 188B Darstellungen sind, die eine Struk tur eines Felds der 50. Ausführungsform zeigen;
189 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines CF-Substrats einer 51. Ausführungsform zeigt;
190A und 190B Darstellungen sind, die Strukturen von CF-Substraten von Modifikationen der 51. Ausführungsform zeigen;
191 eine Darstellung ist, die Strukturen von CF-Substraten von Modifikationen der 51. Ausführungsform zeigt;
192 eine Darstellung ist, die Strukturen von CF-Substraten von Modifikationen der 51. Ausführungsform zeigt;
193 eine Darstellung ist, die eine Struktur eines Felds einer weiteren Modifikation der 50. Ausführungsform zeigt;
194 eine Darstellung ist, die ein Beispiel eines Produkts zeigt, bei dem die LCD gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
195 eine Darstellung ist, die eine Struktur des in 197 gezeigten Produkts zeigt;
196A und 196B Darstellungen sind, die Beispiele von Anordnungen der Vorsprünge in dem Produkt zeigen;
197 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozess eins Felds gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
198 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozess zum Bilden von Vorsprüngen zeigt;
199 eine Darstellung zur Erläuterung eines Prozesses zum Bilden von Vorsprüngen durch Drucken ist;
200 eine Darstellung ist, welche die Konfiguration einer Flüssigkristall-Injektionsvorrichtung zeigt;
201A und 201B Darstellungen sind, die Beispiele der Positionen von Flüssigkristall-Injektionsports des LCD-Felds zeigen;
202A und 202B Darstellungen sind, die Beispiele der Positionen von Flüssigkristall-Injektionsports des LCD- Felds zeigen;
203A und 203B Darstellungen sind, die Beispiele der Positionen von Flüssigkristall-Injektionsports des LCD-Felds zeigen;
204 eine Darstellung ist, die eine Struktur von Elektroden in der Nähe des Flüssigkristall-Injektionsports in dem Feld der vorliegenden Erfindung zeigt;
205A bis 205C Darstellungen zur Erläuterung eines Defekts aufgrund einer Kontamination mit Polyurethanharz und -haut in der VA-LCD sind;
206 eine Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einer Größe von Polyurethanharzteilchen und einer Größe des defekten Bereichs zeigt;
207 eine Darstellung ist, die ein Simulationsergebnis einer Beziehung zwischen einer Anzeigefrequenz und einer effektiven Spannung bei jeweiligen spezifischen Widerständen zeigt;
208 eine Darstellung ist, die ein Simulationsergebnis einer Entladungszeit bei jeweiligen spezifischen Widerständen zeigt;
209 eine Darstellung ist, die ein Simulationsergebnis einer Entladungszeit bei jeweiligen spezifischen Widerständen zeigt;
210 eine Darstellung ist, die eine Grundzusammensetzung der bekannten VA-LCD zeigt;
211 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Kontrastverhältnis) der bekannten VA-LCD zeigt;
212 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der bekannten VA-LCD zeigt;
213 eine Darstellung ist, die eine Grundzusammensetzung des Felds gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
214 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Kontrastverhältnis) der vorliegenden Erfindung zeigt;
215 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der vorliegenden Erfindung zeigt;
216 eine Darstellung zur Erläuterung von Charakteristiken eines Retardierungsfilms ist;
217 eine Darstellung ist, die eine Zusammensetzung eines Felds einer 52. Ausführungsform zeigt;
218 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 52. Ausführungsform zeigt;
219 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 52. Ausführungsform zeigt;
220 eine Darstellung ist, die eine Beziehung eines Polwinkels, unter dem ein vorherbestimmter Kontrastwert erhalten werden kann, in Bezug auf eine Retardierung in der 52. Ausführungsform zeigt;
221 eine Darstellung ist, die eine Zusammensetzung eines Felds einer 53. Ausführungsform zeigt;
222 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 52. Ausführungsform zeigt;
223 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 52. Ausführungsform zeigt;
224 eine Darstellung ist, die eine Beziehung eines Polwinkels, unter dem ein vorherbestimmter Kontrastwert erhalten werden kann, in Bezug auf eine Retardierung in der 53. Ausführungsform zeigt;
225 eine Darstellung ist, die eine Zusammensetzung eines Felds einer 54. Ausführungsform zeigt;
226 eine Darstellung ist, die eine Beziehung eines Polwinkels, unter dem ein vorherbestimmter Kontrastwert erhalten werden kann, in Bezug auf eine Retardierung in der 54. Ausführungsform zeigt;
227 eine Darstellung ist, die eine Veränderung einer Obergrenze für die optimale Bedingung hinsichtlich des Kontrasts in Bezug auf eine Retardierung in der 54. Ausführungsform zeigt;
228 eine Darstellung ist, die eine Veränderung eines Polwinkels, unter dem keine Graustufenumkehr generiert wird, in Bezug auf eine Retardierung in der 54. Ausführungsform zeigt;
229 eine Darstellung ist, die eine Veränderung einer Obergrenze für die optimale Bedingung hinsichtlich der Graustufenumkehr in Bezug auf eine Retardierung in der 54. Ausführungsform zeigt;
230 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 55. Ausführungsform zeigt;
231 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 55. Ausführungsform zeigt;
232 eine Darstellung ist, die eine Zusammensetzung eines Felds einer 56. Ausführungsform zeigt;
233 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 56. Ausführungsform zeigt;
234 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 56. Ausführungsform zeigt;
235 eine Darstellung ist, die eine Beziehung eines Polwinkels, unter dem ein vorherbestimmter Kontrastwert er halten werden kann, in Bezug auf eine Retardierung in der 56. Ausführungsform zeigt;
236 eine Darstellung ist, die eine Zusammensetzung eines Felds einer 57. Ausführungsform zeigt;
237 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 57. Ausführungsform zeigt;
238 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 57. Ausführungsform zeigt;
239 eine Darstellung ist, die eine Beziehung eines Polwinkels, unter dem ein vorherbestimmter Kontrastwert erhalten werden kann, in Bezug auf eine Retardierung in der 57. Ausführungsform zeigt;
240 eine Darstellung ist, die eine Zusammensetzung eines Felds einer 58. Ausführungsform zeigt;
241 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 58. Ausführungsform zeigt;
242 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 58. Ausführungsform zeigt;
243 eine Darstellung ist, die eine Beziehung eines Polwinkels, unter dem ein vorherbestimmter Kontrastwert erhalten werden kann, in Bezug auf eine Retardierung in der 58. Ausführungsform zeigt;
244 eine Darstellung ist, die eine Zusammensetzung eines Felds einer 59. Ausführungsform zeigt;
245 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 59. Ausführungsform zeigt;
246 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik (Graustufenumkehr) der 59. Ausführungs form zeigt;
247 eine Darstellung ist, die eine Beziehung eines Polwinkels, unter dem ein vorherbestimmter Kontrastwert erhalten werden kann, in Bezug auf eine Retardierung in der 59. Ausführungsform zeigt;
248 eine Darstellung ist, die eine Veränderung einer Obergrenze für die optimale Bedingung hinsichtlich des Kontrasts in Bezug auf eine Retardierung in der 59. Ausführungsform zeigt;
249 eine Darstellung ist, die eine Betrachtungswinkelcharakteristik eines Felds der 32. Ausführungsform zeigt;
250 eine Darstellung ist, die eine Veränderung einer Ionendichte zeigt, wenn eine Ionenabsorptionsbehandlung auf die Vorsprünge angewendet wird;
251A bis 251D Darstellungen sind, die einen Prozess eines Verfahrens eines Felds einer Modifikation in der 51. Ausführungsform zeigen;
252A und 252B Darstellungen sind, die ein Muster von Vorsprüngen und eine Schnittstrukur des Felds der zweiten Ausführungsform zeigen;
253 eine Darstellung ist, die ein Muster von Vorsprüngen einer weiteren Modifikation der zweiten Ausführungsform zeigt;
254A und 254B Darstellungen sind, die ein Muster von Vorsprüngen und eine Schnittstrukur des Felds der sechzehnten Ausführungsform zeigen;
255 eine detaillierte Darstellung ist, die einen distinktiven Abschnitt einer Modifikation der zehnten Ausführungsform zeigt.
Bevor zu einer detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung übergegan gen wird, wird eine bekannte Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben, um ein besseres Verständnis der Unterschiede zwischen der vorliegenden Erfindung und dem Stand der Technik zu ermöglichen.
1A und 1B sind Darstellungen zur Erläuterung der Struktur und Betriebsprinzipien eines Felds der TN-LCD. Ein Ausrichtungsfilm, wie in 1A und 1B gezeigt, ist auf transparenten Elektroden 12 und 13 platziert, die auf Glassubstraten gebildet sind, und eine Reibbehandlung wird so vorgenommen, dass die Orientierungsrichtungen der flüssigkristallinen Moleküle auf den beiden Substraten um 90° zueinander verschoben werden, und ein TN-Flüssigkristall ist sandwichartig zwischen den transparenten Elektroden angeordnet. Aufgrund der Eigenschaften des Flüssigkristalls sind flüssigkristalline Moleküle in Kontakt mit den Ausrichtungsfilmen in den Richtungen der von den Ausrichtungsfilmen definierten Orientierung ausgerichtet. Die anderen flüssigkristallinen Moleküle sind ähnlich den ausgerichteten Molekülen ausgerichtet. Dementsprechend sind die flüssigkristallinen Moleküle ausgerichtet, wobei sie um 90° verdrillt sind, wie in 1A gezeigt. Zwei Flächenpolarisatoren 11 und 15 sind parallel zu den Richtungen der durch die Ausrichtungsfilme definierten Orientierung lokalisiert.
Wenn Licht 10, das nicht polarisiert ist, auf ein Feld mit der vorhergehenden Struktur fällt, wird das durch den Flächenpolarisator 11 hindurchgehende Licht linear polarisiertes Licht und tritt in den Flüssigkristall ein. Da die flüssigkristallinen Moleküle ausgerichtet sind, wobei sie um 90° verdrillt sind, wird das einfallende Licht weitergeleitet, wobei es um 90° verdrillt ist. Das Licht kann daher durch den unteren Flächenpolarisator 15 hindurchgehen. Dieser Zustand ist ein heller Zustand.
Wenn als Nächstes, wie in 1B gezeigt, eine Span nung an die Elektroden 12 und 13 angelegt wird, und so an die flüssigkristallinen Moleküle angelegt wird, richten sich die flüssigkristallinen Moleküle auf, um sich aufzudrillen. Da jedoch auf den Oberflächen der Ausrichtungsfilme eine Orientierungssteuerkraft stärker ist, bleibt die Orientierung des Flüssigkristalls in Übereinstimmung mit der von den Ausrichtungsfilmen definierten Orientierung. In diesem Zustand sind die flüssigkristallinen Moleküle isotrop relativ zu hindurchgehendem Licht. Das linear polarisierte Licht, das auf die Flüssigkristallschicht einfällt, wird daher die Polarisierungsrichtung nicht drehen. Das linear polarisierte Licht, das durch den oberen Flächenpolarisator 11 hindurchgeht, kann daher nicht durch den unteren Flächenpolarisator 15 hindurchgehen. Dies bringt den dunklen Zustand hervor. Wenn danach ein Zustand wiederaufgenommen wird, in dem keine Spannung angewendet wird, wird die Anzeige aufgrund der Orientierungssteuerkraft zum hellen Zustand zurückgeführt.
Die Technologie zur Herstellung der TN-LCD hat in den letzten Jahren herausragende Fortschritte erzielt. Kontrast und Farbreproduzierbarkeit, die von der TN-TFT-LCD vorgesehen werden, haben die von der CRT gebotenen überholt. Die TN-LCD hat jedoch einen kritischen Nachteil eines schmalen Betrachtungswinkelbereichs. Dadurch entsteht das Problem, dass die Anwendung der TN-LCD begrenzt ist. 2A bis 2C sind Darstellungen zur Erläuterung dieses Problems. 2A zeigt einen Zustand einer weißen Anzeige, bei der keine Spannung angelegt wird, 2B zeigt einen Zustand einer Halbtonanzeige, bei der eine Zwischenspannung angelegt wird, und 2C zeigt einen Zustand einer schwarzen Anzeige, bei der eine vorherbestimmte Spannung angelegt wird. In dem Zustand, in dem keine Spannung angewendet wird, wie in 2A gezeigt, sind die flüssigkristallinen Moleküle in derselben Richtung mit einer geringfügigen Neigung (etwa 1° bis 5°) ausgerichtet. In der Realität sind die Moleküle verdrillt, wie in 1A gezeigt. Der Zweckmäßigkeit halber werden die Moleküle wie in 2A veranschaulicht. In diesem Zustand wird Licht in jedem Azimut nahezu Weiß gesehen. Außerdem werden in dem Zustand, in dem eine Spannung angelegt wird, wie in 2C gezeigt, dazwischenliegende flüssigkristalline Moleküle, ausgenommen jene, die in der Nähe der Ausrichtungsfilme lokalisiert sind, in einer vertikalen Richtung ausgerichtet. Einfallendes linear polarisiertes Licht wird daher Schwarz gesehen, aber nicht verdrillt. Zu dieser Zeit weist schräg auf einen Bildschirm (Feld) einfallendes Licht eine Polarisationsrichtung auf, die in einem gewissen Ausmaß verdrillt ist, da es schräg durch die flüssigkristallinen Moleküle hindurchgeht, die in der vertikalen Richtung ausgerichtet sind. Das Licht wird daher als Halbton (Grau), aber nicht als perfekt Schwarz gesehen. In dem Zustand, in dem eine Zwischenspannung angelegt wird, wie in 2B gezeigt, die niedriger ist als die Spannung, die in dem in 2C gezeigten Zustand angelegt wird, werden die flüssigkristallinen Moleküle in der Nähe der Ausrichtungsfilme in einer horizontalen Richtung ausgerichtet, aber die flüssigkristallinen Moleküle in den mittleren Teilen der Zellen richten sich zur Hälfte auf. Die doppelbrechende Eigenschaft des Flüssigkristalls geht in einem gewissen Ausmaß verloren. Dies bewirkt, dass sich eine Transmittanz verschlechtert, und bringt eine Halbton-(Grau-)Anzeige mit sich. Dies bezieht sich jedoch nur auf Licht, das rechtwinklig auf das Flüssigkristallfeld einfällt. Schräg einfallendes Licht wird anders gesehen, das heißt Licht wird unterschiedlich gesehen in Abhängigkeit davon, ob es von der linken oder der rechten Seite der Zeichnung betrachtet wird. Die flüssigkristallinen Moleküle werden gegenseitig parallel relativ zu dem Licht ausgerichtet, das sich von rechts unten nach links oben ausbreitet, wie veranschaulicht. Der Flüssigkristall übt kaum einen doppelbrechenden Effekt aus. Wenn das Feld von links betrachtet wird, wird es daher schwarz gesehen. Im Gegensatz dazu werden die flüssigkristallinen Moleküle vertikal relativ zu dem Licht ausgerichtet, das sich von links unten nach rechts oben ausbreitet. Der Flüssigkristall übt einen starken doppelbrechenden Effekt relativ zum einfallenden Licht aus, und das einfallende Licht wird verdrillt. Dies führt zu einer nahezu weißen Anzeige. So ist der bedeutendste Nachteil der TN-LCD, dass der Anzeigezustand in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel variiert.
In dem Bemühen, das obige Problem zu lösen, haben die Japanischen geprüften Patentveröffentlichungen (Kokai) Nr. 53-48452 und 1-120528 eine LCD vorgeschlagen, die einen als IPS-Modus bezeichneten Modus verwendet. 3A bis 3D sind Darstellungen zur Erläuterung der IPS-LCD. 3A ist eine Seitenansicht der LCD, wobei keine Spannung angelegt wird, 3B ist eine Draufsicht davon, wobei keine Spannung angelegt wird, 3C ist eine Seitenansicht, wobei eine Spannung angelegt wird, und 3D ist eine Draufsicht, wobei eine Spannung angelegt wird. In dem IPS-Modus, wie in 3A bis 3D gezeigt, sind spaltartige Elektroden 18 und 19 in einem Substrat 17 gebildet, und flüssigkristalline Moleküle, die in einem Zwischenraum zwischen den spaltartigen Elektroden existieren, werden mit elektrischen Feldern getrieben, die durch eine elektrische Querwelle induziert werden. Ein Material, das eine positive dielektrische Anisotropie zeigt, wird zur Herstellung eines Flüssigkristalls 14 verwendet. Wenn kein elektrisches Feld angelegt wird, wird ein Ausrichtungsfilm gerieben, um die flüssigkristallinen Moleküle so homogen auszurichten, dass die Hauptachsen der flüssigkristallinen Moleküle nahezu parallel zur Längsrichtung der Elektroden 18 und 19 verlaufen. In dem veranschau lichten Beispiel werden die flüssigkristallinen Moleküle mit einem Azimut von 15° relativ zur Längsrichtung der spaltartigen Elektroden homogen ausgerichtet, um eine Richtung (Drehrichtung), in welche die Orientierung des Flüssigkristalls mit dem Anlegen einer Spannung geändert wird, konstant zu machen. Wenn in diesem Zustand eine Spannung an die spaltartigen Elektroden angelegt wird, wie in 3C gezeigt, verändern flüssigkristalline Moleküle, die in der Nähe der spaltartigen Elektroden existieren, ihre Orientierung so, dass die Hauptachsen davon um 90° relativ zur Längsrichtung der spaltartigen Elektroden gedreht werden. Da jedoch das andere Substrat 16 hinsichtlich der Orientierung so bearbeitet ist, dass flüssigkristalline Moleküle mit einem Azimut von 15° relativ zur Längsrichtung der spaltartigen Elektroden ausgerichtet sind, werden flüssigkristalline Moleküle in der Nähe des Substrats 16 so ausgerichtet, dass die Hauptachsen davon nahezu parallel zur Längsrichtung der Elektroden 18 und 19 sind. Die flüssigkristallinen Moleküle werden daher ausgerichtet, wobei sie vom oberen Substrat 16 zum unteren Substrat 17 verdrillt werden. Wenn bei dieser Art einer Flüssigkristallanzeige die Flächenpolarisatoren 11 und 15 auf und unter das Substrat 16 bzw. 17 platziert werden, sind so die Transmissionsachsen davon zueinander orthogonal. Wenn die Transmissionsachse eines Flächenpolarisators parallel zu den Hauptachsen der flüssigkristallinen Moleküle ausgebildet wird, kann eine schwarze Anzeige erzielt werden, während keine Spannung angelegt wird, und eine weiße Anzeige kann erzielt werden, während eine Spannung angelegt wird.
Der IPS-Modus, wie oben angegeben, ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die flüssigkristallinen Moleküle nicht aufrichten, sondern in einer Querrichtung gedreht werden. Wenn sich in dem TN-Modus oder dgl. die flüssigkristallinen Moleküle aufrichten, variiert die doppelbrechende Eigenschaft des Flüssigkristalls in Abhängigkeit von einer Richtung eines Betrachtungswinkels, und es tritt ein Problem auf. Wenn die flüssigkristallinen Moleküle in der Querrichtung gedreht werden, variiert die doppelbrechende Eigenschaft kaum in Abhängigkeit von einer Richtung. Dies führt zu sehr guten Betrachtungswinkelcharakteristiken. Der IPS-Modus weist jedoch andere Probleme auf. Eines der Probleme ist, dass eine Antwortgeschwindigkeit ziemlich niedrig ist. Der Grund, warum die Antwortgeschwindigkeit niedrig ist, liegt darin, dass, obwohl ein Zwischenraum zwischen Elektroden in dem normalen TN-Modus, in dem die flüssigkristallinen Moleküle gedreht werden, 5 Mikrometer beträgt, der Zwischenraum in dem IPS-Modus 10 Mikrometer oder mehr beträgt. Die Antwortgeschwindigkeit kann gesteigert werden, indem der Zwischenraum zwischen den Elektroden verschmälert wird. Da jedoch elektrische Felder mit entgegengesetzten Polaritäten an die angrenzenden Elektroden in dem IPS-Modus angelegt werden müssen, tritt ein Kurzschluss auf, wobei ein Anzeigedefekt bewirkt wird, wenn der Zwischenraum zwischen den Elektroden verschmälert wird. Aus diesem Grund kann der Zwischenraum zwischen den Elektroden nicht sehr viel schmäler gemacht werden. Wenn der Zwischenraum zwischen den Elektroden verschmälert wird, wird darüber hinaus das Verhältnis im Bereich der Elektroden zur Anzeige groß. Dadurch entsteht das Problem, dass eine Transmittanz nicht verbessert werden kann.
Der IPS-Modus hat das Problem eines langsamen Schaltens, wie oben angegeben. Wenn ein Film angezeigt wird, der eine schnelle Bewegung darstellt, kommt es derzeit zu Nachteilen einschließlich eines Nachteils, dass Streifenbilder auftreten. In einem tatsächlichen Feld wird daher, zur Verbesserung der Antwortgeschwindigkeit, wie in 3B und 3D gezeigt, der Ausrichtungsfilm nicht parallel zu den Elektroden gerieben, sondern in einer um etwa 15° verschobenen Richtung gerieben. Zur Realisierung einer horizontalen Ausrichtung, wenn ein Agens nur auf den Ausrichtungsfilm angewendet wird, werden flüssigkristalline Moleküle in einem Array frei nach links oder nach rechts angeordnet, und können nicht in einer vorherbestimmten Richtung ausgerichtet werden. Daher wird das Reiben zum Reiben der Oberfläche des Ausrichtungsfilms in einer bestimmten Richtung durchgeführt, so dass die flüssigkristallinen Moleküle in der vorherbestimmten Richtung ausgerichtet werden. Wenn ein Reiben in dem IPS-Modus durchgeführt wird, sind, wenn das Reiben parallel zu den Elektroden erfolgt, flüssigkristalline Moleküle in der Nähe der Mitte in dem Zwischenraum zwischen den Elektroden langsam beim Drehen nach links oder rechts mit dem Anlegen einer Spannung, und sind daher langsam beim Antworten auf die Anwendung. Das Reiben wird daher, wie in 3B und 3D gezeigt, in einer um etwa 15° verschobenen Richtung durchgeführt, um die Rechts-Links-Ungleichmäßigkeit zu beheben. Auch wenn die Reibrichtung so verschoben wird, ist jedoch die Antwortgeschwindigkeit sehr langsam, da die von dem IPS-Modus gestattete Antwortzeit zweimal länger ist als die von dem TN-Modus gestattete. Wenn das Reiben in der um etwa 15° verschobenen Richtung durchgeführt wird, wird außerdem eine Betrachtungswinkelcharakteristik eines Felds nicht gleichmäßig zwischen der rechten und der linken Seite des Felds. Es tritt eine Graustufenumkehr relativ zu einem spezifizierten Winkel eines Betrachtungswinkelbereichs auf. Dieses Problem wird mit Bezugnahme auf 4 bis 6B beschrieben.
4 ist eine Darstellung, die eine Definition eines Koordinatensystems gibt, das bei der Untersuchung der Betrachtung einer Flüssigkristallanzeige (hier des IPS-Typs) eingesetzt wird. Ein Polwinkel θ und ein Azimut ϕ, wie veranschaulicht, werden in Bezug auf Substrate 16 und 17, Elektroden 18 und 19 und ein flüssigkristallines Molekül 4 definiert. 5 ist eine Darstellung, die eine Graustufen-Umkehrcharakteristik eines Felds betreffend einen Betrachtungswinkel zeigt. Eine Graustufe von Weiß zu Schwarz ist in 8 Graustufenwerte segmentiert. Domänenbereiche, die eine Graustufenumkehr verursachen, wenn eine Veränderung in der Leuchtdichte untersucht wird, indem der Polwinkel θ und das Azimut ϕ variiert werden, sind in 5 gezeigt. In der Zeichnung tritt eine Umkehr in vier schraffierten Bereichen auf. 6A und 6B sind Darstellungen, die Beispiele von Veränderungen in der Leuchtdichte einer Anzeige von 8 Graustufenwerten in Bezug auf den Polwinkel θ zeigen, wobei die Azimute auf Werte von 75° und 135° festgelegt sind, die eine Umkehr verursachen. Eine weiße Graustufenumkehr tritt bei mit hohen Leuchtdichten assoziierten Graustufenwerten auf, das heißt wenn sich die weiße Leuchtdichte mit einem zunehmenden Wert des Polwinkels θ verschlechtert. Eine schwarze Graustufenumkehr tritt auf, wenn die schwarze Leuchtdichte mit einem zunehmenden Wert des Polwinkels θ steigt. Der IPS-Modus hat ein Problem, wie angegeben, dass eine Graustufenumkehr in vier Azimuten auftritt. Ferner zeigt der IPS-Modus ein Problem, dass es schwieriger ist, die IPS-LCD herzustellen als die TN-LCD. So wird in dem IPS-Modus eine beliebige der anderen Charakteristiken, wie die Transmittanz, eine Antwortgeschwindigkeit und die Produktivität, für die Betrachtungswinkelcharakteristik geopfert.
Der IPS-Modus, der als Alternative zur Lösung des Problems bezüglich der Betrachtungswinkelcharakteristik des TN-Modus vorgeschlagen wurde, wie oben angegeben, hat das Problem, dass die anderen von dem IPS-Modus gebotenen Charakteristiken als die Betrachtungswinkelcharakteristik unzu reichend sind. Ein vertikal ausgerichteter (VA) Modus unter Verwendung eines vertikalen Ausrichtungsfilms wurde vorgeschlagen, 7A bis 7C sind Darstellungen zur Erläuterung des VA-Modus. Der VA-Modus ist ein Modus, der ein negatives Flüssigkristallmaterial und einen vertikalen Ausrichtungsfilm verwendet. Wenn keine Spannung angelegt wird, wie in 7A gezeigt, sind die flüssigkristallinen Moleküle in einer vertikalen Richtung ausgerichtet, und eine schwarze Anzeige erscheint. Wenn eine vorherbestimmte Spannung angelegt wird, wie in 7C gezeigt, werden die flüssigkristallinen Moleküle in einer horizontalen Richtung ausgerichtet, und eine weiße Anzeige erscheint. Ein Kontrast in der Anzeige, der vom VA-Modus geboten wird, ist höher als der vom TN-Modus gebotene. Auch eine Antwortgeschwindigkeit auf dem schwarzen Pegel ist höher. Daher findet der VA-Modus Beachtung als neuer Modus für eine Flüssigkristallanzeige.
Der VA-Modus hat jedoch dasselbe Problem wie der TN-Modus bezüglich der Halbtonanzeige, das heißt ein Problem, dass der Anzeigezustand in Abhängigkeit von dem Betrachtungswinkel variiert. Zum Anzeigen eines Halbtons im VA-Modus wird eine Spannung angelegt, die niedriger ist als eine für eine weiße Anzeige anzulegende Spannung. In diesem Fall werden, wie in 7B gezeigt, die flüssigkristallinen Moleküle in einer schrägen Richtung ausgerichtet. Die flüssigkristallinen Moleküle werden, wie veranschaulicht, parallel zu dem Licht ausgerichtet, das sich vom rechten unteren Punkt nach links oben ausbreitet. Daher wird der Flüssigkristall schwarz gesehen, wenn er von der linken Seite davon betrachtet wird, da ein doppelbrechender Effekt auf der linken Seite davon kaum ausgeübt wird. Im Gegensatz dazu werden die flüssigkristallinen Moleküle vertikal zu dem Licht ausgerichtet, das sich von links unten nach rechts oben ausbreitet. Der Flüssigkristall übt einen starken dop pelbrechenden Effekt relativ zum einfallenden Licht aus, daher wird die Anzeige nahezu weiß. So besteht das Problem, dass die Leuchtdichte in Abhängigkeit von dem Betrachtungswinkel variiert. Der VA-Modus liefert einen viel höheren Kontrast als der TN-Modus und ist dem TN-Modus hinsichtlich einer Betrachtungswinkelcharakteristik überlegen, da, auch wenn keine Spannung angelegt wird, die flüssigkristallinen Moleküle in der Nähe eines Ausrichtungsfilms nahezu vertikal ausgerichtet sind. Der VA-Modus ist jedoch dem IPS-Modus hinsichtlich der Betrachtungswinkelcharakteristik sicher nicht überlegen.
Es ist bekannt, dass die Betrachtungswinkelleistung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD) im TN-Modus verbessert werden kann, indem die Orientierungsrichtungen der flüssigkristallinen Moleküle innerhalb von Pixeln auf eine Vielzahl von voneinander verschiedenen Richtungen eingestellt werden. Allgemein werden die Orientierungsrichtungen der flüssigkristallinen Moleküle (die Pretilt-Winkel), die mit einer Substratfläche in dem TN-Modus Kontakt halten, durch die Richtung einer auf den Ausrichtungsfilm angewendeten Reibbehandlung eingeschränkt. Die Reibbehandlung ist eine Bearbeitung, bei der die Oberfläche des Ausrichtungsfilms in einer Richtung mit einem Tuch wie Rayon gerieben wird, und die flüssigkristallinen Moleküle in der Reibrichtung orientiert werden. Daher kann die Betrachtungswinkelleistung verbessert werden, indem die Reibrichtung innerhalb der Pixel unterschiedlich gemacht wird. 8A bis 8C zeigen ein Verfahren, um die Reibrichtung innerhalb der Pixel verschieden zu machen. Ein Ausrichtungsfilm 22, wie in dieser Zeichnung gezeigt, ist auf einem Glassubstrat 16 gebildet (dessen Elektroden, etc., in der Zeichnung weggelassen sind). Dann wird dieser Ausrichtungsfilm 22 mit einer rotierenden Reibwalze 201 in Kontakt gebracht, um die Reib behandlung in einer Richtung auszuführen. Als Nächstes wird ein Photoresist auf dem Ausrichtungsfilm 22 aufgebracht, und ein vorherbestimmtes Muster wird durch Photolithographie belichtet und entwickelt. Als Ergebnis wird eine Schicht 202 des Photoresists gebildet, die gemustert ist, wie in der Zeichnung gezeigt. Als Nächstes wird der Ausrichtungsfilm 22 mit einer Reibwalze 201 in Kontakt gebracht, die in der zur obigen Richtung entgegengesetzten Richtung rotiert, so dass nur die offenen Abschnitte des Musters gerieben werden. Auf diese Weise wird eine Vielzahl von Regionen, die der Reibbehandlung in unterschiedlichen Richtungen ausgesetzt werden, innerhalb des Pixels gebildet, und die Orientierungsrichtungen des Flüssigkristalls werden innerhalb des Pixels mehrfach ausgebildet. Die Reibbehandlung kann dabei in willkürlich unterschiedlichen Richtungen durchgeführt werden, wenn der Ausrichtungsfilm 22 relativ zur Reibwalze 201 rotiert wird.
Obwohl die Reibbehandlung breite Anwendung gefunden hat, ist es diese Behandlung, welche die Oberfläche des Ausrichtungsfilms reibt und dementsprechend beschädigt, und sie involviert das Problem, dass wahrscheinlich Staub entsteht.
Ein Verfahren, das ein konkav-konvexes Muster auf einer Elektrode bildet, ist als weiteres Verfahren zur Einschränkung des Pretilt-Winkels der flüssigkristallinen Moleküle in dem TN-Modus bekannt. Die flüssigkristallinen Moleküle in der Nähe der Elektroden werden entlang der Oberfläche mit dem konkav-konvexen Muster orientiert.
9A bis 9C sind Darstellungen zur Erläuterung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in 9A bis 9C gezeigt, wird in dem VA-Modus, der einen herkömmlichen vertikalen Ausrichtungsfilm einsetzt und einen negativen Flüssigkristall als Flüssigkristallmaterial verwendet, ein Domänenregelungsmittel zur Regelung der Orientierung des Flüssigkristalls eingeschlossen, wobei flüssigkristalline Moleküle schräg ausgerichtet werden, wenn eine Spannung angelegt wird, so dass die Orientierung eine Vielzahl von Richtungen innerhalb jedes Pixels enthält. In 9A bis 9C sind, als Domänenregelungsmittel, Elektroden 12 auf einem oberen Substrat mit Spalten versehen und mit Pixeln assoziiert, und eine Elektrode 13 auf einem unteren Substrat ist mit Vorsprüngen (Erhebungen) 20 versehen.
In einem Zustand, in dem keine Spannung angelegt wird, wie in 9A gezeigt, sind flüssigkristalline Moleküle vertikal zu den Oberflächen der Substrate ausgerichtet. Wenn eine Zwischenspannung angelegt wird, wie in 9B gezeigt, werden elektrische Felder schräg zu den Oberflächen der Substrate in der Nähe der Spalte der Elektroden (Ränder der Elektroden) erzeugt. Außerdem sind flüssigkristalline Moleküle in der Nähe der Vorsprünge 20 geringfügig gekippt relativ zu ihrem Zustand, der erzielt wird, wenn keine Spannung angelegt wird. Die geneigten Oberflächen der Vorsprünge und die schrägen elektrischen Felder bestimmen die Richtungen, in denen die flüssigkristallinen Moleküle gekippt werden. Die Orientierung des Flüssigkristalls ist in verschiedene Richtungen entlang einer Ebene unterteilt, die von jedem Paar von Vorsprüngen 20 und der Mitte jedes Spalts definiert werden. Zu dieser Zeit wird beispielsweise Licht, das von unmittelbar darunter nach unmittelbar darüber gesendet wird, durch eine schwache Doppelbrechung beeinträchtigt, da die flüssigkristallinen Moleküle geringfügig gekippt sind. Dementsprechend wird die Lichttransmission unterdrückt, und es erscheint eine Halbtonanzeige von Grau. Von rechts oben nach links unten gesendetes Licht wird von einer Region des Flüssigkristalls kaum durchgelassen, in der flüssigkristalline Moleküle nach links gekippt sind, wohingegen das Licht von einer Region davon, in der flüssigkristalline Moleküle nach rechts gekippt sind, ziemlich leicht durchgelassen wird. Durchschnittlich erscheint eine Halbtonanzeige von Grau. Von links unten nach rechts oben gesendetes Licht trägt aufgrund derselben Prinzipien zur Grauanzeige bei. Dementsprechend kann eine homogene Anzeige in allen Azimuten erzielt werden. Wenn eine vorherbestimmte Spannung angelegt wird, werden ferner flüssigkristalline Moleküle nahezu horizontal, wie in 9C gezeigt. Es erscheint eine weiße Anzeige. So kann in allen Zuständen einer schwarzen Anzeige, Halbtonanzeige und weißen Anzeige eine ausgezeichnete Anzeige mit geringer Abhängigkeit von einem Betrachtungswinkel erzielt werden.
10A und 10B sind nun Darstellungen zur Erläuterung der Bestimmung einer Orientierung durch Vorsprünge aus einem dielektrischen Material, die auf den Elektroden vorgesehen sind. In der Beschreibung sind die dielektrischen Materialien Isoliermaterialien mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante. Mit Bezugnahme auf 10A und 10B wird eine von den Vorsprüngen bestimmte Orientierung diskutiert.
Vorsprünge sind alternierend auf den Elektroden 12 und 13 gebildet und mit den vertikalen Ausrichtungsfilmen 22 überzogen. Ein eingesetzter Flüssigkristall ist ein negativer Typ. Wenn keine Spannung angelegt wird, wie in 10A gezeigt, bewirken die vertikalen Ausrichtungsfilme 22, dass die flüssigkristallinen Moleküle vertikal zu den Oberflächen der Substrate ausgerichtet sind. In diesem Fall muss kein Reiben auf den vertikalen Ausrichtungsfilmen vorgenommen werden. Flüssigkristalline Moleküle in der Nähe der Vorsprünge 20 versuchen, sich vertikal zu den geneigten Oberflächen der Vorsprünge auszurichten. Die flüssigkristallinen Moleküle in der Nähe der Vorsprünge sind daher gekippt. Wenn keine Spannung angelegt wird, sind jedoch in nahezu allen anderen Regionen des Flüssigkristalls als den Vorsprüngen flüssigkristalline Moleküle nahezu vertikal zu den Oberflächen der Substrate ausgerichtet. Dementsprechend kann eine ausgezeichnete schwarze Anzeige erscheinen, wie in 9A gezeigt.
Wenn eine Spannung angelegt wird, ist die Verteilung elektrischer Potentiale in der Flüssigkristallschicht wie in 10B gezeigt. In den Regionen der Flüssigkristallschicht ohne die Vorsprünge ist die Verteilung parallel zu den Substraten (elektrische Felder sind vertikal zu den Substraten). Die Verteilung ist jedoch in der Nähe der Vorsprünge geneigt. Wenn eine Spannung angelegt wird, wie in 7B und 7D gezeigt, kippen die flüssigkristallinen Moleküle gemäß einer elektrischen Feldstärke. Da die elektrischen Felder vertikal zu den Substraten sind, wenn eine Kipprichtung nicht durch das Vornehmen eines Reibens definiert wird, enthält das Azimut, in dem die flüssigkristallinen Moleküle aufgrund der elektrischen Felder gekippt werden, alle Richtungen von 360°. Wenn flüssigkristalline Moleküle mit einem Pretilt vorliegen, wie in 10A gezeigt, werden umliegende flüssigkristalline Moleküle in den Richtungen der flüssigkristallinen Moleküle mit dem Pretilt gekippt. Auch wenn kein Reiben durchgeführt wird, können die Richtungen, in denen die flüssigkristallinen Moleküle in Zwischenräumen zwischen Vorsprüngen liegen, auf die Azimute der flüssigkristallinen Moleküle in Kontakt mit den Oberflächen der Vorsprünge beschränkt werden. Die elektrischen Felder in der Nähe der Vorsprünge sind in Richtungen geneigt, in denen sie parallel zu den geneigten Oberflächen der Vorsprünge werden, wie in 10B gezeigt. Wenn eine Spannung angelegt wird, werden die negativen flüssigkristallinen Moleküle in Richtungen vertikal zu den elektrischen Feldern gekippt. Die Richtungen entsprechen den Richtungen, in denen die flüssigkristallinen Moleküle den Pretilt aufgrund der Vorsprünge aufweisen. So werden die flüssigkristallinen Moleküle auf einer stabileren Basis ausgerichtet. Die Neigungen der Vorsprünge und der elektrischen Felder in der Nähe der geneigten Oberflächen der Vorsprünge tragen zur stabilen Ausrichtung bei. Wenn eine höhere Spannung angelegt wird, werden die flüssigkristallinen Moleküle ferner nahezu parallel zu den Substraten.
Die Vorsprünge erfüllen die Rolle eines Auslösers zur Bestimmung von Azimuten, in denen die flüssigkristallinen Moleküle beim Anlegen einer Spannung ausgerichtet werden, wie oben angegeben. Die Vorsprünge müssen keine geneigten Oberflächen (Neigungen) mit einem großen Bereich haben. Die geneigten Oberflächen sind beispielsweise über das gesamte Pixel unnötig. Wenn jedoch die Größe der geneigten Oberflächen zu klein ist, steht der Effekt der Neigung und des elektrischen Felds nicht zur Verfügung. Daher ist es erforderlich, dass die Breite der geneigten Oberflächen gemäß den Materialien und der Form der Vorsprünge bestimmt wird, da ein gutes Ergebnis erhalten wird, wenn die Breite der Vorsprünge 5 μm beträgt. Dies bedeutet, dass, wenn die Breite der Vorsprünge größer ist als 5 μm, sicher ein gutes Ergebnis erhalten werden kann. Bei kleinen geneigten Oberflächen sind, wenn keine Spannung angelegt wird, die flüssigkristallinen Moleküle in nahezu allen Regionen der Flüssigkristallschicht, ausgenommen die Vorsprünge, vertikal zu den Oberflächen der Substrate ausgerichtet. Dies führt zu einer nahezu perfekten schwarzen Anzeige. So kann ein Kontrastverhältnis verbessert werden.
Wenn die Querschnitte der Vorsprünge rechteckig sind, sind die Seitenflächen nahezu vertikal zu den Substraten. Diese Seitenflächen wirken auch als Domänenregelungsmittel. Daher sind die Oberflächen vertikal zu den Substraten in den geneigten Oberflächen enthalten.
Die Kipprichtung der Orientierung des Flüssigkristalls wird von dem Domänenregelungsmittel entschieden. 11 zeigt die Orientierungsrichtung, wenn Vorsprünge als Domänenregelungsmittel verwendet werden. 11A zeigt eine Bank mit zwei Neigungen, und die flüssigkristallinen Moleküle sind in zwei voneinander verschiedenen Richtungen unter einem Winkel von 180 Grad orientiert, wobei die Bank die Grenze ist. 11B zeigt eine Pyramide, und die flüssigkristallinen Moleküle sind in vier voneinander verschiedenen Richtungen unter einem Winkel von 90 Grad orientiert, wobei der Scheitel der Pyramide die Grenze ist. 11C zeigt eine Halbkugel, und die Orientierung der flüssigkristallinen Moleküle nimmt eine Rotationssymmetrie an, wobei die Achse der Halbkugel rechtwinklig zum Substrat die Mitte ist. In dem Fall von 11C wird der Anzeigezustand für alle Betrachtungswinkel gleich. Es kann jedoch nicht festgestellt werden, dass eine größere Anzahl Domänen oder Richtungen besser ist. Wenn die Beziehung zur Polarisationsrichtung, die von einem Flächenpolarisator geboten wird, berücksichtigt wird, entsteht ein Problem, wenn die schräge Orientierung des Flüssigkristalls rotationssymmetrisch wird, dass sich die Lichtnutzungseffizienz verschlechtert. Dies ist darauf zurückzuführen, dass, wenn Domänen in dem Flüssigkristall ohne Unterbrechung und radial definiert sind, entlang einer Transmissionsachse und Absorptionsachse des Flächenpolarisators liegende flüssigkristallinen Moleküle ineffizient arbeiten, und in Richtungen von 45° in Bezug auf die Achsen liegende flüssigkristalline Moleküle am effizientesten arbeiten. Zur Verbesserung der Lichtnutzungseffizienz sind die in der schrägen Orientierung des Flüssigkristalls enthaltenen Richtungen hauptsächlich vier Richtungen oder weniger. Wenn vier Richtungen vorliegen, sollten sie vorzugsweise Richtungen sein, in denen sich auf die Anzeige oberfläche des Flüssigkristalls zu projizierende Lichtkomponenten mit voneinander in Inkrementen von 90° verschiedenen Azimuten ausbreiten. In diesem Fall sollte das Zahlenverhältnis von flüssigkristallinen Molekülen, die in Richtungen ausgerichtet sind, in denen sich auf die Anzeigeoberfläche zu projizierende Lichtkomponenten mit voneinander um 180° verschiedenen Azimuten ausbreiten, nahezu gerade sein. Von den zwei Gruppen von flüssigkristallinen Molekülen, die in den Richtungen ausgerichtet sind, in denen sich die auf die Anzeigeoberfläche zu projizierenden Lichtkomponenten mit voneinander um 180° verschiedenen Azimuten ausbreiten, ist das Zahlenverhältnis ausgerichteter flüssigkristalliner Moleküle einer Gruppe nahezu gerade, wohingegen das Zahlenverhältnis ausgerichteter flüssigkristalliner Moleküle der anderen Gruppe ungerade ist. Die Gruppe ausgerichteter flüssigkristalliner Moleküle, deren Zahlenverhältnis nahezu gerade ist, stellt eine Mehrheit dar, und die Gruppe ausgerichteter flüssigkristalliner Moleküle, deren Zahlenverhältnis ungerade ist, kann vernachlässigt werden. Mit anderen Worten, eine Charakteristik analog zu jener, die sich zeigt, wenn zwei Domänen in um 180° verschiedenen Richtungen definiert sind, kann realisiert werden.
In 9A bis 9C sind zur Realisierung der Domänenregelungsmittel die Elektroden 12 auf dem oberen Substrat mit Spalten versehen und mit Pixeln assoziiert, und die Elektrode 13 auf dem unteren Substrat ist mit den Vorsprüngen 20 versehen. Es kann auch ein beliebiges anderes Mittel ausreichen. 12A bis 12C sind Darstellungen, die Beispiele der Realisierung der Domänenregelungsmittel zeigen. 12A zeigt ein Beispiel der Realisierung derselben durch den Entwurf der Formen der Elektroden (das die vorliegende Erfindung nicht verkörpert). 12B zeigt ein Beispiel des Entwurfs der Konturen der Oberflächen der Substrate, und 12C zeigt ein Beispiel des Entwurfs der Formen der Elektroden und der Konturen der Oberflächen der Substrate. In jedem der Beispiele können die in 8 gezeigten Orientierungen erzielt werden. Die Strukturen von Flüssigkristallen sind jedoch voneinander ein wenig verschieden.
In 12A sind ITO-Elektroden 41 und 42 auf beiden Substraten oder auf einem der Substrate mit Spalten versehen. Die Oberflächen der Substrate sind für eine vertikale Ausrichtung bearbeitet, und ein negativer Flüssigkristall wird eingesiegelt. Wenn keine Spannung angelegt wird, sind die flüssigkristallinen Moleküle vertikal zu den Oberflächen der Substrate ausgerichtet. Wenn eine Spannung angelegt wird, werden elektrische Felder schräg zu den Oberflächen der Substrate in der Nähe der Spalte (Ränder) der Elektroden generiert. Mit den schrägen elektrischen Feldern werden die Richtungen bestimmt, in denen die flüssigkristallinen Moleküle gekippt werden. Die Orientierung des Flüssigkristalls ist wie veranschaulicht in eine rechte und eine linke Richtung unterteilt. In diesem Beispiel werden schräge elektrische Felder, die in der Nähe der Ränder der Elektroden induziert werden, verwendet, um die flüssigkristallinen Moleküle nach rechts und nach links auszurichten. Diese Technik wird daher als schräge elektrische Feldtechnik bezeichnet.
In 12B sind Vorsprünge auf beiden Substraten gebildet. Wie bei der in 12A gezeigten Struktur werden die Oberflächen der Substrate für eine vertikale Ausrichtung bearbeitet, und ein negativer Flüssigkristall wird eingesiegelt. Wenn keine Spannung angelegt wird, sind die flüssigkristallinen Moleküle prinzipiell vertikal zu den Oberflächen der Substrate ausgerichtet. Auf den geneigten Oberflächen der Vorsprünge sind die flüssigkristallinen Moleküle jedoch mit einer leichten Kippung ausgerichtet. Wenn eine Spannung angelegt wird, werden die flüssigkristallinen Mole küle in den Kipprichtungen ausgerichtet. Wenn ein Isoliermaterial mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante verwendet wird, um die Vorsprünge zu bilden, werden außerdem die elektrischen Felder unterbrochen (Zustand nahe dem Zustand, der durch die schräge elektrische Feldtechnik erzielt wird, derselbe Zustand wie jener, der durch die Struktur mit den Elektroden erzielt wird, die mit Spalten versehen sind). Eine stabilere Orientierungsunterteilung kann erzielt werden. Diese Technik wird als Technik der beidseitigen Vorsprünge bezeichnet.
12C zeigt ein Beispiel des Kombinierens der in 12A und 12B gezeigten Techniken. Die Beschreibung wird weggelassen.
Zusätzlich zu den oben präsentierten Beispielen der Domänenregelungsmittel können verschiedenste Modifikationen entworfen werden. Beispielsweise kann ein beliebiges der beschriebenen Domänenregelungsmittel auf einem der Substrate gebildet werden. Wenn Domänenregelungsmittel auf beiden Substraten gebildet werden, kann ein beliebiges Paar von Domänenregelungsmitteln eingesetzt werden. Obwohl die Vorsprünge oder Kerben vorzugsweise mit geneigten Oberflächen ausgebildet sein sollten, können außerdem die Vorsprünge oder Kerben mit vertikalen Oberflächen auch einen Effekt in einem bestimmten Ausmaß ausüben.
Wenn die Vorsprünge gebildet sind, werden während der schwarzen Anzeige Teile des Flüssigkristalls, die in den Zwischenräumen zwischen den Vorsprüngen liegen, Schwarz gesehen, aber Licht tritt durch Teile davon in der Nähe der Vorsprünge aus. Diese Art einer partiellen Anzeigedifferenz ist mikroskopisch und mit bloßem Auge nicht erkennbar. Die gesamte Anzeige zeigt eine mittlere Anzeigeintensität. Die Dichte für eine schwarze Anzeige verschlechtert sich ein wenig, wodurch sich der Kontrast verschlechtert. Wenn die Vorsprünge aus einem Material hergestellt sind, das sichtbares Licht nicht durchläßt, kann der Kontrast weiter verbessert werden.
Wenn ein Domänenregelungsmittel auf einem Substrat oder auf beiden Substraten gebildet wird, können Vorsprünge, Kerben oder Spalte wie ein unidirektionales Gitter mit einer vorherbestimmten Teilung dazwischen gebildet werden. Wenn in diesem Fall die Vorsprünge, Kerben oder Spalte eine Vielzahl von Vorsprüngen, Kerben oder Spalten sind, die in Intervallen eines vorherbestimmten Zyklus gebogen sind, kann die Orientierungsunterteilung stabiler erzielt werden. Wenn die Vorsprünge, Kerben oder Spalte auf beiden Substraten lokalisiert sind, sollen sie außerdem vorzugsweise um eine halbe Teilung versetzt angeordnet sein.
In der in der Japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 6-301036 geoffenbarten Zusammensetzung sind Aperturen (Spalte) nur auf dem Gegen-(CF)-Substrat vorgesehen. Daher kann die Größe der Domänenbereiche nicht zu klein sein. Im Gegensatz dazu kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Größe von Domänenbereichen optional bestimmt werden, da die Domänenregelungsmittel sowohl auf der Pixelelektrode als auch auf der Gegenelektrode vorgesehen sind. Hat wenigstens eines der Domänenregelungsmittel geneigte Oberflächen, kann ferner die Antwortgeschwindigkeit verbessert werden.
Auf einem der beiden oberen und unteren Substrate können Vorsprünge oder Kerben wie ein zweidimensionales Gitter gebildet werden. Auf dem anderen Substrat können Vorsprünge oder Kerben so angeordnet werden, dass sie den Mitten von Quadraten des zweidimensionalen Gitters gegenüberliegen.
In jedem Fall ist es erforderlich, dass eine Orientierungsunterteilung innerhalb jedes Pixels auftritt. Die Tei lung der Vorsprünge, Kerben oder Spalte muss kleiner sein als jene der Pixel.
Die Ergebnisse der Untersuchung der Charakteristiken einer LCD, bei der die vorliegende Erfindung implementiert wird, weist nach, dass eine Betrachtungswinkelcharakteristik ziemlich ausgezeichnet ist, und gleich jenen oder besser als jene nicht nur einer TN-LCD, sondern auch einer IPS-LCD ist. Auch wenn die LCD von ihrer Vorderseite betrachtet wird, ist die Betrachtungswinkelcharakteristik ziemlich ausgezeichnet, und das Kontrastverhältnis beträgt 400 oder mehr (zweimal so hoch wie das von der TN-LCD gebotene). Die von der TN-LCD gebotene Transmittanz beträgt 30%, die von der IPS-LCD gebotene beträgt 20%, und die von der vorliegenden Erfindung gebotene beträgt 25%. Die von der vorliegenden Erfindung gebotene Transmittanz ist niedriger als die von der TN-LCD gebotene, jedoch höher als die von der IPS-LCD gebotene. Eine Antwortgeschwindigkeit ist außergewöhnlich höher als die von den anderen Modi gebotene. Was beispielsweise äquivalente Felder betrifft, zeigt ein TN-LCD-Feld eine Ein-Geschwindigkeit (für einen Übergang von 0 V auf 5 V) von 23 ms, eine Aus-Geschwindigkeit (für einen Übergang von 5 V auf 0 V) von 21 ms, und eine Antwortgeschwindigkeit (Ein + Aus) von 44 ms, wohingegen ein IPS-LCD-Feld eine Ein-Geschwindigkeit von 42 ms, eine Aus-Geschwindigkeit von 22 ms, und eine Antwortgeschwindigkeit von 64 ms zeigt. Gemäß dem Modus der vorliegenden Erfindung beträgt die Ein-Geschwindigkeit 9 ms, die Aus-Geschwindigkeit beträgt 6 ms, und die Antwortgeschwindigkeit beträgt 15 ms. So ist die Antwortgeschwindigkeit 2,8-mal höher als die vom TN-Modus gebotene und 4-mal höher als die vom IPS-Modus gebotene, und sie stellt eine Geschwindigkeit dar, die kein Problem bei der Anzeige eines Films verursacht.
