CN1297162A - 液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
一种内有形成在多个电极和多个等离子体沟槽交差而成的区域内的多个像元区,多个像元区中的每一个像元区里所包含的液晶层的排列状态随加在电极和等离子体沟槽间的电压而变化,以利用通过多个像元区的光进行显示的液晶显示器。在包含有与像元区的等离子体沟槽的延长方向相交差的边的端边区且电极和液晶层之间还形成有介电结构。有了该介电结构以后,加在端边区的液晶层上的电压就比加在像元区内端边区以外的区域的液晶层上的电压小。
Description
本发明涉及液晶显示器,尤其是那种具有将液晶细胞和等离子体细胞层叠起来而形成的平面显示板结构的等离子体寻址液晶显示器。
人们正在积极地开发等离子体寻址液晶显示器,为的就是早日制成大而薄的平面显示器。例如,日本国特开平1-217396号公报中所叙述的就是等离子体寻址液晶显示器。
图20为以往的等离子体寻址液晶显示器200的示意图。等离子体寻址液晶显示器200,它是通过将液晶细胞201和等离子体细胞202层叠起来且在二者间夹上介电层203构成的。而且,其中还有一对将液晶细胞201和等离子体细胞202夹起来的偏光板213和214。在等离子体细胞202的背面设背光(未图示)是比较典型的。
等离子体细胞202,它是由其上形成有多个相互平行的条状沟205的绝缘性基板204和介电层203而构成的。如后所述,该介电层203作为液晶细胞201的一部分而起作用。多个形成在基板204上的沟205都被介电层203密封住。该密封空间里密封着通过放电而被离子化的气体,该密封着这样的气体的空间形成为等离子体沟槽205(等离子体沟槽的表示符号和沟的表示符号一样)。在每一个沟205的底部都形成有一对等离子体电极206和207。将其中之一个电极定为阳极A,另一个电极定为阴极K,并将电压加在所密封的气体上使该气体离子化,实现等离子体放电。也把进行等离子体放电而使等离子体沟槽205内的气体离子化的这一过程,说成是将等离子体沟槽205活化。
液晶细胞201,它是由基板208、介电层203以及二者间所夹的液晶层209组成的。在基板208靠近液晶层209的那一侧形成有多个相互平行的条状电极(列电极)210。布置该电极210让它和等离子体沟槽205保持正交。在基板208靠近液晶层209的那一侧还设有与电极210相对应的着色层(未图示)和形成在着色层间的黑矩阵212。着色层一般为红色层、绿色层和蓝色层(参照图22A)。
在电极210和等离子体沟槽205相交叉的区域形成有像元区。像元区内的液晶层209的排列状态随着加在电极210和等离子体沟槽205间的电压而发生变化,结果通过像元区的光量也跟着发生变化。将图像信号施加到呈矩阵状的像元区内的液晶层209上来控制通过每一个像元区的光量,以进行图像显示。在本说明书中,称图像显示的最小单位为“像元”,称液晶显示器中与“像元”相对应的区域为“像元区”。像元区存在于等离子体沟槽205和电极210相交叉的区域中。在以往的典型的带黑矩阵的液晶显示器中,像元区存在于黑矩阵的开口部内。也就是说,由黑矩阵的开口部规定像元区的外延。像元与像元、像元区与像元区之间原本不该互相重叠。但是,如后所述,当在等离子体寻址显示器中有交叉串扰现象的情况下进行显示时,所规定好的“像元”、“像元区”至少会和相邻的“像元”、“像元区”的一部分重叠。也就是说,实际进行显示时的“像元区”和所设计的(从结构上看)“像元区”不一致。本说明书中,在有必要将二者区分开的情况下,就使用“设计像元区”和“进行显示时的像元区”这两个用语将二者区分开。
在上述以往的等离子体寻址液晶显示器200中,例如,设等离子体沟槽205为行扫描单位,电极210为列驱动单位。选出行并逐行地活化等离子体沟槽205而进行线顺序扫描。与此同步,将图像信号加到构成列驱动单位的每一个电极210上。因在有选择地活化了的等离子体沟槽205内充满了离子化气体,故被活化的整个等离子体沟槽205为阳极电位(也称为“基准电位”)。在将驱动电压(对应于图像信号电压)加到其间夹有介电层203和液晶层209且相互对峙的等离子体沟槽205和电极210上时,介电层203的下面(靠近等离子体沟槽205的那一个面,以下记作“介电层下面203S”)203S会感应且储存起电荷,且电荷量与阳极电位和驱动电压的电位差相对应。接下来,若不再选择等离子体沟槽205(即等离子体放电停止),则等离子体沟槽205内就为绝缘状态。到该等离子体沟槽205再次被选择、被活化为止,一直处于电荷原封不动地被存储在介电层下面203S的状态。结果是:介电层下面203S和电极210间存在着电位差(电压)。换句话说,在等离子体沟槽205被选择的时候,和加在与其相对峙的电极210上的驱动电压相对应的电压(阳极电位为接地电位时,该电压就是驱动电压)由介电层下面203S/介电层203/液晶层209/电极210所形成的电容抽出并维持。这样,等离子体沟槽205就相当于一个控制介电层下面203S和阳电极207之间的电气连接/非连接的开关元件。另外,介电层下面203S起假想电极的作用。当然,可以将行和列进行调换,而将驱动电压加到等离子体沟槽205内的阳电极207上,将扫描电压加到电极210上。
可用图21所示的等价电路表示等离子体寻址液晶显示器200的一个像元区。如图21所示,等离子体寻址液晶表示装置200的一个像元区中有:包括介电层下面203S和介电层203的电容Cg(介电层电容)、包括电极210和与电容Cg串联的液晶层209的电容Clc(液晶电容)以及经由开关S(等离子体沟槽205)而被连接在介电层下面203S的阳电极207,且这时驱动电压Vd是从外部施加到电极210上的。开关S接通时,驱动电压(交流电压,其绝对值为Vd)Vd就加在介电层下面203S和电极210之间。此时,对像元区的显示状态(像元区内的液晶层209的液晶分子的排列状态)有直接影响的电压,是加在液晶电容Clc上的电压Vlc,电压Vlc可由下式(1)求出。
Vlc=Vd×[Cg/(Clc+Cg)] (1)
也就是说,驱动电压被相互串联的电容Clc和Cg作了电容分割。这里,设液晶层209的厚度为dlc,介电层203的厚度为dg,并假设液晶层209和介电层(一般为玻璃)203的相对介电常数近似相等,则这时的Vlc便可由式(2)求得。
Vlc=Vd×[dlc/(dlc+dg)] (2)
比较典型的是:等离子体寻址液晶显示器200中的液晶层209的厚度dlc约为5μm,介电层(玻璃层)的厚度dg约为50μm,因此,由式(2)可知:例如,要想使加在液晶层209上的电压为4V(Vlc=4V),就必须施加约为40V的驱动电压Vd。
因和内有薄膜晶体管的液晶显示器相比,等离子体寻址液晶显示器200的制造工艺比较简单,所以我们对它寄予了很大的希望,特别是希望它能作大型液晶显示器用。
另一方面,例如,本案发明人在日本国特开平6-301015号公报、日本国特开平7-120728号公报中论述的都是:用来改善TN(扭曲向列)方式液晶显示器的视角特性的ASM(Axially Symmetrically Aligned Microcell)方式液晶显示器。ASM方式液晶显示器中的液晶层被高分子壁分割为多个液晶区,每一个液晶区内的液晶分子都以垂直于显示面(构成液晶显示器的基板表面)的轴(对称轴)为中心而进行轴对称排列。比较典型的是:液晶区形成在每一个像元区内。因液晶分子进行轴对称排列,所以无论从哪一个方向观察ASM方式液晶显示器的显示,其对比度的变化都很小,也就是说,该显示器具有广视角特性。
可利用下述各法让液晶分子进行轴对称排列。其一为:通过对聚合材料和液晶材料的混合物的聚合诱导相分离来形成高分子壁(如上述公报所述);其二为:通过利用了光敏树脂的光刻工艺,事先在基板上形成高分子壁(如:日本国特开平10-186330号公报所述)。
本案发明人还在日本国特开平11-167099号公报中论述了ASM方式等离子体寻址液晶显示器。用该ASM方式等离子体寻址液晶显示器作具有广视角特性的大画面显示器的可能性非常大。
然而,问题是:很容易在以往的等离子体寻址液晶显示器200中发生交叉串扰现象。为抑制并防止交叉串扰现象,本案发明人对它的产生原因进行了详细的探讨,其见解如下。
如上所述,等离子体寻址液晶显示器中的交叉串扰现象是由于在介电层及液晶层上施加了大的驱动电压所致。下面,参考图22A及图22B来说明等离子体寻址液晶显示器200中的交叉串扰现象。
图22A及图22B为等离子体寻址液晶显示器200的示意图,示出了沿着1个等离子体沟槽205的3个连续像元区P。这里的像元区P指的是设计像元区。图22A为剖面图,图22B为上面图。需提一下,因等离子体寻址液晶显示器沿行方向和列方向具有周期构造,所以如图22A及图22B所示,为方便起见,而没表示和所示的中央像元区P无关的部分的结构。
等离子体寻址液晶显示器200中有:由负介电异向性液晶分子209a形成的液晶层209,一对被布置成正交状态(Crossed-Nicol’s)的偏光板213和214。该等离子体寻址液晶显示器200的显示为正常黑方式。在基板208靠近液晶层209的那一侧上的着色层(未图示)分别为红色层、绿色层及蓝色层。3个像元区P分别与红(R)、绿(G)、蓝(B)着色层相对应。
我们是这样来规定等离子体寻址液晶显示器200中的每一个像元区(设计像元区)P的:像元区P在等离子体沟槽205的延长方向(垂直于电极210的延长方向)上的宽度由黑矩阵212的开口部来规定。在该示例中,它等于电极210的宽度Wel;像元区P在电极210的延长方向(与等离子体沟槽205的延长方向相垂直)上的宽度,则由等离子体沟槽205的宽度(两侧的隔壁(肋骨)或者等离子体生成用电极间的间隔)Wpc来规定。
图22A及图22B示出的是:在等离子体沟槽205被活化的状态下,将驱动电压(大于或等于液晶层的阈值电压,如40V)加到中央像元区P所对应的电极210G上以后,该电压得以维持的状态(等离子体沟槽205已为绝缘状态)。换句话说,中央像元区(绿色)P为接通态,其两侧的与其相邻的像元区(红色或者蓝色)P为截止态。
我们观察到的发生了交叉串扰现象时的该等离子体寻址液晶显示器200,如图22B所示。在图22B中,单向斜线所示的黑矩阵212及交叉斜线所示的区域发黑(发暗)。我们本应观察到:仅有图22B中的中央像元区(绿色)P为接通态(亮状态),与其相邻的像元区(红色或者蓝色)P为截止态(暗状态)。而我们实际观察到的是:和为接通态的像元区(绿色)P相邻的、对应着红色及蓝色的像元区P也有一部分为接通态。也就是说,在等离子体沟槽205的方向上,为接通态的液晶层209的宽度(相当于进行显示时的像元区的宽度)比像元区P的宽度宽。换言之,进行显示时的像元区和与其相邻的像元区的一部分发生了重叠。如上所述,若发生交叉串扰现象,则在进行彩色显示时,本应显示出来的绿色中夹杂上了红色和蓝色而使颜色的纯度下降(发白);在进行黑白显示时,轮廓变得模糊不清。
图23A及图23B为等离子体寻址液晶显示器1700的示意图,示出了沿着1个等离子体沟槽1705的3个连续像元区P。这里的像元区P指的是设计像元区。图23A为剖面图,图23B为上面图。
等离子体寻址液晶显示器1700中有:包含着多个由介电结构(高分子壁)1720a、1720b、1720c以及1720d分割而成的液晶区1709a的液晶层1709,一对被布置成正交状态的偏光板1713和1714。液晶层1709中含有负介电异向性液晶分子1709b,在该液晶层1709的两侧形成有与液晶层1709相接的垂直配向膜(未图示)。每一个液晶区1709a内的液晶分子1709b都以垂直于基板1708表面的轴SA为中心而进行轴对称排列。该等离子体寻址液晶显示器1700的显示为正常黑方式。在基板1708靠近液晶层1709的那一侧上的着色层(未图示)分别为红色层、绿色层及蓝色层。3个像元区P分别与红(R)、绿(G)、蓝(B)相对应。形成在着色层间的黑矩阵1712,其宽度一般比形成在相邻电极1710间的介电结构(dielectricstructure)1720a的宽度宽。这样做,是为保证在介电结构1720a的形成工序中出现对准偏离而使介电结构1720a的位置不准的情况下的显示质量。
我们是这样来规定等离子体寻址液晶显示器1700的每一个像元区(设计像元区)P的:像元区P在等离子体沟槽1705的延长方向(垂直于电极1710的延长方向)上的宽度由黑矩阵1712的开口部来规定。在该示例中,它等于电极1710的宽度Wel;像元区P在电极1710的延长方向(与等离子体沟槽1705的延长方向相垂直)上的宽度,则由等离子体沟槽1705的宽度(两侧的隔壁(肋骨)或者等离子体生成用电极间的间隔)Wpc来规定。如上所述,因一般情况下,形成在相邻电极1710间的介电结构1720a的宽度比黑矩阵1712的宽度窄,所以介电结构1720a就不会形成在像元区P内包含着与等离子体沟槽1705的延长方向相交差的边(端边)的区域里了。
图23A及图23B示出的是:在等离子体沟槽1705被活化的状态下,将驱动电压(大于或等于液晶层的阈值电压,如40V)加到中央像元区P所对应的电极1710G上以后,该电压得以维持的状态(等离子体沟槽1705已为绝缘状态)。换句话说,中央像元区(绿色)P为接通态,其两侧的与其相邻的像元区(红色或者蓝色)P为截止态。
我们所观察到的发生了交叉串扰现象时的该等离子体寻址液晶显示器1700,如图23B所示。在图23B中,单向斜线所示的黑矩阵1712及交叉斜线所示的区域发黑(发暗)。我们本应观察到:仅有图23B中的中央像元区(绿色)P为接通态(亮状态),与其相邻的像元区(红色或者蓝色)P为截止态(暗状态)。而我们实际观察到的是:和为接通态的像元区(绿色)P相邻的、对应着红色及蓝色的像元区P也有一部分为接通态。也就是说,在等离子体沟槽1705的方向上,为接通态的液晶层1709的宽度(相当于进行显示时的像元区的宽度)比像元区P的宽度宽。换言之,进行显示时的像元区和与其相邻的像元区的一部分发生了重叠。如上所述,若发生交叉串扰现象,则在进行彩色显示时,本应显示出来的绿色中夹杂上了红色和蓝色而使颜色的纯度下降(发白);在进行黑白显示时,轮廓变得模糊不清。
下面,参考着图22A,对发生了交叉串扰现象时的等离子体寻址液晶显示器200的状态进行详细的说明。
若在等离子体沟槽205被活化的状态下向中央电极210G施加例如40V的驱动电压(向位于其两侧的电极210R和210B施加0V的电压),那么,在介电层下面203S与电极210G相对应的区域里就会感应出并存储起电荷。电荷量由驱动电压的大小和电容值(Cg及Clc串联形成的电容值)决定。因加在电极210G上的驱动电压所引起的电场(电力线)在到达介电层下面203S的过程中向周围扩散,故存储有电荷的介电层下面203S的区域的宽度Wg会比电极210G的宽度Wel宽。该存储起来的电荷对电极210G所造成的电场(电力线)E又比电荷存储区的宽度Wg宽。因此,为截止态的像元区,即在活化等离子体沟槽205时,其上所加电压为0V的电极210G及210B的像元区,所包含的液晶层209内的电极210G附近的液晶分子209a的排列会受到存储电荷所产生的电场(电压)的影响。如图22A所示,负介电异向性液晶分子209a垂直于电场方向排列的区域扩大到了相邻的像元区。
在本说明书中,我们称由存储在介电层下面203S的电荷而产生的遗漏电场(电压)所引起的交叉串扰现象为数据扩散交叉串扰(Data Diffusion Crosstalk:DDC)现象。遗漏电场(电压)指的是扩散到接通态像元区P以外的电场(电压)。为定量地分析该DDC现象对等离子体寻址液晶显示器200的交叉串扰现象的影响,本案发明人做了模拟实验,实验结果如图24所示。
在图24中,横轴表示电极210的位置,纵轴表示的是介电层下面203S的电荷分布(实线)及液晶层209内的电场分布(虚线)的相对值。在进行模拟的时候,我们假想了一个对应VGA的42英寸液晶显示器,并假定电极210的宽度为324μm,电极210间的间隔为40μm,液晶层209的厚度为6μm,介电层203的厚度为50μm,液晶层209与介电层203的相对介电常数近似相等。和图22A及图22B所示的一样,这里所示的也是仅在中央电极210G上施加驱动电压(这里为最大色阶电压:具体为80V)时所得到的结果。
如图24中的实线所示,介电层下面203S的电荷被感应出并存储起来的区域的宽度(图22A及图22B中的Wg)比电极210G的宽度(图22A及图22B中的Wel)宽。如图24中的虚线所示,液晶层209上的电场分布比介电层下面203S的电荷分布扩散得还厉害,几乎扩散到了相邻电极210R及210B(像元区)的中央。从该图还知:在电极210R及210B靠近电极210G的那一侧附近所产生的电场强度大约为最大电场强度的10%。
由此,推出了以下的结论:参考图22A及图22B而说明的DDC是以往的等离子体寻址液晶显示器200内产生叉串扰现象的一大原因。且图23A及图23B所示的等离子体寻址液晶显示器1700中的交叉串扰现象也出于同样的原因。
再者,相邻电极间的电位差是产生交叉串扰现象的另一大原因。在本说明书中,我们称由相邻电极间的电位差所引起的交叉串扰现象为横向相邻交叉串扰现象(Side to Side Crosstalk:SSC)。因SSC现象是由相邻电极间的电位差(有多个值可取)引起的,所以我们很难定量地分析出它在进行显示时会产生多大的影响。尽管如此,我们仍认为它和DDC都是等离子体寻址液晶显示器中的交叉串扰现象的主要原因。
如图25所示,若在以往的等离子体寻址液晶显示器200(及等离子体寻址液晶显示器1700)中的相邻电极210G和210B之间存在电位差,那么,就会产生例如从电极210G到电极210B的横向电场(电力线)E。该横向电场E的产生会使电极210B附近的本应处于截止态的液晶分子209a排列为接通态。如该图所示,若在利用了负介电异向性液晶分子209a的正常黑方式液晶显示器中发生了SSC,那么,液晶分子209a就将沿着垂直于横向电场的方向排列,这势必使本应为黑显示状态(截止态)的相邻像元区中的一部分区域(端边区)变成白显示(接通态)(所观察到的和图22B所示的相同)。在进行彩色显示时,本应为黑显示状态的相邻像元区的端边区成为白显示状态而使颜色的纯度下降最终是显示质量明显地下降。在进行黑白显示时,轮廓变得模糊不清。
本发明的第1方面所涉及的等离子体寻址液晶显示器是这样的一种液晶显示器,其包括:基板,介电层,夹在上述基板和上述介电层之间的液晶层,多个被设置在上述基板靠近上述液晶层的那一侧且平行于第1个方向的条状电极,多个夹着上述液晶层及上述介电层而被设置成与上述多个电极相对峙且平行于和上述第1个方向不同的第2个方向的条状等离子体沟槽;有分别形成在由上述多个电极和上述多个等离子体沟槽相交差而成的区域内的像元区,上述多个像元区中的每一个像元区内所包含的液晶层的排列状态随加在上述电极和上述等离子体沟槽间的电压而发生变化,结果是利用通过上述多个像元区的光来进行显示。在上述多个像元区中的每一个像元区内包含着和上述第2个方向相交差的边的端边区上的上述电极和上述液晶层间,还有介电结构,加在上述多个像元区中的每一个像元区内的上述液晶层上的电压,上述端边区上的比上述端边区以外的区域上的小。
最好是上述介电结构由高分子透明材料制成。
最好是形成上述介电结构,覆盖好上述多个条状电极中相邻2个电极间的间隔及上述2个电极相对峙的边。
最好是形成上述介电结构,使上述多个像元区中的每一个像元区内的上述液晶层在上述端边区上的厚度为在上述端边区以外的区域上的9/10以下。
最好是形成上述介电结构,使上述多个像元区中的每一个像元区内的上述液晶层在上述端边区上的厚度为在上述端边区以外的区域上的2/3以上。
也可在上述基板上的上述多个电极间再形成黑矩阵。
上述介电结构,可由相对介电常数比上述液晶层内所包含的液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大的材料制成。
可在上述多个电极和上述液晶层之间、上述多个电极间和上述液晶层之间再形成有高相对介电常数层,上述高相对介电常数层可由相对介电常数比上述液晶层内所包含的液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大的材料制成。
上述介电结构,可由相对介电常数比上述液晶层内所包含的液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还小的材料制成。
可在上述液晶层中包含着负介电异向性液晶材料。
按照本发明的第1方面所述,提供了一种能够抑制并防止由交叉串扰现象引起的显示质量下降的等离子体寻址液晶显示器。
在本发明的等离子体寻址液晶显示器中,有了形成在像元区中的端边区上的介电结构以后,加在端边区上的电压就比加在端边区以外的区域上的电压小,而可抑制并防止交叉串扰现象。而且,如用透明材料形成介电结构,则通过端边区的光就可用于显示,而不会使开口率下降。
还有,通过让介电结构的相对介电常数比液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大,就可防止液晶分子受横向电场的影响而排列紊乱。进而更有效地抑制并防止起因于SSC的交叉串扰现象。
还有,在介电结构的相对介电常数比液晶材料的相对介电常数(ε??及ε?中那个大的、更好的是相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值)还小的情况下,也可防止液晶分子受遗漏电场的影响而排列紊乱,进而可更有效地抑制并防止交叉串扰现象。
本发明对交叉串扰现象的抑制效果,在正常黑方式的等离子体寻址液晶显示器中表现得很明显,特别是在使用了负介电异向性液晶材料的等离子体寻址液晶显示器中,该效果表现得就更明显了。
还有,即使是等离子体寻址液晶显示器以外的显示器,只要其中的交叉串扰现象的发生机理和DDC及/或SSC一样,那么,本发明就可被应用到这样的显示器中。
本发明的第2方面所述的等离子体寻址液晶显示器是这样的一种显示器,其包括:基板,介电层,夹在上述基板和上述介电层之间的液晶层,多个被设置在上述基板靠近上述液晶层的那一侧且平行于第1个方向的条状电极,多个夹着上述液晶层及上述介电层而被设置成与上述多个电极相对峙且平行于和上述第1个方向不同的第2个方向的条状等离子体沟槽;有多个形成在由上述多个电极和上述多个等离子体沟槽交差而成的区域内的像元区;还有多个被设置在上述基板靠近上述液晶层的那一侧且平行于上述第1个方向的第1介电结构及多个被设置在上述基板靠近上述液晶层的那一侧且平行上述第2个方向的第2介电结构,上述液晶层由上述多个第1及第2介电结构分割为多个液晶区,上述多个液晶区内的液晶分子以与上述基板表面垂直的轴为中心而进行轴对称排列,上述多个像元区中的每一个像元区都至少包含着一个上述多个液晶区,上述多个像元区中的每一个像元区内所包含的上述液晶层的排列状态随加在上述电极和上述等离子体沟槽间的电压而发生变化,结果是利用通过上述多个像元区的光来进行显示。上述多个第1介电结构有一部分形成在上述多个像元区中的每一个像元区内包含着与上述第2个方向相交差的边的端边区,加在上述多个像元区中的每一个像元区内的上述液晶层上的电压,上述端边区上的比上述端边区以外的区域上的小。
最好是上述第1及第2介电结构由高分子透明材料制成。
最好是形成在上述端边区上的上述第1介电结构覆盖着上述多个条状电极中相邻2个电极间的间隔及上述2个电极相对峙的边。
最好是上述多个像元区中的每一个像元区至少包含着2个在上述第2个方向上相邻的液晶区,上述多个第1介电结构中形成在上述至少2个液晶区之间的第1介电结构的宽度比形成在上述端边区内的上述第1介电结构的宽度窄。还有,最好是上述多个像元区中的每一个像元区至少包含着2个在上述第1个方向上相邻的液晶区的情况下,形成在上述至少2个液晶区之间的第2介电结构的宽度比形成在上述端边区内的上述第1介电结构的宽度窄。当然,也可使上述多个像元区中的每一个像元区仅包含1个液晶区。
最好是形成在上述端边区上的上述第1介电结构,使上述多个像元区中的每一个像元区内的上述液晶层在上述端边区上的厚度为在上述端边区以外的区域上的9/10以下。
最好是形成在上述端边区上的上述第1介电结构,使上述多个像元区中的每一个像元区内的上述液晶层在上述端边区上的厚度为在上述端边区以外的区域上的2/3以上。
可在上述基板上的上述多个电极间再形成黑矩阵。
最好是上述第1介电结构中,位于上述2个电极间的那一部分的宽度比位于上述2个电极上的每一个部分的宽度都宽,在上述第1介电结构上,形成有上述液晶层内的液晶分子以垂直于上述基板表面的轴为中心而进行轴对称排列的液晶区。
可在上述第1介电结构上再形成第3介电结构,有了第3介电结构以后,位于上述第1介电结构上的上述液晶层内的液晶分子可进行轴对称排列。
最好是在上述基板上的上述多个电极间再形成有黑矩阵,且上述黑矩阵的宽度比上述第1介电结构位于上述2个电极间的那一部分的宽度窄。
可在上述基板上的上述多个电极之间再形成黑矩阵,可由上述多个第1介电结构及上述多个第2介电结构在上述黑矩阵上形成多个开口部。
上述第1介电结构,可由相对介电常数比上述液晶层内所包含的液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大的材料制成。
可在上述多个电极和上述液晶层之间、上述多个电极间和上述液晶层之间再形成高相对介电常数层,上述高相对介电常数层可由相对介电常数比上述液晶层内所包含的液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大的材料制成。