Wenn in dem Modus der vorliegenden Erfindung keine Spannung angelegt wird, wird ferner eine vertikale Ausrichtung erzielt. Wenn eine Spannung angelegt wird, bestimmen Vorsprünge, Kerben oder schräge elektrische Felder Richtungen, in die flüssigkristalline Moleküle kippen. Im Gegensatz zum gewöhnlichen TN- oder IPS-Modus muss kein Reiben durchgeführt werden. In dem Prozess zum Herstellen eines Felds ist ein Reibschritt ein Schritt, der wahrscheinlich die größte Menge an Abfall erzeugt. Nach der Vollendung des Reibens müssen die Substrate mit Sicherheit gereinigt werden (mit Leitungswasser oder IPA). Die Reinigung kann einen Ausrichtungsfilm beschädigen, was eine mangelhafte Ausrichtung verursacht. Da hingegen gemäß der vorliegenden Erfindung der Reibschritt unnötig ist, ist der Schritt der Reinigung von Substraten unnötig.
13 ist eine Darstellung, welche die Gesamtkonfiguration eines Flüssigkristallfelds der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Flüssigkristallfeld der ersten Ausführungsform, wie in 13 gezeigt, ist eine TFT-LCD. Eine gemeinsame Elektrode 12 ist auf einem Glassubstrat 16 gebildet. Das andere Glassubstrat 17 ist mit einer Vielzahl von Scan-Busleitungen 31 versehen, die parallel zueinander gebildet sind, mit einer Vielzahl von Daten-Busleitungen 32, die parallel zueinander vertikal zu den Scan-Busleitungen gebildet sind, und mit TFTs 33 und Zellenelektroden 13, die wie eine Matrix an Schnittpunkten zwischen den Scan-Busleitungen und den Daten-Busleitungen gebildet sind. Die Oberflächen der Substrate sind für eine vertikale Ausrichtung bearbeitet. Ein negativer Flüssigkristall ist zwischen den beiden Substraten eingesiegelt. Das Glassubstrat 16 wird als Farbfilter-(CF)-Substrat bezeichnet, da Farbfilter gebildet sind, wohingegen das Glassubstrat 17 als TFT-Substrat bezeichnet wird. Die Details der TFT-LCD werden weggelassen. Nun werden die Formen der Elektroden beschrie ben, die Merkmalbestandteile der vorliegenden Erfindung sind.
14A und 14B sind Darstellungen, welche die Struktur eines Felds gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. 14A ist eine Darstellung, die illustrativ einen Zustand zeigt, in dem das Feld schräg betrachtet wird, und 14B ist eine Seitenansicht des Felds. 15 ist eine Darstellung, welche die Beziehung zwischen einem Muster von Vorsprüngen und Pixeln in der ersten Ausführungsform zeigt, 16 ist eine Darstellung, die das Muster von Vorsprüngen außerhalb eines Anzeigebereichs eines Flüssigkristallfelds der ersten Ausführungsform zeigt, und 17 ist eine Schnittansicht des Flüssigkristallfelds der ersten Ausführungsform.
Eine schwarze Matrixschicht 34, ein ITO-Film 12, der Farbfilter und eine gemeinsame Elektrode vorsieht, und Vorsprünge 20 parallel zueinander mit einer gleichen Teilung untereinander sind auf der Oberfläche einer Seite eines CF-Substrats 16 gebildet, das einem Flüssigkristall zugewandt ist, wie in 17 gezeigt. Der ITO-Film und die Vorsprünge sind mit einem vertikalen Ausrichtungsfilm überzogen, der hier weggelassen ist. Gate-Elektroden 31, die Gate-Busleitungen bilden, CS-Elektroden 35, Isolierfilme 40 und 43, Elektroden, die Daten-Busleitungen bilden, ein ITO-Film 13, der Pixelelektroden vorsieht, und Vorsprünge parallel zueinander mit einer gleichen Teilung untereinander sind auf der Oberfläche einer Seite eines TFT-Substrats 17 gebildet, das dem Flüssigkristall zugewandt ist. Das TFT-Substrat ist ferner mit einem vertikalen Ausrichtungsfilm überzogen, obwohl der vertikale Ausrichtungsfilm in der Figur weggelassen ist. Die Bezugszahlen 41 und 42 bezeichnen eine Source und einen Drain eines TFT. In dieser Ausführungsform sind Vorsprünge 20A und 20B aus einem TFT-Einebnungsmaterial (Positiv-Resist) gebildet.
Das Muster der Vorsprünge 20A und 20B, wie in 14A gezeigt, ist ein Muster paralleler Vorsprünge, die sich gerade erstrecken und mit einer gleichen Teilung untereinander angeordnet sind. Die Vorsprünge 20A und 20B sind so angeordnet, dass sie um eine halbe Teilung versetzt sind. So wird die in 14B gezeigte Struktur realisiert. Die Orientierung des Flüssigkristalls ist in zwei Richtungen unterteilt, wie im Zusammenhang mit 9B angegeben, um so jede Domäne in zwei Regionen zu unterteilen.
Die Beziehung des Musters von Vorsprüngen zu Pixeln ist in 15 gezeigt. In einem allgemeinen Farbanzeige-Flüssigkristalldisplay stellen drei Pixel von Rot, Grün und Blau ein Farbpixel dar, wie in 15 gezeigt. Die Breite jedes der roten, grünen und blauen Pixel beträgt ungefähr ein Drittel der Länge davon, so dass Farbpixel in einem Array angeordnet werden können, wobei derselbe Zwischenraum über und unter ihnen beibehalten wird. Ein Pixel definiert jede Pixelelektrode. Unter in einem Array angeordneten Pixelelektroden sind Gate-Busleitungen (verborgen hinter den Vorsprüngen 20B) seitlich ausgelegt, und Daten-Busleitungen 32 sind der Länge nach ausgelegt. Die TFTs 33 sind nahe bei Schnittpunkten zwischen den Gate-Busleitungen 31 und den Daten-Busleitungen 32 lokalisiert, wodurch die Pixelelektroden miteinander verbunden sind. Gegenüber den Gate-Busleitungen 31, den Daten-Busleitungen 32 und den TFTs 33, die in den jeweiligen Pixelelektroden 13 enthalten sind, liegen schwarze Matrizen 34 zum Abfangen von Licht. Die Bezugszahl 35 bezeichnet CS-Elektroden, die verwendet werden und platziert sind, um einen Speicherkondensator zur Stabilisierung der Anzeige vorzusehen. Da die CD-Elektroden Licht abfangen, arbeiten die CS-Elektrodenabschnitte der Pixelelektroden 13 nicht als Pixel. Dementsprechend ist jedes Pixel in einen oberen Teil 13A und einen unteren Teil 13B unterteilt.
In jedem der Pixel 13A und 13B liegen drei Vorsprünge 20A und liegen vier Vorsprünge 20B. Drei erste Regionen, die jeweils die Vorsprünge 20B auf der Oberseite des Felds und die Vorsprünge 20A auf der Unterseite davon aufweisen, und drei zweite Regionen, die jeweils die Vorsprünge 20A auf der Oberseite davon und die Vorsprünge 20B auf der Unterseite davon aufweisen, sind in einem Pixel definiert, das aus den Pixeln 13A und 13B zusammengesetzt ist. In dem aus den Pixeln 13A und 13B zusammengesetzten Pixel sind insgesamt sechs Regionen der ersten und zweiten Regionen definiert.
Auf dem Seitenrand des Flüssigkristallfelds, wie in 16 gezeigt, erstreckt sich das Muster der Vorsprünge 20A und 20B außerhalb der obersten Pixel und über die Pixel ganz rechts hinaus. Dies soll ermöglichen, dass eine Orientierungsunterteilung in den äußersten Pixeln auf dieselbe Weise wie jene in den inneren Pixeln auftritt.
18A und 18B sind Darstellungen, welche die Position eines Flüssigkristall-Injektionsports des Flüssigkristallfelds 100 der ersten Ausführungsform zeigen, durch den ein Flüssigkristall injiziert wird. In dem Prozess zum Montieren von Komponenten, um ein Flüssigkristallfeld zu erzeugen, wie nachstehend beschrieben, wird, nachdem das CF-Substrat und das TFT-Substrat aneinander gebondet werden, ein Flüssigkristall injiziert. Was eine TFT-LCD des VA-Typs betrifft, dauert es lange Zeit, einen Flüssigkristall zu injizieren, verglichen mit der TN-LCD im Allgemeinen. Da Vorsprünge gebildet sind, ist eine viel längere Zeit erforderlich, um den Flüssigkristall zu injizieren. Zur Verkürzung der zur Injektion des Flüssigkristalls erforderlichen Zeit sollte vorzugsweise ein Flüssigkristall-Injektionsport 102 auf einer Seite vertikal zu der Richtung gebildet werden, in der die Vorsprünge parallel zueinander auf zyklischer Basis in einem Array angeordnet sind, wie in 18A gezeigt. Die Bezugszahl 101 bezeichnet eine Siegelungslinie.
Wenn während der Injektion eines Flüssigkristalls das Innere des Felds durch an anderen Positionen gebildete Abzugsports 103 entlüftet wird, sinkt der interne Druck. Dadurch wird es leicht, einen Flüssigkristall zu injizieren. Die Abzugsports sollten, wie in 18B gezeigt, an einer Seite gegenüber der Seite lokalisiert sein, auf welcher der Injektionsport lokalisiert ist.
19 zeigt Konturen von Vorsprüngen in einem Prototyp, die definiert werden, indem eine Messung unter Verwendung einer Überzugsdicken-Messvorrichtung des Tracer-Typs vorgenommen wird. Der Zwischenraum zwischen den ITO-Elektroden 12 und 13, die auf den Substraten gebildet sind, wird durch Abstandshalter 45 auf 3,5 Mikrometer beschränkt, wie veranschaulicht. Die Vorsprünge 20A und 20B haben eine Höhe von 1,5 Mikrometern und eine Breite von 5 Mikrometern. Ein Paar eines oberen und eines unteren Vorsprungs 20A und 20B ist um 15 Mikrometer beabstandet. Dies bedeutet, dass ein Abstand zwischen benachbarten Vorsprüngen, die auf denselben ITO-Elektroden gebildet sind, 35 Mikrometer beträgt.
Nachdem eine Zwischenspannung an das Feld der zweiten Ausführungsform angelegt wird, wird das Innere des Felds unter Verwendung eines Mikroskops beobachtet. Die Beobachtung hat erkennen lassen, dass eine sehr stabile Ausrichtung erzielt wird.
Ferner hat sich in dem Feld der ersten Ausführungsform eine Antwortgeschwindigkeit ziemlich verbessert. 20A bis 21 sind Darstellungen, die einen sich verändernden Wert der Antwortgeschwindigkeit anzeigen, die durch das Feld der ersten Ausführungsform ermöglicht wird, in Bezug auf Veränderungen in Parametern, die eine angelegte Spannung und ein Abstand (Zwischenraum) zwischen oberen und unteren Vorsprüngen sind. 20A zeigt eine Ein-Geschwindigkeit (für einen Übergang von 0 V auf 5 V) an, 20B zeigt eine Aus-Geschwindigkeit (für einen Übergang von 5 auf 0 V) an, und 21 zeigt eine Schaltgeschwindigkeit an, welche die Summe aus der Ein-Geschwindigkeit und der Aus-Geschwindigkeit ist. Eine Abfallzeit-Aus ist kaum von dem Abstand abhängig, aber eine Anstiegzeit-Ein variiert stark, wie in 20A bis 21 gezeigt. Je kleiner der Abstand ist, desto höher wird die Antwortgeschwindigkeit. Die Dicke von Zellen beträgt dabei 3,5 Mikrometer. Der praktische Wert des Abstands variiert geringfügig in Abhängigkeit von der Dicke der Zellen. Das heißt, wenn die Dicke von Zellen klein ist, wird der Abstand verbreitert. Wenn die Dicke von Zellen größer wird, wird der Abstand verschmälert. Es wurde tatsächlich bestätigt, dass, sofern der Abstand etwa 100-mal größer ist als die Dicke von Zellen, flüssigkristalline Moleküle geeignet ausgerichtet werden.
In jedem Fall ermöglicht das Feld der ersten Ausführungsform die zufriedenstellende Schaltgeschwindigkeit. Wenn der Abstand zwischen Vorsprüngen beispielsweise 15 Mikrometer beträgt, und die Dicke von Zellen 3,5 Mikrometer beträgt, beträgt die Antwortgeschwindigkeit für einen Übergang zwischen 0 und 5 V, das heißt die Ein-Zeit-Ein 9 ms, die Aus-Zeit-Aus beträgt 6 ms, und die Schaltgeschwindigkeit 15 ms. So kann ein sehr schnelles Schalten erzielt werden.
22 bis 24B sind Darstellungen, welche die Betrachtungswinkelcharakteristik des Felds der ersten Ausführungsform zeigen. 22 zeigt zweidimensional eine Veränderung im Kontrast in Abhängigkeit von dem Betrachtungswinkel, und 23A bis 24B zeigen Veränderungen in den Anzeigeleuchtdichteniveaus entsprechend 8 Graustufenwerten in Bezug auf die Betrachtungswinkel. 23A zeigt eine Veränderung, die bei einem Azimut von 90° auftritt, 23B zeigt eine Veränderung, die bei einem Azimut von 45° auftritt, und 23C zeigt eine Veränderung, die bei einem Azimut von 0° auftritt. 24A zeigt eine Veränderung, die bei einem Azimut von –45° auftritt, und 24B zeigt eine Veränderung, die bei einem Azimut von –90° auftritt. Schraffierte Teile von 22 zeigen Bereiche an, in denen ein Kontrast 10 oder weniger beträgt, und doppelt schraffierte Teile davon zeigen Bereiche an, in denen der Kontrast 5 oder weniger ist. Eine allgemein gute Charakteristik wird gezeigt, wie veranschaulicht. Da jedoch jedes Pixel vertikal in zwei Regionen unterteilt wird, ist die Charakteristik keine perfekt lateral und vertikal gleichmäßige Charakteristik im Gegensatz zu jener, die von der ersten Ausführungsform vorgesehen wird. Eine Verschlechterung des Kontrasts in einer vertikalen Richtung ist ein wenig größer als jene in einer lateralen Richtung. Die Verschlechterung des Kontrasts in der lateralen Richtung ist kleiner als jene in der vertikalen Richtung. Es tritt jedoch eine Graustufenumkehr von Schwarz unter einem Betrachtungswinkel von etwa 30° auf, wie in 23C gezeigt. Flächenpolarisatoren werden in einer solchen Weise gebondet, das die Absorptionsachsen davon bei 45° bzw. 135° in Bezug auf eine optische Achse liegen. Die Betrachtungswinkelcharakteristik, die zu zeigen ist, wenn das Feld in einer schrägen Richtung betrachtet wird, ist sehr gut. Die von dieser Ausführungsform gebotenen Charakteristiken sind den vom TN-Modus gebotenen überwältigend überlegen. Diese Ausführungsform ist dem IPS-Modus hinsichtlich der Betrachtungswinkelcharakteristik jedoch geringfügig unterlegen. Sobald ein Phasendifferenzfilm oder ein optischer Kompensationsfilm auf das Feld der ersten Ausführungsform platziert wird, kann jedoch die Betrachtungswinkelcharakteristik des Felds so stark verbessert werden, dass sie die vom IPS-Modus gebotene bei weitem überschreitet. 25 bis 26C sind Darstellungen, welche eine Betrachtungswinkelcharakteristik zeigen, die das Feld der ersten Ausführungsform mit dem Phasendifferenzfilm zeigen soll, und entsprechen 22 bis 23C. Eine Verschlechterung des Kontrasts in Abhängigkeit von einem Betrachtungswinkel wurde eindeutig überwunden, wie veranschaulicht. Außerdem wurde eine Graustufenumkehr überwunden, die in einer lateralen Richtung auf dem Feld auftritt. Im Gegensatz dazu tritt eine Graustufenumkehr in einer vertikalen Richtung während einer weißen Anzeige auf. Im Allgemein ist jedoch eine Graustufenumkehr in einer weißen Anzeige für das menschliche Auge kaum erkennbar und wird daher nicht als Problem hinsichtlich der Anzeigequalität betrachtet. Sobald der Phasendifferenzfilm eingesetzt wird, können so bessere Charakteristiken als die vom IPS-Modus gebotenen in allen Aspekten einschließlich der Betrachtungswinkelcharakteristik, Antwortgeschwindigkeit und Herstellungsschwierigkeit aufgezeigt werden.
Es wurde ein Versuch unternommen, optimale Bedingungen zu diskutieren, indem verschiedenste Variationen der Struktur der ersten Ausführungsform geschaffen oder andere Parameter als die vorhergehenden modifiziert wurden. Wenn im Fall von Vorsprüngen das Feld in Schwarz angezeigt wird, tritt Licht in der Nähe der Vorsprünge aus. 27 ist eine Darstellung zur Erläuterung des Auftretens eines Lichtaustritts in der Nähe der Vorsprünge. Licht, das, wie veranschaulicht, vertikal auf Abschnitte der Elektroden 13 auf dem unteren Substrat einfällt, auf dem die Vorsprünge 20 gebildet sind, wird bis zu einem bestimmten Ausmaß durchgelassen, da flüssigkristalline Moleküle, wie veranschaulicht, schräg entlang den geneigten Oberflächen der Vorsprünge 20 ausgerichtet sind. Dies führt zu einer Halbtonanzeige. Im Gegensatz dazu sind flüssigkristalline Moleküle nahe bei den Scheiteln der Vorsprünge in einer vertikalen Richtung ausgerichtet. Daher tritt kein Licht in der Nähe der Scheitel aus. Dasselbe gilt für die Elektrode 12 auf dem oberen Substrat. Während einer schwarzen Anzeige werden, in der Nähe der Vorsprünge, eine Halbtonanzeige und eine schwarze Anzeige partiell durchgeführt. Diese partielle Anzeigedifferenz ist mikroskopisch und mit bloßem Auge nicht erkennbar. Die gesamte Anzeige zeigt eine mittlere Anzeigeintensität. Die schwarze Anzeige verschlechtert sich ein wenig, wodurch sich der Kontrast verschlechtert. Die Vorsprünge sind daher aus einem Material hergestellt, das sichtbares Licht nicht durchläßt, nämlich aus einem Material, das sichtbares Licht abschirmt, wodurch sich der Kontrast verbessert. Auch bei der zweiten Ausführungsform kann der Kontrast weiter verbessert werden, wenn die Vorsprünge aus einem sichtbares Licht abschirmendem Material hergestellt sind.
Eine Veränderung in der Antwortgeschwindigkeit, die auftritt, wenn der Abstand zwischen Vorsprüngen variiert wird, wurde im Zusammenhang mit 20A bis 21 beschrieben. Eine Veränderung in der Charakteristik wurde gemessen, die von einer Veränderung in der Höhe der Vorsprünge stammt. Die Breite eines Photoresists, das zur Realisierung von Vorsprüngen aufzubringen ist, und des Abstands zwischen Vorsprüngen betrugen 7,5 Mikrometer bzw. 15 Mikrometer, und die Dicke von Zellen betrug ungefähr 3,5 Mikrometer. Die Höhe des Resists wurde auf 1,537 μm, 1,600 μm, 2,3099 μm und 2,4486 μm eingestellt. Die Transmittanz und das Kontrastverhältnis eines Prototyps wurden gemessen. Die Ergebnisse der Messung sind in 28 und 29 gezeigt. Eine Veränderung in der Transmittanz in Abhängigkeit von der Höhe der Vorsprünge (Resist), die in einem weißen Zustand auftritt (wenn 5 V angelegt werden), ist in 30 gezeigt. Eine Veränderung in der Transmittanz in Abhängigkeit von der Höhe der Vorsprünge (Resist), die in einem schwarzen Zustand auftritt (wenn keine Spannung angelegt wird, ist in 31 gezeigt. Eine Veränderung im Kontrastverhältnis in Abhängigkeit von der Höhe der Vorsprünge (Resist) ist in 32 gezeigt. Je höher das Resist ist, desto höher wird die Transmittanz in dem weißen Zustand (wenn eine Spannung angelegt wird). Dies ist wahrscheinlich auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Vorsprünge (Resist), die eine ergänzende Rolle beim Kippen der flüssigkristallinen Moleküle erfüllen, lang genug sind, um die flüssigkristallinen Moleküle abwärts zu drehen, sowohl hinsichtlich der Anzahl als auch der elektrischen Effekte. Die Transmittanz (Lichtaustritt) in dem schwarzen Zustand (wenn keine Spannung angelegt wird) steigt mit einer Zunahme der Höhe des Resists. Dies bewirkt, dass schwarze Pegel fallen, und wird daher nicht sehr bevorzugt. Die Ursachen eines Lichtaustritts werden im Zusammenhang mit 27 beschrieben. Flüssigkristalline Moleküle, die unmittelbar über den Vorsprüngen (Resist) und in den Abständen zwischen den Vorsprüngen liegen, sind vertikal zu den Oberflächen der Substrate ausgerichtet. An diesen Stellen erfolgt kein Lichtaustritt. Flüssigkristalline Moleküle, die an den Neigungen der Vorsprünge liegen, sind jedoch geringfügig schräg ausgerichtet. Wenn die Vorsprünge höher werden, nimmt der Bereich der Neigungen zu, und ein Lichtaustritt steigt.
Der Kontrast (weißes Leuchtdichteniveau/schwarzes Leuchtdichteniveau) sinkt, wenn das Resist höher wird. Auch wenn die Höhe des Resists erhöht wird, um denselben Wert wie die Dicke von Zellen aufzuweisen, kann jedoch eine Bildschirmanzeige ohne jedes Problem erzielt werden. In diesem Fall können die Vorsprünge (Resist) ausgebildet werden, um die Rolle von Feldabstandshaltern zu erfüllen, wie nachstehend beschrieben.
Auf der Basis der obigen Ergebnisse wurden Prototypen von Flüssigkristallanzeigen der Größe 15 unter Verwendung von TFT-Substraten und CF-Substraten mit Vorsprüngen mit einer Höhe von 0,7 Mikrometern, 1,1 Mikrometern, 1,5 Mikrometern und 2,0 Mikrometern erzeugt. Der von den Ergebnissen des Versuchs aufgezeigte Trend wurde auch in den tatsächlich erzeugten Flüssigkristallfeldern beobachtet. Da der Kontrast ursprünglich hoch war, hatten Verschlechterungen des Kontrasts, die in den unter den verschiedenen Bedingungen erzeugten Feldern auftraten, bei der tatsächlichen Ansicht gute Werte. So wurde eine zufriedenstellende Anzeige erzielt. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass die Felder ursprünglich hohe Kontraste ermöglichten, und eine geringe Abnahme des Kontrasts für das menschliche Auge nicht erkennbar war. Außerdem wurde auch ein Feld, das Vorsprünge mit einer Höhe von 0,7 Mikrometern enthielt, in dem Bemühen erzeugt, die untere Grenze der Höhe der Vorsprünge zu detektieren, die eine Wirkung auf die Molekülausrichtung ausübt. Die Anzeige war völlig normal. Auch wenn die Höhe der Vorsprünge (Resist) nur 0,7 Mikrometer oder weniger beträgt, können dementsprechend die Vorsprünge eine zufriedenstellen Wirkung auf die Ausrichtung von flüssigkristallinen Molekülen ausüben.
33 ist eine Darstellung, die ein Muster von Vorsprüngen in der zweiten Ausführungsform zeigt. In der ersten Ausführungsform, wie in 15 gezeigt, sind Vorsprünge linear und erstrecken sich in einer Richtung vertikal zu den längeren Seiten von Pixeln. In der zweiten Ausführungsform erstrecken sich die Vorsprünge in einer Richtung vertikal zu den kürzeren Seiten der Pixel 9. Die anderen Komponenten der zweiten Ausführungsform sind identisch mit jenen der ersten Ausführungsform.
252A und 252B zeigen eine Modifikation der zweiten Ausführungsform, wobei 252A ein Vorsprungmuster zeigt, und 252B eine Schnittansicht ist, welche die Anordnung der Vorsprunganordnung zeigt. In dieser Modifikation erstreckt sich der Vorsprung 20A, der auf der Elektrode 12 auf der Seite des CF-Substrats 16 angeordnet ist, in einer solchen Weise, dass er durch die Mitte des Pixels 9 hindurchgeht, und dass er sich in einer Richtung rechtwinklig zur kleineren Seite des Pixels 9 erstreckt. Kein Vorsprung ist auf der Seite des TFT-Substrats 17 angeordnet. Daher wird der Flüssigkristall in zwei Richtungen innerhalb jedes Pixels orientiert. Die Domäne wird vom Vorsprung 20A in der Mitte des Pixels unterteilt, wie in 252B gezeigt. Da der Rand der Pixelelektrode als Domänenregelungsmittel rund um die Pixelelektrode 13 dient, kann die Orientierung stabil unterteilt werden. In dieser Modifikation ist nur ein Vorsprung für jedes Pixel angeordnet, und die Distanz zwischen dem Vorsprung 20A und dem Rand der Pixelelektrode 13 ist groß. Daher wird die Antwortgeschwindigkeit niedriger als in der zweiten Ausführungsform, aber der Herstellungsprozess wird einfacher, da der Vorsprung nur an einer der Seiten des Substrats angeordnet ist. Da der Bereich, den der Vorsprung innerhalb des Pixels einnimmt, klein ist, kann ferner die Anzeigeleuchtdichte verbessert werden.
253 zeigt ein Vorsprungmuster einer weiteren Modifikation der zweiten Ausführungsform. Der Vorsprung 20A, der auf der Elektrode 12 auf der Seite des CF-Substrats 16 angeordnet ist, ist in der Mitte des Pixels 9 positioniert, und kein Vorsprung ist auf der Seite des TFT-Substrats 17 angeordnet. Der Vorsprung 20A ist beispielsweise eine Pyramide. Daher wird der Flüssigkristall in vier Richtungen innerhalb jedes Pixels orientiert. Diese Modifikation kann denselben Effekt erzielen wie jenen der in 255 gezeigten Modifikation, und da der Bereich, den der Vorsprung innerhalb des Pixels einnimmt, noch kleiner ist, kann die Anzeigeleuchtdichte umso mehr verbessert werden.
In der ersten und der zweiten Ausführungsform sind zahlreiche lineare Vorsprünge, die sich unidirektional erstrecken, parallel zueinander lokalisiert. Die von den Vorsprüngen verursachte Orientierungsunterteilung unterteilt jede Domäne hauptsächlich in zwei Regionen. Azimute, mit denen flüssigkristalline Moleküle in zwei Regionen ausgerichtet sind, unterscheiden sich voneinander um 180°. Die Betrachtungswinkelcharakteristik für einen Halbton, die relativ zu sich innerhalb eines Felds ausbreitenden Lichtkomponenten aufgezeigt wird, mit Azimuten, die ein Azimut enthalten, das einer Richtung entspricht, in der flüssigkristalline Moleküle vertikal zu den Substraten ausgerichtet sind, wird verbessert, wie in 9A bis 9C gezeigt. Was die Betrachtungswinkelcharakteristik betrifft, welche relativ zu Lichtkomponenten aufgezeigt wird, die sich vertikal zu den Lichtkomponenten ausbreiten, tritt das im Zusammenhang mit 7A bis 7C beschriebene Problem auf. Aus diesem Grund sollte die Orientierungsunterteilung vorzugsweise eine Unterteilung der Orientierung in vier Richtungen sein.
34 ist eine Darstellung, die ein Muster von Vorsprüngen in der dritten Ausführungsform zeigt. In der dritten Ausführungsform, wie in 34 gezeigt, werden ein Muster von Vorsprüngen, die sich der Länge nach erstrecken, und ein Muster von Vorsprüngen, die sich seitwärts erstrecken, innerhalb jedes Pixels 9 geschaffen. Hier wird das Muster von Vorsprüngen, die sich der Länge nach erstrecken, in der oberen Hälfte eines Pixels geschaffen, und das Muster von Vorsprüngen, die sich seitwärts erstrecken, wird in der unteren Hälfte davon geschaffen. In diesem Fall unterteilt das Muster von Vorsprüngen, die sich der Länge nach erstrecken, die Orientierung des Flüssigkristalls seitwärts in Azimute, die voneinander um 180° verschieden sind, das heißt es unterteilt jedes Pixel oder jede Domäne seitwärts in zwei Regionen. Das Muster von Vorsprüngen, die sich seitwärts erstrecken, unterteilt die Orientierung des Flüssigkristalls der Länge nach in Azimute, die voneinander um 180° verschieden sind, das heißt es unterteilt jedes Pixel oder jede Domäne der Länge nach in zwei Regionen. Dementsprechend wird die Orientierung des Flüssigkristalls innerhalb eines Pixels 9 in vier Richtungen unterteilt. Wenn das gesamte Flüssigkristallfeld herangezogen wird, sind die Betrachtungswinkelcharakteristiken davon sowohl relativ zur vertikalen Richtung als auch zur lateralen Richtung verbessert. In der dritten Ausführungsform sind die anderen Komponenten als das Muster von Vorsprüngen identisch mit jenen der ersten Ausführungsform.
35 ist eine Darstellung, die eine Modifikation des Musters von Vorsprüngen der dritten Ausführungsform zeigt. Diese Modifikation unterscheidet sich von der in 34 gezeigten dritten Ausführungsform in einem Punkt, dass ein Muster von Vorsprüngen, die sich der Länge nach erstrecken, in der linken Hälfte jedes Pixels geschaffen wird, und ein Muster von Vorsprüngen, die sich seitwärts erstrecken, in der rechten Hälfte davon geschaffen wird. Auch in diesem Fall wird, wie bei den in 34 gezeigten Mustern von Vorsprüngen, die Orientierung des Flüssigkristalls in vier Richtungen innerhalb jedes Pixels 9 unterteilt. Die Betrachtungswinkelcharakteristiken des Felds sowohl relativ zur vertikalen Richtung als auch zur lateralen Richtung sind verbessert.
Die erste bis dritte Ausführungsform verwenden Vorsprünge als Domänenregelungsmittel zur Realisierung einer Orientierungsunterteilung. Die Ausrichtung von flüssigkristallinen Molekülen in der Nähe der Scheitel der Vor sprünge wird überhaupt nicht geregelt, wie in 36 gezeigt. In der Nähe der Scheitel der Vorsprünge wird die Ausrichtung von flüssigkristallinen Molekülen daher nicht gesteuert, wobei die Anzeigequalität verschlechtert wird. Die vierte Ausführungsform ist ein Beispiel zur Lösung dieser Art eines Problems.
37A und 37B sind Darstellungen, welche die Formen von Vorsprüngen in der vierten Ausführungsform zeigen. Die anderen Komponenten sind identisch mit jenen der ersten bis dritten Ausführungsform. In der vierten Ausführungsform, wie in 37A gezeigt, sind die Vorsprünge 20 teilweise verjüngt. Die Länge der verjüngten Abschnitte beträgt etwa 50 Mikrometer oder weniger als dieser Wert. Um ein Muster dieser Art von Vorsprüngen zu schaffen, wird das Muster unter Verwendung eines Positiv-Resists gezeichnet, und die Vorsprünge und verjüngten Abschnitte werden geschaffen, indem ein geringfügiges Ätzen vorgenommen wird. Mit den so geschaffenen Vorsprüngen kann die Ausrichtung von flüssigkristallinen Molekülen in der Nähe der Scheitel der Vorsprünge gesteuert werden.
Außerdem sind in einer Modifikation der vierten Ausführungsform, wie in 37B gezeigt, verjüngte Auskragungen 46 auf jedem Vorsprung 20 gebildet. Auch in diesem Fall beträgt die Länge jedes verjüngten Abschnitts etwa 50 Mikrometer oder weniger als dieser Wert. Um ein Muster dieser Art von Vorsprüngen zu schaffen, wird das Muster unter Verwendung eines Positiv-Resists gezeichnet, und die Vorsprünge 20 werden geschaffen, indem ein geringfügiges Ätzen vorgenommen wird. Ein Positiv-Resist, dessen Dicke etwa die Hälfte der Höhe der Vorsprünge beträgt, wird aufgebracht, und die verjüngten Auskragungen 46 auf den Vorsprüngen 20 werden durch das Vornehmen eines geringfügigen Ätzens intakt gelassen. Mit den Auskragungen kann die Ausrichtung von flüssigkris tallinen Molekülen in der Nähe der Scheitel der Auskragungen gesteuert werden.
38A und 38B sind Darstellungen, welche die Struktur eines Felds in der fünften Ausführungsform zeigen. 38A ist eine Darstellung, die illustrativ einen Zustand zeigt, in dem das Feld schräg betrachtet wird, und 38B ist eine Seitenansicht. Die fünfte Ausführungsform ist ein Beispiel, bei dem die Struktur eines Felds der in 12C gezeigten Struktur entspricht. Die Vorsprünge 20A werden, wie veranschaulicht, auf der Elektrode 12 (hier einer gemeinsamen Elektrode) geschaffen, die auf der Oberfläche eines Substrats gebildet wird, indem ein Positiv-Resist aufgebracht wird, und die Spalte 21 werden in den Elektroden 13 (hier Zellen-(Pixel-)Elektroden) geschaffen, die auf der Oberfläche des anderen Substrats gebildet sind.
Die Kosten dienen als wichtiger Faktor bei der Bestimmung, ob eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung kommerziell erfolgreich werden könnte oder nicht. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung des VA-Systems und insbesondere des VA-Systems, das mit einem Domänenregelungsmittel ausgestattet ist, zeigt als Merkmal eine hohe Anzeigequalität, wie oben beschrieben, wird jedoch aufgrund des Vorsehens des Domänenregelungsmittels teuer, und daher ist es erwünscht, die Kosten weiter zu senken.
Wenn der Vorsprung auf der Elektrode gebildet wird, muss das Photoresist, das aufgebracht wird, durch ein Muster mit Licht belichtet werden, gefolgt von einer Entwicklung und einem Ätzen, wodurch eine erhöhte Anzahl von Schritten und erhöhte Kosten erforderlich sind, was die Ausbeute verschlechtert. Andererseits muss die Pixelelektrode durch Mustern gebildet werden, und die Anzahl der Schritte steigt nicht, trotzdem eine Pixelelektrode mit einem Spalt gebildet wird. Auf der Seite des TFT-Substrats können daher die Kosten gesenkt werden, wenn das Domänenregelungsmittel durch Spalte anstelle von Vorsprüngen gebildet wird. Andererseits ist die gegenüberliegende Elektrode des Farbfiltersubstrats (CF-Substrat) üblicherweise eine flache Elektrode. Wenn ein Spalt in der gegenüberliegenden Elektrode zu bilden ist, muss ein Ätzschritt ausgeführt werden, nachdem das gemusterte Photoresist entwickelt wird. Wenn der Vorsprung auf der gegenüberliegenden Elektrode zu bilden ist, kann jedoch das entwickelte Photoresist in seiner Form verwendet werden, ohne die Kosten der Bildung des Vorsprungs stark in die Höhe zu treiben. Wie bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird daher das Domänenregelungsmittel auf der Seite des TFT-Substrats durch einen Spalt in der Pixelelektrode gebildet, und das Domänenregelungsmittel auf der Seite des Farbfiltersubstrats wird durch einen Vorsprung gebildet, wodurch die Kosten ein wenig in die Höhe getrieben werden.
Das Feld der fünften Ausführungsform hat einen Typ, bei dem jedes Pixel in zwei Abschnitte unterteilt ist, und zeigt daher grundsätzlich dieselben Charakteristiken wie jenes der ersten Ausführungsform. Die Betrachtungswinkelcharakteristik des Felds wird identisch mit jener des Felds der zweiten Ausführungsform, wenn der Phasendifferenzfilm oder der optische Kompensationsfilm eingesetzt wird. Die Antwortgeschwindigkeit des Felds ist geringfügig niedriger als jene des Felds der ersten Ausführungsform, da schräge elektrische Felder verwendet werden, die durch die in einem der Substrate gebildeten Spalte induziert werden. Dennoch beträgt die Ein-Geschwindigkeit 8 ms, beträgt die Aus-Geschwindigkeit 9 ms, und beträgt die Schaltgeschwindigkeit 17 ms. So ist die Antwortgeschwindigkeit viel höher als die von den herkömmlichen Modi gebotenen. Die Anzeige wird ein wenig unregelmäßig gesehen, wie angegeben. Der Herstellungsprozess ist jedoch einfacher als jene der ersten und der zweiten Ausführungsform. Beispielsweise werden im Laufe der Bildung von ITO-Pixelelektroden (Zellenelektroden) auf einem TFT-Substrat die Elektroden mit Spalten versehen. Dann wird ein Muster von Vorsprüngen auf einer gemeinsamen Elektrode unter Verwendung eines Photoresists gezeichnet. Der Reibschritt ist unnötig, wie bereits beschrieben, und daher kann der assoziierte Reinigungsschritt nach dem Reiben weggelassen werden.
Als Referenz werden die Messergebnisse eines Beispiels beschrieben, bei dem Spalte auf der Zellen-(Pixel-)Elektrode vorgesehen sind, und kein Spalt auf der Gegenelektrode vorgesehen ist. In diesem Beispiel weisen die Zellenelektroden die Spalte auf, und die Breite und die Teilung der Spalte werden geeignet bestimmt. Aufgrund dieser Zusammensetzung wird eine stabile Ausrichtung erzielt, das heißt, flüssigkristalline Moleküle sind in allen Azimuten von 360° innerhalb von Wänden ausgerichtet, welche mit schrägen elektrischen Felder definiert werden, die in der Nähe der Spalte induziert werden. Die flüssigkristallinen Moleküle sind in allen Azimuten von 360° innerhalb jeder kleinen Region ausgerichtet. Die Betrachtungswinkelcharakteristik des Felds ist daher ausgezeichnet. Es kann ein Bild erzeugt werden, das homogen in allen Azimuten von 360° gesehen wird. Eine Antwortgeschwindigkeit wurde jedoch nicht verbessert. Eine Ein-Geschwindigkeit beträgt 42 ms, und eine Aus-Geschwindigkeit beträgt 15 ms. Eine Schaltgeschwindigkeit, die eine Summe aus den Ein- und Aus-Geschwindigkeiten ist, beträgt 57 ms. So wurde die Antwortgeschwindigkeit nicht sehr stark verbessert. Dies bedeutet, dass kein Problem bei der Anzeige eines Standbilds auftritt, die Antwortgeschwindigkeit jedoch nicht hoch genug ist, um einen Film anzuzeigen, wie die vom IPS-Modus gebotene. Wenn die Anzahl der Spalte gesenkt wird, wird die Antwortgeschwindigkeit weiter verringert. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass, wenn die Anzahl der Spalte gesenkt wird, der Bereich jeder Domäne groß wird, und dies eine Zeit verlängert, in der alle flüssigkristallinen Moleküle ausgerichtet werden.
Wenn in der fünften Ausführungsform eine Spannung angelegt wird, hat der Flüssigkristall Abschnitte, in denen die Molekülausrichtung instabil ist. Der Grund wird mit Bezugnahme auf 40 und 41 beschrieben. 40 ist eine Darstellung, welche die Verteilung der Orientierung von flüssigkristallinen Molekülen in den elektrischen Verbindungsabschnitten veranschaulicht. In einem Abschnitt, wo der Vorsprung 20A und der Spalt 21 parallel vorgesehen sind, werden die flüssigkristallinen Moleküle in einer Richtung rechtwinklig zu der Richtung orientiert, in der sich der Vorsprung und der Spalt erstrecken, gesehen von der Oberseite. In dem elektrischen Verbindungsabschnitt werden die flüssigkristallinen Moleküle 14a jedoch in verschiedenen Richtungen orientiert, wobei eine abnormale Orientierung entwickelt wird. Daher werden, wie in 41 gezeigt, flüssigkristalline Moleküle in den Räumen zwischen den Vorsprüngen 20A und den Spalten 21 der Elektroden in einer Richtung vertikal (vertikale Richtung in der Zeichnung) zu den Vorsprüngen 20A und den Schlitzen 21 ausgerichtet. In der Nähe der Scheitel der Vorsprünge und der Mitten der Spalte werden flüssigkristalline Moleküle in einer horizontalen Richtung ausgerichtet, aber nicht in der vertikalen Richtung. Schräge elektrische Felder, die durch die Neigungen der Vorsprünge oder der Spalte induziert werden, ermöglichen eine Steuerung des Flüssigkristalls in der vertikalen Richtung in der Zeichnung, können jedoch keine Steuerung in der lateralen Richtung ermöglichen. Aus diesem Grund wird eine Zufallsdomäne seitlich in der Nähe der Scheitel der Vorsprünge und den Mitten der Spalte erzeugt. Dies wurde durch mikroskopische Beobachtung bestätigt. Eine Domäne in der Nähe des Scheitels eines Vorsprungs ist zu klein, um erkannt zu werden, wodurch kein Problem entsteht. Ein Bereich, der von einer Domäne mit flüssigkristallinen Molekülen eingenommen wird, die seitwärts ausgerichtet sind und in der Nähe eines Spalts liegen, ist jedoch so groß, dass er sogar mit bloßem Auge erkennbar ist. Wenn die Domäne regulär erzeugt wird, wird dies nicht berücksichtigt, auch wenn die Domäne groß ist. Wenn die Domäne jedoch zufällig erzeugt wird, wird ein Bild unregelmäßig gesehen. Dies führt zu einer verschlechterten Anzeigequalität. Das Feld in der fünften Ausführungsform gibt einen ein wenig schlechten Eindruck der Bildqualität, verglichen mit jener, die von der ersten Ausführungsform vorgesehen wird, obwohl die Anzeige kein Problem zeigt.
Eine abnormale Orientierung bewirkt, dass die Leuchtdichte des Felds und die Antwortgeschwindigkeit sinken. Beispielsweise zeigt ein Vergleich einer praktischen Vorrichtung, bei der ein elektrischer Verbindungsabschnitt am zentralen Abschnitt der Pixelelektrode gebildet ist, mit einer praktischen Vorrichtung, bei der ein Vorsprung vorgesehen ist, abnormale Bedingungen an, wie einen Abfall der Leuchtdichte und ein Restbild, in dem Weiß für einen Moment hell erscheint, wenn Schwarz zu Weiß wechselt. In der sechsten Ausführungsform wird dieses Problem gelöst.
Ein Feld der sechsten Ausführungsform wird vorgesehen, indem die Form der Vorsprünge 20A und jene der Spalte 21 in den Zellenelektroden 13 in dem Feld der fünften Ausführungsform modifiziert werden. 42 ist eine Darstellung, welche die Form der Vorsprünge 20A der sechsten Ausführungsform und jene der Zellenelektroden 13 davon zeigt, die in einer Richtung vertikal zum Feld betrachtet werden. Die Vor sprünge 20A sind im Zickzack ausgebildet, wie veranschaulicht. Aufgrund dieser Form wird eine Domäne erzeugt, die regelmäßig in vier Regionen unterteilt ist, wie in 43 gezeigt. Dementsprechend kann eine unregelmäßige Anzeige überwunden werden, die in der fünften Ausführungsform ein Problem bewirkt.
44 ist eine Draufsicht eines Pixelabschnitts in der LCD gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 45 ist eine Darstellung, die ein Muster einer Pixelelektrode gemäß der sechsten Ausführungsform veranschaulicht, und 46 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts, der in 44 mit A-B angezeigt ist.
Mit Bezugnahme auf 44 und 46 sind in der LCD der sechsten Ausführungsform auf einem Glassubstrat 16 eine schwarze Matrix (BM) 34 zum Abschirmen von Licht und ein Farbzerlegungsfilter (Farbfilter) 39 gebildet, und eine gemeinsame Elektrode 12 ist auf einer Oberfläche davon gebildet. Außerdem sind Sequenzen von Vorsprüngen 20A im Zickzack ausgebildet. Das Glassubstrat 16, auf dem das Farbfilter 39 gebildet ist, wird Farbfiltersubstrat (CF-Substrat) genannt. Auf dem anderen Glassubstrat 17 sind eine Vielzahl von parallel angeordneten Scan-Busleitungen 31, eine Vielzahl von Daten-Busleitungen 31, die parallel in einer Richtung rechtwinklig zu den Scan-Busleitungen angeordnet sind, TFTs 33, die wie eine Matrix angeordnet sind, um den Schnittpunkten der Scan-Busleitungen und der Daten-Busleitungen zu entsprechen, und Anzeigepixel-(Zellen-)Elektroden 13 angeordnet. Die Scan-Busleitungen 31 bilden Gate-Elektroden der TFTs 33, und die Daten-Busleitungen 32 bilden Drain-Elektroden 42 der TFTs 33. Die Sourcen 41 sind in denselben Schichten gebildet wie die Daten-Busleitungen 32 und werden gleichzeitig mit der Bildung der Drain-Elektroden gebildet. Ein Gate-Isolierfilm, eine aktive amorphe Siliciumschicht und ein Kanal schutzfilm sind auf vorherbestimmten Abschnitten zwischen der Scan-Busleitung 31 und der Daten-Busleitung 32 gebildet, ein Isolierfilm ist auf der Schicht der Daten-Busleitung 32 gebildet, und darüber hinaus ist ein ITO-Film, welcher der Pixelelektrode 13 entspricht, darauf gebildet. Die Pixelelektrode 13 hat eine rechteckige Form von 1:3, wie in 45 gezeigt, und hat eine Vielzahl von Spalten 21 in einer um 45 Grad in Bezug auf die Seiten davon gekippten Richtung. Um das Potential jeder Pixelelektrode 13 zu stabilisieren, ist ferner eine CS-Elektrode 35 vorgesehen, um einen Speicherkondensator zu bilden. Das Glassubstrat 17 wird TFT-Substrat genannt.
Die Sequenzen von Vorsprüngen 20A des CF-Substrats und Spalten 21 der TFT-Substrate sind angeordnet, wobei sie um eine halbe Teilung ihrer Anordnung abweichen, so dass die Substrate eine inverse Beziehung aufrechterhalten, wie gezeigt. Die Vorsprünge und die Spalte halten eine Positionsbeziehung wie in 12C gezeigt aufrecht, und die Orientierung der Flüssigkristalle ist in vier Richtungen unterteilt. Die Pixelelektrode 13 wird gebildet, wie oben beschrieben, indem ein ITO-Film gebildet wird, ein Photoresist darauf aufgebracht wird, dieses durch ein Elektrodenmuster mit Licht belichtet wird, gefolgt von einem Entwickeln und Ätzen. Daher kann der Spalt durch denselben Schritt wie den herkömmlichen Schritt gebildet werden, wenn das Mustern so bewirkt wird, dass der Abschnitt des Spalts entfernt wird, ohne die Kosten hochzutreiben.
Bei der Bildung der Spalte in der Pixelelektrode 13 wird die Pixelelektrode 13 in eine Vielzahl von Teilelektroden unterteilt. Hier muss jedoch ein Signal mit derselben Spannung an die Teilelektroden angelegt werden, und daher müssen die Teilelektroden miteinander elektrisch verbunden sein. Gemäß dieser Ausführungsform, wie in 45 gezeigt, ist daher die Pixelelektrode 13 nicht vollständig durch Spalte unterteilt, sondern die Elektrode wird an den Perimeterabschnitten 131, 132, 133 der Pixelelektrode 13 belassen, um elektrische Verbindungsabschnitte zu bilden. Die Ausrichtungen der Moleküle sind in der Nähe der elektrischen Verbindungsabschnitte gestört, wie oben beschrieben. Daher werden gemäß dieser Ausführungsform, wie in 10 gezeigt, die elektrischen Verbindungsteile im Perimeter der Pixelelektrode 13 gebildet und werden von der BM 34 abgeschirmt, um eine Leuchtdichte und eine Antwortgeschwindigkeit zu erhalten, die mit jenen vergleichbar sind, wenn Vorsprünge auf beiden davon gebildet sind. In dieser Ausführungsform, in der die CS-Elektrode 35 mit der lichtabschirmenden Eigenschaft am zentralen Abschnitt des Pixels vorgesehen ist, ist das Pixel in zwei obere und untere Abschnitte unterteilt. Die Bezugszahl 34A bezeichnet eine Öffnung der Oberseite, die durch die BM definiert wird, und 34B bezeichnet eine Öffnung der Unterseite, die durch die BM definiert wird, und Licht geht durch die Innenseite der Öffnungen hindurch.
47 bis 48C sind Darstellungen, die eine von der sechsten Ausführungsform aufgezeigte Betrachtungswinkelcharakteristik zeigen. Die Betrachtungswinkelcharakteristik ist, wie veranschaulicht, ausgezeichnet, und eine unregelmäßige Anzeige wird überwunden. Außerdem ist eine Antwortgeschwindigkeit so hoch wie eine Schaltgeschwindigkeit und beträgt 17,7 ms. So kann ein sehr schnelles Schalten erzielt werden.
49A und 49B veranschaulichen ein weiteres Beispiel des Musters der Pixelelektrode, wobei die in 49B gezeigte BM 34 auf der in 49A gezeigten Pixelelektrode 13 gebildet ist. Das Muster der Pixelelektrode kann auf verschiedenste Weise modifiziert werden. Beispielsweise können elektrische Verbindungsabschnitte im Perimeter auf beiden Seiten des Spalts gebildet sein, um den Widerstand zwischen den Teilelektroden zu senken.
In der sechsten Ausführungsform sind die elektrischen Verbindungsabschnitte in derselben Schicht gebildet wie die Teilelektroden. Die elektrischen Verbindungsabschnitte können jedoch in einer getrennten Schicht gebildet sein. Eine siebente Ausführungsform behandelt diesen Fall.
50A und 50B sind Darstellungen, die ein Muster und eine Struktur der Pixelelektrode gemäß der siebenten Ausführungsform veranschaulichen. Die siebente Ausführungsform ist gleich wie die sechste Ausführungsform, außer dass die Verbindungselektrode 134 gleichzeitig mit der Bildung der Daten-Busleitung 32 gebildet wird, und ein Kontaktloch in der Isolierschicht 135 gebildet wird, um die Teilelektrode 13 mit der Verbindungselektrode 134 zu verbinden. In dieser Ausführungsform wird die Verbindungselektrode 134 gleichzeitig mit der Daten-Busleitung 32 gebildet. Die Verbindungselektrode 134 kann jedoch gleichzeitig mit der Gate-Busleitung 31 oder der CS-Elektrode 35 gebildet werden. Die Verbindungselektrode kann getrennt von der Bildung der Busleitung gebildet werden. In diesem Fall muss aber ein Schritt zum Bilden der Verbindungselektrode neu vorgesehen werden, d. h. ein neuer Schritt muss hinzugefügt werden. Um die Schritte zu vereinfachen, ist es erwünscht, die Verbindungselektrode gleichzeitig mit der Bildung der Busleitung oder der CS-Elektrode zu bilden.
In der siebenten Ausführungsform ist die Verbindungselektrode, die eine Ursache einer abnormalen Orientierung wird, von der Flüssigkristallschicht weiter weg getrennt als jene der sechsten Ausführungsform, wodurch es möglich wird, eine abnormale Orientierung weiter zu verringern. Wenn die Verbindungselektrode aus einem lichtabschirmenden Material gebildet wird, wird ein solcher Abschnitt gegen Licht abge schirmt, und die Anzeigequalität wird weiter verbessert.
51 ist eine Draufsicht eines Pixelabschnitts gemäß einer achten Ausführungsform, und 52 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts A-B in 51. Die achte Ausführungsform ist gleich wie die sechste Ausführungsform, außer das ein Vorsprung 20C in dem Spalt der Pixelelektrode 13 gebildet ist. Sowohl der Spalt der Elektrode als auch der auf der Elektrode gebildete Isoliervorsprung definieren die Orientierungsregion der Flüssigkristalle. Wenn der Vorsprung 20C in dem Spalt 21 gebildet ist, wie in dieser Ausführungsform, stimmen die Orientierungsrichtungen der Flüssigkristalle aufgrund des Spalts 21 und des Vorsprungs 20C überein, wobei der Vorsprung 20C die Unterteilung der Orientierung durch den Spalt unterstützt, um die Stabilität zu verbessern. Daher wird die Orientierung mehr stabilisiert, und die Antwortgeschwindigkeit wird stärker erhöht als jene der ersten Ausführungsform. Mit Bezugnahme auf 52 wird der Vorsprung 20C durch das Laminieren der Schichten gebildet, die gebildet werden, wenn die CS-Elektrode 35, die Gate-Busleitung 31 und die Daten-Busleitung 32 gebildet werden.
53A bis 53J sind Darstellungen, die einen Prozess zum Herstellen eines TFT-Substrats gemäß der achten Ausführungsform zeigen. In 53A wird ein Metallfilm der Gate-Schicht auf einem Glassubstrat 17 gebildet. In 53B werden Abschnitte, die den Gate-Busleitungen 31 entsprechen, CS-Elektroden 35 und Vorsprünge 312 unter Zuhilfenahme des Photolithographieverfahrens zurückgelassen. In 53C werden ein Gate-Isolierfilm, eine aktive amorphe Siliciumschicht und ein Kanalschutzfilm kontinuierlich gebildet. In 53D wird der Kanalschutzfilm 314 in einer von selbst ausgerichteten Weise mittels einer Belichtung mit Licht durch die hintere Oberfläche zurückgelassen. In 53E wird ein Metallfilm 321 zur Bildung der Kontaktschicht und der Source-Drain-Schicht gebildet. In 53F werden eine Source-Elektrode 41 und eine Drain-Elektrode 42 unter Zuhilfenahme des Photolithographieverfahrens zurückgelassen. In diesem Moment wird der Metallfilm sogar an einer Position entsprechend dem Vorsprung 20C auf der Innenseite des Spalts zurückgelassen. In 53G wird ein Passivierungsfilm 33 gebildet. In 53H wird ein Kontaktloch 332 für die Source-Elektrode 41 und die Pixelelektrode gebildet. In 53I wird ein ITO-Film 341 gebildet. In 53J wird eine Pixelelektrode 13 durch das Photolithographieverfahren gebildet. In diesem Moment werden Spalte gebildet.