上述第1介电结构,可由相对介电常数比上述液晶层内所包含的液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还小的材料制成。
可在上述液晶层中包含着负介电异向性液晶材料。
按照本发明的第2方面所述,提供了一种能够抑制并防止由交叉串扰现象而引起的显示质量下降且具有广视角特性的等离子体寻址液晶显示器。
在本发明的等离子体寻址液晶显示器中,有了形成在像元区中的端边区上的介电结构以后,加在端边区上的电压就比加在端边区以外的区域上的电压小,而可抑制并防止交叉串扰现象。而且,如用透明材料形成介电结构,则通过端边区的光可用于显示,而不会使开口率下降。还有,因可使用同一种材料形成其他的用来分割液晶区的介电结构,故制造工序不会增加。
还有,通过使介电结构的相对介电常数比液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大,就可防止液晶分子受横向电场的影响而排列紊乱,而更有效地抑制并防止起因于SSC的交叉串扰现象。
还有,在介电结构的相对介电常数比液晶材料的相对介电常数(ε??及ε?中那个大的、更好的是相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值)还小的情况下,也可防止液晶分子受遗漏电场的影响而排列紊乱,而更有效地抑制并防止交叉串扰现象。
本发明对交叉串扰现象的抑制效果,在正常黑方式的等离子体寻址液晶显示器中表现得很明显,特别是在使用了负介电异向性液晶材料的等离子体寻址液晶显示器中,该效果表现得就更明显了。
如上所述,本发明是本案发明人对等离子体寻址液晶显示器中的交叉串扰现象的原因进行了详细的研究分析后而第一次获得的一个发明,换句话说,是基于下述想法而得到的发明:即交叉串扰现象的主要原因为:由DDC及/或SSC而引起的波及到相邻像元区的遗漏电场(电压)。只要能够使加在相邻像元区的液晶层上的遗漏电场(电压)足够小,就能抑制并防止交叉串扰现象。
交叉串扰现象在沿等离子体沟槽的延长方向上相邻的像元区之间,亦即包含着相邻电极中的每一个电极的相邻像元区之间发生。因此,通过在像元区中的端边区形成介电结构,以让加在包含着与等离子体沟槽的延长方向相交差的边(平行于细长形状的电极的伸长方向的边)的区域(以下称其为“端边区”)的电压比加在像元区内端边区以外的区域上的小,就能抑制并防止交叉串扰现象。
为便于说明在沿等离子体沟槽的延长方向上相邻的像元区间所发生的交叉串扰现象,本说明书中,在无特别要求的情况下,对以下各用语所下的定义如下。定义电极、介电结构以及像元区的所有边中,与等离子体沟槽的伸长方向相交差的边为“端边”。一般情况下,电极及介电结构分别为矩形且排列成条状。所形成的用以让液晶层进行轴对称排列的第1介电结构及第2介电结构(有时称其为“介电壁”)相互交差着,从整体上看其形成为很多方格。即为第1介电结构平行于电极的延长方向而延伸,第2介电结构平行于等离子体沟槽的延长方向而延伸的壁状结构。比较典型的是像元区分别为矩形且排列成矩阵状。相对峙的每一对“端边”间的距离被称为“宽度”。像元区内包含端边的区域被称为“端边区”。比较典型的是选出端边区并在其上至少形成一部分介电结构。介电结构(包括第1及第2介电结构)的宽度是指在与它们的延长方向正交的方向上的宽度。
为使加在端边区上的电压比加在端边区以外的区域上的电压小,便使本发明的等离子体寻址液晶显示器在端边区的电极和液晶层间拥有介电结构。因在形成有介电结构的端边区上的液晶层厚度比像元区内端边区以外的区域上的液晶层厚度薄,所以加在端边区的液晶层上的电压比加在端边区以外的区域的液晶层上的电压小。结果,通过将端边区上的液晶层厚度制备得较薄,而使加在端边区的液晶层上的电压较小,就能有效地抑制并防止交叉串扰现象。其原因有二,如下所述:
首先,参考图26说明第1个原因。图26示出的是不同液晶层厚度的液晶显示器的典型的电压—透射率曲线L1、L2、L3。一般是:在施加同一个电压(直接加在液晶层上)的时候,随着液晶显示器中液晶层厚度的减小,d1>d2>d3,液晶显示器的透射率随着下降,T1>T2>T3,这是第1个原因。而且,在等离子体寻址液晶显示器中,在施加同一个电压(施加在介电层及液晶层上)的时候,随着液晶层厚度的减小,加在液晶层上电压就下降。这是第2个原因。由于这两个原因的存在,等离子体寻址液晶显示器的透射率就随着液晶层厚度的减小d1’>d2’>d3’而跟着减小T1’>T2’>T3’。如图27的电压—透射率曲线L1’、L2’及L3’所示。另外,图27的横轴表示加在液晶层上的电压。
如上所述,由于第2个原因的作用,结果通过在等离子体寻址液晶显示器中的端边区上设置介电结构,便能有效地抑制并防止交叉串扰现象。换句话说,在端边区,加在电极及介电层下面之间的电压由介电层下面(假想电极)/介电层/液晶层/介电结构/电极构成的电容来分割。若这时假设介电结构的相对介电常数和液晶层、介电层等的相对介电常数相等,那么,加在端边区的液晶层上的电压就是按介电层/液晶层/介电结构的厚度比来分配的(参考上式(2))。这样,通过调节介电结构的厚度以控制端边区内的液晶层的厚度,进而调节加在端边区内的液晶层上的电压大小,便能抑制并防止交叉串扰现象。当然,严格来讲,如上所述,电压是由电极和介电层下面之间所形成的电容来分配的,所以在决定介电结构的厚度的时候,也要将各构成元素的相对介电常数考虑在内。
通过形成介电结构就能使加在端边区上的电压变小。换句话说,就是能使看上去,端边区的液晶层的阈值电压(改变透射率所必需的电压)比端边区以外的区域的液晶层的阈值电压高了。因此,借助调节介电结构的厚度以调整端边区的液晶层的看上去的阈值电压,就能抑制并防止交叉串扰现象。
若用高分子透明材料形成设在端边区的介电结构,则通过端边区的光就可用于显示,而不会使开口率下降。
还有,从开口率来考虑的话,最好是在一个像元区形成两个以上的液晶区的情况下,用高分子透明材料来形成横穿像元区的介电结构(第1及/或第2介电结构)。因此,若用同一种高分子透明材料形成设在端边区的介电结构及横穿像元区的介电结构,那么所有的介电结构就可在同一个工序下形成。还有,通过使所形成的横穿像元区的介电结构的宽度比设在端边区上的介电结构的宽度窄,便可提高像元区内的显示特性的一致性。
若所形成的介电结构中至少有一部分能使来自相邻像元区的遗漏电场(电压)降低,且至少形成在像元区的端边区,就能获得抑制交叉串扰现象的效果。换句话说,通过控制介电结构的位置和厚度就能使进行显示时的像元区的宽度发生变化,所以若形成介电结构,让该介电结构位于最后得到的进行显示时的像元区的端边区(换句话说,让进行显示时的像元区的端边位于介电结构的宽度内,或者让介电结构位于进行显示时的像元区的内侧的端边附近),就能抑制交叉串扰现象。有关介电结构的位置和进行显示时的像元区之间的关系,将在实施例中进行详细的说明。
比较典型的是:若形成介电结构,让它覆盖好多个条状电极中相邻2个电极间的间隔及2个电极相对峙的边,就可使结构和制造工艺简单化。
为使交叉串扰现象的产生原因,即遗漏电场(电压)足够低,最好是形成介电结构,使端边区上的液晶层厚度为像元区内端边区以外的区域上的液晶层厚度的9/10以下。换句话说,最好是介电结构的厚度为在像元区内未形成介电结构的那一区域上的液晶层厚度的1/10以上;最好是介电结构的厚度为像元区内未形成介电结构那一区域上的液晶层厚度的1/3以下。若介电结构的厚度比这一厚度还厚的话,电压降得就很多,而不能向位于介电结构上的液晶层施加足够的电压。结果,会导致显示亮度或者开口率下降。还有,若介电结构本身对可见光的透射率很低,则我们所看到的显示亮度就下降,因此最好是介电结构本身的透射率在95%以上。若介电结构的厚度在2μm以下,就可利用各种各样的高分子透明材料而使透射率达95%以上。不过,介电结构上的液晶层的排列状态并不一定和由介电结构所包围的区域内的液晶层的排列状态一样,所以有时显示亮度会由于液晶层的排列状态的不同而不同。结果,即使介电结构的透射率低于95%,在显示亮度上也看不出什么差别。因此,介电结构本身的透射率为一个能保证看不出像元区内形成有介电结构的区域和除此以外的区域的显示亮度有什么差别的值就可以了。
还有,若按以下所述,就能更有效地抑制并防止SSC。通过使所形成的至少覆盖着电极的端边及/或电极间的介电结构的相对介电常数大于液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值,则导入介电结构内的产生在相邻电极间的电力线就比导入液晶层内的多。也就是说,若选出介电结构并将在存在着电位差的相邻电极间所生成的横向电力线导入其内,就能减少产生在液晶层内的电力线数(电场强度)。最好是介电结构的相对介电常数比液晶材料的相对介电常数(ε??及ε?)中那个大的还大。可以再另外形成一高相对介电常数层(其相对介电常数比液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大),以代替增大介电结构的相对介电常数。最好是高相对介电常数层的相对介电常数比液晶材料的相对介电常数(ε??及ε?)中那个大的还大。当然完全可以将高相对介电常数的介电结构和高相对介电常数层结合起来使用。高相对介电常数层的形成位置可在介电结构之上,也可在介电结构之下。
还有,即使用相对介电常数比液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还小的材料形成介电结构,也可有效地抑制由遗漏电场而产生的交叉串扰现象(包含SSC)。从位于设置有介电结构的端边区的电极上发出的电力线,其强度在通过由低相对介电常数材料而形成的介电结构的过程中被削弱。结果,相邻电极(像元区)间所生成的电力线的强度被削弱,而使加在位于介电结构上的液晶层上的电场(电压)削弱。此时,虽然我们认为形成在端边区上的介电结构的相对介电常数比液晶材料的相对介电常数(ε??及ε?)中那个大的小,也能获得上述效果,但最好还是形成在端边区上的介电结构的相对介电常数比液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值小。
因由SSC引起的交叉串扰现象,会使利用了负介电异向性液晶材料的等离子体寻址液晶显示器的显示质量大大地下降,所以本发明在这样的场合下能发挥出显著的效果。
需提一下,交叉串扰现象对等离子体寻址液晶显示器的基本构造(电极及等离子体沟槽的宽度、电极间的间隔、像元间距、黑矩阵的有无、驱动电压等)的依赖度很大,因此,只要能根据每一个等离子体寻址液晶显示器的结构适当地设定介电结构的位置和大小就能抑制并防止交叉串扰现象。
依照本发明,而提供了一种能够抑制并防止由交叉串扰现象引起的显示质量下降的等离子体寻址液晶显示器。
在本发明的等离子体寻址液晶显示器中,有了形成在像元区中的端边区上的介电结构以后,加在端边区上的电压就比加在端边区以外的区域上的电压小,而可抑制并防止交叉串扰现象。而且,如用透明材料形成介电结构,那么,通过端边区的光就可用于显示,而不会使开口率下降。
通过将本发明应用到其中有被介电结构分割而成的轴对称排列区的等离子体寻址液晶显示器,而提供了一种能够抑制并防止由交叉串扰现象而引起的显示质量下降且具有广视角特性的等离子体寻址液晶显示器。若在该结构下,用透明材料形成介电结构,则通过端边区的光可用于显示,而不会使开口率下降。还有,因可使用同一种材料形成其他的用来分割液晶区的介电结构,故制造工序不会增加。
还有,通过使介电结构的相对介电常数比液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大,就可防止液晶分子受横向电场的影响而排列紊乱,而更有效地抑制并防止起因于SSC的交叉串扰现象。
还有,在介电结构的相对介电常数比液晶材料的相对介电常数(ε??及ε?中那个大的、更好的是相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值)还小的情况下,也可防止液晶分子受遗漏电场的影响而排列紊乱,而更有效地抑制并防止交叉串扰现象。
本发明对交叉串扰现象的抑制效果,在正常黑方式的等离子体寻址液晶显示器中表现得很明显,特别是在使用了负介电异向性液晶材料的等离子体寻址液晶显示器中,该效果表现得就更明显了。
还有,即使是等离子体寻址液晶显示器以外的显示器,只要其中的交叉串扰现象的发生机理和DDC及/或SSC一样,那么,本发明就可被应用到这样的显示器中。
下面,对附图进行简单的说明。
图1A为本发明的实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器100的剖面示意图。
图1B为等离子体寻址液晶显示器100的上面示意图。
图2A为本发明的实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器100A的剖面示意图。
图2B为等离子体寻址液晶显示器100A的上面示意图。
图3为本发明的实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器100B的剖面示意图。
图4A为本发明的实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器100C的剖面示意图。
图4B为等离子体寻址液晶显示器100C的上面示意图。
图5A为等离子体寻址液晶显示器200A的剖面示意图,用于比较。
图5B为等离子体寻址液晶显示器200A的上面示意图。
图6为本发明的实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器100A中的液晶细胞的剖面示意图。
图7A为用在本发明的实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器上的另一液晶细胞的剖面示意图。
图7B为用在本发明的实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器上的又一液晶细胞的剖面示意图。
图8A为本发明的实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器1100的剖面示意图(平行于等离子体沟槽的延长方向)。
图8B为等离子体寻址液晶显示器1100的剖面示意图(与等离子体沟槽的延长方向正交)。
图8C等离子体寻址液晶显示器1100的上面示意图。
图8D为上面示意图,示出了等离子体寻址液晶显示器1100的介电结构1120的二维布置情况。
图9A为本发明的第2实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器1100A的剖面示意图。
图9B为等离子体寻址液晶显示器1100A的上面示意图。
图10为本发明的第2实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器1100B的剖面示意图。
图11A为本发明的第2实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器1100C的剖面示意图。
图11B为等离子体寻址液晶显示器1100C的上面示意图。
图12A为等离子体寻址液晶显示器1700A的剖面示意图,用于比较。
图12B为等离子体寻址液晶显示器1700A的上面示意图。
图13为本发明的第2实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器1100A中的液晶细胞的剖面示意图。
图14A为用在本发明的第2实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器上的另一液晶细胞的剖面示意图。
图14B为用在本发明的第2实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器上的又一液晶细胞的剖面示意图。
图15A为本发明的第3实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器1200的沿平行于等离子体沟槽1105的方向剖开后的剖面示意图。
图15B为等离子体寻址液晶显示器1200的沿平行于电极1100的延长方向剖开后的剖面示意图。
图15C为构成等离子体寻址液晶显示器1200的液晶细胞的基板的立体示意图。
图16为将电压施加在等离子体寻址液晶显示器1200上时,其显示状态的示意图。
图17为将电压施加在将等离子体寻址液晶显示器1200中的第3介电结构1120e省略后而构成的结构下,其显示状态的示意图,用来和图16做比较。
图18A为本发明的第4实施例所涉及的等离子体寻址液晶显示器1300的沿平行于等离子体沟槽1105的方向剖开后的剖面示意图。
图18B为构成等离子体寻址液晶显示器1300的液晶细胞的基板的立体示意图。
图19为将电压施加在等离子体寻址液晶显示器1300上时,其显示状态的示意图。
图20为以往的等离子体寻址液晶显示器200的示意图。
图21示出了等离子体寻址液晶显示器200的一个像元区的等价电路。
图22A为以往的等离子体寻址液晶显示器200的剖面示意图。
图22B为等离子体寻址液晶显示器200的上面示意图。
图23A为以往的等离子体寻址液晶显示器1700的剖面示意图。
图23B为等离子体寻址液晶显示器1700的上面示意图。
图24为一曲线图,示出了用来说明等离子体寻址液晶显示器200中的数据扩散交叉串扰(DDC)现象的模拟结果。
图25为一用来说明等离子体寻址液晶显示器200中的横向交叉串扰(SSC)现象的示意图。
图26为几个液晶层厚度不同的液晶显示器的典型的电压—透射率曲线。
图27为几个液晶层厚度不同的等离子体寻址液晶显示器的典型的电压—透射率曲线。
下面,参考附图,对本发明的实施例进行说明。
(第1实施例)
第1实施例中的等离子体寻址液晶显示器100示于图1A及图1B中。和上述以往的等离子体寻址液晶显示器200一样,等离子体寻址液晶显示器100也是一种利用竖立排列的负介电异向性液晶材料、在正常黑方式下进行显示的液晶显示器。图1A及图1B分别与图22A及图22B相对应。另外,本发明和显示方式、液晶材料的种类、等离子体细胞的结构无关,它可广泛地应用到我们所知道的等离子体寻址液晶显示器中。
等离子体寻址液晶显示器100,它是通过将液晶细胞101和等离子体细胞102层叠起来且在二者间夹上介电层103而构成的。而且,其中还有一对将液晶细胞101和等离子体细胞102夹起来的偏光板113和114。在等离子体细胞102的背面设背光(未图示)是比较典型的。例如,可用日东电工公司所生产的NPF-G1220G作偏光板。
等离子体细胞102,它是由其上形成有多个相互平行的条状沟105的绝缘性基板104和介电层103而构成的。多个形成在基板104上的沟105中的每一个都由介电层103密封。该密封空间里密封着通过放电而被离子化的气体(如氦气、氖气、氩气、氙气、包含以上任意两种气体以上的混合气体以及将氢元素添加到这些气体中而形成的气体),该密封着这样的气体的空间形成了等离子体沟槽105(等离子体沟槽的表示符号和沟的表示符号一样)。在每一个沟105的底部都形成有一对等离子体电极(未图示)。
液晶细胞101,它是由基板108、介电层103以及二者间所夹的液晶层109组成的。液晶层的厚度(在无特殊说明的情况下,指的是液晶区内未设介电结构等的那一区域上的液晶层厚度)例如,为6μm。例如,可使用Δε=?4.0(ε??=3.5及ε?=7.5)、Δn=0.08、添加上手性试剂后而使其厚度为6μm能扭曲90度的材料来做液晶材料。还有,例如,可用日本合成塑料公司生产的JALS-204作能让液晶分子竖立排列的配向膜(未图示)。配向膜设在液晶层109的两侧且让它与液晶层109相接触。
在基板108靠近液晶层109的那一侧形成有多个相互平行的条状电极(列电极)110。布置该电极110而让它和等离子体沟槽105保持正交。在电极110和等离子体沟槽105相交差的区域里形成有像元区P。例如,可按常规办法用掺锡氧化铟(ITO)来形成电极110。例如,电极的宽度为324μm,电极间的间隔为40μm。还在电极110之间形成黑矩阵112,且可用遮光性金属材料如铬等来形成黑矩阵112。当然,电极110与黑矩阵112被电气绝缘(例如,利用未示出的氧化硅等来实现)。在基板108靠近液晶层109的那一侧还形成有对应着电极110而设的着色层(未图示)。一般着色层为红、绿、蓝这三种。着色层可形成在电极110靠近基板108的那一侧或者电极110靠近液晶层109的那一侧。
对等离子体寻址液晶显示器100的设计像元区P的规定方法和上述以往等离子体寻址液晶显示器200的一样:即像元区P在等离子体沟槽105的延长方向上的宽度由黑矩阵112的开口部来规定,在该示例中,它等于电极110的宽度Wel;像元区P在电极110的延长方向上的宽度,则由等离子体沟槽105的宽度Wpc来规定(参考图1B),在本例中,由黑矩阵112的边(在该示例中,该边即为电极110的边)规定设计像元区P的、与细长矩形状电极110的延长方向平行(与等离子体沟槽105的延长方向相交差)的端边PS。如后所述,因有了介电结构120,所以实际上在等离子体寻址液晶显示器100中不会出现交叉串扰现象,进行显示时的像元区和设计像元区P相一致。也就是说,实际显示时,相邻像元区不会重叠。
在等离子体寻址液晶显示器100中,还在基板108靠近液晶层109的那一侧形成有介电结构120。选择并在电极110和液晶层109之间且包括像元区P的端边PS的端边区内形成介电结构120。形成介电结构120覆盖规定像元区P的端边PS的电极110及黑矩阵112的边;形成介电结构120覆盖着相邻的两个电极110(例如110R和110G)间的间隔(黑矩阵112上)及这两个电极相对峙的边。例如,该介电结构120为这样的一种结构:宽180μm、高(厚)1μm,且其沿上述宽度方向的断面为近似矩形,即细长矩形状。该介电结构120的横向两端部(宽度为70μm)形成在电极110上。可利用已知的光刻工艺和高分子透明材料(例如:相对介电常数为3.5的丙烯树脂)形成介电结构120。
在形成有介电结构120的端边区,加在电极110及介电层下面103之间的电压由介电层下面(假想电极)103S/介电层103/液晶层109/介电结构120/电极110构成的电容来分割。若这时假设介电结构120的相对介电常数和液晶层109、介电层103等的相对介电常数相等,那么,加在端边区的液晶层109上的电压就是按介电层103/液晶层109/介电结构120的厚度比来分配的。这样,通过调节介电结构120的厚度以控制端边区内的液晶层109的厚度,进而调节施加在端边区内的液晶层109上的电压大小,便能抑制并防止交叉串扰现象。当然,严格来讲,如上所述,电压是由电极110和介电层下面103S之间所形成的电容来分配的,所以在决定介电结构120的厚度的时候,也要将各构成元素的相对介电常数考虑在内。
一边比较图1B及图22B,一边说明第1实施例中的等离子体寻址液晶显示器100的工作情况。
如上参考图22B所说明的那样,对以往的等离子体寻址液晶显示器200来说,若选择并让中央像元区P为接通态,则接通态会超出设计像元区P的宽度扩大到与其相邻的像元区P的一部分上而发生交叉串扰现象。也就是说,进行显示的像元区至少会和与其相邻的像元区的一部分重叠。与此相比,如图1B所示,对第1实施例中的等离子体寻址液晶显示器100来说,在我们令中央像元区P为接通态的时候,实际成为接通态的区域的宽度则不会扩大到相邻的像元区P。这是因为介电结构120的存在使加在像元区P的端边区上的电压比加在端边区以外的区域上的电压低了的缘故。
如图1B所示,因在电极110之间形成了黑矩阵112,所以若形成介电结构120以让实际成为接通态的区域的端边OS位于黑矩阵112上,那么进行显示时的像元区就和结构上的像元区P相一致。结果,不仅可防止发生交叉串扰现象,还可利用相邻黑矩阵112之间的区域进行显示。
对介电结构120的作用、效果做更详细的说明。
等离子体寻址液晶显示器100除了它有介电结构120这一点和等离子体寻址液晶显示器200不一样以外,其他都一样。因此,从我们所做的模拟实验可知:在省去了等离子体寻址液晶显示器100中的介电结构120不用的结构下,最大驱动电压(透射率最大时的电压:具体为80V)会引起如图24所示的电场强度分布。结果,遗漏电场(电压)影响到从电极210的端边向中央方向延长约110μm远处。
在等离子体寻址液晶显示器100中,宽都是324μm、相隔也都是40μm的两个相邻电极110上形成有在宽度方向上和它们重叠70μm、厚度为1μm的介电结构120。也就是说,形成有宽度为180μm(电极间距离和电极上的那一部分之和,即40μm+2×70μm)的介电结构120,而让来自相邻电极110的电场波及到110μm远处。这样,加在形成有厚度为1μm的介电结构120的端边区的液晶层109上的电压,便比加在端边区以外的区域上的液晶层109的电压低。具体而言,在端边区以外的区域上的液晶层109的厚度为6μm,端边区上的液晶层109的厚度为5μm,又假设介电层105的厚度为50μm,相对介电常数都相等的情况下,加在端边区的液晶层109上的驱动电压就约为加在端边区以外的区域上的驱动电压Vd的85%(??5/(50+5)?/?6/(50+6)???100)。结果,因加在端边区的液晶层109上的驱动电压小了,等离子体寻址液晶显示器100中的交叉串扰现象就被抑制和防止了。本案发明人根据液晶层厚度和电压—透射率特性之间的关系作了很多模拟实验,结果表明:在图示的结构下,通过使加在端边区上的电压为加在端边区以外的区域上的电压的90%以下,便能真正地防止交叉串扰现象;而在一般的结构下,通过使加在端边区上的电压为加在端边区以外的区域上的电压的85%以下,便能充分地抑制交叉串扰现象。另外,介电结构的形成使所加电压下降(看上去的阈值电压(以相对透射率的10%的变化范围所对应的电压来表示)上升),该电压的下降对透射率的影响视液晶层的电压—透射率特性(V-T曲线)而定,所以有时也会在上述范围之外获得交叉串扰现象抑制效果。