Gemäß dieser wie oben beschriebenen Ausführungsform wird der Vorsprung 20C in dem Spalt 21 der Pixelelektrode 13 gebildet, ohne dass jedoch die Anzahl der Schritte verglichen mit dem herkömmlichen Prozess erhöht wird. Die Orientierung wird dabei aufgrund des Vorsprungs 20C weiter stabilisiert. In dieser Ausführungsform wird der Vorsprung in dem Spalt der Pixelelektrode durch das Übereinanderlegen von drei Schichten gebildet, d. h. der Gate-Busleitungsschicht, der Kanalschutzschicht und der Source/Drain-Schicht. Der Vorsprung kann jedoch durch eine Schicht oder durch eine Kombination von zwei Schichten gebildet werden.
54 ist eine Darstellung, welche die Form der Vorsprünge 20A und 20B in der neunten Ausführungsform zeigt, die in einer Richtung vertikal zum Feld betrachtet werden. 55 ist eine Darstellung, die eine praktische Draufsicht von Pixelabschnitten der neunten Ausführungsform zeigt. Ein Feld der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch die zickzackförmige Ausbildung der Vorsprünge 20A und 20B in dem Feld der ersten Ausführungsform wie jene in dem der sechsten Ausführungsform vorgesehen. Die Vorsprünge 20A und 20B sind im Zickzack ausgebildet, wie veranschaulicht, so dass eine Orientierung erzielt werden kann, die bewirkt, dass jede Domäne in vier Regionen unterteilt wird. Die Richtungen der Oberflächen jedes Vorsprungs, die eine Biegung erreichen und von dieser wegführen, sind voneinander um 90° verschieden. Da flüssigkristalline Moleküle in einer Richtung vertikal zu den Oberflächen jedes Vorsprungs ausgerichtet sind, kann eine Orientierung erzielt werden, die bewirkt, dass jede Domäne in vier Regionen unterteilt wird. In der Praxis wurde ein Feld hergestellt, in dem eine Dicke der Flüssigkristallschicht 4,1 μm beträgt, eine Breite und eine Höhe der Vorsprünge 20A 10 μm bzw. 4 μm betragen, eine Breite und eine Höhe der Vorsprünge 20B 5 μm bzw. 1,2 μm betragen, ein Spalt zwischen den Vorsprüngen 20A und 20B (eine Distanz in der Richtung, die von der horizontalen Linie in der Figur um 45° verschoben ist) 27,5 μm beträgt, und eine Größe des Pixels (Pixelanordnungsteilungen) 99 μm × 297 μm beträgt. Als Messergebnis bei diesem Feld ist die Antwortgeschwindigkeit des Felds identisch mit jener des Felds der ersten Ausführungsform. Die Betrachtungswinkelcharakteristik davon ist identisch mit jener in der sechsten Ausführungsform, und ist so ausgezeichnet, dass sie zeigt, dass die Orientierung vertikal und lateral gleichmäßig unterteilt ist. Optimalwerte der Breite, der Höhe und des Spalts der Vorsprünge stehen in Beziehungen miteinander. Ferner werden sie gemäß den Materialien der Vorsprünge, dem vertikalen Ausrichtungsfilm, dem Flüssigkristall, einer Dicke der Flüssigkristallschicht, usw., verändert.
In dem Feld der neunten Ausführungsform kann die Kipprichtung der flüssigkristallinen Moleküle gesteuert werden, um vier Richtungen zu enthalten. Die Regionen A, B, C und D in 54 sind Regionen, die so zu steuern sind, dass flüssigkristalline Moleküle darin in den vier Richtungen ausgerichtet werden. Das Verhältnis der Regionen innerhalb eines Pixels ist ungerade. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Muster von Vorsprüngen kontinuierlich ist und in allen Pixeln in gleicher Weise lokalisiert ist, und eine Teilung wiederholter Muster von Vorsprüngen wird mit einer Teilung in einem Array angeordneter Pixel abgeglichen. In der Realität wird die in 47 bis 48C gezeigte Betrachtungswinkelcharakteristik aufgezeigt, sie reflektiert jedoch nicht das ungerade Verhältnis von Regionen, das aus der Orientierungsunterteilung resultiert. Dieser Zustand wird jedoch nicht sehr bevorzugt. Das in 54 gezeigte Muster von Vorsprüngen wird daher über die gesamten Substrate gebildet, wobei die Teilung von Pixeln vernachlässigt wird. Die Breite eines Resists beträgt 7 Mikrometer, ein Intervall zwischen Resistlinien beträgt 15 Mikrometer, die Höhe des Resists beträgt 1,1 Mikrometer, und die Dicke der Zellen beträgt 3,5 Mikrometer. Unter Verwendung eines TFT-Substrats und eines CF-Substrats, welche diese Bedingungen erfüllen, wurde eine Flüssigkristallanzeige der Größe 15 als Prototyp erzeugt. Einige Resistlinien beeinträchtigten Gate-Busleitungen und Daten-Busleitungen. Dennoch erschien eine allgemein gute Anzeige. Auch wenn die Breite des Resists erhöht wurde, um 15 Mikrometer zu betragen, und das Intervall zwischen Resistlinien auf 30 Mikrometer erhöht wurde, wurden nahezu dieselben Ergebnisse erhalten. Wenn die Breite von Vorsprüngen und die Teilung wiederholter Muster viel kleiner gemacht werden als die Teilung von Pixeln, kann dementsprechend eine gute Anzeige erzielt werden, auch wenn ein Muster von Vorsprüngen gezeichnet wird, wobei die Abmessungen eines Pixels vernachlässigt werden. Dabei erweitert sich die Freiheit im Design. Zur vollständigen Verhinderung einer Interferenz mit Busleitungen solle die Teilung wiederholter Muster von Vorsprüngen oder Kerben auf einen ganzzahligen Teiler oder ein ganzzahliges Vielfaches der Teilung von Pixeln gesetzt werden. Ähnlich muss ein Zyklus von Vorsprüngen unter Be rücksichtigung eines Zyklus von Pixeln festgelegt werden und sollte vorzugsweise auf einen ganzzahligen Teiler oder ein ganzzahliges Vielfaches der Teilung von Pixeln gesetzt werden.
Wenn in der neunten Ausführungsform ein Muster von Vorsprüngen verwendet wird, das diskontinuierlich ist, wie das in 56 gezeigte, ist das Verhältnis von Regionen innerhalb eines Pixels, in dem flüssigkristalline Moleküle in vier verschiedenen Richtungen ausgerichtet werden, gerade. Es besteht weiterhin kein besonderes Problem bei der Herstellung. Da jedoch das Muster von Vorsprüngen diskontinuierlich ist, ist die Orientierung des Flüssigkristalls an den Rändern der Muster ungeordnet. Dies führt zu einer verschlechterten Anzeigequalität wie einem Lichtaustritt. Auch von diesem Standpunkt sollte vorzugsweise die Teilung wiederholter Muster von Vorsprüngen mit der Teilung in einem Array angeordneter Pixel abgeglichen werden, und ein kontinuierliches Muster von Vorsprüngen sollte verwendet werden.
In der neunten Ausführungsform werden die Vorsprünge aus dielektrischen Materialien in einer Zickzack-Form auf den Elektroden 12, 13 als Domänenregelungsmittel gebildet, und die Vorsprünge regeln die Ausrichtungsrichtung der flüssigkristallinen Moleküle. Die auf den Elektroden vorgesehenen Spalte generieren schräge elektrische Felder an den Rändern davon, wie oben beschrieben, und die schrägen elektrischen Felder wirken als Domänenregelungsmittel. Die Ränder der Zellen-(Pixel-)Elektroden generieren auch ein schräges elektrisches Feld. Daher muss das schräge elektrische Feld als Domänenregelungsmittel angesehen werden.
57A und 57B sind Darstellungen zur Erläuterung dieses Phänomens und zeigen den Fall der vertikalen Orientierung, die von der vertikalen Richtung etwas geneigt ist. Jedes Flüssigkristallpartikel 14 ist im Wesentlichen verti kal orientiert, wenn keine Spannung daran angelegt wird, wie in 57A gezeigt. Beim Anlegen einer Spannung zwischen den Elektroden 12 und 13 wird jedoch ein elektrisches Feld in einer vertikalen Richtung in den Elektroden 12 und 13 in der anderen Region als dem Perimeter der Elektrode 13 generiert, so dass die flüssigkristallinen Moleküle 14 in der Richtung rechtwinklig zum elektrischen Feld gekippt werden. Eine Elektrode ist eine gemeinsame Elektrode, und die andere Elektrode ist eine Anzeigepixelelektrode, die in jedes Anzeigepixel getrennt ist. Daher wird die Richtung des elektrischen Felds 8 an seinem Perimeterrand (Rand) geneigt, wie in 57B gezeigt. Die flüssigkristallinen Moleküle 14 werden in der Richtung rechtwinklig zum elektrischen Feld 8 gekippt. Die Neigungsrichtung des Flüssigkristalls ist daher zwischen dem zentralen Abschnitt und dem Rand des Pixels verschieden, wie gezeigt. Dieses Phänomen wird "Reverse Tut" genannt. Ein "Reverse Tilt" bewirkt, dass eine Schlierenstruktur in dem Anzeigepixelbereich gebildet wird, und verschlechtert so die Anzeigequalität.
Der Reverse Tilt tritt auch in dem Fall auf, wo das Domänenregelungsmittel verwendet wird. 58 ist eine Darstellung, die einen Abschnitt 41 zeigt, wo die Schlierenstruktur in einer Konfiguration beobachtet werden kann, die mit einem Zickzack-Vorsprungmuster der neunten Ausführungsform gebildet wird. 59 ist eine Darstellung, die in vergrößerter Form die Nachbarschaft des Abschnitts 41 zeigt, wo eine Schlierenstruktur beobachtet wird, und zeigt auch die Richtung, in welche die flüssigkristallinen Moleküle 14 beim Anlegen einer Spannung daran gekippt werden. In diesem Fall werden Vorsprünge aus verschiedenen Materialien auf dem Pixelelektrodensubstrat, das mit einem TFT gebildet wird, und auf dem gegenüberliegenden Substrat, das mit einer gemeinsamen Elektrode gebildet wird, gebildet. Ein vertikaler Ausrichtungsfilm wird gedruckt, und die Vorrichtung wird montiert, ohne gerieben zu werden. Die Zellendicke beträgt 3,5 μm. Der Abschnitt 41, wo die Schlierenstruktur beobachtet wird, ist dort, wo die Richtung, in welche die flüssigkristallinen Moleküle durch die Orientierungsregelungskraft aufgrund des diagonalen elektrischen Felds fallen, von der Richtung der Orientierungsregelung aufgrund der Vorsprünge stark verschieden ist. Dies reduziert den Kontrast und die Antwortrate, was zu einer verschlechterten Anzeigequalität führt.
In dem Fall, wo die Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die aus einem im Zickzack gebogenen Vorsprungmuster konfiguriert ist, in der neunten Ausführungsform getrieben wird, ist die Anzeige in einem Teil der Anzeigepixel verdunkelt, oder es tritt ein Phänomen, das Nachbild genannt wird, in dem eine etwas vorhergehende Anzeige zurückzubleiben scheint, in der Anzeige einer Animation oder einer Schreibmarkenlageänderung auf. 60 ist eine Darstellung, welche eine Region zeigt, die in dem Pixel auf dem in der neunten Ausführungsform konfigurierten Flüssigkristallfeld schwarz erscheint. Es wird gefunden, dass in dieser Region die Orientierungsveränderung beim Anlegen einer Spannung sehr langsam ist.
61A ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' in 60, 61B ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B'. Der Schnitt A-A', wie in 60 gezeigt, hat eine schwarz aussehende Region in der Nachbarschaft des linken Rands, wohingegen in der Nachbarschaft des rechten Rands eine schwarz erscheinende Region fehlt. In Entsprechung dazu, wie in 61A gezeigt, ist die Richtung, in der die flüssigkristallinen Moleküle durch die Orientierungsregelungskraft aufgrund des diagonalen elektrischen Felds gekippt werden, von der Richtung der Orientierungsregelung aufgrund der Vorsprünge in der Nachbarschaft des linken Rands erheblich verschieden, wohingegen die Richtung, in der die flüssigkristallinen Moleküle durch die Orientierungsregelungskraft aufgrund des diagonalen elektrischen Felds gekippt werden, mit der Richtung der Orientierungsregelung aufgrund der Vorsprünge in der Nachbarschaft des rechten Rands vergleichsweise koinzidiert. In ähnlicher Weise ist eine schwarz aussehende Region in der Nachbarschaft des rechten Rands vorhanden, fehlt jedoch in der Nachbarschaft des linken Rands. In Entsprechung dazu, wie in 61B gezeigt, ist die Richtung, in der die flüssigkristallinen Moleküle durch die Orientierungsregelungskraft aufgrund des diagonalen elektrischen Felds gekippt werden, von der Richtung der Orientierungsregelung aufgrund der Vorsprünge in der Nachbarschaft des rechten Rands erheblich verschieden, wohingegen die Richtung, in der die flüssigkristallinen Moleküle durch die Orientierungsregelung aufgrund des diagonalen elektrischen Felds gekippt werden, mit der Richtung der Orientierungsregelung aufgrund der Vorsprünge in der Nachbarschaft des linken Rands vergleichsweise koinzidiert.
Die Verschlechterung der Anzeigequalität ist auf den Abschnitt zurückzuführen, wie oben beschrieben, wo die Richtung, in der die flüssigkristallinen Moleküle durch die Orientierungsregelungskraft aufgrund des diagonalen elektrischen Felds an einem Rand der Anzeigepixelelektrode gekippt werden, von der Orientierungsregelungskraft aufgrund der Vorsprünge beim Anlegen einer Spannung daran erheblich verschieden ist.
In dem Fall, wo eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Konfiguration mit einem Vorsprungmuster getrieben wird, ist ersichtlich, dass sich die Anzeigequalität in der Nachbarschaft der Busleitung (Gate-Busleitung oder Daten-Busleitung) in dem Pixel verschlechtert. Dies ist auf die unerwünschte winzige Region (Domäne) zurückzuführen, die in der Nachbarschaft der Busleitung gebildet wird, und auf die daraus resultierende Störung der Flüssigkristallorientierung und reduzierte Antwortrate. Das Problem entsteht so durch eine reduzierte Betrachtungswinkelcharakteristik und eine reduzierte Farbcharakteristik im Halbton.
62A und 62B sind Darstellungen, die eine Grundkonfiguration einer LCD gemäß einer zehnten Ausführungsform zeigen. Ein Pixel funktioniert innerhalb des durch eine Zellenelektrode 13 definierten Bereichs, der als Anzeigeregion bezeichnet wird, und der übrige Teil ist eine anzeigefreie Region. Normalerweise sind eine Busleitung und ein TFT in einer anzeigefreien Region angeordnet. Eine aus einem Metallmaterial hergestellte Busleitung hat eine Maskierungscharakteristik, aber ein TFT sendet Licht aus. Als Ergebnis wird ein Maskierungsglied, das als schwarze Matrix (BM) bezeichnet wird, zwischen einem TFT, einer Zellenelektrode und einer Busleitung eingefügt.
Gemäß der zehnten Ausführungsform ist ein Vorsprung 20A in der anzeigefreien Region auf einer gemeinsamen Elektrode 12 eines CF-Substrats 16 so angeordnet, dass eine Orientierungsregelungskraft in einer Richtung generiert wird, welche von der Orientierungseinschränkungskraft verschieden ist, die aufgrund eines diagonalen elektrischen Felds generiert wird, das durch einen Rand der Zellenelektrode 13 generiert wird. 62A zeigt den Zustand, wo keine Spannung angelegt wird. In diesem Zustand sind flüssigkristalline Moleküle 14 im Wesentlichen rechtwinklig zu den Oberflächen der Elektroden 12, 13 und des Vorsprungs 20A aufgrund des vertikalen Orientierungsprozesses orientiert. Beim Anlegen einer Spannung an diese, wie in 62B gezeigt, werden die flüssigkristallinen Moleküle 14 in der Richtung rechtwinklig zu dem elektrischen Feld 8 orientiert. In der anzeigefreien Region, wo die Zellenelektrode 13 fehlt, wird das elektrische Feld diagonal von der Nachbarschaft eines Rands der Zellenelektrode 13 zur anzeigefreien Region gebildet. Dieses diagonale elektrische Feld tendiert dazu, die flüssigkristallinen Moleküle 14 in einer Richtung zu orientieren, die von der Orientierung in der Anzeigeregion verschieden ist, wie in 57B gezeigt. Die Orientierungsregelungskraft des Vorsprungs 42 orientiert jedoch die flüssigkristallinen Moleküle 14 in derselben Richtung wie in der Anzeigeregion, wie in 62A gezeigt.
63 ist eine Darstellung, die ein Vorsprunganordnungsmuster in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung der zehnten Ausführungsform zeigt. 64 ist eine Darstellung, die, in vergrößerter Form, den durch einen Kreis in 63 definierten Abschnitt zeigt. In der zehnten Ausführungsform ist ein neuer Vorsprung 52 in der Nähe des Abschnitts gebildet, wo eine Schlierenstruktur beobachtet wird. Dieser Vorsprung 52 ist mit einer auf der gemeinsamen Elektrode 12 gebildeten Vorsprunganordnung 20A verbunden und einteilig ausgebildet. Die in 62A und 62B gezeigte Beziehung wird an dem mit dem Vorsprung 52 gebildeten Abschnitt realisiert, wo die Orientierung der flüssigkristallinen Moleküle 14 an einem Rand der Zellenelektrode mit der Orientierung in der Anzeigeregion koinzidiert, wie in 64 gezeigt. Daher kann die Schlierenstruktur, die in 58 beobachtet wurde, in 64 für eine verbesserten Anzeigequalität nicht beobachtet werden.
255 zeigt eine Modifikation, bei welcher der Vorsprung 52 angeordnet ist, um dem Rand der Pixelelektrode 13 zugewandt zu sein. In dieser Modifikation wird keine Schlierenstruktur beobachtet.
Die zehnte Ausführungsform, bei der ein transparentes Acrylharz für den Vorsprung verwendet wird, kann alternativ dazu ein schwarzes Material verwenden. Die Verwendung eines schwarzen Harzmaterials kann das Austrittslicht an dem Vorsprung abschirmen und verbessert daher den Kontrast. Dies ist auch der Fall bei den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Der Vorsprung 52, der als Domänenregelungsmittel für die anzeigefreie Region in der anzeigefreien Region verwendet wird, wie in 62A und 63 gezeigt, kann durch eine Vertiefung (Rille) mit dem gleichen Effekt ersetzt werden. Es ist jedoch erforderlich, dass die Vertiefung auf dem TFT-Substrat gebildet ist.
Ein beliebiges Domänenregelungsmittel für die anzeigefreie Region kann eingesetzt werden, das eine geeignete Orientierungsregelungskraft aufweist. Es ist bekannt, dass sich die Orientierungsrichtung verändert, wenn beispielsweise Licht mit einer spezifischen Wellenlänge, wie Ultraviolettlicht, auf den Ausrichtungsfilm eingestrahlt wird. Durch die Nutzung dieses Phänomens ist es möglich, ein Domänenregelungsmittel für die anzeigefreie Region durch die Veränderung der Orientierungsrichtung in einem Teil der anzeigefreien Region zu realisieren.
65A und 65B sind Darstellungen zur Erläuterung der Veränderung in der Orientierungsrichtung durch das Einstrahlen von Ultraviolettlicht. Die Substratoberfläche wird mit einem vertikalen Ausrichtungsfilm überzogen, wie in 65A gezeigt, und ein nicht-polarisiertes Ultraviolettlicht wird aus einer Richtung unter einem Winkel von etwa 43° darauf eingestrahlt, wie in 65B gezeigt. Es ist bekannt, dass die Orientierungsrichtung der flüssigkristallinen Moleküle 14 dann in die Richtung kippt, in der das Ultraviolettlicht eingestrahlt wird.
66 ist eine Darstellung, die eine Modifikation der zehnten Ausführungsform zeigt. Das Ultraviolettlicht wird aus der durch einen Pfeil 54 angezeigten Richtung auf einen Abschnitt 53 des Ausrichtungsfilms auf dem TFT-Substrat gegenüber dem Vorsprung 52 eingestrahlt, der das in 63 gezeigte Domänenregelungsmittel für die anzeigefreie Region darstellt. Als Ergebnis erfährt der Abschnitt 53 eine Orientierungsregelungskraft, die in einer solchen Richtung wirkt, dass der Effekt des diagonalen elektrischen Felds an dem Rand der Zellenelektrode 13 versetzt wird. Dementsprechend wird ein Effekt ähnlich jenem der in 63 gezeigten zehnten Ausführungsform erhalten. Obwohl das Ultraviolettlicht nur auf das TFT-Substrat in 66 eingestrahlt wird, kann es alternativ dazu nur auf das CF-Substrat 16 oder sowohl auf das TFT-Substrat als auch auf das CF-Substrat eingestrahlt werden. Es ist erforderlich, dass die Richtung, in der das Ultraviolettlicht eingestrahlt wird, optimal eingestellt wird, indem ein Mittelweg zwischen dem Grad der Orientierungsregelungskraft in Bezug auf die Einstrahlungsbedingungen und der Orientierungsregelungskraft aufgrund des diagonalen elektrischen Felds gefunden wird.
Das Domänenregelungsmittel für die anzeigefreie Region, welches den Effekt des diagonalen elektrischen Felds, das an einem Rand der Zellenelektrode generiert wird, auf die Orientierung der flüssigkristallinen Moleküle in der Anzeigeregion reduziert, und die Orientierung der flüssigkristallinen Moleküle in der Anzeigeregion stabilisiert, kann bei verschiedensten Systemen einschließlich des VA-Systems angewendet werden.
Nun werden erwünschte Anordnungen der Vorsprünge und Vertiefungen, die als Domänenregelungsmittel wirken, in Bezug auf Ränder der Pixelelektroden beschrieben. 67A bis 67C sind Darstellungen, die relative Grundpositionen des Rands der Zellenelektrode und der als Domänenregelungsmittel wirkenden Vorsprünge zeigen. Vorsprünge 20B sind an den Rän dern der Zellenelektrode 13 angeordnet, wie in 67A gezeigt, oder ein Vorsprung 20A ist auf der gemeinsamen Elektrode 12 gegenüber dem Rand der Zellenelektrode 13 angeordnet, wie in 67B gezeigt. Als weitere Alternative ist der Vorsprung 20A auf dem CF-Substrat innerhalb der Anzeigeregion in Bezug auf die Ränder der Zellenelektrode 13 gebildet, wie in 67C gezeigt, wohingegen der Vorsprung 20B auf dem TFT-Substrat 17 in der anzeigefreien Region angeordnet ist.
In 67A und 67B sind die Vorsprünge an den Rändern der Zellenelektrode 13 oder in einer gegenüberliegenden Beziehung dazu angeordnet, und die Region, wo die Vorsprünge die Orientierungsrichtung des Flüssigkristalls beeinflussen, wird von den Rändern definiert. Ungeachtet des Zustands des diagonalen elektrischen Felds in der anzeigefreien Region wird daher die Orientierung in der Anzeigeregion in keiner Weise beeinträchtigt. So wird eine stabile Orientierung in der Anzeigeregion sichergestellt, und die Anzeigequalität wird verbessert.
Gemäß den Bedingungen für die in 67C gezeigte Anordnung wirkt die Orientierungseinschränkungskraft des diagonalen elektrischen Felds an einem Rand der Zellenelektrode 13 in derselben Richtung wie die Orientierungseinschränkungskraft der Vorsprünge, und daher kann eine stabile Orientierung ohne die Entwicklung irgendeiner Domäne erhalten werden.
69A und 69B sind Darstellungen, welche eine Anordnung einer linearen (streifenförmigen) Vorsprunganordnung zeigen, die ein Domänenregelungsmittel auf einer LCD darstellt, wobei die Bedingungen von 67C in der ersten Ausführungsform realisiert werden. 69A ist eine Draufsicht, und 69B ist eine Schnittansicht. In der Konfiguration von 69A und 69B beträgt die Vorsprunghöhe etwa 2 μm, beträgt die Vorsprungbreite 7 μm, und beträgt das Intervall zwischen Vorsprüngen 40 μm. Nachdem zwei Substrate aneinander angebracht werden, werden die Vorsprünge des TFT-Substrats in gestaffelter Weise mit den Vorsprüngen des CF-Substrats angeordnet. Um die Bedingungen von 67C zu realisieren, werden die Vorsprünge des TFT-Substrats 17 zwischen den Zellenelektroden 13 positioniert. Da eine Gate-Busleitung 31 zwischen den Zellenelektroden 13 positioniert ist, ist jedoch der zwischen den Zellenelektroden 13 angeordnete Vorsprung auf der Gate-Busleitung 31 lokalisiert.
Mit der LCD von 69A und 69B wird keine unerwünschte Domäne beobachtet, und die Schaltgeschwindigkeit ist an keinem Abschnitt niedrig. Daher wird eine überlegene Anzeigequalität ohne jegliches Nachbild erhalten. Unter der Annahme, dass die Vorsprünge 20B zwischen den Zellenelektroden 13 in 69A und 69B an den Rändern der Zellenelektroden 13 angeordnet sind, können die Bedingungen von 67A erfüllt werden, wohingegen, wenn die Anordnung der Vorsprünge 20A und 20B zwischen den beiden Substraten umgekehrt wird, andererseits die Bedingungen von 67B erfüllt werden. Der auf oder in gegenüberliegender Beziehung zu den Rändern angeordnete Vorsprung kann alternativ dazu entweder auf dem TFT-Substrat 17 oder auf dem CF-Substrat 16 angeordnet sein. Unter Berücksichtigung einer Verlagerung der aneinander angebrachten Substrate werden die Vorsprünge jedoch zweckmäßig an den Rändern der Zellenelektroden 13 auf dem TFT-Substrat 17 gebildet.
70A und 70B sind Darstellungen, die eine Anordnung einer Vorsprunganordnung eines weiteren Vorsprungmusters für eine LCD gemäß einer elften Ausführungsform zeigen, welche die Bedingungen von 67C erfüllt. 70A ist eine Draufsicht, und 70B ist eine Schnittansicht. Ein geriffeltes Gitter von Vorsprüngen ist zwischen den Zellen elektroden 13 angeordnet, und Vorsprünge mit einer Form ähnlich dem oben angegebenen Vorsprungmuster sind sequentiell einwärts von jedem Pixel gebildet, wie gezeigt. Durch die Verwendung dieses Vorsprungmusters kann die Orientierung in jedem Pixel in vier Richtungen unterteilt werden, jedoch nicht in einem gleichen Anteil. Auch in diesem Fall ist das geriffelte Vorsprungmuster auf der Gate-Busleitung 31 und der Daten-Busleitung 32 zwischen den Zellenelektroden 13 angeordnet.
Auch in 70A und 70B werden die Bedingungen von 67A und 67B erfüllt, wenn die Vorsprünge 20B, die ansonsten zwischen den Zellenelektroden 13 positioniert sind, an einem Abschnitt in einer gegenüberliegenden Beziehung zu einem Rand der Zellenelektrode 13 des TFT-Substrats 17 oder einem Rand des CF-Substrats angeordnet sind. Auch in diesem Fall werden die Vorsprünge vorzugsweise an den Rändern der Zellenelektrode 13 auf dem TFT-Substrat 17 gebildet.
In dem in 70A und 70B gezeigten Beispiel sind Vorsprünge in einem rechteckigen Gitter ähnlich den rechteckigen Zellenelektroden gebildet. Da die Vorsprünge rechteckig sind, kann jedoch kein gleicher Anteil für alle Orientierungsrichtungen sichergestellt werden. Angesichts dessen wird eine im Zickzack gebogene Vorsprunganordnung entworfen, die in der neunten Ausführungsform gezeigt ist. Es wird jedoch, wie mit Bezugnahme auf 58 und 60 beschrieben, eine unerwünschte Domäne in der Nachbarschaft der Ränder der Zellenelektrode 13 generiert, außer es werden Vorsprünge wie in 63 gezeigt gebildet. Aus diesem Grund sind unabhängige Vorsprünge für verschiedene Pixel, und nicht eine kontinuierliche Anordnung von Vorsprüngen das nächste Dikussionsthema, wie in 71 gezeigt. In dem Fall, wo die Vorsprünge 20A und 20B wie in 71 gezeigt gebildet sind, tritt jedoch eine abnormale Orientierung an dem durch T an gezeigten Abschnitt des Pixels 13 auf, mit dem Ergebnis, dass die Differenz der Distanz von einem elektrischen Feldcontroller (TF) 33 das Problem einer reduzierten Antwortrate erzeugt. Mit der Vorsprunganordnung, die in einem rechteckigen Pixel im Zickzack gebogen ist, ist es unmöglich, die in 67A bis 67C gezeigten Bedingungen für die Anordnung der Vorsprünge in Bezug auf alle Ränder der Zellenelektrode zu erfüllen. Eine zwölfte Ausführungsform soll dieses Problem lösen.
72 ist eine Darstellung, welche die Formen der Zellenelektrode 13, der Gate-Busleitung 31, der Daten-Busleitung 32, des TFT 33 und der Vorsprünge 20A, 20B gemäß der zwölften Ausführungsform zeigt. In der zwölften Ausführungsform, wie gezeigt, hat die Zellenelektrode 13 eine Form ähnlich der gebogenen Form der Zickzack-Vorsprünge 20A, 20B. Diese Form verhindert das Auftreten einer abnormalen Orientierung, und die gleiche Distanz vom TFT 33 zum Ende der Zellenelektrode 13 kann die Antwortrate verbessern. Gemäß der zwölften Ausführungsform ist auch die Gate-Busleitung 31 konform mit der Form der Zellenelektrode 13 im Zickzack gebogen.
Sofern die auf der Gate-Busleitung 31 angeordneten Vorsprünge auf den Abschnitten in einer gegenüberliegenden Beziehung zu den Rändern der Zellenelektrode 13 oder den Rändern des CF-Substrats gebildet sind, werden die Bedingungen von 67A und 67B erfüllt. Auch in diesem Fall werden die Vorsprünge zweckmäßig an den Rändern der Zellenelektrode 13 auf dem TFT-Substrat gebildet.
Dennoch können die Bedingungen von 67A und 67B nur für die Ränder parallel zur Gate-Busleitung 31 erfüllt werden, jedoch nicht für die Ränder parallel zur Daten-Busleitungen 32. Als Ergebnis wird der letztere Abschnitt dem Effekt des diagonalen elektrischen Felds ausgesetzt, wodurch sich das oben mit Bezugnahme auf 57A bis 60 beschriebene Problem stellt.
73 ist eine Darstellung, welche die Formen der Zellenelektrode 13, der Gate-Busleitung 31, der Daten-Busleitung 32, des TFT 33 und der Vorsprünge 20A, 20B gemäß einer Modifikation der zwölften Ausführungsform zeigt. Im Gegensatz zur zwölften Ausführungsform von 72, in der die Gate-Busleitung 31 konform mit der Form der Zellenelektrode 13 im Zickzack gebildet ist, hat die Zellenelektrode 13 eine wie in 73 gezeigte Form, so dass die Gate-Busleitung 31 geradlinig ist, wohingegen die Daten-Busleitung 32 im Zickzack gebogen ist. In 73 sind die Vorsprünge 20A und 20B für verschiedene Pixel nicht unabhängig, sondern bilden einen kontinuierlichen Vorsprung, der eine Vielzahl von Pixeln abdeckt. Der Vorsprung 20B ist auf der Daten-Busleitung 32 angeordnet, die vertikal zwischen den Zellenelektroden 13 ausgelegt ist, um dadurch die Bedingungen von 67C zu erfüllen. Die Anordnung von 73 kann auch die Bedingungen von 67A und 67B realisieren, sofern die auf der Daten-Busleitung 32 angeordneten Vorsprünge in einer räumlich gegenüberliegenden Beziehung zu den Rändern der Zellenelektrode 13 oder den Rändern des CF-Substrats 16 gebildet sind. Auch in diesem Fall werden die Vorsprünge zweckmäßig an den Rändern der Zellenelektrode 13 auf dem TFT-Substrat gebildet.
In der Anordnung von 73 kreuzt jeder Vorsprung den Rand der Zellenelektrode 13 parallel zur Gate-Busleitung 31. Der daraus resultierende Effekt des diagonalen elektrischen Felds auf diesen Abschnitt führt zu dem oben mit Bezugnahme auf 57A bis 60 beschriebenen Problem.
74 ist eine Darstellung, die eine weitere Modifikation der zwölften Ausführungsform zeigt. In der in 74 gezeigten Anordnung sind die Vorsprünge zweimal in einem Pixel gebogen. Dadurch erhält das Pixel eine ungefähr rechteckige Form verglichen mit 73, und daher ist die Anzeige leichter zu sehen.
75 ist eine Darstellung, welche die Formen der Zellenelektrode 13, der Gate-Busleitung 31, der Daten-Busleitung 32, des TFT 33 und der Vorsprünge 20A, 20B gemäß einer dreizehnten Ausführungsform zeigt. 76A und 76B sind Schnittansichten entlang der Linien A-A' und B-B' in 75. Um den Effekt des diagonalen elektrischen Felds an den Rändern der Zellenelektrode 13 mit einer im Zickzack gebogenen Vorsprunganordnung zu mildern, enthält die zehnte Ausführungsform das Domänenregelungsmittel für die anzeigefreie Region, das außerhalb der Anzeigeregion angeordnet ist, wohingegen die dreizehnte Ausführungsform die im Zickzack gebogene Zellenelektrode aufweist, wobei beide den Effekt des diagonalen elektrischen Felds nicht vollständig eliminieren konnten. Angesichts dessen wird gemäß der dreizehnten Ausführungsform der Abschnitt, wo die Orientierung wahrscheinlich gestört wird, und eine unerwünschte Domäne wahrscheinlich auftreten wird, wie in 58 und 60 gezeigt, mit einer schwarzen Matrix 34 maskiert, um den Effekt des diagonalen elektrischen Felds auf die Anzeige zu eliminieren.
An dem in 75 gezeigten Abschnitt A-A', der frei ist von dem Effekt des diagonalen elektrischen Felds, ist die BM 34 verschmälert, wie in 76A gezeigt, wohingegen an dem Abschnitt B-B', wo das diagonale elektrische Feld einen erheblichen Effekt hat, verglichen mit dem Stand der Technik die Breite der BM 34 so erhöht ist, dass kein Bild angezeigt wird. Auf diese Weise wird die Anzeigequalität nicht verschlechtert, und es wird auch kein Nachbild oder ein reduzierter Kontrast verursacht. Der vergrößerte Bereich der BM 34 reduziert jedoch die Leuchtdichte der Anzeige auf grund einer reduzierten numerischen Apertur. Dennoch entsteht kein Problem, sofern der Bereich der Vergrößerung der BM 34 nicht erheblich ist.
Gemäß dieser Erfindung, wie mit Bezugnahme auf die zehnte bis dreizehnte Ausführungsform beschrieben. kann der Effekt des diagonalen elektrischen Felds an den Randabschnitten der Zellenelektrode gemildert werden, und daher kann die Anzeigequalität verbessert werden.
In den wie oben ausgeführten Ausführungsformen wird die Orientierung des Flüssigkristalls durch das Domänenregelungsmittel unterteilt. Eine detaillierte Beobachtung der Orientierung in dem Grenzabschnitt der Domäne zeigt jedoch die Tatsache auf, dass die Domäne in die 180° auseinanderliegenden Richtungen am Domänenregelungsmittel unterteilt wird, dass winzige Domänen mit einer um 90° unterschiedlichen Richtung in dem Grenzabschnitt (auf einem Vorsprung, einer Vertiefung oder einem Spalt) zwischen Domänen existieren, und dass eine schwarz aussehende Region in der Begrenzung (der Nachbarschaft des Rands einen allfälligen Vorsprungs) jeder Domäne einschließlich einer winzigen Domäne existiert. Die dunkel aussehende Region führt zu einer reduzierten numerischen Apertur und verdunkelt die Anzeige. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung unter Verwendung eines TFT, wie oben beschrieben, erfordert eine CS-Elektrode, die zu einer reduzierten numerischen Apertur beiträgt. In anderen Fällen wird eine schwarze Matrix (BM) zum Abschirmen der Umgebung der Anzeigepixelelektrode und des TFT vorgesehen. In all diesen Fällen ist es notwendig, so weit wie möglich zu verhindern, dass die numerische Apertur reduziert wird.
Die Verwendung eines Speicherkondensators mit der CS-Elektrode wurde oben beschrieben. Die Funktion des Speicherkondensators (CS) und die Elektrodenstruktur seien kurz erläutert. Die Schaltung jedes Pixels in einem Flüssigkris tallfeld mit einem Speicherkondensator ist in 77A gezeigt. Die CS-Elektrode 35, wie in 17 gezeigt, ist in einer solchen Weise parallel zur Zellenelektrode 13 gebildet, dass ein Kondensatorelement zwischen der CS-Elektrode 35 und der Zellenelektrode 13 durch eine dielektrische Schicht konfiguriert wird. Die CS-Elektrode 35 ist mit demselben Potential verbunden wie die gemeinsame Elektrode 12, und daher wird, wie in 77A gezeigt, ein Speicherkondensator 2 parallel zu dem Kondensator 1 aufgrund des Flüssigkristalls gebildet. Beim Anlegen einer Spannung an den Flüssigkristall 1 wird ähnlich eine Spannung an den Speicherkondensator 2 angelegt, so dass die in dem Flüssigkristall 1 gehaltene Spannung auch in dem Speicherkondensator 2 gehalten wird. Verglichen mit dem Flüssigkristall 1 wird der Speicherkondensator 2 von einer Spannungsveränderung der Busleitung oder dgl. leicht beeinträchtigt, und trägt daher effektiv zur Unterdrückung eines Nachbilds oder eines Flimmerns und zu einer Milderung eines Anzeigeausfalls aufgrund des TFT-Aus-Stroms bei. Die CS-Elektrode 35 wird vorzugsweise in derselben Schicht gebildet wie das Gate (Gate-Busleitung), die Source (Daten-Busleitung) oder die Drain-(Zellen-)Elektrode des TFT-Elements, um den Prozess zu vereinfachen. Da diese Elektroden aus einem opaken Metall gebildet werden, um die erforderliche Genauigkeit sicherzustellen, ist die CS-Elektrode 35 auch opak. Die CS-Elektrode wird parallel zur Zellenelektrode 13 gebildet, wie oben beschrieben, und daher kann der Abschnitt der CS-Elektrode nicht als Anzeigepixel für eine reduzierte numerische Apertur verwendet werden.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung muss eine verbesserte Anzeigeleuchtdichte haben, wobei versucht wird, gleichzeitig den Energieverbrauch zu senken. Die numerische Apertur ist daher vorzugsweise so hoch wie möglich. Anderer seits, wie oben erklärt, verschlechtert der Lichtaustritt durch den Spalt, der in den Vorsprüngen oder der Elektrode zur Verbesserung der Anzeigequalität gebildet ist, die Anzeigequalität. Zur Eliminierung dieses Nachteils wird der Vorsprung vorzugsweise aus einem Maskierungsmaterial hergestellt, und der Spalt wird vorzugsweise mit einer BM oder dgl. maskiert. Dennoch tragen diese Maßnahmen zu einer niedrigeren numerischen Apertur bei.
Eine Anordnung der Vorsprünge 20A, 20B und der CS-Elektrode 35 der wie oben ausgeführten Ausführungsform ist in 77B gezeigt. Die Vorsprünge 20A, 20B und die CS-Elektrode 35 sind lichtundurchlässig, und die entsprechenden Abschnitte haben eine niedrige numerische Apertur. Die Vorsprünge 20A, 20B sind teilweise übereinandergelegt, aber teilweise nicht übereinandergelegt auf einem Teil der CS-Elektrode 35 gebildet.
78A und 78B sind Darstellungen, die eine Anordnung der Vorsprünge 20 (20A, 20B) und der CS-Elektroden 35 gemäß einer 14. Ausführungsform zeigen. 78A ist eine Draufsicht, und 78B ist eine Schnittansicht. Eine Vielzahl von CS-Elektrodeneinheiten 35 ist unter den Vorsprüngen 20A, 20B angeordnet, wie gezeigt. Damit ein Speicherkondensator mit einer vorherbestimmten Kapazität realisiert werden kann, ist ein vorherbestimmter Bereich der CS-Elektrodeneinheiten erforderlich. Der kombinierte Bereich der fünf Einheiten, in welche die CS-Elektrode 35 unterteilt ist, wie in 78A und 78B gezeigt, koinzidiert mit dem Bereich der CS-Elektrode 35, der in 77A und 77B gezeigt ist. Angesichts der Tatsache, dass die CS-Elektrodeneinheiten und die Vorsprünge 20A, 20B in 78A und 78B alle übereinandergelegt sind, wird ferner die numerische Apertur nicht wesentlich stärker reduziert als sie von der CS-Elektrode allein reduziert werden würde. Daraus folgt daher, dass die numerische Aper tur durch das Vorsehen der Vorsprünge nicht reduziert wird.
79A und 79B sind Darstellungen, die eine Anordnung von Spalten 21 der Elektroden 12, 13 und der CS-Elektrodeneinheiten 35 gemäß einer Modifikation von 78A und 78B zeigen, welche die vorliegende Erfindung nicht verkörpert. 79A ist eine Draufsicht, und 79B ist eine Schnittansicht. Die Spalte 21 funktionieren als Domänenregelungsmittel und werden vorzugsweise maskiert, um den Lichtaustritt durch diese zu verhindern. In dieser Modifikation wird das Austrittslicht an den Spalten 21 von den CS-Elektrodeneinheiten 35 maskiert. Da der Gesamtbereich der CS-Elektrodeneinheiten 35 gleich bleibt, wird die numerische Apertur nicht reduziert.
80A und 80B sind Darstellungen, die eine Anordnung von Vorsprüngen 20 der Elektroden 12, 13 und der CS-Elektrodeneinheiten 35 gemäß einer weiteren Modifikation der 11. Ausführungsform zeigen. 80A ist eine Draufsicht, und 80B ist eine Schnittansicht. Diese Modifikation ist der oben angegebenen Modifikation von 78A und 78B ähnlich, außer dass die Vorsprünge im Zickzack gebogen sind.
81A und 81B sind Darstellungen, die eine Anordnung von Vorsprüngen 20 der Elektroden 12, 13 und der CS-Elektrodeneinheiten 35 gemäß einer weiteren Modifikation der 14. Ausführungsform zeigen. 81A ist eine Draufsicht, und 81B ist eine Schnittansicht. Diese Modifikation repräsentiert den Fall, in dem der Gesamtbereich der Vorsprünge 20A, 20B größer ist als der Gesamtbereich der CS-Elektrodeneinheiten 35. Gemäß dieser Modifikation sind die CS-Elektrodeneinheiten an Positionen angeordnet, die den Rändern der Vorsprünge 20A, 20B entsprechen, und nicht am zentralen Abschnitt der Vorsprünge angeordnet. Als Ergebnis kann eine winzige Domäne mit einem um 90° verschiedenen Orientierungswinkel, der in der Nachbarschaft der Oberseite des Vor sprungs existiert, effektiv für eine hellere Anzeige verwendet werden.
Die Zusammensetzung, bei der die CS-Elektrode in eine Vielzahl von CS-Elektrodeneinheiten unterteilt ist, kann an einen Fall angepasst werden, in dem Vertiefungen (Rillen) als eines der Domänenregelungsmittel verwendet werden.
Die oben beschriebene 14. Ausführungsform kann die Reduktion in der numerischen Apertur verhindern, die ansonsten von den verwendeten Domänenregelungsmitteln verursacht werden könnte.
82 zeigt ein Vorsprungmuster der fünfzehnten Ausführungsform. In dieser fünfzehnten Ausführungsform sind lineare Vorsprünge 20A und 20B parallel zueinander auf dem oberen bzw. unteren Substrat angeordnet, so dass, wenn sie von der Oberfläche der Substrate betrachtet werden, diese Vorsprünge 20A und 20B einander orthogonal kreuzen. Die flüssigkristallinen Moleküle 14 sind in dem Zustand rechtwinklig zu den Neigungen orientiert, wo keine Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird, aber die flüssigkristallinen Moleküle in der Nähe der Neigungen der Vorsprünge 20A und 20B sind rechtwinklig zu den Neigungen orientiert. Daher sind die flüssigkristallinen Moleküle in der Nähe der Neigungen der Vorsprünge 20A und 20B in diesem Zustand geneigt, und außerdem sind die Neigungsrichtungen in der Nähe der Vorsprünge 20A und 20B voneinander um 90° verschieden. Wenn die Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird, werden die flüssigkristallinen Moleküle in eine Richtung geneigt, die parallel zu den Substraten ist, da jedoch die flüssigkristallinen Moleküle in den voneinander um 90° verschiedenen Richtungen in der Nähe der Vorsprünge 20A bzw. 20B geregelt werden, werden sie verdrillt. Die Veränderung des Bilds in dem Fall der Verdrillung in dieser fünfzehnten Ausführungsform ist gleich wie jene des in 2A bis 2C ge zeigten TN-Modus. 2C zeigt den Zustand, wo keine Spannung angelegt wird, und dies ist nur insofern unterschiedlich, als, wenn die Spannung angelegt wird, der Zustand der in 2A gezeigte wird. Ferner werden vier verschiedene Verdrillungsregionen in dem von den Vorsprüngen 20A und 20B umfassten Bereich in der fünfzehnten Ausführungsform definiert, wie in 82 gezeigt. Dementsprechend ist auch die Betrachtungswinkelleistung ausgezeichnet. Die Richtungen der Verdrillungen sind dabei unter den angrenzenden Regionen verschieden.
83A bis 83D sind erläuternde Ansichten, die zur Erklärung nützlich sind, warum die Antwortgeschwindigkeit in der fünfzehnten Ausführungsform höher ist als jene der ersten Ausführungsform. 83A zeigt den Zustand, wo keine Spannung angelegt wird, und die flüssigkristallinen Moleküle rechtwinklig zu den Substraten orientiert sind. Wenn die Spannung angelegt wird, werden die flüssigkristallinen Moleküle in einer solchen Weise geneigt, dass sie sich in der LCD der fünfzehnten Ausführungsform verdrillen, wie in 83B gezeigt. Im Gegensatz dazu werden die flüssigkristallinen Moleküle an anderen Abschnitten unter Verwendung der flüssigkristallinen Moleküle, die mit den Vorsprüngen in der LCD der ersten Ausführungsform Kontakt halten, als Auslöser orientiert, wie in 83C gezeigt. Die flüssigkristallinen Moleküle in der Nähe der Mitten der oberen und unteren Vorsprünge bewegen sich jedoch unregelmäßig, wenn sich die Orientierung verändert, da sie nicht begrenzt werden, und sie werden nach dem Verstreichen einer bestimmten Zeitperiode in derselben Richtung orientiert, wie in 83D gezeigt. Im Allgemeinen ist die Veränderungsgeschwindigkeit der Verdrillung der LCDs nicht nur in der LCD der VA-System-LCD hoch, welche die Vorsprünge verwendet, und die Antwortgeschwindigkeit der fünfzehnten Ausführungsform ist höher als jene der ersten Ausführungsform.
84 zeigt die Betrachtungswinkelleistung der LCD der fünfzehnten Ausführungsform. Diese Betrachtungswinkelleistung ist in derselben Weise wie jene der VA-LCD der ersten Ausführungsform besonders ausgezeichnet, und ist natürlich höher als jene des TN-Modus und ist zumindest gleich jener des IPS-Modus.
85A ist eine Darstellung, welche die Antwortgeschwindigkeiten mit der Veränderung der Graustufe bei der 16. Gradation, 32. Gradation, 48. Gradation, 64. Gradation und Schwarz (erste Gradation) zeigt, wenn eine 64-Gradationsanzeige mit in der LCD der fünfzehnten Ausführungsform bewirkt wird. Zur Referenz zeigt 85B die Antwortgeschwindigkeit des TN-Modus, 85C zeigt die Antwortgeschwindigkeit des Monodomänen-Va-Modus, bei dem die Orientierung nicht unterteilt wird, und 85D zeigt die Antwortgeschwindigkeit des Multidomänen-VA-Modus unter Verwendung der parallelen Vorsprünge der ersten Ausführungsform. Die Antwortgeschwindigkeit von vollständig Schwarz bis vollständig Weiß ist beispielsweise 58 ms im TN-Modus, 19 ms im Monodomänen-VA-Modus, und 19 ms im Multidomänensystem, wobei sie 19 ms in der fünfzehnten Ausführungsform beträgt, und dieser Wert bleibt auf demselben Niveau wie jene eines anderen VA-Modus. Die Antwortgeschwindigkeit von vollständig Weiß bis vollständig Schwarz ist 21 ms im TN-Modus, 12 ms im Monodomänen-VA-Modus, und 12 ms im Multidomänentyp, wobei sie 6 ms in der fünfzehnten Ausführungsform beträgt, und dieser Wert ist höher als jene anderer VA-Modi. Ferner ist die Antwortgeschwindigkeit von vollständig Schwarz bis zur 16. Gradation 30 ms im TN-Modus, 50 ms im Monodomänentyp, und 130 ms im Multidomänentyp, wohingegen sie 28 ms in der fünfzehnten Ausführungsform beträgt, und dieser Wert bleibt auf demselben Niveau wie jener des TN-Modus und ist bei weitem ausgezeichneter als die Werte anderer VA-Modi. Die Antwortgeschwindigkeit von der 16. Gradation bis vollständig Schwarz ist 21 ms im TN-Modus, 9 ms im Monodomänentyp, und 18 ms im Multidomänentyp, wohingegen sie 4 ms in der fünfzehnten Ausführungsform beträgt, und dieser Wert ist ausgezeichneter als die Werte irgendwelcher anderen Modi. Die Antwortgeschwindigkeit im IPS-Modus ist dabei extrem niedriger verglichen mit irgendwelchen anderen Modi, und die Antwortgeschwindigkeiten von vollständig Schwarz bis vollständig Weiß und umgekehrt betragen 75 ms, die Antwortgeschwindigkeit von vollständig Schwarz bis zur 16. Gradation ist 200 ms, und die Antwortgeschwindigkeit von der 16. Gradation bis vollständig Schwarz ist 75 ms.
Die LCD der fünfzehnten Ausführungsform, wie oben beschrieben, ist sowohl hinsichtlich der Betrachtungswinkelleistung als auch der Antwortgeschwindigkeit besonders ausgezeichnet.
86A und 86B zeigen weitere Vorsprungmuster zum Erzielen des oben beschriebenen VA-Systems des Verdrillungstyps. In 86A sind Vorsprünge 20A und 20B unterbrochen in einer solchen Weise angeordnet, dass sie sich orthogonal in zwei Richtungen auf den jeweiligen Substraten erstrecken und einander nicht kreuzen, einander jedoch kreuzen, wenn sie von den jeweiligen Substraten betrachtet werden. In dieser Ausführungsform sind vier Verdrillungsregionen in einer von 82 verschiedenen Weise gebildet. Die Richtung der Verdrillung ist in jeder Verdrillungsregion gleich, aber die Rotationspositionen weichen voneinander um 90 Grad ab. In 86B sind Vorsprünge 20A und 20B in einer solchen Weise angeordnet, dass sie sich orthogonal in zwei Richtungen zu den jeweiligen Substraten erstrecken und einander kreuzen, aber in beiden Richtungen gegenseitig abweichen. In dieser Ausführungsform sind zwei Verdrillungsregionen mit voneinander verschiedenen Verdrillungsrichtungen gebildet.
In 82, 86A und 86B müssen die auf den beiden Substraten angeordneten Vorsprünge 20A und 20B nicht in einer solchen Weise angeordnet sein, dass sie einander orthogonal kreuzen. 87 zeigt eine Modifikation, bei der die in 82 gezeigten Vorsprünge 20A und 20B so angeordnet sind, dass sie einander unter einem anderen Winkel als 90 Grad kreuzen. Auch in diesem Fall sind vier Verdrillungsregionen mit voneinander verschiedenen Verdrillungsrichtungen gebildet, und der Verdrillungsbetrag ist zwischen den beiden gegenüberliegenden Regionen unterschiedlich.
Ferner kann dasselbe Ergebnis erhalten werden, wenn Spalte anstelle der in 82, 86A und 86B gezeigten Vorsprünge 20A und 20B angeordnet sind.
In der in 82 gezeigten fünfzehnten Ausführungsform gibt es kein Mittel zur Steuerung der Orientierung am zentralen Abschnitt in dem von den Vorsprüngen 20A und 20B umgebenen Rahmen verglichen mit den Abschnitten in der Nähe der Vorsprünge, und es ist wahrscheinlich, dass die Orientierung gestört wird, da er von den Vorsprüngen weit entfernt ist. Aus diesem Grund ist eine längere Zeit erforderlich, bevor die Orientierung stabilisiert wird, und es wird erwartet, dass die Antwortgeschwindigkeit am zentralen Abschnitt niedriger wird. Die Antwortgeschwindigkeit erzielt den höchsten Wert an den Eckabschnitten des Rahmens, da sie von den als zwei angrenzende Seiten dienenden Vorsprüngen stark beeinflusst werden. Die Einflüsse der Orientierung an den Eckabschnitten werden zum zentralen Abschnitt transferiert, treffen auf die Einflüsse anderer Verdrillungsregionen, und die Verdrillungsregionen werden definitiv gemacht und werden stabilisiert. Auf diese Weise werden die Flüssigkristalle nicht alle gleichzeitig orientiert, sondern bestimmte Abschnitte werden zuerst orientiert, und dann wird diese Orientierung zu den Abschnitten in der Nähe übertragen. Daher wird die Antwortgeschwindigkeit am zentralen Abschnitt fern von den Vorsprüngen langsamer. Wenn der durch das Kreuzen definierte Rahmen ein Quadrat ist, wie beispielsweise in 82 gezeigt, werden die Einflüsse von den vier Ecken transferiert, aber wenn der von den kreuzenden Vorsprüngen definierte Rahmen ein Parallelogramm ist, wie in 87 gezeigt, werden die Einflüsse von den spitzen Winkelabschnitten, wo die Einflüsse der Vorsprünge stärker sind, zum zentralen Abschnitt transferiert. Die Einflüsse treffen am zentralen Abschnitt zusammen und werden weiter zu den Ecken mit einem stumpfen Winkel transferiert. Daher wird die Antwortgeschwindigkeit in dem parallelogrammförmigen Rahmen langsamer als im quadratischen Rahmen. Zur Lösung eines derartigen Problems ist ein Vorsprung 20D ähnlich dem Rahmen in der Mitte jedes Rahmens angeordnet, wie in 88 gezeigt. Eine ausgezeichnete Antwortgeschwindigkeit kann erhalten werden, wenn beispielsweise die Vorsprünge 20A und 20B eine Breite von 5 μm und eine Höhe von 1,5 μm haben, der Spalt der Vorsprünge 25 μm beträgt, und der Vorsprung 20D eine quadratische Pyramide mit einem Boden von 5 μm ist.
89 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher der Vorsprung in der Mitte jedes Rahmens des in 87 gezeigten Vorsprungmusters angeordnet ist. Auch gemäß dieser Anordnung kann dasselbe Ergebnis wie jenes von 82 erhalten werden.
In den in 82, 86A, 86B und 87 gezeigten Konstruktionen, bei denen die Vorsprünge 20A und 20B einander kreuzen, kann die Dicke der Flüssigkristallschicht an den Abschnitten begrenzt werden, an denen die Vorsprünge 20A und 20B einander kreuzen, indem die Summe aus der Höhe der Vorsprünge 20A und 20B auf einen Wert gleich dem Spalt der Substrate eingestellt wird, das heißt die Dicke der Flüssig kristallschicht. Gemäß dieser Anordnung muss der Abstandshalter nicht verwendet werden.
90A und 90B sind Darstellungen, welche die Struktur eines Felds der 16. Ausführungsform zeigen. 90A ist eine Seitenansicht, und 90B ist eine schräge Ansicht eines Abschnitts des Felds, der einem Quadrat eines Gitters entspricht. 91 ist eine Darstellung, die ein Muster von Vorsprüngen in der 16. Ausführungsform zeigt, das in einer Richtung vertikal zum Feld betrachtet wird. In der 16. Ausführungsform, wie veranschaulicht, werden die Vorsprünge 20A wie ein Würfelgitter auf der Elektrode 12 geschaffen, die auf einem Substrat gebildet ist, und die pyramidenförmigen Vorsprünge 20B werden an Position geschaffen, die mit den zentralen Abschnitten der gegenüberliegenden Quadrate des Gitters auf den Elektroden auf dem anderen Substrat koinzidieren. In einer in 90B gezeigten Region wird die Orientierung gemäß den im Zusammenhang mit 12B beschriebenen Prinzipien unterteilt und vertikal und lateral gleichmäßig unterteilt. In der Realität wurde ein Prototyp erzeugt, indem die Distanz zwischen den Elektroden auf 3,5 Mikrometer eingestellt wurde, der Abstand seitwärts zwischen Vorsprüngen 20A und 20B auf 10 Mikrometer, und die Höhe der Vorsprünge auf 5 Mikrometer. Als Ergebnis hatte die Betrachtungswinkelcharakteristik des Felds denselben Wert wie jene des Felds der in 22 gezeigten Ausführungsform.
254A und 254B zeigen eine Modifikation der sechzehnten Ausführungsform. 254A zeigt ein Vorsprungmuster, und 254B ist eine Seitenansicht. Bei dieser Modifikation ist die Anordnung der matrixartigen Vorsprünge und der pyramidenförmigen Vorsprünge der sechzehnten Ausführungsform umgekehrt. Mit anderen Worten, der auf der Elektrode 12 des CF-Substrats 16 angeordnete Vorsprung 20A ist pyramidenförmig, wohingegen der Vorsprung 20B auf der Seite des TFT-Substrats 17 eine zweidimensionale Matrixform aufweist. Der Vorsprung 20A ist in der Mitte jedes Pixels 9 angeordnet, und der Vorsprung 20B ist in derselben Teilung wie jener der Pixel angeordnet und ist auf der Busleitung zwischen den Pixeln 9 angeordnet. Daher wird der Flüssigkristall in vier Richtungen innerhalb jedes Pixels orientiert. Die Domäne wird von dem Vorsprung 20A in der Mitte jedes Pixels unterteilt, wie in 254B gezeigt. Der außerhalb der Pixelelektrode 13 angeordnete Vorsprung 20B unterteilt die Orientierung an der Grenze der Pixel, wie in der Zeichnung gezeigt. Ferner wirkt der Rand der Pixelelektrode an diesem Abschnitt als Domänenregelungsmittel. Die Orientierungsregelungskraft durch den Vorsprung 20B und die Orientierungsregelungskraft des Rands der Pixelelektrode koninzidieren miteinander. Dementsprechend kann die Unterteilung der Orientierung stabil durchgeführt werden. Bei dieser Modifikation sind die Distanzen zwischen dem Vorsprung 20A und dem Vorsprung 20B gegenüber dem Rand der Pixelelektrode 12 groß. Daher existiert nur der Vorsprung 20A innerhalb des Pixels, und der Bereich, den der Vorsprung innerhalb des Pixels einnimmt, ist klein, und die Anzeigeleuchtdichte kann verbessert werden, obwohl die Antwortgeschwindigkeit in einem bestimmten Ausmaß sinkt. Ferner können die Herstellungskosten reduziert werden, indem der Vorsprung 20B durch den Bildungsprozess der Busleitung gebildet wird, da die Anzahl der Herstellungsschritte nicht zunimmt.
In der oben ausgeführten ersten bis 16. Ausführungsform werden Vorsprünge, die hergestellt werden, indem ein Resist verwendet wird, das ein Isoliermaterial ist, als Domänenregelungsmittel zum Unterteilen der Orientierung eines Flüssigkristalls verwendet. In den Ausführungsformen wird die Form der geneigten Oberflächen der Vorsprünge genutzt. Die Isoliervorsprünge sind hinsichtlich des Effekts der Unter brechung elektrischer Felder sehr wichtig. Ein Flüssigkristall wird allgemein unter Verwendung einer alternierenden Welle getrieben. Mit einer Zunahme der Antwortgeschwindigkeit, die von der Innovation eines Flüssigkristallmaterials stammt, muss ein Einfluss vollständig berücksichtigt werden, der während eines Rahmens ausgeübt wird (währenddessen eine Gleich-(GS)-Spannung angelegt wird), das heißt ein durch eine GS-Welle vorherbestimmter Einfluss. Eine Treibwelle für einen Flüssigkristall muss sowohl die Charakteristiken einer WS- als auch einer GS-Spannung zeigen und die Anforderungen für die WS- und GS-Spannung erfüllen. Die Eigenschaften des Resists, das verwendet wird, um zu ermöglichen, dass die Treibwelle für einen Flüssigkristall einen vorherbestimmten Effekt der Minimierung elektrischer Felder ausübt, müssen in Bezug auf die Charakteristiken der WS- und GS-Spannung oder die WS- und GS-Charakteristiken eingestellt werden. Spezifisch muss dass Resist in Bezug auf die WS- und GS-Charakteristiken eingestellt werden, um Eigenschafen aufzuweisen, die bei der Minimierung elektrischer Felder effektiv sind.
Vom Standpunkt der GS-Charakteristik muss der spezifische Widerstand ρ hoch genug sein, um den Widerstand einer Flüssigkristallschicht zu beeinflussen. Spezifisch muss der spezifische Widerstand 10¹² Ohm/cm oder mehr betragen, so dass er größer oder gleich dem spezifischen Widerstand eines Flüssigkristalls ist (der spezifische Widerstand eines TFT-getriebenen Flüssigkristalls beträgt beispielsweise etwa 10¹² Ohm/cm oder mehr). Vorzugsweise sollte der spezifische Widerstand 10¹³ Ohm/cm oder mehr betragen.
Vom Standpunkt der WS-Charakteristik muss die Kapazität (durch eine Dielektrizitätskonstante, Filmdicke und Querschnittsfläche bestimmter Wert) eines Resists etwa zehnmal oder wenigere Male größer sein als die Kapazität einer Flüssigkristallschicht unter dem Resist (mit einer Impedanz von etwa einem Zehntel oder mehr der Impedanz der Flüssigkristallschicht), so dass das Resist die Operation der Minimierung elektrischer Felder in der Flüssigkristallschicht unter dem Resist ausüben kann. Die Dielektrizitätskonstante ε des Resists beträgt beispielsweise ungefähr 3 oder etwa ein Drittel der Dielektrizitätskonstante ε der Flüssigkristallschicht (ungefähr 10). Die Filmdicke beträgt ungefähr 0,1 Mikrometer oder etwa 1/35 der Dicke der Flüssigkristallschicht (beispielsweise ungefähr 3,5 Mikrometer). In diesem Fall ist die Kapazität des Isolierfilms ungefähr zehnmal größer als die Kapazität der Flüssigkristallschicht unter dem Isolierfilm. Mit anderen Worten, die Impedanz des Resists (Isolierfilm) beträgt ungefähr ein Zehntel der Impedanz der Flüssigkristallschicht unter dem Resist. So kann das Resist die Verteilung elektrischer Felder in der Flüssigkristallschicht beeinflussen.
Zusätzlich zu dem Effekt, der durch die Form der von dem Resist geschaffenen geneigten Oberflächen ausgeübt wird, kann der Einfluss der Verteilung elektrischer Felder genutzt werden. Dies führt zu einer stabileren und festeren Ausrichtung. Wenn eine Spannung angelegt wird, werden flüssigkristalline Moleküle gekippt. Zu dieser Zeit ist die Stärke elektrischer Felder in einer Domäne ausreichend gering, in der die Orientierung eines Flüssigkristalls unterteilt ist (auf einem Resist). In der Domäne existieren nahezu vertikal ausgerichtete flüssigkristalline Moleküle stabil und wirken als Barriere (Trennung) gegenüber Domänen, die an beiden Seiten der Domäne generiert werden. Wenn eine höhere Spannung angelegt wird, beginnen die flüssigkristallinen Moleküle in der in der Orientierung unterteilten Domäne (auf dem Resist) zu kippen. Die flüssigkristallinen Moleküle in den auf beiden Seiten der Domäne auf dem Resist generierten Domänen kippen jedoch in eine Richtung nahezu horizontal zum Resist (dies führt zu einer sehr festen Orientierung). Um diesen Zustand herbeizuführen, muss die Isolierschicht (Resist) der in der Orientierung unterteilten Domäne eine Kapazität aufweisen, die ungefähr zehnmal oder wenigere Male größer ist als jene der Flüssigkristallschicht unter dem Resist. Ein Material, das eine kleine Dielektrizitätskonstante ε aufweist, sollte verwendet werden, um die Isolierschicht zu realisieren, und die Dicke der Schicht muss groß sein. Dies legt eine Isolierschicht nahe, die eine Dielektrizitätskonstante ε von ungefähr 3 und eine Dicke von 0,1 Mikrometern oder mehr aufweist. Der Einsatz einer Isolierschicht mit einer kleineren Dielektrizitätskonstante ε und einer größeren Dicke würde einen mehr bevorzugten Betrieb und Effekt erzielen. In der ersten bis 16. Ausführungsform wird ein Novolak-Resist mit einer Dielektrizitätskonstante ε von ungefähr 3 verwendet, um Vorsprünge mit einer Dicke von 1,5 Mikrometern zu bilden. Die Beobachtung der Orientierungsunterteilung hat ergeben, dass eine sehr stabile Ausrichtung erzielt werden kann. Das Novolak-Harz wird in dem Prozess zum Herstellen eines TFT oder CF verbreitet verwendet. Die Verwendung des Novolak-Harzes würde einen großen Vorteil mit sich bringen (indem die Notwendigkeit zusätzlicher Einrichtungen entfällt).
Außerdem wird festgestellt, dass das Novolak-Resist verglichen mit anderen Resists oder einem Einebnungsmaterial äußerst zuverlässig ist und kein Problem zeigt.
Wenn der Isolierfilm auf beiden Substraten platziert wird, können außerdem ein mehr bevorzugter Betrieb und Effekt erzielt werden.
Abgesehen von dem Novolak-Harz wurde ein Acrylresist (ε = 3,2) geprüft, um zu sehen, ob es sich als effektiv für einen Isolierfilm erweisen würde. Dieselben Ergebnisse wie jene wurden erzielt, die durch die Prüfung des Novolak- Harzes erhalten wurden. Um nachzuweisen, dass der Einfluss elektrischer Felder sehr wichtig ist, wurde ein ITO-Film auf einem Resist abgeschieden, und der ausgerichtete Zustand von flüssigkristallinen Molekülen wurde beobachtet. Die Ergebnisse waren nicht so gut wie jene, die erhalten wurden, als der Isolierfilm verwendet wurde.
92A und 92B sind Darstellungen, welche die Struktur eines Felds zeigen, das die vorliegende Erfindung nicht verkörpert. 92A ist eine schräge Ansicht, und 92B ist eine Seitenansicht. Sich zueinander parallel unidrektional erstreckende Vorsprünge 50 sind auf Glassubstraten 16 und 17 gebildet, und Elektroden 12 und 13 sind auf den Substraten gebildet, wie veranschaulicht. Die Vorsprünge 50 sind angeordnet, gegenseitig um eine halbe Teilung versetzt zu sein. Die Elektroden 12 und 13 sind daher geformt, teilweise auszukragen. Die Oberflächen der Elektroden sind für eine vertikale Ausrichtung bearbeitet. Wenn unter Verwendung so geformter Elektroden eine Spannung an die Elektroden angelegt wird, werden elektrische Felder in einer vertikalen Richtung induziert. Die Orientierung eines Flüssigkristalls wird in zwei Richtungen mit jedem Vorsprung als Grenze unterteilt. Die Betrachtungswinkelcharakteristik des Felds ist daher verbessert, verglichen mit einer, die herkömmlich gezeigt wird. Die Verteilung elektrischer Felder wird jedoch von jener verschieden, die erzielt wird, wenn die Vorsprünge aus einem Isoliermaterial hergestellt sind. Nur der Effekt der Form der geneigten Oberflächen der Vorsprünge wird genutzt, um die Orientierung zu unterteilen. Die Stabilität der Ausrichtung ist jener geringfügig unterlegen, die erzielt wird, wenn die Vorsprünge aus einem Isoliermaterial hergestellt sind. Die auf den Elektroden vorgesehenen Vorsprünge müssen jedoch aus einem Isoliermaterial mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante hergestellt sein, wie oben beschrieben. Daher sind die Materialien begrenzt, die zur Bildung der Vorsprünge verwendet werden. Ferner müssen verschiedenste Bedingungen erfüllt werden, um die Vorsprünge unter Verwendung dieser Materialien zu bilden. Dies verursacht ein Problem im Herstellungsprozess. Im Gegensatz dazu unterliegt die Feldstruktur von 92A und 92B keiner derartigen Einschränkung.
93 ist eine Darstellung, welche die Struktur eines Felds zeigt, das die vorliegende Erfindung nicht verkörpert, wobei auf den ITO-Elektroden 12 und 13 gebildete Isolierschichten 61 mit Vertiefungen 23 versehen sind. Als Form der Vertiefungen können die Formen von Vorsprüngen oder Spalten der in der zweiten bis neunten Ausführungsform präsentierten Elektroden verwendet werden. In diesem Fall wirkt ein Effekt, der durch schräge elektrische Felder ausgeübt wird, wie der Effekt, der von den Vorsprüngen ausgeübt wird, um die Ausrichtung zu stabilisieren.
94 zeigt eine Feldstruktur, welche die vorliegende Erfindung nicht verkörpert, wobei Elektroden 12 und 13 auf Glassubstraten 16 bzw. 17 gebildet sind, Schichten 62 jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Material und mit einer Vertiefung (Rille) 23A, 23B mit einer Breite von 10 μm und einer Tiefe von 1,5 μm auf diesen Elektroden 12 und 13 gebildet sind, und vertikale Ausrichtungsfilme 22 auf diesen Schichten 62 gebildet sind. Die Dicke einer Flüssigkristallschicht beträgt dabei 3,5 μm, und eine Farbfilterschicht 39, eine Busleitung, ein TFT, etc., sind in der Zeichnung weggelassen. Es kann beobachtet werden, dass die Orientierung des Flüssigkristalls an den Einbuchtungsabschnitten unterteilt ist. Mit anderen Worten, es wurde bestätigt, dass die Vertiefung auch als Domänenregelungsmittel wirkt.
In der Feldstruktur der neunzehnten Ausführungsform sind die Vertiefungen 23A und 23B in derselben vorherbe stimmten Teilung von 40 μm auf dieselbe Weise wie in dem Fall der Vorsprünge angeordnet, und die obere und die untere Vertiefung 23A und 23B sind so angeordnet, dass sie um eine halbe Teilung abweichen. Daher werden die Regionen, in denen der Flüssigkristall dieselbe Orientierung annimmt, zwischen den angrenzenden oberen und unteren Vertiefungen definiert.
95 zeigt eine Feldstruktur, welche die vorliegende Erfindung nicht verkörpert, wobei Schichten 62 mit Rillen 23A und 23B mit einer Breite von 10 μm und einer Tiefe von 1,5 μm auf den Glassubstraten 16 bzw. 17 unter Verwendung eines Farbfilter-(CF)-Harzes gebildet sind, Elektroden 12 und 13 auf diesen Schichten 62 gebildet sind, und ferner vertikale Ausrichtungsfilme auf den Elektroden 12 bzw. 13 gebildet sind. Mit anderen Worten, ein Teil jeder Elektrode 12, 13 ist vertieft. Die Rillen 23A und 23B sind in derselben vorherbestimmten Teilung von 40 μm angeordnet, wohingegen die obere und die untere Vertiefung 23A und 23B so angeordnet sind, dass sie um eine halbe Teilung voneinander abweichen. Auch in diesem Fall kann dasselbe Ergebnis wie jenes der Struktur von 94 erhalten werden. Da die Struktur mit der Vertiefung in diesem Beispiel unter der Elektrode angeordnet ist, ist dabei die Begrenzung des Materials gering, und das für andere Abschnitte verwendete Material wie das CF-Harz kann verwendet werden.
In dem Fall des Vorsprungs und den Spalts wird die Orientierung in einer solchen Weise unterteilt, dass die flüssigkristallinen Moleküle in der entgegengesetzten Richtung an diesen Abschnitten expandieren, im Fall der Vertiefung wird die Orientierung jedoch in einer solchen Weise unterteilt, dass die flüssigkristallinen Moleküle an dem Vertiefungsabschnitt einander zugewandt sind. Mit anderen Worten, die Funktion der Unterteilung der Orientierung durch die Einbuchtung hat eine Beziehung entgegengesetzt zu jener des Vorsprungs und des Spalts. Wenn die Vertiefung als Domänenregelungsmittel in Kombination mit dem Vorsprung oder dem Spalt verwendet wird, wird daher die bevorzugte Anordnung entgegengesetzt zu den Anordnungen der vorhergehenden Ausführungsformen. Als Nächstes wird die Erklärung über die Anordnung vorherbestimmt, wenn die Einbuchtung als Domänenregelungsmittel verwendet wird.
96 zeigt ein Beispiel einer Anordnung, wenn die Vertiefung und der Spalt in Kombination verwendet werden. Die Spalte 21A und 21B, wie in der Zeichnung gezeigt, sind an Abschnitten angeordnet, die den Vertiefungen 23A und 23B der in 95 gezeigten Struktur gegenüberliegen. Da die Richtung der Orientierungsunterteilung des Flüssigkristalls durch die einander gegenüberliegenden Vertiefungen und Spalte dieselbe ist, wird die Orientierung weiter stabilisiert. Wenn die Vertiefung beispielsweise unter der Bedingung der Struktur von 95 gebildet wird, hat der Spalt eine Breite von 15 μm, und der Zwischenraum zwischen der Mitte der Vertiefung und jener des Spalts beträgt 20 μm, die Schaltgeschwindigkeit beträgt 25 ms unter der Treibbedingung von 0 bis 5 V, und 40 ms unter der Treibbedingung von 0 bis 3 V. Wenn im Gegensatz dazu nur der Spalt verwendet wird, beträgt die Schaltgeschwindigkeit 50 ms bzw. 80 ms.
97 zeigt die Struktur, bei der die Vertiefung 20A und der Spalt 21A auf einem der Substrate (in diesem Fall Substrat 16) in der in 98 gezeigten Feldstruktur gebildet sind, und die Region mit derselben Orientierungsrichtung zwischen der angrenzenden Vertiefung 20B und dem Spalt 21B gebildet ist.
Dabei können dieselben Charakteristiken erhalten werden, indem der Vorsprung an derselben Position anstelle des Spalts in den in 96 und 97 gezeigten Feldstrukturen angeordnet wird, und die Antwortgeschwindigkeit kann weiter verbessert werden.
98 zeigt eine weitere Feldstruktur, bei welcher die Vertiefung 23B in der Elektrode 13 des Substrats 17 gebildet ist, und die Vorsprünge 20A und die Spalte 21A jeweils alternierend an Positionen des gegenüberliegenden Substrats 16 an der Vertiefung 23B zugewandten Positionen gebildet sind. In diesem Fall wird die Richtung der Orientierung zwischen dem Satz der angrenzenden Vertiefung 23B und des Vorsprungs 20A und dem Satz der angrenzenden Vertiefung 23B und des Spalts 21A verschieden, und dementsprechend wird die Grenze der Orientierungsregionen in der Nähe der Mitte der Vertiefung gebildet.
99A und 99B sind Darstellungen, welche die Struktur eines Felds zeigen, das die vorliegende Erfindung nicht verkörpert. Das Feld von 99A und 99B ist eine einfache Matrix-LCD, wie veranschaulicht. Die Oberfläche jeder Elektrode weist eine Kerbe auf. Die Orientierung eines Flüssigkristalls wird mit jeder Vertiefung als Grenze unterteilt. Wie in der zehnten Ausführungsform wird jedoch kein Effekt schräger elektrischer Felder ausgeübt. Die Ausrichtungsstabilität ist etwas schlecht.
Die Ausrichtungsunterteilungsoperation der Vertiefungen (Rillen) ist zu jener der Vorsprünge und Spalte umgekehrt, wie oben beschrieben. Unter Verwendung dieser Beziehung kann ein Verhältnis von Domänenbereichen konstant sein, ungeachtet von Montagefehlern. Nun wird der Einfluss von Montagefehlern in dem Feld der ersten Ausführungsform beschrieben.
100A und 100B sind Schnittansichten eines Felds in der ersten Ausführungsform. Eine Region, wo die Orientierung geregelt wird, wird von dem auf der gemeinsamen Elektrode 12 gebildeten Vorsprung 20A und dem auf der Zellenelektrode 13 gebildeten Vorsprung 20B geregelt, wie bereits beschrieben. In 100A ist die Region, die von der rechten geneigten Seitenfläche des Vorsprungs 20B und der linken geneigten Seitenfläche des Vorsprungs 20A definiert wird, als Region A bezeichnet, und die Region, die von der linken geneigten Seitenfläche des Vorsprungs 20B und der rechten geneigten Seitenfläche des Vorsprungs 20A definiert wird, wird als Region B bezeichnet.
Es wird angenommen, dass das CF-Substrat 16 aufgrund eines Montagefehlers vom TFT-Substrat 17 nach links verschoben ist, wie in (2) in 100B gezeigt. Die Region A ist reduziert, wohingegen die Region B zunimmt. Daher ist das Verhältnis zwischen der Region A und der Region B bereits nicht 1 zu 1. Der erhaltene Anteil von flüssigkristallinen Molekülen, die in der Orientierung unterteilt sind, ist nicht gleich, wodurch die Betrachtungswinkelcharakteristik verschlechtert wird.
101A und 101B sind Schnittansichten eines Felds gemäß einer 22. Ausführungsform. In der 22. Ausführungsform, wie in 101A gezeigt, werden eine Vertiefung 22B und ein Vorsprung 20B in dem TFT-Substrat 17 gebildet, gefolgt von der Bildung einer Vertiefung 20A und einem Vorsprung 22A auf dem CF-Substrat 16. Dieser Prozess wird wiederholt. Unter der Annahme, dass das CF-Substrat in Bezug auf das TFT-Substrat 17 zur Zeit der Montage verschoben wird, wie in 101B gezeigt, ist die durch die Vorsprünge 20B und 20A definierte Region A' reduziert. Da die durch die Vertiefungen 22B und 22A definierte Region A'' um denselben Betrag erhöht ist, um den die Region A' reduziert ist, bleibt jedoch die Region A unverändert. Die Region B, die durch den Vorsprung 20B, die Vertiefung 22B, den Vorsprung 20A und die Vertiefung 22A definiert wird, bleibt unverändert, da das Intervall zwischen ihnen unverändert bleibt. Dementsprechend bleibt das Verhältnis zwischen den Regionen A und B gleich, und die überlegene Betrachtungswinkelcharakteristik wird aufrechterhalten.
102 ist eine Schnittansicht eines Felds gemäß einer 23. Ausführungsform. In der 23. Ausführungsform, wie gezeigt, wird das CF-Substrat 16 mit den Vorsprüngen 22A und den Vertiefungen 20A gebildet, die miteinander alternieren. Dieser Prozess wird wiederholt. Die Region A wird von der linken geneigten Seitenfläche des Vorsprungs 20A und der rechten geneigten Seitenfläche der Vertiefung 23A definiert, wohingegen die Region B von der rechten geneigten Seitenfläche des Vorsprungs 20A und der linken geneigten Seitenfläche der Vertiefung 22A definiert wird. Angesichts der Tatsache, dass die Orientierungsregion nur von den auf einem der Substrate gebildeten Vorsprüngen und Vertiefungen definiert wird, wird die Montagegenauigkeit nicht beeinträchtigt.
Die obigen Ausführungsformen sind darauf gerichtet, einen großen Betrachtungswinkel in allen Richtungen zu erhalten. In Abhängigkeit von der Anwendung des Flüssigkristallfelds gibt es jedoch Fälle, wo der Betrachtungswinkel nicht groß sein muss, und ein großer Betrachtungswinkel muss nur in einer spezifischen Richtung erhalten werden. Die für eine solche Anwendung geeignete LCD kann unter Verwendung der Orientierungsunterteilungstechnologie mit dem oben beschriebenen Domänenregelungsmittel erzielt werden. Als Nächstes werden einige Ausführungsform erklärt, bei denen die Technologie der vorliegenden Erfindung für die LCDs für solche spezifischen Applikationen angewendet wird.
103A und 103B zeigen die Feldstruktur der 24. Ausführungsform. 103A ist eine Draufsicht, und 103B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie Y-Y' von 103A. Lineare Vorsprünge 20A und 20B sind in derselben Teilung auf Substraten 16. bzw. 17 angeordnet, wie in der Zeichnung gezeigt, und diese Vorsprünge 20A und 20B sind so gelagert, dass sie von den jeweiligen gegenüberliegenden Positionen ein wenig abweichen. Mit anderen Worten, die Region B ist in der in 102 gezeigten Struktur extrem verschmälert, so dass die Regionen nahezu vollständig von der Region A eingenommen werden.
Das Feld der vierundzwanzigsten Ausführungsform wird beispielsweise für eine LCD des Vorsprungtyps verwendet. Die Betrachtungswinkelleistung der LCD des Vorsprungtyps kann schmal sein, für eine LCD des Vorsprungtyps sind aber eine hohe Antwortgeschwindigkeit, ein hoher Kontrast und eine hohe Leuchtdichte erforderlich. Da die Orientierungsrichtung des Felds der 24. Ausführungsform im Wesentlichen in einer Richtung verläuft (Monodomäne), ist die Betrachtungswinkelleistung gleich wie jene des herkömmlichen VA-Systems und kann nicht als ausgezeichnet bezeichnet werden. Da die Vorsprünge 20A und 20B angeordnet sind, ist die Antwortgeschwindigkeit dennoch verglichen mit dem herkömmlichen System deutlich verbessert, in derselben Weise wie bei den LCDs der vorhergehenden Ausführungsformen. Was den Kontrast betrifft, ist der Kontrast dieses Felds im Wesentlichen gleich anderen VA-Systemen, und ist daher jenem des herkömmlichen TN-Modus und IPS-Modus überlegen. Wie bereits mit Bezugnahme auf 27 ausgeführt wurde, wird die Orientierung verzerrt, und austretendes Licht wird durch die Abschnitte der Vorsprünge 20A und 20B ausgesendet. Zur Verbesserung des Kontrasts werden die Abschnitte dieser Vorsprünge 20A und 20B daher vorzugsweise abgeschattet. Was hingegen die Leuchtdichte betrifft, wird das Aperturverhältnis der Pixelelektrode 13 vorzugsweise erhöht. Daher werden die Vorsprünge 20A und 20B am Rand der Pixelelektrode 13 angeordnet, wie in 103A und 103B gezeigt. Diese Anordnung kann die Leuchtdichte erhöhen, ohne das Aperturverhältnis zu senken.
Vom Aspekt der Antwortgeschwindigkeit wird der Zwi schenraum zwischen den Vorsprüngen 20A und 20B vorzugsweise verringert, um jedoch dieses Ziel zu erreichen, müssen die Vorsprünge 20A und 20B rund um die Pixelelektrode 13 angeordnet werden. Wenn die Vorsprünge 20A und 20B rund um die Pixelelektrode 13 angeordnet sind, müssen diese Abschnitte abgeschattet werden, so dass das Aperturverhältnis ebensoviel sinkt. Die Antwortgeschwindigkeit, der Kontrast und die Leuchtdichte haben eine Abtausch-Beziehung, und sie müssen in Abhängigkeit von dem Verwendungsziel, usw., geeignet eingestellt werden.
104 zeigt eine Struktur zum Erzielen eines LCD-Felds mit einer ausgezeichneten Betrachtungswinkelleistung in drei Richtungen unter Verwendung der Technologie zur Bildung einer Monodomäne gemäß der 24. Ausführungsform. In dieser Struktur werden die Vorsprünge 20A und 20B in einer solchen Weise angeordnet, dass sie zwei Regionen in der Querrichtung in demselben Anteil und eine Region in der Längsrichtung innerhalb eines Pixels definieren. Die beiden Regionen in der Querrichtung in demselben Anteil werden gebildet, indem die Vorsprünge 20A und 20B so angeordnet werden, dass sie um eine halbe Teilung voneinander abweichen, wie in 100A und 100B gezeigt, wohingegen eine Region in der Längsrichtung gebildet wird, indem die Vorsprünge 20A und 20B aneinander angrenzend angeordnet werden, wie in 103A und 103B gezeigt. Diese Struktur kann ein Feld erzielen, dass eine ausgezeichnete Betrachtungswinkelleistung auf der rechten und der linken Seite und auf der unteren Seite aufweist, aber eine geringe Betrachtungswinkelleistung auf der oberen Seite aufweist.
Die LCD wie jene der 24. Ausführungsform wird für eine Anzeige verwendet, die an einer hohen Position installiert ist, so dass eine große Anzahl von Leuten von unten auf diese hinaufsieht, wie eine über einer Tür eines Zugs ange ordnete Anzeigevorrichtung.
In der LCD des VA-Systems, wie in 85C gezeigt, welche die Orientierungsunterteilung nicht ausführt, und der LCD des VA-Systems, welche die Orientierungsunterteilung durch die Vorsprünge oder dgl. ausführt, ist die Antwortgeschwindigkeit von Schwarz zu Weiß und umgekehrt jener des TN-Modus überlegen, die Antwortgeschwindigkeit zwischen der dazwischenliegenden Graustufe ist jedoch praktisch nicht ausreichend. Die fünfundzwanzigste Ausführungsform löst dieses Problem.
105A und 105B zeigen die Feldstruktur in der 25. Ausführungsform. 105A zeigt die Form des Vorsprungs, gesehen von der Feldoberfläche, und 105B ist eine Schnittansicht. Die Position des Vorsprungs 20B, wie in diesen Zeichnungen gezeigt, wird innerhalb eines Pixels geladen, um so einen Abschnitt mit einem anderen Zwischenraum mit dem Vorsprung 20A zu definieren. Folglich kann der Anteil der in zwei Richtungen orientierten Domäne gleich gemacht werden, und die Betrachtungswinkelleistung ist symmetrisch. Wenn die in den Zeichnungen gezeigte Struktur eingesetzt wird, kann die Antwortgeschwindigkeit zwischen der dazwischenliegenden Graustufe anscheinend verbessert werden. Dieses Prinzip wird mit Bezugnahme auf 106 bis 109B erklärt.
106 zeigt die Struktur des Felds, das zum Messen der Veränderungen der Antwortgeschwindigkeit und der Transmittanz in Abhängigkeit von dem Zwischenraum der Vorsprünge hergestellt wird. Die Vorsprünge 20A und 20B haben eine Höhe von 1,5 μm und eine Breite von 10 μm, und die Dicke der Flüssigkristallschicht beträgt 3,5 μm. Die Antwortgeschwindigkeit und die Transmittanz der Region des Zwischenraums d1 und der Region des Zwischenraums d2 werden gemessen, indem einer der Zwischenräume d1 der Vorsprünge auf 10 μm einge stellt wird, der andere Zwischenraum d2 verändert wird, und auch die quer über die Elektroden zwischen 0 V und 3 V anzulegende Spannung verändert wird, die der dazwischenliegenden Graustufe entspricht.
107 ist eine graphische Darstellung, die das Ergebnis der auf oben beschriebene Weise gemessenen Antwortgeschwindigkeit zeigt. Diese graphische Darstellung entspricht jener, die durch das Extrahieren des in 20A und 20B gezeigten Objektabschnitts erhalten wird. Wie aus dieser graphischen Darstellung klar hervorgeht, sinkt die Antwortgeschwindigkeit, wenn der Zwischenraum d2 kleiner wird.
108A zeigt die Veränderung der Transmittanz, wenn die angelegte Spannung verändert wird, wobei der Zwischenraum d2 als Parameter verwendet wird. 108B zeigt die Veränderung der Transmittanz, wenn die Spannung von 0 V auf 3 V verändert wird, wobei der Zwischenraum d2 als Parameter verwendet wird. Aus 108A und 108B ist ersichtlich, dass die Antwortgeschwindigkeit der Zwischengradation drastisch verbessert werden kann, indem der Zwischenraum d2 der Vorsprünge verringert wird. Die maximale Transmittanz sinkt jedoch, wenn der Zwischenraum d2 der Vorsprünge verringert wird.
109A ist eine graphische Darstellung, welche die normalisierte Zeitveränderung der Transmittanz an jedem Zwischenraum d2 zeigt, und 109B erklärt die Orientierungsveränderung des Flüssigkristalls. Unter der Annahme, dass die Zeit, bevor die Transmittanz 90% der maximalen Transmittanz erreicht, eine EIN-Antwortgeschwindigkeit ist, ist die EIN-Antwortgeschwindigkeit, wenn d2 10 μm beträgt, Ton 1, ist die EIN-Antwortgeschwindigkeit, wenn d2 20 μm beträgt, Ton 2, und ist die EIN-Antwortgeschwindigkeit, wenn d2 30 μm beträgt, Ton 3, sie haben eine Beziehung von Ton 1 < Ton 2 < Ton 3.
Der Grund, warum eine solche Differenz auftritt, ist, dass nur die Flüssigkristalle in der Nähe des Vorsprungs rechtwinklig zur Neigung des Vorsprungs ausgerichtet sind, und die Flüssigkristalle fern von dem Vorsprung rechtwinklig zur Elektrode ausgerichtet sind, wenn die Spannung nicht angelegt wird, wie in 109B gezeigt. Wenn die Spannung angelegt wird, wird der Flüssigkristall geneigt, und der Flüssigkristall kann einen Kippwinkel von bis zu 360 Grad in Bezug auf die zur Elektrode rechtwinklige Achse annehmen. Der Flüssigkristall in der Nähe des Vorsprungs ist orientiert, wenn die Spannung nicht angelegt wird, und der Flüssigkristall zwischen den Vorsprüngen ist in einer solchen Weise orientiert, dass er sich entlang dem ersteren Flüssigkristall als Auslöser erstreckt. Auf diese Weise wird die Domäne gebildet, in der die Flüssigkristalle in derselben Richtung orientiert sind. Dementsprechend gilt, je näher der Flüssigkristall dem Vorsprung ist, desto schneller wird er orientiert.
Die Antwortgeschwindigkeit zwischen Schwarz und Weiß ist in den bestehenden VA-System-LCDs ausreichend kurz, wie oben beschrieben, und es ist die Antwortgeschwindigkeit zwischen der dazwischenliegenden Graustufe, die das Problem wird. In dem Fall der in 105A und 105B gezeigten Struktur verändert sich die Transmittanz in den Regionen mit einem schmalen Zwischenraum d2'' innerhalb einer kurzen Zeit, wohingegen sich die Transmittanz in den Regionen mit einem breiten Zwischenraum d2'' allmählich verändert. Die Regionen des Zwischenraums d2'' sind schmäler als die Regionen des Zwischenraums d2'' und liefern einen kleineren Beitrag zur Transmittanz, da jedoch das menschliche logarithmische Charakteristiken aufweist, kann das menschliche Auge die Veränderung als relativ große Veränderung erfassen, wenn sich die Transmittanz in den Regionen des kleinen Zwischenraums d2'' ein wenig verändert. Wenn sich die Transmittanz der Regionen mit einem kleinen Zwischenraum d2'' innerhalb einer kurzen Zeit verändert, wird daher diese Veränderung insgesamt als drastische Veränderung erfasst.
Das Feld gemäß der 25. Ausführungsform, wie oben beschrieben, kann anscheinend die Antwortgeschwindigkeit zwischen der dazwischenliegenden Graustufe verbessern, ohne die Transmittanz zu verringern.
110 zeigt die Feldstruktur der 26. Ausführungsform. Die Vorsprünge 20A und 20B, wie in der Zeichnung gezeigt, sind in dieser 26. Ausführungsform in einer gleichen Teilung auf den Substraten 16 und 17 angeordnet, und die Elektroden 12 und 13 sind jeweils auf den Vorsprüngen gebildet. Die Elektroden sind jedoch nicht auf einer der Neigungen der Vorsprünge 20A und 20B gebildet, und ferner ist ein vertikaler Ausrichtungsfilm gebildet. Die Vorsprünge 20A und 20B sind in einer solchen Weise angeordnet, dass die Neigungen, auf denen die Elektrode gebildet ist, und die Neigungen, auf denen die Elektrode nicht gebildet ist, aneinander angrenzen. In der Region zwischen den Neigungen, auf denen die Elektroden nicht gebildet sind, sind die Flüssigkristall rechtwinklig zu den Neigungen orientiert, und die Orientierungsrichtung wird dementsprechend entschieden. Das elektrische Feld in der Flüssigkristallschicht ist in der Zeichnung mit gestrichelten Linien repräsentiert. Da die Flüssigkristalle entlang diesem elektrischen Feld orientiert sind, koinzidiert die Orientierungsrichtung aufgrund des elektrischen Felds in der Nähe der Neigungen, auf denen die Elektroden nicht gebildet sind, mit der Orientierungsrichtung aufgrund der Neigungen.
In der Region zwischen den Neigungen, auf denen die Elektrode gebildet ist, ist hingegen der Flüssigkristall in der Nähe der Neigungen rechtwinklig zu den Neigungen orien tiert, aber die Orientierungsrichtung des elektrischen Felds in dieser Region ist von der Orientierungsrichtung aufgrund der Neigungen verschieden. Daher wird der Flüssigkristall in dieser Region entlang dem elektrischen Feld orientiert, ausgenommen die Abschnitte in der Nähe der Neigungen, wenn die Spannung angelegt wird. Dementsprechend werden die Orientierungsrichtungen in den beiden Regionen gleich, und die Monodomänenorientierung kann erhalten werden.
111 zeigt die Betrachtungswinkelleistung in Bezug auf den Kontrast, wenn ein Phasendifferenzfilm, der eine negative Anisotropie der Dielektrizitätskonstante hat und dieselbe Retardierung aufweist wie jene des Flüssigkristallfelds, mit dem Feld der 26. Ausführungsform überlagert wird. Ein hoher Kontrast kann über einen breiten Bereich von Betrachtungswinkeln erhalten werden. Wenn dieses Feld in dem Projektor des Vorsprungtyps montiert wird, beträgt dabei das Kontrastverhältnis zumindest 300. Das Kontrastverhältnis, das erhalten wird, wenn die gewöhnliche TN-Modus-LCD in dem Projektor des Vorsprungtyps montiert wird, beträgt dabei etwa 100, und es ist klar, dass das Kontrastverhältnis drastisch verbessert werden kann.
In dem Fall, wo eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Konfiguration mit einem Vorsprungmuster wie in der ersten Ausführungsform getrieben wird, ist ersichtlich, dass sich die Anzeigequalität in der Nachbarschaft der Busleitung (Gate-Busleitung oder Daten-Busleitung) in dem Pixel verschlechtert. Dies ist auf eine unerwünschte winzige Region (Domäne) zurückzuführen, die in der Nachbarschaft der Busleitung gebildet wird, und auf die daraus resultierende Störung der Flüssigkristallorientierung und reduzierte Antwortrate. Das Problem stellt sich so durch eine reduzierte Betrachtungswinkelcharakteristik und eine reduzierte Farbcharakteristik im Halbton. Dieses Problem wird in einer 27. Ausführungsform gelöst.
112 ist eine Darstellung, die ein Beispielmuster zum Wiederholen der linearen Vorsprünge gemäß den wie oben ausgeführten Ausführungsformen zeigt. Das oben beschriebene Vorsprungmuster hat eine Vielzahl von Vorsprüngen mit einer vorherbestimmten Breite und einer vorherbestimmten Höhe, die in vorherbestimmten Teilungen wiederholt werden. In 112 nehmen daher die Breite l und das Intervall m des Vorsprungs die vorherbestimmten Werte l1 bzw. m1 an. In dem gezeigten Beispiel ist die Breite des auf dem einem Substrat gebildeten Vorsprungs von jener des auf dem anderen Substrat gebildeten Vorsprungs verschieden. Die auf einem Substrat gebildeten Vorsprünge haben jedoch eine vorherbestimmte Breite l. Dies ist auch der Fall bei der Vorsprunghöhe h.
113 ist eine Darstellung, welche die Wellenlängendispersionscharakteristik der optischen Anisotropie des verwendeten Flüssigkristalls zeigt. Es ist ersichtlich, wie gezeigt, je kürzer die Wellenlänge, desto größer die Retardierung Δn. So steigt die Retardierung Δn in der Reihenfolge des blauen (B) Pixels, grünen (G) Pixels und roten (R) Pixels, und verschiedene Farben haben eine unterschiedliche Retardierung Δn, während sie durch die Flüssigkristallschicht hindurchgehen. Diese Differenz ist zweckmäßig so klein wie möglich.
114 ist eine Darstellung, die ein Vorsprungmuster gemäß einer 27. Ausführungsform der Erfindung zeigt. In der 27. Ausführungsform haben das blaue (B) Pixel 13B, das grüne (G) Pixel 13G und das rote (R) Pixel 13R jeweils dieselbe Vorsprungbreite 1, aber unterschiedliche Vorsprungintervalle m. Spezifisch hat das B-Pixel 13B m1, das G-Pixel 13G m2, und das R-Pixel 13R m3 in einer solchen Beziehung, dass m1 > m2 > m3.
Je kleiner das Vorsprungintervall m, desto größer der Effekt, den der elektrische Feldvektor auf die flüssigkristallinen Moleküle hat, wodurch es leichter möglich wird, das Problem des elektrischen Feldvektors zur Zeit des Treibens zu mildern. 115 ist eine Darstellung, welche die Beziehung zwischen der angelegten Spannung und der Transmittanz zeigt, wie während der Veränderung des Vorsprungintervalls gemessen. Es ist ersichtlich, dass gilt, je größer das Intervall m, desto größer die numerische Apertur, und daher wird die Transmittanz verbessert. Die Wellenlängendispersionscharakteristik der optischen Anisotropie des Flüssigkristalls ist wie in 113 gezeigt. Durch das Verändern des Vorsprungintervalls m für jedes Farbpixel, wie in 114 gezeigt, kann die Differenz der Retardierung für eine bestimmte Farbe Δn reduziert werden, während sie für eine verbesserte Farbcharakteristik durch die Flüssigkristallschicht hindurchgeht.
116 ist eine Darstellung, die ein Vorsprungmuster gemäß einer 28. Ausführungsform der Erfindung zeigt. In der siebenten Ausführungsform haben das blaue (B) Pixel 13B, das grüne (G) Pixel 13G und das rote (R) Pixel 13R dasselbe Vorsprungintervall m, aber verschiedene Vorsprungbreiten l. Der Effekt ist gleich wie jener der 27. Ausführungsform.
117 ist eine Darstellung, die ein Vorsprungmuster gemäß einer 29. Ausführungsform der Erfindung zeigt. In der 29. Ausführungsform wird das Vorsprungintervall m in jedem Pixel auf einen kleinen Wert m1 in der oberen und der unteren Region in der Nähe der Gate-Busleitung und auf einen großen Wert m2 an der zentralen Region eingestellt. In der Nachbarschaft einer Busleitung wie der Gate-Busleitung oder der Daten-Busleitung kann eine Domäne zur Zeit des Treibens auftreten, und die flüssigkristallinen Moleküle fallen aufgrund des elektrischen Feldvektors in einen Zustand, der für eine Anzeige nicht geeignet ist, wodurch sich die Anzeige qualität verschlechtert. Gemäß der achten Ausführungsform ist das Vorsprungintervall in der Region nahe bei der Gate-Busleitung verschmälert, um es dadurch schwierig zu machen, dass die Gate-Busleitung von dem elektrischen Vektor beeinträchtigt wird. Als Ergebnis wird die Generierung einer unerwünschten Domäne für eine verbesserte Anzeigequalität unterdrückt. Ein schmäleres Vorsprungintervall reduziert jedoch die numerische Apertur entsprechend und verdunkelt die Anzeige. Vom Standpunkt der numerischen Apertur wird daher ein größeres Vorsprungintervall empfohlen. Das Vorsprungmuster gemäß der achten Ausführungsform kann die Reduktion der numerischen Apertur minimieren, und den Effekt des durch die Gate-Busleitung generierten elektrischen Feldvektors reduzieren.
118 ist eine Darstellung, welche die Pixelstruktur in dem Fall zeigt, wo das in 117 gezeigte Vorsprungmuster gemäß der 29. Ausführungsform tatsächlich realisiert wird.
119 ist eine Darstellung, die eine Vorsprunganordnung gemäß einer 30. Ausführungsform zeigt. In der 30. Ausführungsform, wie in 119 gezeigt, wird die Vorsprunghöhe allmählich verändert.
120 ist eine Darstellung, welche die Veränderung zeigt, die die Beziehung zwischen der angelegten Spannung und der Transmittanz eingeht, wenn die Vorsprunghöhe verändert wird, 121 zeigt die Veränderung, die die Beziehung zwischen der angelegten Spannung und dem Kontrast eingeht, wenn die Vorsprunghöhe verändert wird, 122 zeigt die Veränderung der Transmittanz im weißen Pegel in Bezug auf die Vorsprunghöhe, und 123 zeigt die Veränderung der Transmittanz im schwarzen Pegel in Bezug auf die Vorsprunghöhe. Diese Darstellungen zeigen das Ergebnis der Messung der Transmittanz und des Kontrasts in einer Testausrüstung, wobei die Breite und das Intervall des Resists zur Bildung des Vorsprungs auf 7,5 μm bzw. 15 μm, die Zellendicke auf etwa 3,5 μm, und die Resisthöhe auf 1,537 nm, 1,600 nm, 2,3099 nm und 2,486 nm eingestellt werden.
Diese Messung zeigt, dass die Transmittanz des weißen Pegels (wobei 5 V angelegt werden) mit der Resisthöhe zunimmt. Dies wird vermutlich auf die Tatsache zurückgeführt, dass der Vorsprung, der beim Kippen des Flüssigkristalls eine unterstützende Rolle spielt, so groß ist, dass der Flüssigkristall positiv fällt. Die Transmittanz (Austrittslicht) im schwarzen Pegel (wobei keine Spannung angelegt wird) steigt auch mit der Vorsprunghöhe. Dies ist nicht zweckmäßig, da es dazu führt, dass sich der schwarze Pegel verschlechtert. Der Kontrast (Verhältnis zwischen der weißen Leuchtdichte und der schwarzen Leuchtdichte) sinkt mit der Vorsprunghöhe. Daher ist es zweckmäßig, für den Vorsprung ein Maskierungsmaterial zu verwenden, und die Vorsprunghöhe nicht übermäßig zu erhöhen.
Auf jeden Fall kann die Orientierung der Kristallflüssigkeit durch das Verändern der Vorsprunghöhe verändert werden, und daher wird eine überlegene Anzeige ermöglicht, indem die Vorsprunghöhe für jedes Farbpixel verändert wird, und so die Farbcharakteristik angepasst wird, oder indem die Vorsprunghöhe in Übereinstimmung mit der Distanz von der Busleitung geeignet eingestellt wird. Für das R-Pixel wird die Vorsprunghöhe beispielsweise erhöht, und für das G-Pixel und das B-Pixel in dieser Reihenfolge verringert, oder die Vorsprunghöhe wird in jedem Pixel in der Nachbarschaft der Busleitung erhöht und am zentralen Abschnitt verringert.
Der Erfinder hat bestätigt, dass die Bildschirmanzeige ohne jedes Problem erzielt werden kann, auch wenn die Vorsprunghöhe auf denselben Wert erhöht wird wie die Zellendicke. Als Ergebnis wird die Vorsprunghöhe auf denselben Wert eingestellt wie die Zellendicke, wie in 124A gezeigt, oder es werden Vorsprünge an den gegenüberliegenden Positionen auf den beiden Substraten gebildet, wie in 124B gezeigt, so dass die Summe aus den Höhen der beiden Vorsprünge gleich ist wie die Zellendicke. Auf diese Weise kann der Vorsprung die Rolle eines Feldabstandshalters spielen.