还有,因图示的由高分子透明材料形成的介电结构120对可见光的透射率在95%以上,所以没观察到由于介电结构120对光的吸收而在亮度上有什么下降,显示质量就高。若介电结构的厚度约在2μm以下,那么,就可利用各种各样的高分子透明材料,形成对可见光的透射率在95%以上的介电结构。
就这样,如图1B所示,本发明的第1实施例中的等离子体寻址液晶显示器100的显示质量很高,既无交叉串扰现象,也无显示亮度下降问题。另外,后述的介电结构120所具有的将横向遗漏电场封闭在介电结构内的封闭效果,也对防止在等离子体寻址液晶显示器100中发生交叉串扰现象做出了一定的贡献。
(其他实施例)
如图2A及图2B所示的等离子体寻址液晶显示器100A那样,黑矩阵也可省去不用。图2A及图2B分别与图1A及图1B相对应。用相同的符号来表示后述各图中,其实际功能与图1A及图1B所示的等离子体寻址液晶显示器100中的构成要素一样的构成要素,说明省略。
等离子体寻址液晶显示器100A,是一将等离子体寻址液晶显示器100中的黑矩阵112省略后而得到的液晶显示器。因在正常黑方式的液晶显示器中,未施加电压的(截止态的)区域的显示状态为黑色,所以通过形成一定结构(厚度等)的能使位于像元区P间的液晶层109一直为截止态(不加阈值电压以上的电压)的介电结构120,便可省去黑矩阵不用。如图2B所示,省去了黑矩阵的等离子体寻址液晶显示器100A中的像元区P比等离子体寻址液晶显示器100中的像元区P(参照图1B)要大一些。
在无黑矩阵的结构下,就无定义设计像元区的结构(即黑矩阵),进行显示时的像元区的宽度就会视实际所加电压而发生变化。图2B所示的像元区P为进行显示时的像元区。在该结构下,可以这样进行设计:让进行显示时的像元区P的端边位于形成有黑矩阵的宽度内;让进行显示时的像元区P的宽度和电极110的宽度相等,或者让它比电极110的宽度宽,且不让相邻像元区重叠。在这样的结构下,也是介电结构120形成在包含像元区P的端边的端边区。
或者,也可以如图3所示的等离子体寻址液晶显示器100B那样,将图1A所示的等离子体寻址液晶显示器100A中的介电结构120分成2个。图3和图1A相对应。等离子体寻址液晶显示器100B的对应于图1B的图,和图1B完全一样,故省略不示。
等离子体寻址液晶显示器100B中的介电结构120b分别覆盖着相邻电极(例如,电极110G及110B)相对峙的端边。让相邻介电结构120b之间的间隙位于相邻像元区P之间(一般正好在中间)。因在等离子体寻址液晶显示器100B的电极110之间形成有黑矩阵112,故其显示质量和等离子体寻址液晶显示器100的一样。另外,若将等离子体寻址液晶显示器100B中的黑矩阵112省去,则其显示质量和等离子体寻址液晶显示器100A的一样。
还有,也可如图4A及图4B所示的等离子体寻址液晶显示器100C那样,让图3所示的等离子体寻址液晶显示器100B中的介电结构120b的宽度更窄。图4A及图4B分别与图1A及图1B相对应。
虽然等离子体寻址液晶显示器100C中的介电结构120c形成在相邻电极(例如,电极110G及110B)相对峙的端边附近,但并不覆盖端边。不过,黑矩阵112的宽度比相邻电极110之间的距离宽,且介电结构120c形成在黑矩阵112的端边上。也就是说,在包含着由黑矩阵112的开口部所规定的设计像元区P的端边的端边区上形成有介电结构120c。
这样形成的介电结构120c不一定能使像元区P之间所产生的遗漏电场(电压)充分地下降。也就是说,在等离子体寻址液晶显示器100C中,每一个对应于像元区的为接通态的区域比上述等离子体寻址液晶显示器100、100A及100B中的都宽。然而,因在由于遗漏电场(电压)的存在而成为接通态的区域形成有黑矩阵112,所以不会对实际显示造成什么影响(参照图4B)。这样设置了介电结构120c以后,遗漏电场(电压)至少会比以往情形下的小,所以通过设置一宽度适宜的黑矩阵112,便能抑制并防止交叉串扰现象。另外,在图示例中,示出的是相邻的为接通态的区域互相不重叠(在电极间的中央相接)的情形,不仅如此,只要让介电结构120c形成在相邻的接通态区域互相重叠的区域被黑矩阵112覆盖的区域内,这时的显示器的效果就和等离子体寻址液晶显示器100C的效果一样。
为进行比较,而在图5A及图5B中示出了等离子体寻址液晶显示器200A,这是一通过扩宽以往的等离子体寻址液晶显示器中的黑矩阵的宽度,而使交叉串扰现象得以抑制、防止的显示器。图5A及图5B分别与图22A及图22B相对应。
等离子体寻址液晶显示器200A中的黑矩阵212A的宽度比图22A及图22B所示的以往的等离子体寻址液晶显示器200中的黑矩阵212的宽度宽。除了黑矩阵212A以外,其他构成要素都和等离子体寻址液晶显示器200的一样,故表示符号相同,说明也省略了。
所形成的黑矩阵212A将由于遗漏电场(电压)的存在而成为接通态的区域全部覆盖了起来。这样,在等离子体寻址液晶显示器200A中便不会发生交叉串扰现象,但像元区P的宽度明显地变窄,只能进行暗显示。
与此相对,在等离子体寻址液晶显示器100C(参看图4A及图4B)中,选择并在电极110的端边附近形成介电结构120c,故可使为抑制、防止交叉串扰现象而形成的黑矩阵112的宽度比等离子体寻址液晶显示器200A中的黑矩阵212A的宽度还窄。这样,等离子体寻址液晶显示器100C的开口率就比等离子体寻址液晶显示器200A的高,而能够进行亮显示。
如上所述,设置了介电结构以后,不仅能抑制、防止其产生原因为发向相邻像元区的遗漏电场(电压)的交叉串扰现象,还能抑制开口率的下降。若能根据等离子体寻址液晶显示器的构造(电极构造、像元间距、液晶层的电压—透射率特性等)来优化介电结构的结构,那么,在该结构下,就能最大限度地发挥出抑制并防止交叉串扰现象,抑制开口率下降的效果。
到这里为止,我们联系着DDC现象,对通过在端边区设置介电结构,抑制并防止起因于发向相邻像元区的遗漏电场(电压)的交叉串扰现象进行了说明。然而,我们通过实验证实了:在示例结构的PALC中,交叉串扰现象得到了抑制和防止。从这一事实来看,上述实施例中的形成在端边区的介电结构,不仅具有抑制、防止DDC的效果,还具有抑制、防止SSC的效果。另外,若按下述做法形成上述介电结构,能更有效地抑制并减少SSC。
图6为表示等离子体寻址液晶显示器100A中的液晶细胞的部分剖面图。若用其相对介电常数ε比液晶分子109a的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大的材料来形成等离子体寻址液晶显示器100A中的介电结构120,则导入介电结构120内的由电极110G(接通态)和电极110R与电极110B(截止态)间的电位差而生成的电力线会比导入液晶层109内的多。也就是说,若选出介电结构120并将在存在着电位差的相邻电极110间所生成的横向电力线导入其内,就能减少生成在液晶层109内的电力线数(电场强度)。结果,可防止液晶分子109a由于横向电场的作用而排列紊乱。我们观察到了:特别是在利用了负介电异向性液晶材料的正常黑方式的等离子体寻址液晶显示器中,当出现SSC时,相邻像元区就显示为白色,而使显示质量大大地下降,故有了该结构,就可大大地提高对SSC的抑制、防止效果。
还有,如图7A及图7B所示,也可以再形成一其相对介电常数比液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大的高相对介电常数层130,而代替增大介电结构120的相对介电常数。且高相对介电常数层130的厚度最好在0.5~5μm这一范围内。可以在介电结构120和电极110之间形成高相对介电常数层130,如图7A所示;还可以在介电结构120和液晶层109之间形成高相对介电常数层130,如图7B所示。当然,完全可以利用相对介电常数ε比液晶分子109a的相对介电常数(相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值)还大的材料来形成介电结构120后,再在其上形成高相对介电常数层130。
例如,可用触媒化成工业株式会社生产的RTZ-1(ε?10)等无机薄膜来形成相对介电常数很高的介电结构120、高相对介电常数层130等。例如,可通过已知的利用了抗蚀膜的光刻工艺将该薄膜制备成我们所希望的形状。再就是,若利用介电异向性Δε?2.7、ε???6.7、ε??4.0(例如,Merck&Co.Ltd所生产的ZLI-4792、ZLI-3089)来作液晶材料,就可利用例如,相对介电常数ε=3.5的丙烯酸树脂来形成介电结构120、高相对介电常数层130等。
还有,即使用其相对介电常数比液晶材料的相对介电常数还小的材料形成介电结构120,也能有效地抑制SSC(可认为也包含DDC)。从位于设置有介电结构120的端边区的电极110发出的电力线,其强度在通过由低相对介电常数材料而形成的介电结构120的过程中被削弱。结果,相邻电极110间所生成的电力线的强度被削弱,而使加在位于介电结构120上的液晶层109上的电场(电压)削弱。此时,最好是介电结构120的相对介电常数比液晶材料的相对介电常数(ε??及ε?)中那个大的小,若它比液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还小就更好了。例如,可由丙烯酸树脂、环氧树脂等来形成相对介电常数很低的介电结构120。选择并在端边区的电极110上另形成一厚度在0.5~5.0μm的低相对介电常数层,来代替由低相对介电常数材料形成的介电结构120。不过,低相对介电常数层能使通过其中的电场强度下降,所以若形成它覆盖着电极110的整个表面,则加在液晶层109上的电压就会下降(看上去的阈值电压上升),因此这是不理想的。
(第2实施例)
参考图8A、图8B、图8C及图8D,说明第2实施例中的等离子体寻址液晶显示器1100。与上述以往的等离子体寻址液晶显示器1700一样,等离子体寻址液晶显示器1100也是一种利用竖立排列的负介电异向性液晶材料、在正常黑方式下进行显示的液晶显示器。图8A为沿与等离子体沟槽的延长方向平行的方向,将本发明的实施例中的等离子体寻址液晶显示器1100剖开后的剖面示意图,相当于图23A;图8B为沿与等离子体沟槽的延长方向相垂直的方向将等离子体寻址液晶显示器1100剖开后的剖开示意图;图8C为等离子体寻址液晶显示器1100的上面示意图(相当于图23B)。
等离子体寻址液晶显示器1100,它是通过将液晶细胞1101和等离子体细胞1102层叠起来且在二者间夹上介电层1103而构成的。而且,其中还有一对将液晶细胞1101和等离子体细胞1102夹起来的偏光板1113和1114。在等离子体细胞1102的背面设背光(未图示)是比较典型的。例如,可用日东电工公司所生产的NPF-G1220G作偏光板。
等离子体细胞1102,它是由其上形成有多个相互平行的条状沟1105的绝缘性基板1104和介电层1103而构成的。多个形成在基板1104上的沟1105中的每一个都由介电层1103密封。该密封空间里密封着通过放电而被离子化的气体(如氦气、氖气、氩气、氙气、包含以上任意两种气体以上的混合气体以及将氢元素添加到这些气体中而形成的气体),该密封着这样的气体的空间形成了等离子体沟槽1105(等离子体沟槽的表示符号和沟的表示符号一样)。在每一个沟槽1105的底部都形成有一对等离子体电极1106(K)及1107(A)。
液晶细胞1101,它是由基板1108、介电层1103以及二者间所夹的液晶层1109组成的。液晶层的厚度(在无特别要求的情况下,指的是液晶区内未设介电结构等的那一区域内的液晶层厚度)例如,为6μm。液晶层1109中含有多个被多个介电结构(这里为高分子透明壁,例如,相对介电常数为3.5的丙烯酸树脂)1120分割而成的液晶区1109a。在该图示例中,一个像元区P内形成有4个液晶区1109a。每一个液晶区1109a内的液晶分子1109b以对称轴SA为中心而进行轴对称排列。例如,可使用Δε=?4.0(ε??=3.5及ε?=7.5)、Δn=0.08、添加上手性试剂后而使其厚度为6μm能扭曲90度的材料作液晶材料。还有,例如,可用JSR公司生产的JALS-204作能让液晶分子竖立排列的配向膜(未图示)。配向膜设在液晶层1109的两侧且让它与液晶层1109相接触。还可采取这样的组合:即用水平配向膜作配向膜,用正介电异向性液晶材料作液晶材料。此时,液晶分子至少在无电压施来的时候进行轴对称排列。轴对称排列包括同心圆状、放射状、甚至是螺旋状的排列。有关介电结构1120的详细情况将在此后参考图8D加以说明。