125A und 125B sind Darstellungen, die ein Vorsprungmuster gemäß einer 31. Ausführungsform zeigen. In dieser Ausführungsform, wie in 125A gezeigt, wird die Neigung der Seitenflächen des Vorsprungs durch den Winkel θ definiert, den die Seitenfläche mit dem Substrat (Elektrode) bildet. Dieser Winkel wird Verjüngungswinkel genannt. Gemäß der zehnten Ausführungsform wird angenommen, dass der Verjüngungswinkel θ des Vorsprungs 20 einige Werte annehmen kann, wie in 125B gezeigt. Allgemein gilt, je größer der Verjüngungswinkel θ, desto zufriedenstellender die Orientierung, in welche die flüssigkristallinen Moleküle fallen. Durch das Verändern des Verjüngungswinkels θ kann daher die Orientierung des Flüssigkristalls verändert werden. So kann eine überlegene Anzeige ermöglicht werden, indem der Verjüngungswinkel für jedes Farbpixel verändert wird, um die Farbcharakteristik anzupassen, oder indem ein geeigneter Verjüngungswinkel θ in Übereinstimmung mit der Distanz von der Busleitung eingestellt wird. Beispielsweise wird der Verjüngungswinkel θ für das R-Pixel groß eingestellt, und für das G-Pixel und das B-Pixel in dieser Reihenfolge verringert. Der Verjüngungswinkel θ wird auch in der Nachbarschaft der Busleitung erhöht und am zentralen Abschnitt in einem Pixel verringert.
Die Orientierungsregelungskraft des Vorsprungs wird verändert, indem das Vorsprungintervall, die Vorsprungbreite, die Vorsprunghöhe oder der Verjüngungswinkel ver ändert wird, wie oben mit Bezugnahme auf die sechste bis zehnte Ausführungsform beschrieben. Daher ist es möglich, dass diese Bedingungen innerhalb eines Pixels oder mit verschiedenen Farbpixeln differenziert werden, um die Orientierungsregelungskraft von Vorsprüngen teilweise zu differenzieren, und so die Betrachtungswinkelcharakteristik oder Antwortrate des Flüssigkristalls so nahe wie möglich bei den idealen sicherzustellen.
Eine Retardierung des Flüssigkristalls ist von der Wellenlänge abhängig, wie in 113 gezeigt. Daher wird eine Ausführungsform des Flüssigkristallfelds erklärt, welche die Leuchtdichte der weißen Anzeige auf der Basis dieses Merkmals verbessert, und eine hohe Antwortgeschwindigkeit für alle Farbpixel erzielt.
Zuerst wird kurz eine Wellenlängenabhängigkeit des VA-Systems erläutert. 126 zeigt die Veränderung eines Verdrillungswinkels einer Flüssigkristallschicht aufgrund des Anlegens einer Spannung, wenn ein Flüssigkristallanzeigefeld des Systems mit vertikaler Orientierung (VA) unter Verwendung eines Flüssigkristalls, der eine negative Anisotropie der Dielektrizitätskonstante hat (Flüssigkristall des n-Typs), mit dem Verdrillungswinkel versehen ist. Wenn keine Spannung angelegt wird, ist der Flüssigkristall in einer Richtung von 90 Grad auf der Oberfläche eines der Substrate und in einer Richtung von 0 Grad auf der Oberfläche des anderen Substrats orientiert, so dass die Verdrillung von 90 Grad erzielt wird. Wenn in diesem Zustand die Spannung angelegt wird, gehen nur die flüssigkristallinen Moleküle in der Nähe der Oberfläche des Substrats eine Verdrillung in einer solchen Weise ein, dass sie der Verankerungsenergie der Substratoberfläche folgen, eine Verdrillung in anderen Schichten tritt jedoch kaum auf. Daher wechselt der Modus im Wesentlichen nicht zum Rotationspolarisationsmodus (TN-Mo dus), sondern zum Doppelbrechungsmodus. 127 zeigt die Veränderung der relativen Leuchtdichte (Transmittanz) gegenüber der Veränderung der Retardierung Δnd (d; μm) sowohl im TN-Modus als auch im Doppelbrechungsmodus. Der Doppelbrechungsmodus zeigt schärfere Transmittanzcharakteristiken gegenüber Δnd des Flüssigkristalls als der TN-Modus, wie in der graphischen Darstellung gezeigt. Die Flüssigkristall mit vertikaler Orientierung unter Verwendung des Flüssigkristalls des n-Typs führt eine schwarze Anzeige aus, wenn keine Spannung angelegt wird, und eine weiße Anzeige, wenn die Spannung angelegt wird, wobei die Polarisationsplatte als Kreuz-Nicol verwendet wird, wie oben beschrieben.
128 zeigt die Veränderung der Transmittanz gegenüber der Veränderung Δnd bei jeder Wellenlänge (R: 670 nm, G: 550 nm; B: 450 nm). Aus dieser graphischen Darstellung ist ersichtlich, dass, wenn die Dicke der Flüssigkristallschicht auf Δnd eingestellt wird, wo die Leuchtdichte in der weißen Anzeige das Maximum erreicht, das heißt auf Δnd, wo die Transmittanz das Maximum bei der Wellenlänge von 550 nm erreicht, wird die Transmittanz von 450 nm übermäßig niedrig. Daher wird die Dicke der Flüssigkristallschicht auf einen kleineren Wert als die Dicke eingestellt, der aus der maximalen Leuchtdichte bestimmt wird, um so eine Färbung in der weißen Anzeige einzuschränken. Daher ist die Leuchtdichte in der weißen Anzeige niedriger als jene des TN-Modus, und um eine weiße Leuchtdichte äquivalent zu jener des Flüssigkristallanzeigefelds des TN-Modus zu erhalten, muss die Hintergrundlicht-Leuchtdichte erhöht werden. Um diese Hintergrundlicht-Leuchtdichte zu erhöhen, muss jedoch der Energieverbrauch der Beleuchtung erhöht werden, und der Anwendungsbereich des Felds ist begrenzt. Wenn die Dicke der Flüssigkristallschicht erhöht wird, indem eine Belastung auf die weiße Leuchtdichte ausgeübt wird, wird die Transmittanz bei 450 nm extrem niedrig, verglichen mit dem TN-Modus, und das Feld wird in der weißen Anzeige gelb gefärbt.
Um den Betrachtungswinkelbereich zu vergrößern, war es andererseits üblich, einen Phasendifferenzfilm hinzuzufügen, wenn jedoch die Dicke der Flüssigkristallschicht groß wird, wird die Farbveränderung in der Richtung des kritischen Winkels (Querrichtung) so groß, dass, auch wenn der Retardierungswert des Phasendifferenzfilms gleich ist, die Farbdifferenz größer wird.
In der 32. Ausführungsform wird die Dicke der Flüssigkristallschicht jedes Farbpixels individuell so eingestellt, dass die Transmittanz maximal wird, wenn die Treibspannung angelegt wird. Wenn jedoch die Dicke der Flüssigkristallschicht verschieden ist, tritt eine Differenz in der Antwortgeschwindigkeit auf, und der Farbton kann nicht richtig angezeigt werden, wenn die Operationsanzeige durchgeführt wird. Wenn die Dicke der Flüssigkristallschicht für jedes Farbpixel auf einen anderen Wert eingestellt wird, werden daher Mittel notwendig, um die Antwortgeschwindigkeit des Flüssigkristalls gleichmäßig zu machen.
129 zeigt die Veränderung der Flüssigkristall-Antwortgeschwindigkeit gegenüber dem Zwischenraum der Vorsprünge oder der Spalte, wenn Δnd der Flüssigkristallschicht so eingestellt wird, dass die maximale Transmittanz bei den drei oben beschriebenen Arten von Wellenlängen erhalten werden kann. Die Flüssigkristall-Antwortgeschwindigkeit wird niedriger, wenn die Dicke der Flüssigkristallschicht größer wird. In dem LCD-Feld des VA-Systems, das die Orientierung unter Verwendung des Vorsprungs steuert, verändert sich die Flüssigkristall-Antwortgeschwindigkeit mit der Dielektrizitätskonstante des Vorsprungs, der Form des Vorsprungs, dem Vorsprungzwischenraum, usw. Wenn jedoch die Dielektrizitätskonstante, die Form des Vorsprungs und seine Höhe konstant sind, wird die Antwortgeschwindigkeit höher, wenn der Zwischenraum des Vorsprungs schmäler ist. Es ist klar, dass, um beispielsweise die Flüssigkristall-Antwortgeschwindigkeit von 25 ms zu erhalten, in 129 der Zwischenraum der Vorsprünge oder der Spalte auf 20 μm für das R-Pixel, 25 μm für das G-Pixel und 30 μm für das B-Pixel eingestellt werden muss.
130 zeigt die Veränderung des Aperturverhältnisses in Bezug auf den Vorsprung- oder Spaltzwischenraum. Wenn der Zwischenraum der Vorsprünge oder der Spalte von 129 auf 20 μm für das R-Pixel, 25 μm für das G-Pixel, und 30 μm für das B-Pixel eingestellt wird, beträgt die Transmittanz 80%, 83,3% bzw. 85,7%, und die Differenzen treten in der Transmittanz auf.
Angesichts dieses Punkts stellt die 32. Ausführungsform die Dicke der Flüssigkristallschicht jedes Farbpixels individuell so ein, dass die Transmittanz das Maximum erreicht, wenn die Treibspannung angelegt wird, die Antwortgeschwindigkeit in jedem Farbpixel durch das Regeln des Zwischenraums der Vorsprünge koinzident gemacht wird, und der Bereich jedes Farbpixels so verändert wird, dass die Transmittanz koinzident wird.
131 zeigt die Feldstruktur der 32. Ausführungsform. Eine Struktur 71, die den R-Pixelabschnitt nicht aufweist, jedoch den G-Pixelabschnitt mit einer Dicke von 0,55 μm und den B-Pixelabschnitt mit einer Dicke von 1,05 μm aufweist, ist für beide Substrate 16 und 17 vorgesehen, wie in dieser Zeichnung gezeigt. Die optimale Bedingung für diese Dicke wird durch eine Simulation für den Doppelbrechungsmodus des VA-Systems unter Verwendung des Flüssigkristalls des n-Typs berechnet. Ferner wird die Höhe des Vorsprungs 20A auf 2,45 μm für das R-Pixel, 1,9 μm für das G-Pixel und 1,4 μm für das B-Pixel eingestellt. Ferner wird der Zwischenraum der Vorsprünge auf 20 μm für das R-Pixel, 25 μm für das G-Pixel und 30 μm für das B-Pixel eingestellt. Das Bereichsverhältnis B-Pixel:G-Pixel:R-Pixel wird auf 1:1,03:1,07 eingestellt. Mit anderen Worten, die Pixelbereiche werden so eingestellt, dass sie die Beziehung R-Pixel > G-Pixel > B-Pixel erfüllen.
Die Struktur 71 verwendet ein Acrylharz, und nachdem ein Resist in einer Dicke von 1,4 μm für das B-Pixel aufgebracht wird, wird ein Vorsprung mit einer Breite von 5 μm durch Photolithographie gebildet. Nachdem ein vertikaler Ausrichtungsfilm aufgebracht wird, wird ein 3,6 μm Abstandshalter aufgesprüht, um eine Versiegelung zu bilden, und nach dem Bonden und Aushärten der Versiegelung wird der Flüssigkristall geladen. Auf diese Weise beträgt die Dicke der Flüssigkristallschicht 5,7 μm für das R-Pixel, 4,6 μm für das G-Pixel und 3,6 μm für das B-Pixel.
132 zeigt die Feldstruktur einer Modifikation der 32. Ausführungsform, wobei ein Vorsprung auf dem CF-Substrat 16 gebildet ist, und ein Spalt 21 auf der Pixelelektrode 13 des TFT-Substrats 17 gebildet ist. Bei dieser Modifikation ist eine Acrylharzstruktur 71, die den R-Pixelabschnitt nicht aufweist, jedoch den G-Pixelabschnitt mit einer Dicke von 1,1 μm und den B-Pixelabschnitt mit einer Dicke von 2,1 μm aufweist, für das CF-Substrat 16 vorgesehen. Nachdem ein Resist in einer Dicke 1,4 μm für das B-Pixel aufgebracht wird, wird ein Vorsprung mit einer Breite von 5 μm durch Photolithographie gebildet. Als Ergebnis beträgt die Höhe des Vorsprungs 3,5 μm für das R-Pixel, 2,5 μm für das G-Pixel und 1,4 μm für das B-Pixel. Der Zwischenraum zwischen dem Vorsprung 20A und dem Spalt wird auf 20 μm für das R-Pixel, 25 μm für das G-Pixel und 30 μm für das B-Pixel eingestellt. Das Bereichsverhältnis B-Pixel:G-Pixel:R-Pixel wird auf 1:1,03:1,07 eingestellt.
Ein biaxialer Phasendifferenzfilm (Retardierungswert: 320 nm) in Übereinstimmung mit nd der Flüssigkristallschicht des G-Pixels wird zu den Feldern der 32. Ausführungsform und zu ihrer auf oben beschriebene Weise erzeugten Modifikation hinzugefügt, und die Farbdifferenz wird jeweils für die Feldtransmittanz, den Betrachtungswinkel und die kritische Winkelrichtung (0 bis 80 Grad) gemessen. Die Ergebnisse sind in 249 gezeigt. Die Messergebnisse, die durch das Verändern der Dicke der Flüssigkristallschicht im bekannten Beispiel erhalten wurden, sind dabei in 249 auch als Referenzwerte gezeigt.
Wie aus 249 hervorgeht, kann die Transmittanz (Leuchtdichte) vorne erhöht werden, indem die Dicke der Flüssigkristallschicht erhöht wird, um die wie durch das bekannte Beispiel 1 repräsentierte Transmittanz zu verbessern, da aber die Länge des optischen Wegs in der Richtung des kritischen Winkels verlängert wird, schwankt die Transmittanz der quadratischen Wellenlänge stark, und die Farbdifferenz wird groß. Im Gegensatz dazu wird in den Feldern der 32. Ausführungsform und ihrer Modifikation der Zwischenraum der Vorsprünge oder der Spalte für das R- und das G-Pixel verschmälert, um so die Antwortgeschwindigkeit des Flüssigkristalls gleichmäßig zu machen, und die Transmittanz wird niedriger als jene des bekannten Beispiels 2, da das Aperturverhältnis niedriger ist. Da die Dicke jeder Flüssigkristallschicht so eingestellt wird, dass die Transmittanz das Maximum erreicht, wenn der Treibstrom angelegt wird (weiße Anzeige), wird dennoch die Farbdifferenz in der Richtung des kritischen Winkels klein.
Die Felder gemäß der 32. Ausführungsform und ihrer Modifikation können die weiße Leuchtdichte auf einen Wert gleich dem TN-Modus erhellen, ohne eine Färbung der Felder in dem breiten Bereich der Betrachtungswinkel zu verur sachen. Da die Flüssigkristall-Antwortgeschwindigkeit gleichmäßig gemacht wird, so dass sie der Dicke jeder Flüssigkristallschicht entspricht, kann eine Anzeige mit einer hohen Farbreproduzierbarkeit erhalten werden, auch wenn eine dynamische Bildanzeige erfolgt.
Als Nächstes werden Prozesse zum Bilden von Vorsprüngen beschrieben.
Wenn Vorsprünge auf Elektroden 12, 13 eines CF-Substrats 16 und eines TFT-Substrats 17 gebildet werden, werden die Elektroden aus einem ITO-Film gebildet, dann wird ein Resist auf den Oberflächen aufgebracht und wird mit einer Photolithographie gemustert. Dieser Prozess wird unter Verwendung herkömmlicher Techniken einfach durchgeführt.
Dieser Prozess benötigt jedoch einen Schritt zum Schaffen des Musters von Vorsprüngen. Wenn Vorsprünge auf dem TFT-Substrat unter Verwendung des herkömmlichen Prozesses wie er ist gebildet werden können, kann eine Erhöhung der Anzahl von Schritten vermieden werden. Zur Bildung von Isoliervorsprüngen wird davon ausgegangen, dass eine in dem herkömmlichen Prozess verwendete Isolierschicht weiter gemustert wird, um das Muster von Vorsprüngen intakt zu lassen. Zur Schaffung leitender Vorsprünge wird eine in dem herkömmlichen Prozess verwendete leitfähige Schicht weiter gemustert, um das Muster von Vorsprüngen intakt zu lassen.
133 ist eine Darstellung, welche die Struktur eines TFT-Substrats in der 33. Ausführungsform zeigt. Die 33. Ausführungsform sieht eine Struktur vor, in der eine in dem herkömmlichen Prozess verwendete Isolierschicht zur Schaffung von Isoliervorsprüngen genutzt wird. In dieser Struktur werden zuerst die ITO-Elektroden gebildet. Eine Isolierschicht wird auf den ITO-Elektroden gebildet, und Abschnitte der Isolierschicht werden entfernt, die mit den ITO-Elektroden 13 koinzidieren. Zu dieser Zeit werden Ab schnitte der Isolierschicht, die mit Vorsprüngen 68 koinzidieren, intakt gelassen. Dann werden die Gate-Elektroden 31 gebildet. Eine Isolierschicht wird gebildet, und andere Abschnitte der Isolierschicht als notwendige Abschnitte werden entfernt. Wenn es erforderlich ist, dass die Vorsprünge eine bestimmte Dicke aufweisen, werden zu dieser Zeit Abschnitte der Isolierschicht intakt gelassen, die mit den Vorsprüngen 68 koinzidieren. Danach werden Daten-Busleitungen und TFTs auf die gleiche Weise wie in einem herkömmlichen Prozess gebildet. In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 41 einen Drain (Daten-Busleitung), 65 bezeichnet einen Kanalschutzfilm, 66 bezeichnet eine Verdrahtungsschicht, die zur Trennung von Vorrichtungen verwendet wird, und 67 bezeichnet eine Operationsschicht für Transistoren. Die ITO-Elektroden 13 und Sourcen werden durch Löcher verknüpft.
134A und 134B sind Darstellungen, die Beispiele eines Musters von Vorsprüngen zeigen, das gemäß dem in Zusammenhang mit der 33. Ausführungsform beschriebenen Prozess hergestellt wird. 134A zeigt lineare und parallele Vorsprünge, die zur Unterteilung einer in der Orientierung unterteilten Domäne in zwei Regionen verwendet werden, und 134B zeigt Zickzack-Vorsprünge, die zur Unterteilung einer in der Orientierung unterteilten Domäne in vier Regionen verwendet werden. In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugszahl 68 einen Vorsprung, und 69 bezeichnet ein Pixel.
135 ist eine Darstellung, welche die Struktur eines Felds der 34. Ausführungsform zeigt. Die 34. Ausführungsform sieht eine Struktur vor, in der eine in dem herkömmlichen Prozess verwendete leitfähige Schicht zur Bildung leitender Vorsprünge genutzt wird. In dieser Struktur wird zuerst eine TFT-lichtabfangende Metallschicht 70 zum Abfangen von Licht von TFTs gebildet, eine Isolierschicht wird auf der Metallschicht 70 gebildet, und ITO-Elektroden werden darauf gebildet. Ferner wird darauf eine Isolierschicht gebildet, dann werden Daten-Busleitungen und TFTs gebildet, und eine Isolierschicht wird weiter darauf gebildet. Dann wird eine Schicht aus Gate-Elektroden 31 gebildet. Die Isolierschicht wird entfernt, ausgenommen Abschnitte davon, die mit den Gate-Elektroden koinzidieren. Zu dieser Zeit werden Abschnitte der Isolierschicht intakt gelassen, die mit den Vorsprüngen 20B koinzidieren.
136A und 136B zeigen Beispiele eines Musters von Vorsprüngen, das wie im Zusammenhang mit der 34. Ausführungsform beschrieben hergestellt wird. 136A zeigt lineare und parallele Vorsprünge, die zur Unterteilung einer in der Orientierung unterteilten Domäne in zwei Regionen verwendet werden, und 136B zeigt Zickzack-Vorsprünge, die zur Unterteilung einer in der Orientierung unterteilten Domäne in vier Regionen verwendet werden. In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugszahl 20B einen Vorsprung. Die Bezugszahl 35 bezeichnet eine CS-Elektrode. Die CS-Elektroden 35 erstrecken sich entlang den Rändern der Pixelelektroden, um so als schwarze Matrizen zu wirken, sie sind jedoch von den Vorsprüngen 20B getrennt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die CS-Elektroden 35 eine bestimmte Spannung an die Pixelelektroden (ITO-Elektroden) 13 anlegen, und dass im Fall des Anlegens der Spannung an die Vorsprünge 20B die Ausrichtung von flüssigkristallinen Molekülen nachteilig beeinflusst werden würde.
137A und 137B zeigen einen Prozess zum Herstellen des TFT-Substrats des Felds der 35. Ausführungsform. Die Gate-Elektrode 13, wie in 137A gezeigt, wird auf dem Glassubstrat 17 gemustert. Als Nächstes werden die SiNx-Schicht 40, die amorphe Silicium (α-Si)-Schicht 72 und die SiNx-Schicht 65 seriell gebildet. Ferner wird, wie in 137B gezeigt, die SiNx-Schicht 65 bis zur α-Si-Schicht 72 in einer solchen Art geätzt, dass nur der Abschnitt des Kanalschutzfilms zurückgelassen wird. Die n+ α-Si-Schicht und die Ti/Al/Ti-Schicht, die der Daten-Busleitung entspricht, die Source 41 und der Drain 42 werden gebildet, und dann erfolgt das Ätzen so durch Mustern, dass nur die Abschnitte zurückgelassen werden, die der Daten-Busleitung, der Source 41 und dem Drain 42 entsprechen. Nachdem die dem finalen Schutzfilm 43 entsprechende SiNx-Schicht wie in 137D gezeigt gebildet wird, erfolgt dann ein Ätzen an der Oberfläche des Glassubstrats 17 in einer solchen Weise, dass die Abschnitte 43B und 40B zurückgelassen werden, die dem Abschnitt, der für die Isolierung notwendig ist, und den Vorsprüngen entsprechen. Zu dieser Zeit wird auch gleichzeitig das Kontaktloch der Source-Elektrode 41 und der Pixelelektrode gebildet. Ferner wird die ITO-Elektrodenschicht gebildet und gemustert, wodurch die Pixelelektrode 13 gebildet wird. Daher ist die Höhe des Vorsprungs die Summe aus der SiNx-Schicht 40 und des finalen Schutzfilms 43.
138 zeigt die Struktur einer Modifikation des Felds der 35. Ausführungsform, und wenn die SiNx-Schicht geätzt wird, die dem finalen Schutzfilm 43 entspricht, erfolgt das Ätzen bis zur oberen Fläche der SiNx-Schicht 40. Daher ist die Höhe des Vorsprungs die Dicke des finalen Schutzfilms 43.
139A bis 139E zeigen einen Prozess zum Herstellen des TFT-Substrats des Felds der 36. Ausführungsform. Die Gate-Elektrode 31 wird auf dem Glassubstrat 17 gemustert, wie in 139A gezeigt. Als Nächstes wird die ITO-Elektrodenschicht gebildet und gemustert, um die Pixelelektrode 13 zu bilden. Die SiNx-Schicht 40, die amorphe Silicium (α-Si)-Schicht 72 und die SiNx-Schicht 65 werden seriell gebildet, wie in 139B gezeigt. Ferner wird die SiNx-Schicht 65 bis zur α-Si-Schicht 72 in einer solchen Weise geätzt, dass nur der Abschnitt des Kanalschutzfilms zurückgelassen wird. Die n+ α-Si-Schicht wird weiter gebildet. Dann erfolgt, wie in 139C gezeigt, das Ätzen bis zur Oberfläche der Pixelelektrode 13 in einer solchen Weise, dass die notwendigen Abschnitte und der Abschnitt 40B, der dem Vorsprung entspricht, zurückgelassen werden. Die der Daten-Busleitung entsprechende Ti/Al/Ti-Schicht, die Source 41 und der Drain 42 werden wie in 139D gezeigt gebildet, und werden dann in einer solchen Weise gemustert, dass nur die Abschnitte zurückgelassen werden, die der Daten-Busleitung, der Source 41 und dem Drain 42 entsprechen. Die n+ α-Si-Schicht und die α-Si-Schicht 72 werden unter Verwendung der Daten-Busleitung, der Source 41 und des Drains 42 als Maske geätzt. Nachdem die dem finalen Schutzfilm 43 entsprechende SiNx-Schicht gebildet wird, wie in 139E gezeigt, erfolgt ein Ätzen bis zur Oberfläche der Pixelelektrode 13 in einer solchen Weise, dass der für die Isolierung notwendige Abschnitt und die Abschnitte 43B und 40B, die den Vorsprüngen entsprechen, zurückgelassen werden.
Die oben vorherbestimmte Erklärung erläutert die Ausführungsformen in Bezug auf die Herstellung des Vorsprungs 20B auf der Seite des TFT-Substrats 17, es gibt aber verschiedenste Modifikationen in Abhängigkeit von der Struktur des TFT-Substrats 17 und dgl. In jedem Fall können die Produktionskosten reduziert werden, indem der Vorsprung unter gemeinsamer Verwendung des Herstellungsprozesses anderer Abschnitte des TFT-Substrats 17 hergestellt wird.
Wie bereits erklärt wurde, hat der Vorsprung aus dem auf der Elektrode angeordneten dielektrischen Material den Vorteil, dass eine stabile Orientierung erhalten werden kann, da die Richtung der Regelung der Orientierung durch die Neigung mit der Richtung der Regelung der Orientierung durch das elektrische Feld an dem Vorsprungabschnitt koinzi diert. Der Vorsprung ist jedoch das auf der Elektrode angeordnete dielektrische Material, und der Ausrichtungsfilm wird auf dem Vorsprung gebildet. Aus diesem Grund wird die Innenseite der Flüssigkristallzelle zwischen einem Paar von Elektroden asymmetrisch, und es ist wahrscheinlich, dass die Ladung mit dem Anlegen der Spannung bestehen bleibt. Demzufolge wird die Rest-GS-Spannung hoch, und das Problem des sogenannten "Einbrennens" tritt auf, wenn der Bereich der Projektion relativ groß ist.
140A und 140B zeigen die Beziehung zwischen der Dicke des dielektrischen Materials auf der Elektrode und der Rest-GS-Spannung. 140A ist eine graphische Darstellung, die diese Beziehung zeigt, und 140B zeigt den Abschnitt, welcher der Dicke d des dielektrischen Materials entspricht, und die Position des Auftretens des "Einbrennens". Der vertikale Ausrichtungsfilm 22 ist auch das dielektrische Material, und die Summe aus der Höhe des Vorsprungs und des vertikalen Ausrichtungsfilms 22 entspricht der Dicke d des dielektrischen Materials, wie in 140B gezeigt. Die Rest-GS-Spannung steigt mit der Erhöhung von d, wie in 140A gezeigt. Daher ist es wahrscheinlich, dass ein Einbrennen an dem Abschnitt des Vorsprungs 20 auftritt, der in 140B gezeigt ist. Dies gilt auch für den Fall, wo die dielektrische Vertiefung auf der Elektrode gebildet ist, wie in der in 93 gezeigten achtzehnten Ausführungsform. Die als Nächstes zu erklärende 37. Ausführungsform ist darauf gerichtet, das Auftreten eines derartigen Problems zu verhindern.
141A und 141B zeigen die Struktur des Vorsprungs in der 37. Ausführungsform. 141A ist eine perspektivische Ansicht des Vorsprungs 20, und 141B ist eine Schnittansicht. Der Vorsprung 20, wie in diesen Zeichnungen gezeigt, hat eine Breite von 7 μm, die Breite seiner oberen Fläche beträgt etwa 5 μm, und seine Höhe beträgt etwa 1 bis 1,5 μm. Eine große Anzahl feiner Poren ist auf dieser oberen Fläche gebildet, und jede feine Pore hat einen Durchmesser von nicht mehr als 2 μm.
142A bis 142E sind Darstellungen, die ein Verfahren zum Bilden des Vorsprungs (auf der Seite des GF-Substrats) mit derartigen feinen Poren zeigen. Das Glassubstrat, das die gegenüberliegende Elektrode 12 des ITO-Films darauf gebildet aufweist, wird gewaschen, wie in 142A gezeigt. Ein lichtempfindlichen Harz (Resist) wird aufgebracht und wird dann gebacken, um eine Resistschicht 351 zu bilden, wie in 142B gezeigt. Ein Maskenmuster 352, das gestattet, dass Licht durch die anderen Abschnitte als den Vorsprung und die Porenabschnitte gesendet wird, wird mit der Resistschicht 351 in engen Kontakt gebracht, und dann wird eine Belichtung bewirkt. Der in 142D gezeigte Vorsprung wird erhalten, indem dann eine Entwicklung durchgeführt wird. Wenn weiter ein Backen vorgenommen wird, geht der Vorsprung 20 ein Schrumpfen ein, und die Seitenfläche ändert sich in die Neigung, wie in 142E gezeigt.
Wenn das oben beschriebene Substrat, das die feinen Poren in dem Vorsprung gebildet aufweist, und das Substrat, das die Poren nicht aufweist, montiert werden, und die Rest-GS-Spannung durch ein Flimmerentfernungsverfahren (GS: 3 V, WS: 2,5 V, Temperatur 50°C, GS-Anwendungszeit: 10 Minuten) gemessen wird, beträgt die Rest-GS-Spannung 0,09 V, wenn die feinen Poren gebildet sind, und beträgt 0,25 V, wenn sie nicht gebildet sind. Da die Rest-GS-Spannung auf diese Weise reduziert wird, wird es schwieriger, dass ein Festfressen auftritt.
Die flüssigkristallinen Moleküle werden rechtwinklig zu den Neigungen der Vorsprünge, etc., und zum elektrischen Feld orientiert. Es wurde jedoch herausgefunden, dass, wenn der Zwischenraum der Vorsprünge kleiner wird als die annähernde Größe der feinen Poren, die flüssigkristallinen Moleküle nicht zur Neigung der feinen Abschnitte orientiert werden. Daher werden die flüssigkristallinen Moleküle am oberen Flächenabschnitt der Vorsprünge durch die Einflüsse der Orientierung aufgrund der Neigungen auf beiden Seiten beeinträchtigt, und werden entlang dieser Orientierung orientiert.
143 zeigt die Vorsprungstruktur der 38. Ausführungsform. In der 38. Ausführungsform ist eine Rille mit einer Breite von 3 μm und einer geringen Dicke unter dem Vorsprung 20B mit einer Breite von 7,5 μm auf der Seite des TFT-Substrats angeordnet. Ferner ist eine Chromabschattungsschicht 34 unter dem Vorsprung 20B angeordnet. Ein solcher Vorsprung 20B kann durch dasselbe Verfahren wie jenes der 37. Ausführungsform hergestellt werden. Wenn die Rest-GS-Spannung für die Vorsprungstruktur der 38. Ausführungsform gemessen wird, beträgt sie 0,10 V, und es kann ein Ergebnis im Wesentlichen gleich jenem der 37. Ausführungsform erhalten werden.
In der Vorsprungstruktur der 38. Ausführungsform sind die flüssigkristallinen Moleküle nicht am Rillenabschnitt in der Richtung rechtwinklig zu dem Substrat orientiert, wenn keine Spannung angelegt wird, und in einigen Fällen verschlechtert sich die vertikale Orientierungseigenschaft. Da der Schattierungsfilm 34 angeordnet ist, wird jedoch austretendes Licht aufgrund einer abnormalen Orientierung an diesem Abschnitt abgeschnitten und führt nicht zu einem Abfall des Kontrasts.
Als Nächstes wurde die Form eines Querschnitts eines Resists untersucht. Normalerweise hat das Resist einen Querschnitt wie den in 144A gezeigten unmittelbar nach der Vollendung des Musterns. In dem Modus der vorliegenden Er findung trägt jedoch ein zylindrischer Querschnitt mit einer ziemlich glatten Neigung zu einer stabileren Ausrichtung bei. Unmittelbar nachdem sie gemustert wurden, wurden Substrate bei 200°C gebacken, wodurch die Querschnittsform des Resists in die in 144B gezeigt verändert wurde. 145A und 145E sind Darstellungen, welche eine Veränderung in der Querschnittsform des Resists zeigen, die von einer Änderung in der Temperatur stammt, bei der das gemusterte Resist gebacken wird. Auch wenn die Backtemperatur auf 150°C oder mehr erhöht wurde, war eine weitere Veränderung in der Querschnittsform begrenzt.
Wenn auf die Gründe Bezug genommen wird, warum das Resist bei 200°C gebacken wurde, abgesehen von dem Grund, dass die Querschnittsform des Resists verändert werden soll, gibt es einen weiteren wichtigen Grund. Das soll bedeuten, dass, wenn das in den Prototypen verwendete Resist normal gebacken wird (bei 135°C während 40 min), es geschmolzen wird, da es auf ein auf einen Ausrichtungsfilm aufgebrachtes Lösungsmittel reagiert. In dieser Ausführungsform wird das Resist bei einer ausreichend hohen Temperatur gebacken, bevor der Ausrichtungsfilm gebildet wird, und so wird verhindert, dass es auf den Ausrichtungsfilm reagiert.
In der ersten Ausführungsform wird das Resist bei 200°C gebacken, um die Querschnittsform des Resists zylindrisch zu machen. Es wurden bisher beschriebene Daten unter Verwendung des Musters von Vorsprüngen erfasst, deren Querschnittsform zylindrisch ist.
In den obigen Beispielen wird die Querschnittsform eines Resists zylindrisch ausgebildet, indem die Backtemperatur optimiert wird. In Abhängigkeit von der Linienbreite eines Resists wird das Resist auf natürliche Weise zylindrisch. 146A bis 146C sind Darstellungen, welche die Beziehungen zwischen der Linienbreite eines Resists und der Querschnittsform davon zeigen. Wenn die Linienbreite etwa 5 Mikrometer beträgt, hat das Resist auf natürliche Weise eine bevorzugte zylindrische Form. Es wird angenommen, dass daher, wenn die Linienbreite etwa 7 Mikrometer oder weniger beträgt, ein Resist mit einer natürlich zylindrischen Form gebildet werden kann. In einer existierenden Anzeige kann die Linienbreite von 5 Mikrometern tatsächlich angewendet werden. In Abhängigkeit von der Leistung einer Belichtungsvorrichtung kann davon ausgegangen werden, dass, auch wenn die Linienbreite in der Einheit von Submikron liegt, prinzipiell dieselbe Ausrichtung erzielt werden kann.
Wenn ein Vorsprung als Domänenregelungsmittel verwendet wird, wird es ferner notwendig, einen vertikalen Ausrichtungsfilm darauf zu bilden. 147A und 147B sind Schnittansichten eines herkömmlichen Felds unter Verwendung eines Vorsprungs als Domänenregelungsmittel und veranschaulichen den Vorsprung. Mit Bezugnahme auf 147A sind auf den Substraten 16 und 17 Farbfilter und Busleitungen sowie ITO-Elektroden 12 und 13 gebildet. Vorsprünge 20A und 20B sind darauf gebildet, und vertikale Ausrichtungsfilme sind auf den ITO-Elektroden 12 und 13 gebildet, welche die Vorsprünge 20A und 20B enthalten.
Wenn der Vorsprung unter Verwendung des Photoresists des Positiv-Typs gebildet wird, wie ein TFT-Einebnungsmittel HRC-135, hergestellt von JSR Co., zeigt die Oberfläche eine schlechte Netzbarkeit gegenüber dem vertikalen Ausrichtungsfilm, stößt das Material des vertikalen Ausrichtungsfilms ab, der aufgebracht wird, und macht die Bildung eines vertikalen Ausrichtungsfilms auf der Oberfläche des Vorsprungs schwierig. 147B zeigt diesen Zustand. Daher entsteht dadurch insofern ein Problem, als kein vertikaler Ausrichtungsfilm 22 auf den Oberflächen der Vorsprünge 20A und 20B gebildet wird. Die Vorsprünge 20A und 20B, die keinen verti kalen Ausrichtungsfilm 22 aufweisen, der auf den Oberflächen davon gebildet ist, helfen nicht dabei, eine erwünschte Orientierung zu erhalten. Daher tritt ein Lichtaustritt aus den Vorsprüngen auf, wobei die Anzeigequalität verschlechtert wird. Eine 39. Ausführungsform soll dieses Problem lösen.
Gemäß der 39. Ausführungsform wird die Oberfläche des Vorsprungs so behandelt, dass das Material des vertikalen Ausrichtungsfilms leicht an der Oberfläche des Vorsprungs haftet. Als Behandlung, um zu ermöglichen, dass das Material des vertikalen Ausrichtungsfilms leicht an der Oberfläche des Vorsprungs haftet, kann überlegt werden, eine feine Rauheit auf der Oberfläche des Vorsprungs zu bilden, so dass das Material des Ausrichtungsfilms vorteilhaft darauf aufgebracht werden kann, oder die Netzbarkeit der Oberfläche des Vorsprungs kann relativ zu dem Material des vertikalen Ausrichtungsfilms verstärkt werden. Wenn die feine Rauheit auf der Oberfläche des Vorsprungs gebildet wird, bleibt die Flüssigkeit des Ausrichtungsfilms in den konkaven Abschnitten, und das Material des Ausrichtungsfilms wird von der Oberfläche des Vorsprungs weniger abgestoßen. Die Rauheit kann entweder durch eine chemische Behandlung oder eine physikalische Behandlung gebildet werden. Als chemische Behandlung kann eine Veraschung effektiv eingesetzt werden.
148A bis 148C sind Darstellungen, die ein Verfahren zum Bilden von Vorsprüngen gemäß einer 39. Ausführungsform auf der Basis der Veraschungsbehandlung zeigen. Mit Bezugnahme auf 148A wird ein Vorsprung 20 unter Verwendung des Photoresists auf der Elektrode 13 gebildet (die in diesem Fall eine Pixelelektrode 13 ist, aber auch eine gegenüberliegende Elektrode 12 sein kann). Der Vorsprung 20 hat beispielsweise die Form eines Streifens mit einer Breite von 10 μm und einer Höhe von 1,5 μm. Der Vorsprung wird ausgeheilt, um die Form einer Kuppel im Querschnitt anzunehmen. Die Oberfläche des Vorsprungs auf dem Substrat wird der Veraschungsbehandlung unter Verwendung eines herkömmlichen Plasmaveraschers unterworfen. Durch die Plasmaveraschung werden feine Kerben auf der Oberfläche des Vorsprungs gebildet, wie in 148B gezeigt. Das so erhaltene Substrat wird gewaschen, getrocknet, und auf dieses wird ein vertikalen Orientierungsglied unter Verwendung eines Druckers aufgebracht. Aufgrund des Effekts der auf dem Vorsprung gebildeten Rauheit wird das Orientierungsglied nicht abgestoßen, und ein vertikaler Ausrichtungsfilm wird auf der gesamten Oberfläche des Vorsprungs gebildet, wie in 148C gezeigt. Danach wird die Bearbeitung in der gleichen Weise wie jener des gewöhnlichen Multidomänen-VA-Systems ausgeführt. Die so erhaltene Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt vorteilhafte Anzeigeeigenschaften ohne einen Defekt, der von der Expulsion des Ausrichtungsfilms stammt.
Ein weiteres Beispiel der Veraschungsbehandlung ist eine Ozonveraschungsbehandlung, die denselben Effekt wie jenen der Plasmaveraschungsbehandlung zeigt.
Als physikalisches Verfahren zum Bilden einer Rauheit wird das Substrat mit einer Bürste unter Verwendung einer Substratwaschvorrichtung gewaschen, nachdem der Vorsprung ausgeheilt wurde. Dies bildet eine Rauheit in der Form von Streifen auf dem Vorsprung. Andere Beispiele des Verfahrens zum physikalischen Bilden einer Rauheit enthalten das Bewirken des Reibens unter Verwendung einer Reibvorrichtung, wie in 149A gezeigt, und das Transferieren der Rauheit einer Walze 103, indem die rauhe Walze 103 auf das Substrat geschoben wird, auf dem der Vorsprung 20 gebildet wurde, wie in 149B gezeigt.
150 ist eine Darstellung, die das Einstrahlen von ultravioletten Strahlen veranschaulicht, um die Netzbarkeit der Oberfläche des Vorsprungs relativ zu dem Material des vertikalen Ausrichtungsfilms zu verstärken. Ein Vorsprung 20, gleich wie jener von 148C, wird auf dem Substrat unter Verwendung eines Photoresists gebildet, wie oben beschrieben. Unter Verwendung einer Excimer-UV-Einstrahlungseinrichtung werden auf das Substrat ultraviolette Strahlen mit einer Hauptwellenlänge von 172 nm in einer Dosierung von 1000 mJ/cm² in einer Umgebung eingestrahlt, in der eine Sauerstoffkonzentration nicht unter 20% liegt. Dies hilft bei der Verbesserung der Netzbarkeit der Oberflächen des Substrats und des Vorsprungs relativ zu dem Material des vertikalen Ausrichtungsfilms. Das so erhaltene Substrat wird gewaschen, getrocknet, und wird mit dem vertikalen Orientierungsglied unter Verwendung eines Druckers überzogen. Da die Netzbarkeit durch die Einstrahlung von ultravioletten Strahlen verbessert wurde, wird das Orientierungsmaterial nicht abgestoßen, und der vertikale Ausrichtungsfilm wird auf der gesamten Oberfläche des Vorsprungs gebildet. Danach wird die Bearbeitung in der gleichen Weise wie jener des gewöhnlichen Multidomänen-VA-Systems durchgeführt. Die so erhaltene Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt vorteilhafte Anzeigeeigenschaften ohne einen Defekt, der von der Expulsion des Ausrichtungsfilms stammt.
151A und 151B sind graphische Darstellungen, die eine Veränderung im Expulsionsfaktor des Materials des vertikalen Ausrichtungsfilms veranschaulichen, wenn die Bedingungen verändert werden, unter denen auf den Vorsprung, der auf einem Photoresist gebildet ist, ultraviolette Strahlen eingestrahlt werden. 151A ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung unter der Wellenlänge, der Dosierung (Strahlungsmenge) und dem Expulsionsfaktor (Verhältnis des Auftretens einer Abstoßung) veranschaulicht. Ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge sind effektiv, die nicht länger als 200 nm ist. Wenn die Wellenlänge länger als 200 nm ist, wird die Verbesserung nur in einem geringen Grad erreicht. Wenn die ultravioletten Strahlen eine Wellenlänge haben, die nicht länger als 200 nm ist, tritt ferner keine Expulsion (Abstoßung) mit der Dosierung von 1000 mJ/cm² auf. 151B ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der Sauerstoffkonzentration und dem Expulsionsfaktor veranschaulicht, wenn auf den Vorsprung ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge, die nicht länger als 200 nm ist, in einer Dosierung von 1000 mJ/cm² eingestrahlt werden. In einer Umgebung, wo die Sauerstoffkonzentration niedrig ist, wird Ozon nicht in ausreichenden Mengen generiert, und die Verbesserung wird nur geringfügig erreicht. Daher ist es zweckmäßig, dass auf den Vorsprung ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge, die nicht länger als 200 nm ist, in einer Umgebung, in der eine Sauerstoffkonzentration nicht unter 20% liegt, in einer Dosierung, die nicht niedriger ist als 1000 mJ/cm², eingestrahlt werden.
Als Einrichtung zum Generieren von ultravioletten Strahlen mit einer Wellenlänge, die nicht länger als 200 nm ist, kann eine Niederdruck-Quecksilberlampe zusätzlich zu der oben angegebenen Excimer-UV-Einstrahlungseinrichtung verwendet werden.
Bei der oben angegebenen Bearbeitung wurde das Substrat gewaschen und getrocknet, nachdem ultraviolette Strahlen darauf eingestrahlt wurden. Auf das Substrat können jedoch ultraviolette Strahlen eingestrahlt werden, nachdem es gewaschen und getrocknet wurde. Da in diesem Fall auf den Vorsprung ultraviolette Strahlen gerade vor dem Drucken eines Ausrichtungsfilms darauf eingestrahlt werden, wird die Netzbarkeit nicht beeinträchtigt, indem es stehen gelassen wird, nachdem es bestrahlt wurde, oder indem es gewaschen wird.
Die Abstoßungseigenschaft auf dem Vorsprung kann dras tisch verbessert werden, wenn ein Silankopplungsagens, ein Ausrichtungsfilm-Lösungsmittel, etc., aufgetragen werden, bevor der Ausrichtungsfilm aufgebracht wird, und dann der Ausrichtungsfilm gebildet wird. Konkreter wird das Substrat gebacken (ausgeheilt), und die Form des Vorsprungs wird in die halbzylindrische Form gebracht, wie in 146 gezeigt. Nachdem dieses Substrat gewaschen wird, wird Hexamethyldisilan (HDMS) unter Verwendung einer Schleuder aufgebracht. Ein vertikales Orientierungsmaterial wird unter Verwendung einer Druckerpresse auf dem Substrat aufgebracht. Auf diese Weise wird der vertikale Ausrichtungsfilm zufriedenstellend auf der Oberfläche des Vorsprungs gebildet. N-Methylpyrrolidon (NMP) kann dabei anstelle von HDMS aufgebracht werden. Ferner kann das Drucken des vertikalen Ausrichtungsfilms in einer abgedichteten NMP-Atmosphäre durchgeführt werden, und auch in diesem Fall kann der vertikale Ausrichtungsfilm zufriedenstellend auf der Oberfläche des Vorsprungs gebildet werden. Verschiedenste Lösungsmittel stehen als Lösungsmittel zur Verfügung, das vor der Bildung des vertikalen Ausrichtungsfilms aufzubringen ist, und Gamma-Butyrolacton, Methylcellosolve, etc., können beispielsweise als Lösungsmittel des Ausrichtungsfilms verwendet werden.
152A bis 152C sind erläuternde Ansichten, die zur Erklärung eines Beispiels des Herstellungsverfahrens des Vorsprungs in der 39. Ausführungsform dienen, und repräsentieren ein Beispiel, bei dem der Vorsprung durch ein Material gebildet wird, worin feine Partikel (Teilchen) dispergiert sind (Beispiel der Seite des CF-Substrats). Ein lichtempfindliches Harz (Resist) 355 des Positiv-Typs, das 5 bis 20% feine Tonerdepartikel mit einer Korngröße von nicht mehr als 0,5 μm in der Mischung enthält, wird auf der Elektrode 12 aufgebracht, wie in 152A gezeigt. Das Resist 355 wird belichtet und entwickelt, indem eine Photomaske 356 verwendet wird, die den Vorsprungabschnitt abschattet, wie in 152B gezeigt. Nachdem ein Backen durchgeführt wird, kann ein in 152C gezeigter Vorsprung 20A erhalten werden. Die feinen Tonerdepartikel 357 ragen aus der Oberfläche dieses Vorsprungs 20A und fallen von der Oberfläche ab, um Löcher zu bilden. Mit anderen Worten, auf der Oberfläche des Vorsprungs 20A werden feine Konkav-Konvexitäten gebildet. Aus diesem Grund kann die Netzbarkeit verbessert werden, wenn der vertikale Ausrichtungsfilm aufgebracht wird.
Zur Erhöhung der Anzahl von Konkav-Konvexitäten auf der Oberfläche des Vorsprungs in der oben beschriebenen Ausführungsform muss der Anteil der feinen Tonerdepartikel erhöht werden, die mit dem Resist zu mischen sind. Wenn der Anteil der feinen Tonerdepartikel 20% überschreitet, sinkt jedoch die Lichtempfindlichkeit des Resists, und es kann kein Mustern durch Belichtung durchgeführt werden. 153A bis 153C zeigen ein Verfahren zum Herstellen des Vorsprungs, wenn die Anzahl von Konkav-Konvexitäten auf der Oberfläche des Vorsprungs erhöht werden muss.
Ein lichtunempfindliches Harz, das einen hohen Anteil feiner Tonerdepartikel 357 mit einer Korngröße von nicht mehr als 0,5 μm enthält, wird auf der Elektrode 12 aufgebracht, wie in 153A gezeigt. Ferner wird, wie in 153B gezeigt, ein Resist auf der Oberfläche des Harzes aufgebracht, und eine Belichtung und Entwicklung unter Verwendung einer den Vorsprungabschnitt abschattenden Photomaske 358 werden durchgeführt. Da das Resist nur an den Abschnitten zurückbleibt, die der Photomaske 358 entsprechen, wird das lichtunempfindliche Harz an anderen Abschnitten als dem Vorsprungabschnitt durch Ätzen entfernt. Wenn ferner ein Backen durchgeführt wird, kann der Vorsprung 20A erhalten werden, wie in 153C gezeigt. Die Konkav-Konvexitäten werden ähnlich auf der Oberfläche des Vorsprungs 20A gebildet, da jedoch der Anteil der eingemischten feinen Tonerdepartikel 357 hoch ist, wird eine große Anzahl von Konkav-Konvexitäten gebildet, und die Netzbarkeit kann viel stärker verbessert werden als in der in 154 gezeigten Ausführungsform, wenn der vertikale Ausrichtungsfilm aufgebracht wird.
154A und 154B zeigen ein weiteres Herstellungsverfahren der Konkav-Konvexitäten auf der Oberfläche des Vorsprungs durch die feinen Partikel. Nachdem das Resist 360 auf der Oberfläche der Elektrode 12 aufgebracht wird, werden in diesem Beispiel die feinen Tonerdepartikel 361 aufgesprüht und an der Oberfläche des Resists 360 haften gelassen, wobei dann ein Vorbacken folgt. Danach wird der Vorsprung auf die gleiche Weise wie im Stand der Technik gemustert, und der in 154B gezeigte Vorsprung kann erhalten werden. Wenn dieser Vorsprung 20A gewaschen wird, existieren die feinen Tonerdepartikel 361 auf der Oberfläche des Vorsprungs 20A und fallen von der Oberfläche ab, um die Löcher zu definieren. Folglich werden die Konkav-Konvexitäten gebildet.
155A und 155B sind erläuternde Ansichten, die zur Erklärung eines Beispiels des Herstellungsverfahrens des Vorsprungs in der 39. Ausführungsform dienen, und repräsentieren das Beispiel, in dem ein Vorsprungmaterial aufgeschäumt wird, um die Konkav-Konvexitäten auf der Oberfläche des Vorsprungs zu bilden. Das Resist zur Bildung des Vorsprungs 20 wird zuerst in einem Lösungsmittel wie beispielsweise PGMEA (Propylenglykolmonomethyletheracetat) gelöst, wird durch eine Schleuder aufgebracht und wird dann bei 60°C vorgebacken (vorausgeheilt). In diesem Zustand bleiben große Mengen des Lösungsmittels innerhalb des Resists. Dann wird ein Mustern durch Belichtung und Entwicklung unter Verwen dung einer Maske durchgeführt.
Gemäß den wie oben beschriebenen Ausführungsformen, wie in 156 mit einer gestrichelten Linie gezeigt, wird die Temperatur innerhalb eines Reinofens allmählich bis auf 200°C im Laufe von 10 Minuten erhöht, wird bei dieser Temperatur länger als 75 Minuten gehalten, und wird allmählich im Laufe von 10 Minuten auf die Normaltemperatur zurückgeführt. Im Gegensatz dazu wird gemäß dieser Ausführungsform, wie in 156 mit einer durchgehenden Linie gezeigt, das Substrat auf eine Heizplatte bei 200°C platziert und wird 10 Minuten lang erhitzt. Zu dieser Zeit ist eine Zeit von etwa einer Minute notwendig, um die Substrattemperatur auf 200°C zu erhöhen. Danach wird das Substrat 10 Minuten lang stehen gelassen, um auf die Normaltemperatur abzukühlen. Wenn auf diese Weise ein rasches Erhitzen durchgeführt wird, bildet das Lösungsmittel innerhalb des Resists eine Kuppel, und Blasen 362 werden innerhalb des Resists gebildet, wie in 155A gezeigt. Die Blasen 362 werden aus der Oberfläche des Vorsprungs 20 emittiert, wie in 155B gezeigt. Zu dieser Zeit werden die Spuren 363 der Blasen auf der Oberfläche des Vorsprungs zurückgelassen, wodurch die Konkav-Konvexitäten gebildet werden.
Wenn das in dem Lösungsmittel gelöste Resist vor dem Aufbringen gerührt wird, und die Blasen in das Resist eingebracht werden, ist es dabei wahrscheinlicher, dass ein Schäumen auftritt, als wenn das Resist rasch erhitzt wird. Das Rühren kann durchgeführt werden, während ein Stickstoffgas oder ein Kohlensäuregas eingebracht wird. Gemäß diesem Verfahren werden die Blasen des Gases in das Resist eingebracht, und ein Teil des Gases wird in dem Lösungsmittel gelöst, so dass die Formbarkeit zur Zeit des Erhitzens zunimmt. Auch Kristallisationswasser, das Wasser bei etwa 120 bis etwa 200°C abgibt, oder eine Clathrat-Verbindung, die ein Gast-Lösungsmittel abgibt, kann mit dem Resist gemischt werden. Wasser wird aus Kristallisationswasser abgegeben und verändert sich in Dampf, oder das Gast-Lösungsmittel wird zur Zeit des Erhitzens abgegeben, und es ist wahrscheinlicher, dass ein Schäumen auftritt. Ein Lösungsmittel oder ein Silicagel, das ein Gas adsorbiert, kann mit dem Resist gemischt werden. Das adsorbierte Lösungsmittel oder das Gas wird vom Silicagel zur Zeit des Erhitzens abgegeben, und dementsprechend ist es wahrscheinlicher, dass ein Schäumen auftritt. Dabei muss das einzumischende feste Material kleiner sein als die Höhe des Vorsprungs und seine Breite, und muss im Voraus auf eine solche Größe pulverisiert werden.
In der 37. Ausführungsform werden die feinen Poren in dem Vorsprung gebildet, wohingegen in der 38. Ausführungsform die Rillen in dem Vorsprung angeordnet werden, und gemäß derartigen Strukturen kann der vertikale Ausrichtungsfilm leichter auf der Oberfläche der Vorsprünge gebildet werden. 157A bis 157C zeigen ein weiteres Verfahren zum Bilden des Vorsprungs mit den Rillen wie jenes der 38. Ausführungsform.
Die Vorsprünge 365 und 366 werden aneinander angrenzend unter Verwendung eines Photoresists gebildet, das zur Bildung einer Mikrolinse verwendet wird, wie in 157A gezeigt. Die Musterbildungsform dieser Mikrolinse kann in Abhängigkeit von der Lichtreflexionsintensität, der Backtemperatur, der Zusammensetzung, usw., verändert werden, und wenn die geeignete Backbedingung eingestellt wird, kollabiert der Vorsprung und verändert sich in die in 157B gezeigte Form. Wenn der vertikale Ausrichtungsfilm 22 auf dieser Form aufgebracht wird, wie in 157C gezeigt, kann der vertikale Ausrichtungsfilm 22 zufriedenstellend gebildet werden, da die Mitte des Vorsprungs 20 eingebuchtet ist. Nachdem das oben beschriebene Material in einer Dicke von 1,5 μm aufgebracht wird, werden die Vorsprünge 365 und 366 mit einer Breite von 3 μm und einem Zwischenraum von 1 μm zwischen den Vorsprüngen gemustert. Dann wird der Film bei 180°C 10 bis 30 Minuten lang gebacken. Als Ergebnis werden die beiden Vorsprünge aneinander geschmolzen, um die in 157B gezeigte Form zu bilden. Durch das Steuern der Backzeit kann eine gewünschte Form erhalten werden. Die Vorsprünge 365 und 366 können aneinander geschmolzen werden, wenn die Höhe 0,5 bis 5 μm beträgt, die Breite 2 bis 10 μm beträgt, und der Zwischenraum innerhalb des Bereichs von 0,5 bis 5 μm liegt. Wenn die Höhe der Vorsprünge größer als 5 μm ist, beeinträchtigt diese Höhe die Zellendicke (Dicke der Flüssigkristallschicht) und behindert die Injektion des Flüssigkristalls. Wenn die Breite des Vorsprungs kleiner als 2 μm ist, sinkt hingegen die Orientierungsbegrenzungskraft des Vorsprungs. Wenn der Zwischenraum zwischen den Vorsprüngen 5 μm überschreitet, können ferner die beiden Vorsprünge nicht leicht verschmolzen werden, und wenn er kleiner als 0,5 μm ist, kann die Vertiefung nicht in der Mitte gebildet werden.
Im Vorhergehenden wurde die Behandlung zur Verbesserung der Netzbarkeit des Vorsprungs relativ zu dem Material des Ausrichtungsfilms gemäß der 39. Ausführungsform beschrieben. Hier kann der Vorsprung ein beliebiges Muster haben und kann nicht die Form einer Kuppel im Querschnitt aufweisen. Außerdem ist das den Vorsprung bildende Material nicht auf das Photoresist beschränkt, sondern kann ein beliebiges Material sein, vorausgesetzt dass es einen Vorsprung in einer gewünschten Form bilden kann. Unter Berücksichtigung der chemischen oder physikalischen Bildung einer Rauheit in einem nachfolgenden Prozess ist es jedoch zweckmäßig, ein Material zu verwenden, das weich ist, nicht leicht abgeschält wird und der Veraschung unterworfen werden kann. Die diese Bedingungen erfüllenden Materialien sind ein Photoresist, schwarzes Matrixharz, Farbfilterharz, Überzugsharz und Polyimidharz. Diese organischen Materialien ermöglichen eine Verbesserung (Behandlung) der Oberflächen durch die Veraschung oder UV-Einstrahlung.
Gemäß der wie oben beschriebenen 39. Ausführungsform wird die Netzbarkeit der Oberfläche des Vorsprungs für das Material des Ausrichtungsfilms verbessert, wodurch es ermöglicht wird, ein Problem zu verhindern, das darin besteht, dass der Ausrichtungsfilm nicht auf der Oberfläche des Vorsprungs gebildet wird, wird die Anzeigequalität verbessert, und wird die Ausbeute verbessert.
In der Vergangenheit wurde eine sogenannte schwarze Matrix an dem Perimeter jedes Pixels platziert, um eine Verschlechterung des Kontrasts zu verhindern, die von dem Austritt von durch eine Region zwischen Pixeln hindurchgehendem Licht stammt. 158 ist eine Darstellung, welche die Struktur eines mit schwarzen Matrizen versehenen Felds des Standes der Technik zeigt. Ein rotes Filter 39R, ein grünes Filter 39G und ein blaues Filter 39B, die mit roten, grünen und blauen Pixeln koinzidieren, sind auf einem Farbfilter-(CF)-Substrat 16 gebildet, und ITO-Elektroden 12 sind auf dem CF-Substrat gebildet, wie veranschaulicht. Ferner sind schwarze Matrizen 34 an den Grenzen zwischen den roten, grünen und blauen Pixeln gebildet. Daten-Busleitungen und Gate-Busleitungen oder TFT-Vorrichtungen 33 sind zusammen mit ITO-Elektroden 13 auf einem TFT-Substrat 17 gebildet. Eine Flüssigkristallschicht 3 ist zwischen den beiden Substraten 16 und 17 positioniert.
159 ist eine Darstellung, welche die Struktur eines Felds der 40. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 160 ist eine Darstellung, die ein Muster von Vorsprüngen über Pixel in der 40. Ausführungsform zeigt. Das rote Filter 39R, das grüne Filter 39G und das blaue Filter 39B sind auf dem CF-Substrat 16 gebildet, wie veranschaulicht. Die Vorsprünge 20A zum Steuern der Ausrichtung, die in dem Flüssigkristallfeld der ersten Ausführungsform enthalten sind, sind auf dem CF-Substrat 16 gebildet, wie in 160 gezeigt, obwohl sie in 159 nicht gezeigt sind. Die Vorsprünge 20A sind aus einem lichtabfangenden Material hergestellt. Vorsprünge 61 sind an den Perimetern von Pixeln gebildet. Die Vorsprünge 61 sind auch aus einem lichtabfangenden Material hergestellt und wirken als schwarze Matrizen. Die Notwendigkeit der Bildung der schwarzen Matrizen 34 wie im Stand der Technik entfällt. Die als schwarze Matrizen wirkenden Vorsprünge 61 können gleichzeitig mit den Vorsprüngen 20A gebildet werden. Unter Verwendung dieses Herstellungsprozesses kann der Schritt zum Schaffen schwarzer Matrizen im Laufe der Schaffung des CF-Substrats 16 weggelassen werden. Die Bezugszahl 62 bezeichnet einen TFT in jedem Pixel. Die Vorsprünge 61 sind ausgebildet, Licht von den TFTs abzufangen.
In 159 sind die Vorsprünge 20A und 61 auf dem CF-Substrat 16 gebildet. Alternativ dazu können die Vorsprünge 61 oder 20A oder beide davon auf dem TFT-Substrat 17 gebildet sein. Aufgrund dieser Struktur muss eine Fehlanpassung zwischen dem CF-Substrat 16 und dem TFT-Substrat 17 nicht berücksichtigt werden, die während des Bondens auftritt. Dementsprechend können die numerische Apertur des Felds und die Ausbeute eines Bondschritts außergewöhnlich verbessert werden. Unter der Annahme, dass das CF-Substrat 16 mit schwarzen Matrizen versehen ist, wenn die ITO-Elektroden 13 auf dem TFT-Substrat 17 und offene Abschnitte (Abschnitte ohne schwarze Matrizen) des CF-Substrats 16 ausgebildet sind, miteinander identisch zu sein, würde, wenn eine Bond fehlanpassung in dem Prozess zum Herstellen des Felds auftritt, die Fehlanpassungsregion einen Lichtaustritt verursachen. Dies macht eine normale Anzeige unmöglich. Auch wenn eine Hochpräzisions-Bondvorrichtung eingesetzt wird, liegt im Allgemeinen ein Anpassungsfehler von etwa ±5 Mikrometern (μm) vor. Daher muss ein entsprechender Spielraum eingehalten werden. Unter Berücksichtigung des Spielraums wird daher eine Apertur für jede schwarze Matrix ausgebildet, kleiner zu sein. So wird das obige Problem bewältigt. Das soll bedeuten, dass jede schwarze Matrix ausgebildet ist, um etwa 5 bis 10 Mikrometer in eine auf dem TFT-Substrat 17 gebildete ITO-Elektrode 13 einzudringen. Wenn die Vorsprünge 61 auf dem TFT-Substrat 17 gebildet sind, ist das Feld frei von dem nachteiligen Effekt einer Bondfehlanpassung. Dementsprechend kann die numerische Apertur maximiert werden. Dieser Vorteil wird größer, je kleiner jedes Pixel des Felds wird, das heißt mit einer verbesserten Auflösung. In dieser Ausführungsform wird beispielsweise ein Substrat mit ITO-Elektroden von Pixeln eingesetzt, deren Breite 80 Mikrometer beträgt, und deren Höhe 240 Mikrometer beträgt. Da ein Spielraum von 5 Mikrometern erforderlich ist, werden in jedem der herkömmlichen Modi die Breite und Länge der Apertur 70 Mikrometer bzw. 230 Mikrometer, und der Bereich einer Apertur für jedes Pixel wird 16100 Quadratmikrometer. Im Gegensatz dazu beträgt in dieser Ausführungsform der Bereich der Apertur für jedes Pixel 19200 Quadratmikrometer. Die numerische Apertur wird verbessert, um ungefähr 1,2-mal größer zu sein als jene, die durch den herkömmlichen Modus zugelassen wird. Zur Realisierung einer Anzeige, die eine zweimal so hohe Auflösung bietet wie jene, die durch das Feld vorgesehen wird, betragen die Breite und die Länge einer Elektrode 40 Mikrometer bzw. 120 Mikrometer. In dem herkömmlichen Modus beträgt der Bereich der Apertur für jedes Pixel 3300 Quadratmikrometer. In dieser Ausführungsform beträgt der Bereich der Apertur für jedes Pixel 4800 Quadratmikrometer und ist so verbessert, um ungefähr 1,5-mal größer zu sein als jener, die durch den herkömmlichen Modus zugelassen wird. Je höher die Auflösung ist, desto größer ist so der Vorteil.
161 ist eine Darstellung, die ein Muster einer schwarzen Matrix (BM) gemäß einer 41. Ausführungsform zeigt. Oben wurde beschrieben, dass Licht am Domänenregelungsmittel austritt. Eine winzige Domäne mit einem um 90° verschiedenen Orientierungswinkel, die ungefähr an der Oberseite des Vorsprungs lokalisiert ist, kann wie oben beschrieben verwendet werden. Das Licht tritt jedoch aus, wenn keine stabile Orientierung ungefähr an der Oberseite des Vorsprungs sichergestellt werden kann. Damit der Kontrast verbessert wird, wird das Domänenregelungsmittel daher vorzugsweise maskiert. Ein Verfahren zum Maskieren des Vorsprungs ist, den Vorsprung aus einem lichtabschirmenden Material zu bilden. Gemäß der 41. Ausführungsform wird das Domänenregelungsmittel jedoch unter Verwendung einer schwarzen Matrix (BM) maskiert.
Die BM 34 wird zum Abschirmen des Austrittslichts am TFT und an der Grenze zwischen der Zellenelektrode und der Busleitung verwendet, wie oben beschrieben. Die 41. Ausführungsform verwendet die BM jedoch auch als Domänenregelungsmittel. Dementsprechend kann das Austrittslicht an dem Domänenregelungsmittel für einen verbesserten Kontrast maskiert werden.
162 ist eine Schnittansicht eines Felds gemäß einer 41. Ausführungsform. Die BMs 34 sind an Positionen angeordnet, wie gezeigt, die den Vorsprüngen 20A, 20B, dem TFT 33 und dem Intervall zwischen den Busleitungen (nur die Gate-Busleitung 31 ist gezeigt) und den Zellenelektroden 13 entsprechen.
163 zeigt ein Pixelmuster gemäß einer 42. Ausführungsform. Herkömmlich ist eine Deltaanordnung bekannt, bei der die Anzeigepixel, die eine im Wesentlichen quadratische Form haben, in angrenzenden Spalten um eine halbe Teilung voneinander verschoben angeordnet sind. In einer Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist ein Satz von Farbpixeln aus drei angrenzenden Pixeln 13B, 13G, 13R konfiguriert. Jedes Pixel hat eine nahezu quadratische Form, und verglichen mit einem 1-zu-3-Rechteck kann ein gleicher Anteil von flüssigkristallinen Molekülen in jeder Unterteilungsrichtung leicht sichergestellt werden, ohne das Vorsprungintervall erheblich zu reduzieren. In einem solchen Fall erstreckt sich die Daten-Busleitung im Zickzack entlang dem Perimeterrand des Pixels. Auf diese Weise ist die Deltaanordnung in dem Fall sehr effektiv, wo eine Vorsprunganordnung kontinuierlich über die gesamte Substratoberfläche zur Orientierungsunterteilung gebildet ist.
Die als Nächstes zu beschreibende 43. Ausführungsform ist eine Ausführungsform, welche die Vorsprünge zum Steuern der Ausrichtung oder die als schwarze Matrizen in der 40. Ausführungsform dienenden Vorsprünge 61 als Abstandshalter verwendet. Abstandshalter werden verwendet, um die Distanz (Zwischenraum) zwischen zwei Substraten (Dicke von Zellen) auf einem vorherbestimmten Wert zu halten, wie auch in 19 gezeigt. 164 ist eine Darstellung, welche die Struktur eines Felds des Standes der Technik zeigt, in dem Abstandshalter 45 an Grenzen zwischen Pixeln platziert sind und die Dicke von Zellen definieren. Die Abstandshalter 45 sind beispielsweise Kugeln mit einem vorherbestimmten Durchmesser.
165A und 165B sind Darstellungen, welche die Struktur eines Felds der 43. Ausführungsform zeigen. 165A zeigt die Struktur des Felds der 43. Ausführungs form, und 165B zeigt eine Modifikation. In dem Feld der 43. Ausführungsform, wie in 165A gezeigt, sind an den Perimetern von Pixeln gebildete Vorsprünge 64 so dick wie Zellen ausgebildet, und definieren so die Dicke von Zellen. In der Zeichnung sind die Vorsprünge 64 auf dem TFT-Substrat 17 gebildet. Alternativ dazu können die Vorsprünge 64 auf dem CF-Substrat 16 gebildet sein. Diese Struktur eliminiert die Notwendigkeit, Abstandshalter einzuschließen. An den Positionen der Vorsprünge 64 liegt kein Flüssigkristall vor. Für ein vertikal ausgerichtetes Feld oder dgl. erscheinen die Positionen von Vorsprüngen (Zellenhalterbereichen) des Felds die ganze Zeit in Schwarz, ungeachtet einer angelegten Spannung. Die schwarzen Matrizen sind daher unnötig, und die Vorsprünge 64 müssen nicht aus einem lichtabfangenden Material hergestellt sein, sondern können aus einem transparenten Material hergestellt sein.
In der in 165A gezeigten 43. Ausführungsform definieren die Vorsprünge 64 die Dicke von Zellen. Die Präzision der Dicke von Zellen wird von der Präzision bei der Bildung der Vorsprünge dominiert, und ist daher schlechter als jene, die ermöglicht wird, wenn Abstandshalter verwendet werden. Ein Feld mit der Struktur der sechzehnten Ausführungsform wurde tatsächlich hergestellt. Als Ergebnis kann ein Unsicherheitsfaktor bei der Dicke von Zellen innerhalb von ±0,1 Mikrometern gesteuert werden. Dieser Wert würde in der Praxis kein besonderes Problem darstellen. Diese Struktur ist jedoch ungeeignet, wenn die Dicke von Zellen streng gesteuert werden muss. Die in 165B gezeigte Modifikation ist eine Struktur, die dieses Problem lösen soll. In der in 165B gezeigten Modifikation werden die Abstandshalter 45 in ein Harz gemischt, um zu den Vorsprüngen 65 gemacht zu werden, und das Harz wird auf dem Substrat aufgebracht. Dann wird das Substrat gemustert, um die Vorsprünge zu bilden. In dieser Modifikation geht der Vorteil der 43. Ausführungsform verloren, dass die Abstandshalter unnötig sind, es gibt aber einen Vorteil, dass die Dicke von Zellen ungeachtet der Präzision beim Zeichnen eines Musters von Vorsprüngen definiert werden kann. Ein Feld mit der in 165B gezeigten Struktur wurde tatsächlich hergestellt. Die Dicke von Zellen konnte so präzise definiert werden, dass ein Fehler innerhalb ±0,05 Mikrometer fällt. Dennoch werden die Abstandshalter weiterhin benötigt. Da jedoch die Abstandshalter in ein Harz gemischt werden, werden die Abstandshalter angeordnet, während das Harz aufgebracht wird. Dadurch entfällt die Notwendigkeit des Aufstreuens der Abstandshalter in einem Feldherstellungsschritt. Die in dem Prozess enthaltene Anzahl von Schritten erhöht sich nicht.
166A und 166B sind Darstellungen, die weitere Modifikationen der 43. Ausführungsform zeigen. 166A zeigt eine Struktur, in der die Vorsprünge 64 der 43. Ausführungsform durch Vorsprünge 81 aus einem lichtabfangenden Material ersetzt sind, und 166B zeigt eine Struktur, in der die in 165B gezeigten Vorsprünge 65 durch die Vorsprünge 82 aus einem lichtabfangenden Material ersetzt sind. In 165A und 165B, wie oben angegeben, können die Vorsprünge 64 und 65 aus einem transparenten Material hergestellt sein. Die Vorsprünge können weiterhin die Rolle schwarzer Matrizen erfüllen. Wenn die Vorsprünge aus dem lichtabfangenden Material hergestellt sind, kann jedoch ein perfektes Abfangen von Licht erzielt werden.
167 ist eine Darstellung, die eine Modifikation der 43. Ausführungsform zeigt. Vorsprünge 83 sind auf dem CF-Substrat 16 gebildet, und Vorsprünge 84 sind auf dem TFT-Substrat 17 gebildet. Die Vorsprünge 83 und 84 werden miteinander in Kontakt gebracht, wodurch sie die Dicke von Zellen definieren. Ein ausgeübter Effekt ist gleich wie jener, der von der 43. Ausführungsform und ihrer Modifikation ausgeübt wird.
In der 43. Ausführungsform und ihrer Modifikation werden an den Perimetern von Pixeln liegende Vorsprünge verwendet, um die Dicke von Zellen zu definieren. Vorsprünge zum Steuern der Ausrichtung, beispielsweise die in 160 gezeigten Vorsprünge 20A, können verwendet werden, um die Dicke von Zellen zu definieren.
Ferner sind in der 40. Ausführungsform, 43. Ausführungsform und Modifikationen der 43. Ausführungsform Vorsprünge über die gesamten Perimeter von Pixeln gebildet. Alternativ dazu können die Vorsprünge an Teilen der Perimeter der Pixel gebildet sein. Beispielsweise können die Vorsprünge 61, 64 und 81 bis 84 in der 43. Ausführungsform und ihrer Modifikation aus einem lichtabfangenden Material hergestellt und entlang den Seiten nur der TFT-Abschnitte von Pixeln gebildet sein, das heißt in 59 gezeigte Abschnitte 62. Was ein sogenanntes normales Feld im schwarzen Modus betrifft, wie oben angegeben, das, wie ein vertikal ausgerichtetes (VA) Feld, Schwarz erscheint, wenn keine Spannung an ITO-Elektroden angelegt wird, bewirkt ein Lichtaustritt kaum ein Problem, auch wenn die schwarzen Matrizen ausgeschlossen werden. In dieser Ausführungsform sind daher nur die TFT-Abschnitte von Pixeln mit einem lichtabfangenden Harz überzogen, die Drain-Busleitungen und Gate-Busleitungen, welche die Pixel umgeben, sind jedoch nicht damit überzogen. Mit abnehmender Anzahl lichtabfangender Regionen verbessert sich die numerische Apertur entsprechend, wie oben angegeben. Dies ist vorteilhaft. Die Struktur, in der Vorsprünge nur entlang den TFT-Abschnitten gebildet sind, kann bei der 43. Ausführungsform und ihren Modifikationen verwendet werden, die in 165A bis 169 gezeigt sind.
In der 43. Ausführungsform wird die schwarze Matrix mit der Funktion des Abstandshalters versehen, gemäß dem Stand der Technik werden jedoch kugelförmige Abstandshalter mit einem Durchmesser gleich der Zellendicke auf einem der Substrate mit dem darauf gebildeten vertikalen Ausrichtungsfilm aufgesprüht, und dann wird das andere Substrat gebondet. Wenn der Vorsprung auf der Elektrode gebildet ist, wird aber ein Teil der so aufgesprühten Abstandshalter auf dem Vorsprung positioniert. Wenn der Durchmesser der Abstandshalter gleich ist der Zellendicke in dem Fall, wo kein Vorsprung gebildet ist, wird aufgrund der Existenz des Abstandshalters auf dem Vorsprung die Zellendicke größer als die erwünschte Dicke. Wenn irgendeine Kraft von außen auf das Feld ausgeübt wird, das einmal montiert ist, und sich die Abstandshalter auf dem Vorsprung bewegen, wird ferner die Zellendicke größer als dieser Abschnitt, und es entwickelt sich das Problem einer ungleichmäßigen Anzeige. Die als Nächstes zu erklärende vierundvierzigste Ausführungsform ist darauf gerichtet, dieses Problem zu lösen, indem der Durchmesser der Abstandshalter unter Berücksichtigung der Dicke des Vorsprungs verringert wird.
168A bis 168C zeigen die Feldstruktur der 44. Ausführungsform. 168A zeigt das TFT-Substrat 17 vor der Montage. 168B zeigt das CF-Substrat 16 vor der Montage, und 168C zeigt den montierten Zustand. Der Vorsprung 20A ist auf der Elektrode 12 des CF-Substrats 16 gebildet, und ferner ist der vertikale Ausrichtungsfilm 22 gebildet, wie in 168A und 168B gezeigt. Der Vorsprung 20B ist auf der Elektrode 13 des TFT-Substrats 17 gebildet, und der vertikale Ausrichtungsfilm 22 wird vor der Montage weiter gebildet. Die Vorsprünge 20A und 20B haben dieselben Höhe von 1 μm und werden so montiert, dass sie einander nicht kreuzen, gesehen von der Feldoberfläche. Die Zellendicke beträgt 4 Mikrometer (μm), und der Durchmesser des aus einem Kunst stoffmaterial hergestellten Abstandshalters 85 beträgt 3 μm, was der Restwert ist, der durch das Subtrahieren der Höhe des Vorsprungs von der Dicke der Zelle 163A erhalten wird. 150 bis 300 pcs/mm² Abstandshalter 85 werden auf das TFT-Substrat 17 aufgesprüht (aufgestreut), wie in 168A gezeigt. Eine Versiegelung wird aus einem Bondharz auf dem CF-Substrat 16 gebildet, und das CF-Substrat 16 wird an das TFT-Substrat 17 gebondet. Die Abstandshalter 85 werden auf den Vorsprüngen 20B oder unter den Vorsprüngen 20A mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit positioniert, wie in 168C gezeigt. Diese Wahrscheinlichkeit entspricht dem Anteil der Bereiche der Vorsprünge 20A und 20B am gesamten Bereich. In dem in 168C gezeigten Zustand wird die Zellendicke von den auf den Vorsprüngen 20B oder unter den Vorsprüngen 20A positionierten Abstandshaltern und der Dicke der Vorsprünge begrenzt. Die an anderen Abschnitten als den Vorsprüngen 20A und 20B existierenden Abstandshalter sind schwebende Abstandshalter, welche die Zellendicke nicht beeinträchtigen. Da die Zellendicke von den Vorsprüngen 20A und 20B begrenzt wird, überschreitet die Zellendicke kaum den erwünschten Wert. Auch wenn sich die Abstandshalter an anderen Abschnitten als den Abschnitten der Vorsprünge während der Verwendung des Felds zu den Vorsprungabschnitten bewegen, wird die Zellendicke nicht dick, und auch wenn sich die an den Vorsprungabschnitten existierenden Abstandshalter zu den anderen Abschnitten als den Vorsprungabschnitten bewegen, verändern sie sich nur in schwebende Abstandshalter.
169 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der aufgestreuten (Streu-)Dichte der Abstandshalter und der Zellendicke zeigt. Wenn die aufgestreute Dichte der Abstandshalter 100 bis 500 pcs/mm² beträgt, fällt die Zellendicke in den Bereich von 4 μm ± 0,5 μm.
Als Nächstes zeigt 170 das Versuchsergebnis der Varianz der Zellendicke, die auftritt, wenn eine Kraft von außen auf das Feld ausgeübt wird, und der aufgestreuten Dichte der Abstandshalter. Aus diesem Ergebnis ist ersichtlich, dass, wenn die aufgestreute Dichte niedriger ist als 150 pcs/mm², die Varianz wahrscheinlich gegenüber der ausgeübten Kraft auftritt, und wenn die aufgestreute Dichte 300 pcs/mm² überschreitet, die Varianz wahrscheinlich gegenüber der Zugkraft auftritt. Daher beträgt die optimale aufgestreute Dichte 150 bis 300 pcs/mm².
In dem Herstellungsprozess des Flüssigkristallanzeigefelds werden manchmal Ionenverunreinigungen eingeschlossen, und in dem Flüssigkristall enthaltene Ionen und aus dem Ausrichtungsfilm eluierende Ionen, das Material zum Bilden der Vorsprünge und Versiegelungsmaterial, etc., mischen sich in einigen Fällen in das Flüssigkristallfeld. Wenn sich die Ionen in das Flüssigkristallfeld mischen, sinkt der spezifische Widerstand des Felds, so dass auch die auf das Feld ausgeübte effektive Spannung sinkt, was zu einem Einbrennen der Anzeige und zu einer Senkung des Spannungsretentionsverhältnisses führt. Auf diese Weise verringert das Mischen der Ionen in das Feld die Anzeigeleistung und die Zuverlässigkeit des Flüssigkristallfelds.
Aus diesen Gründen wird der auf der Elektrode gebildete dielektrische Vorsprung, der in den oben beschriebenen Ausführungsformen als Domänenregelungsmittel verwendet wird, vorzugsweise mit der Ionenadsorptionskapazität versehen. Es gibt zwei Verfahren zum Versehen des Vorsprungs mit der Ionenadsorptionskapazität. Beim ersten Verfahren werden die ultravioletten Strahlen eingestrahlt, und beim zweiten wird ein Material mit der Ionenadsorptionskapazität zu dem Material des Vorsprungs hinzugefügt.
Die Oberflächenenergie des Material zum Bilden des Vorsprungs nimmt zu, wenn die ultravioletten Strahlen auf das Material eingestrahlt werden. Dementsprechend kann die Ionenadsorptionskapazität verbessert werden. Die Oberflächenenergie γ kann durch die Summe aus dem Polaritätsterm γp der Oberflächenenergie und ihrem Streuterm γd ausgedrückt werden. Der Polaritätsterm basiert auf der Coulombschen elektrostatischen Kraft und der Streuterm auf der Streukraft unter der Van-der-Waals-Kraft. Wenn die ultravioletten Strahlen eingestrahlt werden, wird ein Bonden an Abschnitten mit einer niedrigen Bondenergie abgeschnitten, und Sauerstoff in der Luft wird mit den abgeschnittenen Abschnitten kombiniert. Demgemäß steigt die Polarisierbarkeit der Oberfläche, der Polaritätsterm wird groß, und die Oberflächenenergie steigt. Wenn der Polarisationsgrad zunimmt, wird es wahrscheinlicher, dass die Ionen an die Oberfläche adsorbiert werden. Mit anderen Worten, die Oberfläche des Vorsprungs gelangt in den Besitz der Ionenadsorptionskapazität, wenn die ultravioletten Strahlen eingestrahlt werden. Es wird bevorzugt, die ultravioletten Strahlen selektiv nur auf die Vorsprünge einzustrahlen, wenn die ultravioletten Strahlen eingestrahlt werden, da jedoch die Bondverbindungen des Materials zum Bilden der Vorsprünge wahrscheinlicher abgeschnitten werden als die Bondverbindungen auf der Oberfläche der Substrate, gelangen nur die Vorsprünge in Besitz der Ionenadsorptionskapazität, auch wenn die ultravioletten Strahlen auf die gesamte Oberfläche des Felds eingestrahlt werden. Der vertikale Ausrichtungsfilm wird gebildet, nachdem die ultravioletten Strahlen eingestrahlt werden.
Ein Ionenaustauscherharz, ein Chelatbildner, ein Silankopplungsagens, ein Silicagel, Tonerde, Zeolit, etc., sind als Materialien mit der Ionenadsorptionskapazität bekannt. Unter diesen tauscht das Ionenaustauscherharz die Ionen aus, und ergänzt die Ionen, die als Verunreinigungen von Beginn an existiert haben. Stattdessen gibt es andere Ionen ab, und aus diesen Gründen ist es für das Material zum Bilden der Vorsprünge nicht geeignet. Unter den Materialien mit der Ionenergänzungskapazität existieren einige Materialien, welche die Ionenergänzungskapazität aufweisen, ohne die Substituentenionen zu emittieren, und solche Materialien werden bevorzugt verwendet. Beispiele derartiger Materialien sind Kronenether mit der in 171A und 171B gezeigten chemischen Formel und Kryptanden mit der in 172A und 172B gezeigten chemischen Formel. Ferner haben anorganische Materialien, wie Tonerde und Zeolit, die Kapazität der Ergänzung von Ionen, ohne Ionen zu emittieren. Daher werden diese Materialien verwendet. Da die Arten der von einem Ionenadsorptionsmaterial adsorbierten Ionen begrenzt sind, werden dabei vorzugsweise verschiedene Ionen adsorbierende Materialien in Kombination verwendet.
Eine Vorsprunglinie mit einer Breite von 7,5 μm, einer Höhe von 1,5 μm und einem Zwischenraum von 15 μm zwischen den Vorsprüngen ist aus einem Resist des Positiv-Typs gebildet, und wird der Behandlung zum Verleihen der oben beschriebenen verschiedensten Ionenadsorptionskapazitäten unterworfen, um so die Felder herzustellen. 250 zeigt das Messergebnis der anfänglichen Ionendichte und der Ionendichte (Einheit: pc) nach der Verwendung des so hergestellten Felds während 200 Stunden. In 250 werden ultraviolette Strahlen bei 1.500 mJ in Beispiel C eingestrahlt, 0,5 Masse-% Kronenether werden in Beispiel D zugesetzt, Zeolit wird in Beispiel E zugesetzt, und Kronenether und Zeolit werden in Beispiel F zugesetzt. Zur Referenz wird der Fall als Vergleichsbeispiel repräsentiert, wo die Behandlung zum Verleihen der Ionenadsorptionskapazität nicht durchgeführt wurde. Eine 10 V Dreieckwelle mit einer Frequenz von 0,1 Hz wird zur Zeit der Verwendung angelegt, und die Temperatur zur Zeit der Messung beträgt 50°C. Aus dem Ergebnis geht hervor, dass der Initialwert der Ionendichte im Wesentlichen auf demselben Niveau bleibt, ungeachtet der Ionenadsorptionskapazitätsbehandlung. Die Ionendichte steigt jedoch drastisch nach 200 Stunden, wenn diese Behandlung nicht durchgeführt wird, aber wenn die Behandlung durchgeführt wird, bleibt die Erhöhung gering.
Wenn die Probe, auf welche die ultravioletten Strahlen eingestrahlt werden, und die Probe, die überhaupt nicht behandelt ist, dem praktischen Lauftest unterworfen werden, tritt ein Einbrennen in der unbehandelten Probe auf, tritt jedoch in der der Ultravioletteinstrahlung ausgesetzten Probe nicht auf.
In der 40. Ausführungsform wurde die Struktur geoffenbart, in der ein Muster von Vorsprüngen auf dem CF-Substrat 16 unter Verwendung schwarzer Matrizen gezeichnet wird. Die Struktur wird nachstehend beschrieben.
Wenn ein Muster von Vorsprüngen auf dem CF-Substrat 16 im herkömmlichen Herstellungsprozess gezeichnet werden kann, kann, da kein neuer Schritt hinzugefügt werden muss, eine vom Zeichnen eines Vorsprungmusters stammende Kostenerhöhung minimiert werden, wie oben angegeben. Die siebzehnte Ausführungsform ist eine Ausführungsform, bei der ein Muster von Vorsprüngen auf dem CF-Substrat 16 unter Nutzung des herkömmlichen Herstellungsprozesses gezeichnet wird.
173A und 173B sind Darstellungen, welche die Struktur des CF-Substrats der 45. Ausführungsform zeigen. In der 45. Ausführungsform, wie in 173A gezeigt, werden die Farbfilter-(CF)-Harze 39R und 39G (und 39B) Pixel für Pixel auf dem CF-Substrat 16 aufgebracht. Schwarze Matrizen oder ein geeignetes Material wie ein CF-Harz oder ein beliebiges anderes Einebnungsharz werden verwendet, um ein Muster von Vorsprüngen 50A zu definieren, indem vorherbestimmte Positionen überstrichen werden. Dann werden ITO (transparen te)-Elektroden 12 auf dem Muster von Vorsprüngen gebildet. Ein Material, das zu den schwarzen Matrizen gemacht werden soll, ist nicht auf irgendein spezifisches beschränkt. Zur Bildung von Vorsprüngen ist jedoch eine bestimmte Dicke notwendig. Von diesem Standpunkt wird die Verwendung eines Harzes bevorzugt.
173B ist eine Darstellung, die eine Modifikation des CF-Substrats in der 45. Ausführungsform zeigt. Schwarze Matrizen oder ein geeignetes Material wie ein CF-Harz oder ein beliebiges anderes Einebnungsharz werden verwendet, um ein Muster von Vorsprüngen 50B zu zeichnen, indem vorherbestimmte Positionen auf dem CF-Substrat 16 überstrichen werden. Danach werden die CF-Harze 39R und 39G aufgebracht. Dementsprechend wird das CF-Harz dicker, welches das Muster von Vorsprüngen definiert. Das Muster von Vorsprüngen kann nun Vorsprünge vorsehen wie es ist. Dann werden die ITO(transparenten)-Elektroden 12 gebildet.
Gemäß der Struktur der 45. Ausführungsform können Vorsprünge an beliebigen Positionen auf dem CF-Substrat gebildet werden.
174 ist eine Darstellung, welche die Struktur eines Felds der 46. Ausführungsform zeigt. In der 46. Ausführungsform sind die Vorsprünge 50 an den Perimetern von Pixeln auf dem CF-Substrat 16 gebildet, das heißt an Säumen zwischen den CF-Harzen 39R, 39G und 39B, oder an Säumen relativ zu schwarzen Matrizen 34. Auf dem TFT-Substrat 17 sind die Vorsprünge 20B an Positionen gebildet, die mit Zwischenpositionen zwischen den Säumen koinzidieren. Zur Bildung kontinuierlicher Vorsprünge entlang einer Seite des Pixels gegenüber den Säumen auf dem CF-Substrat 16, das heißt zum Zeichnen eines Musters linearer Vorsprünge, wird ein Muster linearer Vorsprünge parallel zum dem Muster von Vorsprüngen gezeichnet, indem Positionen nahe bei den Mitten der Pixel auf dem TFT-Substrat überstrichen werden. Wenn kontinuierliche Vorsprünge entlang allen Seiten der Säume zwischen den Pixeln auf dem CF-Substrat 16 gebildet werden, wird das in 80A bis 81 gezeigte Muster gezeichnet. Auf dem TFT-Substrat 17 werden pyramidenförmige Vorsprünge in der Nähe der Mitten der Pixel gebildet.
Die Struktur des Felds der 46. Ausführungsform kann an verschiedenste Formen angepasst werden. Ein Beispiel der Struktur des CF-Substrats der 46. Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.
175A bis 180A sind Darstellungen, die Beispiele der Struktur des CF-Substrats der 46. Ausführungsform zeigen. 175A zeigt eine Struktur, bei der die schwarze Matrix (BM) 34 zwischen jedem Paar der CF-Harze 39R und 39G positioniert ist. Die schwarzen Matrizen 34 sind dicker gebildet als die CF-Harze, und ITO-Elektroden 12 sind auf den schwarzen Matrizen 34 gebildet. Die schwarzen Matrizen 34 werden Vorsprünge. Auch in diesem Fall sollten die schwarzen Matrizen 34 vorzugsweise aus einem Harz oder dgl. hergestellt sein.
In 175B sind die dünnen schwarzen Matrizen 34 aus einem Metall oder dgl. auf dem CF-Substrat 12 gebildet. Die CF-Harze 39R und 39G werden auf den schwarzen Matrizen aufgebracht, wobei so Farbfilter gebildet werden. Danach wird das CF-Harz 39 aufgebracht, um Vorsprünge 70 zu bilden. Die ITO-Elektroden 12 werden auf den Vorsprüngen gebildet.
In 176A sind die dünnen schwarzen Matrizen 34 aus einem Metall oder dgl. auf dem CF-Substrat 12 gebildet. Die CF-Harze 39R und 39G werden auf dem Substrat aufgebracht, wobei so Farbfilter gebildet werden. Ein anderes Harz als das CF-Harz, beispielsweise ein als Einebnungsmaterial verwendetes Harz, wird verwendet, um Vorsprünge 71 ohne die Verwendung der schwarzen Matrizen 34 zu bilden. Dann werden die ITO-Elektroden 12 auf den Vorsprüngen gebildet. In diesem Fall wird, wie bei der in 175A gezeigten Struktur, das Einebnungsmaterial dicker als das CF-Harz aufgebracht.
In 176B wird ein Harz oder dgl. verwendet, um die schwarzen Matrizen 34, deren Dicke gleich ist wie die Dicke von Vorsprüngen, auf dem CF-Substrat 12 zu bilden. Die CF-Harze 39R und 39G werden so aufgebracht, dass sie die schwarzen Matrizen 34 überlappen, wobei so Farbfilter gebildet werden. Danach werden die ITO-Elektroden 12 gebildet. Die Abschnitte der CF-Harze, welche die schwarzen Matrizen 34 überlappen, dienen als Vorsprünge.
In 177A sind die dünnen schwarzen Matrizen 34 aus einem Metall oder dgl. auf dem CF-Substrat 12 gebildet, und dann wird das CF-Harz 39R auf dem Substrat aufgebracht. Danach wird das CF-Harz 39G aufgebracht, um das CF-Harz 39R zu überlappen, und dann werden die ITO-Elektroden 12 gebildet. Abschnitte des CF-Harzes 39G, die das CF-Harz 39R überlappen, dienen als Vorsprünge. An den Positionen der Vorsprünge werden die schwarzen Matrizen 34 eingeschlossen, um kein Hindurchgehen von Licht zuzulassen. Jedes der Farbfilterharze kann das andere Farbfilterharz überlappen. Gemäß dieser Struktur können Vorsprünge in dem Schritt zum Bilden der Farbfilter gebildet werden. Daher nimmt die Anzahl von Schritten nicht zu.
In 177B ist ein Einebnungsmaterial 71 aufgebracht, um Teile der CF-Harze 39R und 39G auf demselben Substrat zu überlappen, wie das in 176A gezeigte. Abschnitte des Einebnungsmaterials 71, welche die CF-Harze überlappen, dienen als Vorsprünge. Aufgrund dieser Struktur kann das Einebnungsmaterial 71 so dünn wie die Höhe von Vorsprüngen ausgebildet werden.
Die oben ausgeführten Strukturen sind Strukturen, bei denen ITO-Elektroden auf Vorsprüngen gebildet sind, und Elektroden die Vorsprünge aufweisen. Als Nächstes wird ein Beispiel einer Struktur beschrieben, bei der ein Isoliermaterial verwendet wird, um Vorsprünge auf den ITO-Elektroden zu bilden.
In 178 werden, nachdem Farbfilter auf dem CF-Substrat 16 durch das Aufbringen der CF-Harze 39R und 39G gebildet werden, die ITO-Elektroden 12 gebildet. Die schwarzen Matrizen 34 werden dann platziert, um Vorsprünge zu bilden. Auch in diesem Fall nimmt die Anzahl von Schritten nicht zu.
In 179A werden, nachdem die dünnen schwarzen Matrizen 34 auf dem CF-Substrat 16 gebildet werden, die ITO-Elektroden 12 gebildet. Dann werden Farbfilter durch das Aufbringen der CF-Harze 39R und 39G gebildet. Zu dieser Zeit wird das CF-Harz 39G aufgebracht, um das CF-Harz 39R zu überlappen, wobei so Vorsprünge gebildet werden. Auch in diesem Fall nimmt die Anzahl von Schritten nicht zu.
In 179B werden, nachdem die dünnen schwarzen Matrizen 34 auf dem CF-Substrat 16 gebildet werden, Farbfilter durch das Aufbringen der CF-Harze 39R und 39G gebildet. Dann werden die ITO-Elektroden 12 gebildet. Dann wird das Einebnungsmaterial 71 verwendet, um Vorsprünge zu bilden.
In 180A werden, nachdem die ITO-Elektroden 12 auf dem CF-Substrat 16 gebildet werden, Farbfilter durch das Aufbringen der CF-Harze 39R und 39G gebildet. Dann werden die schwarzen Matrizen 34 auf den Farbfiltern platziert, wobei so Vorsprünge gebildet werden.
In 180B werden, nachdem die dünnen schwarzen Matrizen 34 auf dem CF-Substrat 16 gebildet werden, Farbfilter durch das Aufbringen der CF-Harze 39R und 39G gebildet. Ein Einebnungsmaterial 72 wird verwendet, um die Oberfläche einzuebnen. Dann werden die ITO-Elektroden 12 auf der Oberfläche gebildet, und ferner werden die schwarzen Matrizen 34 gebildet, wodurch Vorsprünge realisiert werden.
181A und 181G sind Darstellungen, welche die Schritte zum Herstellen des Farbfilter-(CF)-Substrats gemäß einer 47. Ausführungsform veranschaulichen. Das CF-Substrat hat einen Vorsprung als Domänenregelungsmittel.
Mit Bezugnahme auf 181A wird ein Glassubstrat 16 hergestellt. Dann wird, wie in 181B gezeigt, ein Harz (Harz B, CB-7001, hergestellt von Fuji Nanto Co.) 39B' für ein Flötenfilter des Negativ-Typs auf dem Glassubstrat 16 aufgebracht, wobei eine Dicke von 1,3 μm aufrechterhalten wird. Dann wird, wie in 181C gezeigt, das Harz B auf den Vorsprüngen des blauen (B) Pixels, dem BM-Abschnitt und Vorsprüngen 20A durch das Photolithographieverfahren unter Verwendung einer Photomaske 370 gebildet, wie gezeigt. Als Nächstes wird, mit Bezugnahme auf 181D, ein Harz (Harz R, CR-7001, hergestellt von Fuji Nanto Co.) 39R' für das rote Filter aufgebracht, um das Harz R auf den Abschnitten des roten (R) Pixels, dem BM-Abschnitt und Vorsprüngen 20A durch das Photolithographieverfahren zu bilden. Mit Bezugnahme auf 181E wird ein Harz (Harz G, CR-7001, hergestellt von Fuji Nanto Co.) 39G' für das grüne Filter aufgebracht, um das Harz G auf den Abschnitten des grünen (G) Pixels, dem BM-Abschnitt und Vorsprüngen 20A durch das Photolithographieverfahren zu bilden. Durch die oben angegebenen Schritte werden entsprechende Farbfilter-(CF)-Schichten in einer Schicht nur auf den Pixelabschnitten B, G und R gebildet, und die Harze B, G und R werden in drei Schichten gebildet, wobei sie auf dem BM-Abschnitt und auf dem Vorsprung 20A eine über die andere gelegt werden. Die Abschnitte, wo die Harze B, G und R in drei Schichten übereinander gelegt werden, sind schwarze Abschnitte, nahezu ohne das Hindurchgehen von Licht zuzulassen.
Als Nächstes wird ein transparentes Einebnungsharz (HP- 1009, hergestellt von Hitachi Kasei Co.) durch einen Schleuderbeschichter aufgebracht, wobei eine Dicke von etwa 1,5 μm aufrechterhalten wird, in einem auf 230°C erhitzten Ofen eine Stunde lang nachgebacken, und ein ITO-Film wird durch Masken-Sputtern gebildet. Mit Bezugnahme auf 181F wird als Nächstes ein schwarzes Resist des Positiv-Typs (CFPR-BKP, hergestellt von Tokyo Ohka Co.) durch den Schleuderbeschichter aufgebracht, wobei eine Dicke von etwa 1,0 bis 1,5 μm aufrechterhalten wird, vorgebacken, und wird mit ultravioletten Strahlen mit einer Wellenlänge von 365 nm in einer Dosierung von 1000 mJ/cm² von der hinteren Fläche des Glassubstrats 16 durch das CF-Harz belichtet. Die Abschnitte, wo die Harze B, G und R in drei Schichten übereinandergelegt sind, sind für ultraviolette Strahlen weniger durchlässig als andere Abschnitte, und wo ein Belichtungsschwellenwert nicht erreicht wird. Bei einer Entwicklung mit einer Alkali-Entwicklungslösung werden der BM-Abschnitt 34 und der Vorsprung 20A gebildet, die nicht mit Licht belichtet wurden, und werden in einem auf 230°C erhitzten Ofen eine Stunde lang nachgebacken. Außerdem wird ein vertikaler Ausrichtungsfilm 22 gebildet, um das CF-Substrat zu vollenden.
182 ist eine Schnittansicht eines Flüssigkristallfelds, das fertiggestellt wird, indem das wie oben beschrieben hergestellte CF-Substrat 16 und ein TFT-Substrat 17 aneinander haftend angebracht werden. In dem TFT-Substrat 17 ist ein Spalt 21 als Domänenregelungsmittel in der Pixelelektrode 13 gebildet, und ein vertikaler Ausrichtungsfilm 22 ist darauf gebildet. Die Bezugszahl 40 bezeichnet einen Gate-Schutzfilm und einen Kanalschutzfilm. Auf den Abschnitten, wo das Licht abgeschirmt werden muss, sind die BM 34 und die Harze der drei Schichten B, G und R eine über die andere gelegt, um das Licht vorteilhaft abzuschirmen. Der Vorsprung 20A des CF-Substrats 16 und der Spalt 21 in dem TFT-Substrat 17 unterteilen die Orientierung von Flüssigkristallen, wodurch ermöglicht wird, dass gute Betrachtungswinkelcharakteristiken und eine hohe Operationsgeschwindigkeit erhalten werden.
Gemäß der wie oben beschriebenen 47. Ausführungsform werden der Vorsprung 20A, der das Domänenregelungsmittel ist, und die BM 34 auf dem CF-Substrat gebildet, ohne die Notwendigkeit der Belichtung mit Licht durch ein Muster, wobei es jedoch durch das Mustern mittels einer Belichtung mit Licht von der hinteren Fläche ermöglicht wird, die Schritte zum Bilden des Vorsprungs 20A und der BM 34 zu vereinfachen, die Kosten zu senken und die Ausbeute zu erhöhen.
In der 47. Ausführungsform wird das Pigmentstreuverfahren zur Bildung des CF eingesetzt. Dies kann ähnlich sogar an das Färbeerfahren und an den Fall angepasst werden, wo ein lichtunempfindliches Resist, das durch das Dispergieren eines Pigments in dem Polyimid gebildet wird, durch Ätzen zu bilden ist. Gemäß der 47. Ausführungsform werden die CF-Harze in drei Schichten auf den Abschnitten des Vorsprungs 20A und der BM 34 übereinandergelegt. Diese Harze können jedoch in zwei Schichten übereinandergelegt werden, vorausgesetzt dass die Wellenlänge des Einstrahlungslichts und die Einstrahlungsenergie zur Zeit der Belichtung durch die hintere Fläche geeignet ausgewählt werden.
In der 47. Ausführungsform werden die BM und der Vorsprung, der das Domänenregelungsmittel ist, auf dem CF-Substrat ohne Mustern gebildet. Die fünfte Ausführungsform kann jedoch selbstverständlich auch sogar an den Fall angepasst werden, wo nur die BM ohne die Bildung von Vorsprüngen gebildet wird. Eine 48. Ausführungsform behandelt einen Fall, wo die BM gebildet wird, aber der Vorsprung durch ein ande res Verfahren als jenes der 47. Ausführungsform gebildet wird.
183A und 183B sind Darstellungen, die einen Schritt zum Herstellen des CF-Substrats gemäß der 48. Ausführungsform veranschaulichen, und 184A und 184B sind Darstellungen, die eine Feldstruktur gemäß der 48. Ausführungsform veranschaulichen.
In der 48. Ausführungsform wird kein CF-Harz über einen dem Vorsprung entsprechenden Abschnitt gelegt, sondern das CF-Harz wird über einen nur der BM entsprechenden Abschnitt gelegt, um einen BM-Vorsprung 381 zu bilden. Als Nächstes wird, ohne dass die Einebnung bewirkt wird, ein ITO-Film 12 gebildet, wie in 183A gezeigt, und das oben angegebene schwarze Resist 380 des Positiv-Typs wird darauf aufgebracht, wobei eine vorherbestimmte Dicke, beispielsweise etwa 2,0 μm bis 2,5 μm, aufrechterhalten wird. Dann wird die Entwicklung durch Belichten mit Licht von der hinteren Fläche bewirkt, um ein Feld mit einem BM-Resist 380 zu erhalten, das über den BM-Abschnitt 381 gelegt ist, wie in 183B gezeigt. Die BM 34 wird sowohl von dem BM-Vorsprung 381 als auch dem BM-Resist 380 zusammengesetzt.
Das CF-Substrat und das TFT-Substrat werden aneinander haftend angebracht, um ein Feld herzustellen, wie in 184A gezeigt. 184B ist eine Ansicht, die, in einem vergrößerten Maßstab, einen kreisförmigen Abschnitt einer gestrichelten Linie von 184A zeigt, und in der das BM-Resist 380 mit dem TFT-Substrat 17 in Kontakt steht, und die Distanz zwischen den Substraten sowohl von dem BM-Vorsprung 381 als auch dem BM-Resist 380 definiert wird. Das heißt, der BM-Vorsprung 381 und das BM-Resist 380 wirken als Abstandshalter.
Gemäß der wie oben beschriebenen 48. Ausführungsform besteht keine Notwendigkeit, die BM zu mustern, wodurch die Schritte vereinfacht werden, und die BM wirkt als Abstandshalter, wodurch die Notwendigkeit entfällt, den Abstandshalter vorzusehen. In der 48. Ausführungsform wurde das Resist des Positiv-Typs verwendet, um die BM mittels einer Belichtung mit Licht durch die hintere Fläche zu bilden, ohne das Mustern zu bewirken. Es kann jedoch entweder das Resist des Negativ-Typs oder das Resist des Positiv-Typs verwendet werden, vorausgesetzt es kann durch das Photolithographieverfahren gemustert werden. Das Resist, das keine schwarze Farbe hat, kann zur Bildung des Vorsprungs verwendet werden, der als Domänenregelungsmittel wirkt, oder es kann als Abstandshalter in Übereinstimmung mit der 47. Ausführungsform verwendet werden.
Als Nächstes wird nachstehend ein Fall beschrieben, wo der Vorsprung 341, über den das CF-Harz in der 48. Ausführungsform gelegt wird, direkt als BM verwendet wird.
185A bis 185C sind Darstellungen zur Illustration der Schritte zum Herstellen des CF-Substrats gemäß einer 49. Ausführungsform, und 186 ist eine Darstellung, die eine Feldstruktur gemäß der 49. Ausführungsform veranschaulicht.
Mit Bezugnahme auf 185A wird das CF-Harz in drei Schichten über die BM gelegt, um einen Vorsprung 381 zu bilden, der das Licht nur sehr wenig durchläßt. Mit Bezugnahme auf 185B wird als Nächstes das oben angegebene transparente Einebnungsharz durch einen Schleuderbeschichter aufgebracht, wobei eine Dicke von etwa 1,5 μm aufrechterhalten wird, bei 230°C eine Stunde lang nachgebacken, und dann wird ein ITO-Film 12 gebildet. Dann wird, in 185C, ein Resist des Positiv-Typs (SC-1811, hergestellt von Shipley Far East Co.) aufgebracht, wobei eine Dicke von etwa 1,0 bis 1,5 μm aufrechterhalten wird, vorgebacken, und ein Vorsprung 20A wird durch das Photolithographieverfahren gebildet. Der Vorsprung 381, der durch das Übereinanderlegen der CF-Harze B, G und R in drei Schichten gebildet wird, läßt nahezu kein Licht durch und wirkt als BM. Das so fertiggestellte CF-Substrat 16 und das TFT-Substrat werden über einen Abstandshalter 45 haftend aneinander angebracht, um ein Feld zu erhalten, wie in 186 gezeigt.