在基板1108靠近液晶层1109的那一侧形成有多个相互平行的条状电极(列电极)1110。布置该电极1110使它和等离子体沟槽1105保持正交。在电极1110和等离子体沟槽1105相交差的区域里形成有像元区P。例如,可按常规办法用掺锡氧化铟(ITO)形成电极1110。例如,电极的宽度为324μm,电极间的间隔为40μm。还在电极1110之间形成宽度为40μm的黑矩阵1112,且可用遮光性金属材料如铬等形成黑矩阵1112。当然,电极1110与黑矩阵1112被电气绝缘(例如,利用未示出的氧化硅等来实现)。在基板1108靠近液晶层1109的那一侧还形成有对应着电极1110而设的着色层(未图示)。一般着色层为红、绿、蓝这三种。着色层可形成在电极1110靠近基板1108的那一侧或者电极1110靠近液晶层1109的那一侧。
对等离子体寻址液晶显示器1100的设计像元区P的规定方法和上述以往的等离子体寻址液晶显示器1700的一样:即像元区P在等离子体沟槽1105的延长方向上的宽度由黑矩阵1112的开口部来规定,在该示例中,它等于电极1110的宽度Wel;像元区P在电极1110的延长方向上的宽度则由等离子体沟槽1105的宽度Wpc来规定(参考图8C),在本例中,由黑矩阵1112的边(在该示例中,该边即为电极1110的边)规定设计像元区P的、与细长矩形状电极1110的延长方向平行(与等离子体沟槽1105的延长方向相垂直)的端边PS。如后所述,因在端边区形成了第1介电结构1120a,所以实际上在等离子体寻址液晶显示器1100中不会出现交叉串扰现象,进行显示时的像元区和设计像元区P相一致。也就是说,实际显示时,相邻像元区不会重叠。
参考图8D,说明介电结构1120的结构及其功能。图8D为表示等离子体寻址液晶显示器1100中的介电结构1120的二维布置情况的上面图。
介电结构1120(图8D中的斜线所示部分)中包括:平行于电极1110的延长方向而设的第1介电结构1120a及1120b、平行于等离子体沟槽1105的延长方向而设的第2介电结构1120c及1120d。利用已知的光刻工艺和高分子透明材料(例如,丙烯酸树脂)来将这些介电结构1120形成为一体。形成为一体的介电结构1120构成许多个方格。在一个像元区P内,形成有多个由介电结构1120a、1120b、1120c以及1120d分割(实际上是平面包围)而成的液晶区1109a。我们用1120b来表示第1介电结构1120a及1120b中,分割像元区P内的相邻液晶区1109a的介电结构;我们用1120d来表示第2介电结构1120c及1120d中,分割像元区P内的相邻液晶区1109a的介电结构。也就是说,所形成的第1介电结构1120b及第2介电结构1120d分别横穿像元区P。这里,像元区P内的液晶层1109被分割为4个液晶区1109a。一个像元区P内所形成的液晶区1109a的个数可根据等离子体寻址液晶显示器的规格而变,即也可在一个像元区只形成一个液晶区1109a。也就是说,第1介电结构1120b及第2介电结构1120d可省略不用;还可分别独立地设两个以上这样的介电结构。不过,从视角特性的观点来看,最好是在每一个像元区P内形成第1介电结构1120b及/或第2介电结构1120d,而让形状相同的多个液晶区1109a对称分布。还有,相邻的第2介电结构1120c的间隔可随着等离子体沟槽1105间的距离(隔壁的厚度)Wr而变。
选择并在电极1110和液晶层1109之间且包含像元区P的端边PS的端边区内,形成第1介电结构1120a及1120b中的第1介电结构1120a(至少为第1介电结构的一部分)。形成第1介电结构1120a覆盖规定像元区P的端边PS的电极1110及黑矩阵1112的边;形成第1介电结构1120a覆盖相邻的两个电极1110(例如1110R和1110G)之间的间隔(即黑矩阵1112上)及这两个电极相对峙的边。例如,第1介电结构1120a为这样的结构:宽150μm,高(厚)1μm,且其沿上述宽度方向的断面为近似矩形,即细长矩形状。第1介电结构1120a的横向两端部(宽度为55μm)形成在电极1110上。其他介电结构1120b、1120c及1120d的宽度、高度分别为14μm、1μm,且其沿上述宽度方向的断面也为近似矩形,即细长矩形状。所有的介电结构1120形成为一体。
在形成有第1介电结构1120a的端边区,加在电极1110及介电层下面1103之间的电压由介电层下面(假想电极)1103S/介电层1103/液晶层1109/第1介电结构1120a/电极1110构成的电容来分割。若这时假设第1介电结构1120a的相对介电常数和液晶层1109、介电层1103等的相对介电常数相等,那么,加在端边区的液晶层1109上的电压就是按介电层1103/液晶层1109/介电结构1120的厚度比来分配的。这样,通过调节介电结构1120的厚度以控制端边区内的液晶层1109的厚度,进而调节施加在端边区的液晶层1109上的电压大小,便能抑制并防止交叉串扰现象。当然,严格来讲,如上所述,电压是由电极1110和介电层下面1103S之间所形成的电容来分配的,所以在决定介电结构1120的厚度的时候,也要将各构成元素的相对介电常数考虑在内。
边比较图8C及图23B,边说明第2实施例中的等离子体寻址液晶显示器1100的工作情形。
如上参考图23B所说明的那样,对以往的等离子体寻址液晶显示器1700来说,若选择并让中央像元区P为接通态,则接通态会越出设计像元区P的宽度扩大到与其相邻的像元区P的一部分上而发生交叉串扰现象。也就是说,进行显示时的像元区至少会和与其相邻的像元区的一部分重叠。与此相对,如图8C所示,对第2实施例中的等离子体寻址液晶显示器1100来说,在我们令中央像元区P为接通态的时候,实际成为接通态的区域的宽度则不会扩大到相邻像元区P。这是因为第1介电结构1120a的存在使加在像元区P的端边区上的电压比加在端边区以外的区域上的电压低了的缘故。
如图8C所示,因在电极1110之间形成了黑矩阵1112,所以若形成第1介电结构1120a以让实际成为接通态的区域的端边OS位于黑矩阵1112上,那么进行显示时的像元区就和结构上的像元区P相一致。结果,不仅可防止发生交叉串扰现象,还可利用相邻黑矩阵1112之间的区域进行显示。
对第1介电结构1120a的作用、效果做更详细的说明。
等离子体寻址液晶显示器1100,除了在它的端边区上形成有第1介电结构1120a这一点与等离子体寻址液晶显示器1700不同以外,其它都一样。也就是说,等离子体寻址液晶显示器1100的第1介电结构1120a相当于把等离子体寻址液晶显示器1700的介电结构1720a的宽度扩宽后而得。因此,在省去了等离子体寻址液晶显示器1100中的介电结构1120a不用的结构下,最大驱动电压(透射率最大时的电压:具体为80V)会引起如图24所示的电场强度分布。因此,遗漏电场(电压)影响到从电极1110的端边向中央方向延长约110μm远处。
在等离子体寻址液晶显示器1100中,宽都是324μm、相隔也都是40μm的相邻的两个电极1110上形成有在宽度方向上和它们重叠55μm、厚度为1μm的第1介电结构1120a。这样,加在形成有厚度为1μm的第1介电结构1120a的端边区的液晶层1109上的电压,便比加在端边区以外的其他端边区上的液晶层1109的电压低。具体而言,在端边区以外的区域上的液晶层1109的厚度为6μm,端边区上的液晶层1109的厚度为5μm,又假设介电层1105的厚度为50μm,相对介电常数都相等的情况下,加在端边区的液晶层1109上的驱动电压就约为加在端边区以外的区域上的驱动电压Vd的85%(??5/(50+5)?/?6/(50+6)???100)。结果,因加在端边区的液晶层1109上的驱动电压小了,所以由遗漏电场(电压)而引起的交叉串扰现象就被抑制和防止了。这时,根据上述模拟结果,来自相邻电极1110的电场所波及的距离为110μm,而这里所形成的第1介电结构1120a所覆盖的距离为从电极1110到95μm(电极间间隔40μm+电极上55μm)远处,稍微短一些,但从实际的观察结果来看,我们看不出差别来,交叉串扰现象得以抑制、防止。
本案发明人根据液晶层厚度和电压—透射率特性之间的关系作了很多模拟实验,结果表明:在图示的结构下,通过使加在端边区上的电压为加在端边区以外的区域上的电压的90%以下,便能真正地防止由遗漏电场(电压)引起的交叉串扰现象;而在一般的结构下,通过使加在端边区上的电压为加在端边区以外的区域上的电压的85%以下,便能充分地抑制交叉串扰现象。另外,介电结构的形成使所加电压下降(看上去的阈值电压(以相对透射率的10%的变化范围所对应的电压来表示的)上升),该电压的下降对透射率的影响视液晶层的电压—透射率特性(V-T曲线)而定,所以有时也会在上述范围之外获得交叉串扰现象抑制效果。
第1介电结构1120a以外的介电结构1200b、1120c以及1120d中,位于像元区内电极1110和液晶层1109间的介电结构(例如,所形成的横穿像元区的介电结构1120b及1120d)也会使加在液晶层1109上的电压下降。因此,只要使这些介电结构1120b及1120d有一能够使液晶区中的液晶分子进行轴对称排列的厚度和宽度就行了。从显示质量的一致性来看,最好是尽量地使其既窄且薄。至于其厚度,只要能满足对上述第1介电结构1120a所提出的要求,显示质量就能达到可实用的水平。当然,使第1介电结构1120a以外的介电结构比第1介电结构1120a薄也是可以的,不过,其优点为:若象示例那样,将所有的介电结构1120的厚度制作得一样,则可一次形成所有的介电结构1120。因可采用和其他介电结构一样的制造工艺和材料来形成介电结构1120a,因此不必另增加制造工序。
还有,因图示的由高分子透明材料形成的介电结构1120对可见光的透射率在95%以上,所以没观察到由于介电结构1120对光的吸收而在亮度上有什么下降,显示质量就高。若介电结构的厚度约在2μm以下,那么,就可利用各种各样的高分子透明材料,形成对可见光的透射率在95%以上的介电结构。
就这样,如图8C所示,本发明的第2实施例中的等离子体寻址液晶显示器1100的显示质量很高,既无交叉串扰现象,也无显示亮度下降问题。另外,后述的第1介电结构1120a所具有的将横向遗漏电场封闭在介电结构内的封闭效果,也为防止在等离子体寻址液晶显示器1100中发生交叉串扰现象做出了一定的贡献。
另外,本发明的介电结构1120具有使液晶分子1109b进行轴对称排列的功能,可适当的改变其剖面形状而使液晶分子1109b稳定地排列着。比较典型的是沿介电结构1120的宽度方向将它剖开后所得的剖面形状为梯形,且其侧面倾斜于基板1108的表面,这样很理想。介电结构1120的侧面和基板1108的表面所成的角(锥角)在3~45o这一范围内是最理想的。例如,在利用光敏性透明树脂和光刻工艺形成介电结构1120的情况下,介电结构1120的锥角可以通过控制曝光条件及/或显影条件来调整。
如图9A及图9B所示的等离子体寻址液晶显示器1100A那样,黑矩阵也可省略不用。图9A及图9B分别与图8A及图8C相对应。用相同的符号来表示后述各图中,其实际功能与图8A及图8C所示的等离子体寻址液晶显示器1100中的构成要素一样的构成要素,说明省略。
等离子体寻址液晶显示器1100A,是将等离子体寻址液晶显示器1100中的黑矩阵1112省去后而得到的液晶显示器。因在正常黑方式的液晶显示器中,未施加电压的(截止态的)区域的显示状态为黑色,所以通过形成一定结构(厚度等)的能使位于像元区P间的液晶层1109一直为截止态(不加阈值电压以上的电压)的介电结构1120a,便可省去黑矩阵不用。如图9B所示,省去了黑矩阵的等离子体寻址液晶显示器1100A中的像元区P比等离子体寻址液晶显示器1100中的像元区P(参照图8C)要大一些。
无黑矩阵就无法定义设计像元区,因此,进行显示时的像元区的宽度就会视实际所加电压的大小而发生变化。图9B所示的像元区P为实际显示时的像元区。在该结构下,可以这样进行设计:让进行显示时的像元区P的端边位于形成有黑矩阵的宽度内;让进行显示时的像元区P的宽度和电极1110的宽度相等,或者让它比电极1110的宽度宽,且不让相邻像元区重叠。在这样的结构下,也是第1介电结构1120a形成在包含像元区P的端边的端边区。
或者,也可以如图10所示的等离子体寻址液晶显示器1100B那样,将图8A所示的等离子体寻址液晶显示器1100中的第1介电结构1120a分成2个。图10和图8A相对应。等离子体寻址液晶显示器1100B的对应于图8C的图,和图8C完全一样,故省略不示。
等离子体寻址液晶显示器1100B中所形成的第1介电结构1120a’分别覆盖着相邻电极(例如,电极1110G及1110B)相对峙的端边。让相邻的第1介电结构1120a’之间的间隙位于相邻像元区P之间(一般正好在中间)。因在等离子体寻址液晶显示器1100B的电极1110之间形成有黑矩阵1112,故其显示质量和等离子体寻址液晶显示器1100的一样。另外,若将等离子体寻址液晶显示器1100B中的黑矩阵1112省去不用,则其显示质量和等离子体寻址液晶显示器1100A的一样。
还有,也可如图11A及图11B所示的等离子体寻址液晶显示器1100C那样,让图10所示的等离子体寻址液晶显示器1100B中的第1介电结构1120a’的宽度更窄。图11A及图11B分别与图8A及图8C相对应。
虽然等离子体寻址液晶显示器1100C中的第1介电结构1120a”形成在相邻电极(例如电极1110G及1110B)相对峙的端边附近,但并不覆盖端边。不过,黑矩阵1112的宽度比相邻电极1110之间的距离还要宽,且第1介电结构1120a”形成在黑矩阵1112的端边上。也就是说,在包含着由黑矩阵1112的开口部所规定的设计像元区P的端边的端边区上形成有第1介电结构1120a”。
这样形成的第1介电结构1120a”不一定能使像元区P之间所产生的遗漏电场(电压)充分地下降。也就是说,在等离子体寻址液晶显示器1100C中,每一个对应于像元区而为接通态的区域比上述等离子体寻址液晶显示器1100、1100A及1100B中的都宽。然而,因在由于遗漏电场(电压)的存在而为接通态的区域上形成有黑矩阵1112,所以不会对实际显示造成什么影响(参照图11B)。这样设置了第1介电结构1120a”以后,遗漏电场(电压)至少会比以往情形下的小,所以通过设置宽度适宜的黑矩阵1112,便能抑制并防止交叉串扰现象。另外,在图示例中,示出的是相邻的接通态区域互相不重叠(在电极间的中央相接)的情形,不仅如此,只要让第1介电结构1120a”形成在相邻的接通态区域相重叠的区域被黑矩阵1112覆盖的区域内,这时的显示器的效果就和等离子体寻址液晶显示器1100C的效果一样。
为进行比较,而在图12A及图12B中示出了等离子体寻址液晶显示器1700A,这是一通过扩宽以往等离子体寻址液晶显示器中的黑矩阵的宽度,而使交叉串扰现象得以抑制、防止的显示器。图12A及图12B分别与图23A及图23B相对应。
在等离子体寻址液晶显示器1700A中,黑矩阵1712A的宽度比图23A及图23B所示的以往等离子体寻址液晶显示器1700中的黑矩阵1712的宽度宽,且除了黑矩阵1712A以外,其他构成要素都和等离子体寻址液晶显示器1700的一样,故表示符号相同,并省略其说明。
所形成的黑矩阵1712A将由于遗漏电场(电压)的存在而成为接通态的区域全部覆盖了起来(宽度为180μm)。这样,在等离子体寻址液晶显示器1700A中便不会发生交叉串扰现象,但像元区P的宽度明显地变窄,只能进行暗显示。
与此相对,在等离子体寻址液晶显示器1100C(参看图11A及图11B)中,选择并在电极1110的端边附近形成第1介电结构1120a”,故可使为抑制、防止交叉串扰现象而形成的黑矩阵1112的宽度比等离子体寻址液晶显示器1700A中的黑矩阵1712A的宽度还窄。这样,等离子体寻址液晶显示器1100C的开口率就比等离子体寻址液晶显示器1700A的高,而能进行亮显示。
如上所述,在端边区设置了介电结构以后,不仅能抑制、防止其产生原因为发向相邻像元区的遗漏电场(电压)的交叉串扰现象,还能抑制开口率的下降。若能根据等离子体寻址液晶显示器的构造(电极结构、像元间距、液晶层的电压—透射率特性等)来优化形成在端边区的介电结构的结构,那么,在该结构下,就能最大限度地发挥出抑制并防止交叉串扰现象发生,抑制开口率下降的效果。
到这里为止,我们联系着DDC现象,对通过在端边区设置介电结构,抑制并防止起因于发向相邻像元区的遗漏电场(电压)的交叉串扰现象进行了说明。然而,我们通过实验证实了:在示例结构的PALC中,交叉串扰现象得到了抑制和防止,从这一事实来看,上述实施例中的形成在端边区的介电结构,不仅具有抑制、防止DDC的效果,还具有抑制、防止SSC的效果。另外,若按下述做法形成上述介电结构,就能更有效地抑制并减少SSC。
图13为表示等离子体寻址液晶显示器1100A中的液晶细胞的部分剖面图。另外,图13中省去了与SSC抑制效果无关的介电结构。若用其相对介电常数ε比液晶分子1109b的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大的材料形成等离子体寻址液晶显示器1100A中的第1介电结构1120a,则导入第1介电结构1120a内的由于电极1110G(接通态)和电极1110R与电极1110B(截止态)间的电位差而生成的电力线会比导入液晶层1109内的多。也就是说,若选出第1介电结构1120a并将在存在着电位差的相邻电极1110间所生成的横向电力线导入其中,就能减少生成在液晶层1109内的电力线数(电场强度)。结果,可防止液晶分子1109b由于横向电场的作用而使排列紊乱。我们观察到了:特别是利用了负介电异向性液晶材料的正常黑方式的等离子体寻址液晶显示器,当出现SSC时,相邻像元区显示为白色,而使显示质量大大地下降,故有了该结构,就能大大地提高对SSC的抑制、防止效果。
还有,如图14A及图14B所示,也可以再形成一其相对介电常数比液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大的高相对介电常数层1130,来代替增大第1介电结构1120a的相对介电常数。且高相对介电常数层1130的厚度最好在0.5~5μm这一范围内。可以在第1介电结构1120a和电极1110之间形成高相对介电常数层1130,如图14A所示;还可以在第1介电结构1120a和液晶层1109之间形成高相对介电常数层1130,如图14B所示。当然,完全可以利用相对介电常数ε比液晶分子1109b的相对介电常数(相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值)还大的材料来形成第1介电结构1120a后,再在其上形成高相对介电常数层1130。
例如,可用触媒化成工业株式会社生产的RTZ-1(ε?10)等无机薄膜来形成高相对介电常数的第1介电结构1120a、高相对介电常数层1130等。例如,可利用已知的利用了抗蚀膜的光刻工艺来将该薄膜制备成我们所希望的形状。再就是,若利用介电异向性Δε=2.7、ε??=6.7、ε?=4.0(例如,Merck&Co.Ltd所生产的ZLI-4792、ZLI-3089)来作液晶材料,就可利用例如,相对介电常数ε=3.5的丙烯酸树脂来形成第1介电结构1120a、高相对介电常数层1130等。
还有,即使用其相对介电常数比液晶材料的相对介电常数还小的材料形成第1介电结构1120a,也可有效地抑制SSC(可认为也包含DDC)。从位于设置有第1介电结构1120a的端边区的电极1110发出的电力线,其强度在通过由低相对介电常数材料而形成的第1介电结构1120a的过程中被削弱。结果,相邻电极1110间所生成的电力线的强度被削弱,而使加在位于第1介电结构1120a上的液晶层1109上的电场(电压)削弱。此时,最好是第1介电结构1120a的相对介电常数比液晶材料的相对介电常数(ε??及ε?)中那个大的还小,若它比液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还小就更好了。例如,可由丙烯酸树脂、环氧树脂等来形成这样的低相对介电常数的第1介电结构1120a。选择并在端边区的电极1110上另形成一厚度在0.5~5.0μm的低相对介电常数层,来代替由低相对介电常数材料形成第1介电结构1120a。不过,低相对介电常数层能使通过其中的电场强度下降,所以若形成它覆盖着电极1110的整个表面,则加在液晶层1109上的电压就会下降(看上去的阈值电压上升),这是不理想的。
(第3实施例)
采用第2实施例中的结构,就能够抑制交叉串扰现象。然而,若在发生交叉串扰现象的像元区的端边区形成的第1介电结构的宽度变宽,则位于第1介电结构上的液晶层中的液晶分子的轴对称排列就混乱,以致显示时不匀称。这样的问题很容易在第1介电结构上形成有宽度约为100μm以上的平坦区域的情况下发生。这是因为来自其他区的排列制约力不能充分地制约在第1介电结构的平坦区域上的液晶分子以致其排列紊乱的缘故。
这里,第3实施例中的等离子体寻址液晶显示器在第1介电结构上形成了第3介电结构,且由第3介电结构来让位于第1介电结构上的液晶层中的液晶分子进行轴对称排列。
以下,参考图15A、图15B及图15C,说明第3实施例中的等离子体寻址液晶显示器1200。示例的第3实施例中的液晶显示器1200,除了第3介电结构这一要素以外,其他构成要素都和第2实施例中的液晶显示器1100一样,因此,这里用同一个符号来表示相同的构成要素,而省略说明。
图15A为沿平行于等离子体沟槽1105的方向将液晶显示器1200剖开后的剖面示意图;图15B为沿与电极1100的延长方向平行的方向剖开后的剖开示意图;图15C为液晶显示器1200中构成有液晶细胞的基板的立体示意图。图15A及图15B是沿图15C中的15A-15A’线及15B-15B’线剖开的。
和液晶显示器1100一样,液晶显示器1200中有:平行于电极1110的延长方向而设的第1介电结构1120a及1120b、平行于等离子体沟槽1105的延长方向而设的第2介电结构1120c及1120d。在一个像元区P内,形成有6个由介电结构1120a、1120b、1120c以及1120d(2个)分割(实际上是平面包围)而成的液晶区1109a。在液晶显示器1200中,第1介电结构1120a上还形成有第3介电结构1120e。
形成第1介电结构1120a,覆盖着相邻的两个电极1110(例如1110R和1110G)之间(即包括黑矩阵1112a)的间隔及这两个电极1110相对峙的边。这里,我们要说明所形成的宽度比电极1110间的间隔还窄的黑矩阵1112a,不过,完全可以将黑矩阵1112a省去不用。
电极1110的宽为324μm,电极1110间的间隔为40μm,在该间隔的中央形成有宽30μm的黑矩阵1112a。第1介电结构1120a为这样的一种结构:宽150μm,高(厚)1μm,且其沿宽度方向的断面为近似矩形,即细长矩形状。第1介电结构1120a横向上的两端部(宽度为55μm)形成在电极1110上。第1介电结构1120b、第2介电结构1120c及1120d为这样的一种结构:宽、高分别为14μm、1μm,且其沿宽度方向的断面也为近似矩形,即细长矩形状。形成在第1介电结构1120a上的第3介电结构1120e的高度(从介电结构1120a的顶面算起的高度)为1μm,宽为14μm。第3介电结构1120e由平行于第1介电结构1120a及1120b而延长的部分1120e1及平行于第2介电结构1120c及1120d而延长的部分1120e2构成,且呈方格状。第3介电结构1120e1形成在第1介电结构1120a的横向中央,第3介电结构1120e2形成在第2介电结构1120c及1120d的延长线上。
由第1介电结构1120a、1120b及第2介电结构1120c、1120d所包围的区域(称其为“开口部”),其大小为100μm×100μm;由位于第1介电结构1120a上的第3介电结构1120e1及1120e2分割而成的区域,其大小为60μm×100μm。还有,第1介电结构1120a的宽(150μm)比黑矩阵1112a的宽(30μm)宽得多,而且位于电极1110上的那一部分第1介电结构1120a的宽度(55μm)比第2介电结构1120c及1120d的宽度(14μm)也宽。
采用相同的方法和材料制备具有上述结构的液晶显示器1200和第2实施例中的液晶显示器1100。液晶层1109厚为6μm。可使用Δε=?4.0(ε??=3.5及ε?=7.5)、Δn=0.08、添加上手性试剂后而使其厚度为6μm能扭曲90度的材料作液晶材料。用相对介电常数3.5的透明的光敏性丙烯酸树脂形成介电结构(第1、第2及第3介电结构)1120;用相同的使用了光敏性树脂的光刻工艺形成用来规定液晶层1109的厚度的隔壁(未图示);用JSR公司生产的JALS-204作让液晶分子竖立排列的配向膜(未图示)。配向膜设在液晶层1109的两侧且让它与液晶层1109相接触。
为了使所制备的液晶显示器1200的液晶层1109中的轴对称排列稳定,而向液晶层1109施加例如40V的电压。电压刚加上不久,会在液晶区1109a和1109e内形成多个中心轴,但继续不停地加电压的话,最后就仅有1个中心轴(轴对称排列的轴)会形成在液晶区1109a和1109e的近似中心处了。
图16为将电压施加到这样制成的液晶显示器1200上而获得的显示状态的示意图。另外,图17为将电压施加到液晶显示器1200中的第3介电结构1120e被省略后的等离子体寻址液晶显示器上所获得的显示状态的示意图,用来和图16所示的状态进行比较。