Die 47. bis 49. Ausführungsform behandelten die Fälle, wo die BM durch das Übereinanderlegen der CF-Harze gebildet wurde. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung des VA-Systems, welche die Flüssigkristalle des negativen Typs hält, ist normalerweise schwarz, und die pixelfreien Abschnitte, an die keine Spannung angelegt wird, lassen nahezu kein Licht durch. Daher kann die BM zum Abschirmen von Licht für die pixelfreien Abschnitte einen Lichttransmissionsfaktor aufweisen, der in dem Fall der normalerweise weißen Vorrichtung nicht akzeptabel ist. Das heißt, die BM kann einen Lichttransmissionsfaktor aufweisen, der in einem gewissen Ausmaß niedrig ist. Eine 50. Ausführungsform soll das CF-Substrat einfach herstellen, indem diesem Punkt Beachtung geschenkt wird, und verwendet ein CF-Harz, oder, konkret ausgedrückt, verwendet das Harz B als BM. Dadurch entwickelt sich kein Problem vom Standpunkt der Anzeigequalität.
187 ist eine Darstellung, die einen Schritt zum Herstellen des CF-Substrats gemäß der 50. Ausführungsform veranschaulicht, und 188A und 188B sind Darstellungen, welche die Feldstruktur gemäß der 50. Ausführungsform veranschaulichen.
Mit Bezugnahme auf 187 werden die CF-Harze R, G (CR-7001, CG-7001, hergestellt von Fuji Hanto Co.) in zwei Farben auf dem Glassubstrat 16 gebildet, und das lichtempfindliche Harz B des Negativ-Typs (CB-7001, hergestellt von Fuji Hanto Co.) wird unter Verwendung eines Schleuderbeschichters oder eines Walzenbeschichters darauf aufgebracht und wird vorgebacken. Dann wird das Glassubstrat 16 mit ultravioletten Strahlen mit einer Wellenlänge von 365 nm in einer Dosierung von 300 mJ/cm² von der hinteren Fläche davon belichtet, unter Verwendung einer Alkali-Entwicklungslösung (CD, hergestellt von Fuji Hanto Co.) entwickelt, und wird in einem auf 230°C erhitzten Ofen eine Stunde lang nachgebacken. Danach wird ein ITO-Film gebildet, und dann wird ein vertikaler Ausrichtungsfilm gebildet. Das heißt, das Harz B wird auf den anderen Abschnitten als den Abschnitten gebildet, wo die CF-Harze R und G gebildet werden. Die CF-Harze werden nicht auf den Abschnitten gebildet, wo das Licht abgeschirmt werden muss, indem die BM gebildet wird; d. h. das Harz B wird auf den Abschnitten gebildet, wo das Licht abgeschirmt werden muss.
Mit Bezugnahme auf 188A wird das Harz B 39B als BM auf den Abschnitten der Busleitungen 31, 32 und auf den Abschnitten der TFTs gebildet, wo das Licht abgeschirmt werden muss. 188B ist eine Darstellung, die, in einem vergrößerten Maßstab, einen kreisförmigen Abschnitt mit einer gestrichelten Linie von 188A zeigt. Eine hohe numerische Apertur kann erhalten werden, wie gezeigt, indem die Breite des lichtabschirmenden Abschnitts (Harz B) 382 der Seite des CF, die mit einem Pfeil angezeigt wird, ausgewählt wird, gleich den Breiten der Busleitungen 31, 32 des TFT-Substrats 17 zu sein, zu denen ein Spielraum zu der Zeit hinzugefügt wird, zu der die beiden Stücken von Substraten haftend aneinander angebracht werden.
In der 50. Ausführungsform wird das Harz B zuletzt gebildet, da die Transmissionsfaktoren der g-, h- und i-Strahlen lichtempfindlicher Wellenlängen Harz B > Harz R > Harz G sind. Wenn das CF-Harz mit einer hohen Belichtungsempfindlichkeit (das mit einer geringen Lichtmenge belichtet werden kann) und das CF-Harz, das eine lichtempfindlich machende Wellenlänge mit einer hohen Rate durchläßt, zuletzt gebildet wird, bleibt das Harz in einer Farbe, das zuletzt gebildet wurde, wenig auf den Harzen zurück, die bereits gebildet wurden, was erwünscht ist.
Im Allgemeinen ist es effektiv, wenn die erste Farbe jene eines Harzes ist (allgemein B > R > G in dem Transmissionslicht), das es leicht macht, die Positionsausrichtungsmarke einer Belichtungsvorrichtung zu diskriminieren, und wenn die Ausrichtungsmarke zusammen mit einem Pixelmuster gebildet wird.
192 ist eine Darstellung, welche die Struktur des CF-Substrats gemäß einer 51. Ausführungsform veranschaulicht. In der herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist die BM 34 aus einem Metallfilm auf dem Glassubstrat 16 gebildet, das CF-Harz ist darauf gebildet, und der ITO-Film ist weiter darauf gebildet. Gemäß der neunten Ausführungsform ist die BM hingegen auf dem ITO-Film gebildet.
In der 51. Ausführungsform wird das CF-Harz 39 durch Mustern auf dem Glassubstrat 16 gebildet, wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen. Erforderlichenfalls kann ein transparentes Einebnungsglied darauf aufgebracht werden. Als Nächstes wird ein transparenter ITO-Film 12 gebildet, und ein lichtabschirmender Film 383 wird darauf auf einem schematisch dargestellten Abschnitt gebildet. Der ITO-Film 12 wird beispielsweise durch Sputtern über eine Maske gebildet, wobei eine Dicke von etwa 0,1 μm aufrechterhalten wird, und Chrom wird als lichtabschirmende Schicht darauf aufgewachsen, wobei eine Dicke von etwa 0,1 μm aufrechterhalten wird. Ferner wird ein Resist gleichmäßig auf der lichtabschirmenden Schicht durch ein solches Überzugsverfahren wie durch Spin-Überzug aufgebracht, wobei eine Dicke von etwa 1,5 μm aufrechterhalten wird, und der lichtabschirmende Film wird durch ein Muster mit Licht belichtet, entwickelt, geätzt und wird abgeschält, um dadurch den lichtabschirmenden Film 383 zu bilden. Der lichtabschirmende Film 383 ist aus Chrom zusammengesetzt und ist elektrisch leitend, hat einen großen Kontaktbereich relativ zum ITO-Film 12, und ermöglicht es, den Widerstand des ITO-Films 12 über das gesamte Substrat zu senken. Der ITO-Film 12 und der lichtabschirmende Film 383 können durch ein beliebiges Verfahren gebildet werden. Gemäß dem herkömmlichen Verfahren wird der ITO-Film 12 gebildet, und das Substrat wird ausgeheilt und gewaschen, um den Chromfilm zu bilden. Gemäß der 51. Ausführungsform werden der ITO-Film 12 und der Chromfilm kontinuierlich in einer Einrichtung gebildet, wodurch es möglich wird, den Schritt des Waschens zu reduzieren, und daher die Schritte zu vereinfachen. Daher ist keine Filmbildungsvorrichtung erforderlich, und die Einrichtung wird mit einer kleinen Größe realisiert.
190A und 190B sind Darstellungen, die ein modifiziertes Beispiel des CF-Substrats der 51. Ausführungsform veranschaulichen. In 190A werden die drei CF-Harze gebildet, ein weiteres Harz 384 wird in einer Rille in der Begrenzung der CF-Harze gebildet, und der ITO-Film 12 und der lichtabschirmende Film 383 werden gebildet. In 190B werden die beiden CF-Harze 39R und 39G wie in der achten Ausführungsform gebildet, die mit Bezugnahme auf 187 erklärt wurde. Dann wird das Harz B aufgebracht, wobei eine Dicke von etwa 1,5 μm aufrechterhalten wird, und das Substrat wird mit Licht von der hinteren Fläche davon belichtet und wird entwickelt, um eine flache Oberfläche zu bilden. Dann werden der ITO-Film 12 und der lichtabschirmende Film 383 darauf gebildet. Da die Oberflächen der CF-Schichten flach sind, wird der ITO-Film nicht geschnitten, und der Widerstand des ITO-Films 12 kann über das gesamte Substrat verringert werden.
Wenn ein gefärbtes Harz mit einem niedrigen Reflexions faktor als Harz 384 oder 39B unter dem lichtabschirmenden Film 383 verwendet wird, zeigt der lichtabschirmende Abschnitt einen verringerten Reflexionsfaktor, und auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung von der Außenseite fallendes Licht wird weniger reflektiert. Wenn ein gefärbtes Harz mit einem niedrigen Transmissionsfaktor als Harz 384 oder 39B unter dem lichtabschirmenden Film 383 verwendet wird, zeigt der lichtabschirmende Abschnitt ferner einen verringerten Transmissionsfaktor, wodurch ermöglicht wird, dass der Kontrast einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung verstärkt wird.
In der Struktur von 190B wird ferner das CF-Harz 34B gebildet, wobei kein Mustern erforderlich ist. Daher besteht keine Notwendigkeit, eine Belichtungseinrichtung zu verwenden, die das Mustern bewirken kann und dementsprechend teuer ist, und die Investitionen für die Einrichtungen können verringert werden, und die Kosten können auch gesenkt werden.
191 ist eine Darstellung, die ein modifiziertes Beispiel der 51. Ausführungsform veranschaulicht. Abstandshalter zum Steuern der Dicke der Flüssigkristallschicht werden im Voraus in das Resist eingemischt, das auf den lichtabschirmenden Film aufzubringen ist. Nachdem das Resist gemustert wird, werden daher die Abstandshalter 45 auf dem lichtabschirmenden Film gebildet, der in einer beliebigen Form gebildet wird. Dies eliminiert den Schritt zum Dispergieren der Abstandshalter.
192 ist eine Darstellung, die ein CF-Substrat gemäß einer 52. Ausführungsform veranschaulicht. Gemäß dieser Ausführungsform wird ein Chromfilm auf dem ITO-Film 12 gebildet, und ein Resist wird darauf aufgebracht. Zu der Zeit, wenn der lichtabschirmende Film 383 zu mustern und mit Licht zu belichten ist, wird der Vorsprung, der als Domänenrege lungsmittel wirkt, gleichzeitig damit gemustert. Nach dem Entwickeln und Ätzen wird das Resist nicht abgeschält, sondern wird stehen gelassen. So wird ein Isoliervorsprung 387, der als Domänenregelungsmittel wirkt, auf dem CF-Substrat 16 gebildet. Unter Verwendung eines CF-Substrats wird ein Feld mit einer in 193 gezeigten Struktur realisiert.
CF-Filme werden auf einem CF-Substrat gebildet, das CF-Substrat wird mit einem Einebnungsharz wie einem Acrylharz überzogen, so dass die Oberfläche des Substrats flach wird, und eine Elektrode aus einem ITO-Film wird darauf gebildet, wie in der 47. Ausführungsform beschrieben. In einigen Fällen wird der Oberflächeneinebnungsschritt weggelassen, um den Prozess zu vereinfachen. Das CF-Substrat, an dem der Oberflächeneinebnungsschritt nicht vorgenommen wird, wird CF-Substrat ohne Deckschicht genannt. Das CF-Substrat ohne Deckschicht weist zwischen jeweiligen CF-Filmen gebildete Rillen auf. Der ITO-Film wird mit einem Sputter-Prozess gebildet. Wenn der ITO-Film auf dem CF-Substrat ohne Deckschicht gebildet wird, tritt ein Problem auf, dass die ITO-Schicht auf flachen Oberflächen starr ist, aber an den Rillen grob ist, da der Sputter-Prozess eine Anisotropie aufweist.
Wenn Material eines vertikalen Ausrichtungsfilms überzogen oder gedruckt wird, infiltriert daher in dem Material enthaltenes Lösungsmittel in die CF-Filme durch die Rillen nach dem Überzug oder Drucken zu einem Vorausheilprozess. Das infiltrierte Lösungsmittel bleibt innerhalb der CF-Schichten, nachdem der Vorausheilprozess vollendet ist. Das innerhalb der CF-Filme verbliebene Lösungsmittel generiert Krater auf den Oberflächen des vertikalen Ausrichtungsfilms. Die Krater verursachen eine Anzeigeungleichmäßigkeit. Gemäß der 51. Ausführungsform kann der an den Rillen vorgesehene lichtabschirmende Film die Infiltration von Lösungsmittel verhindern. In einer 52. Ausführungsform werden an den Rillen zwischen jeweiligen CF-Filmen vorgesehene Harze als Vorsprünge verwendet.
251A bis 251D sind Darstellungen, die einen Herstellungsprozess eines CF-Substrats der 52. Ausführungsform zeigen. 251A zeigt ein CF-Substrat ohne Deckschicht. Die CF-Filme 39R, 39G und 39B werden gebildet, die lichtabschirmenden Filme 34 werden unter den Begrenzungen der jeweiligen CF-Filme gebildet, und der ITO-Film wird auf den CF-Filmen gebildet. Ein Positiv-Resist wird überzogen, wie in 251B gezeigt. Auf das Positiv-Resist, wie in 251C gezeigt, wird Ultraviolettlicht von einer Oberfläche des Glassubstrats eingestrahlt, und es wird entwickelt. Dann werden Vorsprünge 390 an Positionen gebildet, die den lichtabschirmenden Filmen 34 entsprechen. Die Vorsprünge 390 verhindern die Infiltration von Lösungsmittel. Ferner wirken die Vorsprünge 390 als Vorsprünge 20A des CF-Substrats.
Bisher wurden die Strukturen einer Flüssigkristallanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Nachstehend werden Beispiele von Anwendungen der Flüssigkristallanzeige beschrieben.
194 zeigt ein Beispiel eines Produkts, bei dem die Flüssigkristallanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, und 195 ist eine Darstellung, welche die Struktur des Produkts zeigt. Ein Flüssigkristallfeld 100, wie in 195 gezeigt, hat eine Anzeigeoberfläche 111 und ermöglicht es, ein angezeigtes Bild nicht nur von der Vorderseite, sondern auch aus einer beliebigen schrägen Richtung, die durch einen großen Winkel definiert wird, zu betrachten, wobei es eine ausgezeichnete Betrachtungswinkelcharakteristik, einen hohen Kontrast und eine gute Qualität bietet, aber keine Graustufenumkehr verursacht. Auf der Rückseite des Flüssigkristallfelds 100 gibt es eine Licht quelle 114 und einen Leuchtkasten 113 zum Konvertieren von Beleuchtungslicht, das von der Lichtquelle 114 ausgeht, in Licht, welches das Flüssigkristallfeld 100 gleichmäßig beleuchten kann.
Ein Anzeigebildschirm 110 dieses Produkts, wie in 194 gezeigt, ist drehbar, und daher kann das Produkt gemäß einem Verwendungszweck entweder als Anzeige der Seite nach oder Anzeige der Länge nach verwendet werden. Ein Schalter zur Verwendung beim Detektieren eines Kippens um 45° ist daher enthalten. Durch das Detektieren des Zustands des Schalters wird ein Schalten durchgeführt, um auszuwählen, ob eine Anzeige für die Anzeige der Seite nach oder die Anzeige der Länge nach durchgeführt wird. Für dieses Schalten ist ein Mechanismus zum Ändern einer Richtung um 90° notwendig, in der Anzeigedaten aus einem Rahmenspeicher für eine Bildanzeige gelesen werden. Die relevante Technologie ist wohlbekannt. Die Beschreibung dieser Technologie wird weggelassen.
Ein Vorteil wird beschrieben, der vorgesehen wird, wenn die Flüssigkristallanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung an das obige Produkt angepasst wird. Da eine herkömmliche Flüssigkristallanzeige nur einen kleinen Betrachtungswinkel gestattet, wenn ein großer Anzeigebildschirm verwendet wird, entsteht ein Problem, dass ein Betrachtungswinkel relativ zu einem Seitenrandteil des Bildschirms so groß wird, dass der Seitenrandteil schwer zu sehen ist. Eine Flüssigkristallanzeige, in der die vorliegende Erfindung implementiert ist, ermöglicht es jedoch, ein Bild mit hohem Kontrast auch unter einem großen Betrachtungswinkel ohne das Auftreten einer Graustufenumkehr zu sehen. In dem in 194 gezeigten Produkt wird ein Betrachtungswinkel relativ zu einem längeren Seitenrandteil des Anzeigebildschirms groß. Daher war es unmöglich, eine Flüssigkristallanzeige an diese Art eines Produkts anzupassen. Die Flüssigkristallanzeige der vorliegenden Erfindung, die einen großen Betrachtungswinkel gestattet, kann an dieses Produkt angepasst werden.
Die oben angegebenen Ausführungsformen sehen Flüssigkristalldisplays vor, wobei in jedem davon die Orientierung eines Flüssigkristalls unterteilt ist, um jede Domäne des Flüssigkristalls hauptsächlich in vier Regionen zu unterteilen, deren Azimute in Inkrementen von 90° voneinander verschieden sind, und Flüssigkristalldisplays, wobei in jedem davon die Orientierung eines Flüssigkristalls unterteilt ist, um jede Domäne des Flüssigkristalls hauptsächlich in zwei Regionen zu unterteilen, deren Azimute in Inkrementen von 90° voneinander verschieden sind. Dieser Punkt wird in Bezug auf Anwendungen der vorliegenden Erfindung diskutiert. Wenn die Orientierung eines Flüssigkristalls unterteilt ist, um jede Domäne des Flüssigkristalls hauptsächlich in vier Regionen zu unterteilen, deren Azimute in Inkrementen von 90° voneinander verschieden sind, kann in nahezu allen Richtungen eine gute Betrachtungswinkelcharakteristik aufgezeigt werden. Auf welche Richtung auch immer die Orientierung eingestellt wird, es tritt kein besonderes Problem auf. Wenn beispielsweise das in 54 gezeigte Muster von Vorsprüngen wie in 196A gezeigt relativ zu einem Bildschirm angeordnet wird, beträgt ein Betrachtungswinkel, unter dem die Anzeige gut erscheint, sowohl in der lateralen als auch vertikalen Richtung 80°. Auch nachdem der Bildschirm gedreht wird, und das Muster von Vorsprüngen wie auf der rechten Seite von 196A veranschaulicht angeordnet wird, tritt kein besonderes Problem auf.
Wenn im Gegensatz dazu die Orientierung eines Flüssigkristalls unterteilt ist, um jede Domäne des Flüssigkristalls in zwei Regionen zu unterteilen, deren Azimute um 180° voneinander verschieden sind, wird die Betrachtungswinkel charakteristik relativ zu den Richtungen verbessert, in welche die Orientierung unterteilt ist, wird aber nicht sehr viel verbessert relativ zu den Richtungen, die von den Richtungen um 90° verschieden sind. Wenn eine nahezu gleiche Betrachtungswinkelcharakteristik sowohl in der lateralen als auch der vertikalen Richtung aufgezeigt werden soll, sollte ein Muster von Vorsprüngen vorzugsweise, wie in 196B gezeigt, in einer schrägen Richtung in einem Bildschirm laufen.
Als Nächstes wird ein Prozess zum Herstellen einer Flüssigkristallanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Allgemeinen umfasst der Prozess zum Herstellen eines Flüssigkristallfelds, wie in 197 beschrieben, einen Schritt 501 zum Reinigen von Substraten, einen Schritt 502 zum Bilden von Gate-Elektroden, einen Schritt 503 zum Bilden einer Operationsschicht durch das Aufbringen eines kontinuierlichen Films, einen Schritt 504 zum Trennen von Vorrichtungen, einen Schritt 505 zum Aufbringen eines Schutzfilms, einen Schritt 506 zum Bilden von Pixelelektroden, und einen Schritt 508 zum Montieren von Komponenten, die in dieser Reihenfolge durchgeführt werden. Zur Bildung von Isoliervorsprüngen wird der Schritt 506 zum Bilden von Pixelelementen von einem Schritt 507 zum Bilden von Vorsprüngen gefolgt.
Der Schritt zum Bilden von Vorsprüngen, wie in 198 gezeigt, umfasst einen Schritt 511 zum Aufbringen eines Harzes, einen Schritt zum Vorbacken des aufgebrachten Resists, einen Schritt 513 zum Belichten eines Musters von Vorsprüngen, um so die Positionen der Vorsprünge intakt zu lassen, einen Schritt 514 zum Vornehmen einer Entwicklung, um so andere Abschnitte als die Vorsprünge zu entfernen, und einen Schritt 515 zum Nachbacken der zurückbleibenden Vorsprünge. In dem nachfolgenden Schritt zum Aufbringen eines Ausrichtungsfilms besteht die Möglichkeit, dass das Resist auf den Ausrichtungsfilm reagieren kann, wie oben beschrieben. In dem Nachbackschritt 515 sollte das Backen daher bei einer hohen Temperatur einer bestimmten Höhe durchgeführt werden. Wenn während des Backens Vorsprünge gekrümmt werden, um einen zylindrischen Querschnitt aufzuweisen, erhöht sich die Stabilität der Ausrichtung.
Auch wenn Kerben als Domänenregelungsmittel gebildet werden, wird nahezu derselbe Prozess wie der vorhergehende verwendet. Wenn jedoch Elektroden mit Spalten versehen werden, sollte ein Muster mit Spalte aufweisenden Pixelelektroden nur in dem Pixelelektroden-Bildungsschritt 506 in 197 geschaffen werden. Der Vorsprungbildungsschritt 507 wird unnötig.
Was in 198 beschrieben wird, ist ein Beispiel des Zeichnens eines Musters von Vorsprüngen unter Verwendung eines lichtempfindlichen Resists. Das Muster von Vorsprüngen kann gedruckt werden. 199 ist eine Darstellung, die eine Technik zum Zeichnen eines Musters von Vorsprüngen zeigt, indem ein Hochdruckverfahren vorgenommen wird. Ein Muster von Vorsprüngen wird auf eine flexible Reliefplatte 604 aus einem APR-Harz gezeichnet, wie in 199 gezeigt. Die Reliefplatte wird ihrerseits an der Oberfläche einer großen Walze 603 fixiert, die als Plattenzylinder bezeichnet wird. Der Plattenzylinder wird rotiert, während er mit einer Aniloxwalze 605, einer Doktorwalze 606 und einem Drucktisch 602 gegenseitig verriegelt ist. Eine zur Bildung von Vorsprüngen verwendete Polyimidharzlösung wird durch eine Abgabevorrichtung 607 auf die Aniloxwalze 605 getropft, und von der Doktorwalze 606 verteilt, um gleichmäßig über die Aniloxwalze 605 entwickelt zu werden. Die entwickelte Harzlösung wird zur Reliefplatte 604 transferiert. Die zu dem erhöhten Abschnitt der Reliefplatte 604 transferierte Lösung wird zu einem Substrat 609 auf dem Drucktisch 602 transferiert. Danach wird ein Backen oder dgl. durchgeführt. Verschiedenste Techniken zum Zeichnen eines mikroskopischen Musters durch Drucken wurden in der Praxis eingesetzt. Wenn ein Muster von Vorsprüngen unter Verwendung einer beliebigen dieser Techniken gezeichnet werden kann, kann das Muster von Vorsprüngen mit niedrigen Kosten gezeichnet werden.
Als Nächstes wird die Injektion eines Flüssigkristalls in ein Flüssigkristallfeld beschrieben, die vorzunehmen ist, nachdem das obere und das untere Substrat gebondet werden. In dem Schritt zum Montieren von Komponenten, um ein Flüssigkristallfeld herzustellen, wird ein Flüssigkristall injiziert, nachdem ein CF-Substrat und ein TFT-Substrat gebondet werden, wie im Zusammenhang mit 18A und 18B beschrieben. Eine TFT-LCD des VA-Typs hat Zellen, deren Dicke klein ist. Es dauert lange Zeit, einen Flüssigkristall zu injizieren. Da Vorsprünge gebildet sind, dauert es noch viel längere Zeit, den Flüssigkristall zu injizieren. Daher ist es erforderlich, die zum Injizieren des Flüssigkristalls erforderliche Zeit so stark wie möglich zu verkürzen.
200 ist eine Darstellung, welche die Konfiguration einer Flüssigkristall-Injektionsvorrichtung zeigt. Die Details der Vorrichtung werden weggelassen. Ein Injektionsverbinder 615 ist an einem Flüssigkristall-Injektionsport eines Flüssigkristallfelds 100 angebracht, und ein Flüssigkristall wird von einem Flüssigkristallentschäumer und Abblasetank 614 zugeführt. Gleichzeitig ist ein Abfuhrverbinder 618 mit einem Flüssigkristall-Abfuhrport verbunden, und der Druck in dem Flüssigkristallfeld 100 wird unter Verwendung einer Vakuumpumpe 620 zur Entlüftung reduziert, so dass ein Flüssigkristall leicht injiziert werden kann. Ein durch den Abfuhrport abgeführter Flüssigkristall wird von der Luft durch eine Flüssigkristallfalle 619 getrennt.
In der ersten Ausführungsform, wie in 18A und 18B gezeigt, sind die Vorsprünge 20 linear und laufen in einer Richtung parallel zur langen Seite des Felds 100. Der Flüssigkristall-Injektionsport 102 ist an einer kurzen Seite des Felds vertikal zu den Vorsprüngen 20 gebildet, wohingegen die Abfuhröffnungen 103 an der anderen kurzen Seite davon gegenüber der Seite gebildet sind, wo der Injektionsport 102 gebildet ist. Wenn die Vorsprünge 20 linear sind und in einer Richtung parallel zur kurzen Seite des Felds 100 laufen, ist ähnlich, wie in 201A und 201B gezeigt, vorzugsweise der Flüssigkristall-Injektionsport 102 an einer langen Seite des Felds vertikal zu den Vorsprüngen 20 gebildet, und die Abfuhrports 103 sind an der anderen langen Seite davon gegenüber der langen Seite gebildet, an welcher der Injektionsport 102 gebildet ist. Wenn die Vorsprünge 20 im Zickzack gebildet sind, ist außerdem, wie in 202A und 202B gezeigt, der Flüssigkristall-Injektionsport 102 vorzugsweise an einer Seite des Felds vertikal zu einer Richtung gebildet, in der sich die Vorsprünge 20 erstrecken. Die Abfuhrports 103 sind vorzugsweise auf einer Seite des Felds gegenüber der Seite gebildet, an welcher der Injektionsport 102 gebildet ist, wie in 203A und 203B gezeigt.
Während der Injektion eines Flüssigkristalls können Schäume in den Flüssigkristall gemischt werden. Sobald Schäume in einen Flüssigkristall gemischt werden, folgt daraus eine mangelhafte Anzeige. Unter der Annahme, dass ein negativer Flüssigkristall und ein vertikaler Ausrichtungsfilm eingesetzt werden, tritt eine schwarze Anzeige auf, wenn keine Spannung angelegt wird. Auch wenn Schäume in den Flüssigkristall gemischt werden, erscheint eine schwarze Anzeige in mit den Schäumen koinzidenten Bereichen. Das Einmischen von Schäumen kann daher in diesem Zustand nicht ent deckt werden. Eine Spannung wird an die Elektroden angelegt, so dass eine weiße Anzeige erscheint. Wenn in keinem Bereich eine schwarze Anzeige erscheint, wird bestätigt, dass sich kein Schaum in den Flüssigkristall gemischt hat. Da es jedoch keine Elektrode in der Nähe des Flüssigkristall-Injektionsports gibt, können die Schäume nicht entdeckt werden, auch wenn die Schäume in einem Abschnitt des Flüssigkristalls in der Nähe des Flüssigkristall-Injektionsports eingemischt werden. Wenn Schäume in diesem Abschnitt des Flüssigkristalls vorliegen, besteht die Gefahr, dass die Schäume dispergiert werden, um die Anzeigequalität zu verschlechtern. Daher müssen auch die Schäume in der Nähe des Injektionsports entdeckt werden. In einer Flüssigkristallanzeige der vorliegenden Erfindung ist daher, wie in 207 gezeigt, eine Elektrode 120 in der Nähe eines Injektionsports 101 außerhalb eines Anzeigebereichs 121 und der schwarzen Matrizen 34 gebildet, so dass ein Einmischen von Schäumen in diesem Abschnitt eines Flüssigkristalls detektiert werden kann.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung des VA-Systems unter Verwendung des Domänenregelungsmittels wie des Vorsprungs und der Vertiefung, des Spalts, etc. erfordert keine Reibbehandlung, wie oben erklärt. Daher kann eine Kontamination im Herstellungsprozess drastisch reduziert werden, und ein Teil des Waschprozesses kann weggelassen werden. Der verwendete Flüssigkristall des negativen Typs (n-Typ) hat jedoch eine geringere Kontaminationsbeständigkeit gegenüber organischen Materialien, insbesondere gegenüber Polyurethanharz und -haut, als der Flüssigkristall des positiven Typs, der gewöhnlich verwendet wird, und er involviert das Problem, dass ein Anzeigedefekt auftritt. Dieser Anzeigedefekt resultiert vermutlich aus dem Abfall des spezifischen Widerstands des kontaminierten Flüssigkristalls.
Daher werden zuerst Untersuchungen dahingehend vorgenommen, welche Größe des Polyurethanharzes und der Haut diesen Anzeigedefekt verursacht. 205A bis 205C zeigen das Flüssigkristallfeld des VA-Systems. Nachdem der vertikale Ausrichtungsfilm auf den beiden Substraten 16 und 17 gebildet wird, werden einige Polyurethanharze mit einer Größe von etwa 10 μm auf eines der Substrate gegeben. Nachdem die Abstandshalter 45 auf einem der Substrate und dem Versiegelungsmaterial 101 gebildet werden, werden andererseits die Substrate aneinander gebondet, und das Feld wird durch das Laden des Flüssigkristalls hergestellt. Als Ergebnis wird gefunden, dass das Polyurethanharz 700 auf einen Bereich von 15 μm im Quadrat durch Wärme und durch die Bildung der Zellendicke (Zellenzwischenraum) expandiert, und der Anzeigedefekt aufgrund der Kontamination des Flüssigkristalls wird innerhalb des Bereichs von 0,5 bis 2 mm mit dem Polyurethanharz 700 als Zentrum erkannt.
206 zeigt das Ergebnis der Untersuchung des Kontaminationsbereichs des Flüssigkristalls, indem die Größe des Polyurethanharzes 700 verändert wird. Unter der Annahme, dass kein Problem auftritt, wenn die Anzeige eine Größe von nicht mehr als 0,3 mm im Quadrat auf dem Feld hat, darf die Größe des Polyurethanharzes nicht größer sein als 5 μm. Dies gilt auch für die Haut.
Das Polyurethanharz und die Haut senken des spezifischen Widerstand des Flüssigkristalls, wodurch der Anzeigedefekt begünstigt wird, wie oben beschrieben. Daher wird die Beziehung zwischen der Mischmenge des Polyurethanharzes und dem Abfall des spezifischen Widerstands untersucht. 207 zeigt das Berechnungsergebnis der Frequenzabhängigkeit einer äquivalenten Schaltung des Flüssigkristallpixels, wie in 208 gezeigt, indem der Gate-Ein-Zustand angenommen wird. Diese graphische Darstellung zeigt die Veränderung der effektiven Spannung gegenüber der Frequenz, wenn der Widerstand 9,1 × 10⁹, 9,1 × 10¹⁰, 9,1 × 10¹¹ und 9,1 × 10¹² in der äquivalenten Schaltung des Flüssigkristallpixels beträgt. Aus der graphischen Darstellung wird klar, dass der Abfall des Widerstandswerts des Flüssigkristalls den Abfall der effektiven Spannung verursacht. Ferner wird klar, dass eine abnormale Anzeige beim Abfall des spezifischen Widerstands um zumindest 3 Stellen innerhalb des Frequenzbereichs von 1 bis 60 Hz auftritt, der mit der praktischen Anzeige assoziiert ist.
208 und 209 sind graphische Darstellungen, die zeigen, innerhalb welcher Zeit die einmal gespeicherte Ladung entladen wird, wenn der Widerstand 9,1 × 10¹⁰, 9,1 × 10¹¹ bzw. 9,1 × 10¹² beträgt, wobei der Zustand angenommen wird, wo das Flüssigkristallpixel die Ladung hält. Zur Referenz ist auch ein Beispiel gezeigt, wo nur der Ausrichtungsfilm existiert. Da der Ausrichtungsfilm einen großen Widerstand und eine große Zeitkonstante aufweist, trägt er kaum zum Entladungsphänomen bei. 209 zeigt vergrößert den Abschnitt unter 0,2 s in 208. Aus dieser graphischen Darstellung ist ersichtlich, dass, wenn der Flüssigkristallwiderstand um zumindest zwei Stellen niedriger ist, ein schwarzes Schmieren bei 60 Hz aufzutreten beginnt.
Aus der oben beschriebenen Beobachtung geht hervor, dass sich das Problem entwickelt, wenn der Widerstand aufgrund des Polyurethanharzes und der Haut um zwei bis drei Stellen fällt.
Nachdem Phenylurethan in den Flüssigkristall geladen wird, wird als Nächstes eine Ultraschallwelle 10 Sekunden lang angelegt, und danach wird der Flüssigkristall stehen gelassen, um so den spezifischen Widerstand des Überstands zu messen. Aus dem Ergebnis wird herausgefunden, dass der spezifische Widerstand drastisch fällt, wenn die Einmisch menge des Polyurethanharzes etwa 1/1000, bezogen auf das Molverhältnis, beträgt.
Aus der oben beschriebenen Erklärung wird geschlossen, dass keine ungleichmäßige Anzeige bei dem Wert auftritt, bei dem die Einmischmenge des Polyurethanharzes etwa 1/1000, bezogen auf das Molverhältnis, beträgt.
Bisher wurden die Ausführungsformen der Felder gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, in denen Ausrichtungsrichtungen von flüssigkristallinen Molekülen durch das Domänenregelungsmittel unterteilt werden. Es ist bekannt, wie bereits beschrieben, dass optische Retardierungsfilme zur Verbesserung der Betrachtungswinkelcharakteristik verfügbar sind. Als Nächstes werden Ausführungsformen beschrieben, die Charakteristiken und Anordnungen der Retardierungsfilme betreffen. Die LCD-Felder dieser Ausführungsformen haben in 54 gezeigte Vorsprünge. In dem VA-LCD-Feld sind nämlich die Richtungen der Ausrichtung von flüssigkristallinen Molekülen in vier Bereiche in jedem Pixel unterteilt.
210 ist eine Darstellung, die eine Zusammensetzung einer bekannten VA-LCD zeigt. Ein zwischen zwei Elektroden 12, 13 gebildeter Raum wird mit einem Flüssigkristallmaterial versiegelt. So wird ein Flüssigkristallfeld fertiggestellt. Eine erste Polarisationsplatte 11 und eine zweite Polarisationsplatte 15 sind an beiden Seiten des Felds angeordnet, wie in 210 gezeigt. In der VA-LCD sind vertikale Ausrichtungsfilme auf den Elektroden gebildet, und der Flüssigkristall hat eine negative Anisotropie der Dielektrizitätskonstante. Die Reibrichtungen der beiden vertikalen Ausrichtungsfilme sind voneinander um 180 Grad verschieden. Ferner schneiden die Reibrichtungen die Absorptionsachse der Polarisationsplatten. Das VA-LCD-Feld ist nämlich das in 7A bis 7C gezeigte. 211 zeigt Isokontrastkurven. 212 zeigt Betrachtungswinkelregionen, wobei in jeder von diesen eine Graustufenumkehr während einer Acht-Graustufen-Treiboperation in einem solchen Fall auftritt. Aus diesen Ergebnissen sind Kontraste in Richtungen von 0°, 90°, 180° und 270° niedrig, und die Graustufenumkehr tritt in einem breiten Betrachtungswinkel auf.
213 zeigt eine Zusammensetzung einer VA-Modus-LCD-Vorrichtung, in der Vorsprungmuster wie in 54 veranschaulicht gebildet sind.
214 zeigt Isokontrastkurven in dem Fall der in 213 gezeigten LCD-Vorrichtung. Ferner zeigt 215 Betrachtungswinkelregionen, wobei in jeder von diesen eine Graustufenumkehr während einer Acht-Graustufen-Treiboperation in dem Fall einer solchen Flüssigkristallanzeigevorrichtung auftritt. Diese Figuren lassen erkennen, dass, obwohl die Graustufenumkehr in dem Fall dieser Vorrichtung verglichen mit dem Fall der herkömmlichen Vorrichtung des VA-(vertikal ausgerichteten)Typs verbessert ist, die Verbesserung bei der Graustufenumkehr unzureichend ist, und dass der Kontrast nicht sehr stark verbessert wird.
Der Anmelder der vorliegenden Anmeldung hat im EP 793133 und JP10-153782 , dessen Priorität auf der Japanischen Patentanmeldung Nr. 8-41926/1996 basiert, geoffenbart, dass die Betrachtungswinkelcharakteristiken einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung des VA-Typs, auf der die Ausrichtungsunterteilung durch Reiben vorgenommen wird, verbessert werden, indem ein optischer Retardierungsfilm (nämlich ein Phasendifferenzfilm) darin vorgesehen wird. Diese Japanischen Patentanmeldungen beziehen sich jedoch nicht auf die Fälle des Vornehmens einer Ausrichtungsunterteilung durch Vorsprünge, Vertiefungen (oder Kerben) bzw. Spalte, die in den Pixelelektroden vorgesehen sind.
Im Folgenden werden Bedingungen für eine weitere Ver besserung der Betrachtungswinkelcharakteristiken einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung des VA-Typs beschrieben, die angepasst wird, die Ausrichtungsunterteilung in jedem Pixel durch die Verwendung von in den Pixelelektroden vorgesehenen Vorsprüngen, Vertiefungen oder Spalten vorzunehmen, indem ein optischer Retardierungsfilm darin vorgesehen wird.
Zuerst wird hier im Nachstehenden der optische Retardierungsfilm, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, mit Bezugnahme auf 216 beschrieben. Es wird davon ausgegangen, wie in 216 veranschaulicht, dass n_x und n_y Dielektrizitätskonstanten (oder -indizes) bezeichnen, die jeweils in einer Oberfläche des Films definierten Richtungen auf gleicher Ebene entsprechen. Ferner wird davon ausgegangen, dass n_z eine Dielektrizitätskonstante in der Richtung der Dicke davon bezeichnet. Die folgende Beziehung zwischen den Dielektrizitätskonstanten n_x, n_y und n_z gilt in dem in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Phasendifferenzfilm: n_x, n_y ≥ n_z.
Ein optischer Retardierungsfilm, in dem die folgende Beziehung gilt: n_x > n_y = n_z, hat dabei eine optisch positive Uniaxialität darin. Hier wird ein solcher Phasendifferenzfilm einfach als positiver uniaxialer Film bezeichnet. Eine Achse, welche sich in einer Richtung erstreckt, die einer größeren der Dielektrizitätskonstanten n_x und n_y entspricht, wird als Phasennacheilungsachse bezeichnet. In diesem Fall gilt: n_x > n_y. Daher wird die sich in der x-Richtung erstreckende Achse als Phasennacheilungsachse bezeichnet. d soll die Dicke des Films bezeichnen. Wenn Licht durch diesen positiven uniaxialen Film hindurchgeht, wird die folgende Phasendifferenz (oder optische Retardierung) R in einer Richtung auf gleicher Ebene verursacht: R = (n_x – n_y)d. Hier im Nachstehenden zeigt die "durch den positiven uniaxialen Film verursachte Phasendifferenz" eine in einer Richtung auf gleicher Ebene verursachte Phasendifferenz an.
Ein Phasendifferenzfilm, in dem die folgende Beziehung gilt: n_x = n_y > n_z, hat außerdem optisch eine negative Uniaxialität in der Richtung einer Normalen zur Oberfläche davon. Hier wird ein solcher Phasendifferenzfilm einfach als negativer uniaxialer Film bezeichnet. Wenn Licht durch diesen negativen uniaxialen Film hindurchgeht, wird die folgende Phasendifferenz R in der Richtung der Dicke davon verursacht: R = ((n_x + n_y)/2 – n_z)d. Hier im Nachstehenden zeigt die "durch den negativen uniaxialen Film verursachte Phasendifferenz" eine in der Richtung der Dicke davon verursachte Phasendifferenz an.
Ferner weist ein Phasendifferenzfilm, in dem die folgende Beziehung gilt: n_x > n_y > n_z, eine (optische) Biaxialität auf. Hier wird ein solcher Phasendifferenzfilm einfach als biaxialer Film bezeichnet. In diesem Fall gilt: n_x > n_y. Daher wird die sich in der x-Richtung erstreckende Achse als Phasennacheilungsachse bezeichnet. Es wird davon ausgegangen, dass d die Dicke des Films bezeichnet. Wenn Licht durch diesen positiven biaxialen Film hindurchgeht, wird die folgende Phasendifferenz R in einer Richtung auf gleicher Ebene verursacht: R = (n_x – n_y)d (dabei gilt: n_x > n_y). Ferner wird die in der Richtung der Dicke davon verursachte Phasendifferenz R durch die folgende Gleichung vorherbestimmt: R = ((n_x + n_y)/2 – n_z)d.
217 ist eine Darstellung, welche die Zusammensetzung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt, die eine 52. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Farbfilter und eine gemeinsame Elektrode (wie nämlich eine die gesamte Oberfläche bedeckende Elektrode bezeichnet wird) werden auf der Oberfläche eines CF(Farbfilter)-Substrats, das eines der Substrate 91 und 92 ist, auf der Seite des Flüssigkristalls gebildet. Ferner werden TFT-Elemente, Busleitungen und Pixelelektroden auf der Oberfläche des TFT-Substrats, welches das andere der Substrate 91 und 92 ist, auf der Seite des Flüssigkristalls gebildet.
Ein vertikaler Ausrichtungsfilm ist auf den Oberflächen der Substrate 91 und 92 auf der Seite des Flüssigkristalls gebildet, indem ein vertikales Ausrichtungsmaterial darauf durch einen Transferdruck aufgebracht wird, und dann das Material bei 180°C gebrannt wird. Anschließend wird ein positives lichtempfindliches Überzugs-(oder Schutz-)Material auf dem vertikalen Ausrichtungsfilm durch Spin-Überzug aufgebracht. Dann wird ein in 54 gezeigtes Vorsprungmuster gebildet, indem ein Vorbacken, eine Belichtung und ein Nachbacken vorgenommen werden.
Die Substrate 91 und 92 werden durch einen Abstandshalter mit einem Durchmesser von 3,5 μm aneinander gebondet. Ferner wird ein zwischen diesen gebildeter Raum mit einem Flüssigkristallmaterial mit einer negativen Anisotropie der Dielektrizitätskonstante versiegelt. So wird ein Flüssigkristallfeld fertiggestellt.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung, wie in 217 veranschaulicht, welche die 52. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wird zusammengesetzt, indem eine erste Polarisationsplatte 11, ein erster positiver uniaxialer Film 94, zwei Substrate 91 und 92, ein zweiter positiver uniaxialer Film 94 und eine zweite Polarisationsplatte 15 darin in dieser Reihenfolge zusammengesetzt werden. Der erste und der zweite uniaxiale Film 94 werden dabei so platziert, dass die Phasennacheilungsachse des ersten positiven uniaxialen Films 94 die Absorptionsachse der ersten Polarisationsplatte 11 in rechten Winkeln schneidet.
218 zeigt Isokontrastkurven in dem Fall, dass jede der Phasendifferenzen R₀ und R₁, die dem ersten bzw. dem zweiten positiven uniaxialen Film 61 der 52. Ausführungsform entsprechen, auf 110 nm eingestellt ist. Ferner zeigt 219 Betrachtungswinkelregionen, wobei in jeder von diesen eine Graustufenumkehr während einer Acht-Graustufen-Treiboperation in einem solchen Fall auftritt. Wie aus dem Vergleich mit 214 und 215 hervorgeht, ist ein Bereich, in dem ein hoher Kontrast erhalten wird, extensiv vergrößert, mit dem Ergebnis, dass die Graustufenumkehr in der gesamten Betrachtungswinkelregion nicht auftritt. Dementsprechend werden die Betrachtungswinkelcharakteristiken erheblich verbessert.
Die Betrachtungswinkelcharakteristiken wurden dabei untersucht, indem die Retardierungen R₀ und R₁ im Fall der Zusammensetzung von 217 in verschiedenster Weise verändert wurden. Der Prozess zum Untersuchen des Betrachtungswinkels war wie folgt. Während die Phasendifferenzen R₀ und R₁ verändert wurden, wurde zuerst ein Winkel, unter dem der Kontrast (Verhältnis) 10 betrug, in jeder von einer oberen rechten Richtung (die einem Azimutwinkel von 45° zur rechten Oberseite entspricht), einer oberen linken Richtung (die einem Azimutwinkel von 135° zur linken Oberseite entspricht), einer unteren linken Richtung (die einem Azimutwinkel von 225° zur linken Unterseite entspricht) und einer unteren rechten Richtung (die einem Azimutwinkel von 315° zur rechten Unterseite entspricht) in Bezug auf das Flüssigkristallfeld ermittelt, wie in dieser Figur ersichtlich. 220 ist ein Konturgraph, der jede Kontur zeigt, die Punkte verbindet, wobei jeder davon durch Koordinaten R₀ und R₁ repräsentiert wird und dem ermittelten Winkel mit demselben Wert entspricht. Die Konturgraphen, die der oberen rechten Richtung, der oberen linken Richtung, der unteren linken Richtung bzw. der unteren rechten Richtung entsprechen, waren dabei gleich. Es wird davon ausgegangen, dass dies darauf zurückzuführen war, dass vier durch die Ausrichtungsunterteilung erhaltene Regionen als Ergebnis der Verwendung des in 54 gezeigten Vorsprungmusters zueinander äquivalent waren.
Im Fall von 217 beträgt der Winkel 39°, unter dem das Kontrastverhältnis in jeder der Richtungen 10 beträgt, die den Azimutwinkeln 45°, 135°, 225° bzw. 315° entsprechen. Dies läßt erkennen, dass die Verwendung des optischen Retardierungsfilms in dem Fall der Kombination der Koordinaten R₀ und R₁ effektiv ist, wie in 223 gezeigt. In dem in 223 veranschaulichten Fall beträgt dabei der Winkel, unter dem das Kontrastverhältnis 10 beträgt, nicht weniger als 39°, wenn R₀ und R₁ die folgenden Bedingungen oder Anforderungen erfüllen:
R₁ ≤ 450 nm – R₀, R₀ – 250 nm ≤ R₁ ≤ R₀ + 250 nm,
0 ≤ R₀ und 0 ≤ R₁.
Zusätzlich wurde die in einem Flüssigkristall verursachte Retardierung Δn·d innerhalb eines praktischen Bereichs verändert. Außerdem wurde der Verdrillungswinkel innerhalb eines Bereichs von 0 bis 90° verändert. Ähnlich wurden die optimalen Bedingungen für R₀ und R₁ ermittelt. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass auch in solchen Fällen die optimalen Bedingungen gleich waren wie die oben angegebenen Anforderungen.
221 ist eine Darstellung, welche die Zusammensetzung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt, die eine 53. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der 52. Ausführungsform dadurch, dass zwei positive uniaxiale Filme, nämlich ein erster und ein zweiter positiver uniaxialer Film 94, zwischen der ersten Polarisationsplatte 11 und dem Flüssigkristallfeld platziert werden, dass die Phasennacheilungsachsen der zwei positiven uniaxialen Filme 94 einander in rechten Winkeln schneiden, und dass die Phasennacheilungsachse des zweiten positiven uniaxialen Films benachbart der ersten Polarisationsplatte 11 die Absorptionsachse der ersten Polarisationsplatte 11 in rechten Winkeln schneidet.
222 zeigt Isokontrastkurven in dem Fall, dass die Phasendifferenzen R₀ und R₁, die dem ersten bzw. dem zweiten positiven uniaxialen Film 61 der 52. Ausführungsform entsprechen, auf 110 nm bzw. 270 nm eingestellt sind. Ferner zeigt 223 Betrachtungswinkelregionen, wobei in jeder von diesen eine Graustufeninversion während einer Acht-Graustufen-Treiboperation in einem solchen Fall auftritt. Wie aus dem Vergleich mit 214 und 215 hervorgeht, ist ein Bereich, in dem ein hoher Kontrast erhalten wird, extensiv vergrößert. Außerdem ist der Bereich, in dem die Graustufenumkehr auftritt, stark reduziert. Dementsprechend sind die Betrachtungswinkelcharakteristiken erheblich verbessert.
224 zeigt die Betrachtungswinkelcharakteristiken, die als Ergebnis ihrer Untersuchung durch das Verändern der Phasendifferenzen R₀ und R₁ des ersten und des zweiten uniaxilen Films 94 auf verschiedenste Weise in dem Fall der Zusammensetzung von 221 erhalten werden, ähnlich wie in dem Fall der 52. Ausführungsform. Die in 224 gezeigten Betrachtungswinkelcharakteristiken sind gleich wie jene von 220 und sind durch einen Konturgraphen veranschaulicht, der Winkel zeigt, unter denen das Kontrastverhältnis 10 beträgt, hinsichtlich der Koordinaten R₀ und R₁. Wie daraus ersichtlich ist, ist der Winkel, unter dem das Kontrastverhältnis 10 beträgt, nicht kleiner als 39°, wenn R₀ und R₁ die folgenden Bedingungen oder Anforderungen erfüllen:
2R₀ – 170 nm ≤ R₁ ≤ 2R₀ + 280 nm,
R₁ ≤ R₀/2 + 800 nm, 0 ≤ R₀ und 0 ≤ R₁.
Ferner wurde festgestellt, dass die optimalen Bedingungen gleich waren die oben angegebenen Anforderungen sogar in den Fällen, wo ähnlich, in dem Fall der 53. Ausführungsform, die in einem Flüssigkristall verursachte Retardierung Δn·d innerhalb eines praktischen Bereichs verändert wurde, und wo außerdem der Verdrillungswinkel innerhalb eines Bereichs von 0 bis 90° verändert wurde.
225 ist eine Darstellung, welche die Zusammensetzung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt, die eine 54. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der 52. Ausführungsform dadurch, dass der erste negative uniaxiale Film 95 zwischen dem Flüssigkristallfeld und der ersten Polarisationsplatte 11 platziert ist, und dass der zweite negative uniaxiale Film 95 zwischen dem Flüssigkristallfeld und der zweiten Polarisationsplatte 15 platziert ist.
226 zeigt die Betrachtungswinkelcharakteristiken, die als Ergebnis ihrer Untersuchung durch das Verändern der Phasendifferenzen R₀ und R₁ auf verschiedenste Weise in dem Fall der Zusammensetzung von 225 erhalten werden, ähnlich wie in dem Fall der 52. Ausführungsform. Die in 226 gezeigten Betrachtungswinkelcharakteristiken sind gleich wie jene von 220 und sind durch einen Konturgraphen veranschaulicht, der Winkel zeigt, unter denen das Kontrastverhältnis 10 beträgt, hinsichtlich der Koordinaten R₀ und R₁. Wie daraus ersichtlich ist, ist der Winkel, unter dem das Kontrastverhältnis 10 beträgt, nicht kleiner als 39°, wenn R₀ und R₁ die folgende Bedingung oder Anforderung erfüllen:
R₀ + R₁ ≤ 500 nm.
Ähnlich wurden dabei, in dem Fall der 54. Ausführungsform, die in einem Flüssigkristall verursachte Retardierung Δn·d und die Obergrenze für die optimale Bedingung durch das Verändern der Retardierung Δn·d innerhalb eines praktischen Bereichs untersucht. 227 veranschaulicht Ergebnisse dieser Untersuchung. R_LC soll die in dem Flüssigkristall verursachte Δn·d bezeichnen. Dementsprechend beträgt der Optimalwert unter der optimalen Bedingung für eine Summe der Phasendifferenzen, die jeweils den Phasendifferenzfilmen entsprechen, nicht mehr als
(1,7 × R_LC + 50) nm.
Obwohl sich diese Charakteristikbedingung auf den Kontrast (Verhältnis) bezieht, wurde ferner die optimale Bedingung für die Graustufenumkehr ähnlich untersucht. Winkel, unter denen eine Graustufenumkehr auftritt, wurden ermittelt, indem die Phasendifferenzen R₀ und R₁ in der Richtung der Dicke des ersten und des zweiten negativen uniaxialen Films 95 auf verschiedenste Weise in der Zusammensetzung von 225 verändert wurden, ähnlich wie in dem Fall des Kontrastverhältnisses. 228 zeigt Konturgraphen, die aus den ermittelten Winkeln erhalten wurden, was unter Verwendung der Koordinaten R₀ und R₁ veranschaulicht ist. Der Winkel, unter dem die Graustufenumkehr in dem in 215 veranschaulichten Fall auftritt, beträgt dabei 52°. Wenn die Phasendifferenzen R₀ und R₁ Werte aufweisen, bei denen der ein Auftreten der Graustufenumkehr ermöglichende Winkel nicht weniger als 52° in dem in 228 veranschaulichten Fall beträgt, hat der Phasendifferenzfilm so einen Effekt auf die Graustufenumkehr. In dem in 228 gezeigten Fall beträgt der Winkel, unter dem das Kontrastverhältnis 10 ist, nicht weniger als 39°, wenn R₀ und R₁ die folgende Bedingung oder Anforderung erfüllen:
R₀ + R₁ ≤ 345 nm.
Dann wurde, in dem Fall der 54. Ausführungsform, die Beziehung zwischen der in einer Flüssigkristall(Anzeige)-Zelle verursachten Δn·d und der Obergrenze für die optimale Bedingung durch das Verändern der Retardierung Δn·d innerhalb eines praktischen Bereichs untersucht. 229 veran schaulicht Ergebnisse dieser Untersuchung. Dies läßt erkennen, dass die Obergrenze für die optimale Bedingung nahezu konstant ist, unabhängig von der in der Flüssigkristallzelle verursachten Δn·d, und dass die optimale Bedingung für eine Summe der Phasendifferenzen, die jeweils den Phasendifferenzfilmen entsprechen, nicht mehr als 350 nm beträgt.
Es ist erwünscht, dass der Winkel, unter dem das Kontrastverhältnis 10 ist, nicht kleiner ist als 50°C. Ferner wird es angesichts der Graustufenumkehr und Δn·d, die in der Flüssigkristallzelle verursacht wird, bevorzugt, dass eine Summe der Phasendifferenzen, die jeweils den Phasendifferenzfilmen entsprechen, nicht weniger als 30 nm, aber nicht mehr als 270 nm beträgt.
Außerdem wird als Ergebnis der Untersuchung der optimalen Bedingung durch das Verändern des Verdrillungswinkels in einem Bereich von 0 bis 90° ermittelt, dass die optimale Bedingung gleich war wie die oben angegebene Anforderung.
Eine 55. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird erhalten, indem einer von dem ersten und dem zweiten negativen uniaxialen Film 95 aus der Zusammensetzung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung von 225 entfernt wird, welche die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
230 zeigt Isokontrastkurven in dem Fall, dass die Phasendifferenz, die einem der negativen uniaxialen Filme 95 der 55. Ausführungsform entspricht, auf 200 nm eingestellt ist. Ferner zeigt 231 Betrachtungswinkelregionen, wobei in jeder von diesen eine Graustufenumkehr während einer Acht-Graustufen-Treiboperation in einem solchen Fall auftritt. Wie aus dem Vergleich mit 214 und 215 hervorgeht, ist ein Bereich, in dem ein hoher Kontrast erzielt wird, extensiv vergrößert. Außerdem ist der Bereich, in dem die Graustufenumkehr auftritt, stark reduziert. Dementsprechend sind die Betrachtungswinkelcharakteristiken erheblich verbessert. Außerdem wurden die optimale Bedingung zur Realisierung des Kontrastverhältnisses von 10 und die optimale Bedingung für die Graustufenumkehr untersucht. Ergebnisse dieser Untersuchung lassen erkennen, dass es ausreichend ist, einen einzigen negativen uniaxialen Film mit der Phasendifferenz zu verwenden, die einer Summe der Phasendifferenzen der negativen uniaxialen Filme der 54. Ausführungsform entspricht.
Jede der 56. bis 58. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet die Kombination positiver und negativer uniaxialer Filme. Obwohl es verschiedenste Arten von Modifikationen für die Anordnung derartiger Filme gibt, wurde gefunden, dass die Zusammensetzungen der fünften bis siebenten Ausführungsform (vorteilhafte) Effekte ausüben.
232 ist eine Darstellung, welche die Zusammensetzung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt, die die 56. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Die 56. Ausführungsform unterscheidet sich von der 52. Ausführungsform dadurch, dass ein negativer uniaxialer Film 95 verwendet und zwischen dem Flüssigkristallfeld und der ersten Polarisationsplatte 11 platziert ist, anstelle des ersten positiven uniaxialen Films 94.
233 zeigt Isokontrastkurven in dem Fall, dass die Phasendifferenz R₀ in einer Richtung auf gleicher Ebene in der Oberfläche des positiven uniaxialen Films 94 und die Phasendifferenz R₁ in der Richtung der Dicke des negativen uniaxialen Films 95 auf 150 nm in der 56. Ausführungsform eingestellt sind. Ferner zeigt 234 Betrachtungswinkelregionen, wobei in jeder von diesen eine Graustufenumkehr während einer Acht-Graustufen-Treiboperation in einem solchen Fall auftritt. Wie aus dem Vergleich mit 214 und 215 hervorgeht, ist ein Bereich, in dem ein hoher Kontrast erzielt wird, extensiv vergrößert. Außerdem ist der Bereich, in dem eine Graustufenumkehr auftritt, stark reduziert. Dementsprechend sind die Betrachtungswinkelcharakteristiken erheblich verbessert.
In dem Fall der 56. Ausführungsform wurde die optimale Bedingung für den Kontrast untersucht. 235 zeigt Ergebnisse dieser Untersuchung, die erkennen lassen, dass die von 235 angezeigte optimale Bedingung gleich war wie in 220 veranschaulicht.
236 ist eine Darstellung, welche die Zusammensetzung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt, die eine 57. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Diese Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von der 52. Ausführungsform, dass ein positiver uniaxialer Film 61 zwischen dem Flüssigkristallfeld und der ersten Polarisationsplatte 11 platziert ist, und dass ein negativer uniaxialer Film 95 zwischen diesem positiven uniaxialen Film 61 und der ersten Polarisationsplatte 11 platziert ist. Der positive uniaxiale Film 94 ist in einer solchen Weise platziert, dass die Phasennacheilungsachse davon die Absorptionsachse der ersten Polarisationsplatte 11 in rechten Winkeln schneidet.
237 zeigt Isokontrastkurven in dem Fall, dass die Phasendifferenz R₀ in einer Richtung auf gleicher Ebene in der Oberfläche des positiven uniaxialen Films 61 und die Phasendifferenz R₁ in der Richtung der Dicke des negativen uniaxialen Films 62 auf 50 nm bzw. 150 nm in der 57. Ausführungsform eingestellt sind. Ferner zeigt 238 Betrachtungswinkelregionen, wobei in jeder von diesen eine Graustufenumkehr während einer Acht-Graustufen-Treiboperation in einem solchen Fall auftritt. Wie aus dem Vergleich mit 214 und 215 hervorgeht, ist ein Bereich, in dem ein hoher Kontrast erhalten wird, extensiv vergrößert. Außerdem ist der Bereich, in dem die Graustufenumkehr auftritt, stark reduziert. Dementsprechend sind die Betrachtungswinkelcharakteristiken erheblich verbessert.
Auch in dem Fall der 57. Ausführungsform wurde die optimale Bedingung für den Kontrast untersucht. 239 zeigt Ergebnisse dieser Untersuchung, die erkennen lassen, dass die von 239 angezeigte optimale Bedingung gleich war wie in 220 veranschaulicht.
240 ist eine Darstellung, welche die Zusammensetzung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt, die eine 58. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Diese Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von der 52. Ausführungsform, dass ein negativer uniaxialer Film 95 zwischen dem Flüssigkristallfeld und der ersten Polarisationsplatte 11 platziert ist, und dass ein positiver uniaxialer Film 94 zwischen diesem negativen uniaxialen Film 95 und der ersten Polarisationsplatte 11 platziert ist. Der positive uniaxiale Film 94 ist in einer solchen Weise platziert, dass die Phasennacheilungsachse davon die Absorptionsachse der ersten Polarisationsplatte 11 in rechten Winkeln schneidet.
241 zeigt Isokontrastkurven in dem Fall, dass die Phasendifferenz R₁ in einer Richtung auf gleicher Ebene in der Oberfläche des positiven uniaxialen Films 94 und die Phasendifferenz R₀ in der Richtung der Dicke des negativen uniaxialen Films 95 auf 150 nm in der 58. Ausführungsform eingestellt sind. Ferner zeigt 242 Betrachtungswinkelregionen, wobei in jeder von diesen eine Graustufenumkehr während einer Acht-Graustufen-Treiboperation in einem solchen Fall auftritt. Wie aus dem Vergleich mit 214 und 215 hervorgeht, ist ein Bereich, in dem ein hoher Kontrast erhalten wird, extensiv vergrößert. Außerdem ist der Bereich, in dem die Graustufenumkehr auftritt, stark reduziert. Dementsprechend sind die Betrachtungswinkelcharakte ristiken erheblich verbessert.
Auch in dem Fall der 58. Ausführungsform wurde die optimale Bedingung für den Kontrast untersucht. 243 zeigt Ergebnisse dieser Untersuchung, die erkennen lassen, dass die von 243 angezeigte optimale Bedingung gleich war wie in 220 veranschaulicht.
244 ist eine Darstellung, welche die Zusammensetzung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt, die eine 59. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von der 52. Ausführungsform, dass ein Phasendifferenzfilm 96, dessen Dielektrizitätskonstanten n_x und n_y auf gleicher Ebene und dessen Dielektrizitätskonstante n_z in der Richtung der Dicke davon die folgende Beziehung aufweisen: n_x, n_y ≥ n_z, zwischen dem Flüssigkristallfeld und der ersten Polarisationsplatte 11 platziert ist, und dass ein positiver uniaxialer Film 94 zwischen dem Flüssigkristallfeld und der zweiten Polarisationsplatte 15 entfernt ist. Der Phasendifferenzfilm 96 ist in einer solchen Weise platziert, dass die x-Achse davon die Absorptionsachse der ersten Polarisationsplatte 11 in rechten Winkeln schneidet.
245 zeigt Isokontrastkurven in dem Fall, dass die x-Achse als Phasennacheilungsachse des Phasendifferenzfilms 96 verwendet wird, nämlich n_x > n_y, und dass die Phasendifferenz in einer Richtung auf gleicher Ebene in der Oberfläche des Films und die Phasendifferenz in der Richtung der Dicke davon auf 55 nm bzw. 190 nm in der 59. Ausführungsform eingestellt sind. Ferner zeigt 246 Betrachtungswinkelregionen, wobei in jeder von diesen eine Graustufeninversion während einer Acht-Graustufen-Treiboperation in einem solchen Fall auftritt. Wie aus dem Vergleich mit 214 und 215 hervorgeht, ist ein Bereich, in dem ein hoher Kontrast erhalten wird, extensiv vergrößert. Außerdem ist der Bereich, in dem die Graustufenumkehr auftritt, stark reduziert. Dementsprechend sind die Betrachtungswinkelcharakteristiken erheblich verbessert.
Dabei sind Größen R_xy und R_yz wie folgt definiert:
R_xy = (n_x – n_y)d; und R_yz = (n_y – n_z)d. In dem Fall der 59. Ausführungsform wurde die optimale Bedingung für den Kontrast (Verhältnis) untersucht, indem die Größen R_xy und R_yz auf verschiedenste Weise verändert wurden. 247 zeigt die ermittelte optimale Bedingung für den Kontrast. Die in 247 gezeigte optimale Bedingung war gleich wie die oben angegebene Bedingung (von 220), außer dass R₀ und R₁ jeweils R_xy und R_yz entsprechen. Diese Ergebnisse lassen erkennen, dass die Winkel, unter denen das Kontrastverhältnis 10 beträgt, nicht kleiner sind als 39°, wenn die Größen R_xy und R_yz die folgenden Bedingungen erfüllen:
R_xz – 250 nm ≤ R_yz ≤ R_xz + 150 nm,
R_yz ≤ –R_xz + 1000 nm,
0 ≤ R_yz und 0 ≤ R_xz.
Dabei sollen R₀ und R₁ die Phasendifferenz in einer Richtung auf gleicher Ebene des Phasendifferenzfilms 96 bzw. die Phasendifferenz in der Richtung der Dicke davon bezeichnen. So gelten die folgenden Beziehungen für diese Phasendifferenzen:
R₀ = (n_x – n_y)d = R_xz – R_yz ... (in dem Fall, dass n_x ≥ n_y);
R₁ = (n_y – n_z)d = R_yz – R_xz ... (in dem Fall, dass n_y ≥ n_z);
und
R_yz = ((n_x + n_y)/2 – n_z)d = (R_xz – R_yz)/2.
Daher werden die optimalen Bedingungen für R_xz und R_yz wie folgt geschrieben:
R₀ ≤ 250 nm, R₁ ≤ 500 nm.
Es ist nämlich zweckmäßig, dass die Phasendifferenz auf gleicher Ebene nicht mehr als 250 nm beträgt, und die Phasendifferenz in der Richtung der Dicke des Films nicht mehr als 500 nm beträgt, und dass der biaxiale Phasendifferenzfilm so platziert ist, dass die Phasennacheilungsachse davon die Absorptionsrate der angrenzenden Polarisationsplatte in rechten Winkeln schneidet.
Als Ergebnis der Untersuchung der Beziehung zwischen der in einer Flüssigkristallzelle verursachten Retardierung Δn·d und der Obergrenze für die optimale Bedingung durch das Verändern der Retardierung Δn·d auf verschiedenste Weise innerhalb eines praktischen Bereichs wurde ermittelt, dass die optimale Bedingung für die Phasendifferenz in einer Richtung auf gleicher Ebene nicht mehr als 250 nm betrug, ungeachtet der in einer Flüssigkristallzelle verursachten Retardierung Δn·d. Im Gegensatz dazu ist die Phasendifferenz in der Richtung der Dicke von der in einer Flüssigkristallzelle verursachten Retardierung Δn·d abhängig. 248 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung der Beziehung zwischen der in einer Flüssigkristallzelle verursachten Retardierung Δn·d und der Obergrenze für den optimalen Bereich der Phasendifferenz in der Richtung der Dicke des Films. R_LC soll die in dem Flüssigkristall verursachte Δn·d bezeichnen. Dementsprechend wird der Schluss gezogen, dass der Optimalwert unter der optimalen Bedingung für die Phasendifferenz in der Richtung der Dicke des Phasendifferenzfilms nicht mehr als (1,7 × R_LC + 50) nm beträgt.
Dabei wurde ähnlich die optimale Bedingung in dem Fall einer Konfiguration untersucht, wo eine Vielzahl von Phasendifferenzfilmen 96 in zumindest einem der Räume platziert wurde, welche zwischen dem Flüssigkristallfeld und einer von der ersten Polarisationsplatte 11 und der zweiten Polarisationsplatte 15, die an einer Seite oder beiden Seiten des Flüssigkristallfelds vorgesehen waren, und zwischen dem Flüssigkristallfeld und der anderen davon gebildet werden. Als Ergebnis wurde ermittelt, dass die optimale Bedingung der Fall war, wo die Phasendifferenz in der Richtung auf gleicher Ebene jedes der Phasendifferenzfilme 96 nicht mehr als 250 nm betrug, und dass eine Summe der Phasendifferenzen in der Richtung der Dicke der Phasendifferenzfilme 96 nicht mehr als (1,7 × R_LC + 50) nm betrug.
Ferner wurde ähnlich als Ergebnis der Untersuchung der optimalen Bedingung durch das Verändern des Verdrillungswinkels in einem Bereich von 0 bis 90° ermittelt, dass die optimale Bedingung gleich war wie die oben angegebene Anforderung.
Ein positiver uniaxialer Film (n_x > n_y = n_z), ein negativer uniaxialer Film (n_x = n_y > n_z) und ein biaxialer Film (n_x > n_y > n_z) wurden als Film 96 verwendet. Es kann nämlich ein einzelner oder eine Kombination solcher Filme verwendet werden.
In der vorhergehenden Beschreibung wurden die optimalen Bedingungen für den Phasendifferenzfilm in dem Fall beschrieben, dass die Ausrichtungsunterteilung in einem Pixel vorgenommen wird, indem Reihen von Vorsprüngen auf der Seite des Flüssigkristalls jedes der beiden das Flüssigkristallfeld zusammensetzenden Substrate vorgesehen wurden. Auch in dem Fall des Vornehmens der Ausrichtungsunterteilung unter Verwendung von Vertiefungen oder Spalten, die in den Pixelelektroden gebildet sind, können die Betrachtungswinkelcharakteristiken unter ähnlichen Bedingungen verbessert werden.
Ferner wurden in der vorliegenden Spezifikation die Polarisationsplatten als ideale beschrieben. Daher ist es klar, dass die Phasendifferenz (die Phasendifferenz in der Richtung der Dicke des Films beträgt dabei üblicherweise etwa 50 nm), die durch einen Film (nämlich einen TAC(Cellulosetriacetat)-Film) verursacht wird, der einen Polarisator schützt, mit der Phasendifferenz, die durch den Phasendifferenzfilm der vorliegenden Erfindung verursacht wird, synthetisiert werden sollte.
Das Vorsehen des Phasendifferenzfilms kann nämlich anscheinend weggelassen werden, indem der TAC-Film dazu gebracht wird, die Bedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung zu erfüllen. In diesem Fall erübrigt es sich jedoch anzumerken, dass ein derartiger TAC-Film eine genauso gute Leistung zeigt wie der Phasendifferenzfilm der vorliegenden Erfindung, der zur Vorrichtung hinzugefügt werden sollte.
Die Ausführungsformen, in denen die vorliegende Erfindung in einer TFT-Flüssigkristallanzeige implementiert wird, wurden beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann auch in Flüssigkristallanzeigen anderer Typen implementiert werden. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung in einer MOSFET-LCD eines Reflexionstyps, aber nicht des TFT-Typs oder in einem Modus unter Verwendung einer Diode, wie einer MIM-Vorrichtung, als aktive Vorrichtung implementiert werden. Außerdem kann die vorliegende Erfindung sowohl in einem TFT-Modus unter Verwendung von amorphem Silicium als auch einem TFT-Modus unter Verwendung von polykristallinem Silicium implementiert werden. Ferner kann die vorliegende Erfindung nicht nur in einer LCD des Transmissionstyps, sondern auch eines Reflexionstyps oder in einer LCD des Plasmaadressierungstyps implementiert werden.
Eine bestehende TN-LCD hat ein Problem, dass sie nur einen schmalen Bereich von Betrachtungswinkeln abdecken kann. Eine IPS-LCD, die eine verbesserte Betrachtungswinkelcharakteristik aufweist, hat Probleme, dass eine Antwortgeschwindigkeit, die sie bieten kann, nicht hoch genug ist, und sie daher nicht verwendet werden kann, um einen Film anzuzeigen. Die Implementation der vorliegenden Erfindung kann diese Probleme lösen, und eine LCD realisieren, welche dieselbe Betrachtungswinkelcharakteristik wie die IPS-LCD zeigt und eine hohe Antwortgeschwindigkeit bietet, die die von der TN-LCD gebotene überschreitet. Außerdem kann die LCD realisiert werden, indem nur Vorsprünge auf Substraten gebildet werden, oder Elektroden mit Spalten versehen werden, und kann daher leicht hergestellt werden. Der Reibschritt und der Reinigungsschritt nach dem Reiben, die zur Herstellung der bestehenden TN-LCD und IPS-LCD erforderlich sind, werden dabei unnötig. Da diese Schritte eine mangelhafte Ausrichtung verursachen, kann auch ein Effekt der Verbesserung einer Ausbeute und Produktzuverlässigkeit ausgeübt werden.
Da eine LCD realisiert werden kann, die eine hohe Operationsgeschwindigkeit bietet und eine gute Betrachtungswinkelcharakteristik aufzeigt, wird eine Erweiterung des Anwendungsbereichs erwartet, einschließlich der Anwendung bei einem Monitor als Ersatz für eine CRT.

Claims

Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit: einem ersten Substrat (17) und einem zweiten Substrat (16), die zur vertikalen Ausrichtung bearbeitet sind; und einem Flüssigkristall, der eine negative Anisotropie der Dielektrizitätskonstante hat und zwischen den ersten und zweiten Substraten sandwichartig angeordnet ist; wobei Orientierungen des Flüssigkristalls zu den ersten und zweiten Substraten (17, 16) vertikal sind, wenn keine Spannung angewendet wird, zu den ersten und zweiten Substraten (17, 16) nahezu horizontal sind, wenn eine vorbestimmte Spannung angewendet wird, und zu den ersten und zweiten Substraten (17, 16) schräg sind, wenn eine Zwischenspannung angewendet wird, die niedriger als die vorbestimmte Spannung ist, das erste Substrat (17) ein erstes Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) zum Regeln von Azimuten der schrägen Orientierungen des Flüssigkristalls umfasst; das erste Domänenregelungsmittel (20) eine erste Struktur (20) zum partiellen Verändern einer Kontaktfläche zwischen dem ersten Substrat (17) und dem Flüssigkristall in geneigte Oberflächen umfasst, wobei der Bereich der geneigten Oberflächen bei jedem Pixel weniger als 50% des Bereichs des Pixels beträgt; der Flüssigkristall in der Nähe der geneigten Oberflächen zu den geneigten Oberflächen vertikal orientiert ist, wenn keine Spannung angewendet wird, und Azimute des Flüssigkristalls fern von der geneigten Oberfläche gemäß den Azimuten des Flüssigkristalls in der Nähe der geneigten Oberfläche bestimmt werden, wenn die Zwischenspannung angewendet wird; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Struktur Vorsprünge (20) enthält, die in eine Schicht des Flüssigkris talls ragen, welche Vorsprünge (20) aus dielektrischen Materialien auf einer ersten Elektrode (13) des ersten Substrats (17) hergestellt sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der Pixelelektroden (12) auf dem zweiten Substrat (16) gebildet sind, jeder der Vorsprünge (20) sich linear erstreckt und die Vorsprünge parallel zueinander mit einer vorbestimmten Teilung untereinander angeordnet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, bei der die vorbestimmte Teilung einer Anordnungsteilung der Pixelelektroden (12) gleich ist, die Vorsprünge (20) sich parallel zu Rändern der Pixelelektroden (12) erstrecken und Positionen passieren, die den Mitten der Pixelelektroden (12) zugewandt sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der Pixelelektroden (12) auf dem zweiten Substrat (16) gebildet sind, die Vorsprünge (20) punktartige Figuren haben und die Vorsprünge (20) an Positionen angeordnet sind, die Mitten der Pixelelektroden (12) zugewandt sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Substrat (16) ein zweites Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) zum Regeln von Azimuten der schrägen Orientierungen des Flüssigkristalls umfasst.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) eine zweite Struktur (20, 21, 23) zum partiellen Verändern einer Kontaktfläche zwischen dem zweiten Substrat (16) und dem Flüssigkristall in geneigte Oberflächen umfasst und die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) enthalten, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) eine zweite Struktur (20, 21, 23) zum partiellen Verändern einer Kontaktfläche zwischen dem zweiten Substrat (16) und dem Flüssigkristall in geneigte Oberflächen umfasst und die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) Vertiefungen (23A, 23B) enthalten, die von einer Schicht des Flüssigkristalls vertieft sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) eine zweite Struktur (20, 21, 23) zum partiellen Verändern einer Kontaktfläche zwischen dem zweiten Substrat (16) und dem Flüssigkristall in geneigte Oberflächen umfasst, eine der ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) enthält, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, und die andere Vertiefungen (23A, 23B) enthält, die von einer Schicht des Flüssigkristalls vertieft sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) Spalte (21A, 21B) verkörpert, die auf einer zweiten Elektrode (12) des zweiten Substrats (16) vorgesehen sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) Spalte (21A, 21B) verkörpert, die auf einer zweiten Elektrode (12) des zweiten Substrats (16) vorgesehen sind, und die erste Struktur (20, 21, 23) Vertiefungen (23A, 23B) enthält, die von einer Schicht des Flüssigkristalls vertieft sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) eine zweite Struktur (20, 21, 23) zum partiellen Verändern einer Kontaktfläche zwischen dem zweiten Substrat (16) und dem Flüssigkristall in geneigte Oberflächen umfasst und die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) jeweilig ein Paar von Vorsprüngen (20A, 20B) und Vertiefungen (23A, 23B) enthalten, die von einer Schicht des Flüssigkristalls vertieft sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Vorsprünge (20A, 20B) und Vertiefungen (23A, 23B) auf jedem Substrat (16, 17) gegenseitig parallel mit Teilungen von eins und drei angeordnet sind, die Vorsprünge (20A, 20B) und Vertiefungen (23A, 23B) der ersten und zweiten Substrate (16, 17) parallel zueinander angeordnet sind und so angeordnet sind, dass die Vorsprünge (20A, 20B) und Vertiefungen (23A, 23B) weiten Räumen entsprechend der großen Teilung zugewandt sind und Vorsprünge (20A, 20B) und Vertiefungen (23A, 23B) von verschiedenen Substraten (16, 17) jeweilig benachbart sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der die erste Struktur (20, 21, 23) Vertiefungen (23A, 23B) enthält, die von einer Schicht des Flüssigkristalls vertieft sind, eine erste Elektrode (13) des ersten Substrats (17) Spalte (21A, 21B) enthält, das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) eine zweite Struktur (20, 21, 23) umfasst, die Vertiefungen (23A, 23B) enthält, die von einer Schicht des Flüssigkristalls vertieft sind, und Spalte, die auf einer zweiten Elektrode (12) des zweiten Substrats (16) vorgesehen sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Vertiefungen (23A, 23B) und Spalte (21A, 21B) auf jedem Substrat (16, 17) gegenseitig parallel mit Teilungen von eins und drei angeordnet sind, die Vertiefungen und Spalte der ersten und zweiten Substrate parallel zueinander angeordnet sind und so angeordnet sind, dass die Vertiefungen und Spalte weiten Räumen entsprechend der großen Teilung zugewandt sind und Vorsprünge (20A, 20B) und Vertiefungen (23A, 23B) von verschiedenen Substraten (16, 17) jeweilig benachbart sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) eine zweite Struktur, die auf dem zweiten Substrat (16) vorgesehen ist, zum partiellen Verändern einer Kontaktfläche zwischen dem zweiten Substrat und dem Flüssigkristall in geneigte Oberflächen umfasst.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) aus dielektrischen Materialien auf Elektroden (12, 13) der ersten und zweiten Substrate (16, 17) gebildet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) an perimetrischen Abschnitten außerhalb eines Anzeigebereichs, in dem kein Pixel existiert, angeordnet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der das dielektrische Material, das die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) bildet, lichtempfindliches Resist ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 18, bei der das lichtempfindliche Resist ein Novolak-Resist ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 18, bei der das lichtempfindliche Resist gebacken wird, nachdem ein Muster gezeichnet ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Kapazität der ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) zehnmal oder wenigere Male größer als die Kapazität einer Schicht des Flüssigkristalls ist, die unter den Vorsprüngen (20A, 20B) oder in deren Nähe liegt.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der der spezifische Widerstand der ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) gleich dem spezifischen Widerstand des Flüssigkristalls oder größer als dieser ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) enthalten, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, und die Vorsprünge aus einem Material hergestellt sind, die sichtbares Licht abschirmen.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) enthalten, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, und die Vorsprünge mit Kerben verse hen sind, die jeweils eine Neigung in einer longitudinalen Richtung haben.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) enthalten, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, und Auskragungen, die jeweils partiell eine Neigung in einer longitudinalen Richtung haben, auf den Vorsprüngen gebildet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) enthalten, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, und zentrale Abschnitte der Vorsprünge vertieft sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) enthalten, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, und die Vorsprünge (20A, 20B) eine Vielzahl von kleinen Löchern enthalten, die sich bis in die Nähe der Oberfläche der Elektroden (12, 13) erstrecken.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) eine Ionenabsorptionsfähigkeit haben.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 28, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) aus Materialien hergestellt sind, zu denen ein Zusatzagens hinzugefügt ist, das Ionenabsorptionsfähigkeiten hat.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) enthalten, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, und die Oberflächen der Vorsprünge behandelt sind, um die Bildung von Filmen mit vertikaler Ausrichtung zu erleichtern.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 30, bei der die Oberflächenbehandlung an den Oberflächen der Vorsprünge (20A, 20B) zum Bilden einer Rauheit erfolgt.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 30, bei der die Vorsprünge (20A, 20B) aus Resist hergestellt sind und die Oberflächenbehandlung an den Oberflächen der Vorsprünge zum Einstrahlen von ultravioletten Strahlen auf die Oberflächen der Vorsprünge erfolgt.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 30, bei der die Vorsprünge (20A, 20B) aus Materialien hergestellt sind, in denen Teilchen dispergiert sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 30, bei der ein Silankopplungsagens auf die Oberflächen der Vorsprünge (20A, 20B) aufgetragen ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) durch Drucken gebildet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) enthalten, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, und ein Durchmesser von kugelförmi gen Abstandshaltern (45), die eine Dicke der Schicht des Flüssigkristalls definieren, eine Differenz ist, die durch Subtrahieren einer Höhe der Vorsprünge von einer erwünschten Dicke der Flüssigkristallschicht ermittelt wird.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 36, bei der ein Verhältnis des Bereichs der Vorsprünge (20A, 20B) bezüglich des Anzeigebereichs zwischen 1/10 und 1/2 liegt, die Abstandshalter (45) eine Partikelgrößenverteilung haben, deren Standardabweichung 0,1 bis 0,3 Mikrometer beträgt, und die Abstandshalter mit einer Dichte von 300 Partikeln pro Quadratmillimeter dispergiert sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 36, bei der die Härte und der Elastizitätsmodul des Materials, das die Vorsprünge (20A, 20B) bildet, größer als jene der Abstandshalter (45) sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) wenigstens eine Schicht enthalten, die gleichzeitig mit anderen Abschnitten der Vorrichtung gebildet wurde.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 39, bei der eine der ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23), die auf einem TFT-Substrat angeordnet ist, auf dem aktive Elemente gebildet sind, wenigstens eine Isolierschicht zum Isolieren der aktiven Elemente oder Busleitungen enthält.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 39, bei der eine der ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23), die auf einem Farbfilter-(CF)-Substrat angeordnet ist, das einem TFT-Substrat zugewandt ist, auf dem aktive Elemente gebildet sind, Vorsprünge enthält, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, und die Vorsprünge auf dem CF-Substrat aus Materialien hergestellt sind, die dieselben wie die Materialien von schwarzen Matrizen zum Abschirmen von Licht an Grenzen zwischen Pixelelektroden und Busleitungen oder Abschnitten von aktiven Elementen sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 41, bei der eine der ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23), die auf einem Farbfilter-(CF)-Substrat angeordnet ist, das einem TFT-Substrat zugewandt ist, auf dem aktive Elemente gebildet sind, Vorsprünge (20A, 20B) enthält, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, und die Vorsprünge auf dem CF-Substrat durch das Stapeln von wenigstens einem Material von Farbfiltern gebildet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 39, bei der eine der ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23), die auf einem Farbfilter-(CF)-Substrat angeordnet ist, das einem TFT-Substrat zugewandt ist, auf dem aktive Elemente gebildet sind, Vorsprünge (20A, 20B) enthält, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, welche Vorsprünge auf dem CF-Substrat durch Photolithographie mit einer Maske entsprechend gestapelten Abschnitten aus wenigstens zwei Farbfiltern gebildet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 39, bei der eine der ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23), die auf einem Farbfilter-(CF)-Substrat angeordnet ist, das einem TFT-Substrat zugewandt ist, auf dem aktive Elemente gebildet sind, Vorsprünge (20A, 20B) enthält, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, eine Elektrode des CF-Substrats auf Farbfiltern gebildet ist und die Vorsprünge auf dem CF-Substrate an Grenzen der Farbfilter gebildet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, bei der ein Teil der ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) am Perimeter jedes Pixels angeordnet ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 45, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23), die am Perimeter jedes Pixels angeordnet sind, aus lichtabschirmendem Material hergestellt sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 45, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23), die am Perimeter jedes Pixels angeordnet sind, eine Dicke einer Schicht des Flüssigkristalls definieren.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 45, bei der der Perimeter, an dem die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) angeordnet sind, ein Teil des Gesamtperimeters jedes Pixels ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, bei der wenigstens eine der ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) enthält, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, wobei die Höhe der Vorsprünge einer erwünschten Dicke einer Schicht des Flüssigkristalls gleich ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) enthalten, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, wobei eine Summe aus der Höhe der Vorsprünge der ersten Struktur und der Höhe der Vorsprünge der zweiten Struktur einer erwünschten Dicke einer Schicht des Flüssigkristalls gleich ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) Spalte (21A, 21B) enthält, die auf einer zweiten Elektrode (12) des zweiten Substrats (16) vorgesehen sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 51, bei der die zweite Elektrode (12) Pixelelektroden darstellt und jede Pixelelektrode Teilelektroden umfasst, die durch die Spalte (21A, 21B) geteilt sind, und elektrische Verbindungsabschnitte, die die Teilelektroden elektrisch verbinden.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 52, bei der die elektrischen Verbindungsabschnitte am Perimeter der Pixelelektrode angeordnet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 52, mit einem Lichtabschirmmittel zum Beschirmen eines Teils der elektrischen Verbindungsabschnitte.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 52, bei der das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) enthält, die höher als Oberflächen der Pixelelektroden sind und im Inneren der Spalte (21A, 21B) angeordnet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der die erste Struktur (20, 21, 23) ein Array von Vor sprängen (20A, 20B) ist, die sich jeweils linear erstrecken, welche Vorsprünge (20A, 20B) parallel zueinander mit einer vorbestimmten Teilung untereinander angeordnet sind, das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) ein Array von Vorsprüngen (20A, 20B) oder Vertiefungen (23A, 23B) oder Spalten (21A, 21B) enthält, die sich jeweils linear erstrecken, welche Vorsprünge, Vertiefungen oder Spalte parallel zueinander mit der vorbestimmten Teilung untereinander angeordnet sind und welche vorbestimmte Teilung kleiner als eine Anordnungsteilung der Pixelelektroden ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der die erste Struktur (20) ein Paar von Arrays von Vorsprüngen (20A, 20B) ist, die sich jeweils linear erstrecken, welche Vorsprünge parallel zueinander mit einer vorbestimmten Teilung untereinander angeordnet sind, das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) ein Paar von Arrays von Vorsprüngen (20A, 20B) oder Vertiefungen (23A, 23B) oder Spalten (21A, 21B) enthält, die sich jeweils linear erstrecken, welche Vorsprünge, Vertiefungen oder Spalte parallel zueinander mit einer vorbestimmten Teilung untereinander angeordnet sind, wobei sich Richtungen, in denen sich die Vorsprünge oder Vertiefungen oder Spalte der genannten Paare erstrecken, voneinander unterscheiden und die vorbestimmten Teilungen kleiner als eine Anordnungsteilung der Pixels sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 57, bei der sich die Richtungen, in denen sich die Vorsprünge oder Vertiefungen oder Spalte der genannten Paare erstrecken, um 90 Grad voneinander unterscheiden.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 57, bei der die erste Struktur (20) Vorsprünge (20A, 20B) enthält und das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) oder Spalte (21A, 21B) enthält, wobei Vorsprünge oder Spalte von einem der genannten Paare gegenseitig um die Hälfte der vorbestimmten Teilung versetzt sind und Vorsprünge oder Spalte von dem anderen der genannten Paare von einem Zustand, in dem die Vorsprünge oder Spalte einander zugewandt sind, ein wenig versetzt sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 59, bei der die vorbestimmte Teilung ein ganzzahliger Teiler der Anordnungsteilung der Pixels ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der die erste Struktur (20) ein Array von Vorsprüngen (20A, 20B) ist, die sich jeweils in einer Richtung erstrecken und in Intervallen eines vorbestimmten Zyklus im Zickzack gebogen sind, wobei die Vorsprünge parallel zueinander mit einer vorbestimmten Teilung untereinander angeordnet sind, und das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) ein Array von Vorsprüngen (20A, 20B) oder Vertiefungen (23A, 23B) oder Spalten (21A, 21B) enthält, die sich jeweils in einer Reihe erstrecken und in Intervallen des vorbestimmten Zyklus im Zickzack gebogen sind, welche Vorsprünge, Vertiefungen oder Spalte parallel zueinander mit der vorbestimmten Teilung untereinander angeordnet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 61, bei der Pixelelektroden im Zickzack gebogen sind und Muster der Vorsprünge, Vertiefungen oder Spalte den Pixelelektroden entsprechen.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 61, bei der Busleitungen partiell im Zickzack und in Entsprechung zu den Mustern der Pixelelektroden gebogen sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 61, bei der ein Muster jeder Pixelelektrode nahezu ein Quadrat ist und Pixelelektroden in benachbarten Reihen um die Hälfte einer Anordnungsteilung der Pixelelektroden gegenseitig versetzt sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 64, bei der sich Datenbusleitungen im Zickzack entlang Rändern der Pixelelektroden erstrecken.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 61, bei der die vorbestimmte Teilung ein ganzzahliger Teiler der Pixels ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 66, bei der der vorbestimmte Zyklus ein ganzzahliger Teiler der Pixels ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 56, 57 oder 61, bei der die erste Struktur (20) Vorsprünge (20A, 20B) enthält und das zweite Domänenregelungsmittel Vorsprünge (20A, 20B) oder Spalte (21A, 21B) enthält, welche Vorsprünge der ersten Struktur und Vorsprünge oder Spalte des zweiten Domänenregelungsmittels um die Hälfte der vorbestimmten Teilung versetzt sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 56, 57 oder 61, bei der die erste Struktur (20) Vorsprünge (20A, 20B) enthält, das zweite Domänenregelungs mittel (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) oder Spalte (21A, 21B) enthält, die Vorsprünge der ersten Struktur und Vorsprünge oder Spalte des zweiten Domänenregelungsmittels von einem Zustand, in dem die Vorsprünge oder Spalte einander zugewandt sind, versetzt sind und die Versetzung deutlich kleiner als die vorbestimmte Teilung ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 56, 57 oder 61, bei der die erste Struktur Vertiefungen (23A, 23B) enthält, das zweite Domänenregelungsmittel Vorsprünge (20A, 20B) enthält und die Vertiefungen der ersten Struktur und die Vorsprünge des zweiten Domänenregelungsmittels angeordnet sind, um einander zugewandt zu sein.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, bei der die erste Struktur Vorsprünge (20A, 20B) enthält, die in einem zweidimensionalen Gitter gebildet sind, und die zweite Struktur punktartige Vorsprünge (20A, 20B) enthält, die jeweilig den Mitten jedes Rahmenelementes des zweidimensionalen Gitters zugewandt sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 71, bei der wenigstens eine der Anordnungsteilungen des zweidimensionalen Gitters kleiner als eine der Anordnungsteilungen von Pixelelektroden ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 71, bei der Anordnungsteilungen des zweidimensionalen Gitters mit Anordnungsteilungen von Pixelelektroden koinzidieren.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 72, bei der die Vorsprünge (20A, 20B) in Form des zweidimen sionalen Gitters an Grenzen einer Pixelelektrode auf einem TFT-Substrat angeordnet sind, auf dem aktive Elemente gebildet sind, und die punktartigen Vorsprünge auf einem Farbfiltersubstrat, das dem TFT-Substrat zugewandt ist, so angeordnet sind, dass jeder punktartige Vorsprung einer Mitte jeder Pixelelektrode zugewandt ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, bei der die ersten und zweiten Strukturen (20, 21, 23) eine Vielzahl von Gruppen enthalten, die jeweils Vorsprünge (20A, 20B) haben, die sich entlang Rändern von Rechtecken oder ähnlichen Figuren und mit unterschiedlichen Größen erstrecken, und die Vorsprünge gegenseitig so angeordnet sind, dass Mitten von jeweiligen Rechtecken miteinander koinzidieren.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 75, bei der die Rechtecke den Pixels ähnlich sind, eine Maximalgröße der Rechtecke mit der jedes Pixels koinzidiert und Mitten der Rechtecke von jeder Gruppe mit einer Mitte jedes Pixels koinzidieren.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, mit einem Hilfsdomänenregelungsmittel, das an Perimetern jedes Pixels angeordnet ist, zum Erzeugen einer Orientierungsregelungskraft in einer Richtung, die sich von der Richtung der Orientierungsregelungskraft durch das elektrische Feld unterscheidet, das in einer anzeigefreien Region erzeugt wird.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 77, bei der das Hilfsdomänenregelungsmittel entlang einem Teil, und in der Nachbarschaft, eines Randes des Pixels angeordnet ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, bei der die ersten und zweiten Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) sind, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, Pixelelektroden (13) auf dem ersten Substrat (17) vorgesehen sind, eine Gegenelektrode (12) auf der zweiten Elektrode (16) vorgesehen ist und an den Rändern jeder Pixelelektrode, die sich parallel zu der Erstreckungsrichtung der Vorsprünge (20A, 20B) erstrecken, die Vorsprünge, die der Pixelelektrode innerhalb der genannten Pixelelektrode am nächsten sind, auf dem zweiten Substrat angeordnet sind und die Vorsprünge, die der Pixelelektrode außerhalb der genannten Pixelelektrode am nächsten sind, auf dem ersten Substrat angeordnet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 79, bei der die Vorsprünge (20A, 20B), die der Pixelelektrode außerhalb der genannten Pixelelektrode am nächsten sind, auf einer Busleitung angeordnet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, bei der die ersten und zweiten Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) Arrays von Vorsprüngen (20A, 20B) sind, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, und in dem Array von Vorsprüngen wenigstens eine Wiederholungsbedingung des Arrays, wie etwa die Breite der Vorsprünge, das Intervall zwischen benachbarten Vorsprüngen und die Höhe der Vorsprünge, wenigstens zwei verschiedene Werte enthält.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 81, bei der das Intervall zwischen benachbarten Vorsprüngen (20A, 20B) in der Nachbarschaft der Busleitung kleiner als in dem zentralen Abschnitt des Pixels ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 81, bei der eine Vielzahl von Pixels einen Satz von Pixels bildet, wenigstens eines von der Breite der Vorsprünge (20A, 20B), dem Intervall zwischen benachbarten Vorsprüngen und der Höhe der Vorsprünge unter einer Vielzahl von Pixels, die jeden Satz von Pixels bilden, verschieden ist und die Breite der Vorsprünge, das Intervall zwischen benachbarten Vorsprüngen und die Höhe der Vorsprünge bei jedem Pixel feststehen.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 83, bei der die Dicke der Schicht des Flüssigkristalls bei der Vielzahl von Pixels, die den Satz bilden, verschieden ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, bei der die ersten und zweiten Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) Arrays von Vorsprüngen (20A, 20B) sind, die in eine Schicht des Flüssigkristalls ragen, und das Array von Vorsprüngen periodisch wiederholte Vorsprünge enthält, die zwei oder mehr verschiedene Werte von Seitenflächenneigungswinkeln haben.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 85, bei der eine Vielzahl von Pixels einen Satz von Pixels bildet, der Seitenflächenneigungswinkel eines Vorsprungs (20A, 20B) von Pixel zu Pixel in jedem Pixelsatz variiert und der Seitenflächenneigungswinkel des Vorsprungs bei jedem Pixel feststeht.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, mit Hilfselektroden (CS-Elektroden) zum Bilden eines Speicherkondensators mit Pixelelektroden, bei der die Hilfselektroden angrenzend an das Domänenregelungsmittel gebildet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, mit lichtabschirmenden Mustern (383), die angrenzend an das Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) vorgesehen sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der die erste Struktur (20) ein erstes Array von Vorsprüngen (20A, 20B) ist, die sich jeweils linear in einer ersten Richtung erstrecken, welche Vorsprünge parallel zueinander mit einer vorbestimmten ersten Teilung untereinander angeordnet sind, und das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) ein zweites Array von Vorsprüngen (20A, 20B) oder Spalten (21A, 21B) enthält, die sich in einer zweiten Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet, linear erstrecken, welche Vorsprünge oder Spalte parallel zueinander mit einer vorbestimmten zweiten Teilung untereinander angeordnet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 89, bei der zusätzliche Vorsprünge (20A, 20B) oder Spalte (21A, 21B) ferner in den Mitten von Rahmen, die, bei senkrechter Sicht auf die Substrate, durch das erste Array von Vorsprüngen (20A, 20B) und das zweite Array von Vorsprüngen (20A, 20B) oder Spalten (21A, 21B) gebildet werden, entweder auf dem ersten oder auf dem zweiten Substrat (16, 17) vorgesehen sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 90, bei der die zusätzlichen Vorsprünge (20A, 20B) oder Spalte (21A, 21B) Figuren haben, die den Rahmen ähnlich sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 89, bei der sich das erste Array von Vorsprüngen (20A, 20B) und das zweite Array von Vorsprüngen (20A, 20B) oder Spalten (21A, 21B), bei senkrechter Sicht auf die Substrate (16, 17), in rechten Winkeln kreuzen.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 89, bei der eine Summe aus einer Dicke der Vorsprünge (20A, 20B) des ersten Arrays und einer Dicke der Vorsprünge (20A, 20B) des zweiten Arrays der Dicke einer Schicht des Flüssigkristalls gleich ist und Kreuzungsabschnitte der Vorsprünge der ersten und zweiten Arrays als Abstandshalter wirken.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der die erste Struktur (20) Vorsprünge (20A, 20B) enthält, die in einem ersten zweidimensionalen Gitter gebildet sind, das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) Vorsprünge (20A, 20B) oder Spalte (21A, 21B) enthält, die in einem zweiten zweidimensionalen Gitter gebildet sind, das dieselben Arrayteilungen wie das erste zweidimensionale Gitter hat, und die ersten und zweiten zweidimensionalen Gitter um halbe Teilungen der Arrayteilungen versetzt sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 94, bei der Kreuzungsabschnitte, die, bei senkrechter Sicht auf die Substrate (16, 17), durch das erste Array von Vorsprüngen (20A, 20B) und das zweite Array von Vorsprüngen (20A, 20B) oder Spalten (21A, 21B) gebildet werden, gegen seitig weggelassen sind und die Vorsprünge oder Spalte der ersten und zweiten Arrays intermittierend sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der das erste Domänenregelungsmittel (20) ein erstes Array von Vorsprüngen (20A, 20B) enthält, die sich jeweils in einer ersten Richtung linear erstrecken, welche Vorsprünge parallel zueinander mit einer vorbestimmten ersten Teilung untereinander angeordnet sind; und bei der das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) ein zweites Array von Vorsprüngen (20A, 20B) oder Spalten (21A, 21B) enthält, die sich jeweils in einer zweiten Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet, linear erstrecken, welche Vorsprünge oder Spalte parallel zueinander mit einer vorbestimmten zweiten Teilung untereinander angeordnet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 96, bei der zusätzliche Vorsprünge (20A, 20B) oder Spalte (21A, 21B) ferner in Mitten von Rahmen, die, bei senkrechter Sicht auf die Substrate (16, 17), durch das erste Array von Vorsprüngen (20A, 20B) und das zweite Array von Vorsprüngen (20A, 20B) oder Spalten (21A, 21B) gebildet werden, entweder auf dem ersten oder auf dem zweiten Substrat (16, 17) vorgesehen sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 96, bei der die zusätzlichen Vorsprünge (20A, 20B) oder Spalte (21A, 21B) Figuren haben, die den Rahmen ähnlich sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 96, bei der sich das erste Array von Vorsprüngen (20A, 20B) und das zweite Array von Vorsprüngen (20A, 20B) oder Spalten (21A, 21B), bei senkrechter Sicht auf die Substrate (16, 17), in rechten Winkeln kreuzen.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, bei der das erste Domänenregelungsmittel (20) ein Array von Vorsprüngen (20A, 20B) enthält, die sich jeweils in einer Richtung erstrecken und in Intervallen eines vorbestimmten Zyklus im Zickzack gebogen sind, welche Vorsprünge (20A, 20B) parallel zueinander mit einer vorbestimmten Teilung untereinander angeordnet sind; und bei der das zweite Domänenregelungsmittel (20, 21, 23) ein Array von Vorsprüngen (20A, 20B) oder Vertiefungen (23A, 23B) oder Spalten (21A, 21B) enthält, die sich jeweils in der genannten Richtung erstrecken und in Intervallen des vorbestimmten Zyklus im Zickzack gebogen sind, welche Vorsprünge, Vertiefungen oder Spalte parallel zueinander mit der vorbestimmten Teilung untereinander angeordnet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 100, bei der die vorbestimmte Teilung ein ganzzahliger Teiler der Pixels ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 100, bei der der vorbestimmte Zyklus ein ganzzahliger Teiler der Pixels ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 100, bei der die Vorsprünge (20A, 20B) oder Vertiefungen (23A, 23B) oder Spalte (21A, 21B) der ersten und zweiten Substrate (16, 17) um die Hälfte der vorbestimmten Teilung versetzt sind.
Prozess zum Herstellen eines Substrats (16, 17) für ein vertikal orientiertes Flüssigkristalldisplay, das auf seiner Oberfläche einen Vorsprung (20A, 20B) hat, der als Domänenregelungsmittel (20; 21, 23) wirkt, um zu gewährleisten, dass die Flüssigkristalle bei jedem Pixel in einer Vielzahl von schrägen Richtungen orientiert werden, wenn eine Spannung angewendet wird, die kleiner als eine vorbestimmte Spannung ist, mit: einem Schritt zum Bilden eines Vorsprungs (20A, 20B), nachdem Elektroden (12, 13) auf der Oberfläche des Substrats (16, 17) gebildet worden sind; einem Schritt zum Behandeln der Oberfläche des Vorsprungs (20A, 20B), um die Bildung eines Films mit vertikaler Ausrichtung zu erleichtern; und einem Schritt zum Bilden eines Films mit vertikaler Ausrichtung auf der Oberfläche des Substrats (16, 17), auf dem die Elektroden (12, 13) gebildet worden sind, dessen Oberfläche behandelt worden ist und das den Vorsprung (20A, 20B) enthält; dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (20A, 20B) aus dielektrischem Material hergestellt wird.
Prozess nach Anspruch 104, bei dem auf der Oberfläche des Vorsprungs (20A, 20B) eine Rauheit durch eine Plasmaveraschungsbehandlung bei dem Schritt zum Behandeln der Oberfläche des Vorsprungs erzeugt wird.
Prozess nach Anspruch 104, bei dem auf der Oberfläche des Vorsprungs (20A, 20B) eine Rauheit durch eine Ozonveraschungsbehandlung bei dem Schritt zum Behandeln der Oberfläche des Vorsprungs erzeugt wird.
Prozess nach Anspruch 104, bei dem auf der Oberfläche des Vorsprungs (20A, 20B) eine Rauheit durch Waschen mit einer Bürste bei dem Schritt zum Behandeln der Oberfläche des Vorsprungs erzeugt wird.
Prozess nach Anspruch 104, bei dem auf der Oberfläche des Vorsprungs (20A, 20B) eine Rauheit durch Reiben bei dem Schritt zum Behandeln der Oberfläche des Vorsprungs erzeugt wird.
Prozess nach Anspruch 104, bei dem der Vorsprung (20A, 20B) mit ultravioletten Strahlen bei dem Schritt zum Behandeln der Oberfläche des Vorsprungs bestrahlt wird.
Prozess nach Anspruch 104, bei dem ein Silankopplungsagens auf das Substrat (16, 17), auf dem der Vorsprung (20A, 20B) gebildet wurde, bei dem Schritt zum Behandeln der Oberfläche des Vorsprungs aufgetragen wird.
Prozess nach Anspruch 104, bei dem der Vorsprung (20A, 20B) bei dem Schritt zum Behandeln der Oberfläche des Vorsprungs mit Schaum behandelt wird.
Prozess nach Anspruch 111, bei dem das Substrat (16, 17) schnell erhitzt wird, so dass der Vorsprung (20A, 20B) bei dem Schritt zum Behandeln der Oberfläche des Vorsprungs (20A, 20B) schäumt.
Prozess zum Herstellen eines Substrats (16, 17) für ein vertikal orientiertes Flüssigkristalldisplay, das auf seiner Oberfläche Vorsprünge (20A, 20B) hat, die als Domänenregelungsmittel wirken, um Azimute von Orientierungen des Flüssigkristalls zu regeln, wenn Moleküle des Flüssig kristalls durch das Anwenden einer Spannung geneigt werden, mit: einem Schritt zum Auftragen von Harz, nachdem Elektroden (12, 13) auf der Oberfläche der Substrate (16, 17) gebildet sind; einem Schritt zum Streuen von Teilchen auf die Oberfläche des Harzes; einem Schritt zum Bilden des Harzes zu Vorsprüngen (20A, 20B); und einem Schritt zum Bilden eines Films mit vertikaler Ausrichtung auf der Oberfläche des Substrats (16, 17), worauf die Elektroden (12, 13) und die Vorsprünge (20A, 20B) gebildet worden sind.