如图16所示,在第3实施例的液晶显示器1200中,在由第1介电结构1120a、1120b及第2介电结构1120c、1120d所包围的区域里形成有液晶分子进行着轴对称排列的液晶区1109a,而且在由第1介电结构1120a上的第3介电结构1120e1及1120e2分割而成的区域里也形成有液晶分子进行着轴对称排列的液晶区1109e。这样,在第1介电结构1120a的平坦顶面上形成方格状的第3介电结构1120e以后,也就能在第1介电结构1120a上形成液晶区1109e。虽然在矩形(60μm×100μm)的液晶区1109e的一个边上,不存在第3介电结构1120e,但仍可实现十分稳定的轴对称排列。
与此相对,如图17所示,若无第3介电结构1120e,则第1介电结构1120a上的液晶层1109就不接受来自周围的排列制约力,因此排列状态就不定,还有,位置不同排列状态也不同。结果,显示时不匀称(不均匀),显示质量就下降了。
当然,因液晶显示器1200及1700A中都有形成在像元区的端边区的第1介电结构1120a,所以和第2实施例中的液晶显示器1100一样,也可抑制、防止在这两个液晶显示器中发生交叉串扰现象。再就是,因不必使黑矩阵1112a的宽度比原来的宽度宽(也就是说,不必为遮盖住发生交叉串扰现象的那一部位而将其宽度扩宽),也就不会牺牲显示亮度了。换句话说,第1介电结构1120a是由透明树脂制成的,所以其上所形成的液晶层1109e也会对显示做出贡献。因此,即使为抑制交叉串扰现象而形成足够宽的第1介电结构1120a,显示亮度也不会下降,倒不如说,因可使黑矩阵1112a更窄,而使显示亮度提高了。
还有,因第3实施例中的液晶显示器1200,还在第1介电结构1120a上形成有液晶分子进行轴对称排列的液晶区1109e,所以它不仅具有广视角特性,而且显示时很匀称,显示质量很高。值得一提的是,若利用水平配向膜和正介电异向性液晶材料,则即使在无电压施来的状态下,也能获得轴对称排列。只要是在电压施来的状态下可获得轴对称排列的结构,就能实现广视角特性。
另外,设有第3介电结构1120e的结构,不仅可以在第2实施例中所说明的液晶显示器1100中使用,也可在其他的液晶显示器中使用。
(第4实施例)
和第3实施例中的等离子体寻址液晶显示器不同,第4实施例中的等离子体寻址液晶显示器中,没形成第3介电壁1120e,但仍能让位于第1介电结构1120a上的液晶层1109中的液晶分子进行轴对称排列。
以下,参考图18A及图18B来说明第4实施例中的等离子体寻址液晶显示器1300。所示的第4实施例的液晶显示器1300中有很多构成要素都和第2实施例中的液晶显示器1100B(参考图10)一样,因此,用相同的符号来表示相同的构成要素,省略其说明。
图18A为沿平行于等离子体沟槽1105的方向将液晶显示器1300剖开后的示意剖面图,图18B为液晶显示器1300的有液晶细胞形成在其上的基板的示意立体图。图18A是沿图18B中的18A-18A’线剖开的。
在液晶显示器1300内,第1介电结构1120a’形成在电极1110的端边上,且将黑矩阵1112夹起来。借助第1介电结构1120a’和第2介电结构1120c及1120d而在黑矩阵1112上形成多个开口部。在黑矩阵1112上形成了与该开口部相对应的液晶区1109d。
电极1110的宽为324μm,形成在电极1110的端边上的第1介电结构1120a’的宽为55μm,黑矩阵1112的宽为40μm。第1介电结构1120b、第2介电结构1120c及1120d的宽均为14μm。因此,形成在电极1110上的液晶区1109a的大小为100μm×100μm;形成在黑矩阵1112上的液晶区1109d的大小为40μm×100μm。
以下,图19为将电压加到用和第3实施例的液晶显示器1200相同的方法和材料而制成的液晶显示器1300上时,它的显示状态的示意图。
由图19可知,在借助第1介电结构1120a’和第2介电结构1120c及1120d而形成在黑矩阵1112上的开口部,形成了液晶分子进行着轴对称排列的液晶区1109d。由于为抑制、防止交叉串扰现象的第1介电结构1120a’的作用,而在该液晶区1109d上未能施加充分的电压,但可借助第1介电结构1120a’和第2介电结构1120c及1120d的排列制约力的作用而让其进行轴对称排列。
因该液晶区1109d在黑矩阵1112之上,所以不会对显示做出什么贡献,然而在液晶区1109d及液晶区1109a之间的、第1介电结构1120a’之上的液晶区1109c,却会接受两侧的液晶区1109d及1109a中的为轴对称排列的液晶分子的影响而进行轴对称排列,如图19所示。
这样,在液晶显示器1300中,也能使第1介电结构1120a’上的液晶层1109中的液晶分子进行轴对称排列,因此,和液晶显示器1200一样,液晶显示器1300不仅具有广视角特性,而且显示时很匀称,显示质量也高。
Claims (25)
1、一种液晶显示器,其包括:基板,介电层,夹在上述基板和上述介电层之间的液晶层,多个被设置在上述基板靠近上述液晶层的那一侧且平行于第1个方向的条状电极,多个夹着上述液晶层及上述介电层而被设置成与上述多个电极相对峙且平行于和上述第1个方向不同的第2个方向的条状等离子体沟槽;有多个形成在由上述多个电极和上述多个等离子体沟槽相交差而成的区域内的像元区,上述多个像元区中的每一个像元区内所包含的液晶层的排列状态根据加在上述电极和上述等离子体沟槽间的电压而变化,以利用通过上述多个像元区的光来进行显示,其特征在于,
在上述多个像元区中的每一个像元区内包含着和上述第2个方向相交差的边的端边区且上述电极和上述液晶层间还有介电结构,加在上述多个像元区中的每一个像元区内的上述液晶层上的电压,上述端边区上的比上述端边区以外的区域上的小。
2、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
上述介电结构由高分子透明材料制成。
3、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
形成有上述介电结构,覆盖着上述多个条状电极中相邻2个电极间的间隔及上述2个电极相对峙的边。
4、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
形成有上述介电结构,使上述多个像元区中的每一个像元区内的上述液晶层在上述端边区上的厚度为在上述端边区以外的区域上的9/10以下。
5、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
形成有上述介电结构,使上述多个像元区中的每一个像元区内上述液晶层在上述端边区上的厚度为在上述端边区以外的区域上的2/3以上。
6、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
在上述基板上的上述多个电极间还形成有黑矩阵。
7、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
上述介电结构,其由相对介电常数比上述液晶层内所包含的液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大的材料制成。
8、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
在上述多个电极和上述液晶层之间、上述多个电极间和上述液晶层之间还形成有高相对介电常数层,上述高相对介电常数层由相对介电常数比上述液晶层内所包含的液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大的材料制成。
9、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
上述介电结构,其由相对介电常数比上述液晶层内所包含的液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还小的材料制成。
10、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
上述液晶层中包含着负介电异向性液晶材料。
11、一种液晶显示器,其包括:基板,介电层,夹在上述基板和上述介电层之间的液晶层,多个被设置在上述基板靠近上述液晶层的那一侧且平行于第1个方向的条状电极,多个夹着上述液晶层及上述介电层而被设置成与上述多个电极相对峙且平行于和上述第1个方向不同的第2个方向的条状等离子体沟槽;有多个形成在由上述多个电极和上述多个等离子体沟槽交差而成的区域内的像元区;还有多个被设置在上述基板靠近上述液晶层的那一侧且平行于上述第1个方向的第1介电结构及多个被设置在上述基板靠近上述液晶层的那一侧且平行于上述第2个方向的第2介电结构,
上述液晶层由上述多个第1及第2介电结构分割为多个液晶区,上述多个液晶区内的液晶分子以与上述基板表面垂直的轴为中心而进行轴对称排列,
上述多个像元区中的每一个像元区都至少包含着上述多个液晶区中的一个区,上述多个像元区中的每一个像元区内所包含的上述液晶层的排列状态根据加在上述电极和上述等离子体沟槽间的电压而变化,结果是利用通过上述多个像元区的光来进行显示,其特征在于,
上述多个第1介电结构有一部分形成在上述多个像元区中的每一个像元区内包含着与上述第2个方向相交差的边的端边区,加在上述多个像元区中的每一个像元区内的上述液晶层上的电压,上述端边区上的比端边区以外的区域上的小。
12、根据权利要求11所述的液晶显示器,其特征在于,
上述第1及第2介电结构由高分子透明材料制成。
13、根据权利要求11所述的液晶显示器,其特征在于,
形成在上述端边区上的上述第1介电结构,其覆盖着上述多个条状电极中相邻2个电极间的间隔及上述2个电极相对峙的边。
14、根据权利要求13所述的液晶显示器,其特征在于,
上述多个像元区中的每一个像元区至少包含着2个在上述第2个方向上相邻的液晶区,上述多个第1介电结构中形成在上述至少2个液晶区间的第1介电结构的宽度比形成在上述端边区内的上述第1介电结构的宽度窄。
15、根据权利要求11所述的液晶显示器,其特征在于,
形成在上述端边区上的上述第1介电结构,使上述多个像元区中的每一个像元区内的上述液晶层在上述端边区上的厚度为在上述端边区以外的区域上的9/10以下。
16、根据权利要求11所述的液晶显示器,其特征在于,
形成在上述端边区上的上述第1介电结构,使上述多个像元区中的每一个像元区内的上述液晶层在上述端边区上的厚度为在上述端边区以外的区域上的2/3以上。
17、根据权利要求11所述的液晶显示器,其特征在于,
在上述基板上的上述多个电极间还形成有黑矩阵。
18、根据权利要求13所述的液晶显示器,其特征在于,
上述第1介电结构中,位于上述2个电极间的那一部分的宽度比位于上述2个电极上的每一个部分的宽度都宽,
在上述第1介电结构上,形成有上述液晶层内的液晶分子以垂直于上述基板表面的轴为中心而进行轴对称排列的液晶区。
19、根据权利要求18所述的液晶显示器,其特征在于,
在上述第1介电结构上还形成有第3介电结构,有了第3介电结构以后,位于上述第1介电结构上的上述液晶层内的液晶分子就进行轴对称排列。
20、根据权利要求18所述的液晶显示器,其特征在于,
在上述基板上的上述多个电极间还形成有黑矩阵,且上述黑矩阵的宽度比位于上述2个电极间的上述第1介电结构的宽度窄。
21、根据权利要求11所述的液晶显示器,其特征在于,
在上述基板上的上述多个电极间还形成有黑矩阵,由上述多个第1介电结构及上述多个第2介电结构在上述黑矩阵上形成多个开口部。
22、根据权利要求11所述的液晶显示器,其特征在于,
上述第1介电结构,其由相对介电常数比上述液晶层内所包含的液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大的材料制成。
23、根据权利要求11所述的液晶显示器,其特征在于,
在上述多个电极和上述液晶层间、上述多个电极间和上述液晶层之间还形成高相对介电常数层,上述高相对介电常数层由相对介电常数比上述液晶层内所包含的液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还大的材料制成。
24、根据权利要求11所述的液晶显示器,其特征在于,
上述第1介电结构,其由相对介电常数比上述液晶层内所包含的液晶材料的相对介电常数的异向性(Δε)的绝对值还小的材料制成。
25、根据权利要求11所述的液晶显示器,其特征在于,
上述液晶层中包含着负介电异向性液晶材料。
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